JPH06248269A - コークス炉装入炭の抽気孔開孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 室炉式コークス炉の炭化室内に装入された水
分を含む配合炭２に、この表面から配合炭２の内部に至
る抽気孔２ａを設け、炉壁を介しての加熱により配合炭
２の内部に発生する水蒸気を抽気孔２ａを介して炭化室
の上部空間に抽気しつつ行うコークス炉装入原料炭の乾
留方法において、配合炭２の表面からの開孔時、開孔部
材３より配合炭２内部に向けて水を散布しながら配合炭
２中に差し込み、差し込み後開孔部材３を直ちに引き抜
く。 【効果】 調湿炭操業のような低水分炭操業において
も、安定的に抽気孔を開孔でき、乾留の促進が図れると
ともに、コークス品質の安定向上も図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室炉式コークス炉に水
分を含む原料炭を装入して乾留する際に、装入原料炭の
炭中部に炭化室の上部空間に通じる水蒸気の抽気孔を設
けるコークス炉装入原料炭の抽気孔開孔方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】炭化室に装入された水分を含む原料炭
を、炭化室両側の炉壁を介して加熱し、乾留せしめる、
室炉式コークス炉によるコークスの製造に際しては、近
年、乾留効率の向上と炉体の延命化を実現しつつ、製品
となるコークスの品質の向上を達成することが求められ
ており、そのための技術開発が進められている。

【０００３】乾留効率の向上と、炉体の延命化は相反す
る要求であり、これらを両立することは難しい。例えば
乾留効率の向上を図るため、通常８〜１０％含まれてい
る装入炭の全水分を低下するべく、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。

【０００４】この技術は、乾留所要時間を短縮するこ
とによるコークス炉の生産性向上、装入炭嵩密度の増
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
できるが、一方では装入炭を予熱するために莫大な設備
投資を必要とするという問題がある。

【０００５】このため、予熱炭装入法は、一般に普及す
るには至らず、一部のコークス製造工場に採用されるに
止まっているのが実情である。さらに、装入嵩密度が増
大するため、乾留の際に炉壁へ大きな膨張圧力が作用
し、炉壁を損傷するおそれもある。

【０００６】また、乾留効率の向上のため、炉幅や炉高
を拡大する検討もなされているが、これらの方法は新規
にコークス炉を設置する場合には有効であるが、既設の
コークス炉には適用できないので、既設炉の乾留効率の
向上には寄与できない。

【０００７】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はいるが、この方法は炉体
の堅牢性を損なうおそれがあるので、必ずしも採用でき
るとは限らない。

【０００８】さらにまた、炉体の延命対策として、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、炉内温度を低下させて
操業することも考えられるが、この方法は生産性を下げ
てしまうので乾留効率とは相矛盾した方法である。

【０００９】すなわち、乾留効率の向上と炉体の延命を
両立させながら、コークスの品質の安定・向上を達成す
ることは極めて難しい問題であった。

【００１０】そこで本発明者のうちの１名は、装入炭に
含まれる水分の乾留過程における脱水挙動に着目し、水
分を含む装入炭を乾留する際の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炉壁
側への流れにあり、その流れを高温の炉壁（少なくとも
１０００℃以上）方向から低温の炭化室上部空間（７５
０〜８５０℃）方向に変えれば、炉壁から炭中部への伝
熱効率の改善と、炉壁への膨張圧力を抑制できることを
知見し、この知見に基づいて特開平２−１４５６８７号
公報に記載の方法を提案した。

【００１１】すなわち、特開平２−１４５６８７号公報
に記載の方法は、炭化室に装入された水分を含む装入炭
の表面をレベリングした後、炉上の装炭口から開孔部材
を炉内の石炭層に差し込み、これを引き抜くことによっ
て炭化室上部の空間部に通じる抽気孔を設け、乾留初期
に発生する水蒸気の流れを炭化室上部の空間に変えよう
とするものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、装入
原料炭の水分を、予熱炭装入法よりも水分含有率は多い
が、通常含まれている量よりも少ない５．５〜６％程度
に予め調整した上でコークス炉へ装入して乾留を行う、
いわゆる調湿炭操業が実用化されている。この調湿炭操
業に先の特開平２−１４５６８７号公報に記載の方法を
適用した場合、炭化室に装入された水分を含む装入炭の
表面をレベリングした後、炉上の装炭口から開孔部材を
炉内の石炭層に差し込み、これを引き抜くと、石炭層の
一部が崩れて安定的な抽気孔の形成が困難であることが
判明した。

