JPS5922755B2 - 竪型内熱式コ−クス連続製造炉 - Google Patents

竪型内熱式コ−クス連続製造炉

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JPS5922755B2
JPS5922755B2 JP11719575A JP11719575A JPS5922755B2 JP S5922755 B2 JPS5922755 B2 JP S5922755B2 JP 11719575 A JP11719575 A JP 11719575A JP 11719575 A JP11719575 A JP 11719575A JP S5922755 B2 JPS5922755 B2 JP S5922755B2
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gas
coke
carbonization
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平八郎 藤井
四郎 根橋
由正 在津
純次 阪上
辰雄 高橋
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Fuji Kasei Kogyo Co Ltd
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Fuji Kasei Kogyo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 不発明は成型炭よりコークスを製造する装置に関し、更
に詳しくは、弱粘結炭、非粘結炭などか/ らも冶金用、鋳物用、燃料用、化学用などのコークスを
一つの内熱式直立炉で連続晶に製造できる装置に関する
特に、近年の鉄鋼需要の増大に伴って高炉の大型化が年
々進められ、これに伴い還元用炭材として使われる高炉
用コークスの確保の問題がクローズアツプされてきてい
る。
従来、高炉用コークスの原料炭は、生成コークスの強度
、均質性、分解反応性などの点から強粘結炭に実質上限
られており、しかも強粘結炭を殆んど産出しないわが国
では高炉用コークス原料炭の大部分を輸入に頼っている
のが現状である。
しかも、コークス製造技術についてみても、炉の高さを
高くしたり、熱伝導性のより良好な耐火煉瓦壁構造を取
り入れたり、装入に予熱炭を用いるなどして生産性の向
上をはかったり、作業環境の改善を行ったりしてはいる
ものの依然として直立外熱式の室炉を甲いて間歇運転に
より製造しているのが実情である。
更にこの室炉式乾留炉によるコークス製造においては、
コークス取出時及び消火時の煤煙発生等に対する公害対
策に苦慮している。
従って、本発明の目的は前述の従来の高炉用コークスな
どのコークス製造技術の問題点を打破し、弱粘結炭、非
粘結炭などの成型炭から高炉用コークスなどのコークス
を一つの内熱式竪型乾留炉を用いて連続的に製造する乾
留炉を提供することにある。
不発明に係る竪型内熱式コークス連続製造炉は、(イ)
実質的に円筒状の炉体内の下方周壁部に第一段軟部用熱
ガス供給手段19を配設した第−軟部ゾ−711と、(
に)実質的に円筒状の炉体内の下方周壁部に第二段軟部
用熱ガス供給手段27を配設した第二軟部ゾーン13と
、(ハ)前記第−軟部炉体と前記第二軟部炉体とを一体
に接続し、且つ、第−軟部ゾーンのガス体及び第二軟部
ゾーンのガス体がそれぞれ第二軟部ゾーン及び第−軟部
ゾーンに実質的に混入しないようにする第一チヨーク部
12と、に)実質的に円筒状の炉体内の下方周壁部に生
成コークス冷却用ガス排出手段37を配設した冷却ゾー
ン15と、(ホ)前記第二軟部ゾーンと冷却ゾーンとを
一体に接続し、且つ、第二軟部ゾーンのガス体及び冷却
ゾーンのガス体がそれぞれ冷却ゾーン及び第二軟部ゾー
ンに実質的に混入しないようにする第二チョーク部14
とを設けて成り、且つ、第−軟部ゾーン、第二軟部ゾー
ン及び冷却ゾーンをこの順に縦方向に配して成る、頂部
に原料成型炭の装入口を、底部に生成コークスの取出口
をもつ竪型内熱式コークス連続製造炉であって、(1)
前記第−軟部ヅ−711の炉体内の上方中央部に装入成
型炭を炉内に均一に分散せしめて炉内温度分布を均一化
させかつ発生乾溜ガスを含むガス体を集合吸引する陣笠
状フード18を配設し、 ([1)前記第二軟部シー713の炉体内の上方中央部
に第−軟部ゾーツからの半成コークスを炉内に均一に分
散せしめかつ発生乾溜ガスを含むガス体を集合吸引する
アーチ26を配設し、010 前記冷却ゾーン15の
炉体内の上方中央部に第二軟部ゾーンからの生成コーク
スを炉内に均一に分散せしめかつ冷却用ガス体を実質的
に前記第二軟部ゾーンに至らせることなく集合吸引する
アーチ36を配設し、且つ (IV) 前記アーチ26を第二軟部ゾーン13の炉
体直径D3の0.3〜0,6倍の径D6を有するプレー
ト28と、その内部又は下部に複数のガス排出手段30
を設けた支持脚29とから構成して成る。
なお、アーチ26のプレート径が第一乾留ゾーン11の
炉体直径D3の0.3倍未満の場合には第−軟部ゾーン
11から落下する様々な粒径の半成コークス粒子の炉内
ディストリビューションが所望通り達成されず、壁効果
の影響が防止できなかったり、縁焼けが発生したりして
、炉内に所望の等温帯が形成されず、逆にアーチ26の
プレー1径が第二軟部ゾーン13の炉体直径D3の0.
