JPH0768523B2

JPH0768523B2 - コークス炉装入原料の圧密方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0768523B2
Application number: JP63129076A
Authority: JP
Inventors: 恵三井上; 邦彦西岡; 潔三浦
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH01103694A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は室炉式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するための炉装入原料の上
部圧密方法およびその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図に室炉式コークス炉の機構を示す側面図の１例を
掲げる。コークスの製造は通常、上部に４〜５個所の装
入口２を有する炭化室１に原料炭装炭車３により炉上か
ら装入口２を経て原料炭４を落下装入し、押出機５側の
窯口上部開口６よりレベラー７を挿入し、原料炭上面に
接して炭化室全長にわたり進退させて均し作業を行い、
発生ガス道８が確保できるよう上面レベルを平準化した
後、炭化室１の両側、第４図では前後側の燃焼室から煉
瓦を通して加熱して製造する。生成コークスは、炭化室
１の表裏扉9,10を開き、押出機５で表扉９側に押出し、
ガイド車11を経て消火車12に搭載する。

この方法で製造されるコークスは炭化室の炉長、炉高、
炉巾の３方向で大きな品質偏差、乾留温度偏差のあるこ
とが知られている。

これらの偏差原因の一つは炉内に装入される原料が、炉
長、炉高、炉幅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、原料炭が炉上の装入口２から落
下装入される結果、炉高方向の嵩密度偏差は炉の下部に
比較して炉上部の嵩密度が低く、炉長方向には装入口２
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。また炉幅方向についても炉壁と原料炭接触部
との摩擦のため、炉中心部の方が嵩密度が高い傾向にあ
る。炉内嵩密度偏差の一例として本発明者等の調査で
は、平均嵩密度735kg/m³の場合で約±50kg/m³もの大き
な偏差の生ずることを確認している。

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許りでなく、乾留
効率の低下を招くことになる。従って装入原料炭の嵩密
度を均一に調整する技術の開発が極めて重要な課題とな
ってきている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

こうした背景から、近年、レベラーに工夫を加え、装入
原料炭上部の嵩密度偏差を改善する試みが種々提案され
ている。

従来のレベラーの構造は第１図（イ）、第２図（イ）に
示すように、レベラー本体７は炉長方向にのびる両側板
13,13の内部に仕切板14を一定間隔に設置した天板、底
板のない梯子状の構造のため第５図（イ）のコークス炉
要部炉長方向断面模式図にみるように、装入原料炭４の
上面を装入口２の直下および装入口と装入口との間の原
料炭の装入山部を均す役割を果たすだけで、装入原料炭
４の上面を圧密する機能は有していなかった。しかも装
入口２直下と装入口２間との装入高さを完全に平準化す
るにも十分とは言えなかった。また、第６図（イ）のコ
ークス炉要部炉巾方向断面模式図にみるように炉巾方向
の中央部3/4のみしか均すことができなかった。

これに対して、特に炉の上部における装入原料炭の嵩密
度を向上するものとして例えば特公昭59−184345号、特
公昭59−18437号および特開昭62−11794号には加圧加振
機構を備えたレベラーが開示され、原料炭の上面をこの
レベラーを用いて圧密しようとするものがある。しか
し、これは加振による炉壁煉瓦の目地切れや損傷が懸念
され、さらに加振装置をレベラーに組込むことは機構的
に複雑なため、保守管理の観点から長期間、継続使用が
可能かどうか疑問がある。

また、これ等はレベラーの先端をシリンダー装置で屈曲
するか、またはレベラー全体を傾動させる構造であるた
め、傾動角が一定に固定されるため、凹凸のある原料炭
表面で振動圧密効果が均一とならないおそれがある。

