JPH03217487A

JPH03217487A - コークス炉装入炭の抽気孔開孔法及び装置

Info

Publication number: JPH03217487A
Application number: JP1448090A
Authority: JP
Inventors: Keizo Inoue; 井上　恵三; Kunihiko Nishioka; 西岡　邦彦; Kiyoshi Miura; 三浦　潔
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-01-24
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1991-09-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH0798944B2

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】産業上の利用分野この発明は、室炉式コークス炉の炭化室に装入された水
分を含む装入炭の炭中部に、炭化室上部空間に通じる水
蒸気の抽気孔を開孔する方法ならびにその装置に関する
。

従来の技術室炉式コークス炉によるコークスの製造法においては、
炭化室に装入された原料炭は、両側の燃焼室から炉壁を
介して間接加熱され、コークス化される。この炭化室は
コークスの排出を考慮してテーパを持たせ、マシンサイ
ドよりコークサイドの炉幅を５０〜７０ｍｍ程度広く設
定している。このため、２０〜３０余のフリュー列から
なる燃焼室は、炭化室とは逆にコークサイドがマシンサ
イドより幅が５０〜７０ｍｍ広い。また、燃焼室の温度
は、マシンサイドよりコークサイドの方を炉幅のテーパ
に合せ５０〜１００℃程度高く設定し、炉長方向でのコ
ークス化の均一化を図っている。

しかしながら、コークス炉炭化室への装入炭の装炭作業
は、一般に装炭車のホッパーから炉上の装炭口を介して
自然落下により行なわれている。

このため、落下時の衝撃を受ける装炭口直下は、落下時
の衝撃を受けない装炭口と装炭口との間、あるいは炉蓋
側に比較して装入嵩密度が高く、炉長方向でのコークス
化の均一化を阻害している。

近時、コークス炉の乾留効率化と炉体延命化とを図りな
がら、コークス品質の安定向上を達成することが要求さ
れており、そのための技術開発が進められている。例え
ば、乾留効率化を図るため通常８〜１０％含有されてい
る装入炭の全水分を、５〜６％に低減する調湿炭装人法
および装入炭を１７０〜２５０℃まで乾燥予熱して水分
を２％以下に低減する予熱炭装入法が実用化されている
。

これらの技術は、乾留所要時間短縮によるコークス炉生
産性の向上、装入嵩密度の増大と乾留中の石炭の軟化溶
融層幅の拡大によるコークス化性の改善向上、乾留所要
熱量の低減を図ることができる。しかし、一方では装入
炭の乾燥あるいは予熱のために莫大な設備投資を必要と
する問題がある。

このため、調湿炭装入法や予熱炭装入法は、般に普及す
るに至らず、一部のコークス工場に採用されるに止どま
っているのが実情である。

さらに、調湿炭装入法や予熱炭装入法は、装入嵩密度が
増大するため、乾留の際に炉壁へ大きな石炭膨脹圧がか
かり、炉壁を損傷する虞がある。

また、乾留効率化のために炉幅あるいは炉高を拡大する
検討もなされているが、これらは新規にコークス炉を設
置する場合に有効であるが、既設のコークス炉に適用で
きないため、既設炉の乾留効率化にはつながらない。

さらに、炉壁煉瓦を薄くして伝熱性を改善する方法も、
一部実用化されているが、これは炉体の堅牢性を損う虞
があって、必ずしも採用できるとは限らない。

さらにまた、炉体延命対策として、近年補修技術が進歩
して大きな効果を上げているが、これは損傷した炉体の
補修であって、事後処理の技術である。また、炉体延命
のためには、炉温を下げて操業することが考えられるが
、これは生産性を下げてしまうため、乾留効率化とは相
矛盾した方法である。

したがって、乾留効率化と炉体延命とを両立させながら
、コークス品質の安定向上を達成することは、極めて難
しい問題であった。

本発明者らは、装入炭に８〜１１％含有される水分の乾
留過程における脱水挙動に着目し、水分を含有する装入
炭を乾留する際、乾留効率を低下させている原因が、乾
留初期に石炭層内で発生する水蒸気の壁側への流れにあ
り、その流れを高温の炉壁（少なくとも１０００ｎ以上
）方向から低温の炭化室上部空間部（７５０〜８５０℃
）方向に変えれば、炉壁から炭中部への伝熱効率の改善
と、炉壁への膨脹圧を抑制できることを確認した。そし
て炭化室に装入された水分を含有する装入炭の上面を、
レベリングしたのち炉上の装炭口から開孔部材を炉内の
石炭内に差込み、これを引抜くことにより炭化室上部空
間部と通じる抽気孔を設けることができ、乾留初期に発
生する水蒸気の流れを炭化室上部空間方向に変換できる
ことを究明し、既に特願昭６３−２９９１７３号として
特許出頭している。

