KR0167410B1 - 실로식 코크스로 로의 석탄장입방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 코크스로내로 공급한 석탄의 상하방향에 있어서의 부피밀도의 차를 작게하고, 안정된 품질로 이루어지는 코크스를 얻을 수 있는 코크스로로의 석탄장입방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 석탄호퍼내의 석탄을 테이블 피더에 의해 반출하여 장입통으로부터 실로식 코크스로의 탄화실로 낙하, 장입함에 있어서, 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 자유낙하의 궤적의 상방외측에 회전중심을 갖는 회전날개에 의해, 테이블 피터로부터 반출된 석탄을 낙하개시의 초기단계에서 추격 가속시키고, 상기 회전날개의 회전수를 석탄장입의 후반으로 갈수록 증가시키고, 탄화실내에 높이 방향의 석탄체적밀도가 균일해지도록 석탄을 퇴적시키는 실로식 코크스로로의 석탄장입방법과 석탄을 수납하는 석탄호퍼와 석탄호퍼내의 석탄을 반출하는 테이블 피더와, 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 낙하속도를 그 낙하의 초기단계에서 빠르게 하고, 또 석탄의 자유낙하의 낙하궤적의 상방외측에 회전의 중심위치를 갖는 회전날개와, 이 회전날개에 의해 가속, 낙하시킨 석탄을 코크스로 탄화실로 유도하는 장입통으로 이루어진 실로식 코크스로로의 석탄장입장치를 특징으로 한다.

Description

실로식(室爐式) 코크스로(爐)로의 석탄장입방법 및 그 장치

제1도는 본 발명의 코크스로로의 석탄장입장치의 개략도.

제2도는 석탄의 낙하충격압력과 체적밀도와의 관계를 나타내는 특성도.

제3도는 석탄반출속도와 석탄류(石炭流) 단면적과의 관계를 나타내는 특성도.

제4도는 본 발명의 회전날개의 회전수제어를 나타내는 플로우 다이어그램.

제5도는 테이블 피더(feeder)에 의한 석탄장입시의 석탄 반출 속도에 대한 상하 체적밀도차를 나타내는 특성도.

제6도는 본 발명의 회전날개의 회전수와 테이블 피더 회전수와의 제어를 나타내는 플로우 다이어그램.

제7도는 석탄 입자의 낙하거리와 낙하 속도와의 관계를 나타내는 특성도.

제8도는 본 발명에 사용하는 석탄장입장치의 측면 단면도.

제9도는 제8도의 평면도.

제10a도~제10c도는 회전날개를 구비한 드럼의 배치 위치의 설명도.

제11a~제11c도는 회전날개의 형상을 나타내는 도면.

제12도는 석탄의 낙하위치와 분산율의 관계를 나타내는 도면.

제13도는 종래의 장치의 구성을 나타내는 도면.

제14도는 종래의 코크스로내의 체적 밀도 분포를 나타내는 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 석탄호퍼 2 : 석탄

3 : 테이블 피더 5 : 석탄반출구

6 : 석탄장입통 7 : 장입구

8 : 탄화실 10 : 회전날개

11 : 회전드럼 12 : 회전중심

본 발명은 테이블 피더와 회전날개의 선단의 거리를 적절히 유지함으로써, 코크스로내로 공급한 석탄의 상하방향에 있어서의 체적 밀도의 차를 작게 하고, 안정된 품질로 이루어지는 코크스를 얻을 수 있는 코크스로로의 석탄장입방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 코크스를 제조하기 위한 실로식 코크스로의 노체하부에는 축열실이 배치되고, 그 상부에는 탄화실과 연소실이 교대로 다수 배치되어 있으며, 각 탄화실의 길이방향으로 배치되어 있는 복수의 장입구로부터 탄화실내로 석탄을 장입하도록 되어 있다.

제13도는 그 코크스로에 있어서의 종래의 석탄의 장입장치를 나타내는 설명도이다.

제13도에 있어서, 탄화실(8)의 길이방향으로 배치된 장입구(7)에 대응하는 수의 석탄호퍼(1)를 탑재한 도시하지 않은 석탄장입차가, 코크소로 탄화실(8)의 폭방향으로 주행하고, 각 석탄호퍼(1)의 하부에 설치된 테이블 피더(3)에 의해서 각 석탄호퍼(1)내의 석탄(2)이 반출되고, 석탄반출구(5)로부터 석탄장입통(6)을 통하여 석탄(2)이 탄화실(8)내로 장입된다.

