JPH07109460A - コークスの製造方法 - Google Patents

コークスの製造方法

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JPH07109460A
JPH07109460A JP25732093A JP25732093A JPH07109460A JP H07109460 A JPH07109460 A JP H07109460A JP 25732093 A JP25732093 A JP 25732093A JP 25732093 A JP25732093 A JP 25732093A JP H07109460 A JPH07109460 A JP H07109460A
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JP
Japan
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coke
chamber
temperature
semi
amt
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Withdrawn
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JP25732093A
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English (en)
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Yoji Sato
洋史 佐藤
Yukihiko Maeno
幸彦 前野
Hidehiro Katahira
英裕 片平
Hiroshi Haraguchi
博 原口
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
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Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 室式コークス炉において、コークス温度を6
00〜900℃の範囲の低温窯出を行い、該半成コーク
スにCDQのプレチャンバー内で空気を導入し、加熱、
焼成するコークスの製造において、コークス昇温条件制
御用に補助燃料或いは熱ガスをプレチャンバー任意位置
に導入して、残存可燃性ガスの不足分を補うコークスの
製造方法。 【効果】 コークス残留ガス発生状態に左右されず、コ
ークス自体の燃焼損失を防ぎながら任意の昇温パターン
で焼成できる事により、最適なコークス品質改善ができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は室式コークス炉におい
て、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、該半成コークスにCDQプレ
チャンバー内で空気を導入し、加熱焼成するコークスの
製造方法に関する。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)を1〜5%有する乾留
途中のコークスを言う。また、コークスとは高炉用コー
クス、鋳物用コークス、非鉄金属精錬用コークス、その
他の使途のコークスを意味するが、以下の説明では便宜
的に高炉用コークスを例として説明する。また炭化室中
心部のコークス温度とは、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り、コークス乾留時の操業
条件とは窯出時の炉壁温度、置き時間のうち少なくとも
1つを含む条件とする。
【0002】
【従来の技術】従来から、窯出した赤熱コークスの固体
顕熱回収設備としてコークス乾式消火設備(以下CDQ
と称する)を使用することは広く行なわれている。この
場合、CDQに供給されるものは消火のみを目的とした
赤熱コークスであり、乾留を完了したコークスが対象と
なっていたので、コークス性状の改善については特に目
的とはされていなかった。しかしながら、近年、各種効
率的操業手段によるコークス製造価格の低減が計られて
おり、その一つとして、コークス炉内での乾留時間を短
縮する一方、早期窯出されたコークスをCDQ設備に装
入し、そのプレチャンバー内で加熱、焼成を行なう手段
が考えられる。
【0003】たとえば本発明者らは、CDQのプレチャ
ンバー内への導入空気量をコークス炉の炉壁温度などを
採用することによりフィードフォワード制御し、さらに