【００１３】本発明は、調湿炭操業に特開平２−１４５
６８７号公報に記載の方法を適用した場合にも、安定的
に抽気孔を開孔することのできるコークス炉装入炭の抽
気孔開孔方法を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】室炉式コークス炉への装
炭は、通常重力落下方式で実施されているが、この時の
炉上１ｍ部分における嵩密度は概略７００〜７５０ｋｇ
／ｍ³ である。そして、この嵩密度水準では、装入炭の
水分が６％以下になると水分による粒子間の接着力が低
下して、開孔部材を引き抜いた後の抽気孔壁を支えるこ
とができず、安定的な抽気開孔が不可能となる。そこ
で、上記した目的を達成するために、本発明者らは、鋭
意検討を行った結果、開孔部材より水を散布しながら装
入炭中に差し込み、その後直ちに開孔部材を引き抜け
ば、６％以下の低水分の装入炭にも安定的に抽気孔を開
孔できることを実験によって見出し、本発明方法を成立
させたのである。

【００１５】すなわち、本発明のコークス炉装入炭の抽
気孔開孔方法は、室炉式コークス炉の炭化室内に装入さ
れた水分を含む原料炭に、この原料炭の表面から原料炭
の内部に至る開孔を設け、炉壁を介しての加熱により原
料炭の内部に発生する水蒸気を前記開孔を介して炭化室
の上部空間に抽気しつつ行うコークス炉装入原料炭の乾
留方法において、前記原料炭表面からの開孔時、開孔部
材より原料炭内部に向けて水を散布しながら装入炭中に
差し込み、差し込み後開孔部材を直ちに引き抜くことを
要旨としているのである。

【００１６】

【作用】上記した本発明方法においては、開孔部材より
原料炭内部に向けて水を散布しながら装入炭中に差し込
むので、抽気孔壁周辺の水分濃度が高くなり、水分によ
る粒子間接着力が回復して安定的な抽気孔の開孔が可能
となる。

【００１７】本発明方法において、散布する水量は、抽
気孔周辺３０ｍｍ厚さの石炭層の水分を７％以上に高め
るだけの量であればよい。しかし、水量が多すぎると装
入炭の水分絶対値を増加させることになるので好ましい
ものではない。７％でも開孔は可能であるが、開孔部材
が振動の影響を受け易く、実用的には８％程度が好適で
ある。

【００１８】また、水の散布速度は、開孔部材の侵入速
度にあわせて、前述の水分濃度となるように適宜選択す
ればよい。例えば直径５０ｍｍの開孔部材を通常侵入速
度０．１ｍ／秒で差し込む場合は、１１ｍｌ／秒の散布
速度が好適である。

【００１９】なお、本発明方法において、水の散布方法
は抽気孔壁に水が散布できるものであれば特にその方法
は問わないが、例えば開孔部材に鋼製の中空パイプを用
い、その先端部から水を散布する方法等を採用すればよ
い。

【００２０】

【実施例】

〔実施例１〕炉幅が実炉と同等の鋼製模型炉１（幅０．
４５ｍ、長さ０．８ｍ、高さ１．２ｍ）内に、実操業に
通常使用する配合炭（粒径３ｍｍ以下のものが８３重量
％含有したもの）２の水分を変化させて嵩密度が７００
ｋｇ／ｍ³ となるように装入して、その配合炭２の表面
をレベリングした後、模型炉１の上部に設けた装入口１
ａから直径５０ｍｍの鋼製パイプの先端部に水散布口３
ａを設けた図１（ｂ）に示す開孔部材３を装入し、水を
散布しながら侵入速度０．１ｍ／秒で前記配合炭２の表
面から１ｍの深さまで差し込んだ。そして直ちに開孔部
材３を引き抜いた。なお、引き抜く際には水の散布を停
止して行った。