탄화실(8)내에 장입된 석탄(2)은, 안식각에 따라서 각 장입구(7)의 바로 밑에서 정상부를 갖는 요철면을 형성하기 때문에, 요철면을 수평으로 고르기 위하여 도시하지 않은 수준기가 설치되어 있어서, 석탄을 장입한 후, 탄화실(8) 내의 일단으로부터 타단까지 수회 전후진을 반복함으로써 요철면을 균일하게 고르는 작업을 행한다.

전술한 바와 같이, 코크스로 탄화실(8)로의 석탄장입은, 석탄반출구(5)로부터 탄화실(8) 상부의 장입구(7)를 통하여 자연낙하에 의해 행해지고 있으며, 제14도에 나타내는 코크스로내의 석탄의 체적밀도 분포도로부터 확실한 것과 같이, 탄화실(8)내의 석탄(2)은 하부에서는 낙하거리가 크기 때문에 체적밀도는 크지만, 상부로 갈수록 낙하거리가 작아져서 체적밀도는 작아진다.

이와 같이, 코크스로의 하부로부터 상부에 걸쳐서 석탄의 체적밀도에 차가 있으면 생성 코크스의 강도가 불균일해지며, 품질 및 생산성의 저하를 초래하는 원인이 된다.

이 문제를 해결하기 위하여, 여러 가지의 방법이나 장치가 개발되어 왔다. 예를 들면, 일본국 특개소 57-36183호 공보에는, 코크스로 탄화실에 장입된 석탄상층부의 저체적밀도에 의한 생성 코크스의 강고 불균일을 저감하는 방법으로서, 장입탄 수준기 본체의 선단부에 가진기(加振機)를 설치하고, 표면을 고르게 한 장입탄의 상표층부를 가압 및 가진하여 체적밀도를 증가시키는 방법이 개시되어 있다. 또, 일본국 특개소 60-15487호 공보에는, 장입탄 수준기 본체의 선단부에, 회전가능한 압축롤러를 설치하여, 장입탄의 상표층부를 가압하면서 수평을 고르는 방법이 개시되어 있다.

또, 일본국 실개소 57-150538호 공보에는, 석탄호퍼를 유압실린더에 의해 상하동작 가능한 구조로 하고, 석탄을 탄화실로 장입할 때, 석탄의 낙하거리의 낙차를 크게 하여 장입하는 장치가 개시되어 있다.

또, 일본국 특공소 60-23140호 공보에는, 코크스로 탄화실에 장입된 석탄의 상하방향의 체적밀도 분포를 균일하게 하기 위하여, 한쌍의 벨트로 이루어지는 투입장치에 의해 장입탄을 적절한 속도로 가속시켜서, 장입함과 동시에, 이 탄화실내의 장입탄 충전도 및 체적밀도 분포를 제어하는 방법이 개시되어 있다.

그리고, 일본국 특개소 58-142972호 공보에는, 장입국멍 바로 위의 케이싱내로 석탄을 집어넣고, 그 석탄을 임펠러에 의해서 가속 장입하는 방법이 개시되어 있으며, 장입한 석탄의 체적밀도의 균일화를 위하여, 가속시의 석탄입자가 공기저항에 의해 실속하는 것을 기대하여, 장입전반일수록 가속의 정도를 크게하고, 장입후기에서는 가속의 정도를 저하시키는 방법을 채용하고 있다.

또한, 일본국 특개평 3-796호 공보에는, 실로식 코크스로의 장입구로부터 탄화실로내로 원료를 장입할때에, 압출기에 부설한 회전날개를 갖는 수준기를 고름구(口)로부터 탄화실내로 삽입하고, 장입구로부터 바로 밑으로 낙하하는 분탄을 모터로 구동하는 회전날개로 받아서 가속, 낙하시켜, 장입원료(원료탄)의 체적밀도 및 체적밀도 분산을 제어하도록 한 방법이 각각 개시되어 있다.

그러나, 일본국 특개소 57-36183호 공보 및 일본국 특개소 60-15487호 공보에 개시된 방법은, 코크스로 탄화실내로 가진기 또는 가압롤러를 수준기 본체와 함께 진입시키는 것이지만, 그 구조 및 기능이 복잡하며, 분진이 많고 고온분위기의 탄화실 내에서는 고장이 발생하기 쉬우며 장기간의 사용에는 문제가 있다.