また、特公昭59−18435号のように加圧板を備えたレベ
ラー全体を窯口近傍に設けたガイド部材を支点として傾
動せしめ原料炭の表面を加圧するものもあるが、レベラ
ー全体を傾動せしめるのは設備的にも大規模となる許り
でなく、前記の如く傾動角が一定に固定されたものは山
谷を有する原料炭に対して山の部分の圧密効果はあって
も谷の部分の圧密は効果が挙がらないと思われる。

さらに特開昭61−272284号の如くレベラーの下面に仕切
板による箱ごとに後方に向かって上方に傾斜した底板を
とりつけ、この傾斜板によって圧密効果をねらったもの
もあるが、このものは原料炭の上面を僅かに圧密する程
度で大きな嵩密度向上効果を有するものとは思われな
い。

本発明はこうした従来技術の問題点を認識した上で、簡
便で効果の挙がるコークス炉上部における装入原料炭の
嵩密度向上方法およびその装置を提供しようとするもの
である。

〔問題を解決するための手段〕

本発明はコークス炉炭化室へ装入された原料炭上面に接
して炭化室の全長にわたり進退可能に設けたビーム本
体、例えば第１図（ロ）、第２図（ロ）に示すように、
レベラーの少くとも先端に荷重板15をヒンジ16で連結
し、レベラー後退時に荷重板の重みにより装入原料上面
を圧密する方法および装置を基礎とするものである。

すなわち、本発明の基礎となる発明はコークス炉炭化室
へ装入された原料炭上面に接して炭化室の全長にわたり
進退可能に設けたビーム本体の少なくとも先端に、第２
図（ロ）に示すように炭化室装入原料の上面に当接する
圧面板部17とそれから斜め上方に後退するレベリング部
18とを備えた荷重板15をその後方上端においてビーム本
体にヒンジ16構造で連結し、ビーム本体が前進する時に
は荷重板15をビーム本体内に吊上げ、ビーム本体が後退
する時には荷重板15をビーム本体外へ吊下げ、荷重板の
重みによりその圧面板部17で原料炭上面を圧密するもの
である。

そして請求項１の発明は、上述した種々のコークス炉上
部における装入原料炭の嵩密度向上方法や装置が、窯口
上部開口幅の制限および両側炉壁煉瓦の損傷を避けるた
めに、第６図（イ）および（ロ）の如く炉幅方向の中央
部約3/4ほどしか均しまたは圧密できなかった点をさら
に改善するもので、コークス炉炭化室の全長にわたり進
退可能に設けたビーム本体の少なくとも先端に、第２図
（ロ）に示すように炭化室装入原料の上面に当接する圧
面板部17とそれから斜め上方に後退するレベリング部18
とを備えた荷重板15をその後方上端においてビーム本体
にヒンジ16構造で連結し、ビーム本体が前進時には荷重
板15をビーム本体内に吊り上げ、ビーム本体が後退時に
は荷重板15をビーム本体外へ吊下げ、荷重板の重みによ
りその圧面板部で原料炭上面を圧密する方法において、
第３図，第４図に示すごとく圧面板部17を内方へ反発可
能な弱い力で外方左右へ拡がろうとする複数枚の圧面板
17′,17″で構成し、少なくともビーム本体が後退する
際に、吊下げた荷重板の複数枚の圧面板17′,17″を外
方左右へ拡げて、炉幅全面の原料炭を圧密する方法を要
旨とする。

