JPH07109457A

JPH07109457A - コークスの製造方法

Info

Publication number: JPH07109457A
Application number: JP5256150A
Authority: JP
Inventors: Yoji Sato; 洋史佐藤; Yukihiko Maeno; 幸彦前野; Hideto Sekine; 秀人関根; Hiroshi Haraguchi; 博原口
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】低温で窯出した半成コークスをＣＤＱ（コー
クス乾式消火設備）内で加熱、焼成して半成コークスの
品質を改善する際、放散ガス量の増大の抑制を可能に
し、また、排熱ボイラーの熱効率を向上させ、さらに、
製品コークスの品質改善を向上させる。【構成】ＣＤＱへの投入コークスの乾留状態をコーク
ス炉の炉壁温度、置き時間から選んだ少なくとも１つを
含む乾留条件から推定してプレチャンバー内への必要酸
素導入量を推算し、放散ガス量管理値より得た導入空気
の許容体積と前記必要酸素導入量とから導入空気の許容
酸素濃度幅を推算し、当該許容酸素濃度幅内で、プレチ
ャンバー内への導入空気の酸素濃度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コークスの製造方法に
関し、詳しくは、室式コークス炉でコークス温度が６０
０〜９００℃の範囲内の低温で早期窯出を行い、半成コ
ークスをコークス乾式消火設備（以下、ＣＤＱという）
内のプレチャンバー内で、加熱焼成するコークスの製造
方法におけるコークス乾式消火設備内への空気導入方法
に関する。ここで半成コークスとは、室式コークス炉の
炭化室内で６００〜９００℃で乾留を終え、装入炭に由
来する残留揮発分（ＶＭ）１〜５％有する乾留途中のコ
ークスをいう。また、この半成コークスの温度は装入孔
直下の炭化室高さ１／２で測定した炭中中心温度の平均
温度である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば高炉用コークスの製造方
法において、コークス炉から窯出しされた赤熱コークス
をＣＤＱに装入し、当該赤熱コークスの熱を不活性ガス
を媒体として排熱ボイラーに入熱して蒸気回収を行って
いる。

【０００３】そして、従来、例えば特開昭６１−３７８
９３号公報の「乾式消火方法およびその装置」に示され
るように、排熱ボイラーでの蒸気回収の増加を目的とし
て、赤熱コークスが装入されたプレチャンバー内に空気
を加圧導入して、該プレチャンバー内のコークス及び可
燃性ガスの一部を燃焼させると共に、排熱ボイラーの入
熱温度条件から導入される空気の量を流量制御バルブに
よって制御していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のコークス製造法にあっては、ＣＤＱのプレチャンバ
ー内への空気の導入が、排熱ボイラーでの蒸気回収の増
加や循環ガス成分の調整を目的としたものに限られてい
た。また、プレチャンバー内に導入される空気の量が比
較的少ないものであった。

【０００５】したがって、コークスの製造方法におい
て、低温窯出した半成コークスをＣＤＱ内で加熱焼成し
てコークスの品質を改善するような場合、大量の空気を
プレチャンバー内に導入する必要があると共にこの大量
の空気導入に伴い放散ガス体積が増加するため、前記従
来のＣＤＱではこれに対応することができない。

【０００６】なお、室式コークス炉において、低温で窯
出した半成コークスをＣＤＱのプレチャンバー内で焼成
し、品質を改善して高炉用コークスの完成品とするコー
クス製造方法として、特開平２−１９９１９１号公報の
「高炉用コークスの加熱焼成方法」があるが、コークス
の性状に応じてＣＤＱのプレチャンバー内への導入空気
量をフィードフォワード制御すること、及びこれに加え
てプレチャンバー内のコークス温度又は可燃性ガス成分
濃度を予め設定した値になる様、微調整フィードバック
制御して、コークスを加熱焼成することを記載している
のみである。

【０００７】本発明は、前記従来の問題点を鑑みてなさ
れたものであって、その課題は、室式コークス炉でコー
クス温度が６００〜９００℃の範囲内の低温で早期窯出
された半成コークスをＣＤＱ内で加熱、焼成してコーク
スの品質を改善する際、大量の空気導入に伴う放散ガス
体積の増加を抑制し、また、排熱ボイラーでの蒸気発生
量を増加させ、さらに、コークス昇温速度を制御するこ
とにより品質改善を向上させるコークスの製造方法を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を達成するため鋭意研究を行った結果、ＣＤＱでの半
成コークス加熱焼成時の放散ガスの増加抑制に対して
は、窯出時のコークスの性状から品質改善の為の必要昇
温幅より必要酸素導入量を求めて、放散ガス量管理値よ
り得た導入空気の許容体積から推算した導入空気の酸素
濃度調整幅内で導入空気の酸素濃度を制御することによ
り、解決し得ることを見い出した。