또, 일본국 실개소 57-150538호 공보에 개시되어 있는 방법에서는, 석탄호퍼의 상하동식 구조 및 기능이 복잡하며, 분진이 많고 고온분위기의 탄화실내에서는 고장을 발생시키기 쉬우며 장기간 사용에는 문제가 있으며, 또 적재중량이 너무 무거워져, 코크스로로의 수직하중의 면에서도 노의 부담이 되어서 바람직하지 않다.

또한, 일본국 특공소 60-23140호 공보 및 일본국 특개소 58-142972호 공보에 개시된 방법에서는, 장치가 대규모로 복잡한 제어를 필요로 할뿐만 아니라, 설비의 보전을 위하여 부담이 된다는 문제점이 있다.

또, 일본국 특개소 58-142972호 공보에 개시된 방법이 아니더라도, 실제의 장입선탁의 자연낙하에 대하여는, 낙하거리가 길수록 낙하속도가 크다는 결과를 얻을 수 있다.

또한, 일본국 특개평 3-796호 공보에 개시된 방법은, 장입구의 바로 밑에 회전날개를 위치시키고 있기 때문에, 호퍼로부터 장입구를 통하여 낙하시킨 원료가 회전날개에 부딪치는 위치가 일정하지 않으며, 일단 회전날개의 위로 떨어진 원료가 주위로 날아흩어지고, 원료를 탄화실내로 떨어뜨리는 방향과 속도를 제어하는 것이 곤란해진다.

어느것이라도, 이들의 종래 기술은 장치가 대규모이며, 복잡한 제어를 필요로 할뿐만 아니라, 설비의 보전을 위하여 부담이 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 실로식 코크스로의 탄화실내로 석탄을 그 체적밀도가 균일해지도록 장입할 수 있는 신규 장입방법 및 그 장치를 제안하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 자유낙하의 궤적의 상방외측에 회전중심을 갖는 회전날개에 의해, 석탄호퍼내의 석탄을 낙하개시의 초기단계에서 추격가속시킴과 동시에, 석탄장입의 후반으로 갈수록 회전날개의 회전수를 증가시켜 장입통으로부터 실로식 코크스로의 탄화실내로 낙하, 장입함에 있어서, 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 품질 및 양에 따라, 회전날개의 중심위치를 테이블 피더의 출구로부터 회전날개의 선단까지의 거리 L이 5~20cm가 되도록, 회전날개의 중심위치를 수평 및/또는 수직방향으로 이동시켜, 석탄을 탄화실내에 낙하, 장입하는 것을 특징으로 하는 실로식 코크스로로의 석탄장입방법이다.

또한, 석탄을 수납하는 석탄호퍼와, 석탄호퍼내의 석탄을 반출하는 테이블 피더와, 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 자유낙하궤적의 상방외측에 회전중심을 갖는 회전날개와, 낙하시킨 석탄을 코크스로의 탄화실로 유도하는 장입등으로 이루어지는 석탄장입장치에 있어서, 외면에 회전날개를 고정지지시키는 회전드럼과, 상기 회전드럼을 적재하여 수평 및 수직방향으로 이동할 수 있는 주행대차를 포함하며, 상기 회전날개는 그것을 고정하는 회전드럼의 중앙부분에서 V자형으로 굴곡하여 부착된 것을 특징으로 하는 실로식 코크스로로의 석탄장입장치이다.

그외의 수단에 대해서는, 본 발명의 명세서 및 특허청구의 범위에서 명확해질 것이다.

먼저, 본 발명에 사용하는 장치를 개략적으로 제1도에 나타낸다.

도면중 부호 1은 석탄(2)을 충전한 석탄호퍼, 부호 3은 석탄호퍼(1)의 하부에 배치되어 이 호퍼(1)의 석탄반출구(5)로부터 석탄(2)을 적당량 반출하기 위한 테이블 피더, 부호 9는 석탄가속장치이며, 회전날개(10)를 갖는다. 이 회전날개(10)는 회전드럼(11)에 고정유지되어 있다.