また、請求項２および３の発明は、上記請求項１の発明
を実施するに適したコークス炉装入原料の圧密装置に関
するもので、前者は、第２図（ロ）に示すように炭化室
装入原料の上面に接する圧面板部17と、それから斜め上
方に後退するレベリング部18とを備えた荷重板15をその
後方上端においてビーム本体７にヒンジ16構造で連結
し、ビーム本体が前進する時荷重板を吊上げ、ビーム本
体が後退する時にはビーム本体外へ吊下げ、荷重板の重
みによりその圧面板部で原料炭上面を圧密する装置にお
いて、第３図および第４図に示すように前記圧面板部を
外方左右へ拡げ得る複数枚の圧面板17′,17″で構成
し、該圧面板の原料炭上面と接する面に、進行方向軸に
対し適当角度24をなす線状突起または線状切れ込み23を
設け、ビーム本体後退時に、前記複数の圧面板17′,1
7″が自動的に炉幅全面に拡がるよう構成したコークス
炉装入原料の圧密装置を要旨とし、後者は、前記圧密装
置において、前記複数の圧面板17′,17″にさらに荷重
板がビーム本体内へ吊上がるときにビーム本体に接触す
る傾斜案内面を有するガイド21を取り付け、荷重板の吊
上げに際し、開いた状態の複数の圧面板17′,17″が自
動的に内方向へ狭まるよう構成したコークス炉装入原料
の圧密装置を要旨とする。

〔作用〕

本発明の基礎となる発明法では、上述の如く、また第１
図（ロ）および第２図（ロ）で理解されるように、例え
ばレベラー７の少くとも先端部に荷重板15を有し、この
荷重板15はレベラー７の本体とヒンジ16で連結されてお
り、レベラー前進時には例えばワイヤ20でレベラー本体
内に吊上げ、レベラーが後退時にはワイヤ20を緩めて荷
重板15をヒンジ16を支点にしてレベラー外へ吊下げ原料
炭の上面に圧面板部17で荷重をかける。この状態は第５
図（ロ）のコークス炉窯部炉長方向断面模式図および第
６図（ロ）から理解される通りで、レベラー７の後退
時、荷重板15のレベリング部18にて、装入レベルの高い
装入口２直下の原料炭を装入レベルの低い窯口や装入口
間へ掻き落し、均し効果を高める許りでなく、そのヒン
ジ構造のため圧面板部17での原料炭上面への荷重量も一
定に維持することができるので、圧密効果は炉長方向で
一定に保持される。

そして、請求項１および２の本発明は、上記作用の上
に、例えばレベラー後退時、原料炭の上面に荷重をかけ
る荷重板15の複数の圧面板17′,17″が外方左右に拡が
り、第６図（ハ）から理解される如く炉幅全面にわたっ
て均等に装入原料炭を圧密する作用があり、炉長、炉
高、炉幅方向の装入原料の嵩密度偏差を是正できる。

さらに請求項３のガイド21を設けた装置は、荷重板15の
吊上げとともに、拡がった圧面板17′,17″が自動的に
内方へ狭まってレベラー内に収容される。従って、レベ
ラー挿入、抜き出し時、窯口上部開口６を損傷せず、ま
た左右炉壁25,25を損傷する懸念なく、そのままレベラ
ーを前進せしめることができる。

〔実施例〕

次に本発明の基礎となる発明について通常のレベラー本
体をビーム本体として用いた場合を例にして実施例を説
明する。

第１図（ロ）および第２図（ロ）において、７はレベラ
ー本体で、本発明の基礎となる発明で用いるレベラーで
は、少くともその先端部に荷重板15を有する。

荷重板15は炭化室原料炭上面と平行な１枚の圧面板部17
と、それから斜め上方に後退するレベリング部18を有
し、その後方上部においてヒンジ16によりレベラー７本
体に連結され、荷重板15はこのヒンジ16を中心に自由に
揺動できる構造である。

荷重板15はレベラー７が炭化室１の全長にわたって前進
するときはレベラー本体内に吊上げておくために、図示
例ではワイヤと滑車を用いる方法を採っている。すなわ
ち荷重板15の先端21に結ばれたワイヤ20は其の真上のレ
ベラー部に設けた滑車22を経て後方に導かれ、図示して
いないウインチに巻取られる。すなわち、レベラー７を
前進せしめるときはウインチでワイヤ20を引張り、荷重
板15の先端21をヒンジ16を中心に持ち上げ、レベラー本
体７内に荷重板を収納する（第２図（ロ）実線表示）。

