KR102253567B1 - 동적으로 코크스 오븐을 충전하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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선코크 테크놀러지 앤드 디벨로프먼트 엘엘씨
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Abstract

코크스 공장들의 출력 및 동작에 관련된 코크스 오븐들에 석탄을 동적으로 충전하는 방법들 및 시스템들은 코크스 공장으로부터 코크스 품질 및 코크스 출력을 증가시키기 위해 제어 시스템과 통신하는 충전 램을 이용하여 코크스 오븐을 자동으로 충전하는 방법들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제어 시스템은 오븐으로 석탄을 충전하면서 수평의 제 1 방향, 수평의 제 2 방향 및 수직의 제 3 방향으로 충전 램을 움직이는 것이 가능하다. 일부 실시예들에서, 석탄 충전 시스템은 또한 오븐 플로어 프로파일 및/또는 오븐 용량을 생성하기 위해 오븐 플로어를 스캐닝하도록 구성된 스캐닝 시스템을 포함한다. 제어 시스템과 결합하여 사용되는 스캐닝 시스템은 충전 프로세스 내내 충전 램의 동적 레벨링을 허용한다. 일부 실시예들에서, 충전 램은 원위 단부에서의 충전 램의 처짐을 줄이고 충전 램의 기계적 강도를 증가시키기 위한 스티프너 플레이트들 및 지지 부재들을 포함한다.

Description

동적으로 코크스 오븐을 충전하기 위한 방법 및 시스템
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2015년 12월 28일에 출원된 US 가특허 출원 번호. 62/271,963에 대한 우선권 이익을 주장하고, 이의 발명은 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
기술 분야
본 기술은 전반적으로 코크스 발전소의 작동 및 출력과 관련된 열 회수 코크스 오븐(coke oven)에서의 동적 충전에 관한 것이다.
코크스(coke)는 강철 제조에서 철광석을 용융 및 환원(reduce) 시키는데 사용되는 고체 탄소 연료 및 탄소 공급원이다. "톰슨 코크스 제조 프로세스 (Thompson 코크스 제조 Process)"라고 알려진 하나의 공정에서, 코크스는 미분탄(pulverized coal)을 긴밀하게 제어되는 대기 상태 하에서 약 48 시간 동안 매우 높은 온도로 밀봉 및 가열되는 오븐에 일괄 공급하여 생산된다. 코크스 제조 오븐(coking oven)은 석탄을 야금 코크스 오븐 전환시키는 데 수년 동안 사용되어 왔다. 코크스 제조 공정 동안에, 미세하게 분쇄된 석탄은 제어된 온도 조건 하에서 가열되어 석탄을 탈 휘발(devolatilize)시키고 미리 결정된 공극률 및 강도를 갖는 코크스의 융융된 덩어리를 형성한다.
석탄 입자들 또는 석탄 입자의 블렌드(blend)가 고온 오븐에 충전되거나 로딩되고, 석탄은 오븐에서 가열된다. 충전 프로세스 동안에, 오븐의 고온으로 인해, 석탄 공급 공정은 석탄 입자를 수평으로 오븐으로 운반하고 석탄의 가늘고 긴 베드(bed)를 제공하기 위해 컨베이어들을 사용해야 한다. 운영자에 의해 수동 제어되는 컨베이어는 푸셔 측면 개구(pusher side opening)로부터 오븐으로 진입하고 석탄이 오븐의 타단에 코크스 측면 개구쪽으로 연장됨에 따라 석탄을 오븐에 충전한다. 컨베이어가 타단(opposite end)에 도달하여 베드 충전이 끝나면, 컨베이어는 입력 된 것과 동일한 측면으로부터 오븐 밖으로 퇴피(retract)된다. 충전 된 후 오븐을 밀봉하고 가열하여 코크스를 형성한다.
이러한 방식으로 오븐을 수동으로 충전하는 것은 통상 불균일한 석탄 베드(coal bed) 프로파일을 초래한다. 보다 구체적으로, 석탄 베드의 타단들은 종종 상이한 두께의 재료를 가질 것이며, 푸셔 측면 개구 근처의 석탄은 코크스 측면 개구 근처의 석탄보다 현저하게 더 두꺼운 두께를 갖는다. 고르지 않은 침대 프로파일의 결과로, 얇은 측면 코크스에서의 석탄 부분은 훨씬 빠르게 빠져 나가고 열 손실(burn loss)은 더 커진다. 이러한 방식으로 오븐을 충전하는 것은 또한 일반적으로 일관성 없는 코크스 품질 및 오븐의 짧은 충전에 이르게 하며, 오븐의 최대 포텐셜(potential)보다 작은 석탄 용량이 로딩된다. 전반적인 효과는 코크스 품질, 코크스 생산량 및 코크스 생산 설비의 수익 감소이다.
선호되는 실시예를 포함하는 비 제한적인 및 비-망라된 본 발명의 실시예들이 이하의 도면들을 참고로 하여 설명되고, 같은 도면 번호들은 만약 다른식으로 지정되지 않으면 여러 도면에 걸쳐서 같은 파트들을 나타낸다.
도 1은 본 기술에 따른 푸셔 충전기 기계의 일 실시예의 개략적인 예시를 도시한다.
도 2는 본 기술에 따른 수동 충전 동작동안에 충전 램 위치 및 충전 압력의 시험 데이터의 플랏(plot)을 도시한다.
도 3은 본 기술에 따른 충전 램(charging ram) 및 코크스 오븐의 일 실시예의 측면 상단 사시도를 도시한다.
도 4는 본 기술에 따른 석탄 충전 시스템의 오븐을 동적으로 충전하는 방법의 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 5는 본 기술에 따른 자동 충전 동작동안에 충전 램 위치 및 충전 램 압력의 시험 데이터의 플랏을 도시한다.
도 6은 본 기술에 따른 충전 램에 결합된 스캐닝 시스템의 일 실시예의 측면 상단 사시도를 도시한다.
도 7은 본 기술에 따른 제어 시스템의 다양한 입력들 및 출력들을 예시하는 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 8은 본 기술에 따른 석탄 충전 시스템의 오븐을 동적으로 충전하는 방법의 플로우 차트를 도시한다.
도면들 9a-h은 본 기술에 따른 석탄을 오븐으로 충전하는 동안 다양한 위치들에서 충전 램의 실시예들의 측면 사시도를 도시한다.
도 10a는 도 3에 도시된 충전 프레임의 일 실시예의 상부 평면도를 도시하고; 도 10b는 본 기술에 따른 롤러들을 갖는 충전 프레임의 일 실시예의 측면 상단 사시도를 도시한다.
도면들 11a 및 11b는 본 기술에 따른 스티프너 플레이트(stiffener plate) 및 RIB 지지 부재에 의해 지지되는 교차 브레이스(cross brace)의 일 실시예의 측면, 하단 사시도를 도시한다.
도 12는 본 기술에 따른 석탄 충전 시스템의 충전 헤드 및 충전 프레임의 일 실시예의 전방 사시도를 도시한다.
도 13은 본 기술에 따른 충전 헤드의 일 실시예의 측면 정면도를 도시한다.
도 14는 본 기술에 따른 압출 플레이트(extrusion plate)의 일 실시예의 전방 사시도를 도시한다.
도 15는 본 기술에 따른 압출 플레이트의 일 실시예의 측면 사시도를 도시한다.
도 16은 본 기술에 따른 충전 헤드의 일 실시예의 전방 정면도를 도시하고, 본 기술에 따른 압출 플레이트가 석탄 베드 충전 동작에 사용되고 그리고 사용되지 않을 때 석탄 베드 밀도들에서 차이들을 추가로 도시한다.
도 17은 본 기술에 따른 압출 플레이트의 사용 없이 석탄 베드가 충전된 석탄 베드의 길이에 대한 석탄 베드 밀도의 플랏을 도시한다.
도 18은 본 기술에 따른 압출 플레이트의 사용으로 석탄 베드가 충전된 석탄 베드의 길이에 대한 석탄 베드 밀도의 플랏을 도시한다.
본 기술은 전반적으로 코크스 오븐(coke oven)의 석탄 처리 속도를 증가시키는 방법들에 관한 것이다. 본 기술의 일 측면은 오븐 용량, 코크스 제조 프로세스(coking process), 생산 수율 및 코크스 품질을 최적화하기 위해 오븐을 동적으로 충전시키는 충전 램(charging ram)을 위한 제어 시스템을 개발하는 것이다. 제어 시스템은 오븐 내에서 균일한 온도 분포 및 더 나은 코크스 제조 사이클 시간을 제어로 귀결되는 더 균일한 밀도로 각각의 오븐이 충전되는 것을 허용한다. 일부 실시예들에서, 석탄 충전 시스템(coal charging system)은 충전 램을 자동으로 이동 시키도록 구성된 제어 시스템과 통신하는 충전 램을 포함한다. 충전 램의 자동 움직임은 석탄을 오븐에 동시에 충전하거나 또는 오븐 프로파일에 따라 오븐을 로딩하는 동안 안정된 충전 압력(steady charging pressure) (예를 들어, 체인 압력(chain pressure))을 유지하는 것에 기반 될 수 있다. 본 기술의 다른 측면은 동적 레벨러 시스템(dynamic leveler system)을 개발하는 것이다. 일부 실시예들에서, 제어 시스템은 충전 프로세스내내 충전 램의 최초 충전 높이 또는 원하는 높이를 유지하도록 충전 램의 수직 높이를 자동으로 조정하도록 구성 될 수 있다. 본 기술의 다른 측면은 제어 시스템과 함께 사용되는 스캐닝 시스템을 개발하는 것이다. 일부 실시예들에서, 스캐닝 시스템은 충전 램에 결합되고 오븐 플로어 프로파일(oven floor profile) 및/또는 코크스 제조를 위한 오브 용량을 결정하기 위해 오븐 플로어를 스캐닝하도록 위치된다. 결정된 오븐 용량 및/또는 오븐 플로어 프로파일을 이용하여, 제어 시스템은 석탄을 오븐에 충전하는 동안 그것의 수직 위치를 자동으로 조정하도록 구성된다. 본 기술의 또 다른 측면은 푸셔 램이 코크스 제조 된 후에 오븐으로부터 코크스를 제거 할 때 푸셔 램(pusher ram)으로부터의 오븐 플로어 프로파일을 결정하는 것이다. 본 기술의 또 다른 측면은 충전 램의 원위 단부의 처짐량(amount of sag)을 감소시키기 위해 충전 램을 강화시키는 것이다. 일부 실시예들에서, 충전 프레임은 스티프너 플레이트들, RIB 지지 부재들 및 롤러들의 조합을 이용하여 강화된다.
본 기술의 특정 세부사항들 및 몇몇 실시예들이 도면들을 참고로 하여 아래에 설명된다. 흔히 푸셔 시스템들, 충전 시스템들, 및 코크스 오븐들과 관련되는 주지의 구조들 및 시스템들을 설명하는 다른 세부사항들은 다양한 실시예들 기술의 다양한 실시예들의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 이하의 개시에서 개진하지 않는다. 도면들에 도시된 많은 세부사항들, 치수, 각도들, 공간적인 방위 및 다른 특징부들은 기술의 특정 실시예들의 단지 예시이다. 따라서, 다른 실시예들은 본 기술의 취지 또는 범위를 벗어나지 않는 다른 세부사항들, 치수, 각도들, 공간적인 방위 및 특징부들을 가질 수 있다. 따라서, 관련 기술 분야에서의 통상의 기술자는 기술은 추가의 엘리먼트들을 갖는 다른 실시예들을 가질 수 있고, 또는 기술은 도면들을 참고로 하여 이하에 설명되고 도시된 몇몇의 특징부들이 없는 다른 실시예들을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 푸셔 충전기 기계 (PCM : pusher charger machine) (100)의 일 실시예를 도시하고, 이는 운영자의 캡(cab) (116), 기구류 인클로저 (106), 메인 파워 송신 (110), 메인 프레임 (114), 푸셔 램 (102), 도어 추출기(door extractor) (104) 및 유압 시스템 (108)을 포함한다. 본 개시의 측면들에 따라, PCM (100)은 통상적으로 석탄 측면 오븐 도어를 제거 및 교체하고, 오븐으로부터 다량의 충전된 코크스를 푸시(push) 하고, 오븐을 탈탄소(decarb)하고, 또는 석탄을 오븐에 충전하는 것을 포함하여 다수의 상이한 동작들에 사용된다. 일 실시예에 따라, PCM 동작 시퀀스는 PCM (100)이 오븐 배터리의 전방에서 지정된 오븐으로 진행하는 레일(rail) 세트를 따라 이동함에 따라 시작된다. PCM(100)은 석탄 충전 시스템을 오븐과 정렬하고 석탄 충전 시스템으로부터의 도어 추출기(door extractor)(104)를 사용하여 푸셔 측면 오븐 도어를 제거한다. 그런 다음, PCM (100)이 이동되어 PCM (100)의 푸셔 램 (102)을 오븐의 중앙에 정렬시키고, 푸셔 램 (102)이 활성화되어 코크스를 오븐 내부로부터 밀어 낸다. PCM (100)은 또 이동되어 석탄 충전 시스템을 오븐 중심과 정렬시켜 석탄은 트리퍼 컨베이어(tripper conveyor)에 의해 PCM (100)의 석탄 충전 시스템에 전달된다. 석탄 충전 시스템은 그런 다음 석탄을 오븐 내부에 충전한다. 충전 컨베이어는 그런 다음 그것이 삽입된 동일한 측면으로부터 오븐으로부터 퇴피된다. 마지막으로, PCM (100)의 도어 추출기 (104)는 푸셔 측면 오븐 도어를 교체 및 래치한다(latch). 대안으로, 별개의 푸셔 장치 및 충전 장치가 사용될 수 있다.