이 회전드럼(11)의 회전중심(12)은 테이블 피더(3)로부터 반출된 석탄(2)의 자유낙하때의 낙하궤적의 상방외측에 있으며, 그 배치위치는 테이블 피더(3)에 접근·격리하는 방향 및 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다. 또, 부호 6은 회전날개(10)에 의해 가속, 낙하시킨 석탄(2)을 코크스로 탄화실(8)로 유도하는 장입통이다.

석탄호퍼(1)내의 석탄(2)은 테이블 피더(3)로 적량 반출되고, 그 석탄반출구(5)로부터 낙하시킨 회전날개(10)로 가속시켜서 탄화실(8)내로 장입된다.

본 발명자들은 석탄호퍼(1)내의 석탄(2)을 탄화실(8)내로 양호한 상태로 장입하기 위하여 여러 가지 실험을 쌓아온 결과, 이하에 설명하는 사실이 명확해졌다.

제2도의 석탄의 낙하충격압력과 체적밀도와의 관계 특성을 나타내는 바와 같이, 반출되는 석탄의 충돌단위 면적당의 반출속도 M/S(kg/s/㎡)(S는 장입시의 석탄류의 단면적, 똔느 퇴적산으로의 충돌 단면적을 나타낸다)와 석탄이 퇴적산에 퇴적할때의 속도 V(m/s)와의 곱 [(m/s·V]이 탄화실내의 석탄 체적밀도 BD(kg/㎥)와 상관관계가 있는 것을 알아내었다. 이에 의거하여 상하방향의 체적밀도의 제어수단으로서 석탄이 퇴적할때의 속도 V를 조정하는 것이 유효하다는 것을 알아내었다.

즉, 석탄호퍼(1)의 석탄(2)을 코크스로의 탄화실(8)로 자연낙하시켜 장입하는 경우, 제14도에 나타내는 바와 같이, 탄화실(8)로 투입된 석탄(2)은 장입구(7)의 바로 밑에 정점을 가지며, 석탄수분에 대응한 안식각을 가지고 퇴적산을 형성한다.

다음에 장입되는 석탄은 퇴적산의 정점에 충돌하고, 이때의 충격압력 P(N/㎡)으로 석탄의 퇴적산은 압밀(壓密)되고, 장입석탄의 체적밀도가 높아진다.

여기에서, 낙하충격압력 P(M/㎡)는 하기 (1)식에 나타내는 바와 같이, 낙하충격력 F(N)를 퇴적산으로의 충돌단면적 S(㎡)으로 나눔으로써 구해지고, 낙하충격압력 P는 [(M·V)/S)에 비례한다.

P = F/S ∝ (M/S)·V ……(1)

여기에서, M : 석탄의 반출속도(kg/sec), V : 석탄이 퇴적산에 퇴적될때의 속도(m/s)이다.

제2도로부터 (1)식의 [M/S)·V]와 체적밀도 BD(kg/㎥)에 상관관계가 있다는 것을 판명하였다. 그래서 [M/S)·V]를 장입개시로부터 종료까지 일정하게 제어할 수 있으면 탄화실내의 상하방향의 체적밀도를 균일하게 하는 것이 가능하다.

여기에서, 제3도에 나타내는 바와 같이, M/S는 석탄의 반출속도에 관계없이 일정해지기 때문에, V를 컨트롤하여 [M/S)·V]를 제어한다.

여기에서 탄화실로 퇴적하는 석탄의 양이 증가해가면, 즉 석탄장입의 후반은 회전날개의 회전수를 증가시켜 가는 것이 중요하다.

이것은 탄화실로의 석탄의 낙하거리가 짧아짐에 따라서, 석탄의 낙하속도를 가속시킴으로써, 코크스로내 상하방향의 체적밀도를 균일하게 하기 위한 것이다. 회전날개의 회전수의 증가율은 석탄의 퇴적높이에 의거하여 구할 수 있다.

그리고, 본 발명의 코크스로로의 석탄장입방법에서는, 제4도의 플로우 다이어그램으로 나타내는 바와 같이, 석탄호퍼로부터의 석탄반출 적산량 W = f1(W0-W1)을 호퍼에 설치한 로드셀(load cell)로 측정하고, 그 측정신호를 받아서 리얼타임으로 석탄가속장입장치의 회전수 R을 제어하고, 장입석탄에 처음 속도를 부여하고, 퇴적시의 속도를 일정하게 할 수 있다.

