JPH11349954A - コークスの押出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラムノッチの切り替え時機を工夫することに
より、コークスケーキをスムースに排出することができ
るようにし、もってコークス窯出し時の窯詰まりなどの
押出トラブルの発生を有効に抑制するようにしたコーク
スの押出制御方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 コークス炉炭化室内のコークスケーキを
押出機に搭載の押出ラムで押し出すにあたり、押出ラム
の移動開始当初は、ラムノッチの切り替えを行うことな
く、押出ラムを駆動する押出ラムモーターにかかる負荷
の推移を把握し、起動ピークを除外して負荷が最大値に
到達して低下しはじめる時点を指標にして、その時点以
降に第１回目およびそれ以降のラムノッチの切り替えを
行うように運転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉炭化室
内のコークスケーキを押出機に搭載の押出ラムで押し出
すに際し、ラムノッチの切り替え時機を工夫したコーク
スの押出制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉の炭化室は、平面視では、通
常押出機が位置するマシンサイドよりもガイド車および
消火車が位置するコークスサイドがわずかに広い間隔を
有する。乾留後のコークスケーキを炭化室から押し出す
には、押出機を正確に炭化室の前に位置させ、押出機に
装備した押出ラムを炭化室のマシンサイドからコークス
サイドに向けて突出させながら、その押出ラムのヘッド
にてコークスケーキをコークスサイドから押し出す。

【０００３】コークス炉の操業において特に問題となる
のは、詰まり窯に代表されるコークスケーキ排出の際の
押出トラブルである。押出トラブルが発生すると、その
際に加わる圧力により炉体に悪影響を及ぼすことにな
る。また危険な暑熱作業である赤熱コークス掻き出し作
業を行わなければならなくなり、そのコークス掻き出し
作業のために生産性が大幅に低下する。

【０００４】窯詰まり等の押出トラブルを生ずる原因と
しては、(a) 炉壁にカーボンが付着し、成長することに
よるコークスケーキ押出時摩擦抵抗の上昇、(b) 炉体の
歪み、目地切れ、肌荒れ等の炉壁状況の悪化による抵抗
の上昇やカーボン付着の促進、(c) 不適正な性状の石炭
を装入したときや、コークス炉の加熱温度管理の不備に
より、部分的に石炭の乾留が遅れて完全にコークス化し
ないままの押出作業となったり、充分にコークスが収縮
しないままの押出作業となってしまうことによる抵抗の
上昇、などがある。

【０００５】それらに加えて、窯詰まり等の押出トラブ
ルを生ずる原因として、(d) 押出機を用いてコークスを
窯出しする際にコークスケーキに過大なあるいは不必要
な衝撃が加わった場合、コークスケーキに崩れを生じて
押出抵抗が上昇するという現象がある。押出時にコーク
スケーキに衝撃を与える要因としては、押出機のノッチ
切り替えにより、押出ラムに加速度がかかることがあげ
られる。

【０００６】ただし、上記(a) 〜(c) などのコークス押
出時の抵抗が、上記(d) のコークスケーキに崩れを生じ
させるきっかけとなる場合もまた考えられるため、上記
要因のうちいずれに対する対策が欠けても、押出トラブ
ル低減対策としては不充分となる。

【０００７】上記(a) に対しては、押出抵抗を表わす指
標である押出電力が高い数値を示している窯について、
炭化室に石炭を装入せずに１〜２日間放置して炉壁に付
着したカーボンを焼き落とす空窯と呼ばれる作業が行わ
れる。上記(b) に対しては、炉壁の肌荒れや目地切れに
対して溶射材を吹き付けることにより補修する溶射補修
を行うなどの対策が随時実施される。上記(c) に対して
は、個々の窯に対する日々の加熱管理、配合条件が常に
適正なものとなるように操業管理する。そして(c) の管
理を行う中で、(a), (b)に対する対策を適時に行ってい
るのが実状である。

【０００８】押出トラブルは、種々の条件が重なったと
きに発生するものであって予測が非常に困難であるが、
上記(d) の窯出し時の押出抵抗をコークスの押出操作時
の工夫により低減することもまた重要である。