본 기술의 몇몇 실시예들은 각각의 오븐에 석탄의 일정한 밀도 및 일정한 두께를 달성하기 위해 오븐에 석탄을 충전하는 것에 관한 것이다. 다른 실시예들은 각각의 오븐에 석탄의 최대 양의 석탄을 달성하기 위해 오븐에 석탄을 충전하는 것에 관한 것이다. 따라서, 충전 절차가 오븐의 충전이 어떻게 개선되는 지를 더 잘 이해하도록 상세하게 설명된다. 앞에서 설명된 충전 절차에 추가하여, PCM (100)이 오븐으로부터 밖으로 코크스를 밀어낸 후에, PCM (100)은 우측으로 궤도를 옮겨(tram) 석탄 충전 시스템을 오븐과 정렬시킬 것이다. 일 실시예에 따라, 정렬이 완료된 후에, 거짓 도어(false door)는 오븐으로 연장될 것이고 충전 램이 오븐으로 이동한다. 충전 전달 디바이스 예컨대 컨베이어 또는 충전 체인은 트리퍼 카(tripper car)로부터 PCM 상의 홉퍼(hopper)로 그리고 결국에는 거짓 도어상으로 석탄을 전달하기 위해 전방으로 이동한다. 석탄은 충전 램상에 체인과 같은 전달 디바이스에 의해 오븐으로 충전된다. 석탄이 오븐으로 충전됨에 따라, 오븐 내 석탄의 레벨은 증가하기 시작한다. 운영자는 충전 램의 주어진 위치에서 오븐으로 충전되는 석탄의 양을 표시로서 충전 램의 센싱된 충전 압력 (예 : 체인 압력)을 모니터링하고 사용할 수 있다. 충전 압력이 증가함에 따라, 운영자는 충전 램을 오븐의 푸셔 측면 개구부로부터 오븐의 코크스 측면 개구쪽으로 수동으로 이동시킴으로써 충전 압력을 감소시키고 및/또는 충전 압력을 원하는 압력으로 유지할 수 있다. 석탄 충전 동작은 운영자의 캡 (116)에 조이스틱과 같이 운영자가 제어함으로써 수동으로 제어된다.
도 2는 오븐을 수동으로 충전하는 운영자의 예시적인 프로세스 트렌드(trend)를 도시한다. 라인 (220)은 충전 램이 오븐의 푸시 측면에서 코크스 측면을 쪽으로 이동함에 따른 충전 램의 위치를 표시한다. 라인 (230)은 충전 램이 코크스 측면에서 오븐의 푸셔 측면 쪽으로 이동함에 따른 충전 압력을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 충전 램이 석탄으로 오븐을 충전하기 시작한 때의 최초 위치로 충전 램은 오븐 내부에 대략 5-15 피트 이동된다. 이 최초 위치에서 충전 압력이 빌드(build)되기 시작한다. (점 (202)와 (206) 사이의) 라인(220)의 약간의 강하(drop)는 체인의 장력에 의한 당김(pull back)으로 인해 뒤로 움직이는 충전 램을 나타내고 결과로서 충전 압력이 증가한다. 충전 압력이 미리 결정된 압력까지 빌드 업된 후, 운영자는 충전 오븐을 충전하는 동안 (206) 오븐의 코크스 측면 개구 쪽으로 충전 램을 움직이기 시작한다. 석탄은 충전 램이 오븐 (210)의 대략 단부에 도달할 때까지 오븐으로 충전된다. 이 충전 시간 기간 동안에, 운영자는 대략 미리 결정된 설정 지점에서 충전 압력을 유지하려고 한다. 그러나, 충전내내, (208)을 둘러싸는 시간 기간에 의해 도시된 바와 같이 충전 압력(230)은 급격하게 변동을 거듭한다(fluctuate). 운영자가 충전 램을 수동으로 작동하는 것에 추가하여, 오븐 플로어의 일정하지 않은 탄소 레벨, 충전 램의 편향 및 처짐(sag), 석탄 수분 및 일관되지 않은 오븐 충전 중량을 포함하여 충전 프로세스에서 충전 압력을 변화시킬 수 있는 몇몇의 요인들이 있다.
도 3 은 본 기술의 실시예들에 따라 구성된 석탄 충전 시스템 (300)의 개략적인 예시이다. 석탄 충전 시스템 (300)은 복수의 수평 코크스 오븐들 (304), 충전 램 (302) 및 제어 시스템 (340)을 포함할 수 있다. 충전 램(charging ram) (302)은 근위 단부 부분 (316) 및 수직으로-배향된 충전 램 헤드 (324)를 포함하는 원위 단부 부분(314)을 포함한다. 충전 램 (302)은 충전 램 (302)의 길이를 정의하고 충전 램 (302)의 근위 (316)와 원위 단부 부분들 (314) 사이에 걸쳐 이어지는 수직으로-배향된 대향 측면들 (318)을 또한 포함한다.
각각의 오븐 (304)은 푸셔 측면 개구 (306), 푸셔 측면 개구 (306) 반대쪽에 코크스 측면 개구 (308), 및 오븐 플로어 (312)를 함께 정의하는 대향 측벽들(310)을 포함한다. 각각의 오븐 (304)은 오븐 플로어 (312) 반대쪽에 오븐 천장을 갖는다. 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)는 충전 램 (302)의 원위 단부 부분 (314)이 일반적으로 석탄을 오븐 플로어 (312)에 충전하기 위해 오븐 (304)에 진입하는 측면이다. 복수의 오븐들 (304)은 예를 들어,열-복원(heat-recovery) 및 비-열-복원 오븐들을 포함하는 수평 코크스 오븐들의 임의의 무리(bank)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 오븐 플로어 (312)는 도 3에 도시된 바와 같이 전체적으로 평평하다. 다른 실시예들에서, 오븐 플로어 (312)은 평평하지 않을 것이고 경사진 표면들 (즉, 위쪽으로, 하향으로, 또는 측면으로 피치된(pitch)), 계곡들, 디보트들(divots) 또는 탄소 재료의 빌드업을 포함할 수 있다. 오븐 플로어 (312) 아래에 위치된 연료 터널들이 오븐 플로어 (312)의 불균일에 또한 기여할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 석탄 충전 시스템 (300)은 또한 충전 램 (302)에 동작 가능하게 결합되고 석탄을 오븐 (304)에 충전하는데 사용되는 회전 가능한 무한 컨베이어 시스템 (330)을 포함한다. 컨베이어 시스템 (330)은 충전 램 (302)의 대향 측벽들 (318) 각각에 회전 가능하게 마운트된 기어들 (336)에 결합된 체인 및 플라이(fly) (332) 메커니즘을 포함한다. 컨베이어 시스템 (330)이 오븐 (304) 내로 석탄을 충전함에 따라, 석탄은 컨베이어 시스템 (330)의 하단 레벨에 도달하여 빌드되기 시작하고, 결국에는 컨베이어 시스템 (330)의 체인 (332)에 접촉하기 시작한다. 이러한 컨택은 충전 압력 (예를 들어, 체인 압력)으로 지칭될 수 있는 것으로 귀결되는 컨베이어 시스템 (330)상에 견인력(drag force)을 생성한다. 충전 압력은 충전 램 (302)에 결합된 압력 센서에 의해 결정될 수 있고, 충전 램 (302)의 주어진 위치에서 얼마나 많은 석탄이 오븐에 충전되었는지의 암시적인 식별로서 사용될 수 있다.
석탄 충전 시스템 (300)은 또한 충전 램 (302)과 통신하고, 충전 램 (302)의 오븐 (304) 내외로의 이동을 제어하는데 사용되는 제어 시스템 (340)을 포함한다. 제어 시스템 (340)은 또한 컨베이어 시스템 (330)과 통신하고 컨베이어 시스템을 제어하는데 사용된다. 제어 시스템 (340)은 운영자들이 원격 위치에서부터 PCM의 양상들을 제어하는 것을 허용한다. 제어 시스템 (340) 및/또는 이하에 설명된 기술의 많은 실시예들은 프로그램 가능한 컴퓨터에 실행되는 루틴들을 포함하는 컴퓨터-실행 가능한 지시들의 형태를 취할 수 있다. 제어 시스템 (340)은 예를 들어, 또한 SCADA(supervisory control and data acquisition) 시스템들, DCS(distributed control systems), PLC(programmable logic controllers), 제어 디바이스들, 및 컴퓨터-실행 가능한 지시들을 프로세스하도록 구성된 프로세서들의 조합을 포함할 수 있다. 관련된 기술 분야에 통상의 기술자들은 기술이 본 출원에서 설명된 것들 외에 컴퓨터 시스템상에서 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 기술은 아래에 설명된 컴퓨터 실행 가능 지시들 중 하나 이상을 수행하도록 특별히 프로그래밍, 구성 또는 구성되는 특수 목적 컴퓨터 또는 데이터 프로세서로 구현 될 수 있다. 따라서, 일반적으로 본 출원에 사용되는 용어들 "제어 시스템" 및 "컴퓨터"는 본 출원에서 임의의 데이터 프로세서를 지칭한다. 이들 컴퓨터들에 의해 핸들링되는 정보는 CRT 디스플레이 또는 LCD을 포함하는 임의의 적절한 디스플레이 매체에서 제공될 수 있다.
또한, 본 기술은 태스크들 또는 모듈들이 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 프로세싱 디바이스들에 의해 수행되는 분산 환경(distributed environment)에서 실시 될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들 또는 서브 루틴들은 로컬 및 원격 컴퓨터 스토리지 디바이스들에 위치될 수 있다. 후술되는 기술의 양태는 자기 또는 광학적으로 판독 가능하거나 착탈 가능한 컴퓨터 디스크들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장되거나 분산 될 수 있을뿐만 아니라 네트워크를 통해 전자적으로 분산 될 수도 있다. 기술의 양상들에 특정한 데이터의 송신들 및 데이터 구조들은 또한 개시된 기술의 특정 실시예의 범위 내에 포함된다.
본 출원에서, 제어 시스템 (340)은 (1) 오븐의 코크스 측면 개구 (308)와 푸셔 측면 개구 (306) 사이에서 전체적으로 z- 축 (350)을 따라서 제 1 방향으로, (2) 오븐(304)의 대향 측벽들(310) 사이에서 전체적으로 x-축(354)를 따라서 제 2 방향으로, (3) 오븐 플로어 (312)와 오븐 플로어 (312)에 대향하여 위치된 오븐 (304)의 천장 사이의 전체적으로 y- 축 (352)을 따르는 제 3 방향으로 충전 램 (302)을 자동으로 이동시키도록 구성된다. 제어 시스템 (340)은 전체적으로 z- 축 (350)을 중심으로 회전 가능한 제 4 방향으로 충전 램 (302)을 자동적으로 이동시키도록 또한 구성될 수 있고, 충전 램 (302)을 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 비틀어서 충전 램 302)이 트위스트(twist)된 때, 대전 램 (302)의 대향 측벽들 (318) 중 하나는 대향 벽들 (318) 중 다른 하나보다 더 높거나 더 낮게 위치된다. 일부 실시예들에서, 제어 시스템(340)은 전체적으로 x 축 (354) 주변에서 회전 가능한 제 5 방향(358)으로 충전 램 (302)을 자동으로 이동시키도록 구성 될 수 있어서, 충전 램(302)의 원위 단부 (314)가 오븐 플로어 (312)으로부터 위쪽으로 또는 오븐 플로어 (312) 쪽으로 하향으로 경사지게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 충전 램의 자동 움직임은 컨베이어 시스템에 의해 경험되는 충전 압력에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 제어 시스템 (340)의 세부사항들이 더 상세하게 이하에서 설명된다. 충전 램 (302)을 이들 방향들에서 움직이는 것은 제어 시스템 (340)과 통신하고 충전 램 (302)에 동작 가능하게 결합된 구동 시스템(drive system)을 이용하여 수행될 수 있다. 구동 시스템은 관련 기술 분야에서 알려진 유압 구동장치, 전기 구동장치, 스크류 구동장치, 또는 다른 원동 구동장치(motive drive)들을 포함할 수 있다.
도 4는 본 기술의 실시예들에 따른 석탄 충전 시스템을 동적으로 충전하는 방법(400)의 블럭 다이어그램이다. 블럭 (402)에서, 방법 (400)은 코크스 오븐의 최초 충전 위치에 충전 램을 위치시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 최초 충전 위치는 적어도 x- 및 z-좌표 위치 (즉, 수평 방향에서)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 최초 충전 위치는 단지 y-좌표 위치 (즉, 수직 방향에서), 또는 x- 및 z-좌표 위치에 추가하여 y-좌표 위치를 포함할 수 있다. 충전 램을 최초 충전 위치에 위치시키는 것은 또한 제어 시스템 (340)이 단계 (404)로 진행하여 오븐 (304)을 충전하는 자동 기능을 수행하기 시작하기 위해 충족되어야하는 전제 조건으로서 역할을 할 수 있다. 충전 램 (302)을 위치시키는 것은 또한 충전 램 (302)이 최초 충전 위치에 락킹 하는 것을 포함하여 충전 램 (302)이 푸셔 측면 개구 (306) 쪽으로 후방으로 이동하는 것을 방지 할 수 있다.
블럭 (404)에서, 방법 (400)은 컨베이어 시스템 (330)을 통해 최초 충전 위치에서 석탄을 오븐 (304)에 충전하는 단계를 포함한다. 석탄을 오븐에 충전시키는 것은 오븐 플로어 (312)에 석탄을 로딩하는 것과 컨베이어 시스템 (330)에 충전 압력을 가하는 석탄 한 덩어리를 빌딩하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 락킹 메커니즘이 최초 충전 위치로부터 충전 램을 해제하기 전에 충전 압력이 1700 psi를 초과하는 사전 설정된 락킹 압력에 도달하는 것이 요구될 수 있다. 다른 실시예들에서, 락킹 압력은 락킹 메커니즘이 해제되기 전에 3000 psi 또는 더 높게 빌드되는 것이 요구될 수 있다. 특히, 제어 시스템은 사전 설정한 락킹 압력이 도달된 후에 락킹 메커니즘을 자동으로 해제하도록 프로그래밍될 수 있다.
