JPH09255962A

JPH09255962A - 室炉式コークス炉の炉蓋

Info

Publication number: JPH09255962A
Application number: JP7004796A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kunimasa; 秀行國政; Tsukasa Chikada; 司近田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】窯口部近傍における石炭から発生するガス
を、大がかりな設備投資無しに炉壁方向から炉蓋方向に
変え、炉中央部に比べて乾留の遅い窯口部の乾留効率を
良くする。【解決手段】炭化室１内に装入された石炭２と接触す
る炉蓋４の内面に、石炭層１２に抽気用の亀裂を形成さ
せるための突起物１５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室炉式コークス炉
の炉蓋に係り、室炉式コークス炉でコークスを製造する
に際し、窯口部の乾留遅れを改善できる炉蓋に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】室炉式コークス炉を用いてコークスを製
造した場合、炭化室内で生成されるコークスには、炭化
室の炉長，炉高，炉幅方向において品質のばらつきが発
生することが知られている。

【０００３】通常、室炉式コークス炉の炭化室の大きさ
は、炉長が１３〜１７ｍ、炉高が４〜７．５ｍ、炉幅が
０．４〜０．５ｍ程度であり、この炭化室へは、通常、
水分含有率が５〜１０％で、粒径が３ｍｍ以下のものを
８０〜９０％含有する配合炭、あるいは、この配合炭と
粒径が２０〜５０ｍｍの成型炭を混合した装入炭（以
下、「石炭」という。）を、装炭車から重力落下によっ
て装入している。このため、炭化室内における石炭の嵩
密度は、落下時の衝撃や粒径差に基づく安息角の相違等
によって、炭化室の高さ方向，長さ方向で偏析を生じる
ことは避けられない。

【０００４】また、炭化室は両側の２５〜３０余りのフ
リュー列よりなる燃焼室から炉壁を介して間接加熱され
るが、この燃焼室の端フリューは、炉壁を介して外気と
接触しており、また、コークスの押し出しの度ごとに炉
蓋が取り外され、窯口が外気に晒されるので、熱放散が
大きく、各フリュー列の平均温度に比べて１００℃近く
低くなる。しかも、コークス押し出し終了後に取り付け
られる炉蓋は、コークス押し出しの間外気と接触して冷
却されるので、装入された常温の石炭のうちこの冷却さ
れた炉蓋に接触する部分は熱放散が大きくなる。このた
め、窯口近傍の石炭は、そのコークス化が炉中央部より
遅れることが避けられない。

【０００５】以上説明したように、窯口部における品質
偏差は際立って大きいので、これら窯口部の不均一乾留
を改善しなければ、コークス炉の乾留効率化とコークス
品質の安定化はあり得ないとさえ言えるほどである。

【０００６】そこで、この窯口部における乾留を改善す
るための対策として、端部フリューに供給する燃料ガ
ス量を他のフリューに比べて多くしたり、燃料ガスのカ
ロリーを高くして昇温する等の対策も試みられている。
しかし、端フリューの温度上昇には限度があるので、十
分な効果を上げるには至っていない。

【０００７】また、窯口部に装入する石炭の水分を、
中央部に装入する石炭の水分より低減する方法が、特開
昭６０−３２８８５号で提案されている。この方法は原
理的には肯定できるものの、炭化室の窯口部と中央部に
それぞれ水分の異なる石炭を仕分けて装入する具体的な
方法が確立されておらず、実用的ではない。

【０００８】また、石炭に含まれる水分の乾留過程に
おける脱水挙動に着目し、予め設けておいた通路を介し
て、乾留中に発生する水蒸気を石炭内から石炭外に排出
する、いわゆる抽気乾留方法が、特開平１−１９８６８
６号や特開平４−２７５３８８号で提案されている。こ
の方法は、乾留初期に石炭層内に発生する水蒸気の壁側
への流れが、石炭を乾留する際の乾留効率の低下の原因
であることに着目し、水蒸気の流れを高温の加熱壁を通
らずに低温の炭化室上部空間へ排出することで、石炭層
中への伝熱効率を改善しようとするものである。

【０００９】この抽気乾留方法を実現するための方法と
しては、図７に示すように、炭化室１の上部に設けられ
た装炭口１ａより開孔部材を挿入して、炭化室１内の石
炭２に炭化室１の上部空間に通じる縦方向の抽気孔３を
設け、これら抽気孔３を介して炭化室１の上部空間に水
蒸気を導くか、また、図８，９に示すように、一方の炉
蓋４を中空となすとともに所定位置に開口４ａを設けた
構成となし、この炉蓋４の開口４ａより開孔部材５を挿
入して、炭化室１内の石炭２に横方向の抽気孔３を設
け、この抽気孔３，開口４ａ，炉蓋４の中空部を介して
炭化室１の上部空間に水蒸気を導く方法が提案されてい
る。