6倍を超えると炉内に粒径の大きい半成コークス粒子が
軟部で生成するタールなどによって付着してブリッジを
生成して閉塞をおこしたり、滞留時間分布が乱れたりし
て好ましくない。
成型炭は、周知の通り、粘結炭は勿論、弱粘結炭、非粘
結炭などをバインダーを用いて常温乃至100℃前後で
成型(冷開成型法)するか、又は450℃前後で成型(
熱間成型法)して石炭の粒子間隔を小さくし粒子間をバ
インダーで密着させてコークス化性を良くしたもので、
コークス炉の生産性の向上及び原料炭の確保を目的とし
て通常の装入炭に一部混合して使用され、また成型炭の
みからコークスを製造することも試みられている。
以下、添付図を参照して本発明のコークス製造用乾留炉
を説明する。
第1図は不発明の竪型内熱式コークス製造用乾留炉の好
ましい態様の断面を示す説明図である。
第1図に示すように、コークス炉10は第一乾留ゾーン
11、第一チヨーク部12、第二乾留ゾーン13、第二
チョーク部14及び冷却シーン15を垂直方向に配して
成る。
第一乾留シーン11は実質的に円筒状で下部が第一チヨ
ーク部12に向って円錐形状に縮少された炉体16から
成り、その頂部に成型炭装入口17を、その上方中央部
に陣笠状フード18を、その下方周壁部に乾留用熱ガス
供給手段19を配設している。
成型炭装入口17には、例えば、バンカーと、ロータリ
ーフィーダー又はダノパーを。
組合せた一般的な供給装置20が取付けられ、所定サイ
ズ、例えば65X65X45mm程度の大きさのマセツ
ク型成型炭21を略々一定の速度で供給すると共に装入
口17からの空気の混入を実質的に防止する。
陣笠状フード18は適当な手段で炉体16内空間の上方
中央部に固定され、ダクト22を通して乾留ガス出口2
3に接続される。
このフード18は2つの機能をもつ。
すなわち、第一の機能は、装入口17から装入される成
型炭21を炉内に均一に広く分散させ炉内温度分布の均
一化をはかることであり、フード18の上側円錐面がこ
の働きをなし、フード18によって、第一乾留シーン1
1の乾留物層に添付第1図に示すように、フード18の
下の空間が形成され、これによって壁効果を防止し乾留
物層に水平な等温帯を生成させる。
第二の機能は、成型炭の乾留によって発生するコークス
炉ガス(COG)及び第一段乾留用熱ガスを集合する働
きであり、集合ガスはフード18の下面からダクト22
を通して適当な吸引手段(図示せず)により吸引される
また乾留用熱ガス供給手段19は、第1図に示すように
、第一乾留シーン11の下方周壁部に取付けられ、適当
な供給手段(図示せず)で供給される所定温度の乾留用
熱ガスを炉内円周に亘って設けられた熱ガス吹出口24
から炉体16の水平断面の中心方向に供給する。
第二乾留シー713は実質的に円筒状で上部が第一チヨ
ーク部12に向って下部が第二チョーク部14に向って
、それぞれ、円錐形状に縮少された炉体25から成り、
その上方中央部にアーチ26を、その下方周壁部に乾留
用熱ガス供給手段27を配置している。
アーチ26は、平板状のプレート28及び支持脚29か
ら成り、第一乾留ゾーン11から第一チヨーク部12を
経て落下する半成コークスを第二乾留ゾーン13内に均
一に分散させると同時に第二乾留ゾーン13の乾留物層
に第1図に示すようなアーチ26の下の空間を形成し、
これによって壁効果を防止して乾留物層に水平な等温帯
を生成し均質なコークスが得られる。
またアーチ26は第二段乾留で発生する乾留ガス(CO
G)及び第二段乾留用熱ガスを実質的に前記第一乾留ゾ
ーンに至らせることなく外部に取出す働きをする。
第二乾留ゾーン排出ガスはアーチ部支持脚29の内部又
は下部に、例えば、Vラフ又はダクトのような形状に設