【０００９】さらに、半成コークスのＣＤＱでの品質改
善の向上あるいは排熱ボイラーの蒸気回収の効率化に対
しては、コークス最適昇温速度を得るための酸素濃度
と、排熱ボイラーの蒸気発生量を最大にさせる酸素濃度
との比較に基づき導入空気の酸素濃度を任意に制御する
ことによって解決し得ることを見い出した。

【００１０】すなわち、請求項１の発明は、室式コーク
ス炉で炭化室中心部のコークス温度が６００〜９００℃
の範囲の低温で窯出を行い、該半成コークスをコークス
乾式消火設備のプレチャンバー内で空気を導入し、主と
して残存可燃性ガスを燃焼させて、焼成するコークスの
製造方法において、コークス乾式消火設備への投入コー
クスの乾留状態をコークス炉の炉壁温度、置き時間から
選んだ少なくとも１つを含む乾留条件から推定して品質
改善の為に必要なコークス乾式消火設備内への必要酸素
導入量を推算し、放散ガス量管理値より得た導入空気の
許容体積と前記必要酸素導入量とから導入空気の酸素濃
度調整幅を推算し、該酸素濃度調整幅内でコークス乾式
消火設備内への導入空気の酸素濃度を制御することを特
徴とするコークスの製造方法である。

【００１１】また、請求項２の発明は、プレチャンバー
内への導入空気の酸素濃度を前記酸素濃度調整幅内で制
御することにより、コークスの昇温速度を任意に制御す
ることを特徴とする請求項１記載のコークスの製造方法
である。

【００１２】また、請求項３の発明は、プレチャンバー
内及びスローピングフリュー部への導入空気の酸素濃度
を前記酸素濃度調整幅内で制御することにより、コーク
ス乾式消火設備に備えられた排熱ボイラーの蒸気発生量
を任意に制御することを特徴とする請求項１記載のコー
クスの製造方法である。

【００１３】また、請求項４の発明は、室式コークス炉
で炭化室中心部のコークス温度が６００〜９００℃の範
囲の低温で窯出を行い、該半成コークスをコークス乾式
消火設備のプレチャンバー内で空気を導入し、主として
残存可燃性ガスを燃焼させて、焼成するコークスの製造
方法において、コークス乾式消火設備への投入コークス
の乾留状態をコークス炉の炉壁温度、置き時間から選ん
だ少なくとも１つを含む乾留条件から推定して品質改善
の為に必要なコークス乾式消火設備内への必要酸素導入
量を推算し、放散ガス量管理値より得た導入空気の許容
体積と前記必要酸素導入量とから導入空気の酸素濃度調
整幅を推算するとともに、さらに該酸素濃度調整幅内
で、コークスの最適昇温速度を得るための第１の酸素濃
度とコークス乾式消火設備に備えられた排熱ボイラーの
蒸気発生量を最大にさせるための第２の酸素濃度とを推
算し、第１の酸素濃度と第２の酸素濃度との比較に基づ
き、プレチャンバー内及びスローピングフリュー内への
導入空気の酸素濃度を制御することを特徴とするコーク
スの製造方法である。

【００１４】

【作用】請求項１の発明によれば、放散ガス量管理値よ
り得た導入空気の許容体積と必要酸素導入量とから導入
空気の酸素濃度調整幅を推算し、該酸素濃度調整幅内で
コークス乾式消火設備内への導入空気の酸素濃度を制御
するので、既存設備能力範囲内で放散ガス体積の増加を
抑制することができる。

【００１５】また、請求項２の発明によれば、さらにプ
レチャンバー内への導入空気の酸素濃度を前記酸素濃度
調整幅内で制御することにより、半成コークス及びコー
クスの昇温速度を任意に制御するので、コークスの昇温
速度を最適にすることができ、コークスの品質改善の向
上が図れる。

【００１６】また、請求項３の発明によれば、プレチャ
ンバー内及びスローピングフリュー内への導入空気の酸
素濃度を前記酸素濃度調整幅内で制御することにより、
コークス乾式消火設備に備えられた排熱ボイラーの蒸気
発生量を任意に制御するので、最適運転により排熱ボイ
ラーでの蒸気発生量を増加させることができる。

