JPH01103694A - コークス炉装入原料の圧密方法およびその装置 - Google Patents

コークス炉装入原料の圧密方法およびその装置

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JPH01103694A
JPH01103694A JP12907688A JP12907688A JPH01103694A JP H01103694 A JPH01103694 A JP H01103694A JP 12907688 A JP12907688 A JP 12907688A JP 12907688 A JP12907688 A JP 12907688A JP H01103694 A JPH01103694 A JP H01103694A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は室炉式コークス炉でコークスを製造するに際し
、炉内の不均一乾留を改善するための炉装入原料炭の上
部圧密方法およびその装置に関するものである。
〔従来の技術〕 第7図に室炉式コークス炉の機構を示す側面図の1例を
掲げる。コークスの製造は通常、上部に4〜5個所の装
入口2を存する炭化室1に原料炭装炭車3により炉上か
ら装入口2を経て原料炭4を落下装入し、押出機s側の
窯口上部開口6よりレベラー7を挿入し、原料炭上面に
接して炭化室全長にわたり進退させて均し作業を行い、
発生ガス道8が確保できるよう上面レベルを平準化した
後、炭化室lの両側、第4図では前後側の燃焼室から煉
瓦を通して加熱して製造する。生成コークスは、炭化室
lの表S扉9.10を開き、押出機5で表扉9側に押出
し、ガイド車11を経て消火車12に搭載する。
この方法で製造されるコークスは炭化室の炉長、炉高、
炉巾の3方向で大きな品質偏差、乾留温度偏差のあるこ
とが知られている。
これらの偏差原因の一つは炉内に装入される原料が、炉
長、炉高、炉幅方向に極めて大きな嵩密度偏差を有する
ことにある。すなわち、原料炭が炉上の装入口2から落
下装入される結果、炉高方向の嵩密度偏差は炉の下部に
比較して炉上部の嵩密度が低く、炉長方向には装入口2
直下に比較して装入口間および窯口部の嵩密度が低い傾
向にある。また炉幅方向についても炉壁と原料炭接触部
との摩擦のため、炉中心部の方が嵩密度が高い傾向にあ
る。炉内嵩密度偏差の一例として本発明者等の調査では
、平均嵩密度735kg/n?の場合で約±50kg/
/もの大きな偏差の生ずることを確認している。
このような装入原料の炉内における嵩密度偏差は当然の
ことながらコークス品質のみならず乾留温度の偏差とな
ってコークス品質の安定化を阻害する詐りでなく、乾留
効率の低下を招くことになる。従って装入原料炭の嵩密
度を均一に調整する技術の開発が極めて重要な課題とな
ってきている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
こうした背景から、近年、レベラーに工夫を加え、装入
原料炭上部の嵩密度偏差を改善する試みが種々提案され
ている。
従来のレベラーの構造は第1図(イ)、第2図(イ)に
示すように、レベラー本体7は炉長方向にのびる両側板
13.13の内部に仕切板14を一定間隔に設置した天
板、底板のない梯子状の構造のため第5図(イ)のコー
クス炉要部炉長方向断面模式図にみるように、装入原料
炭4の上面を装入口2の直下および装入口と装入口との
間の原料炭の装入山部を均す役割を果たすだけで、装入
原料炭4の上面を圧密する機能は有していなかった。し
かも装入口2直下と装入口2間との装入高さを完全に平
準化するにも十分とは言えなかった。また、第6図(イ
)のコークス炉要部炉巾方向断面模式図にみるように炉
中方向の中央部3/4のみしか均すことができなかった
これに対して、特に炉の上部における装入原料炭の嵩密
度を向上するものとして例えば特公昭59−18434
5号、特公昭59−18437号および特開昭62−1
1794号には加圧加振機構を備えたレベラーが開示さ
れ、原料炭の上面をこのレベラーを用いて圧密しようと
するものがある。しかし、これは加振による炉壁煉瓦の
目地切れや損傷が懸念され、さらに加振装置をレベラー
に組込むことは機構的に複雑なため、保守管理の観点か
ら長期間、継続使用が可能かどうか疑問がある。