블럭 (406)에서, 방법 (400)은 제어 시스템 (340)을 이용하여 석탄을 오븐 (304)에 충전하는 동안 동시에 충전 램 (302)을 자동으로 이동시키는 것을 포함한다. 제어 시스템 (340)을 이용하는 것은 제어 시스템 (340)에 대한 입력들을 이용하여 오븐 (304)을 동적으로 충전하는 것을 포함할 수 있다. 제어 시스템(340)에 대한 입력들은 도 7을 참고로 하여 이하에서 설명된 것들을 포함할 수 있다. 자동으로 충전 램 (302)을 움직이는 것은 운영자에 의한 수동 개입에 추가하여 또는 운영자에 의한 수동 개입 없이 입력들에 자동으로 반응하는 것(react)을 포함할 수 있다. 앞에서 언급된 바와 같이, 충전 램(302)을 움직이는 것은 (1) 오븐의 코크스 측면 개구 (308)와 푸셔 측면 개구 (306) 사이에서 전체적으로 z- 축 (350)을 따라서 제 1 방향으로, (2) 오븐(304)의 대향 측벽들(310) 사이에서 전체적으로 x-축(354)를 따라서 제 2 방향으로, (3) 오븐 플로어 (312)와 오븐 플로어 (312)에 대향하여 위치된 오븐 (304)의 천장 사이의 전체적으로 y- 축 (352)을 따르는 제 3 방향으로 (4) z-축 (350)을 중심으로 전체적으로 회전가능한 제 4 방향(356) 및 (5) 충전 램 (302)의 근위 단부(316)에 위치되고 x-축(354)에 평행한 축을 중심으로 전체적으로 회전가능한 제 5 방향(358)으로 충전 램 (302)을 움직이는 것을 포함할 수 있다. 이와 같이, 충전 램 (302)은 회전될 수 있어서 회전된 상태에서 원위 단부 (314)는 충전 램 (302)의 대응하는 근위 단부 (315)의 위에 또는 아래에 위치될 수 있다.
블럭 (408)에서, 방법 (400)은 오븐이 완전히 충전될 때까지 사전 설정한 동작 범위내에서 충전 압력을 유지시키는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 충전 압력의 사전 설정한 동작 범위는 2000-3500 psi 사이에서 설정될 것이지만, 반면에 다른 실시예들에서, 사전 설정한 동작 범위는 2300-2900 psi 사이에 설정될 것이다. 또 다른 실시예들에서, 사전 설정한 동작 범위는 2500-2700 psi 사이에서 훨씬 더 좁게 설정될 것이다. 충전 압력을 유지시키는 것은 충전 압력을 빌드하기 위해서 충전 램을 소정 위치에 홀딩(hold)시킴으로써 충전 압력을 유지시키는 것, 충전 압력을 줄이기 위해 소정 방향으로 충전 램을 움직임이는 것, 또는 충전 램의 속력의 비율을 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 충전 압력은 운영자에 의해 입력된 단일 설정 지점에서 유지될 것이다.
도 5는 본 기술에 따른 충전 램 위치(520) 및 충전 램 압력(530)의 시험 데이터의 플랏(500)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 플랏(500)은 depicts 제어 시스템 (340)을 이용한 오븐의 자동-충전 동안에 충전 압력이 충전 램 위치에 관계하여 어떻게 (z 방향 (350)에서) 변화하는지를 도시한다. 도 2를 참조하여 상술한 방법에 따라, 일단 PCM (100)이 코크스를 오븐 (304)으로부터 밖으로 밀어 내면, PCM은 석탄 충전 시스템을 오븐 (304)과 정렬시킨다. 이 지점에서, 충전 램 (302)의 레벨러 설정은 유압으로 조절될 수 있다 (즉, 상승되거나 또는 하강되거나). 레벨이 설정된 후에, 거짓 도어 및 충전 램 (302)이 오븐 (304)으로 연장될 것이다. 지점(502)에서, 충전 램 (302)은 오븐으로 이동되고 충전 압력을 빌드 업 하기 위해 최초 충전 위치에서 정지된다. 일부 실시예들에서, 충전 램 (302)은 충전 램 (302)을 PCM (100)에 기계적으로 연결하는 락킹 메커니즘을 통해 이 최초 충전 위치에 락킹될 것이다. 이 락킹 메카니즘은 도 2에서 앞에서 도시 된 바와 같이, 오븐이 충전 될 때 충전 램 (302)이 푸셔 측면 개구 (306)를 쪽으로 후방으로 이동하는 것을 방지 할 수 있다. 단계 (504)에 의해 도시 된 바와 같이,이 최초 위치에서, 충전 램이 정지하고 충전 압력이 빌드하기 시작하는 동안 석탄은 오븐 플로어 (312) 상에 충전되기 시작한다.
일단 사전 설정한 충전 압력이 도달되면, 제어 시스템 (340)은 락킹 메커니즘을 해제하고 충전 램 (302)을 자동으로 움직이기 시작한다. 각각의 경우에, 충전 램 (302)은 제 1 위치로부터 후속하는 제 2 다른 위치로 이동하고, 충전 압력은 감소하고 이어서 석탄의 레벨이 제 2 위치에서 빌드 업하면 증가한다. 앞에서 언급된 대로, 충전 압력은 충전 램 (302)의 특정 위치에서 어느 정도의 석탄이 오븐 (312)에 충전되는지를 암시적으로 측정하여 제어 시스템 (340)에 의해 사용된다. 이 실시예에서, 이러한 압력 변화는, 코크스 측 개구 또는 대향 측벽들 중 하나로 향하든, 또는 오븐 플로어로부터 멀어 지든, 제 2 위치가 제 1 위치에 존재했던 것보다 적은 석탄 빌드업(builup)을 갖는 오븐의 위치이기 때문이다. 이 움직임은 단계 (506)에 의해 도시된 바와 같이 충전 램 위치의 계단 모양 형상에 의해 표시된다. 단계 (508)에 의해 도시 된 바와 같이,이 충전 기간 동안 전체적으로 안정된 충전 압력은 충전 압력 변동에 응답한 충전 램 위치에 대한 제어 시스템의 지속적인 조정 때문에 유지된다.
도 2에 도시된 가변 충전 압력과 비교하여도 5에 도시된 정상 충전 압력은 또한 제어 시스템이 운영자에 의한 수동 제어에 비해 갖는 다른 고유한 장점들 때문이다. 예를 들어, 제어 시스템 (340)은 필터링 또는 PID(proportional-integral-derivative) 제어와 같은 파라미터를 포함하여 변화하는 충전 압력을 보다 잘 예상하고 조정할 수 있다. 제어 시스템 (340)은 해당 오븐들의 이전 충전들에 기초하여 특정 오븐들에 대하여 구체적으로 또한 프로그래밍될 수 있다. 단계 (510)는 오븐 (304)의 단부에 도달하고, 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)쪽으로 다시 퇴피하는 충전 램 (302)을 표시한다. 충전 램(302)가 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)쪽으로 다시 퇴피할 때, 충전 압력은 축소한다.
비록 도 5의 충전 램 위치 (520)는 일반적으로 z-축 (350)을 따라서 그것의 수평 위치를 나타내지만, 동일한 원리들이 x-축 (354) 및 y-축 (352)을 따라서의 충전 램(302)의 움직임에도 적용된다. 예를 들어, x 축 (354) 또는 y 축 (352)을 따라서 제 1 위치로부터 후속 제 2 다른 위치로의 움직임은 충전 압력을 유사하게 감소시킨 다음 이어서 석탄의 레벨이 제 2 위치에서 빌드업되면 충전 압력을 증가시킨다.
충전 압력은 주어진 위치에서 오븐 (304)에 충전된 석탄의 양을 결정하는데 사용될 수 있는 단지 하나의 측정치라는 것에 주목할 만하다. 실제로, 오븐 (304)을 충전한 결과 생성되는 압력 또는 중량과 같은 임의의 반동력(reactionary force) 또는 체적 또는 높이와 같은 변화하는 치수가 또한 충전된 석탄의 양을 결정하는 척도로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예들에서, 전기 신호들 (예를 들어, 파워, 전압, 전류, 등), 광 신호들 (예를 들어, 레이저들), 시각 신호들 (예를 들어, 카메라들), 또는 라디오 파들 (예를 들어, 레이더)이 충전 압력대신 또는 추가하여 또한 사용될 수 있다.
도 6 은 본 기술의 실시예들에 따라 구성된 석탄 충전 시스템의 다른 개략적인 예시이다. 도 6은 상기에서 설명된 도 3의 것들에 전체적으로 유사한 많은 특징부들을 가진다. 특히, 도 6은 제어 시스템 (340)과 전기 통신하고 충전 램 (302)에 기계적으로 결합된 스캐닝 시스템(scanning system)(342)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 스캐닝 시스템 (342)은 충전 헤드 (324) 또는 충전 램 프레임 (320)에 대신 마운트될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 스캐닝 시스템 (342)은 충전 램 (302) 외에 대신 PCM(100)의 구조에 또한 마운트될 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 시스템 (342)은 오븐 플로어들 (304)의 뷰(view)를 갖는 푸셔 램 (102) 또는 임의의 다른 구조에 마운트될 수 있다.
스캐닝 시스템 (342)은 위치에 마커들을 할당하거나 또는 이미지를 캡쳐하는 것이 가능한 임의의 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스캐닝 시스템 (342)은 오븐 플로어 (312)의 2-D 또는 3-D 이미지를 캡쳐하는 것이 가능한 카메라를 포함할 것이다. 이들 카메라들은 UV 카메라들, 적외선 카메라들, 고속 카메라들, 또는 관련 기술 분야에서 알려진 상이한 스펙트럼들을 포함하는 다른 카메라들을 포함할 수 있다. 스캐닝 시스템 (342)은 고르지 않은 오븐 플로어 (312)로 귀결되는 비정상적인것들 또는 재료를 결저하기 위해 오븐 (302) 및 오븐 플로어 (312)을 스캐닝하는 복수의 레이저들 또는 레이더들을 또한 포함할 수 있다.
스캐닝 시스템 (342)의 장점들 중 하나는 오븐 (304)이 오븐 (304) 전체에 걸쳐 일정한 두께로 충전되는 것을 보장하기 위해 사용될 수있는 실시간 로딩 맵(loading map)을 생성하는 것이다. 오븐 (304) 전체에 걸친 일정한 두께는 코크스 품질이 최대화되는 것을 보장한다. 특히, 석탄 베드(coal bed)의 두께는 충전된 석탄의 최상부로부터 충전된 석탄의 바닥까지의 차이로서 측정되며, 반드시 충전된 석탄의 최상부로부터 오븐 플로어(312)의 바닥까지 측정되는 것은 아니다. 예를 들어, 잔류 코크스의 섹션이 오븐 (304)에 남아 있다면, 해당 섹션에 대해 측정 된 두께는 탄소 재료의 최상부로부터 남은 코크스 바로 위에 위치된 탄소 재료의 바닥까지의 차이이다. 따라서, 오븐 (304)을 스캐닝하는 것은 석탄 충전 시스템이 오븐 플로어 (312)의 고르지 않은 부분 위치를 찾는 것을 허용할 수 있고 해당 오븐 (304)에 대한 로딩 계획(loading plan)을 사전에 조정하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 재료의 빌드업을 갖는 오븐 (304)의 섹션을 로딩 할 때, 제어 시스템 (312)은 오븐 (304) 전체에 걸쳐 균일한 두께를 보장하기 위해 해당 섹션에 수직 방향 (352)으로 충전 램 (302)을 능동적으로(proactively) 조정할 수 있다. 스캐닝 시스템 (342)의 다른 장점은 오븐 (304)으로 충전되는 석탄의 양을 최대화하기 위해 두께를 변화시키면서 오븐 (304)이 충전되는 것을 보장하기 위해 사용될 수있는 실시간 로딩 맵을 생성하는 것이다. 이 특징은 도 6을 참고로 하여 이하에서 설명된다.
도 6의 실시예에 도시된 바와 같이, 스캐닝 시스템(342)은 오븐 플로어 (312) 위로 가상 그리드(344)를 투사할 수 있다. 이 가상 그리드 (344)는 오븐 플로어 (312)의 각각의 섹션을 x-z 좌표 영역, 또는 x-y-z 좌표 영역으로 분류할 수 있다. 예를 들어, 그리드 (344)는 오븐 플로어 (312)를 복수의 섹션들 (346)로 분할 및 특성화할 수 있어서, 그리드 (344)의 각각의 섹션 (346)은 오븐 플로어 (312)의 실제 위치에 대응한다. 각각의 섹션(346)은 그런다음 오븐 플로어 상에 남은 재료 (360) (예를 들어, 석탄, 코크스, 클린커(clinker), 석탄 테스팅 박스, 등)의 상대적 위치를 찾는데 사용될 수 있다. 도 6에 가상 그리드 (344)는 42 별개의 섹션들 (346)을 포함하는 7 x 6 차원으로 표시된다. 다른 실시예들에서, 가상 그리드 (344)는 또한 오븐 플로어상에 재료 (360)의보다 정확한 상대적 위치를 획득하기 위해 더 많은 섹션 (즉, 500 이상)을 포함하는 차원으로 표시될 수 있다.
일부 실시예들에서, 스캐닝 시스템 (342)은 오븐 플로어상에 임의의 빌드업 (즉, 남은 재료 (360)) 또는 불균일을 결정하기 위해 오븐 플로어 (312)을 스캐닝하도록 구성된다. 스캐닝 시스템 (342)에 의한 각각의 스캔은 해당 특정 오븐에 대한 오븐 용량, 오븐 플로어 프로파일 및/또는 오븐 프로파일을 생성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 오븐 용량, 오븐 플로어 프로파일 및/또는 오븐 프로파일은 스캐닝 시스템 없이 또한 결정될 수 있다. 예를 들어, 오븐 (304)으로부터 코크스를 밀어내는 푸셔 램 (102)는 오븐 플로어 프로파일을 발전시키기 위해 또한 사용될 수 있다. 푸셔 램 (102)이 충전된 코크스를 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)로부터 오븐 (304)의 코크스 측면 개구 (308) 쪽으로 밀 때, 푸셔 램 (102)은 적어도 부분적으로 충전된 코크스 베드의 높이 및/또는 중량에 기반된 저항을 경험하고, 더 높은 저항은 해당 특정 위치에서 더 두꺼운 충전된 코크스 층을 암시적으로 나타낸다. 예를 들어 유압 또는 전기 신호의 변화에 반영 될 수있는 변동하는 저항은 제어 시스템 (340)에 의해 사용되어 오븐 프로파일을 생성하여 전술 한 바와 같이 충전 램 (302)의 높이를 동적으로 변화시킬 수 있다.
