JPH01115986A - コークス炉への原料装入方法 - Google Patents

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、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できるコークス炉への原料装入方
法に関する。

（従来の技術およびその問題点） 室炉式のコークス炉（以下、単に「コークス炉」ともい
う）によりコークスを製造するには周知のとおり、第１
図の概略説明図に示すように、炉上に設けた通常４〜５
個所の装入口１より装炭車（図示せず）を介して原料炭
（以下「原料」と略称する）２を炉上から炭化室３へ自
重落下により装入し、炭化室３の両側の燃焼室（図示せ
ず）からレンガ壁を通して加熱するが、この方法で製造
されるコークスは炭化室３の炉長、炉高、炉幅の３方向
で大きな品質偏差および乾留温度偏差のあることが知ら
れている。

近時、コークス炉の乾留効率向上とコークス品質の安定
化が重要視されるに伴い、上記コークス炉内の品質およ
び乾留温度偏差の改善が大きな諜題となっている。

これらの偏差が生じる原因の一つは、炉内に装入される
原料が炉長、炉高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、−数的に言えば、炉高方向の
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。−例として本発明者らの調査
では、平均嵩密度７３５　ｋｇ／　ｒｄの場合で約±５
０ｋｇ／ＩＹ？もの大きな偏差を有することがｌ＋１！
認されている。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
るばかりでなく乾留効率の低下を招くことになる。

したがって装入原料を炉内に均一に装入する技術の開発
が極めて重要な課題となってきている。

こうした背景から、近年装入原料の嵩密度偏差を改善す
る方法がいくつか提案され開示されている。例えば、炉
の上部における装入原料の嵩密度を向上する方法が、特
公昭５９−１８４３４号公報、同５９−１８４３５号公
報、同５９−１８４３７号公報に開示されている。これ
ら公報に開示された方法は、炉内に装入された原料の上
面を加圧、加振機構を備えたレベラーを用いて圧密化す
ることにより装入原料の上部嵩密度を向上させる方法で
ある。しかし、これらの方法では加振による炉壁レンガ
の目地切れや損傷が懸念され、長期間継続使用できる技
術かどうか疑問がある。さらに加振による嵩密度改善効
果が上部１〜２＋ｓに限定され、炉内の嵩密度偏差を全
面的に改善するには十分とは言えない。

また、装入原料を高速装入することにより嵩密度の向上
と嵩密度偏差の改善が図られることから、装炭車と装入
口との間に対向するベルトを設置して装入原料を加速さ
せて高速装入を達成する方法も例えば特開昭５９−１２
２５８２号公報に提案され開示されている。

この特開昭５９−１２２５８２号公報に開示された方法
は、高速装入の有効な手段と考えられるものの、装炭車
の大幅な改造を必要とするぽかりでなく対向ベルトによ
る巻込み空気のためキャリヤーオーバの増大を招くおそ
れがあり、実用上解決すべき課題も多いと推定される。

このように、嵩密度偏差改善対策としてのいくつかの公
知方法は実用上必ずしも十分なものとは言えないのが現
状である。

そこで本発明者らはこうした背景を踏まえ、従来のコー
クス炉への原料装入法のどこに問題があるのかを明らか
にするため、装入中の原料が炭化室内で示す挙動につい
てアクリル模型を使って調査した。その結果、同じく第
１図に目抜き矢印で示すように、装入口１から原料２を
炭化室３に装入しはじめると、炭化室３内の残留気体（
空気）は、装入原料２によって排除され、図中破線矢印
で示す如く上昇流となって装入原料２の流れとは逆に装
入口１および上昇管４の方へ流れることをｌ＋１１認し
た。当然のことながらこの炉内から排除される気体は微
粉の原料（粉じん）を随伴するため、実操業のコークス
炉では原料装入中の発しん対策として上昇管および各装
入口から炉内気体を吸引処理している。

第２図には従来の実操業コークス炉の装入口１まわりを
模式的に示すが、ここで重要なことは、装入口で炭化室
内の気体を吸引処理すれば、第２図からも理解される通
り、装入中の原料２は図中破線矢印で示すように炭化室
３内から上昇してくる炉内の気体により浮力を受は装入
速度を減するため、結果的に装入嵩密度の低下と嵩密度
偏差を助長する要因になっていることである。

なお、第２図中符号５は給炭ホッパー、６はテーブルフ
ィーダ、７は補助ホッパー、８は給炭内筒、９は移動ス
リーブ、１０は集塵フードである。

本発明者らはかかる問題点に鑑みて、先に特願昭６２−
５６２７２号として室炉式のコークス炉へ原料を装入す
る際に流出してぐる炉内の気体および随伴してくる粉塵
を装入口と装入口との間および窯口部に設けた炉上の開
口部より吸引処理することを特徴とするコークス製造用
原料の装入方法について提案した。

この先行発明にかかる方法は、第３図に示すように、従
来の装入口１での集塵に代え、装入口１と装入口１との
間に設けた炉上の開口部１１および窯口側に設けた炉上
の開口部１２より集塵するのである。かかる方法は従来
法に比較してかなりの改善を示すものであるが、その後
、実操業に当ってまだ改善の余地のあることが判明した
。