また、これ等はレベラーの先端をシリンダー装置で屈曲
するか、またはレベラー全体を傾動させる構造であるた
め、傾動角が一定に固定されるため、凹凸のある原料炭
表面で振動圧密効果が均一とならないおそれがある。
また、特公昭59−18435号のように加圧板を備え
たレベラー全体を窯口近傍に設けたガイド部材を支点と
して傾動せしめ原料炭の表面を加圧するものもあるが、
レベラー全体を傾動せしめるのは設備的にも大規模とな
る詐りでなく、前記の如く傾動角が一定に固定されたも
のは山谷を有する原料炭に対して山の部分の圧密効果は
あっても谷の部分の圧密は効果が挙がらないと思われる
さらに特開昭61−272284号の如くレベラーの下
面に仕切板による箱ごとに後方に向かって上方にI11
斜した底板をとりつけ、この傾斜板によって圧密効果を
ねらったものもあるが、このものは原料炭の上面を僅か
に圧密する程度で大きな嵩密度向上効果を有するものと
は思われない。
本発明はこうした従来技術の問題点を認識した上で、筒
便で効果の挙がるコークス炉上部における装入原料炭の
嵩密度向上方法およびその装置を提供しようとするもの
である。
〔問題を解決するための手段〕
本発明はコークス炉炭化室へ装入された原料炭上面に接
して炭化室の全長にわたり進退可能に設けたビーム本体
、例えば第1図(ロ)、第2図(ロ)に示すように、レ
ベラーの少くとも先端に荷重板15をヒンジ16で連結
し、レベラー後退時に荷重板の重みにより装入原料上面
を圧密する方法および装置を特徴とするものである。
すなわち、請求項1の発明はコークス炉炭化室へ装入さ
れた原料炭上面に接して炭化室の全長にわたり進退可能
に設けたビーム本体の少なくとも先端に、第2図(ロ)
に示すように炭化室装入原料の上面に当接する圧面板部
17とそれから斜め上方に後退するレベリング部18と
を備えた荷重板15をその後方上端においてビーム本体
にヒンジ16構造で連結し、ビーム本体が前進する時に
は荷重板15をビーム本体内に吊上げ、ビーム本体が後
退する時には荷重板15をビーム本体外へ吊下げ、荷重
板の重みによりその圧面板部17で原料炭上面を10〜
100 g/c+Jで圧密する方法を要旨とする。
次に請求項2の発明は、上述した種々のコークス炉上部
における装入原料炭の嵩密度向上方法や装置が、窯口上
部開口幅の制限および両側炉壁煉瓦の損傷を避けるため
に、第6図(イ)および(ロ)の如く炉幅方向の中央部
約3/4はどしか均しまたは圧密できなかった点をさら
に改善するもので、コークス炉炭化室の全長にわたり進
退可能に設けたビーム本体の少なくとも先端に、第2図
(ロ)に示すように炭化室装入原料の上面に当接する圧
面板部17とそれから斜め上方に後退するレベリング部
1日とを備えた荷重板15をその後方上端においてビー
ム本体にヒンジ16構造で連結し、ビーム本体が前進時
には荷重板15をビーム本体内に吊り上げ、ビーム本体
が後退時には荷重板15をビーム本体外へ吊下げ、荷重
板の重みによりその圧面板部で原料炭上面を圧密する方
法において、第3図、第4図′に示すごとく圧面板部1
7を内方へ反発可能な弱い力で外方左右へ拡がろうとす
る複数枚の圧面板17’、IT”で構成し、少なくとも
ビーム本体が後退する際に、吊下げた荷重板の複数枚の
圧面板17’、1?”を外方左右へ拡げて、炉幅全面の
原料炭を圧密する方法を要旨とする。
また、請求項3および4の発明は、上記請求項2の発明
を実施するに適したコークス炉装入原料の圧密装置に関
するもので、前者は、第2図(ロ)に示すように炭化室
装入原料の上面に接する圧面板部17と、それから斜め
上方に後退するレベリング部18とを備えた荷重板15
をその後方上端においてビーム本体7にヒンジ16構造
で連結し、ビーム本体が前進する時荷重板を吊上げ、ビ
ーム本体が後退する時にはビーム本体外へ吊゛下げ、荷
重板の重みによりその圧面板部で原料炭上面を圧密する
装置において、第3図および第4図に示すように前記圧
面板部を外方左右へ拡げ得る複数枚の圧面板17’、I
T”で構成し、該圧面板の原料炭上面と接する面に、進
行方向軸に対し適当角度24をなす線状突起または線状
切れ込み23を設け、ビーム本体後退時に、前記複数の
圧面板lT’、IT”が自動的に炉幅全面に拡がるよう
構成したコークス炉装入原料の圧密装置を要旨とし、後
者は、前記圧密装置において、前記複数の圧面板1’?