여기에서, W0는 석탄탑으로부터 석탄호퍼로 공급한 석탄중량이고, W1은 장입중의 호퍼내의 잔탄량을 나탄내다.

한편, 테이블 피더에 의해 반출된 석탄의 반출속도를 석탄장입의 후반으로 갈수록 증가시켜도, 체적밀도를 균일하게 하는데 효과가 있다. 제5도는 회전날개의 회전수와 테이블 피더의 석탄반출 속도를 후반에 증가시킴으로써, 코크스로내 상하방향의 체적밀도에 미치는 영향을 나타내는 것이다.

이것으로부터, 제6도에 나타내는 바와 같이, 석탄의 반출속도의 제어와 회전날개의 회전수제어를 조합시킨 체적밀도 균일화의 방법을 생각할 수 있어, 코크스로내 높이 방향의 체적밀도 균일화가 더욱 촉진된다.

그리고, 석탄의 반출속도의 제어는, 테이블 피더의 회전수를 제어하여 행한다.

일반적으로, 석탄입자가 기체의 저항을 받아서 낙하할 경우, 낙하거리(또는 낙하시간)가 증가함에 따라서, 가속도가 감쇠하여 일정속도로 된다. 그러나 본 발명의 방법에 의한 실험결과에서는 제7도에 있어서의 수종의 석탄입자의 낙하거리와 낙하속도와의 관계특성도로 볼 수 있듯이, 석탄의 장입시에 석탄입자는 코크스로내의 기체에 의한 저항을 받지 않고, 속도의 감쇠는 볼 수 없었다.

이것은 석탄을 대량으로 분탄류로서 가속, 낙하시킨 경우에는 분탄류의 낙하흐름에 따라서 낙하류 근방의 공기가 흐르고, 공기저항이 거의 발생하지 않기 때문에 분탄의 낙하속도가 감쇠하지 않는 것으로 추정된다.

다음에 본 발명의 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

제8도는 본 발명의 측면 단면도, 제9도는 그 평면도이다. 전술한 바와 같이 부호 1은 석탄호퍼, 부호 2는 석탄, 부호 3은 테이블 피더이다. 도시하지 않은 모터에 의해 베벨기어(4)를 통하여 테이블 피더(3)를 회전시키고, 테이블 피더(3)상의 석탄(2)을 석탄반출구(5)에 의해 연속하여 반출해간다.

반출된 석탄(2)은 석탄가속장입장치(9)에 의해 가속되어 장입통(6)으로부터 장입구(7)를 통하여 탄화실(8)로 퇴적된다.

석탄가속장입장치(9)는, 회전드럼(11)에 고정유지된 회전날개(10)와 이 회전날개(10)를 적재하여 수평방향으로 이동가능한 주행대차(走行臺車)(13)로 구성된다. 회전드럼(11)은 주행대차(13)에 설치된 드럼회전모터(17)에 의해, 체인벨트(18)를 통하여 회전가능하게 부착되어 있다. 회전드럼(11)의 회전중심(12)은, 석탄(2)의 자유낙하류의 낙하궤적의 상방외측에 있으며, 그 배치위치는 테이블 피더(3)에 접근, 격리하는 수평방향 및 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다.

주행대차(13)는 가대(19)상의 레일(15)을 차륜(14)에 의해서, 대차구동모터(16)에 의해 수평방향으로 이동한다. 또 회전날개(10)의 상하 방향의 조정은, 수직방향 이동실린더(22)에 의해 가대(19)채로 이동함으로써 행해진다.

주행대차(13)에 부착된 분진방지용 커버(20)는, 그 타단이 석탄호퍼(1)에 부착된 플렉시블 아코디언(flexible accordion) 시일(21)로 부착되고, 주행대차(13)와 함께 수평으로 이동한다.

회전날개(10)와 테이블 피더(3)의 배치관계에 있어서, 석탄(2)의 낙하류가 회전날개(10)로 전량가속되지 않는 경우에는 탄화실(8)내에 퇴적하는 석탄(2)의 체적밀도는 높이방향에서 균일하게 되지 않는다.