푸셔 램 (102)에 의해 경험되는 저항에 추가하여, 자동-레벨링 시스템(auto-leveling system)이 푸셔 램 (102) 상에 또한 포함될 수 있다. 푸셔 램 (102)은 임의의 방향 (x-y-z 축들 중 어느 하나를 따라)으로 동적으로 움직일 수 있고 푸셔 램 뒤에 그리고 오븐 플로어 (312)와 접촉하는 스키드 슈즈(skid shoes)를 갖는다. 따라서, 오븐 플로어 프로파일이 캡쳐될 수 있고 그런 다음 후속 오븐 충전들 동안에 사용을 위해 제어 시스템 (340)으로 전송된다.
오븐 용량(oven capacity)은 단일 사이클동안 오븐으로 충전될 수 있는 석탄의 양에 대한 추정치를 나타낸다. 오븐 용량은 빌드 업에 의해 커버되는 오븐 플로어 (312)의 표면적을 결정하고, 그런 다음 표면적과 관련된 체적을 추정하기 위해 오븐 플로어 (312)의 스캔을 이용함으로써 계산 될 수 있다. 이 추정된 체적은 그런 다음 특정 오븐에 대한 디자인 오븐 용량으로부터 차가될 수 있다.
오븐 플로어 프로파일은 오븐 플로어 (312)에서의 변화량들을 정량화한다. 남은 빌드업을 고려하는 것에 추가하여, 오븐 플로어 프로파일은 오븐 플로어 (312)의 변동 또는 불균일성에 기여할 수있는 영구 빌드업, 오븐 구성 변화, 트렌치, 계곡(valley)들, 디보트 등을 고려할 수 있다. 불균일 영역을 결정하고, 예를 들어, 가상 그리드 (346)를 사용하여 이들 영역에 위치를 할당 한 후에, 오븐 프로파일은 실시간 로딩 맵을 생성 할 수 있고, 이는 그런 다음 충전 램 (302)이 후속 충전동안 각각의 섹션에 요구되는 높이를 제공하는데 사용될 수 있다. 스캐닝 시스템 (342)은, 따라서 제어 시스템 (340)이 오븐 (304)을 동적으로 충전하는 것을 허용하여 석탄 베드의 두께가 내내 일정하게 한다. 예를 들어, 오븐 (304)을 충전하기 전에, 스캐닝 시스템 (342)은 오븐 플로어 (312)를 스캔하여 x-y 좌표 영역을 따라서의 임의의 섹션이 잔존하는 탄소의 양을 갖는지를 결정할 수 있다. 도 6의 실시예에 도시된 바와 같이, 섹션들 A3 및 C4에 남은 코크스의 영역 및 위치들이 제어 시스템 (340)으로 이동된다. 후속 충전 동안, 제어 시스템 (340)은 x-y 좌표를 고려하여 그것의 수직 이동 및/또는 시스템이 특정 x-y 좌표에서 오븐 (304)을 충전 할 때 소비된 시간의 지속기간을 조절한다. 단지 반응적으로 조정하는 대신 (예를 들어, 충전 압력에 응답하여) 이들 파라미터들을 능동적으로 조정하는 것이 일정한 두께와 균일한 밀도로 각각의 석탄 베드를 충전하는데 추가로 기여할 수 있다.
오븐 플로어 (312) 스캐닝에 추가하여, 스캐닝 시스템 (342)은 오븐 프로파일을 생성하기 위해 전체 오븐 (304)을 스캔하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이것은 추가 석탄을 오븐(304)에 충전하고 각각의 오븐 사이클마다 최대 양의 코크스를 달성할 수 있는 다른 기회를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 일부 오븐들은 오븐 (304)의 대향 측벽 (310) 중 하나 또는 둘 모두에 존재하는 오븐 플로어 (312) 아래에 연료 터널에 연결된 덕트(duct)들 (즉, 하강관(downcommer)들)을 가진다. 이들 하강관들은 오븐 (304)의 측벽들 (310)상에 대략 중간쯤에 통상 위치되는 개구들을 갖는다. 충전된 석탄의 레벨이 이들 개방 단부들보다 더 높으면, 석탄은 하강관들로 떨어뜨릴 수 있고 그것들을 차단할 수 있다. 스캐닝 시스템 (342)은 이들 하강관들이 있는 위치 및 이들 하강관들이 없는 위치를 식별하는데 사용될 수 있다. 이들 위치를 알게되고 제어 시스템 (340)으로 이동시킴으로써, 제어 시스템 (340)은 하강관들의 개구에 인접한 이산 영역에서 석탄을 충전하는 것을 피할 수 있고 하강관들의 개구에 인접하지 않은 영역에서 추가 석탄을 충전 할 수 있다. 이 경우에서, "인접한(adjacent)"은 하강관들의 개구들로 떨어지는 하강관들의 개구들을 둘러싸는 영역을 지칭한다. 따라서, 스캐닝 시스템 (342)에 의해 제공되는 오븐 프로파일에 기초하여, 하강관들의 개구에 인접하지 않은 영역들에 추가 석탄을 충전함으로써 그것의 오븐 용량을 최대화하기 위해 오븐 (304)이 충전 될 수 있다.
스캐닝 시스템 (342)은 오븐이 충전된 후에 오븐(304)의 오븐 프로파일을 생성하기 위해 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 오븐 (304)이 완전히 충전된 후에, 충전 램 (302)은 푸셔 측면 개구 (306) 쪽으로 퇴피되고 후속 오븐 충전을 시작하기 위해 오븐(304)을 빠져나간다. 일부 실시예들에서, 스캐닝 시스템 (342)은 충전 램 (302)이 오븐 (304)을 빠져나가고 그것이 후속 오븐을 충전하기 전에 오븐 프로파일을 생성할 수 있다. 이 오븐 프로파일은 오븐 (304) 내의 석탄의 레벨 또는 두께를 포함하는 실제 오븐 프로파일을 나타내며, 후속 로딩에서 특정 오븐을 충전하는 방법을 조정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 오븐 (304)이 충전되기 전에 오븐 플로어 프로파일을 알고 그리고 오븐 (304)이 실제로 충전된 후의 실제 오븐 프로파일을 알면, 운영자는 충전 방법을 지속적으로 조정할 수 있고, 조정이 개선을 이끌어 내는지 여부를 알 수 있다. 추가 실시예들에 따라, 오븐 (304)은 해당 오븐 (304)의 단일 점화(firing)를 위해 여러 번 충전 될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템 (340)은 오븐 (304)을 스캔하여 제 1 오븐 플로어 및/또는 오븐 프로파일을 생성하고, 오븐 플로어 및/또는 오븐 프로파일에 기초하여 오븐 (304)을 충전하고, 충전 램 (302)을 퇴피시키고, 제 2 오븐 프로파일을 생성하기 위해 오븐(304)를 재 스캐닝하고, 오븐 (304) 전체에 걸쳐 일정한 두께를 갖도록 또는 오븐 (304) 내의 석탄의 양을 최대화하는 것을 보장하기 위해 추가 석탄을 오븐 (304)에 충전하도록 구성될 수 있다. 스캐닝 시스템 (342)은 또한 오븐이 코크스 출력된 후 오븐 (304)에 대한 오븐 프로파일을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 7은 본 기술에 따른 제어 시스템(340)의 다양한 입력들(702) 및 출력들(704)을 예시하는 개략적인 다이어그램을 도시한다. 입력들은 충전 램 위치 (706), 충전 압력 (708), 오븐 충전 중량 (710), 오븐 플로어 프로파일 (712), 사전 설정한 동작 압력 범위 (714), 사전 설정한 동작 충전 압력 (716), 최초 충전 위치 (718), 및 오븐 프로파일 (720)을 포함할 수 있다. 이들 입력들 (702)을 이용하여, 제어 시스템 (340)은 락킹 메커니즘 (720) 맞물림/해제, 충전 램 위치를 수평의 제 1 방향 (724)에서 조정하기, 충전 램 위치를 수평의 제 2 방향 (726)에서 조정하기, 충전 램 위치를 수직의 제 3 방향 (722)에서 조정하기, 충전 램 위치를 회전가능한 제 4 및/또는 제 5 방향 (728)에서 조정하기, 컨베이어 시스템 (730)을 통한 석탄 충전 시작 및/또는 정지, 및 컨베이어 시스템 (732)을 통한 석탄 충전 속도 조정하는 것을 포함하는 다수의 출력들 (704)을 가질 수 있다. 입력들 (702) 및 출력들 (704)의 이 리스트는 제어 시스템(340)에 대한 다양한 다른 입력 및 제어 시스템으로부터의 출력들이 존재하는 것으로 전부를 아우르는 것으로 의도되지 않는다. 각각의 입력 (702) 및 출력 (704)은 다수의 소스들로부터 입력을 또한 나타낼 수 있다. 예를 들어, 오븐 플로어 프로파일 입력 (712)은 상기에서 설명된 것 처럼 스캐닝 시스템 (342) 또는 푸셔 램 (102) 저항으로부터 입력을 나타낼 수 있다. 추가적으로, 각각의 입력 (702)은 제어 시스템 (340)에 대한 다수의 입력들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 오븐 프로파일 입력 (720)은 아직 충전되지 않은 오븐 (304)의 제 1 오븐 프로파일 입력, 이미 충전된 오븐 (304)에 대한 제 2 오븐 프로파일 입력 및 이미 충전되고 코크스된 오븐(304)에 대한 제 3 오븐 프로파일 입력을 가질 수 있다. 추가적으로, 각각의 입력 (702)은 다수의 출력들(704)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 오븐 플로어 프로파일 입력 (712)은 수직의 방향 (722)에서의 충전 램 위치에, 수평 방향 (앞뒤) (724)에서의 충전 램 위치에, 및 수평 방향 (측면 대 측면) (726)에서의 충전 램 위치에 영향을 미칠 수 있다.
도 8은 본 기술에 따른 석탄 충전 시스템의 오븐(304)을 동적으로 충전하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다. 방법 (800)은 결정 블럭 (802)에서 시작하고, 여기서 제어 시스템(340)은 충전 램 (302)이 최초 충전 위치에 위치되는지 여부를 결정한다. 앞에서 설명된 것처럼, 최초 충전 위치는 x-z 좌표를 따라서의 특정 위치 및/또는 y-좌표를 따라서의 특정 위치에 대응할 수 있다. 이 최초 충전 위치는 전형적으로 운영자에 의해 설정될 것이다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 최초 충전 위치는 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)를 지나 대략 5 피트일 수 있다. 만약 제어 시스템 (340)이 충전 램 (302)이 최초 충전 위치에 있지 않다고 결정하면, 프로세싱은 제어 시스템(340)이 충전 램 (302)을 최초 충전 위치로 이동시키는 블럭 (804)으로 계속된다. 일단 시스템이 충전 램 (302)이 최초 충전 위치에 있다고 결정하면, 방법은 블럭 (806)으로 진행하고, 충전 램(302)을 그것의 최초 충전 위치에 락킹하기 위해 락킹 메커니즘과 맞물린다. 그런 다음, 제어 시스템 (340)은 오븐 (304)으로 석탄을 충전하기 시작하는 블럭(808)로 진행한다. 앞에서 설명된 것 처럼, 석탄이 오븐 (304)에 충전됨에 따라, 충전 압력이 빌드되기 시작한다. 결정 블럭 (810)에서, 제어 시스템(340)은 충전 압력이 사전 설정한 충전 압력을 초과하는지 여부를 결정한다. 앞에서 언급된 것처럼, 사전 설정한 충전 압력은 운영자에 의해 설정될 것이고, 일부 실시예들에서, 2300 psi로 설정될 것이다. 만약 제어 시스템 (340)에 의해 결정된 현재 충전 압력이 사전 설정한 충전 압력을 초과하면, 그러면 제어 시스템 (340)은 자동으로 락킹 메커니즘을 해제시킨다. 만약 현재 충전 압력이 사전 설정한 충전 압력을 초과하지 않으면, 그러면 제어 시스템 (340)은 자동으로 락킹 메커니즘을 해제시키지 않을 수 있다.
일단 락킹 메커니즘이 해제되면, 방법 (800)은 결정 블럭 (816)으로 진행하고, 여기서 제어 시스템 (340)은 충전 압력이 사전 설정한 동작 충전 압력을 초과하는 여부를 결정한다. 일부 실시예들에서, 사전 설정한 동작 충전 압력은 사전 설정한 락킹 충전 압력과 같거나 또는 약간 초과할 것이다. 만약 제어 시스템 (340)에 의해 결정된 현재 충전 압력이 사전 설정한 동작 충전 압력을 초과하지 않으면, 그러면 제어 시스템 (340)은 그것의 현재 위치를 유지할 수 있고, 그리고 충전 압력이 계속 빌드되도록 대기한다. 만약 현재 충전 압력이 사전 설정한 동작 충전 압력을 초과하면, 그러면 제어 시스템 (340)은 자동으로 충전 램(302)을 오븐(304)의 코크스 측면 개구 (308) 쪽으로 전체적으로 이동시킬 수 있다. 충전 램 (302)을 코크스 측면 개구 (308)쪽으로 움직이는 것은 또한 충전 램 (302)을 오븐 (304)의 대향 측벽들 (310) 쪽으로 움직이는 것, 또는 충전 램을 오븐 플로어 (312)로부터 멀리 움직이는 것을 포함할 수 있다. 제어 시스템 (340)이 자동으로 충전 램 (302)을 이동시킬 때, 결정 블럭 (822)은 오븐 (304)이 완전히 충전되었는지 여부를 결정한다. 제어 시스템 (340)은 충전 램 (302)이 오븐의 코크스 측면 개구 (308) 근처의 설정 위치에 위치되면 오븐 (304)이 완전히 충전 된 것으로 결정할 수 있다. 이 위치는 운영자에 의한 수동 입력일 수 있거나 또는 제어 시스템 (340)에 의해 자동으로 결정될 수 있다. 만약 제어 시스템 (340)이 오븐 (304)이 완전히 충전되었다고 결정하면, 방법은 끝난다. 만약 제어 시스템 (340)이 오븐 (304)이 완전히 충전되지 않았다고 결정하면 그러면 제어 시스템 (340)은 결정 블럭 (816) 앞으로 회귀하여 제어 시스템에 의해 결정된 충전 압력이 사전 설정한 동작 충전 압력을 초과하는지 여부를 결정한다.