’、1?”にさらに荷重板がビーム本体内へ吊上がると
きにビーム本体に接触する傾斜案内面を有するガイド2
1を取り付け、荷重板の吊上げに際し、開いた状態の複
数の圧面板17’、17″が自動的に内方向へ狭まるよ
う構成したコークス炉装入原料の圧密装置を要旨とする
〔作  用〕
請求項1の本発明法では、上述の如く、また第1図(ロ
)および第2図(ロ)で理解されるように、例えばレベ
ラー7の少くとも先端部に荷重板15を有し、この荷重
板15はレベラー7の本体とヒンジ16で連結されてお
り、レベラー前進時には例えばワイヤ20でレベラー本
体内に吊上げ、レベラーが後退時にはワイヤ20を緩め
て荷重板15をヒンジ16を支点にしてレベラー外へ吊
下げ原料炭の上面に圧面板部17で荷重をかける。この
状態は第5図(ロ)のコークス炉要部炉長方向断面模式
図および第6図(ロ)から理解される通りで、レベラー
7の後退時、荷重板15のレベリング部18にて、装入
レベルの高い装入口2直下の原料炭を袋入レヘルの低い
窯口や装入口間へ掻き落し、均し効果を高める詐りでな
く、そのヒンジ構造のため圧面板部17での原料炭上面
への荷重量も一定に維持することができるので、圧密効
果は炉長方向で一定に保持される。
また、請求項2および3の本発明は、上記作用の上に、
例えばレベラー後退時、原料炭の上面に荷重をかける荷
重板15の複数の圧面板17′。
17″が外方左右に拡がり、第6図(ハ)から理解され
る如く炉幅全面にわたって均等に装入原料炭を圧密する
作用があり、炉長、炉高、炉幅方向の装入原料の嵩密度
偏差を是正できる。
さらに請求項4のガイド21を設けた装置は、荷重板1
5の吊上げとともに、拡がった圧面板17’、17”が
自動的に内方へ狭まってレベラー内に収容される。従っ
て、レベラー挿入、抜き出し時、窯口上部開口6を損傷
せず、また左右炉壁25.25を損傷する懸念なく、そ
のままレベラーを前進せしめることができる。
〔実施例〕
次に請求項1の発明について通常のレベラー本体をビー
ム本体として用いた場合を例にして実施例を説明する。
第1図(ロ)および第2図(ロ)において、7はレベラ
ー本体で、本発明方法で用いるレベラーでは、少くとも
その先端部に荷重板15を有する。
荷重板15は炭化室原料炭上面と平行な1枚の圧面板部
17と、それから斜め上方に後退するレベリング部18
を有し、その後方上部においてヒンジ16によりレベラ
ー7本体に連結され、荷重板15はこのヒンジ16を中
心に自由に揺動できる構造である。
荷重板15はレベラー7が炭化室1の全長にわたって前
進するときはレベラー本体内に吊上げておくために、図
示例ではワイヤと滑車を用いる方法を採っている。すな
わち荷重板15の先端21に結ばれたワイヤ20は其の
直上のレベラ一部に設けた滑車22を経て後方に導かれ
、図示していないウィンチに巻取られる。すなわち、レ
ベラー7を前進せしめるときはウィンチでワイヤ20を
引張り、荷重板15の先端21をヒンジ16を中心に持
ち上げ、レベラー本体7内に荷重板を収納する(第2図
(ロ)実線表示)。
次にレベラー7を炭化室lの全長にわたって後退せしめ
るときは、ウィンチを回してワイヤ20を緩め、荷重板
15をヒンジ16を中心に自重でレベラー7外へ吊下げ
るのである(第2図(ロ)鎖線表示)。
この状態でレヘラー7を後退させると第5図(ロ)にみ
るように装入レベルの高い装入口2直下の原料炭を装入
レベルの低い窯口や装入口間へ均す作用を荷重板のレベ
リング部18が行う詐りでなく、荷重板15が自由に揺
動してその圧面板部17で装入原料炭4上面に荷重をか
け圧密する。
ここで重要なことは、荷重板15がレベラー7にヒンジ