또, 회전날개(10)와 테이블 피더(3)의 배치관계에 있어서, 회전드럼(11)의 회전중심(12)이 석탄의 자유낙하류의 낙하웨적의 내측이나 하방외측이 되는 위치에 있는 경우에는, 테이블 피더(3)로부터 반출된 석탄(2)이 회전날개(10)의 회전중심부로 진입하여 감겨들어가는 일이 발생하고, 분진 발생의 원인으로 됨과 동시에, 추격가속하는 석탄(2)의 흐름을 흐트러뜨리고, 최종적으로 탄화실(8)내에서 퇴적하는 석탄(2)의 체적밀도를 불균일하게 한다.

상기한 바와 같은 부적함을 회피하고 탄화실(8)내의 높이 방향에 있어서의 석탄(2)의 체적밀도의 분포를 균일하게 하는 데에는, 제10a~10c도에 나타내는 바와 같이, 회전날개(10)를 테이블 피더(3)와의 관계에 있어서, 회전드럼(11)의 회전중심(12)이 석탄(2)의 자유낙하류의 낙하궤적의 상방외측이면서 테이블 피더(3)의 석탄반출구(5)로부터 회전날개(10)의 선단까지 이르는 거리 L이 적절한 값이 되도록 조정하고, 또 탄화실(8)의 석탄(2)의 퇴적량이 늘어남에 따라서 회전드럼(11)의 회전속도를 올려가는 것이 유효하다.

테이블 피더(3)의 석탄반출구(5)로부터 석탄(2)을 회전날개(10)에 의해서 가속, 낙하시키는 경우, 석탄(2)은 어느정도의 펼쳐짐을 가지고 탄화실(8)로 장입된다. 이 펼쳐짐이 큰 경우, 장입통(6)의 측벽에 충돌하여 석탄(2)의 낙하속도가 감쇠하고, 체적밀도의 균일화 효과가 감소한다. 이와 같은 현상을 될 수 있는 한 회피하고 석탄(2)의 하향속도(벡터)를 집중시키는데에는, 회전날개(10)의 형상을 제11b도에 나타내는 바와 같이, V자형으로 하는 것이 매우 유효하다.

회전날개(8) 매수를 4~8매로 함으로써 석탄(2)의 가속효율이 현저하게 개선된다.

[실시예 1]

노의 높이가 4m, 석탄호퍼의 하부에 설치한 테이블 피더로부터 탄화실의 바닥에 이를때까지의 거리가 6.5m, 탄화실의 폭이 40cm가 되는 장치를 이용하여 수분함량 6%의 석탄을 반출속도 20~80kg/sec의 아래로 반출하여 하기의 조건으로 가속, 낙하시켜, 탄화실에 장입하고, 장입후의 석탄의 체적밀도의 분포상황에 대해서 조사(탄화실의 샘플링 구멍으로부터 석탄시료를 채취)하였다.

[석탄의 장입조건]

4매의 회전날개를 구비한 반경 0.2m가 되는 회전드럼(회전날개는 드럼의 몸체를 따라서 뻗는 플래트형상으로 이루어지는 제11c도에 나타내는 바와 같은 것을 사용하고, 반경은 회전드럼의 회전중심으로부터 회전날개의 선단에 이를때까지의 치수)을 갖는 석탄가속장입장치를 이용하고, 석탄의 장입시간내에서 이 드럼의 회전수를 0→ 500rpm이 되도록 조정하고, 이와 같은 회전드럼의 회전날개가 수평이 되었을 때의 레벨과 테이블 피더의 출구에 있어서의 레벨을 동등하게 하고 이 출구로부터 회전날개 선단에 이를때까지의 거리 L을 5~30cm의 범위로 조정하였다.

탄화실 내에 있어서의 석탄의 체적밀도의 분포상황의 조사결과를 종래 법으로 장입한 경우(단지 자유낙하에 의한 장입)의 결과와 함께 표 1에 나타낸다.

표 1로부터 확실해지는 바와 같이 종래법에서는, 탄화실의 상하에 있어서의 석탄의 체적밀도의 차가 90~96kg/㎥로 큰 것에 대하여 본 발명에 따른 적합예에서는 체적밀도의 차가 극단적으로 작고 거의 일정하게 되어 있는 것이 확실하다.