도면들 9a-h은 본 기술에 따른 석탄을 오븐(304)으로 충전하는 동안 다양한 위치들에서 충전 램(302)의 측면 사시도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도면들 9a-d는 충전 램 (302)의 원위 단부 (314)가 오븐 (304)의 코크스 측면 개구 (308) 쪽으로 이동함에 따라 충전 램의 처짐(sag) (즉, S1 및 S2)의 영향 및 제어 시스템 (340)의 동적 레벨링 능력이 어떻게 이 문제를 해결할 수 있느지를 보여준다. 도 9a에 도시 된 바와 같이, 충전 램 (302)은 최초 충전 높이 (h)에서 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)로 진입하고, 오븐 (304) 내로 석탄 (394)을 충전하기 시작한다. 도 9b는 코크스 측면 개구 (308)를 쪽으로 더 진행된 후의 충전 램 (302)을 도시한다. 특히, 충전 램 (302)의 원위 단부 (314)가 충전 램 (302)의 근위 단부 (316)에서 구조상 지지체 (도시되지 않음)로부터 더 멀리 연장됨에 따라, 충전 램 (302)의 원위 단부 (314)가 처지기 (S1) 시작하고, 최초 충전 높이 h 아래로 떨어진다. 결과적으로, 석탄 (384)은 최초 충전 높이, h 아래로 충전된다. 도 9c는 충전 램 (302)의 원위 단부 (314)가 오븐 (304) 내로 더 연장 될 때의 추가 처짐 (S2)를 도시한다. 도 9d는 충전된오븐 프로파일의 일반화된 측면 사시도를 도시한다. 특히, 코크스 측면 개구 (308)에서 석탄 베드(384)의 푸셔 측면 개구 (306)에서 석탄 베드의 두께보다 상당히 더 작다.
도면들 9e-h는 제어 시스템 (340)의 동적 레벨러(leveler) 능력이 오븐 프로파일에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 도시한다. 도 9a에 유사한 도 9e는 충전 램 (302)은 최초 충전 높이 (h)에서 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)로 진입하고, 오븐 (304) 내로 석탄 (394)을 충전하는 것을 도시한다. 충전 램 (302)이 코크스 측면 개구 (308)쪽으로 진행함에 따라, 동적 레벨러 시스템은 자동으로 충전 램 (302)의 원위 단부 (314)를 상승시켜 예상되는 충전 램의 처짐 (즉, S1 및 S2)을 설명하고 최초 충전 높이 (h)에서 충전 램 (302)의 원위 단부(314)를 유지시킨다. 도 9f에 도시된 바와 같이, 충전 램 (302)은 해당 특정 충전 램 위치에서 처짐 (S1)과 같은 높이만큼 상승된다. 일부 실시예들에서, 제어 시스템 (340)의 동작 레벨러 능력은 충전 램 (302)의 원위 단부 (314)의 높이를 결정하는 제어 시스템 (340)과 통신하는 센서(미도시)에 의해 충전 램(302)의 원위 단부(314)가 최초 충전 높이에서 또는 최초 충전 높이에 있는 것을 보장할 수 있다. 다른 실시 예에서, 각각의 전개된 위치에서의 충전 램 (302)의 처짐 (즉, S1 및 S2)은 충전이 시작되기 전에 제어 시스템 (340)에 알려지고 프로그래밍된다. 도 9g는 추가 전개 위치에서의 충전 램 (302)를 도시하고, 여기서 제어 시스템 (340)의 동적 레벨러 능력은 충전 램 (302)의 근위 단부 (316)를 처짐 (S2)과 동일한 높이만큼 상승시켜 충전 램(302)의 원위 단부 (314)를 최초 충전 높이에서 유지시킨다. 도 9h는 푸셔 측면 개구 (306)와 코크스 측면 개구 (308) 사이에서 일정한 두께를 갖는 오븐 프로파일의 이론적인 측면 사시도를 도시한다.
특히, 제어 시스템 (340)의 동적 레벨러 능력은 충전 램 (302)이 오븐 (304)의 푸셔 측면 (306) 쪽으로 오븐으로부터 퇴피되는 동안 충전 램 (302)의 높이를 조정하는데 이용 될 수 있다. 충전 램 (302)이 퇴피됨에 따라, 충전 램 (302)은 석탄을 제거하기 위해 상승되거나 석탄과 접촉하도록 조정될 수 있어서 석탄이 충전 램 (302)에 의해 뒤로 끌어당겨져서 석탄을 오븐 전체에 고르게 분포시키는 것을 추가로 돕거나 또는 충전될 석탄의 양을 추가로 최대화한다. 일부 실시예들에서, 오븐 (304)을 충전하는데 사용되는 오븐 프로파일 및/또는 오븐 용량은 각각의 오븐 (304)의 충전을 더욱 최적화하기 위해 충전 램 (302)의 퇴피 중에 또한 이용 될 수 있다. 충전 램 (302)의 퇴피(retraction)는 도면들 12-16를 참고로 하여 이하에서 추가로 상세하게 논의된다.
앞에서 설명된 것 처럼, 코크스 오븐에 동적 충전을 최적화하는 한가지 방법은 자동 오븐 충전 제어 시스템, 스캐닝 시스템 및/또는 동적 레벨러 시스템을 사용하는 것이다. 충전을 최적화하는 다른 방법은 충전 램의 처짐을 최소화하기 위해 충전 램을 기계적으로 강화하는 것이다. 도 10a 및도 10b를 참조하여, 충전 램 프레임 (320)은 충전 램 (302)의 대향 측면 (318)에 기계적으로 결합된 복수의 수평으로 배향된 횡단 지지 브레이스(cross support brace)들 (322)을 포함한다. 충전 램 (302) 자체는 근위 단부 (316)에서 PCM (100)에 연결되고 지지되며, 한편 원위 단부 (314)는 자유롭게 플로팅(float)된다. 따라서, 지지 브레이스들(322)의 한가지 용도는, 전체 충전 램 (302)의 구조상의 무결성을 유지하는 것이다. 지지 브레이스 (322)는 충전 램 (302)의 수직으로 배향 된 측면들 (318)에 수직 또는 대각선으로 위치 될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 지지 브레이스 (322)는 다이아몬드-유사 형상을 가질 수 있고, 지지 브레이스 (322)의 상단 (388) 및 하단 부분 (386)이 다이아몬드의 상단 및 하단 지점을 나타내도록 배열 될 수 있다. 특히, 지지 브레이스 (322)는 충전 램 (302)의 측면들의 내부 표면(376)에 연결되고 충전 램 (322)의 대향 측면들(318)의 외부 표면(378)을 관통하지 않는다. 지지 브레이스 (322)는 중공 빔을 또한 포함할 수 있고 각각의 지지 브레이스 (322)의 하단 부분 (386)으로 드릴링된 홀 개구 (390) (도 11a)를 포함할 수 있다. 이것은 유동체 (예를 들어, 물) 및 가스들이 지지 브레이스 (322)내에 가두어지지 않는 것을 보장하기 위한 것이다. 본 발명의 또 다른 양태에 따른, 자동 오븐 충전 제어 시스템, 스캐닝 시스템 및/또는 동적 레벨러 시스템은 오븐 내 석탄의 양, 석탄의 밀도 또는 석탄의 균일도를 최대화하기 위해 기계적으로 강화된 충전 램과 결합 될 수 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 충전 램 (302)은 또한 충전램 (302)의 근위 단부 (316)에 부착된 락킹 메커니즘(348)을 포함한다. 락킹 메커니즘(348)은 PCM (100)의 정적상태 구조에 부착된 대응하는 커플링에 기계적으로 결합될 수 있는 단일의 수형 또는 암형 커플링 또는 쌍의 수형 또는 암형 커플링을 포함 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 락킹 메커니즘 (348)은 최초 충전 프로세스 동안에 충전 램 (302)이 오븐 (304)의 푸셔 측면 개구 (306)를 향해 후방으로 이동하는 것을 방지 할 수 있다.
도 10b는 본 기술에 따른 롤러들 (386)을 갖는 충전 프레임 (320)의 일 실시예의 측면 상단 사시도를 도시한다. 롤러들(386)은 충전 램 (302)의 대향 측면들 (318)의 상단 (328) 및 하단 부분들 (326)에 부착된다. 롤러들 (386)은 충전 램 (302)의 원위 단부 (314)를 제어하고 기계적으로 유지하는 것을 돕는다. 따라서, 양측 대향 측면들 (318)의 상부 (328) 및 하부 (326) 부분들상에 복수의 롤러들을 추가하는 것은 연장 될 때 충전 램 (302)의 처짐을 더 낮출 수 있다.
원위 단부 (302)가 PCM (100)의 구조상의 지지체로부터 더 멀리 연장 될 때, 각각의지지 브래이스 (322)는 충전 프레임 (320)의 처짐을 더 제한하기 위해 추가적인 구조 지지체를 제공한다. 이러한 처짐을 더 제한하기 위해, 추가의 구조상의 지지체들이 교차 지지 브레이스 (322)의 각각의 단부에 결합 될 수 있다. 도면들 11a 및 11b는 본 기술에 따른 스티프너 플레이트 (370) 및 RIB 지지 부재 (380)에 의해 지지되는 교차 브레이스 (322)의 측면 저면 사시도를 도시한다. 각각의 스티프너 플레이트(370)는 개별 교차 지지 브레이스 (322)의 단부와 충전 램 (302)의 측면 (318) 사이에 위치된다. 따라서, 스티프너 플레이트 (370)는 각각의 지지 브레이스 (322)의 단부의 적어도 일부를 둘러싼다. 이와 같이, 다이아몬드 지지 브레이스의 상단 (388) 및 하단 부분들 (386)의 하중으로 인한 응력은 스티프너 플레이트 (370)의 보다 큰 영역에 걸쳐 분포된다. 스티프너 플레이트 (370)는 교차 지지 브레이스 (322)에 기계적으로 결합된 (예를 들어, 용접된) 내향면 (372) 뿐만 아니라 내향면 (372)에 대향하고 충전 램 (302)의 측면에 부착되는 외향면 (374)를 포함한다. 스티프너 플레이트 (370)는 임의의 탄소-강 또는 금속 재료로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 스티프너 플레이트는 24-30 인치 사이의 전체 길이, 8-14 인치 사이의 높이 및 1/2-1 인치 사이의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 이들 치수는 충전 램 (302)의 측벽들 (310) 및 지지 브레이스 (322)의 단부의 표면적에 의존하여 변화할 수 있다.
각각의 교차 지지 브레이스 (322)에 추가적인 기계적 지지를 제공하기 위해 RIB 지지 부재들 (380)이 또한 포함된다. 구체적으로, 다이아몬드-형상의 지지 브레이스 (322) 및 충전 램 (302)의 측벽들 (318)에 대한 커플링 배열은 지지 브레이스 (322)의 하부 부분 (386) 또는 바닥 코너에 추가 중량으로 귀결된다. RIB 지지체 (380)는 해당 영역의 용접 길이를 증가시키고 하중을 분산시키는 것을 돕는다. 따라서, 각각의 RIB 지지 부재 (380)는 지지 브레이스의 하단 부분(386)에 위치되어, RIB 지지 부재 (380)의 제 1 표면 (382)은 스티프너 플레이트 (370)의 내향면 (372)에 기계적으로 결합되고, 지지 부재 (380)의 제 2 표면 (384)이 지지 브레이스 (322)의 하단 부분(386)에 기계적으로 결합된다. RIB 지지 부재 (380)는 스티프너 플레이트 (370)의 것과 유사한 재료로 구성될 수 있다.
인스톨된 스티프너 플레이트 (370) 및 RIB 지지 부재 (380)의 테스트 동안 취해진 데이터는 지지 브레이스 (322)에 의해 경험되는 응력의 양에 있어서의 극적인 개선을 나타낸다. 예를 들어, 스티프너 플레이트 (370) 또는 RIB 지지체 (380) 없이 지지 브레이스 (322)의 하단 부분 (386) 부근의 충전 램 (302)의 대향 측벽 (318)의 내부 표면 (372)에 나타나는 최대 응력은 3400 psi 이상 이었다. 스티프너 플레이트 (370)를 갖는 지지 브레이스 (322)의 하단 부분 (386)에서 나타나는 최대 응력은 RIB 지지체 (380)에 의해 대략 1740 psi로 감소되고, 또한 약 1665 psi로 감소된다. 지지 브레이스 (322)의 하단 부분 (386) 근처의 충전 램 (302)의 대향 측벽들 (318)의 외부 표면 (378)에서의 유사한 테스트들은 스티프너 플레이트 (370) 또는 RIB 지지체 (380)가 없이는 5000psi, 스티프너 플레이트 (370)를 사용하여 3585 psi 및 스티프너 플레이트 (370) 및 RIB 지지체 (380)를 사용하여 3530 psi의 최대 응력을 나타낸다. 축소된 최대 응력에서의 이 대략 40% 개선은 많은 실험 분석 테스트들에 거쳐 일관되었다.
도 12는 본 기술에 따른 석탄 충전 시스템의 충전 프레임 (320) 및 충전 헤드 (604)의 일 실시예의 전방 사시도를 도시한다. 다양한 실시예들에서, 충전 헤드 (604)는 상단 에지 부분 (616), 하단 에지 부분 (618), 대향 측면 부분들 (620, 622), 전방 겉면(전방 겉면) (624) 및 후방 겉면 (626)을 갖는 평면 본체 (614)에 의해 정의된다. 일부 실시예들에서, 본체 (614)의 실질적인 부분은 충전 헤드 평면 내에 존재한다. 이는 본 기술의 실시예들이 하나 이상의 추가 평면을 점유하는 측면들을 갖는 충전 헤드 본체들을 제공하지 않을 것이라고 제안하는 것은 아니다. 다양한 실시예들에서, 평면 본체는 정사각형 또는 직사각형의 단면 형상들을 갖는 복수의 튜브들로 형성된다. 특정 실시들에서, 6 인치 내지 12 인치의 폭을 갖는 튜브들이 제공된다. 적어도 하나의 실시예에서, 튜브들은 8 인치의 폭을 갖고, 이는 충전 동작들 동안에 뒤틀림(warping)에 대한 상당한 저항을 입증하였다. 충전 헤드 (604)에 대하여 설명된 많은 특징들은 상기에서 설명된 충전 헤드 (324)와 공유될 수 있다.