16で揺動自由に連結されている点であり、荷重板15
の吊上げ吊下げ方法は必ずしも前述の滑車22とワイヤ
ー20を使った方法にとられれることはなく、他の適当
な代替手段によってもよい。
第3図および第4図(イ)(ロ)は本発明の2および3
゜4の各請求項記載の荷重板の圧面板部の裏側平面図お
よび側面図と正面図である。これらの方法および装置で
用いられる荷重板も前記請求項1の発明におけると同様
、荷重板15は炭化室原料炭上面と平行な圧面板部17
と、それから斜め上方に後退するレベリング部18を有
し、その後方上部においてヒンジによりレベラー本体に
連結され、このヒンジを中心に自由に揺動できる構造で
あるが、圧面板部17が外方左右に拡げ得る複数枚の圧
面板で構成される。
すなわち、第4図の例では後端をレベリング部18にヒ
ンジ16′構造で結合され、外方左右に扇状に拡げ得る
相重なる2枚の圧面板17’、17″で構成されている
。このように後端をヒンジ結合し、扇子様に外方左右に
拡げる構造は一例であって、これに限るものではない0
例えば複数枚の圧面板をたすき様ヒンジで結合し、アコ
ーディオンの如く左右に拡げる構造等、炉幅全面にわた
って外方左右に自由に拡げ得る構造であればよい。
上記のように結合された複数の圧面板17′。
17″は、第3図に示す如く、裏面に進行方向軸に対し
適当角度をなす線状突起または線状切れ込み23が設け
てあって、レベラー本体が後退するとき、炭化室の原料
炭上に自重で圧着する圧面板は装入原料から受ける抗力
を前記線状突起または線状切れ込みにより炉幅方向への
分力に変え、自動的に外方左右炉幅全面に拡がり、炉幅
全面にわたって原料炭を圧密する。この場合、外方左右
へ拡がろうとする力は、内方へ反発可能な弱いものであ
るから、両側炉壁25,25への影響は殆ど起こらない
前記線状突起物ないし線状切れ込々23の進行方向軸と
なす角度24ば、荷重vi15の重量、線状突起物また
は切れ込み23の高さ、または深さ、長さ、本数によっ
て変わるから、圧面板が円滑に拡がる条件により決定す
る0例えば、荷重板15の荷重が50g/c+J、線状
突起物の高さ5龍、長さ150m層の場合、30°〜6
0°が適当で、30°より狭いと圧面板が円滑に拡がら
ず、60゜を超えると開いた圧面板の炉壁25にかける
圧力が大となり好ましくない、なお、上記第3図の例は
一例にとどまり、原料炭上面から受ける抗力を利用する
代わりに、例えばバネで拡げる等、その他の適当な手段
によってもよい。
第4図(イ)1口)の21は圧面板IT’、1?“に設
けられ傾斜案内面を有するガイドで、第1図c口)に示
したレベラー7を前進せしめるためにワイヤ20により
荷重板15をレベラー内に吊上げる際、ガイド21の傾
斜室内面が第1図(ロ)のレベラー側板13に接触し、
開いた状態の圧面板IT’、17″が自動的に内方へ狭
まる作用を行う。
第8図は荷重板15が装入原料炭4上面にかける荷重1
g/c+1と原料炭上面からの深さ距離(m)および嵩
密度kg/r/との関係を調べた図表で、10〜100
g/Jで深さ距離約1mの範囲に嵩密度の向上が認めら
れ、また1 00 g/−を越えて荷重をかけても効果
が小さく意味のないことが判明した。
本発明の効果を確認するため、模型炉による実験を行っ
た。
コークス模型炉は、炭化室の寸法が高さ7.125m、
炉巾460M、長さ16.5mの実操業炉の炉長のみ〃
とし、実操業炉の炉団の端に設置し、実操業の装炭車を
用いて原料を模型炉に装入できるようにした。
第9図は模型炉の側面を模型的に示すもので、装入原料
炭の嵩密度を測定するために、サンプリング孔を炉高方
向では炉底より1.5,3,4.5゜5.5.6.6.