특히, 석탄의 반출속도가 40kg/sec인 경우에 있어서는 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 수평방향으로 흐르는 양이 적기 때문에, L=5cm의 위치에서 가속효율이 최대로 되지만, 그 이후는 반출속도의 상승과 동시에 가속효율이 최대로 되는 거리 L이 커진다. 이것은 테이블 피더로부터 반출될때의 속도가 커지기 때문이라고 생각된다. 이 결과로부터, 회전날개를 이용하여 석탄을 탄화실내로 가속장입하는 경우에 있어서는, 회전라개와 테입르 피더의 배치관계를 석탄의 낙하류가 가속장입장치의 회전날개로 전량 가속되고, 또 이 석탄의 낙하류가 석탄을 가속시키는 날개의 앞쪽의 날개에 충돌하지 않도록 하는 것이 가속효율을 높이는 데에 가장 중요한 것으로 확인되었다.

[실시예 2]

회전날개 4매를 구비하고, 직경을 100mm, 폭을 57mm로 한 회전드럼(회전날개를 포함한 치수)를 조합한 석탄가속 장입장치에 있어서, 회전날개의 형상이 플래트형의 것(제11a도), V자형(꺾임각도가 90°)의 것(V자형 회전날개, 제11b도) 및 플래트형으로 회전드럼의 중심을 통하는 직선과 이루는 각(경사각)이 17°로 되는 것(회전드럼의 회전하는 방향과 반대방향으로 경사진 후방경사 회전날개, 제11c도)을 사용하여 석탄의 장입을 행한 경우(석탄의 장입속도 90g/sec, 회전수 500rpm)의 석탄의 분산상황을 관찰하였다.

그 결과를 테이블 피더를 사용하여 단지 석탄의 장입을 행한 종래법의 결과와 함께 제12도에 비교하여 나타낸다.

제12도로부터 확실한 것처럼, 석탄의 가속장입에 있어서는, 플래트형의 것(제11a도)보다도, V자형 회전날개 및 후방경사 회전날개를 구비한 회전드럼을 갖는 가속장입장치를 이용하여 석탄의 장입을 행한 예의 쪽이, 석탄을 가속할때의 분산이 작아져 있다. 특히, V자형 회전날개(제11b도)에 의한 석탄의 장입에서는 그 효과가 현저한 것이 확인되었다.

[실시예 3]

노의 높이가 4m, 석탄의 호퍼의 하부에 설치된 테이블 피더로부터 탄화살의 바닥에 이를때까지의 거리가 6.5m, 탄화실의 폭이 40cm가 되는 장치를 이용하여, 수분함유랑 6~10%의 여러 가지의 석탄을 반출 속도 60kg/sec하에서 반출하여 하기의 조건에서 가속, 낙하시켜, 탄화실로 장입하여 장입후의 석탄의 체적밀도의 분포상황에 대하여 조사(탄화실의 샘플링 구멍으로부터 석탄시료를 채취)하였다.

[석탄의 장입조건]

4매의 회전날개를 구비한 반경 0.2m가 되는 회전드럼(회전날개는 플래트형, V자형의 것으로 하고 회전중심은 석탄 자유낙하류의 낙하궤적의 상방외측)을 갖는 가속장입장치를 이용하여, 석탄의 장입시간내에서, 이 드럼의 회전수를 0→ 500rpm이 되도록 조정함과 동시에, 이와 같은 회전드럼의 회전날개의 선단으로부터 테이블 피더의 출구에 이를때까지의 거리 L을 15cm로 하였다.

탄화실 내에 있어서의 석탄의 체적밀도의 분포상황의 조사결과를 종래법으로 장입한 경우의 결과와 함께 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 종래예에서는 노의 상하방향에 있어서의 석탄의 체적밀도의 차는 92~95kg/㎥로 크지만, 플래트형의 회전날개로 가속, 장입한 경우엔느 그 차가, 수분 6%에서 15kg/㎥, 8%에서 16kg/㎥, 10%에서 12kg/㎥로 작아져 있다. 또한, V자형의 회전날개의 경우에는 수분이 6%에서 11kg/㎥, 8%에서 10kg/㎥, 10%에서 9kg/㎥로 현저한 개선을 볼 수 있었다.

[실시예 4]

노의 높이가 4m, 석탄 호퍼의 하부에 설치된 테이블 피더로부터 탄화실의 바닥에 이를때까지의 거리가 6.5m, 탄화실의 폭이 40cm가 되는 장치를 이용하여, 수분 함유량 6~10의 석탄을 반출속도 60kg/sec 하에서 반출하여 하기의 조건에서 가속, 낙하시켜, 탄화실로 장입하여 장입후의 석탄의 체적밀도의 분포상황에 대해서 조사(탄화실의 샘플링 구멍으로부터 석탄시료를 채취)하였다.