次にレベラー７を炭化室１の全長にわたって後退せしめ
るときは、ウインチを回してワイヤ20を緩め、荷重板15
をヒンジ16を中心に自重でレベラー７外へ吊下げるので
ある（第２図（ロ）鎖線表示）。

この状態でレベラー７を後退させると第５図（ロ）にみ
るように装入レベルの高い装入口２直下の原料炭を装入
レベルの低い窯口や装入口間へ均す作用を荷重板のレベ
リング部18が行う許りでなく、荷重板15が自由に揺動し
てその圧面板部17で装入原料炭４上面に荷重をかけ圧密
する。

ここで重要なことは、荷重板15がレベラー７にヒンジ16
で揺動自由に連結されている点であり、荷重板15の吊上
げ吊下げ方法は必ずしも前述の滑車22とワイヤー20を使
った方法にとらわれることはなく、他の適当な代替手段
によってもよい。

第３図および第４図（イ）（ロ）は本発明の方法および
装置で用いられる荷重板の圧面板部の裏側平面図および
側面図と正面図である。これらの方法および装置で用い
られる荷重板も前記基礎の発明におけると同様、荷重板
15は炭化室原料炭上面と平行な圧面板部17と、それから
斜め上方に後退するレベリング部18を有し、その後方上
部においてヒンジによりレベラー本体に連結され、この
ヒンジを中心に自由に揺動できる構造であるが、圧面板
部17が外方左右に拡げ得る複数枚の圧面板が構成され
る。

すなわち、第４図の例では後端をレベリング部18にヒン
ジ16′構造で結合され、外方左右に扇状に拡げ得る相重
なる２枚の圧面板17′,17″で構成されている。このよ
うに後端をヒンジ結合し、扇子様に外方左右に拡げる構
造は一例であって、これに限るものではない。例えば複
数枚の圧面板をたすき様ヒンジで結合し、アコーディオ
ンの如く左右に拡げる構造等、炉幅全面にわたって外方
左右に自由に拡げ得る構造であればよい。

上記のように結合された複数の圧面板17′,17″は、第
３図に示す如く、裏面に進行方向軸に対し適当角度をな
す線状突起または線状切れ込み23が設けてあって、レベ
ラー本体が後退するとき、炭化室の原料炭上に自重で圧
着する圧面板は装入原料から受ける抗力を前記線状突起
または線状切れ込みにより炉幅方向への分力に変え、自
動的に外方左右炉幅全面に拡がり、炉幅全面にわたって
原料炭を圧密する。この場合、外方左右へ拡がろうとす
る力は、内方へ反発可能な弱いものであるから、両側炉
壁25,25への影響は殆ど起こらない。

前記線状突起物ないし線状切れ込み23の進行方向軸とな
す角度24は、荷重板15の重量、線状突起物または切れ込
み23の高さ、または深さ、長さ、本数によって変わるか
ら、圧面板が円滑に拡がる条件により決定する。例え
ば、荷重板15の荷重が50g/cm²、線状突起物の高さ5mm、
長さ150mmの場合、30゜〜60゜が適当で、30゜より狭い
と圧面板が円滑に拡がらず、60゜を超えると開いた圧面
板の炉壁25にかける圧力が大となり好ましくない。な
お、上記第３図の例は一例にとどまり、原料炭上面から
受ける抗力を利用する代わりに、例えばバネで拡げる
等、その他の適当な手段によってもよい。

第４図（イ）（ロ）の21は圧面板17′,17″に設けられ
傾斜案内面を有するガイドで、第１図（ロ）に示したレ
ベラー７を前進せしめるためにワイヤ20により荷重板15
をレベラー内に吊上げる際、ガイド21の傾斜案内面が第
１図（ロ）のレベラー側板13に接触し、開いた状態の圧
面板17′,17″が自動的に内方へ狭まる作用を行う。

