JPH0453896A - コークス熱間粉化試験装置 - 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、土に高炉内におけるコークスの高温性状の評
価に用いるコークスの熱間粉化試験装置に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 高炉用コークスの粉化特性は高炉操業に多大な影響を与
える。粉化特性が上昇すると炉内の通気抵抗が増加し、
装入物の棚つりゃスリップなどの装入物陣下異常を招き
、高炉操業に悪影響を及ぼす。従ってコークス製造部門
ではコークス粉化特性管理が重要な業務になっている。

コークス粉化特性の評価方法の代表的なものの中にタン
ブラ−試験がありＪＩＳにも規定されている。この試験
方法は、例えば塊コークスをタンブラ−試験機内へ入れ
４００回転させた後の＋６ＩＩ１１歩留りをもってＴＩ
ごと称し、コークスの冷間での耐摩耗性を表す指数とし
て使用している。！９指数は高炉通気抵抗指数との対応
性がよく重要視されている。

しかしながらＴＩｒは現状の管理指数の中では高炉との
対応性は良好であるもののＴｌ−のみで高炉炉況変動を
説明しきれない現象が一部存在するのも事実である。こ
れはＴＩＥ”が冷間の強度評価にとどまるためであり、
コークスが高炉内でガス化反応を受けて劣化する挙動が
考慮されていないためである。ガス化によるコークス強
度劣化を評価する方法としては、鉄と鋼、Ｖｏｌ、７０
、（１９８４）　ｐ、４３等に示されている反応後強度
測定試験が知られている。

しかし当方法の問題点はガス化処理した後にＴ型強度試
験をするところにある。このような試験方法ではガス化
反応が高温になるほど粒子内拡敞律速となり反応域が粒
子の表層に限定され劣化が粒子内部に至らないため強度
は高めに評価され真に高炉内での反応による粉化挙動を
評価しているとはいい雌いのである。

このように従来技術ではガス化反応により生成した脆弱
層が表層にとどまるため、反応が拡散律速となる頭載で
は反応層がコークスの表層に限定されてしまうので、高
炉内のように反応で生成した脆弱層が衝撃で剥離され、
フレッシュな表層が常に形成されるといったコークスの
粉化挙動を精度よく評価することができなかった。

〈発明が解決しようとする課題〉 以上のような背景より本発明は、高炉内でのコークスの
粉化挙動をより精度よく評価することのできるコークス
熱間粉化試験装置を桿案することを目的とするものであ
る。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、雰囲気ガスの流出入を可能ｔこした加熱炉内
に、円筒状の側壁とその下蓋及び該円筒内に出し入れ可
能な径を有する上蓋とからなる反応容器を設け、かつ該
側壁、該上蓋多び該下蓋それぞれの内壁面には充填され
たコークス塊を拘束する複数の突起を設け、かつ該上蓋
と該下蓋間には充填されたコークス塊を押圧する所定の
荷重が負荷されるように構成し、かつ該側壁に対して該
上蓋が充填されたコークス塊を拘束した状態で相対的に
回動できるようにしたことを特徴とするコークス熱間粉
化試験装置である。

く作　用〉 本発明装置は上述のように構成されているので、コーク
スのガス化処理と衝撃による粉化を同時に施せる。例え
ば、高温の炭酸ガス化雰囲気下で容器内に充填した塊コ
ークスに押圧荷重を与え、拘束固定した状態で容器を回
転させることで容器内のコークスが互いにゴリゴリとこ
すりあって粉化するので、あたかも高炉内でコークスが
粉化する如く、ガス化反応で生成した脆弱層が衝撃で剥
離され、フレッシュな表層が常に形成されるコークスの
粉化過程を再現することができる。

従って、本発明の試験装置により、コークスの高炉内で
の粉化特性を従来法より精度よく評価できるようになっ
た。

次に実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

〈実施例〉 本発明装置の特徴は反応容器内に充填された塊コークス
の上、底部をスパイク状突起で拘束した状態で容器を回
転させることにより、内部のコークスをガス化反応させ
ながら同時に回転粉化させることにある。

第１図は本発明装置の一実施例で、その概略図である６
図において、５は加熱炉で、１２は電熱ヒーター、１３
は断熱耐火れんがであり、１は加熱炉５内に設けられた
反応容器である。

第２図は、反応容器１にコークス３を充填し、荷重を負
荷し、側壁１−１を回転さセたときの模式図である。点
線で示した位置がコークスの仮想摩擦面である。

反応容器１は円筒状の側壁１−１と該円筒内に出し入れ
可能な径を有する上蓋１−２及び下蓋１３から構成され
ている。そして側壁、上蓋及び下蓋の内壁面にはスパイ
ク状の突起１−４が設けられ充填したコークスをその上
部から所定の荷重で拘束できるようになっている。上蓋
１−２の上部にはシャフト１５が固定されており、所定
の荷重は６−１を支点とした重錘６によりシャフト１５
に伝達される。下蓋１−３の下部には同様にソヤフ目４
が固定されており、上ｌｌｌ−２からの押圧力を受けて
いる。なおシャフト１４はパイプで構成されておりその
下部で雰囲気ガスの導入口８に連なっている。８から導
入された雰囲気ガスはシャフ目４から、下蓋１−３に穿
たれたガス流出孔１１を通り、反応容器■中へ噴射され
る。そして加熱炉内５を通りサイクロン９に導がれる。

また反応容器１の側壁１−１は円筒形で、その底部には
溝が設けられ、シャツ目４と同心円をなスハイプ１Ｇに
固定されており、パイプＩ６はべ／Ｌ４又は歯車１７を
介してモーター１７に接続されている。