しかしながら、コークス炉の炭化室に装入された装入炭
中に、装入炭中に含有される水分に基づく水蒸気を抽気
するための抽気孔を設ける方法としては、種々の方法が
考えられるが、炉上の装炭口から開孔部材を炉内の石炭
内に差込み、引抜くのが最も簡便である。しかしながら
、装炭口から開孔部材を石炭内に差込み、抽気孔を開孔
する作業は、高温、粉塵およびガスによる悪環境下の筋
力作業であり、常時人力で行うことは極めて困難で、機
械的に抽気孔を開孔することが要望されている。

発明が解決しようとする課題この発明は、上記要望に基づいてなされたもので、乾留
初期に装入炭の含有水分に基づき発生する水蒸気などを
、炭化室上部空間に炭中より抽気する抽気孔を、コーク
ス炉の装炭作業に支障を与えることなく開孔できるコー
クス炉装入炭の抽気孔開孔法及び装置を提供するもので
ある。

課題を解決するための手段前記炭化室に装入された装入炭の上面をレベリングした
のち、石炭中に炭化室上部空間と通じる抽気孔を機械的
に開孔するためには、開孔部材を所定の窯に移動せしめ
る搬送機構と、該開孔部材を装炭口から装入された装入
炭上面の炉幅方向中央に挿入できる位置決めと上下駆動
機構が必要である。これは装炭車に開孔部材および該開
孔部材の巻上げ機構からなる抽気孔開孔装置を付設する
ことにより解決できる。また、抽気孔開孔装置の上端は
、装炭車の受炭走行時の石炭塔下面で制約されるので、
給炭ホソバー上端より下部に位置する必要があるが、開
孔部材は短くても自由落下せしめることにより自重で抽
気孔の開孔が可能である。さらに、装炭車を活用するこ
とによって、抽気孔開孔作業を短時間で行うことができ
る。また、抽気孔開孔作業時に装炭口から噴出する発塵
、火炎の問題については、装炭時の発塵防止のための集
塵フードの吸引と、上昇管部で実施されている高圧安水
の噴射を継続し、炭化室内を負圧に維持することにより
解決できることを究明し、この発明に到達した。

すなわちこの発明は、室炉式コークス炉の炭化室に装入
された水分を含む装入炭の上面から、装入炭層中に炭化
室上部空間と通じる抽気孔を開孔する方法において、装
炭車の装入炭供給部の補助ホッパー、給炭内筒、および
移動スリーブの中心を通って開孔部材を自由落下させ、
自重により装入炭層中に侵入させたのち、別に設置した
巻上げ．手段によって開孔部材を巻上げるのである。

また、室炉式コークス炉の炭化室に装入された水分を含
む装入炭の上面がら、装入炭層中に炭化室上部空間と通
じる抽気孔を開孔する装置において、装炭車の装入炭供
給部の補助ホッパー、給炭内筒、および移動スリーブの
中心を通って自由落下可能の開孔部材と、開化部材上端
と連結手段を介して連結した巻上げ手段を設置したので
ある。

作　　　　用この発明においては、装炭車の装入炭供給部の補助ホッ
パー、給炭内筒、および移動スリーブの中心を通って開
孔部材を自由落下させ、自重により装入炭層中に侵入さ
せたのち、別に設置した巻上げ手段によって開孔部材を
巻上げることによって、装入炭中に水蒸気の抽気孔が開
孔される。

また、装炭車の装入炭供給部の補助ホッパー、給炭内筒
、および移動スリーブの中心を通って自由落下可能の開
孔部材と、開孔部材上端と連結手段を介して連結した巻
上げ手段を設置したので、装炭終了後、各開孔部材を各
装炭口の中心に容易に自由落下せしめることができ、抽
気孔開孔作業を短時間で実施できる。

実　　　施　　　例実施例１この発明の抽気孔開孔方法ならびに開孔装置について、
実施の一例を示す第１図ないし第３図に基づいて詳細に
説明する。

コークス炉（１）の炉上に敷設されたレール（２）上に
は、装炭車（３）が走行自在に載置されている。

この装炭車（３）には、装入炭を炭化室（４）に装入す
るための複数の給炭ホッパー（５）が設けられている。

また、装炭車（３）の各給炭ホッパー（５）に連通ずる
補助ホッパ−（６）の上部に開孔装置（２０）が付設さ
れている。この抽気孔開孔装置（２０）は、ガイドバイ
ブ（２１）、開孔部材（２２）、巻上げ機構（２３）、
ワイヤーローブ（２４）、位置センサー（２５）から構
成されている。