충전 헤드 (604)의 다양한 실시예들은 자유 단부 부분들 (632, 634)를 갖도록 형상화 된 한 쌍의 대향 날개(opposing wing) (628, 630)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 자유 단부 부분 (632 및 634)은 충전 헤드 평면으로부터 전방으로 이격된 관계로 위치된다. 특정 실시예들 에서, 자유 단부 부분(632 및 634)은 충전 헤드 (604)의 사이즈 및 대향 날개 (628 및 630)의 기하학적 구조에 따라 6 인치 내지 24 인치의 거리만큼 충전 헤드 평면으로부터 전방으로 이격된다. 이 위치에서, 대향 날개 (628, 630)는 대향 날개 (628, 630)로부터 충전 헤드 평면을 통과하여 후방으로의 개방 공간을 정의한다. 이러한 개방된 공간의 디자인에서 사이즈가 증가함에 따라, 석탄 베드의 측면들에 더 많은 재료가 분배된다. 공간이 더 적게 만들어진 때, 더 적은 재료가 석탄 베드의 측면들로 분배된다. 따라서, 본 기술은 코킹 시스템에서 코킹 시스템으로 특정 특성들이 제시 될 때 적용 가능하다.
도 13a 내지도 13c에 도시 된 것과 같은 일부 실시예들에서, 대향 날개 (628, 660)는 충전 헤드 평면으로부터 바깥쪽으로 연장되는 제 1 겉면 (636, 638)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 제 1 겉면들 (636 및 638)은 45 도 각도에서 충전 평면으로부터 바깥쪽으로 연장된다. 제 1 겉면이 충전 헤드 평면으로부터 벗어난 각도는 석탄 충전 시스템 (300)의 특정 의도된 사용에 따라 증가되거나 감소 될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들은 충전 및 레벨링 동작들 동안에 예상했던 상태들에 의존하여 10도 내지 60도의 각도에서 채용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 대향 날개 (628, 630)는 제 1 겉면 (636, 638)으로부터 자유 원위 단부 부분들 (632, 634)를 향해 바깥쪽으로 연장되는 제 2 겉면 (640, 642)을 더 포함한다. 특정 실시예들에서, 대향 날개들 (628) 및 (630)의 제 2 겉면들 (640 및 642)은 충전 헤드 평면에 평행한 날개 평면내에 존재한다. 일부 실시예들에서, 제 2 겉면들(640 및 642)은 대략 10 인치 길이인 것으로 제공된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 제 1 겉면들 (636 및 638)에 대하여 선택된 길이 및 제 1 겉면들 (636 및 638)이 충전 평면으로부터 멀리 연장되는 각도들을 포함하는 하나 이상의 디자인 고려사항들에 의존하여 제 2 겉면들 (640 및 642)은 제로로부터 10인치에 달하는 길이들을 가질 수 있다. 도면들13a-13c에 도시된 바와 같이, 대향 날개들 (628 및 630)은 충전 헤드 (604)의 뒤쪽 겉면으로부터 흩어진(loose) 석탄을 수용하도록 형상화되고, 한편 석탄 충전 시스템 (300)은 충전된 석탄 베드를 가로질러 인출되고, 석탄 베드의 측면 에지들 쪽으로 흩어진 석탄을 이동시키거나 또는 다른 식으로 보낸다. 적어도 이 방식에서, 석탄 충전 시스템 (300)은 석탄 베드의 측면들에서 보이드(void)들의 가능성을 줄일 수 있다. 오히려, 날개 (628 및 630)은 앞에서 설명된 레벨링 석탄 베드를 촉진시키는 것을 돕는다. 대향 날개들 (628 및 630)의 사용이 이들 측면 보이드들을 충전함으로써 1 내지 2 톤만큼의 충전 중량을 증가시킬 수 있다는 것을 테스팅이 보여준다. 게다가, 날개들 (628, 630)의 형상은 석탄의 끌어 당김 및 오븐의 푸셔 측면으로부터의 유출을 감소시켜 유출된 석탄을 회수하기 위한 노동력의 낭비 및 지출을 감소시킨다.
도 14를 참고로 하여, 본 기술의 다양한 실시예들은 충전 헤드 (324)의 후면 (626)과 작동 가능하게 결합된 압출 플레이트(extrusion plate) (666)를 위치시킨다. 일부 실시예들에서, 압출 플레이트 (666)는 충전 헤드 (604)에 대하여 뒤쪽으로 그리고 하향으로 향하도록 배향된 석탄 맞닿음 면(coal engagement face)(668)을 포함한다. 이 방식에서, 충전 헤드 (604) 뒤에서 오븐으로 충전되는 흩어진 석탄은 압출 플레이트 (666)의 석탄 맞닿음 면 (668)에 맞물릴 것이다. 충전 헤드 (604) 뒤에 증착되는 석탄의 압력 때문에, 석탄 맞닿음 면 (668)은 석탄을 하방으로 압밀하여 압출 플레이트 (666) 아래에서 석탄 베드의 석탄 밀도를 증가시킨다. 다양한 실시예들에서, 압출 플레이트 (666)는 석탄 베드의 상당한 폭에 걸쳐서 밀도를 최대화하기 위해 충전 헤드 (604)의 길이를 따라서 상당히 연장된다. 계속해서 도면들 15 및 16을 참조하여, 압출 플레이트 (666)는 충전 헤드 (604)에 대하여 뒤쪽으로 위쪽을 향하도록 배향된 상단 편향 겉면(670)을 더 포함한다. 이러한 방식으로, 석탄 맞닿음 면 (668) 및 상부 편향 겉면 (670)은 충전 헤드 (604)로부터 후방으로 향하는 피크 리지(peak ridge)를 갖는 피크 형상을 정의하도록 서로 결합된다. 따라서, 상부 편향 겉면 (670) 상부에 떨어진 임의의 석탄은 압출 성형되기 전에 유입 석탄에 접합하기 위해 압출 플레이트 (666)으로부터 배출 될 것이다.
사용시에, 석탄은 충전 헤드 (604) 뒤에 석탄 충전 시스템 (300)의 전단 부분으로 셔플링(shuffle)된다. 석탄은 컨베이어와 충전 헤드 (604) 사이의 개구부에 쌓이고 컨베이어 충전 압력은 약 2500 내지 2800 psi에 도달 할 때까지 점차적으로 빌드업하기 시작한다. 도 15를 참조하면, 석탄은 충전 헤드 (604) 뒤의 시스템으로 공급되고, 충전 헤드 (604)는 오븐을 통과하여 후방으로 퇴피된다. 압출 플레이트 (666)는 석탄을 압축하여 석탄 베드로 압출시킨다.
도 16은 압출 플레이트 (666) (석탄 베드의 좌측)의 장점과 압출 플레이트 (666) (석탄 베드의 우측)의 장점이 없는 석탄 충전의 밀도에 대한 효과를 도시한다. 도시 된 바와 같이, 압출 플레이트 (666)의 사용은 증가된 석탄 베드 벌크 밀도의 영역 "D" 및 압출 플레이트가 존재하지 않는 보다 적은 석탄 베트 벌크 밀도 "d"의 영역을 제공한다. 이러한 방식으로, 압출 플레이트 (666)는 표면 밀도의 개선을 입증 할뿐만 아니라 전체적인 내부 베드 벌크 밀도를 향상시킨다.
아래의 도 17 및 도 18에 도시된 테스트 결과는 압출 플레이트 (666) (도 18)의 사용 및 압출 플레이트 (666) (도 17)의 사용없이 베드 밀도의 개선을 나타낸다. 데이터는 석탄 베드 아래에 24 인치와 표면 밀도에 상당한 영향을 미친다는 것을 입증한다. 일부 테스팅에서, 압출 플레이트 (666)는 10 인치 피크를 갖는다 (충전 헤드 (604)의 뒤에서부터 압출 플레이트(666)의 피크 리지까지 거리, 여기서 석탄 맞닿음 면(668)과 상단 편향 겉면 (670)이 만난다). 6 인치 피크가 사용되었던 다른 테스트들에서, 석탄 밀도는 증가되었지만 그러나 10 인치 피크 압출 플레이트 (666)의 사용으로부터 기인한 레벨들까지는 증가하지 않는다. 데이터는 10 인치 피크 압출 플레이트의 사용이 석탄 베드의 밀도를 증가시키고, 이는 약 2.5 톤의 충전 중량을 증가시킬 수 있음을 보여준다. 본 기술의 일부 실시예들에서, 예를 들어 피크 높이가 5 내지 10 인치의 보다 작은 압출 플레이트 또는 예를 들어 피크 높이가 10 내지 20 인치의 더 큰 압출 플레이트가 사용될 수 있다는 것이 고려된다.
비록 본 기술의 많은 특징들이 별개의 실시예들로서 본 출원에서 설명되었지만, 이들 실시예들은 또한 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 대향 날개 (628 및 630), 및 압출 플레이트 (666)의 측면들은 출원 전체에 걸쳐 설명된 제어 시스템(340)의 해당 실시예들에 통합될 수 있다.
예들
이하의 예들은 본 기술의 몇몇 실시예들의 예시이다.
1. 석탄 충전 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
푸셔 측면 개구(pusher side opening), 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구(coke side opening), 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어(oven floor)를 포함하는 코크스 오븐(coke oven);
충전 램(charging ram)으로서, 근위 단부 부분, 원위 단부 부분, 및 상기 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 갖고, 상기 충전 램은 적어도 상기 푸셔 측면 개구로부터 상기 코크스 측면 개구쪽으로 이동가능한, 상기 충전 램;
상기 충전 램에 동작가능하게 결합되고 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것이 가능한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은 동작시에 충전 압력(charging pressure)을 경험하는, 상기 컨베이어 시스템; 및
상기 충전 램과 통신하는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 적어도 상기 푸셔 측면 개구와 상기 코크스 측면 개구 사이에서 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성되어, 상기 충전 램의 자동 움직임은 적어도 부분적으로 상기 컨베이어 시스템에 의해 경험되는 상기 체인 압력에 의해 결정되는, 상기 제어 시스템을 포함하는, 석탄 충전 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 충전 램을 최초 충전 위치에 유지하도록 구성된 락킹 메커니즘(locking mechanism)을 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어 시스템은 사전 설정한 락킹 충전 압력이 도달된 후에 상기 락킹 메커니즘을 자동으로 해제시키고 상기 충전 램을 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 이동시키도록 구성되고, 상기 제어 시스템은 동작 체인 압력을 사전 설정한 동작 범위내에서 유지시키도록 더 구성되는, 석탄 충전 시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 사전 설정한 락킹 충전압력은 1700 psi 보다 더 큰, 석탄 충전 시스템.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 사전 설정한 동작 범위는 2000-3500 psi 사이에 있는, 석탄 충전 시스템.
6. 청구항 3에 있어서, 상기 사전 설정한 동작 범위는 2300-2900 psi 사이에 있는, 석탄 충전 시스템.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 푸셔 측면 개구와 상기 코크스 측면 개구 사이에서의 상기 충전 램 움직임은 제 1 방향에서의 수평 움직임인, 석탄 충전 시스템.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 충전 램은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 사이에서의 제 2 방향에서 수평으로 이동 가능하여, 상기 제어 시스템은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 중 적어도 하나의 측벽쪽으로 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 충전 압력은 체인 압력인, 석탄 충전 시스템.
10. 석탄 충전 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
푸셔 측면 개구(pusher side opening), 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구(coke side opening), 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어(oven floor)를 포함하는 코크스 오븐(coke oven);
충전 램(charging ram)으로서, 근위 단부 부분, 원위 단부 부분, 및 상기 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 갖고, 상기 충전 램은 상기 푸셔 측면 개구로부터 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 수평으로 이동가능하고 상기 오븐 플로어로부터 멀리 수직으로 이동가능한, 상기 충전 램;
상기 충전 램에 동작가능하게 결합되고 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것이 가능한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은 동작시에 충전 압력(charging pressure)을 경험하는, 상기 컨베이어 시스템; 및
상기 충전 램과 통신하는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 상기 충전 램을 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 수평으로 그리고 상기 오븐 플로어로부터 멀리 수직으로 자동으로 이동시키도록 구성되어, 상기 충전 램의 자동 움직임은 적어도 부분적으로 상기 컨베이어 시스템에 의해 경험되는 상기 충전 압력에 의해 결정되는, 상기 제어 시스템을 포함하는, 석탄 충전 시스템.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 제어 시스템과 통신하는 구동 시스템(drive system)을 더 포함하고, 상기 구동 시스템은 상기 충전 램에 동작가능하게 결합되고, 상기 제어 시스템은 적어도 상기 충전 램을 상기 제 3 방향으로 수직으로 이동시키기 위해 상기 구동 시스템을 이용하는, 석탄 충전 시스템.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 구동 시스템은 유압 구동장치, 전기 구동장치 또는 스크류 구동장치 중 적어도 하나인, 석탄 충전 시스템.
13. 청구항 10에 있어서, 상기 충전 램은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 중 적어도 하나의 측벽쪽으로 수평으로 이동 가능하고, 상기 제어 시스템은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 중 적어도 하나의 측벽쪽으로 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
14. 청구항 10에 있어서, 상기 제어 시스템과 통신하고 상기 충전 램에 부착된 스캐닝 시스템을 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 스캐닝 시스템은 오븐 플로어 프로파일 또는 오븐 프로파일 중 적어도 하나를 결정하기 위해 상기 오븐을 스캔하도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 결정된 오븐 플로어 프로파일 또는 오븐 프로파일에 응답하여 상기 오븐 플로어로부터 멀리 상기 수직 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
17. 청구항 14에 있어서, 상기 스캐닝 시스템은 카메라, 레이저, 또는 레이더(radar) 중 적어도 하나인, 석탄 충전 시스템.
18. 청구항 10에 있어서, 상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 각각은 내부 표면 및 외부 표면을 포함하고, 상기 충전 램은 추가로 :
상기 충전 램의 상기 대향 측면들에 기계적으로 결합된 복수의 수평으로 배향된 교차 지지 브레이스(cross support brace) ; 및
상기 복수의 교차 지지 브레이스의 적어도 일부에 기계적으로 결합된 복수의 스티프너 플레이트(stiffener plate)들로서, 각각의 스티프너 플레이트는 상기 교차 지지 브레이스와 상기 충전 램의 상기 대향 측면들 사이에 위치되어, 각각의 스티프너 플레이트의 외향면이 상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 각각의 내부 표면에 부착되고 각각의 스티프너 플레이트의 내향면은 상기 교차 지지 브레이스 중 하나에 부착되는, 상기 스티프너 플레이트를 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
19. 청구항 18에 있어서, 상기 스티프너 플레이트와 상기 교차 지지 브레이스에 기계적으로 결합된 지지 부재(support member)를 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
20. 청구항 19에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 교차 지지 브레이스의 하단 부분에 위치되고, 상기 지지 부재는 서로에 대략 수직으로 구성된 제 1 및 제 2 표면들을 포함하고, 상기 지지 부재의 상기 제 1 표면은 상기 스티프너 플레이트의 상기 내향면에 연결되고 상기 지지 부재의 상기 제 2 표면은 상기 교차 지지 브레이스의 상기 하단 부분에 연결되는, 석탄 충전 시스템.