【００１７】また、請求項４の発明によれば、前記酸素
濃度調整幅内で、半成コークス及びコークスの最適昇温
速度を得るための第１の酸素濃度とコークス乾式消火設
備に備えられた排熱ボイラーの蒸気発生量を最大にさせ
るための第２の酸素濃度とを推算し、第１の酸素濃度と
第２の酸素濃度との比較に基づき、プレチャンバー内及
びスローピングフリュー内への導入空気の酸素濃度を制
御するので、排熱ボイラーでの蒸気発生量とコークスの
品質との両方を考慮したコークスの製造を可能にする。

【００１８】なお、以上の説明では、焼成後、直ちに冷
却して、コークカッターを経て、塊コークス、粉コーク
スそれぞれの需要先へ送ることが便であるから、半成コ
ークスをプレチャンバー内で加熱焼成するのが好適であ
るため、そのような説明を行ったが、本発明に係る導入
空気の酸素濃度の制御は、例えば熱いままで次の工程に
入れる場合とか別個の冷却設備のある場合にＣＤＱのプ
レチャンバーの代わり用いられる通常の焼成炉について
も適用可能である。また、本発明に係る導入空気の酸素
濃度の制御は、プレチャンバー、スローピングフリュー
以外のＣＤＱ系内全ての空気導入箇所に適用可能であ
る。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。なお、この実施例は、本発明の好適な実施の態
様であり、本発明の技術的範囲はこの実施例に限定され
ない。

【００２０】まず、比較試験によって本発明に係る実施
例の優位性を説明する。図１は、本実施例に係る室式コ
ークス炉とＣＤＱの組合わせ工程でコークスを製造する
設備の平面図である。この試験は、生産設備である室式
コークス炉１（図１参照）を用いて行ったもので、その
設備仕様は、室式コークス炉を使用し、炭化室（ｍｍ）
炉高５５００×炉幅４５０×炉長１５７００である。室
式コークス炉１の操業条件は表１に示す通りである。な
お、比較例として同じ条件で装入したものを、本実施例
の操業条件を外れる状態で試みた。また、以下の操業条
件は４５窯の平均値である。

【００２１】

【表１】

【００２２】この比較試験の結果を表２及び表３に示
す。表２は、前記操業条件での本実施例及び比較例それ
ぞれのコークス温度窯間ばらつき、炭化室内最低コーク
ス温度、押出電流値窯間ばらつきを示すものであり、表
３は、窯出した半成コークスの残留揮発分（ＶＭ）を示
すものである。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】この結果、表２に示すように、本実施例の
条件では半成コークスの窯出しは工業的規模で安定して
実施できた。これに対して比較例は、半成コークスの窯
出温度にばらつきが増加した結果、炭化室内コークス温
度のばらつきが増大したため、炭化室からの押出し電流
値が管理上限をオーバーする窯が出現し、工業的規模で
の実施は無理だった。

【００２６】次に、本実施例におけるＣＤＱへの導入空
気の酸素濃度の制御方法について説明する。図２は、本
実施例におけるＣＤＱへの導入空気の酸素濃度を設定す
るまでの流れを示すフローシートである。

【００２７】図２に示す符号１１は室式コークス炉の押
出機につけた検知器によって測定する炉壁温度、燃焼室
上部で測定する炉温、タールが排出しなくなる所謂ター
ル切れから押出しまでに要する置き時間のデータであっ
て、このデータから１２に示す半成コークスの性状（半
成コークスの温度、可燃性ガス量、組成など）を推定
し、必要酸素導入量１３を求める。さらに、１４に示す
放散管、集塵能力のデータである放散ガス管理値から得
た導入空気の許容体積から許容酸素濃度幅（酸素濃度調
整幅）１５を推算する。

【００２８】当該許容酸素濃度幅１５内で、半成コーク
ス焼成における操業データ１６から半成コークスの昇温
速度を最適にさせる最適昇温推定モデル１７を設定する
と共に、これと並行して排熱ボイラーの入口温度条件の
操業データ２０から推定された当該排熱ボイラーの蒸気
発生量を最大にさせる最適ボイラー入口温度推定モデル
２１をも設定する。

【００２９】最適昇温推定モデル１７の第１の設定酸素
濃度１８と最適ボイラー入口温度推定モデル２１の第２
の設定酸素濃度２２との比較に基づき、設定酸素濃度２
３を定めて導入空気の酸素濃度を制御する。なお、前記
第１の設定酸素濃度１８と第２の設定酸素濃度２２との
比較に際しては、蒸気発生量、コークスの品質の設定優
先順位より導入空気の酸素濃度条件を決定することも可
能である。