この開孔部材（２２）は、ガイドバイブ（２１）によっ
て補助ホッパ−（６）、給炭内筒（７）、および移動ス
リーブ（８）の中心軸上に位置決めされている。また、
巻上げ機構（２３）は、第２図および第３図に示すとお
り開孔部材（２２）上端とワイヤーロープ（２４）で滑
車を介して連結され、巻上げ機構（２３）のクラッチを
解放することにより、開孔部材（２２）が自由落下によ
って自重により抽気孔（２６）を形成し、位置センサー
（２５）により開孔部材（２２）の上下位置が調整され
る。

また、巻上げ機構（２３）のクラッチを継いでワイヤー
ローブ（２４）を巻き取ることによって、開孔部材（２
２）がガイドバイブ（２１）内に収納されるよう構成さ
れている。

上記のとおり構成したから、装炭車（３）が給炭ホッパ
−（５）に図示しない石炭塔で装入炭を積載し、所定の
炭化室（４）の装炭位置まで走行してきて停止し、集塵
フード（１１）を装炭口（９）上に降下せしめたのち、
図示しない蓋取装置により装入蓋を取外す。ついで移動
スリーブ（８）を装炭口（９）に降下させ、各給炭ホッ
パ−（５）内の装入炭を図示しないテーブルフィーダー
で切出し、補助ホッパ−（６）、給炭内筒（７）を介し
て炭化室（４）内に装入する。

そして装入炭の装入終了後にレベラー（１０）により上
面がレベリングされる。レベリングが終了すると巻上げ
機構（２３）のクラッチを解放して開孔部材（２２）を
自由落下せしめ、自重によりコークス炉（１》内に装入
された装入炭中に侵入せしめる。その後直ちに巻上げ機
構（２３）を起動してクラッチを継ぎ、ワイヤーロープ
（２４）を巻取って開孔部材（２２）をガイドバイブ（
２１）内に収納すれば、炭中に炭化室（４）の上部空間
に通じるガス抽気孔（２６）が形成される。

そして移動スリーブ（８）を上昇せしめ、装炭車（３）
の蓋取装置により装炭口（９）の装入蓋が装着される。

その間は集塵フード（１１）は装炭口（９）に装着した
ままで噴出する粉塵の吸引を継続すると共に、当該炭化
室（４）の上昇管（１２）に設置された図示しない高圧
安水ノズルから高圧安水を噴肘し、炭化室（４）内を負
圧に保持して装炭口（９）からの粉塵と火炎の噴出を抑
制する。

そして集塵フード（１１）を上昇せしめたのち、装炭車
（３）を石炭塔に移動させ、給炭ホッパ−（５）に装入
炭を積込み、次の所定の炭化室（４）まで移動し、同様
の作業を行う。

これら一連の作業によって、各炭化室（４）には、装炭
口（９）の数だけ炭中に炭化室上部空間と通じる抽気孔
（２６）が形成される。しかも、抽気孔（２６）が形成
される位置は、炭化室（４）のうちで最も嵩密度の高い
装炭口（９）の直下であるから、炉長方向のコークス化
の均一化にも寄与するところ犬である。

実施例２炉高７１２５ｍｍ、炉長１６５００ｍｍ，炉幅４６０ｍ
ｍのコークス炉において、平均フリュー温度１２１０℃
、平均乾留時間２２時間の操業条件で、第１表に示す全
水分９．２％の装入炭を実施例１で説明した装炭車（３
）を用いて装入し、この装入炭の上面をレベラ−　（１
０）でレベリングしたのち、実施例１で説明したとおり
、４ヶの各装炭口（９）から装入炭の炉幅方向中央部上
面から、炭中部に向かって先端が４５゜の円垂状で直径
４８ｍｍ、長さ２ｍ　、重さ２８ｋｇの開孔部材（２２
）を自由落下させ、自重により装入炭中に侵入せしめ、
しかるのち、巻上げ機構（２３）により開孔部材（２２
）を巻上げ、炭化室上部空間に通じる抽気孔（２６）を
設けた。

第　　　１　　　表（注）揮発分と仄分はドライベースその間は、集塵フード（１１）からの吸引は継続すると
共に、当該炭化室（４）の上昇管（１２）に設置された
図示しない高圧安水ノズルからの高圧安水の噴射を継続
し、炭化室（４）内を負圧に保持して装炭口（９）から
の粉塵と火炎の噴出を抑制した。