ここに、本発明の目的は、上述の先行発明をさらに改善
した方法を提供することである。

より具体的には、本発明の目的は、コークス炉内の不均
一乾留を改善するために、装入原料の嵩密度の一層の向
上をはかり、不均一乾留の一つの原因である炭化室内に
おける装入原料の嵩密度偏差を可及的に少なくできるコ
ークス炉への原料装入方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） かくして、本発明の要旨とするところは、最広義には、
コークス炉への原料装入に際して、圧縮気体に同伴させ
て原料を装入口から加速装入するとともに該装入口とは
別に炉上に設けた開口部より炉内気体およびこれに随伴
する粉塵を吸引することにより、原料の装入嵩密度の向
上と嵩密度偏差の改善を図ることを特徴とするコークス
炉への原料装入方法である。

また、本発明は、その１好適態様によれば、室炉式のコ
ークス炉へ該コークス炉に設けられた複数の装入口から
原料を装入する方法であって、これら装入口間および窯
口側炉上に適宜開口部を設置し、該装入口からの原料装
入時に前記開口部より炉内の気体およびこれに随伴する
粉塵を吸引処理するとともに、装炭車の補助ホッパーに
圧縮気体を吹込んで原料を加速しながら炉内に装入する
ことを特徴とするコークス炉への原料装入方法である。

すなわち、本発明は、装入嵩密度の向上と嵩密度偏差の
改善に効果のある高速装入を達成する方法であり、本発
明者らが実験で得た前記の知見に基づき、原料装入によ
って排除される炭化室内の気体が装入原料に与える浮力
の影響を取り除くとともに、装炭車から自重落下により
コークス炉に装入される原料の初速を上げるために、例
えば装炭車の補助ホッパ一部を利用して装入原料を圧縮
気体に同伴させることにより加速装入するものである。

（作用） 次に、本発明方法を添付図面を参照しながらさらに詳述
する。なお、本明細書の全図面を通じて同一部材は同一
符号で示すものである。

第４図は、本発明方法を適用した場合の実操業コークス
炉の装入口まわりを模式的に示したものである。

すなわち、本発明によれば、コークス炉の炭化室３に設
けられた、一般には複数の装入口１の間および所望によ
りさらに窯口側炉上に適宜開口部１１を設置するととも
に、装入原料を圧縮気体に同伴させる手段、一般には装
炭車の補助ホッパーに圧縮気体を吹込む高圧弁機構を設
けるのであって、これにより、前装入口から原料を加速
装入するとともに前記開口部より炉内気体およびこれに
随伴する粉塵を吸引処理するのである。

従来法を示す第２図と第４図とを比較すると本発明方法
における原料装入中における粉塵を随伴する炉内気体の
吸引処理および装入原料への補助ホッパーでの圧縮気体
による加速方法の有無の差がよく理解されよう、なお、
本発明法で用いられる圧縮気体としては空気のほか窒素
や水蒸気等があり、特に制限されない。また圧縮気体の
吹込量は多いほど効果は高いが、一方で集塵機能力の制
約があるため設備能力に応じ適宜決定すればよい。

吹込手段それ自体は自明であり、特に本発明において制
限されない。

一方、開口部１１の配置、形状は、各装入口間にそれぞ
れ設けるのが好ましく、またその大きさも所定の吸引量
を確保できる程度に十分大きいことが望ましい。いずれ
にしてもそれらは具体的条件に応じ適宜決定されるもの
で本発明にあって特に制限されない。

一般には、圧縮気体の吹込量Ｖ、と開口部１１からの吸
引量Ｓとの間に次の関係が成立するとき、炉内での原料
の嵩密度およびその偏差に関し、最良の結果が得られる
ことが判明した。

Ｓ　≧　Ｖ、＋Ｖ０ （ただし、ｖｏは炉内に装入される原料の体積）このよ
うに、本発明によれば、原料装入によって排除される気
体は、装入原料の流れを阻害することなく炉外に吸引処
理されるため、原料２の装入速度を一層向上させること
が可能となる。しかも、装炭車の補助ホッパー７より圧
縮気体を吹込んで、装入原料を加速してコークス炉に落
し込むもので、嵩密度の向上とバラツキを改善すること
ができるのであって、本発明は従来法のように機械的手
段によらず装入原料の高密度化を図ることのできる有効
な方法といえる。

さらに言えば、従来の原料装入方法では前述したように
、原料装入によって排除される炭化室３内の気体が装入
口１を通って炉外に流出する場合、装入口１が絞られて
いるため装入原料に逆行して流れる炉内気体は流速が大
となって装入中の原料２の一部を巻き込んで炉外に出る
。そのために発しん量は多くなるが、本発明方法では炉
内気体の流れが装入口ｌを通らないため発しん量は大幅
に低下するという効果もある。