これに加えてプレチャンバー内のコークス温度または可
燃性ガス成分濃度を予め設定された値になるようにフィ
ードバック制御する高炉用コークスの加熱焼成手段を特
開平2−199191号公報により提案している。この
手段を用いると、CDQ内でのコークスの加熱焼成がそ
れなりに効率的となり、コークス製造コストの低下につ
ながるものである。しかしながら、この技術において
は、積極的に熱源の不足分をコークス乾留時の操業条件
から予想して、補助熱源の供給をプレチャンバーにフィ
ードフォワード制御するわけではないので、必ずしも充
分な対策ということはできない。可燃性ガスが不足する
と必然的に導入空気により赤熱コークスの一部を燃焼さ
せて熱源とすることになり、好ましくない。
【0004】一方、CDQ内に発生する粉コークスを集
塵して、微粉砕、分級などを行なったのち、強制燃焼さ
せてその排ガスをCDQの循環ガスに混合せしめる技術
が特開昭59−197487号公報により提案されてい
る。この技術は一見、CDQに補助熱源の供給が行なわ
れる手段と誤認され易いが、これは燃焼排ガスを系内循
環ガスに混合せしめるものであり、プレチャンバーに導
入するものではない。この技術の目的はCDQの廃熱回
収による水蒸気の発生量を増加せしめ、且つ廃棄粉コー
クス処理を同時に行なうことにあり、積極的に補助熱源
の供給をプレチャンバーに対して行なうことにより、コ
ークス残留ガス発生速度に関係なく任意の昇温速度で焼
成可能とすることは目的としていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、室式
コークス炉において炭化室中心部のコークス温度が60
0〜900℃の範囲内の低温で早期窯出を行い、該半成
コークスをCDQプレチャンバーで加熱焼成し、品質改
善するコークスの製造法において、半成コークスの品質
改善効果を最大とする任意の焼成条件に対応可能なCD
Q操業方法を提供することにある。
【0006】しかしながら、従来の技術では上記の目的
を果たす操業方法は示されておらず、CDQプレチャン
バーで半成コークスを加熱焼成する際に以下の課題があ
った。室式コークス炉における炭化室中心部のコークス
温度が600〜900℃の範囲内の低温で早期窯出を行
い該半成コークスをCDQプレチャンバーで加熱焼成し
品質を改善する本発明におけるコークスの製造方法で
は、CDQプレチャンバー内での半成コークス昇温用の
熱源として主として半成コークス由来の残存可燃性ガス
の燃焼熱を用いるが、この場合、半成コークスに与えら
れる熱量は、残存可燃性ガスの発生量、発生速度に規定
され、任意の昇温速度での焼成、または精度の良い昇温
速度の制御は困難であった。
【0007】また、仮に残存可燃性ガス発生速度以上の
空気を供給した場合には、半成コークス自身が燃焼し、
逆に品質悪化要因となる欠点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記のよう
な問題点を解決するため鋭意研究を行い、CDQプレチ
ャンバー内で焼成する際に、補助燃料或いは補助熱ガス
を供給可能とし、更にその導入量を装入半成コークス性
状によってフィードフォワード制御し、それに加え、プ
レチャンバー内での焼成状態によってフィードバック制
御すれば、上記の問題点を解決できることを見出し、本
発明を完成した。すなわち本発明は、室式コークス炉で
装入炭を乾留して半成コークス化し、炭化室中心部のコ
ークス温度が600℃から900℃、且つ残留揮発分
(VM)が1〜5%の範囲内に到達した時点でコークス
の低温窯出を行ない、次いで該半成コークスをCDQの
プレチャンバー内に装入し、その直後に該プレチャンバ
ー内に空気を導入し、プレチャンバー内で主に該半成コ
ークスから発生する残存可燃性ガスを燃焼させて、半成
コークスを加熱焼成するコークスの製造方法において、
目標焼成条件に近づけることを目的として、前記プレチ
ャンバーに補助燃料もしくは補助熱ガスの供給手段を設
けるとともに、これら供給手段による供給量について、
コークス乾留時の操業条件に基くフィードフォワード制
御が行なわれ、または/さらに加えて、焼成時のコーク
ス温度、可燃性ガス発生状態に基くフィードバック制御
を行なうコークスの製造方法にある。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用する補助燃料としては、BFG、COG等の気体燃
料、コークス粉等の固体燃料または液体燃料でも良い。
また、補助熱ガスとしては上記燃料いずれかを任意の形
式の燃焼炉で燃焼させ、その排ガスを用いる。補助燃
料、熱ガスの供給位置はプレチャンバー上部空間部から