第８図は荷重板15が装入原料炭４上面にかける荷重量g/
cm²と原料炭上面からの深さ距離（ｍ）および嵩密度kg/
m³との関係を調べた図表で、10〜100g/cm²で深さ距離約
1mの範囲に嵩密度の向上が認められ、また100g/cm²を越
えて荷重をかけても効果が小さく意味のないことが判明
した。

本発明の効果を確認するため、模型炉による実験を行っ
た。

コークス模型炉は、炭化室の寸法が高さ7.125m、炉巾46
0mm、長さ16.5mの実操業炉の炉長のみ1/2とし、実操業
炉の炉団の端に設置し、実操業の装炭車を用いて原料を
模型炉に装入できるようにした。

第９図は模型炉の側面を模型的に示すもので、装入原料
炭の嵩密度を測定するために、サンプリング孔を炉高方
向では炉底より1.5,3,4.5,5.5,6,6.5mの位置６ケ所につ
いて、また炉長方向では２つの装入口の直下２個所、お
よび装入口と窯口までの２個所、装入口と装入口との間
２個所の計36孔を設置した。

実験は通常操業に用いる配合炭（原料粒度3mm以下83重
量％，含水分9.2重量％）を、通常の装炭車を用いて模
型炉に装入後、本発明に用いるレベラーを使用して本発
明方法を実施し、その効果を装入嵩密度測定および装入
原料炭の高さ測定により評価した。なお実験に用いた圧
面板は、荷重50g/cm²で第１図（ロ）に示す形状の圧面
板が１枚のものおよび荷重50g/cm²、２枚の圧面板17′,
17″の裏面に深さ3mmの切れ込み５本を45゜に設けたも
のを使用した。なお比較のため第１図（イ）に示した従
来法に使用するレベラーを使っての実験を併せて行っ
た。

上記実験の結果は、まず第10図に示すように、炉底より
6mm位置における嵩密度分布は、従来方法の場合（・
印）と比較して、本発明の基礎となる発明の方法および
本発明方法を実施し、荷重50g/cm²で装入炭上面を圧密
した場合（印及び×印）の方が、炉長方向の装入口直
下と窯口または装入口間の嵩密度差が大巾に改善され、
且つ25〜65kg/m³の嵩密度向上効果が認められた。

特に、２枚の圧面板による本発明方法は窯巾全体の圧密
がなされるため、嵩密度向上効果は圧面板が１枚の場合
に比較し大きいことが認められた。

また同時に行った装入高さの測定では第11図に示すよう
に、従来方法の場合（・印）においては装入口直下と窯
口、または装入口間の装入高さの差が40〜60cmであった
ものが、本発明方法を実施し、荷重50g/cm²の装入炭上
面を均した場合（印および×印）ではその差が10cm以
内に改善されており、均し効果も高いことが確認され
た。

次に本発明方法における荷重板15による荷重量の影響に
ついて圧面板が１枚のものを用いて試験した結果、第12
図のとおり前述の基礎実験結果（第８図）と同じく、荷
重の影響は炉高方向、原料炭上面から約1m程度であり、
荷重量としては10g/cm²以上であれば上部1m程度の嵩密
度低下を抑制でき、100g/cm²を越える荷重量を加えても
嵩密度の一層の向上を見込めず、10〜100g/cm²の範囲が
荷重量として適当と判断された。