[석탄의 장입조건]

회전날개의 매수를 2~20의 범위에서 여러 가지 변경한 반경 0.2m의 회전드럼 )회전날개는 플래트형의 것을 사용)을 구비한 가속장입장치를 이용하여, 석탄의 장입시간내에서 이 드럼의 회전수를 0→500rpm이 되도록 조정함과 동시에, 이와 같은 회전드럼의 회전날개 선단으로부터 테이블 피더의 출구에 이를때까지의 거리를 15cm로 하였다.

탄화실내에 있어서의 석탄의 체적밀도의 분포상황의 조사결과를 종래법으로 장입한 경우의 결과와 함께 표 3에 나타낸다.

표 3으로부터, 종래법에서는, 노의 상하에 있어서의 체적밀도의 차는 92~95kg /㎥로 크지만, 석탄을 가속하여 장입하는 경우에는, 체적밀도의 차가 70kg/㎥ 이하까지 저하하고 있다. 특히, 회전날개의 매수를 4~8매로 한 경우에서는 체적밀도의 차가 10~16kg/㎥로서, 이 범위에 있어서는 개선효과가 매우 현저한 것이 확인되었다.

회전날개의 매수를 4~8매로 한 경우에 개선효과가 높은 이유는, 이것보다도 매수가 적으면 회전날개에 석탄이 충돌하는 빈도가 적어지기 때문에 가속되는 석탄의 양이 적엊지기 때문이며, 또, 이것보다도 매수가 많아지면 회전날개에 의해서 튕겨나가는 석탄의 양이 커지고 석탄의 낙하에 있어서는 가속되는 양이 오히려 적어지기 때문이라고 추정된다.

본 발명에 의하면, 회전날개의 중심위치를 수평 및/또는 수직방향으로 이동시켜 테이블 피더와 회전날개의 선단의 거리를 적절히 유지함으로써, 코크스로의 탄화실로 장입한 석탄의 높이방향에 있어서의 체적밀도가 균일화(특히 탄화실 상부에 있어서의 석탄의 체적밀도를 높일 수 있다)되고, 코크스의 품질향상, 생산성의 개선을 도모할 수 있다.

Claims (4)

1. 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 자유낙하의 궤적의 상방외측에 회전중심을 갖는 회전날개에 의해, 석탄호퍼내의 석탄을 낙하개시의 초기단계에서 추격가속시킴과 동시에, 석탄장입의 후반으로 갈수록 회전날개의 회전수를 증가시켜 장입통으로부터 실로식 코크스로의 탄화실내로 낙하, 장입함에 있어서, 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 품질 및 양에 따라, 회전날개의 중심위치를 테이블 피더의 출구로부터 회전날개의 선단까지의 거리 L이 5~20cm가 되도록, 회전날개의 중심위치를 수평 수직 또는, 수평 및 수직방향으로 이동시켜, 석탄을 탄화실내에 낙하, 장입하는 것을 특징으로 하는 실로식 코크스로로의 석탄장입방법.
2. 석탄을 수납하는 석탄호퍼와, 석탄호퍼내의 석탄을 반출하는 테이블 피더와, 테이블 피더로부터 반출된 석탄의 자유낙하궤적의 상방외측에 회전중심을 갖는 회전날개와, 낙하시킨 석탄을 코크스로의 탄화실로 유도하는 장입등으로 이루어지는 석탄장입장치에 있어서, 외면에 회전날개를 고정지지시키는 회전드럼과, 상기 회전드럼을 적재하여 수평, 수직 또는 수평 및 수직방향으로 이동할 수 있는 주행대차를 포함하며, 상기 회전날개는 그것을 고정하는 회전드럼의 중앙부분에서 V자형으로 굴곡하여 부착된 것을 특징으로 하는 실로식 코크스로로의 석탄장입장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 회전드럼에 고정지지된 회전날개의 매수가 4~8매인 것을 특징으로 하는 실로식 코크스로로의 석탄장입장치.
4. 제2항에 있어서, 일단이 주행대차에 타단이 석탄호퍼에 신축가능하게 부착된 분진방지용 커버를 갖는 것을 특징으로 하는 실로식 코크스로로의 석탄장입장치.