JPH059475A - コークス炉における乾留制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コークス炉炭化室への装入炭の装入におい
て、装入炭との接触による壁面温度の低下を、けい石煉
瓦の熱膨張変態点の一つである８７０℃以上に保持す
る。 【構成】 コークス炉１の操業において、１回当りの装
入石炭レベルを６００ｍｍ以下とし、１０〜２０分間隔
で装入するか、装入石炭レベルを６０〜３０ｍｍ／ｍｉ
ｎの割合で連続装入することによって、装入炭との接触
による壁面温度の低下を抑制する。 【効果】 炭化室壁を構成するケイ石煉瓦の熱膨張変態
点以下への温度低下が抑制され、煉瓦のスポーリングが
減少して炉寿命が延長できる。また、ガス発生量が平滑
化されて装入直後のガス洩れの減少、ガス精製工程での
ガス圧力、ガス量調整頻度が減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コークス炉炭化室へ
装入炭を装炭時、炉壁煉瓦の温度低下をけい石煉瓦の熱
膨張変態点の一つである８７０℃以上に抑制できる乾留
制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】室炉式コークス炉の操業においては、コ
ークス炉の炉上に敷設したレール上に走行自在に載置し
た装炭車のホッパーに１窯分の装入炭を積載し、赤熱コ
ークスを排出した炭化室上に装炭車を走行移動せしめ、
炉上の複数個の装入口を開放して装入炭を自然落下によ
り炭化室に装入し、押出機のレベラーを炉蓋の均し口か
ら炭化室に挿入して進退せしめ、装入された石炭の上面
を水平に均すのが一般的である。

【０００３】上記赤熱コークスを排出した装入される直
前の炭化室の壁面温度は、通常約１０００〜１１００℃
であるが、装入に伴いほぼ室温で７〜１１％の水分を含
有する装入炭との接触により、約３００〜４００℃の急
激な温度低下が生じる。この急激な温度低下は、窯出し
のたびに繰返されされる。炭化室の壁面を構成するけい
石煉瓦は、８７０℃に熱膨張変態点の一つがあり、上記
の約３００〜４００℃という急激な温度低下によって８
７０℃の熱膨張変態点以下に低下することが繰返され、
次第に亀裂、剥離など、いわゆるスポーリングを起こ
し、最終的にはコークス炉の寿命を決定する主原因とな
っている。

【０００４】上記炭化室への装入炭の装入に伴う壁面の
急激な温度低下を防止する有効な方法としては、水分を
５〜６％に低減して装入する調湿炭装入法、水分０〜１
％の装入炭を装入する予熱炭装入法等の装入炭水分の低
減による効果と、装入時の室温以上の装入炭の顕熱によ
る効果を利用する方法、あるいは最初に装入炭全量の１
／２〜１／３を装入し、残りを火落時間までの間に一括
または分割して装入乾留する方法（特開昭６３−１８７
７９６号公報）が有効と考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記装入炭水
分の低減による効果と、装入時の室温以上の装入炭の顕
熱による効果を利用する調湿炭装入法、予熱炭装入法等
は、炭化室へ一度に全量を装入する一括装入法であるた
め、水分７〜１１％の装入炭を装入する通常装入法に比
べ、炭化室壁温度の低下を抑制できるものの、炭化室壁
煉瓦を構成するけい石煉瓦の熱膨張変態点の一つである
８７０℃より大幅に壁面温度が低下することは避けられ
ない。また、乾留促進（脱ガス反応）効果によって、装
入直後のガス発生量が急増し、コークス炉においては装
入作業、均し作業時のガス洩れによる公害が、ガス精製
工程においてはガス圧力、ガス量の調整処置の頻度が増
加する等の欠点がある。

【０００６】また、特開昭６３−１８７７９６号公報に
開示の方法は、最初に装入炭全量の１／２〜１／３を装
入するため、炭化室下部の壁面温度の急激な低下が避け
られない欠点がある。

【０００７】この発明の目的は、炭化室への装入炭の装
入において、装入炭との接触により壁面温度が低下して
も、けい石煉瓦の熱膨張変態点の一つである８７０℃以
上に壁面温度を保持できるコークス炉における乾留制御
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく装入方法について種々試験研究を行った。
その結果、装入炭の装入量および装入タイミングをコン
トロールすることによって、装入炭との接触により壁面
温度が低下しても、けい石煉瓦の熱膨張変態点の一つで
ある８７０℃以上に保持できることを見い出し、この発
明に到達した。