〔発明の効果〕

以上から理解されるとおり、本発明の方法および装置に
よれば室炉式コークス炉の炉長、炉高方向、さらに圧面
板が拡がることにより炉幅の全幅にわたって装入原料炭
の嵩密度の均一化が得られ、また装入高さも均一化する
顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は従来のレベラーの斜視図、第１図（ロ）
は本発明の基礎となる発明に使用する荷重板の一例でレ
ベラー本体に取付けたところを示す斜視図、第２図
（イ）は第１図（イ）先端部の側面図、第２図（ロ）は
第１図（ロ）先端部の側面図、第３図は本発明に使用す
る荷重板の一例でその平板部の裏側平面図、第４図
（イ）は同上側面図、第４図（ロ）は同上正面図、第５
図（イ）は従来法のレベリング実施の態様を示すコーク
ス炉要部炉長方向断面模式図、第５図（ロ）は本発明方
法実施の態様を示すコークス炉要部炉長方向断面模式
図、第６図（イ）は従来法のレベリングの実施の態様を
示すコークス炉要部炉幅方向の断面模式図、第６図
（ロ）は本発明の基礎となる発明の実施の態様を示すコ
ークス炉要部炉幅方向の断面模式図、第６図（ハ）は本
発明実施の態様を示すコークス炉要部炉幅方向の断面模
式図、第７図は室炉式コークス炉の概要を示す側面図、
第８図は装入原料炭上面への荷重量と原料炭上面からの
距離および嵩密度の関係図、第９図は実験用模型コーク
ス炉の断面図、第10図は模型コークス炉長手方向各位置
における炉底より6m位置での装入原料炭の嵩密度の本法
と従来法の比較図、第11図は模型コークス炉長手方向各
位置における原料炭装入高さの本法と従来法のレベリン
グ効果の比較図、第12図は装入原料炭上面への荷重量と
装入口直下の炉底から各高さにおける嵩密度を示す図で
ある。図中、1:炭化室、2:装入口、3:装炭車、4:原料炭、5:押
出機、6:窯口上部開口、7:レベラー、8:発生ガス道、9:
表扉、10:裏扉、11:ガイド車、12:消火車、13:レベラー
側板、14:レベラー仕切板、15:荷重板、16,16′：ヒン
ジ、17:圧面板部、17′,17″：圧面板、18:レベリング
部、19:台車、20:ワイヤー、21:ガイド、22:滑車、23:
線状突起または線状切り込み、25:炉壁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コークス炉炭化室へ装入された原料炭上面
に接して炭化室の全長にわたり進退可能に設けたビーム
本体の少なくとも先端に、炭化室装入原料の上面に当該
する圧面板部とそれから斜め上方に後退するレベリング
部とを備えた荷重板をその後方上端においてビーム本体
にヒンジ構造で連結し、ビーム本体が前進する時には荷
重板をビーム本体内に吊上げ、ビーム本体が後退する時
には荷重板をビーム本体外へ吊下げ、荷重板の重みによ
りその圧面板部で原料炭上面を圧密する方法において、
圧面板部を内方へ反発可能な弱い力で外方左右へ拡がろ
うとする複数枚の圧面板で構成し、少なくともビーム本
体が後退する際に、吊下げた荷重板の複数枚の圧面板を
外方左右へ拡げて、炉幅全面の原料炭表面を圧密するこ
とを特徴とするコークス炉装入原料の圧密方法。
【請求項２】炭化室装入原料の上面に接する圧面板部
と、それから斜め上方に後退するレベリング部とを備え
た荷重板をその後方上端においてビーム本体にヒンジ構
造で連結し、ビーム本体が前進時荷重板を吊上げ、ビー
ム本体が後退時にはビーム本体外へ吊下げ、荷重板の重
みによりその圧面板部で原料炭上面を圧密する装置にお
いて、前記圧面板部を外方左右へ拡げ得る複数枚の圧面
板で構成し、該圧面板の原料炭上面と接する面に、進行
方向軸に対する適当角度をなす線状突起または線状切れ
込みを設け、ビーム本体後退時に、前記複数の圧面板が
自動的に炉幅方向全面に拡がるよう構成したことを特徴
とするコークス炉装入原料の圧密装置。
【請求項３】請求項２に記載の圧密装置において、前記
複数の圧面板に、さらに荷重板がビーム本体内へ吊上が
るときに、ビーム本体に接触する傾斜案内面を有するガ
イドを取り付け、荷重板の吊上げに際し、開いた状態の
複数の圧面板が自動的に内方向へ狭まるよう構成したこ
とを特徴とするコークス炉装入原料の圧密装置。