けられた乾留ガス排出手段30を通して集合され、乾留
ガス出口31から排気される。
半成コークスはアーチの空間部32(第2図参照)を通
って第二乾留シー713に落下する。
アーチ26のプレート部28は、第1図及び第2図に示
すような、円板状プレート28と支持脚29から構成さ
れるもののほか、第3図に示すような鏡板状プレート2
8′、鞘状プレート28“などのプレートから構成して
もよい。
更に、第1図及び第2図の態様ではプレート28は円板
形状とされているが、これを多角形状、例えば6角形、
8角形などとすることもできる。
第二乾留ゾーン13の下方周壁部に設けられた熱ガス供
給手段27は、適当な供給手段(図示せず)で供給され
る所定温度の乾留用熱ガスを炉内円周に亘って設けられ
た熱ガス吹出口33から炉体25の水平断面中心方向に
供給するように構成される。
冷却ゾーン15は実質的に円筒状で上部が第二千ヨーク
部14に向って下部が排出シュート34に向って、それ
ぞれ、円錐形状に縮少された炉体35から成り、その上
方中央部にアーチ36を、その上方周壁部に生成コーク
ス冷却用ガス供給手段37を配設している。
アーチ36は前述のアーチ26と同一の構造をもち、平
板状のプレート38、支持脚39及びガス排出手段40
から構成される。
このアーチ36は第二乾留ゾーン13から第二チョーク
部14を経て落下する生成コークスを冷却ゾーン15内
に均一に分散させてコークスを均一に冷却してその顕熱
を効果的に回収すると共に、コークス冷却用ガス体を、
実質的に前記第二乾留シー713に混入させることなく
、冷却ガス出口41から外部に取出す働きをする。
炉底部の排出シュート34は生成コークス受器42中に
挿入されており、受器42内の水によつて水封されてい
る。
受器42は、慣用の回転手段(図示せず)でコークスの
発生量に適合させて、即ち成型炭を所定時間炉内に滞留
させるよう、ゆっくり、例えば0.5〜2rpm程度の
回転速度で回転する。
受器42には、好ましくは受器42と共に回転する偏心
部材43及びロスドル44が取付けられ、生成コークス
の炉から受器42への取出を円滑かつ均一にする働きを
行う。
また受器42内部には炉製造能力に従った巾をもつ、少
なくとも一つの固定ショベル45が適当な手段で受器4
2内の底縁部から回転する受器42の内周面と実質的に
接して受器42の上縁部に至るよう配設されており(第
4図参照)、受器42の回転によって生成コークスを受
器42内部から遂次一定の位置に取出し、コンベヤーな
どの適当な輸送手段で搬送する。
ショベル45は、例えば、上に凹の円弧形状又は凹板形
状などとされる。
生成コークスの取出しを水封式受器42を用いる湿式取
出法について説明したが、本発明のコークス製造炉の取
出し装置をこれに限定するものではなく、例えば、ロス
ドルを設備したチャンバーの下部にロータリーバルブな
どを設けて生成コークスを取出し、コンベヤーで搬送す
る乾式取出法を不発明装置に適用できることは勿論であ
る。
本発明の好ましい態様の竪型内熱式コークス製造炉にお
いて、第一乾留ゾーンの炉体直径(Dl)、第一チョー
ク部の炉体直径(D2)、第二乾留ゾーンの炉体直径(
D3)、第二チョーク部の炉体直径(D、)、フード径
(D5)、アーチ部プレート径(D6)及び冷却ゾーン
の炉体直径(D7)は、良好な結果を得るためには、次
のような関係にあるのが好ましい。
D2二約03〜約0.6D、 ・・・(1)D3−約
0.6〜約1.ODl ・・・(2)D4−約0.3
〜約0.6D、 ・・・(3)D5−約0.3〜約0
5D1 ・・・(4)D6−約03〜約0.6D3
・・・(5)D7=約0.6〜約1、OD、 ・・・