なお、この例では反応容器１の側壁１−１を回転させる
構造としたが、側壁を固定させ上下の蓋部を回転させる
構造とすることもできる。

また、この例では反応ガスの導入に下蓋を支持するパイ
プと下蓋に穿たれたガス流出孔を用いたが、加熱炉内下
部から直接反応ガスを噴出させるようにし、反応容器全
体をポーラスな構造としてもよい。

なお、第３図（ａ）に反応容器の上蓋の断面図、［有］
）に平面図を示す、　１０が突起で１１がガス流出孔で
ある。

次に第４図に側壁１−１と下Ｍ１−３が一体となった本
発明の他の実施例である反応容器を示す。

（ａ）は断面図、（ｂｌは平面図である。この場合側壁
１１に設けられた突起は円筒の内周高さ方向に設けられ
た４木の丸棒１−４である。第５図はこの反応容器にコ
ークス３を充填し、荷重を負荷し、側壁を回転させたと
きの模式図である。点線で示した位置がコークスの仮想
＊擦面である。

本発明の反応容器の側壁は円筒形でその内壁に設けられ
た複数の突起１−４により、容器の回転に伴って隣接す
るコークスを連動させる働きがある。突起に隣接するコ
ークスの運動によりその半径方向に存在するコークスに
も運動が伝わり容器内中心部の拘束コークスの周囲を歯
車が回転するが如くゴリゴリと回転し始め衝撃粉化作用
を及ぼず。内部の回転運動が均一になることが重要であ
り、このためスパイクの長さは上部への荷重８ｋｇｆ、
反応容器１４０φでコークス粒径１０−１５ｍを使用し
た場合は、第３図に示すように放射状で等間隔に５φ×
５腸Ｈを２８個程度設け、コークス装入深さは１３０〜
１５０ｍ＋＋Ｈで良好な回転挙動を示す。

下Ｍ１−３の底部には溝がありシャフト１４を経て回転
装置７へと連結されている。回転速度は非常にゆっくり
で高炉内での標準コークスの反応粉化量２５％と、内部
の回転状態から１　＝０．５ｒｐ−が良好である０反応
温度、ガス雰囲気は任意の条件で設定すればよい。ガス
流速は反応容器内で発生したコークス粉が反応容器内に
滞留できる流速とすることが望ましい０本発明者らの実
験では管内流速２．５ｍ／ｓ以下であれば発生したコー
クス粉のサイクロン９側への移動は全く生しないことを
ｔｉ認している。

コークスの粉化特性の評価はコークスの反応前重量Ｗ０
、反応後のコークス重量Ｗｌ、反応後の＋５閣のコーク
ス重量Ｗ！を秤量し、反応後の粉率ＰＩと反応率Ｒ１を
求めることにより行う。

ＰＩ＝　　　　　　　Ｘ１００（％） 表１　測定条件 表２　粉率測定結果の比較 因みに、第４回に示す反応容器を用い、表１に示す測定
条件で製造条件の異なる８種の実炉コークスの反応粉化
実験を行った結果を表２に示す。

また、同コークス使用中の高炉で休風中の羽目から炉芯
のコークスを採取し粉率の測定およびガスサンプリング
結果から炉内でのコークスツルージョンロス量を１算で
求めた。結果を表２に示す。

本発明で測定したコークス粉率（−５ｍｃｏ）の値と羽
目採取コー・クスの粉率は良好な対応関係があり、本発
明装置が高炉内のコークス粉化特性を精度よく評価でき
ることが実証された。

〈発明の効果〉 本発明装置により、コークスの高炉内での粉化特性を実
高炉羽目からコークスサンプリングすることなしに簡便
に、かつ高精度で評価できるので高炉で必要とする品質
のコークスを確実に供給することができるようになり高
炉炉況の安定に寄与できる。

また、この試験装置を用いて得られたコークスの高温粉
化特性値を利用して、コークスの特性値を設定目標値に
制御するに必要なコークス製造条件（素材の選択、コー
クス炉形状等の各因子の単独または組合）を容易に見つ
け出せる効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体図、第２図は本発明装置の作
動模式図、第３図（ａ）は反応容器の上蓋の側面図、（
ｂ）は突起の配置を示す平面図、第４図（ａ）は反応容
器の側面図、（支））は下蓋の突起の配置を示す平面図
、第５図は本発明装置の作動模式図である。 ■・・・反応容器、 １−２・・・上蓋、 １−４・・・突起、 ５・・・加熱炉、 ６−１・・・支点、 ８・・・反応ガス入口、 １１・・・ガス流出孔、 １３・・・耐火れんが、 １−１・・・側壁、 １−３・・・下蓋、 ３・・・コークス、 ６・・・重錘、 ７・・・減速機モータ、 ９・・・サイクロン、 １２・・・電気炉、 １４・・・ンヤフト、 Ｊ５・・・シャフト、 】６・・・パイプ。 り 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 雰囲気ガスの流出入を可能にした加熱炉内に、円筒状の
   側壁とその下蓋及び該円筒内に出し入れ可能な径を有す
   る上蓋とからなる反応容器を設け、かつ該側壁、該上蓋
   及び該下蓋それぞれの内壁面には充填されたコークス塊
   を拘束する複数の突起を設け、かつ該上蓋と該下蓋間に
   は充填されたコークス塊を押圧する所定の荷重が負荷さ
   れるように構成し、かつ該側壁に対して該上蓋が充填さ
   れたコークス塊を拘束した状態で相対的に回動できるよ
   うにしたことを特徴とするコークス熱間粉化試験装置。