5mの位置6ケ所について、また炉長方向では2つの装
入口の直下2個所、および装入口と窯口までの2個所、
装入口と装入口との間2個所の計36孔を設置した。
実験は通常操業に用いる配合炭(原料粒度3m以下83
重量%、含水分9.2重量%)を、通常の装炭車を用い
て模型炉に装入後、本発明に用いるレベラーを使用して
本発明方法を実施し、その効果を装入嵩密度測定および
装入原料炭の高さ測定により評価した。なお実験に用い
た圧面板は、請求項1の一例として、荷重50g/cd
で第1図(ロ)に示す形状の圧面板が1枚のものおよび
請求項3の一例として荷重50 g/aJ、2枚の圧面
板17t、11rtの裏面に深さ3Hの切れ込み5本を
45°に設けたものを使用した。なお比較のため第1図
(イ)に示した従来法に使用するレベラーを使っての実
験を併せて行った。
上記実験の結果は、まず第10図に示すように、炉底よ
り6w1位置における嵩密度分布は、従来方法の場合(
・印)と比較して、本発明方法を実施し、荷重50g/
−で装入炭上面を圧密した場合(・印及び×印)の方が
、炉長方向の装入口直下と窯口または装入口間の嵩密度
差が大巾に改善され、且つ25〜55kg/rrrの嵩
密度向上効果が認められた。
また、2枚の圧面板による方法は意中全体の圧密かなさ
れるため、嵩密度向上効果は圧面板が1枚の場合に比較
し大きいことが認められた。
また同時に行った装入高さの測定では第11図に示すよ
うに、従来方法の場合(・印)においては装入口直下と
窯口、または装入口間の装入高さの差が40〜60c1
1であったものが、本発明方法を実施し、荷重50g/
−で装入炭上面を均した場合(・印および×印)ではそ
の差が10cm以内に改善されており、均し効果も高い
ことが確認された。
次に本発明方法における荷重板15による荷重量の影響
について圧面板が1枚のものを用いて試験した結果、第
12図のとおり前述の基礎実験結果(第8図)と同じく
、荷重の影響は炉高方向、原料炭上面から約1m程度で
あり、荷重量としては10g/−以上であれば上部1m
程度の嵩密度低下を抑制でき、100 g/aJを越え
る荷重量を加えても嵩密度の一層の向上を見込めず、1
0〜100 g/aJの範囲が荷重量として適当と判断
された。
〔発明の効果〕
以上から理解されるとおり、本発明の方法および装置に
よれば室炉式コークス炉の炉長、炉高方向、さらに圧面
板が拡がる例では炉幅の全幅にわたって装入原料炭の嵩
密度の均一化が得られ、また装入高さも均一化する顕著
な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)は従来のレベラーの斜視図、第1図(ロ)
は本発明に使用する荷重板の一例でレベラー本体に取付
けたところを示す斜視図、第2図(イ)は第1図(イ)
先端部の側面図、第2図(ロ)は第1図(ロ)先端部の
側面図、第3図は本発明に使用する荷重板の他の一例で
その平板部の裏側平面図、第4図(イ)は同上側面図、
第4図(ロ)は同上正面図、第5図(イ)は従来法のレ
ベリング実施の態様を示すコークス炉要部炉長方向断面
模式図、第5図(ロ)は本発明方法実施の態様を示すコ
ークス炉要部炉長方向断面模式図、第6図(イ)は従来
法のレベリングの実施の態様を示すコークス炉要部炉幅
方向の断面模式図、第6図(ロ)は請求項1の本発明実
施の態様を示すコークス炉要部炉幅方向の断面模式図、
第6図(ハ)は請求項2の本発明実施の態様を示すコー
クス炉要部炉幅方向の断面模式図、第7図は室炉式コー
クス炉の概要を示す側面図、第8図は装入原料炭上面へ
の荷重量と原料炭上面からの距離および嵩密度の関係図
、第9図は実験用模型コークス炉の断面図、第10図は
模型コークス炉長手方向各位置における炉底より6m位
置での装入原料炭の嵩密度の本性と従来法の比較図、第