【００２１】形成された抽気孔２ａの深さを計測し、開
孔率を求めた結果を表１に示す。ここで、開孔率とは、
形成された抽気孔２ａの深さの、開孔部材３の侵入深さ
に対する百分率をいう。また、同時に、比較として、水
散布口３ａを設けない同様形状の開孔部材を用いた試験
も実施した。

【００２２】

【表１】

【００２３】この表１に示す結果より、本発明方法によ
れば安定的な開孔が可能であることは明らかである。

【００２４】〔実施例２〕炉高７１２５ｍｍ、炉長１６
５００ｍｍ、炉幅４６０ｍｍのコークス炉において、平
均フリュー温度１０４０℃、平均乾留時間２４時間の操
業条件で、表２に示す全水分６．２％の装入炭を前記コ
ークス炉の炭化室内に装入し、装入炭の表面をレベリン
グした後、実施例１で示したものと同じ開孔部材を用い
て、４個の各装炭口から炭中部に向かって図１（ｂ）に
示す構成の先端部直径が７０ｍｍの開孔部材を開孔深度
２ｍまで差し込み、その後直ちに開孔部材を上昇させて
炭化室上部の空間に通じる抽気孔を設けた。

【００２５】この時の開孔部材の侵入速度は０．１ｍ／
秒で、水散布量は１５ｍｌ／秒の条件で実施した。な
お、開孔部材の引き上げ時は水噴射を停止して行った。
また、開孔作業中は、当該炭化室の上昇管に設置された
高圧水安水ノズルから高圧安水を噴射し、炭化室内を負
圧に保持して装炭口からの粉塵と火炎の噴出を防止し
た。

【００２６】

【表２】

【００２７】抽気孔を開孔しない従来の通常操業結果
（従来法１）と、水散布無しに抽気孔を開孔して操業し
た結果（従来法２）を、上記した条件で抽気孔を開孔し
て操業した本発明法の結果に併せて表３に示す。

【００２８】

【表３】

【００２９】表３における従来法１と従来法２との比較
より、水分６．２％の調湿炭操業では従来の抽気孔開孔
方法（従来法２）では若干の乾留時間短縮効果は認めら
れるものの顕著ではない。これに対して、本発明方法で
は、９００℃到達時間が０．９時間も短縮されており、
本発明方法によって抽気孔が安定的に開孔されているこ
とが理解され、十分な抽気能力が得られ、乾留時間の大
幅な短縮が達成されることが判る。

【００３０】また、本発明方法ではコークス強度が大幅
に向上するとともに、強度ばらつきも明らかに大幅に減
少しているのが判る。これは水蒸気の抽気により窯内の
乾留遅れ部分の乾留が促進され、乾留が均一化されてい
ることを示すもので、本発明方法のコークス品質の安定
向上への有効性を示している。

【００３１】さらに、本発明方法においては、表３に示
すように、操業完了後にコークス炉からコークスケーキ
を押し出すのに必要な押し出し電流値が小さく、コーク
スケーキの炉壁からの肌離れが良好であることが明らか
であり、炉壁保全の面でも有効である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、調湿炭操業のような低水分炭操業においても、安定
的に抽気孔を開孔することが可能であり、乾留の促進を
図ることができるとともに、コークス品質の安定向上も
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明方法の実験を行った模型炉の模
式的断面図、（ｂ）は本発明方法を実施する際に使用す
る抽気孔開孔部材の一部切欠断面図である。

【符号の説明】

１ 模型炉 １ａ 装入口 ２ 配合炭 ２ａ 抽気孔 ３ 開孔部材 ３ａ 水散布口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室炉式コークス炉の炭化室内に装入され
   た水分を含む原料炭に、この原料炭の表面から原料炭の
   内部に至る開孔を設け、炉壁を介しての加熱により原料
   炭の内部に発生する水蒸気を前記開孔を介して炭化室の
   上部空間に抽気しつつ行うコークス炉装入原料炭の乾留
   方法において、前記原料炭表面からの開孔時、開孔部材
   より原料炭内部に向けて水を散布しながら装入炭中に差
   し込み、差し込み後開孔部材を直ちに引き抜くことを特
   徴とするコークス炉装入炭の抽気孔開孔方法。