【０００９】すなわちこの発明は、コークス炉の操業に
おいて、１回当りの装入石炭レベルを６００ｍｍ以下と
し、１０〜２０分間隔で分割装入するのである。

【００１０】また、コークス炉の操業において、装入石
炭レベルを６０〜３０ｍｍ／ｍｉｎの割合で連続装入す
るのである。

【００１１】

【作用】この発明においては、１回当りの装入石炭レベ
ルを６００ｍｍ以下とし、１０〜２０分間隔で分割装入
することによって、一回の装入による最大壁面降下温度
を１５０℃以下に抑制することができ、装入後の炭化室
壁面温度をけい石煉瓦の熱膨張変態点の一つである８７
０℃以上に保持することができ、けい石煉瓦のスポーリ
ングを防止することができる。また、従来法によるガス
発生量は、装入直後に最大のピークが生じ、平均発生量
との相対比では約２〜５倍もの発生が確認されており、
特に調湿炭装入法、予熱炭装入法でこの傾向が強く、装
入時のガス洩れなど公害面の懸念があった。しかし、こ
の方法におけるガス発生量は、装入直後の最大ピークが
平均発生量との相対比で１．６以下に低下するのであ
る。

【００１２】また、装入石炭レベル６０〜３０ｍｍ／ｍ
ｉｎの割合で連続装入することによって、分割装入以上
の装入炭の分散が可能となり、炭化室壁面保有熱量の移
動時間の確保による温度低下防止効果が得られるのであ
る。この場合においても、装入速度は、上記分割装入法
の装入速度と概ね一致させることが必要である。

【００１３】上記この発明の分割装入法および連続装入
法における装入終了時期は、乾留後の中心コークス温度
から判断すると、装入開始から２時間後がｍａｘと考え
られる。したがって、この発明の分割装入法および連続
装入法のいずれにおいても、例えば、炉高７１２５ｍ
ｍ、有効装入高６６００ｍｍとした場合、１回当りの装
入レベルを６００ｍｍ、装入間隔１０分とすると、装入
開始から１１０分で装入が完了することとなる。また、
連続装入する場合は、６０ｍｍ／ｍｉｎとすれば、同様
に１１０分で装入が完了する。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図面に基いて
説明する。図１は使用した試験コークス炉の炭化室を示
すもので、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は装入レベルを
示す縦断面図である。図１において、試験コークス炉１
は、長さ１０００ｍｍ、高さ２０００ｍｍ、炉幅４５０
ｍｍの電気炉で、炉壁は１００ｍｍのけい石煉瓦からな
っている。この試験コークス炉１の上部装入口２から装
入レベルを下段６００ｍｍ、中段１２００ｍｍ、上段１
８００ｍｍの３レベルで装入し、炭化室３の壁温度低下
を炭化室３の壁面から５ｍｍの位置で、温度低下の最大
と考えられる各装入レベルの中間高さ位置に熱電対Ａ〜
Ｃを配設し、装入炭水分、装入炭温度を変化させて測定
した。また、全量一括装入に相当する上段レベル時は２
０時間乾留における発生ガス量を測定した。そして装入
レベルと最大壁温度低下温度差、装入炭性状との関係を
図２に示す。装入炭性状と平均ガス発生量に対するピー
クガス発生量の比を表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】図２に示すとおり、下段以上、すなわち一
度の装入量が６００ｍｍを超えると最大壁温降下温度差
は、１５０℃をこえることが明らかである。したがっ
て、従来法は、いずれも一括装入、あるいは最初に１／
２〜１／３を装入するものであるから、装入に伴う壁温
度の降下が１５０℃を超えることが明白である。さら
に、従来法によるガス発生量の特徴は、表１に示すとお
り、装入直後に最大のピークが生じ、平均ガス発生量と
の相対比では、約４〜７倍もの発生が確認された。特に
調湿炭法、予熱炭法でこの傾向が強く、装入時のガス洩
れなどの公害面の懸念がある。なお、最大壁温降下温度
差の試験は、装入レベルを確認しながら実施したため、
装入炭性状毎の装入重量に差があり、単にガス発生量で
の比較ではなく平均ガス発生量との相対比とした。

【００１７】実施例２ 実施例１により、一度の装入量は、炭化室の壁温度低下
から判断して６００ｍｍ以下が望ましいことが明白であ
るから、１回の装入量を６００ｍｍ以下の順次分割装入
が有効と判断されたので、順次装入実施に必要な装入ピ
ッチによる壁温度低下の影響、ガス発生量の推移および
装入レベルの変化について試験した。使用した装入炭
は、水分８．５％、装入量５４０ｋｇ（１８０ｋｇ×３
回）の条件で実施した。さらに、順次装入の最後に装入
される部分を想定した最終コークス温度への影響につい
て試験した。その結果を、装入ピッチと最大壁温降下温
度差、装入レベルの関係を図３に、装入ピッチと平均ガ
ス発生量に対する最大ガス発生量の比を表２に示す。