(6)次に本発明の成型炭コークス製造方法の好ましい
プロセスを示す第5図を参照して本発明のコークス製造
方法を説明する。
成型炭21は内熱式竪型乾留炉10に投入され、先ず乾
留炉の第一乾留ゾーン11で第一乾留ゾーン11の下方
周壁部に設けられた熱ガス供給手段19から供給される
第一段乾留用熱ガス46(温度約650〜750℃)に
より加熱乾留されて約550〜650℃の温度で第一段
乾留されてCOGを発生し、半成コークスとなる。
生成した半成コークスはチョーク部12を経て第二乾留
シー713に入る。
一方発生COGは第−乾留用熱ガス46と共に炉排出ガ
ス47としてフード1Bから吸引ファン48によって吸
引される。
排出ガス47(温度約150〜250℃)は、好ましく
は脱硫、脱アンモニア、脱ペンゾール、脱シアンなどの
ガス精製を行って、コークス炉ガス(COG)として一
般の燃料用として利用されるほか、第一段乾留用熱ガス
の熱源としても使用できる。
第一乾留ゾーン11で一次乾留された半成コークスは第
一チヨーク部12を通って第二乾留ゾーン13に入り、
アーチ26にあたって炉内に均一に分散され、そこで第
二乾留ゾーン13の下方周壁部に設けられた熱ガス供給
手段27から供給される第二段乾留用熱ガス49(温度
約1100〜1300℃)により、約900〜1100
℃の温度で加熱乾留されてCOGを発生し、焼締されて
完全にコークス化する。
発生COGは第二段乾留用熱ガス49と共に炉排出ガス
50(通常約650〜750℃)としてアーチ部26か
ら排出される。
排出ガス50は、そのまま、第一段乾留用熱ガス46の
一部として使用する。
第一段乾留用熱ガス46は、燃料52及び空気53を第
一熱ガス発生炉54で燃焼させて発生したガス55と、
所望により、前記第二乾留ゾーン排出ガス50とを混合
して調製する。
熱ガス46の温度及び流量の調節は第一熱ガス発生炉5
4への供給燃料の種類及び量並びに空気供給量によって
行う。
また第二段乾留用熱ガス49は第二熱ガス発生炉56で
燃料57と空気5Bを燃焼させて調製する。
なお後述の如く、第二段乾留シー713に水蒸気が混入
すると生成コークスの強度が損われるので燃料57とし
ては可及的水素含量の少いもの、例えば高炉ガスなどを
用いるのが好ましい。
第二乾留ゾーン13で完全にコークス化したコークスは
、第二チョーク部14を通って冷却ゾーン15に入り、
アーチ36で炉体内に均一分散され、冷却ゾーン15の
下方周壁部に設けられた冷却用ガス供給手段37から供
給される冷却用不活性ガス57で約200℃程度まで冷
却されて排出シュート34を通ってゆっくり回転する偏
心部材43及びロスドル44によって円滑かつ均一に水
封された容器42中に取り出される。
受器42中の水は生成コークスを約60〜80℃まで冷
却すると共に乾留炉内を密封にする働きをする。
受器42に排出された生成コークスは受器42の回転に
よって例えば、固定ショベル45から外部に搬出される
一方、冷却ゾーン15で生成コークスを冷却した冷却用
ガス57は約り00℃〜800℃程度の温度となってア
ーチ部36から排出される。
排出ガス58は一般の熱回収装置59で熱回収され、更
に冷却(約40℃)され、凝縮水の除去を行ったのち、
再び冷却用ガスとして冷却ヅー715に循環される。
これにより生成コークスのもつ顕熱を有効に回収するこ
とができる。
このように冷却ゾーン15は生成コークスのもつ顕熱を
有効に回収し、かつ、生成コークスの取扱いを容易にす
るという働きをする。
また、水封受器42を生成コークスの取出しに用いる場
合には、冷却ゾーンは水封受器42で発生する水蒸気を