【０００９】特開平８−１５１５８０号公報には、巻線
型誘導電動機の１次電源盤よりの１次電流情報と、２次
抵抗器盤よりの２次電流情報と、押出機ラックの位置情
報と、該ラックのスピード情報と、２次抵抗器盤よりの
抵抗器ノッチ情報と、押出機起動後の時間情報とを入力
情報として、押出機のトルクおよびダイナミックな最適
制御を行うようにしたコークスの押出制御方法が示され
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】通常、窯出し時の押出
ラムノッチの切り替えやブレーキの入り切りは、押出ラ
ムのピニオンギアにカムスイッチを組み合わせ、押出ラ
ム停止位置からの距離によって単純に事前に設定された
パターンに従って行われる。しかしながら、このときに
は、コークスケーキの状態、炉壁や炉体の状況がどうで
あろうと、毎回同じパターンで押出作業を行うことにな
り、たとえば通常よりもコークスケーキが崩れやすいよ
うな場合においても、事前に設定されたパターンに従っ
てノッチの切り替えが行われてコークスケーキに過大な
あるいは不必要な衝撃が加わり、その結果、コークスケ
ーキの崩れが誘発され、押出トラブルの原因となるおそ
れがある。

【００１１】この点に関し、上に引用した特開平８−１
５１５８０号公報の押出制御方法は、先に述べた各種の
情報に基いて最適のノッチを選択し、リアルタイムに制
御しながら押出作業を行うという内容のものであるが、
この場合、経験則に基いたノッチ切り替えパターンを多
数用意しなければならず、また事前にプログラミングさ
れたノッチ切り替えパターン以外の状況においては効力
を発揮しないなど、汎用性に欠けるという限界がある。

【００１２】本発明は、このような背景下において、ラ
ムノッチの切り替え時機を工夫することにより、コーク
スケーキをスムースに排出することができるようにし、
もってコークス窯出し時の窯詰まりなどの押出トラブル
の発生を有効に抑制するようにしたコークスの押出制御
方法を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のコークスの押出
制御方法は、コークス炉炭化室内のコークスケーキを押
出機に搭載の押出ラムで押し出すにあたり、押出ラムの
移動開始当初は、ラムノッチの切り替えを行うことな
く、押出ラムを駆動する押出ラムモーターにかかる負荷
の推移を把握し、起動ピークを除外して負荷が最大値に
到達して低下しはじめる時点を指標にして、その時点以
降に第１回目およびそれ以降のラムノッチの切り替えを
行うように運転することを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。

【００１５】本発明は、炭化室からコークスケーキを押
し出すときの次のような知見および考察に基いて見い出
したものである。

【００１６】従来、押出ラムの作動にあたっては、ノッ
チを切り替えて、ラムスピードを段階的に加速していく
ことがなされる。ラムノッチの切り替えは予め設定され
たパターンに従って行われるが、通常よりもコークスケ
ーキが崩れやすいような場合においても、予め設定され
たパターンでノッチの切り替えが行われるため、コーク
スケーキに過大なあるいは不必要な衝撃が加わり、コー
クスケーキの崩れが誘発されることがある。

【００１７】ここで、コークス窯出し時のコークスケー
キ挙動につき考察してみる。図２は、コークス窯出し時
のコークスケーキ挙動を模式的に示した説明図であり、
（イ）は押出開始時、（ロ）はコークスケーキ圧縮過
程、（ハ）はコークスケーキ移動開始初期、（ニ）はコ
ークスケーキ排出過程の状態をそれぞれ示してある。図
２中、Ｃ／Ｓはコークスサイド、Ｍ／Ｓはマシンサイド
の意味である。

【００１８】図２から理解できるように、コークスケー
キは、炭化室から押し出される際、塊が集合して「仮の
剛体」のようになって移動していく。しかしながら、押
出ラムのヘッドがコークスケーキ面に最初に接触した瞬
間には仮の剛体となっているのではなく、押出ラムの前
進によりコークス塊同士が互いに接近して隙間を埋めて
いった後に（この過程をコークスケーキの圧縮過程とい
う）、コークスケーキ自体が一つの仮の剛体となり、ケ
ーキ全体が移動する。

【００１９】すなわち、（ロ）のコークスケーキ圧縮過
程におけるコークスケーキは、未だ仮の剛体にすらなっ
ていない状態のため、外力によって容易に崩壊してしま
う不安定な状態にあると言うことができる。そのため、
コークスケーキの崩れを起こさせずにスムースに押し出
しを行うためには、このコークスケーキ圧縮過程におい
てなるべく急激な衝撃を加えずにコークスケーキの崩れ
を抑え、コークスケーキが仮の剛体となり終えて安定状
態になった後に加速していくことが望ましい。