半成コークス層表面に供給するのが良いと考えられてい
るが、側面から半成コークス層内に供給することも可能
である。また、熱ガス発生用の燃焼炉は、CDQ設備上
部或いは、CDQ設備に隣接した地上に置くことも可能
である。
【0010】また、フィードフォワード制御を行う際の
半成コークス性状を推定する操業条件として、窯出時の
炉壁温度、置き時間があるがそれ以外に炉温、稼働率、
装入炭性状などを加えることにより精度良い推定が可能
となる。この推定結果すなわち、半成コークス温度、残
存可燃性ガス量、組成などから、目標の品質まで改善す
るのに必要な熱量およびその際の残存可燃性ガスの予想
供給量との比較から算出される熱量不足分を求め、これ
に対応した補助燃料、或いは熱ガスを供給する。
【0011】フィードバックにおいては、上記方法によ
って設定し導入した補助燃料、或いは熱ガス供給量を、
焼成過程でのプレチャンバー内半成コークスの温度推移
または可燃性ガス濃度推移と目標値とを比較演算するこ
とにより、修正し、目標通りの焼成条件とし、最適な品
質改善を行う。
【0012】上記説明はCDQプレチャンバーへの適用
を前提として行ったが、この手法をCDQ以外の焼成炉
或いはCDQと組合わせて焼成する際のCDQと焼成炉
にも適用できることは言うまでもない。
【0013】
【作用】コークスの窯出温度、すなわちCDQへの投入
コークス温度は、コークス炉のフリュー温度(炉温)と
炭化時間で決定され、窯出時の炉壁温度もフリュー温度
と炭化時間で決定する為、炉壁温度と、CDQ投入コー
クス温度は強い相関がある。更に同一稼働率であれば、
乾留過程での平均炉温は大きく変化しないのでコークス
温度は炭化時間、すなわち置き時間(炭化室中心温度6
00℃以上でタール分が出なくなるタール切れから押出
までの時間)に依存する。従って炉壁温度および置き時
間の少なくとも1つを含むコークス炉操業条件によりC
DQへの投入コークス温度は推定可能であり、コークス
温度に大きく依存するコークスに残留する可燃性ガス
量、組成も推定できる。
【0014】推定されたコークス温度、残留ガス量、組
成より、コークス品質改善に必要な昇温幅を求め、更に
必要な燃焼熱より、導入空気量、パターンを設定するこ
とができ、これによりフィードフォワード制御を行う。
この時目標昇温パターン(単位時間の温度上昇速度)に
対して明らかに残留ガス発生が追いつかない場合には、
あらかじめ補助燃料あるいは熱ガスをフィードフォワー
ド制御により導入可能とする。
【0015】上記の初期設定空気量、パターンにより焼
成を行い、この時のコークス温度変化、残留ガスの発生
状態をオンライン測定し、目標昇温条件となる様、空気
導入量、補助燃料あるいは熱ガスをフィードバック制御
により修正することにより、目標昇温条件に沿った昇温
を可能にできる。本発明は斯様に機能してコークスを工
業規模で製造する。
【0016】
【実施例】以下に実施例により、本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこの実施例によって何等限定される
ものではない。以下、比較試験によって本発明の優位性
を説明する。この試験は生産設備である図1の室式コー
クス炉1を用いて行ったもので、その設備仕様は次の通
りである。 設備仕様 室式コークス炉 炭化室(mm):炉高5500mm×炉幅450mm×炉長15
700mm 室式コークス炉1の操業条件は次の表1のとおりとし
た。なお比較例として同じ条件で装入したものを、本発
明の操業条件を外れる状態で試みた。尚、以下の操業条
件は45窯の平均値である。
【0017】
【表1】
【0018】この結果、本発明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バラツキが増
加した結果、表2に示すように炭化室内コークス温度の
バラツキが増大したため、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。
【0019】
【表2】
【0020】窯出した半成コークスの残留揮発分(V
M)は次の表3のとおりである。
【0021】
【表3】
【0022】前記半成コークスを図2で示すCDQ設備
で焼成するために本発明を具体化した制御系統を図3の
フローシートで示す。図3において、11は室式コーク
ス炉の炉壁温度、炉温、置き時間等の測定データを示
す。12はこのデータから推定されるコークスの頭部温
度、尾部温度、残留可燃性ガス量等のコークス性状を示
す。13はコークス性状より空気導入量、昇温パター
ン、補助熱源投入量を演算して求める制御モデルであ
り、14は、CDQプレチャンバー内のコークス温度、