第二乾留ゾーン13に至らせることなく、系外に取出す
働きをする。
このことは、水蒸気が第二乾留ゾーン13に混入して、
生成コークスの機械的強度が損われることを有効に防止
する。
本発明の好ましい態様では、第一乾留ゾーンにおいて成
型炭を先ず温度約550〜650℃、滞留時間約4〜6
時間で一次乾留してCOGを発生させて半成コークスと
なし、次いで第二乾留ゾーンにおいてこの半成コークス
を約900〜1100℃の温度で1〜2時間滞留させて
二次乾留を行ないコークスの焼締を行ない、更に冷却ゾ
ーンにおいて、生成コークスを約2〜3時間滞留させて
、冷却用不活性ガスで冷却、熱回収する。
本発明のコークス製造炉では、第一乾留ゾーンと第二乾
留ゾーン及び第二乾留ゾーンと冷却ゾーンの間に、それ
ぞれ、第一チョーク部及び第二チョーク部を設け、更に
各ゾーンの炉内操作圧カバランスを確保することによっ
て各ゾーン間のガス体の混合を防止する。
本発明の好ましいプロセスの炉内操作圧力は、次の通り
である。
第一乾留 上部圧カニ約−5〜−10關H20ゾーン
下部圧カニ約100〜150闘H20第二乾留
上部圧カニ約105〜155iiH20ヅーン 下部
圧カニ約150〜250iiH20冷却ゾ一ン上部圧カ
ニ約150〜250朋H20下部圧カニ約250〜35
0朋H20 以下、実施例に従って本発明を更に説明する。
実施例 第5図に示すようなプロセスで約65imX65imX
45amの寸法のピッチ添加冷間型の成型炭の乾留試験
を行った。
使用した乾留炉の主要寸法は下記の通りであり、炉は耐
火レンガ製とした。
第一乾留ゾーン 700闘φ×1200朋H第一チヨー
ク部 500朋φxlooO朋H第二乾留シ一7600
mmφX500imH第二チョーク部 500闘φxl
ooo韻H冷却ゾーン 600mxφxlooo關
H排出シュート 500+mφX100O++++H
常温の原料成型炭を炉頂部より連続的に自動供給し下記
条件で連続的に乾留させた。
原料成型炭投入量 21ン/日第−乾留用
熱ガス入口温度 650−700℃〃 人口圧
力 100闘Aq /l 流 量 100Nrn3/H第一乾留
ゾーン排出ガス出口温度 230℃〃 出口圧力
−10闘Aq 〃 流 量 12ONm3/H成型炭第−乾
留ゾーン滞留時間 5時間 第二乾留ゾーン熱ガス人口温度 1200℃〃
人口圧力 200mmAq 〃 流 量 7ONm3/H第二乾留ゾー
ン排出ガス出口温度 650℃〃 出口圧力
100朋Aq 7、 流 量 8ONm3/Hコークス第
二乾留ゾーン滞留時間 14時間冷却ゾーン冷却ガス人
口温度 40℃ 11 人口圧力 300鮨Aq〃 流
量 85Nm7H 〃 排出ガス出口温度 800℃ 〃 出口圧力 200朋Aq 〃 流 量 86Nm3/H コークス冷却ゾーン滞留時間 22時間なお、第二段
乾留用熱ガスは第二熱ガス発生炉で晶炉ガスを燃焼して
温度約1300°Cの熱ガスを発生させてその約70
N m3/Hを第二乾留ゾーンの熱ガス人口に吹込んだ
また不実験では第二乾留ゾーンよりの排出ガスと前記第
二熱ガス発生炉発生ガスの一部とを混合し、650〜7
00°Cのガス約100Nrns/Hを第一乾留ゾーン
の熱ガス人口に吹込んだ。
冷却ゾーンには窒素ガスを循環し、コークスを冷却した
冒熱窒素ガスは水冷却器で冷却し、ブロアーで吸引し、
冷却ゾーン下部のガス人口に吹込んだ。
得られた第一乾留炉出口ガス組成は下記の通りであった
生成成型炭コークスの量は161ン/日でその特性は下
記の通りであった。
潰裂強度 DI 30/15 93〜96(イ)潰
裂強度 DI 150/15 84〜87@見掛比重
131 大きさ約56闘×56闘×4、