次に、本発明方法を実施例によってさらに具体的に説明
する。

実施例 コークス炉の炭化室寸法が畜さ７．１２５ｍ、炉幅４６
０１１ＩＩ、長さ１６．５ｍである実操業炉の炉長のみ
％とした鋼製模型炉を製作し、実操業炉の炉団の端に設
置し、本発明方法の効果を確認する原料装入実験を実施
した。鋼製模型炉の概略は、第５図に示すとおりで、装
入原料の嵩密度を測定するために、サンプリング孔１３
を炉高方向には炉底より０．７５．１．５．３．４．５
．６ｍの位置の６箇所に、また炉長方向には２つの装入
口１．１の直下および装入口１と窯口までの間の位置の
各２箇所に、装入口１と装入口１との間の位置の各２箇
所の計３６箇所にそれぞれサンプリング孔１３を設置し
た。また、鋼製模型炉には通常の装入口２ケ所の他に装
入口１と装入口１との間および窯口側の炉上に開口部１
工、１２を設け、原料の装入は通常の装炭車より行った
。

実験は通常操業の配合炭（原料粒度３■−以下−８３重
量％、全水分９．２重量％）を用い、本発明方法による
装入口１での集塵に代え、炉上に設けた各開口部１１．
１２より集塵しながら原料を装入する一方、装炭車の補
助ホッパーの頂部より圧縮空気を吹込んで加速装入を行
った。なお、従来例として、炉上の開口部１１．１２を
密閉し、従来方法どおり装入口ｌから集塵しながら原料
を装入する操業も行った。

各実験毎に各サンプリング孔１３から所定体積中の原料
をドリルサンプリングし、重量測定後嵩密度を算出した
。また原料の装入時間の測定と装入中に集塵ダクトより
ガスサンプリングし、ガス中のダスト濃度を測定した。

なお、それぞれの補助ホッパーより吹込む圧縮空気の吹
込量については、１つの給炭ホッパーから切出される単
位時間当りの装入原料体積量（約０．１４ｎ？／秒）を
目安とし、０．０．０７、θ、１４ｎ？／秒の条件で実
験した。

この結果は、まず第６図に示すとおり、炉底より１．５
ｍ位置における炉長方向の嵩密度は圧縮空気の吹込量が
Ｏｎ？／秒に比較して、本発明方法である圧縮空気を０
．０７　ｄ　／秒、０．１４　ｉ　／砂吹込んだ場合に
高くなり、かつ装入口直下と装入口間の嵩密度差も低減
していることから、本発明法が有効な方法であると理解
されよう。なお、圧縮空気量がゼロの場合は、特願昭６
２−５６２７２号開示の方法に相当するのである。

また第７図に示すとおり、装入口直下における炉高方向
の嵩密度も圧縮空気を吹込む本発明方法が、圧縮空気を
吹込まない場合に比較して高く、かつ嵩密度偏差も本発
明方法によれば小さいことが理解されよう。

これらの結果の要点を下表にまとめて示すが、本発明の
圧縮空気を吹込む方法は圧縮空気を吹込まない場合（比
較例）に比べても嵩密度の向上と嵩密度偏差の低減が明
らかに認められる。なお、本実施例の範囲の圧縮空気の
吹込量では、比較例での発しん量を１．０とした場合、
若干発しん量の増加が認められたものの集塵機能力の範
囲で、特に支障を来すものではなかった。従来例との比
較ではその改善効果は顕著である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法によれば、装入嵩密度
の向上と装入嵩密度偏差の改善を同時に図ることができ
る。これらの改善効果は、コークス品質の改善安定と均
一乾留につながるものである。

しかも、本発明の場合、従来のような機械的手段を採用
することがなく、そのため既設のコークス炉の大幅な構
造変更を伴うことなく、はとんどそのま＼利用して実施
できることから、コークス品質改善という本来の効果と
ともにその実用上の利点は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来法の概略説明図；第３図は
、先行発明の方法の概略説明図；第４図は、本発明にか
かる方法の概略説明図；第５図は、本発明にかかる方法
の実験要領の説明図；および 第６図および第７図は、本発明にかかる方法の実施例の
結果をまとめて示すグラフである。 ■＝　装入口　　　　２：　原料炭

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コークス炉への原料装入に際して、圧縮気体に同
   伴させて原料を装入口から加速装入するとともに該装入
   口とは別に炉上に設けた開口部より炉内気体およびこれ
   に随伴する粉塵を吸引することにより、原料の装入嵩密
   度の向上と嵩密度偏差の改善を図ることを特徴とするコ
   ークス炉への原料装入方法。
2. （２）室炉式のコークス炉へ該コークス炉に設けられた
   複数の装入口から原料を装入する方法であって、これら
   装入口間および窯口側炉上に適宜開口部を設置し、該装
   入口からの原料装入時に前記開口部より炉内気体および
   これに随伴する粉塵を吸引処理するとともに、装炭車の
   補助ホッパーに圧縮気体を吹込んで原料を加速しながら
   装入することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   コークス炉への原料装入方法。