【００２０】さらに詳しく説明すると、押し出しに際し
て後述の図３のように従来のパターンでのノッチ切り替
えが行われると、ラムスピードが急変化し、押出抵抗
（押出電力）も急変化することがわかる。すなわち、ラ
ムノッチの切り替えを通常のように予め設定されたパタ
ーンに従って行うと、コークスに過大なあるいは不必要
な衝撃が加わることになる。

【００２１】これに対し、後述の図４のようにノッチ切
り替えなしで押し出しを行うと、押出抵抗（押出電力）
はコークス圧縮過程中は徐々に上昇していき、コークス
ケーキが仮の剛体となりケーキ全体が移動しはじめる瞬
間に最大値を示し、その後は押出の進行と共に抵抗も低
下していくことがわかる。

【００２２】ノッチ切り替えは押出機の運転の上で必須
であるが、ノッチ切り替えの時機を工夫すれば、すなわ
ち、図４において押出抵抗（押出電力）が最大値を示し
てから低下する時点を指標にして、その時点以降に第１
回目およびそれ以降のノッチ切り替えを行うようにすれ
ば、ノッチ切り替えに伴なってラムスピードが急変化
し、押出抵抗（押出電力）が急変化しても、すでにコー
クスケーキは仮の剛体となっているので、コークスケー
キの崩れは最小限に抑えられるようになる。

【００２３】そこで本発明においては、押出ラムの移動
開始当初は、ラムノッチの切り替えを行うことなく、押
出ラムを駆動する押出ラムモーターにかかる負荷の推移
を把握し、負荷が最大値に到達して低下しはじめる時点
を指標にして、その時点以降に第１回目およびそれ以降
のラムノッチの切り替えを行うように運転することによ
り、所期の目的を達成しうるに至ったのである。ただ
し、押出ラムの駆動直後には起動ピークを生じるので、
これは負荷の最大値の判断からは除外する。

【００２４】上記において、押出ラムモーターにかかる
負荷としては、押出電力値を用いることができる。この
場合、通常はラムの駆動モーター電圧は一定であるの
で、押出電流値を用いることもできる。そのほか、他の
影響を加味して補正または換算した負荷値を用いること
もできる。

【００２５】

【実施例】次に、実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。なお図３、図４および図５においては、時間軸を図
の右側から左側に向けてとってある。

【００２６】実施例 図１は、本発明の押出制御方法における装置の構成を模
式的に示した説明図であり、(1) は押出機、(2) は押出
ラムモーター、(3) は押出ラム、(4) は制御盤、(5) は
抵抗器である。

【００２７】図３は、通常運転時、従来のパターンでノ
ッチ切り替えを行ったときのコークス押出時の押出電力
およびラムスピードの推移を示したグラフである。この
うち押出電力は、コークス押出時のラムモーター(2) に
かかる電力値であり、押出抵抗を表わしている。

【００２８】このグラフにおいて、横軸はラム起動後の
時間を表わし、縦軸はその時間における押出電力および
ラムスピードを表わしている。ノッチを１→２→３→４
と切り替えているが、その切り替え時点の３点でラムス
ピードが急に変化しているし、このとき押出電力が急上
昇しており、コークスケーキに衝撃が加わりコークスケ
ーキの抵抗が急激に増加していることがわかる。

【００２９】押出電力（押出抵抗）は、ラム起動時に急
激に上昇してピーク（起動ピーク）に達するが、それを
通過すると一旦低下して再び上昇しはじめる。

【００３０】１ノッチから２ノッチに切り替えているタ
イミングは、事前に設定されたパターンでノッチを切り
替えているため、未だ押出電力（押出抵抗）が上昇して
いる途中であって、最大値には達していない時点となっ
ている。

【００３１】一方、図４は、ノッチ切り替えなし（ノッ
チレベルが２ノッチのみ）で押し出しを行ったときの押
出電力およびラムスピードの推移を示したグラフであ
る。

【００３２】ノッチ切り替えが行われなかった場合は、
押出電力（押出抵抗）はコークスケーキ圧縮過程中徐々
に上昇していき、コークスケーキが仮の剛体となりケー
キ全体が移動をはじめる瞬間に最大値を示している。そ
してその後は、押出の進行と共に押出電力も低下してい
く。すなわち、押出電力値が最大値を越えて低下しはじ
める瞬間が、コークスケーキ圧縮過程が終わりコークス
ケーキの仮の剛体ができあがった瞬間である。