【００３０】図３に本実施例と比較例の放散ガス量を示
す。ここで比較例とは通常の空気導入を行った場合であ
る。図３から明らかな通り、本実施例では酸素濃度を制
御することにより、放散ガス量を集塵能力内に抑えるこ
とができる。

【００３１】なお、本発明は、高炉用コークス、鋳物用
コークス、あるいは、非鉄金属精錬用コークスなどの製
造方法に適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば、
室式コークス炉でコークス温度が６００〜９００℃の範
囲内の低温で早期窯出された半成コークスをＣＤＱ内で
加熱、焼成してコークスの品質を改善する際、大量の空
気導入に伴う放散ガス体積の増加を抑制し、かつ排熱ボ
イラーでの蒸気発生量を増加させて排熱ボイラーの熱効
率を向上させると共に、半成コークス及びコークスの昇
温速度を制御することによりコークスの品質改善を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る室式コークス炉とＣＤＱの組合
せ工程でコークスを製造する設備の平面図である。

【図２】本実施例における導入空気の酸素濃度を設定す
るまでの流れを示すフローシートである。

【図３】本実施例と比較例の放散ガス量を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１室式コークス炉２押出機３装炭車４半成コークス受取り車５半成コークス装入設備６ＣＤＱ７蒸気回収設備８コークス搬出設備９閉鎖循環経路１０プレチャンバー１１低温窯出コークス窯出時の測定因子１２設定する低温窯出コークスの性状１３必要酸素導入量１４放散管、集塵能力１５導入空気の許容酸素濃度幅（酸素濃度調整幅）１６半成コークスの加熱焼成の操業データ１７半成コークスの最適昇温推定モデル１８第１の設定酸素濃度（第１の酸素濃度）１９酸素導入時の燃焼熱２０排熱ボイラーのボイラー入口温度の操業データ２１最適ボイラー入口温度推定モデル２２第２の設定酸素濃度（第２の酸素濃度）２３設定酸素濃度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室式コークス炉で炭化室中心部のコーク
ス温度が６００〜９００℃の範囲の低温で窯出を行い、
該半成コークスをコークス乾式消火設備のプレチャンバ
ー内で空気を導入し、主として残存可燃性ガスを燃焼さ
せて、焼成することにより製品コークス化するコークス
の製造方法において、コークス乾式消火設備への投入コ
ークスの乾留状態をコークス炉の炉壁温度、置き時間か
ら選んだ少なくとも１つを含む乾留条件から推定してコ
ークス乾式消火設備内への必要酸素導入量を推算し、放
散ガス量管理値より得た導入空気の許容体積と前記必要
酸素導入量とから導入空気の酸素濃度調整幅を推算し、
該酸素濃度調整幅内でコークス乾式消火設備内への導入
空気の酸素濃度を制御することを特徴とするコークスの
製造方法。
【請求項２】プレチャンバー内への導入空気の酸素濃
度を前記酸素濃度調整幅内で制御することにより、半成
コークスの昇温速度を任意に制御することを特徴とする
請求項１記載のコークスの製造方法。
【請求項３】プレチャンバー内及びスローピングフリ
ュー部への導入空気の酸素濃度を前記酸素濃度調整幅内
で制御することにより、コークス乾式消火設備に備えら
れた排熱ボイラーの蒸気発生量を任意に制御することを
特徴とする請求項１記載のコークスの製造方法。
【請求項４】室式コークス炉で炭化室中心部のコーク
ス温度が６００〜９００℃の範囲の低温で窯出を行い、
該半成コークスをコークス乾式消火設備のプレチャンバ
ー内で空気を導入し、主として残存可燃性ガスを燃焼さ
せて、焼成するコークスの製造方法において、コークス
乾式消火設備への投入コークスの乾留状態をコークス炉
の炉壁温度、置き時間から選んだ少なくとも１つを含む
乾留条件から推定してコークス乾式消火設備内への必要
酸素導入量を推算し、放散ガス量管理値より得た導入空
気の許容体積と前記必要酸素導入量とから導入空気の酸
素濃度調整幅を推算するとともに、さらに該酸素濃度調
整幅内で、半成コークスの最適昇温速度を得るための第
１の酸素濃度とコークス乾式消火設備に備えられた排熱
ボイラーの蒸気発生量を最大にさせるための第２の酸素
濃度とを推算し、第１の酸素濃度と第２の酸素濃度との
比較に基づき、プレチャンバー内及びスローピングフリ
ュー内への導入空気の酸素濃度を制御することを特徴と
するコークスの製造方法。