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の竪型内熱式コークス製造用乾留炉の好
ましい態様を示す断面図、第2図は本発明の乾留炉のア
ーチ平面図、第3図は、不発明の乾留炉のアーチのプレ
ート部の他の態様を示す図面、第4図は本発明乾留炉の
受器の平面図である。 第5図は本発明の成型炭コークス製造方法の好ましいフ
ローを示す説明図である。 10・・・・・・コークス炉、11・・・・・・第一乾
留ゾーン、12・・・・・・第一チョーク部、13・・
・・・・第二乾留ゾーン、14・・・・・・第二チョー
ク部、15・・・・・・冷却ゾーン、17・・・・・・
成型炭装入口、18・・・・・・陣笠状フード、19及
び27・・・・・・乾留用熱ガス供給手段、26及び3
6・・・・・・アーチ、34・・・・・・排出シュート
、37・・・・・・冷却用ガス供給手段、42・・・・
・・生成コークス受器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (イ)実質的に円筒状の炉体内の下方周壁部に第一
    段軟部用熱ガス供給手段19を配設した第−軟部ゾーン
    11と、(c]戻質的に円筒状の炉体内の下方周壁部に
    第二段軟部用熱ガス供給手段27を配設した第二軟部ゾ
    ーン13と、(ハ)前記第−軟部炉体と前記第二軟部炉
    体とを一体に接続し、且つ、第−軟部ゾーンのガス体及
    び第二幹部ゾーンのガス体がそれぞれ第二幹部ゾーン及
    び第一乾留ゾーンに実質的に混入しないようにする第一
    チヨーク部12と、に)実質的に円筒状の炉体内の下方
    周壁部に生成コークス冷却用ガス供給手段37を配設し
    た冷却ゾーン15と、(ホ)前記第二幹部ゾーンと冷却
    ゾーンとを一体に接続し、且つ、第二幹部ゾーンのガス
    体及び冷却ゾーンのガス体がそれぞれ冷却ゾーン及び第
    二幹部ゾーンに実質的に混入しないようにする第二チョ
    ーク部14とを設けて成り、且つ、第−軟部ゾーン、第
    二幹部ゾーン及び冷却ゾーンをこの順に縦方向に配して
    成る、頂部に原料成型炭の装入口を、底部に生成コーク
    スの取出口をもつ竪型内熱式コーク大連続製造炉におい
    て、 (i) 前記第−軟部ゾーン11の炉体内の上方中央
    部に装入成型炭を炉内に均一に分散せしめて炉内温度分
    布を均一化させかつ発生乾溜ガスを含むガス体を集合吸
    引する陣笠状フード18を配設し、 (11)前記第二軟部シー713の炉体内の上方中央部
    に第−軟部ゾーンからの半成コークスを炉内に均一に分
    散せしめかつ発生乾溜ガスを含むがス体を集合吸引する
    アーチ26を配設し、G11) 前記冷却シー715
    の炉体内の上方中央部に第二幹部ゾーンからの生成コー
    クスを炉内に均一に分散せしめかつ冷却用ガス体を実質
    的に前記第二幹部ゾーンに至らせることなく集合吸引す
    るアーチ36を配設し、且つ 6V) 前記アーチ26を第二軟部ゾーン13の炉体
    直径D3の0.3〜0.6倍の径D6を有するプレー1
    28と、その内部又は下部に複数のガス排出手段30を
    設けた支持脚29とから構成したととを特徴とする竪型
    内熱式コークス連続製造炉。
JP11719575A 1975-01-17 1975-09-30 竪型内熱式コ−クス連続製造炉 Expired JPS5922755B2 (ja)

Priority Applications (4)

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