【００１８】

【表２】

【００１９】図３に示すとおり、１回の装入量を６００
ｍｍとした場合、炭化室の壁温降下温度１５０℃以下と
するためには、その装入ピッチを１０分以上としなけれ
ばならない。実際のコークス炉の装入レベルは、現状で
は６６００ｍｍ前後が最大であるから装入に約２時間を
要することとなる。また、装入レベルは、図３から明ら
かなとおり、装入ピッチの増加に伴い一定重量装入後の
装入レベルが低下している。このため、装入量が一定重
量であれば、均し作業を省略することができる。また、
装入量が一定装入レベルであれば、装入量を増加させる
ことができ、生産性が向上する。さらに、表２に示すと
おり、ガス発生量は、表１に比較して大幅に低下してい
る。使用した試験炉の場合は、装入高さに対する１回の
装入高さの比が１／３もあるが、実炉では１／６〜１／
１１のため、表２の値はもっと１．０に近付くと考えら
れる。

【００２０】実施例３ 順次装入の最後に装入される部分の乾留状態を確認する
ため、一括装入して２０時間乾留した従来法の場合と、
コークス排出から１時間４０分後に１回目、１時間５０
分後に２回目、２時間後に３回目の装入を行って１８時
間乾留した場合、同じくコークス排出から２時間４０分
後に１回目、２時間５０分後に２回目、３時間後に３回
目の装入を行って１７時間乾留した場合のそれぞれにつ
いて、投入熱量を一定として最終装入（３回目）のコー
クス中心温度の推移を測定した。そして一括装入で２０
時間乾留した従来法の場合と３回の分割装入で１８時間
乾留した場合の結果を図４および図５に示す。また、乾
留終了時点での最終装入のコークス中心温度を表３に示
す。

【００２１】

【表３】

【００２２】図５に示すとおり、加熱条件を従来法と同
一としたため、装入が開始される１時間４０分までは、
通常加熱状態で空窯となるため、壁温度が破線で示すよ
うに上昇しており、１８時間乾留にもかかわらず最終コ
ークス温度にほとんど差がないのは、装入後急速乾留を
受けたためと判断される。また、表３に示すとおり、最
終コークス温度から判断すると、分割装入における最終
装入時間は、最初の装入から２時間以内が望ましい。

【００２３】上記実施例１〜３においては、この発明方
法のうち、分割装入法について説明したが、連続装入法
においても同様の効果が得られることは以下の理由から
明らかである。すなわち、従来法に比較してこの発明法
の分割装入法の効果は、装入の分散による壁保有熱量の
移動時間の確保による温度低下防止が明白であり、分割
装入法以上に装入の分散が可能な連続装入法は、少なく
とも同程度の効果が得られる。ただし、連続装入法にお
いても、装入速度（ｍｍ／ｍｉｎ）は分割装入法の装入
速度と概ね一致させることが肝要である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、炭化室の壁面を構成するけい石煉瓦の装入に伴う温
度低下を大幅に低減でき、けい石煉瓦の熱膨張変態点の
一つである８７０℃以下への温度低下を防止できるか
ら、壁面煉瓦のスポーリングが減少し、炉寿命の延長を
図ることができる。また、コークス生産量を一定とする
場合は、装入後の均し作業を削減でき、装入レベルを一
定とする場合は、装入量を増加できるので、生産性が向
上する。さらに、ガス発生量が平滑化され、装入直後の
ガス洩れが大幅に低減し、ガス精製部門でのガス量管理
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用した試験コークス炉の炭化室を示
すもので、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は分割装入レベ
ルを説明するための縦断面図である。

【図２】実施例１における装入レベルと最大壁温度低下
温度差、装入炭性状との関係を示すグラフである。

【図３】実施例２における装入ピッチと最大壁温降下温
度差、装入レベルの関係を示すグラフである。

【図４】実施例３における従来法の一括装入での乾留時
間と壁温度および中心コークス温度の推移を示すグラフ
である。

【図５】実施例３における本発明の分割装入で１８時間
乾留時の乾留時間と壁温度および中心コークス温度の推
移を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 試験コークス炉 ２ 装入口 ３ 炭化室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉の操業において、１回当りの
   装入石炭レベルを６００ｍｍとし、１０〜２０分間隔で
   分割装入することを特徴とするコークス炉における乾留
   制御方法。
2. 【請求項２】 コークス炉の操業において、装入石炭レ
   ベルを６０〜３０ｍｍ／ｍｉｎの割合で連続装入するこ
   とを特徴とするコークス炉における乾留制御方法。