21. 청구항 18에 있어서, 상기 복수의 교차 지지 브레이스는 중공(hollow)이고 상기 교차 지지 브레이스의 하단 부분상에 홀 개구를 포함하고, 상기 홀 개구는 상기 홀 개구로부터 유동체를 배출하도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
22. 청구항 10에 있어서, 상기 충전 램의 상기 대향 측면들은 상단 부분 및 하단 부분을 포함하고, 상기 석탄 충전 시스템은 :
상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 상단 부분에 부착된 제 1 복수의 롤러들, 및
상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 상기 하단 부분에 부착된 제 2 복수의 롤러들을 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
23. 청구항 10에 있어서, 상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분은 상기 오븐의 상기 푸셔 측면 개구의 수직 평면을 관통하도록 구성되고, 상기 석탄 충전 시스템은 :
상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분과 동작가능하게 결합된 수직으로 배향된 충전 헤드(charging head)로서, 상기 충전 헤드는 충전 헤드 평면내에 존재하는 평면 본체, 하단 에지 부분, 상기 하단 에지 부분 반대쪽에 상단 에지 부분, 전방 겉면(front face), 및 상기 전방 겉면 반대쪽에 후방 겉면(rearward face)을 포함하고, 상기 후방 겉면은 충전 램의 상기 근위 단부 부분을 향하도록 배향되는, 상기 충전 헤드; 및
상기 충전 헤드의 상기 후방 겉면과 동작가능하게 결합된 압출 플레이트(extrusion plate)로서, 상기 압출 플레이트는 상기 충전 헤드에 대하여 뒤쪽으로 그리고 하향으로 향하도록 배향된 하단 석탄 맞닿음 면(lower coal engagement face)을 갖는, 상기 압출 플레이트를 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
24. 청구항 23에 있어서, 상기 압출 플레이트는 상기 충전 헤드에 대하여 뒤쪽으로 그리고 위쪽으로 향하도록 배향된 상단 편향 겉면을 더 포함하고, 상기 석탄 맞닿음 면 및 편향 겉면은 상기 충전 헤드로부터 뒤쪽으로 멀어지게 향하는 피크 리지(peak ridge)를 정의하도록 서로에 동작가능하게 결합되는, 석탄 충전 시스템.
25. 청구항 23에 있어서, 상기 제어 시스템은 2000-3500 psi 사이의 사전 설정한 동작 범위내에서 동작 충전 압력을 유지하도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
26. 청구항 10에 있어서, 상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분은 상기 오븐의 상기 푸셔 측면 개구의 수직 평면을 관통하도록 구성되고, 상기 석탄 충전 시스템은 :
상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분과 동작가능하게 결합된 수직으로 배향된 충전 헤드(charging head)로서, 상기 충전 헤드는 충전 헤드 평면내에 존재하는 평면 본체, 하단 에지 부분, 상기 하단 에지 부분 반대쪽에 상단 에지 부분, 전방 겉면(front face), 및 상기 전방 겉면 반대쪽에 후방 겉면(rearward face)을 포함하고, 상기 후방 겉면은 충전 램의 상기 근위 단부 부분을 향하도록 배향되는, 상기 충전 헤드;를 더 포함하되, 상기 충전 헤드는 상기 충전 헤드의 하단 단부 부분에 한 쌍의 대향 날개를 더 포함하고, 각각의 날개는 상기 충전 헤드로부터 이격된 관계로 위치된 자유 단부 부분을 갖고, 상기 대향 날개의 각각은 상기 충전 헤드 평면을 통과하는 상기 대향 날개의 안쪽 겉면으로부터 연장되는 개방 공간을 정의하는, 석탄 충전 시스템.
27. 청구항 26에 있어서, 각각의 날개는 상기 충전 헤드 평면에 인접한 제 1 겉면 및 상기 제 1 겉면으로부터 상기 자유 단부 부분쪽으로 연장되는 제 2 겉면을 포함하고, 상기 제 1 겉면은 상기 충전 램 평면으로부터 충전 램의 인접한 측면들 쪽으로 경사지게 배치되고 및 상기 제 2 겉면은 상기 충전 헤드 평면에 평행한 날개 평면내에 존재하는, 석탄 충전 시스템.
28. 청구항 10에 있어서, 상기 충전 압력은 체인 압력인, 석탄 충전 시스템.
29. 청구항 10에 있어서, 상기 오븐내에 복수의 하강관 개구(downcommer opening)들을 더 포함하고, 상기 하강관 개구들의 각각은 상기 오븐 플로어 반대쪽을 향하고, 상기 제어 시스템은 상기 오븐내로 충전된 석탄의 양을 최대화하기 위해 상기 오븐내에 석탄 두께를 변화시키도록 구성되어, 상기 하강관 개구들에 인접한 석탄의 제 1 두께는 상기 하강관 개구들에 인접하지 않은 석탄의 제 2 두께보다 더 큰, 석탄 충전 시스템.
30. 석탄 시스템을 동적으로 충전하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 :
코크스 오븐의 최초 충전 위치에 충전 램을 위치시키는 단계로서, 상기 오븐은 푸셔 측면 개구(pusher side opening), 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구(coke side opening), 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어(oven floor)를 포함하고, 상기 최초 충전 위치는 상기 푸셔 측면 개구에 인접한, 상기 충전 램을 위치시키는 단계;
상기 충전 램에 동작가능하게 결합된 컨베이어 시스템을 통하여 상기 최초 충전 위치에서 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 단계로서, 상기 컨베이어 시스템은 동작시에 충전 압력(charging pressure)을 경험하는, 상기 충전하는 단계;
제어 시스템을 이용하여, 상기 충전 램을 자동으로 움직이고 동시에 상기 컨베이어 시스템을 통하여 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 단계; 및
상기 오븐이 충전될 때까지 사전 설정한 동작 범위 내에서 상기 충전 압력을 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
31. 청구항 30에 있어서, 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 단계는 상기 충전 램을 수평의 제 1 방향 및 수평의 제 2 방향으로 양쪽으로 자동으로 움직이는 단계를 포함하고, 상기 수평의 제 1 방향은 상기 오븐의 상기 코크스 측면 개구를 향하는 z-축을 따르고, 상기 수평의 제 2 방향은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 중 하나의 측벽을 향하는 x-축을 따르는, 방법.
32. 청구항 30에 있어서, 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 단계는 상기 오븐 플로어로부터 멀어지는 y-축을 따라 수직의 제 3 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 것을 더 포함하는, 방법.
33. 청구항 32에 있어서, 상기 수직의 제 3 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 구동 시스템을 이용하는 단계를 더 포함하되, 상기 구동 시스템은 유압 구동장치, 전기 구동장치 또는 스크류 구동 장치 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
34. 청구항 30에 있어서, 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 단계는 상기 z-축을 중심으로 회전가능한 제 4 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 것을 더 포함하는, 방법.
35. 청구항 30에 있어서, 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 단계는 x-축을 중심으로 회전가능한 제 5 방향에서 상기 충전 램의 근위 단부를 자동으로 움직이는 것을 더 포함하여, 상기 충전 램이 상기 제 5 방향에서 움직일 때, 상기 충전 램은 위쪽으로 또는 하향으로 경사져서 상기 충전 램의 상기 근위 단부는 상기 충전 램의 원위 단부보다 더 낮거나 또는 더 높은, 방법.
36. 청구항 32에 있어서, 상기 충전 램은 근위 단부 부분, 원위 단부 부분 및 상기 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 더 포함하고, 상기 최초 충전 위치는 최초 충전 높이를 포함하고, 상기 방법은 :
상기 충전 램을 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 움직이면서 상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분을 상기 최초 충전 높이에서 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
37. 청구항 30에 있어서, 상기 최초 충전 위치는 최초 충전 높이를 포함하고, 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 단계는 상기 최초 충전 높이를 유지하기 위해 수직의 제 3 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 것을 포함하는, 방법.
38. 청구항 30에 있어서, 상기 완전히 충전된 코크스 오븐(coke oven)은 전체적으로 일정한 두께를 갖는 석탄 베드(coal bed)를 포함하는, 방법.
39. 청구항 30에 있어서, 상기 오븐은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들에 근접하여 위치된 복수의 하강관 개구들을 더 포함하고, 상기 방법은 :
제 1 두께를 갖는 석탄의 제 1 층을 생성하기 위해 제 1 영역에서 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 단계; 및
제 1 두께보다 더 큰 제 2 두께를 갖는 석탄의 제 2 층을 생성하기 위해 제 2 영역에서 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 단계;를 더 포함하되,
상기 제 1 영역은 상기 복수의 하강관 개구들 중 적어도 하나에 인접하고 상기 제 2 영역은 상기 복수의 하강관 개구들로부터 이격된, 방법.
40. 청구항 30에 있어서, 상기 완전히 충전된 코크스 오븐은 전체에 걸쳐 대략 균일한 밀도를 갖는 석탄 베드를 포함하는, 방법.
41. 청구항 30에 있어서,
사전 설정한 충전 압력이 도달된 때 상기 충전 램을 상기 최초 충전 위치에 락킹하는 단계(locking)를 더 포함하는, 방법.
42. 청구항 30에 있어서,
오븐 플로어 프로파일 또는 오븐 프로파일 중 적어도 하나를 결정하기 위해 상기 오븐을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
43. 청구항 42에 있어서, 상기 오븐 플로어를 스캐닝하는 단계는 상기 최초 충전 위치에서 상기 오븐으로 석탄을 충전하기 전에 발생하고; 상기 방법은 :
상기 오븐이 충전된 후에 상기 오븐으로부터 상기 충전 램을 퇴피시키는 단계(retracting); 및
상기 오븐으로 상기 석탄을 충전한 후에 상기 오븐을 재-스캐닝하고 추가의 석탄을 상기 오븐으로 충전하는 단계를 더 포함하는, 방법.
44. 청구항 42에 있어서, 오븐 프로파일을 결정하기 위해서 상기 오븐 플로어를 스캐닝하는 단계는 상기 오븐이 완전히 충전된 후에 발생하고, 상기 오븐 프로파일은 상기 충전된 오븐의 두께 또는 높이를 포함하는, 방법.
45. 청구항 32에 있어서,
오븐 플로어 프로파일을 결정하기 위해 상기 오븐 플로어를 스캐닝하는 단계;
상기 오븐 플로어 스캐닝에 응답하여, 상기 오븐 프로파일상에 포함된 임의의 탄소 재료에 위치를 할당하는 단계; 및
상기 수직의 제 3 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
46. 청구항 45에 있어서, 상기 충전 램을 자동으로 조절하는 단계는 상기 오븐 전체에 걸쳐 대략 일정한 두께를 달성하기 위해 상기 수직의 제 3 방향에서 상기 충전 램을 조절하는 것을 포함하는, 방법.
47. 청구항 30에 있어서, 상기 최초 충전 위치에서 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 단계는 최초 충전 높이에서 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것을 포함하고; 상기 방법은 :
상기 최초 충전 높이에서 유지하기 위해 수직 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
48. 청구항 30에 있어서,
상기 충전 램에 동작가능하게 결합된 압출 플레이트가 상기 석탄의 부분들을 맞닿게 함으로써 상기 오븐에 충전된 상기 석탄의 적어도 일부를 압출시키는 단계로서, 상기 석탄의 부분들은 상기 압출 플레이트의 석탄 맞닿음 면 아래에서 압축되는, 상기 압출시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
49. 청구항 30에 있어서,
상기 오븐이 충전된 후에 상기 오븐으로부터 상기 충전 램을 퇴피시키는 단계(retracting); 및
상기 제어 시스템을 이용하여, 상기 오븐 플로어로부터 멀어지는 y-축을 따라 수직의 제 3 방향에서의 퇴피시키는 동안에 상기 충전 램을 자동으로 움직이는 단계를 더 포함하는, 방법.
50. 석탄 충전 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
푸셔 측면 개구(pusher side opening), 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구(coke side opening), 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어(oven floor)를 포함하는 코크스 오븐(coke oven);
충전 램(charging ram)으로서, 근위 단부 부분, 원위 단부 부분, 및 상기 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 갖고, 상기 충전 램은 적어도 상기 푸셔 측면 개구와 상기 코크스 측면 개구사이에서 이동가능하고, 상기 충전 램은 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것이 가능한 컨베이어 시스템을 더 포함하는, 상기 충전 램, 및
비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 컴퓨터가 :
오븐 프로파일 중 적어도 하나를 결정하기 위해 상기 오븐을 스캐닝하고;
상기 충전 램을 통하여 상기 오븐으로 석탄을 충전하고;
상기 오븐 프로파일에 응답하여, 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 동시에 상기 충전 램을 자동으로 움직이고, 상기 충전 램은 (1) x-축을 따라서 수평으로 이동가능하고, (2) z-축을 따라서 수평으로 이동가능하고 및 (3) y-축을 따라서 수직으로 이동가능하게 하는 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행 가능한, 상기 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는, 석탄 충전 시스템.
51. 청구항 50에 있어서, 상기 오븐은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들에 인접하여 위치된 복수의 하강관 개구들을 더 포함하고, 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것은 상기 오븐내 석탄의 두께로 귀결되고, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 컴퓨터가 추가로:
상기 오븐의 상기 오븐 프로파일에 기초하여, 상기 오븐으로 충전되는 석탄의 양을 최대화하기 위해 상기 오븐내 상기 석탄의 두께를 변화시켜, 상기 하강관 개구들에 인접한 상기 석탄의 두께는 상기 하강관 개구들로부터 이격된 상기 석탄의 두께보다 더 크게 하는, 석탄 충전 시스템.