【００１０】なお、図９は図８における炭化室の窯口部
を拡大して示す概略横断面であり、図９中の４ｂは炉蓋
本体金物、４ｃは断熱材、４ｄは耐熱板、４ｅは連結部
材、６は炉壁、７はフリュー、８は開閉蓋を示す。ま
た、図７及び図８中の９は押し出し機、１０はレベラ
ー、１１はプッシャーを示す。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基本的
には図７や図８に示したような抽気乾留方法は、炉内全
体の乾留効率を改善することを目的としたものであるか
ら、コークス炉中央部と窯口部との乾留偏差を縮小させ
ることにはつながらない。但し、図８に示した窯口部よ
り抽気孔を設ける方法では、その抽気孔の長さにより優
先的に窯口部の脱水を早めることは可能であるが、抽気
孔を設けるための設備投資が大きく、炉蓋の耐久性や抽
気孔を開ける際の発生ガスの漏れによる環境問題もあ
る。

【００１２】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、窯口部近傍における石炭から発生
するガスを、大がかりな設備投資無しに炉壁方向から炉
蓋方向に変え、炉中央部に比べて乾留の遅い窯口部の乾
留効率を上げることのできる室炉式コークス炉の炉蓋を
提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の室炉式コークス炉の炉蓋は、炭化室内
に装入された石炭と接触する炉蓋の内面に、石炭層に抽
気用の亀裂を形成させるための突起物を設けているので
ある。そして、この突起物により、図５に示すような、
石炭乾留中に生じる炉高方向の嵩減りを利用して、炉蓋
側から生じる軟化層やコークス層に亀裂を生じさせ、石
炭層から炉蓋側に通じる通路を作り、炭中部に凝縮する
水蒸気を効率良く抽気することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】実際のコークス炉の窯口部におけ
る乾留は、図６に示すように、炭化室１への石炭の装入
後、両側の炉壁６からの間接加熱、及び炉蓋４の蓄熱に
よる加熱によって窯口部の石炭層１２を取り囲むように
乾留が進行する。この時、石炭がコークス化する過程で
生じる軟化層１３は、石炭層１２に比べて通気抵抗がか
なり大きいので、石炭中の水分は炭中側で凝縮すること
になるが、炭中部の温度が１００℃に到達し、水蒸気圧
が軟化層１３の通気抵抗を突き破るまで上昇した時点
で、水蒸気は軟化層１３を突き破って炉壁６及び炉蓋４
側へと流れる。この炉壁６及び炉蓋４への移動時に、炭
中部で約１００℃であった水蒸気は、高温のコークスと
熱交換するので、乾留効率が悪化することになる。

【００１５】従って、本発明の室炉式コークス炉の炉蓋
は、図１や図２に示すように、炭化室１内に装入された
石炭２と接触する炉蓋４の内面に、石炭層に抽気用の亀
裂を形成させるための突起物１５を設けているのであ
る。本発明の室炉式コークス炉の炉蓋４のように、炭化
室１内に装入された石炭２と接触する炉蓋４の内面に突
起物１５を設けておけば、この突起物１５によって炉蓋
４側にある軟化層に亀裂が入り、炭中部に凝縮する水蒸
気は乾留初期に石炭層外へ排出される。

【００１６】すなわち、図３に示すように、炭化室１内
に装入された石炭２と接触する炉蓋４の内面に突起物１
５を設けた場合、炉蓋４の蓄熱によって図４に示すよう
に軟化層１３は進行する。しかしながら、図５に示した
ように、炭化室１内に装入された石炭２は炉高方向に嵩
減りが生じるので、突起物１５より上方に位置する軟化
層１３及びコークス層１４にはこの突起物１５によって
亀裂が入り、水蒸気が石炭層１２から石炭層１２外へ逃
げるための通路が形成されることになる。この時、石炭
層１２外に排出される水蒸気は、炭化室１の上部空間に
到達するまでにコークス層１４及び炉蓋４と熱交換し、
コークス及び炉蓋４の温度を低下させるが、乾留初期の
ためにコークス温度はまだ低く、また、炉壁６に比べて
炉蓋４の温度はかなり低いので、熱量損失は通常の炉蓋
４よりもかなり低く抑えることができる。