このようにして抽気孔開孔装置（２０）を設置した装炭
車（３）を使用し、炭化室（４）に装入された装入炭中
に炭化室上部空間と通じる抽気孔（２６）を設けた場合
のコークス炉の操業結果を、従来の操業結果と比較して
第２表に示す。

第　　　２　　　表第２表に示すとおり、本発明方法の場合は、装炭作業の
総計時間は、抽気孔開孔作業に要した８秒延びるだけで
、装炭作業には大きな影響を与えるものではなかった。

また、抽気孔開孔中も集塵フードからの吸引と高圧安水
の噴射を継続して炭化室内を負圧に維持したため、装炭
中の発塵も従来方法に比較して何等変らなかった。

このようにこの発明方法は、抽気孔開孔作業により装炭
作業に支障を与える問題は何等発生せず、有効な抽気孔
の開孔法である。

また、コークス炉操業への影響は、本発明法の場合は、
９００℃到達時間で１．２時間短縮されており、乾留促
進効果の大きいことが認められる。この結果コークスの
乾留温度も上がるため、ドラム強度が上昇し、そのバラ
ツキも低減してコークス品質の安定向上に有効である。

さらに、コークス押出し時の押出電流値も３０アンペア
低下しているから、乾留中の石炭膨脹圧力が低下し、コ
ークスケーキの炉壁からの肌離れが十分に行なわれたも
のと推定され、炉壁保全の面でも有効である。

実施例３コークス炉団の端に設けた高さ７２１０ｍｍ、長さ７９
２０ｍｍ、幅４５０ｍｍ、容積２５．７ｍ３の実炉大試
験装置を使用し、実施例１に記載の実機装炭車で装入炭
を装入したのちレベリングし、付設した抽気孔開孔装置
の開孔部材として、先端を４５゜の円垂状とした直径４
８ｍｍ（ａ）と９０ｍｍ（ｂ）の金棒の重量を変えて自
由落下させ、金棒重量と金棒侵入深さを測定した。その
結果を第４図に示す。

第４図に示すとおり、装入炭の上面から２ｍまで抽気孔
を穿孔するためには、直径４８ｍｍで２０ｋｇ、直径９
０ｍｍでは約５０ｋｇの重量が必要であった。

発明の効果この発明方法によれば、水分を含有する装入炭を室炉式
コークス炉で乾留時、コークス化の促進とコークス品質
の安定向上、炉体保全に効果的である。しかも、装入炭
の炭中に炭化室上部空間と通じる抽気孔を、装炭作業に
何等支障を与えることなく開孔できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の抽気孔開孔装置を供えた装炭車とコ
ークス炉の炉長方向の一部概略断面図、第２図は同じ抽
気孔開孔装置の抽気孔開孔時の状態を示す縦断面図、第
３図はその抽気孔開孔後の状態を示す縦断面図、第４図
は実施例３の金棒重量と金棒侵入深さの関係を示す線図
である。１・コークス炉、３・・装炭車、５・・給炭ホッパー７・・給炭内筒、９−・装炭口、１１・・集塵フード２０・・・抽気孔開孔装置、２２　開孔部材、２４・　ワイヤーローブ、２６・抽気孔、ａ　・直径４８ｍｍの金棒、２・・・レール、４・・炭化室、６・・補助ホッパ− ８・・・移動スリーブ、１０・・レベラー１２・・上昇管、２１・・・ガイドバイブ、２３・巻上げ機構、２５・・・位置センサーｂ・直径９０ｍｍの金棒、第１図第４図金棒重閂（１；Ｇ）第２図どど

Claims

【特許請求の範囲】１　室炉式コークス炉の炭化室に装入された水分を含む
装入炭の上面から、装入炭層中に炭化室上部空間と通じ
る抽気孔を開孔する方法において、装炭車の装入炭供給
部の補助ホッパー、給炭内筒、および移動スリーブの中
心を通って開孔部材を自由落下させ、自重により装入炭
層中に侵入させたのち、別に設置した巻上げ手段によっ
て開孔部材を巻上げることを特徴とするコークス炉装入
炭の抽気孔開孔法。２　室炉式コークス炉の炭化室に装入された水分を含む
装入炭の上面から、装入炭層中に炭化室上部空間と通じ
る抽気孔を開孔する装置において、装炭車の装入炭供給
部の補助ホッパー、給炭内筒、および移動スリーブの中
心を通って自由落下可能の開孔部材と、開孔部材上端と
連結手段を介して連結した巻上げ手段を設置したことを
特徴とするコークス炉装入炭の抽気孔開孔装置。