【００３３】よって、押出電力上昇中はコークスケーキ
の圧縮過程であるから、この期間はノッチ切り替えを行
うべきではなく、押出電力が低下しはじめてから、つま
りコークスケーキが仮の剛体となり移動しはじめてか
ら、ノッチの切り替えをするべきであることがわかる。
そうすることによって、コークスケーキ圧縮過程におけ
るコークスケーキの崩れを抑制することができる。

【００３４】以上を考慮して、コークスの圧縮過程にお
いてコークスケーキの崩れをなるべく起こさないよう
に、押出ラムノッチ切り替えパターンを、［押出ラム移
動開始］→［押出電力値上昇開始］→［押出電力最大
値］→「押出電力値低下検出］→［ラムノッチ切り替え
開始］→［以下窯出しタイムサイクルに合わせてノッチ
切り替え］、のように設定した。

【００３５】図５は、本発明に基いてコークスの押し出
しを行ったときの押出電力の推移を示したグラフであ
る。

【００３６】まず１ノッチで押し出しを開始して、押出
電力が起動のピークを過ぎて低下し、再び上昇を開始し
て最大値に達し低下しはじめたことを検出した後に、１
ノッチから２ノッチに切り替えた。その後は、窯出しタ
イムサイクルに合わせて、３ノッチ、ついで４ノッチと
切り替えを行った。

【００３７】図５に示したノッチの切り替え方法で、長
期間にわたり実炉でのコークス押出試験を実施したとこ
ろ、従来に比しスムースにコークスの排出を行うことが
できた。

【００３８】

【発明の効果】本発明においては、押出ラムの移動開始
当初は、ラムノッチの切り替えを行うことなく、押出ラ
ムを駆動する押出ラムモーターにかかる負荷の推移を把
握し、（起動ピークを除外して）負荷が最大値に到達し
て低下しはじめる時点を指標にして、その時点以降に第
１回目およびそれ以降のラムノッチの切り替えを行うよ
うに運転している。そのため、コークスの圧縮過程にノ
ッチ切り替えによる外力が加わらないので、次のような
好ましい効果が奏される。

【００３９】(1) 窯出し時のコークス圧縮過程において
コークスケーキに加わる外力が抑えられるため、コーク
スケーキに崩れを生じさせることなく押し出すことが可
能となる。そのため、窯詰まりなどのコークス押し出し
トラブルを大幅に低減することができる。 (2) 炉体に無理な力を加えることなくスムースにコーク
スケーキを押し出すことが可能となるため、日常操業に
おいても炉体へのダメージを低減できる。 (3) 制御盤のシーケンス変更のみで改造が可能なので、
新たな設備投資を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出制御方法における装置の構成を模
式的に示した説明図である。

【図２】コークス窯出し時のコークスケーキ挙動を模式
的に示した説明図であり、（イ）は押出開始時、（ロ）
はコークスケーキ圧縮過程、（ハ）はコークスケーキ移
動開始初期、（ニ）はコークスケーキ排出過程の状態を
それぞれ示してある。

【図３】通常運転時、従来のパターンでノッチ切り替え
を行ったときのコークス押出時の押出電力およびラムス
ピードの推移を示したグラフである。

【図４】ノッチ切り替えなし（ノッチレベルが２ノッチ
のみ）で押し出しを行ったときの押出電力およびラムス
ピードの推移を示したグラフである。

【図５】本発明に基いてコークスの押し出しを行ったと
きの押出電力の推移を示したグラフである。

【符号の説明】 (1) …押出機、 (2) …押出ラムモーター、 (3) …押出ラム、 (4) …制御盤、 (5) …抵抗器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コークス炉炭化室内のコークスケーキを押
   出機に搭載の押出ラムで押し出すにあたり、押出ラムの
   移動開始当初は、ラムノッチの切り替えを行うことな
   く、押出ラムを駆動する押出ラムモーターにかかる負荷
   の推移を把握し、起動ピークを除外して負荷が最大値に
   到達して低下しはじめる時点を指標にして、その時点以
   降に第１回目およびそれ以降のラムノッチの切り替えを
   行うように運転することを特徴とするコークスの押出制
   御方法。
2. 【請求項２】押出ラムモーターにかかる負荷が、押出電
   力値または押出電流値である請求項１記載のコークスの
   押出制御方法。