ガス成分の測定値を示す。15,16はそれぞれ空気ブ
ロワー、補助熱源供給装置であり、制御モデル13から
の演算信号により駆動制御される。
【0023】図4に本発明と比較例の、プレチャンバー
内半成コークス→コークスへの温度変化を示す。尚、比
較例とは、本発明の制御法を用いない通常の方法で焼成
を行った場合である。図から明らかなように、補助熱源
を用いた本発明法では昇温パターンは目標パターン通り
に推移していることがわかる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、室式コークス炉の炭化
室中心部のコークス温度が600〜900℃の低温で窯
出しを行い、該半成コークスをCDQプレチャンバー内
で加熱焼成し、品質改善する際にコークス残留可燃性ガ
スの発生状態に左右されずに昇温できる為、コークス自
体の燃焼を防ぎながら焼成温度条件の制御性が向上し、
最適な昇温条件で半成コークスの品質改善ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は室式コークス炉の装炭車、押出機、半成
コークス受取り車の関係位置を示す平面説明図。
【図2】図2はCDQの半成コークス装入設備、蒸気回
収設備、コークス搬出設備の関係を示す平面説明図。
【図3】図3は補助熱源供給量制御モデルを中心とする
プレチャンバーでの加熱制御のフローシートである。
【図4】本発明と比較例のプレチャンバー内半成コーク
スから製品コークスへの温度変化を示す。
【符号の説明】
1 室式コークス炉 2 押出機 3 装炭車 4 半成コークス受取車 5 半成コークスCDQ装入設備 6 CDQ 7 蒸気回収設備 8 コークス搬出設備 9 ガス循環経路 10 プレチャンバーを頂部にもつCDQ本体 11 半成コークス窯出時の測定因子 12 推定される半成コークス性状 13 補助熱源供給量制御モデル 14 プレチャンバー内状態測定因子 15 空気導入装置 16 補助熱源供給装置 17 CDQプレチャンバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室式コークス炉において炭化室中心部の
    コークス温度が600〜900℃の範囲内の低温窯出を
    行ない、次いで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に装入し、その直後に該プレチャン
    バー内に空気を導入し、プレチャンバー内で主として該
    半成コークスから発生する残存可燃性ガスを燃焼させ
    て、半成コークスおよびコークスを加熱焼成するコーク
    スの製造方法において、目標焼成条件に近づけることを
    目的として、前記プレチャンバーに補助燃料もしくは補
    助熱ガスの供給手段を設けるとともに、これら供給手段
    による供給量について、コークス乾留時の操業条件に基
    くフィードフォワード制御が行なわれることを特徴とす
    るコークスの製造方法。
  2. 【請求項2】 室式コークス炉において炭化室中心部の
    コークス温度が600〜900℃の範囲内の低温窯出を
    行ない、次いで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に装入し、その直後に該プレチャン
    バー内に空気を導入し、プレチャンバー内で主として該
    半成コークスから発生する残存可燃性ガスを燃焼させ
    て、コークスを加熱焼成するコークスの製造方法におい
    て、目標焼成条件に近づけることを目的として、前記プ
    レチャンバーに補助燃料もしくは補助熱ガスの供給手段
    を設けるとともに、これら供給手段による供給量につい
    て、コークス乾留時の操業条件に基くフィードフォワー
    ド制御が行なわれると共に、焼成時のコークス温度、可
    燃性ガス発生状態に基くフィードバック制御が行なわれ
    ることを特徴とするコークスの製造方法。
JP25732093A 1993-10-14 1993-10-14 コークスの製造方法 Withdrawn JPH07109460A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003003172A (ja) * 2001-06-19 2003-01-08 Nkk Corp コークスの改質方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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