【００１７】本発明の炉蓋に設ける突起物の長さは、炉
体構造によっても異なるが、１０ｃｍ程度あれば良い。
これは、石炭の水分が脱水している期間、言い換えれ
ば、軟化層がほぼ炉幅方向中央部で合体する前までの期
間に、炉蓋側からの軟化層の形成が突起物より炉内側に
形成されなければ良く、また、脱水が終了するまでの間
に軟化層が進行する距離は炉幅の１／２以下であり、炉
壁に比べ炉蓋は温度も熱量も低いので、炉蓋側の軟化層
の進行は通常これより少ないからである。

【００１８】また、本発明の炉蓋に設ける突起物の炉高
方向の間隔は、亀裂による抽気の影響が１．５ｍ程度で
あることから、３ｍ間隔以内であれば良く、図１に示し
たように、炉高方向に２個設置したものでも、また、図
２に示すように、炉高方向に３個設置したものでも良
い。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る室炉式コークス炉の炉蓋
を用いて実際にコークスを製造した場合の結果を説明す
る。炉高７．１２５ｍ、炉幅０．４６ｍ、炉長１６．５
ｍの室炉式コークス炉を用いて、下記表１に示す石炭を
平均フリュー温度１２００℃、２２時間乾留の操業条件
下で、下記表２に示すような条件で突起物を取り付けた
炉蓋を装着して乾留を行った。

【００２０】そして、プッシャー配置側における炉底よ
り３ｍ、炉蓋端面より１００ｍｍの位置の昇温状況と、
炉長方向中央（プッシャーサイドより８５１８ｍｍ）に
おける炉底より３ｍの位置の昇温状況を測定した。ま
た、コークスケーキ押し出し後、ワーフよりコークスを
１０サンプル回収し、ドラム強度の測定も行った。さら
に、炉蓋取り外し時における作業性を観察した。その結
果を下記表３に示す。表３には突起物を設けない従来の
炉蓋を装着して、同様の乾留を行った場合の結果も併せ
て示した。

【００２１】

【表１】（注）揮発分と灰分はドライベースである。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】従来の炉蓋を使用した場合には、窯だし時
における窯口部の炉蓋端面より１００ｍｍの位置のコー
クス温度は、表３に示すように、６００℃以下であり、
十分にコークス化温度に達しているとは言えず、炉蓋取
り外し時にもまだ炭化水素系のガスが発生していた。ま
た、炉中央部と窯口部との温度差も４００℃程度あっ
た。

【００２５】これに対して、本発明の炉蓋を使用した場
合には、窯だし時における窯口部の炉蓋端面より１００
ｍｍの位置のコークス温度は、表３に示すように、７５
０℃以上に達しており、ほとんどガスの発生は観察され
なかった。また、炉中央部と窯口部との温度差も２００
℃程度に低減した。また、本発明の炉蓋を使用した場合
にも、従来の炉蓋を使用した場合と同様、炉蓋を取り外
した際に、コークスの落下もなく特に問題は生じなかっ
た。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の室炉式コ
ークス炉の炉蓋を採用することにより、窯口部近傍にお
ける水蒸気を、大がかりな設備投資無しに乾留初期に炉
蓋方向から抽気し、炉中央部に比べて乾留の遅い窯口部
の乾留効率を上げることができる。従って、炭化室内お
ける乾留が均一化でき、コークスの品質の安定化に大き
く寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る室炉式コークス炉の炉蓋の第１実
施例を炭化室の窯口部に装着した状態を示す概略縦断面
図である。

【図２】本発明に係る室炉式コークス炉の炉蓋の第２実
施例を炭化室の窯口部に装着した状態を示す概略縦断面
図である。

【図３】突起物部分における図１の概略横断面図であ
る。

【図４】本発明に係る室炉式コークス炉の炉蓋を装着し
た場合の、コークス炉内の炉幅方向における乾留途中の
石炭層，軟化層，コークス層の分布を模式的に示す横断
面図である。

【図５】炭化室内における炉高方向のコークスケーキの
嵩減りの経時変化を示す図である。

【図６】従来の炉蓋を装着した場合の、コークス炉内の
炉幅方向における乾留途中の石炭層，軟化層，コークス
層の分布を模式的に示す横断面図である。

【図７】縦方向の抽気孔を設ける抽気乾留方法の概略説
明図である。

【図８】横方向の抽気孔を設ける抽気乾留方法の概略説
明図である。

【図９】炭化室の窯口部における図８の横断面図であ
る。

【符号の説明】

１炭化室２石炭４炉蓋１２石炭層１３軟化層１４コークス層１５突起物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭化室内に装入された石炭と接触する炉
蓋の内面に、突起物を設けることを特徴とする室炉式コ
ークス炉の炉蓋。