52. 프로세싱 디바이스가 석탄 시스템을 자동으로 충전하는 방법을 수행하게 하는 컴퓨터-실행 가능한 지시들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 방법은 :
상기 석탄 시스템의 충전 동안에 상기 석탄 시스템에 의해 유지될 희망하는 충전 압력에 대응하는 설정 지점(set point)를 수신하는 단계;
상기 석탄 시스템으로부터 상기 프로세싱 디바이스로 전달되는 압력에 대응하는 실제 충전 압력의 값의 현재 값을 수신하는 단계;
상기 현재 값이 상기 설정 지점을 초과한 때, 제 1 위치로부터 상기 설정 지점 아래로 떨어지는 현재 값으로 귀결되는 제 2 위치로 상기 석탄 시스템을 움직이는 지시들을 발송하는 단계;
상기 현재 값이 상기 설정 지점을 초과하지 않은 때, 상기 석탄 시스템을 상기 제 1 위치에서 유지하기 위한 지시들을 발송하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.

Claims (52)

  1. 석탄 충전 시스템으로서,
    푸셔 측면 개구(pusher side opening), 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구(coke side opening), 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어(oven floor)를 포함하는 코크스 오븐(coke oven);
    충전 램(charging ram)으로서, 근위 단부 부분, 원위 단부 부분, 및 상기 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 갖고, 상기 충전 램은 상기 푸셔 측면 개구로부터 상기 코크스 측면 개구쪽으로 적어도 상기 오븐의 길이를 따라 이동가능한, 상기 충전 램;
    상기 충전 램을 최초 충전 위치에 유지하도록 구성된 락킹 메커니즘(locking mechanism);
    상기 충전 램에 동작가능하게 결합되고 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것이 가능한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은 동작시에 충전 압력(charging pressure)을 경험하는, 상기 컨베이어 시스템; 및
    상기 충전 램과 통신하는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 적어도 상기 푸셔 측면 개구와 상기 코크스 측면 개구 사이에서 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성되어, 상기 오븐의 길이를 따른 상기 충전 램의 자동 움직임은 적어도 부분적으로 상기 컨베이어 시스템에 의해 경험되는 체인 압력에 의해 결정되고, 상기 제어 시스템은 사전 설정한 락킹 충전 압력에 도달된 후에 상기 락킹 메커니즘을 자동으로 해제시키고 상기 충전 램을 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 이동시키도록 구성되고, 상기 제어 시스템은 체인 압력을 사전 설정한 동작 범위내에서 유지시키도록 더 구성되는, 상기 제어 시스템
    을 포함하는, 석탄 충전 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 사전 설정한 락킹 충전 압력은 1700 psi 보다 더 큰, 석탄 충전 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 사전 설정한 동작 범위는 2000-3500 psi 사이에 있는, 석탄 충전 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 사전 설정한 동작 범위는 2300-2900 psi 사이에 있는, 석탄 충전 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 푸셔 측면 개구와 상기 코크스 측면 개구 사이에서의 상기 충전 램 움직임은 제 1 방향에서의 수평 움직임인, 석탄 충전 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 충전 램은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 사이에서의 제 2 방향에서 수평으로 이동 가능하여, 상기 제어 시스템은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 중 적어도 하나의 측벽쪽으로 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 충전 압력은 체인 압력으로 이루어진, 석탄 충전 시스템.
  8. 석탄 충전 시스템으로서,
    푸셔 측면 개구, 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구, 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어를 포함하는 코크스 오븐;
    충전 램으로서, 근위 단부 부분, 원위 단부 부분, 및 상기 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 갖고, 상기 충전 램은 상기 푸셔 측면 개구로부터 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 수평으로 이동가능하고 상기 오븐 플로어로부터 멀리 수직으로 이동가능하고, 상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분은 상기 오븐의 상기 푸셔 측면 개구의 수직 평면을 관통하도록 구성된, 충전 램;
    상기 충전 램에 동작가능하게 결합되고 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것이 가능한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은 동작시에 충전 압력(charging pressure)을 경험하는, 상기 컨베이어 시스템;
    상기 충전 램과 통신하는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 상기 충전 램을 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 수평으로 그리고 상기 오븐 플로어로부터 멀리 수직으로 자동으로 이동시키도록 구성되고, 상기 충전 램의 자동 움직임은 적어도 부분적으로 상기 컨베이어 시스템에 의해 경험되는 상기 충전 압력에 의해 결정되며, 상기 제어 시스템은 2000 내지 3500 psi의 사전 설정한 동작 범위내에서 동작 충전 압력을 유지하도록 더욱 구성된, 제어 시스템;
    상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분과 동작가능하게 결합된 수직으로 배향된 충전 헤드로서, 상기 충전 헤드는 충전 헤드 평면내에 존재하는 평면 본체, 하단 에지 부분, 상기 하단 에지 부분 반대쪽에 상단 에지 부분, 전방 겉면(front face), 및 상기 전방 겉면 반대쪽에 후방 겉면(rearward face)을 포함하고, 상기 후방 겉면은 충전 램의 상기 근위 단부 부분을 향하도록 배향되는, 상기 충전 헤드; 및
    상기 충전 헤드의 상기 후방 겉면과 동작가능하게 결합된 압출 플레이트(extrusion plate)로서, 상기 압출 플레이트는 상기 충전 헤드에 대하여 뒤쪽으로 그리고 하향으로 향하도록 배향된 하단 석탄 맞닿음 면(lower coal engagement face) 및 상기 충전 헤드에 대하여 뒤쪽으로 그리고 위쪽으로 향하도록 배향된 상단 편향 겉면을 포함하고, 상기 석탄 맞닿음 면 및 편향 겉면은 상기 충전 헤드로부터 뒤쪽으로 멀어지게 향하는 피크 리지(peak ridge)를 정의하도록 서로에 동작가능하게 결합되는, 상기 압출 플레이트
    를 포함하는, 석탄 충전 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제어 시스템과 통신하는 구동 시스템(drive system)을 더 포함하고, 상기 구동 시스템은 상기 충전 램에 동작가능하게 결합되고, 상기 제어 시스템은 적어도 상기 충전 램을 제 3 방향으로 수직으로 이동시키기 위해 상기 구동 시스템을 이용하는, 석탄 충전 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 구동 시스템은 유압 구동장치, 전기 구동장치 또는 스크류 구동장치 중 적어도 하나인, 석탄 충전 시스템.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 충전 램은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 중 적어도 하나의 측벽쪽으로 수평으로 이동 가능하고, 상기 제어 시스템은 상기 오븐의 상기 대향 측벽들 중 적어도 하나의 측벽쪽으로 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 제어 시스템과 통신하고 상기 충전 램에 부착된 스캐닝 시스템을 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 스캐닝 시스템은 오븐 플로어 프로파일 또는 오븐 프로파일 중 적어도 하나를 결정하기 위해 상기 오븐을 스캐닝하도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 결정된 오븐 플로어 프로파일 또는 오븐 프로파일에 응답하여 상기 오븐 플로어로부터 멀리 수직 방향에서 상기 충전 램을 자동으로 이동시키도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 스캐닝 시스템은 카메라, 레이저, 또는 레이더(radar) 중 적어도 하나인, 석탄 충전 시스템.
  16. 청구항 8에 있어서, 상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 각각은 내부 표면 및 외부 표면을 포함하고, 상기 충전 램은 추가로 :
    상기 충전 램의 상기 대향 측면들에 기계적으로 결합된 복수의 수평으로 배향된 교차 지지 브레이스(cross support brace) ; 및
    상기 복수의 교차 지지 브레이스의 적어도 일부에 기계적으로 결합된 복수의 스티프너 플레이트(stiffener plate)들로서, 각각의 스티프너 플레이트는 상기 교차 지지 브레이스와 상기 충전 램의 상기 대향 측면들 사이에 위치되어, 각각의 스티프너 플레이트의 외향면이 상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 각각의 내부 표면에 부착되고 각각의 스티프너 플레이트의 내향면이 상기 교차 지지 브레이스 중 하나에 부착되는, 상기 스티프너 플레이트
    를 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 스티프너 플레이트와 상기 교차 지지 브레이스에 기계적으로 결합된 지지 부재(support member)를 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 교차 지지 브레이스의 하단 부분에 위치되고, 상기 지지 부재는 서로에 대략 수직으로 구성된 제 1 및 제 2 표면들을 포함하고, 상기 지지 부재의 상기 제 1 표면은 상기 스티프너 플레이트의 상기 내향면에 연결되고 상기 지지 부재의 상기 제 2 표면은 상기 교차 지지 브레이스의 상기 하단 부분에 연결되는, 석탄 충전 시스템.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 복수의 교차 지지 브레이스는 중공(hollow)이고 상기 교차 지지 브레이스의 하단 부분상에 홀 개구를 포함하고, 상기 홀 개구는 상기 홀 개구로부터 유동체를 배출하도록 구성된, 석탄 충전 시스템.
  20. 청구항 8에 있어서, 상기 충전 램의 상기 대향 측면들은 상단 부분 및 하단 부분을 포함하고, 상기 석탄 충전 시스템은 :
    상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 상단 부분에 부착된 제 1 복수의 롤러들, 및
    상기 충전 램의 상기 대향 측면들의 상기 하단 부분에 부착된 제 2 복수의 롤러들을 더 포함하는, 석탄 충전 시스템.
  21. 청구항 8에 있어서, 상기 충전 압력은 체인 압력인, 석탄 충전 시스템.
  22. 석탄 충전 시스템으로서,
    푸셔 측면 개구, 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구, 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어를 포함하는 코크스 오븐;
    충전 램으로서, 근위 단부 부분, 원위 단부 부분, 및 상기 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 갖고, 상기 충전 램은 상기 푸셔 측면 개구로부터 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 수평으로 이동가능하고 상기 오븐 플로어로부터 멀리 수직으로 이동가능하고, 상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분은 상기 오븐의 상기 푸셔 측면 개구의 수직 평면을 관통하도록 구성된, 충전 램;
    상기 충전 램에 동작가능하게 결합되고 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것이 가능한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은 동작시에 충전 압력을 경험하는, 상기 컨베이어 시스템;
    상기 충전 램과 통신하는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 상기 충전 램을 상기 코크스 측면 개구 쪽으로 수평으로 그리고 상기 오븐 플로어로부터 멀리 수직으로 자동으로 이동시키도록 구성되고, 상기 충전 램의 자동 움직임은 적어도 부분적으로 상기 컨베이어 시스템에 의해 경험되는 상기 충전 압력에 의해 결정되는, 상기 제어 시스템; 및
    상기 충전 램의 상기 원위 단부 부분과 동작가능하게 결합된 수직으로 배향된 충전 헤드로서, 상기 충전 헤드는 충전 헤드 평면내에 존재하는 평면 본체, 하단 에지 부분, 상기 하단 에지 부분 반대쪽에 상단 에지 부분, 전방 겉면, 및 상기 전방 겉면 반대쪽에 후방 겉면을 포함하고, 상기 후방 겉면은 충전 램의 상기 근위 단부 부분을 향하도록 배향되며, 상기 충전 헤드는 상기 충전 헤드의 하단 단부 부분에 한 쌍의 대향 날개를 더 포함하고, 각각의 날개는 상기 충전 헤드로부터 이격된 관계로 위치된 자유 단부 부분을 갖고, 상기 대향 날개의 각각은 상기 대향 날개의 안쪽 겉면으로부터 상기 충전 헤드 평면을 통하여 연장되는 개방 공간을 정의하는, 상기 충전 헤드
    를 포함하는, 석탄 충전 시스템.
  23. 청구항 22에 있어서, 각각의 날개는 상기 충전 헤드 평면에 인접한 제 1 겉면 및 상기 제 1 겉면으로부터 상기 자유 단부 부분쪽으로 연장되는 제 2 겉면을 포함하고, 상기 제 1 겉면은 상기 충전 램 평면으로부터 충전 램의 인접한 측면들 쪽으로 경사지게 배치되고, 상기 제 2 겉면은 상기 충전 헤드 평면에 평행한 날개 평면내에 존재하는, 석탄 충전 시스템.
  24. 석탄 충전 시스템으로서,
    푸셔 측면 개구, 상기 푸셔 측면 개구 반대쪽에 코크스 측면 개구, 대향 측벽들, 및 상기 푸셔 측면 개구, 상기 코크스 측면 개구, 및 상기 대향 측벽들에 의해 정의된 오븐 플로어, 및 상기 오븐의 상기 대향 측벽들에 인접하여 위치된 복수의 하강관 개구들을 포함하는, 코크스 오븐으로서, 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것은 상기 오븐내 석탄의 두께로 귀결된, 코크스 오븐;
    근위 단부 부분, 원위 단부 부분, 및 충전 램의 길이를 정의하는 대향 측면들을 갖는 충전 램으로서, 상기 충전 램은 적어도 상기 푸셔 측면 개구와 상기 코크스 측면 개구 사이에서 이동가능하고, 상기 충전 램은 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 것이 가능한 컨베이어 시스템을 더 포함하는, 상기 충전 램, 및
    비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 컴퓨터가
    오븐 프로파일을 결정하기 위해 상기 오븐을 스캐닝하게 하도록,
    상기 충전 램을 통하여 상기 오븐으로 석탄을 충전하게 하도록,
    상기 오븐 프로파일에 응답하여, 상기 오븐으로 석탄을 충전하는 동시에 상기 충전 램을 자동으로 움직이게 하도록 - 상기 충전 램은 (1) x-축을 따라서 수평으로 이동가능하고, (2) z-축을 따라서 수평으로 이동가능하고 및 (3) y-축을 따라서 수직으로 이동가능함 - , 그리고
    상기 오븐의 상기 오븐 프로파일에 기초하여, 상기 오븐으로 충전되는 석탄의 양을 최대화하도록 상기 오븐내 상기 석탄의 두께를 변화시켜, 상기 하강관 개구들에 인접한 상기 석탄의 두께가 상기 오븐 플로어 위로의 하강관 개구의 높이를 초과하지 않고, 이에 따라 상기 석탄이 하강관 개구로 낙하하는 것을 방지하는 한편, 상기 하강관 개구에 인접하지 않는, 상기 오븐내 다른 위치에서의 석탄의 두께가 상기 오븐 플로어 위로의 하강관 개구의 높이를 초과하게 하도록
    하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체
    를 포함하는, 석탄 충전 시스템.
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