11図は模型コークス炉長手方向各位置における原料炭
装入高さの本性と従来法のレベリング効果の比較図、第
12図は装入原料炭上面への荷重量と装入口直下の炉底
から各高さにおける嵩密度を示す同である。 図中、1:炭化室、2:装入口、3:装炭車、4:原料
炭、5:押出機、6:窯口上部開口、7:レヘラー、8
:発生ガス道、9:表扉、lO:表扉、11ニガイド車
、12:消火車、13ニレベラ−側板、14ニレベラ−
仕切板、15:荷重板、16,16’  :ヒンジ、1
7:圧面板部、IT’、1?”:圧面板、18ニレベリ
ング部、19:台車、20:ワイヤー、21ニガイド、
22:滑車、23:線状突起または線状切り込み、25
:炉壁。 第  7  図 第8図 嵩密度(k@β) i慢る4Q媚物? 北べ(唯物ε

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、コークス炉炭化室へ装入された原料炭上面に接して
    炭化室の全長にわたり進退可能に設けたビーム本体の少
    なくとも先端に、炭化室装入原料の上面に当接する圧面
    板部と、それから斜め上方に後退するレベリング部とを
    備えた荷重板をその後方上端においてビーム本体にヒン
    ジ構造で連結し、ビーム本体が前進する時には荷重板を
    ビーム本体内に吊上げ、ビーム本体が後退する時には荷
    重板をビーム本体外へ吊下げ、荷重板の重みによりその
    圧面板部で原料炭上面を10〜100g/cm^2で圧
    密することを特徴とするコークス炉装入原料の圧密方法
    。 2、コークス炉炭化室へ装入された原料炭上面に接して
    炭化室の全長にわたり進退可能に設けたビーム本体の少
    なくとも先端に、炭化室装入原料の上面に当接する圧面
    板部とそれから斜め上方に後退するレベリング部とを備
    えた荷重板をその後方上端においてビーム本体にヒンジ
    構造で連結し、ビーム本体が前進する時には荷重板をビ
    ーム本体内に吊上げ、ビーム本体が後退する時には荷重
    板をビーム本体外へ吊下げ、荷重板の重みによりその圧
    面板部で原料炭上面を圧密する方法において、圧面板部
    を内方へ反発可能な弱い力で外方左右へ拡がろうとする
    複数枚の圧面板で構成し、少なくともビーム本体が後退
    する際に、吊下げた荷重板の複数枚の圧面板を外方左右
    へ拡げて、炉幅全面の原料炭表面を圧密することを特徴
    とするコークス炉装入原料の圧密方法。 3、炭化室装入原料の上面に接する圧面板部と、それか
    ら斜め上方に後退するレベリング部とを備えた荷重板を
    その後方上端においてビーム本体にヒンジ構造で連結し
    、ビーム本体が前進時荷重板を吊上げ、ビーム本体が後
    退時にはビーム本体外へ吊下げ、荷重板の重みによりそ
    の圧面板部で原料炭上面を圧密する装置において、前記
    圧面板部を外方左右へ拡げ得る複数枚の圧面板で構成し
    、該圧面板の原料炭上面と接する面に、進行方向軸に対
    する適当角度をなす線状突起または線状切れ込みを設け
    、ビーム本体後退時に、前記複数の圧面板が自動的に炉
    幅方向全面に拡がるよう構成したことを特徴とするコー
    クス炉装入原料の圧密装置。 4、請求項3に記載の圧密装置において、前記複数の圧
    面板に、さらに荷重板がビーム本体内へ吊上がるときに
    、ビーム本体に接触する傾斜案内面を有するガイドを取
    り付け、荷重板の吊上げに際し、開いた状態の複数の圧
    面板が自動的に内方向へ狭まるよう構成したことを特徴
    とするコークス炉装入原料の圧密装置。
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