JPH08183958A - コークス炉装入炭の抽気方法および抽気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コ−クス炉に装入された装入炭層中に発生す
る水蒸気を確実に抽気するための抽気通路を形成する方
法およびそのための装置を提供する。 【構成】 炭化室１内に装入された石炭層２の上部に所
定深さの抽気孔１３を開孔し、次いで、抽気孔１３の内
部にコ−クス１４を充填することによってコ−クス層孔
３を形成し、これを通して石炭層２から発生する水蒸気
を、炭化室１の上部空間に抽気することからなる。その
ための装置は、装炭口１２を通して炭化室１内の石炭層
２の上部に、所定深さの抽気孔１３を開孔するための開
孔機構Ａと、抽気孔１３内にコ−クスを充填するための
コ−クス投入機構Ｂと、開孔機構Ａおよびコ−クス投入
機構Ｂを支持し、順次装炭口１２に向けて位置させるた
めの、水平移動可能に配置された支持台車機構Ｃとから
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、室炉式コ−クス炉の
炭化室に水分を含む石炭を装入し、乾留してコ−クスを
製造する際に発生する水蒸気を抽気する方法およびそれ
を抽気する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コ−クス炉の炭化室に装入された石炭
（以下、装入炭という）は、空気を遮断され、両側の燃
焼室から伝達される熱により加熱され、乾留されてコ−
クス化される。このように、石炭をコ−クス炉において
乾留しコ−クスを製造する場合、水分を含んだ石炭が炭
化室内で加熱されると、付着水分は１００℃までに蒸発
し、結晶水は１００〜３００℃にかけて放出される。そ
して４００〜５００℃で溶融軟化し、約１０００℃でコ
−クスとなる。室炉式コ−クス炉におけるコ−クスの製
造においては、装入炭は炭化室の両側にある燃焼室から
炭化室壁を介して間接的に加熱される。従って、炭化室
内の装入炭の温度分布は、炭化室の周壁部から内部に向
かって温度降下するパタ−ンを呈する。このような温度
分布パタ−ンの装入炭には、装入後、炭化室の周壁部に
溶融軟化帯が形成し、操業時間の経過と共に徐々に中央
に向かって進行していく。この時、溶融軟化帯に囲まれ
た領域の装入炭から発生した水蒸気は逃げ場を失い、そ
の内部に閉じ込められる。このような場合には、炭化室
内での乾留速度が不均一になり、コ−クスの品質バラツ
キが大きくなる。更に、コ−クスの乾留所要熱量が増大
する。

【０００３】従来、室炉式コ−クス炉の操業において
は、乾留速度の向上および炉体の寿命延長を図りつつ、
しかもコ−クス品質の均質化を図ることが要求されてい
る。しかしながら、乾留速度の向上と炉体の延命とを両
立させることは困難である。即ち、装入炭を予め予熱乾
燥した後使用すれば、乾留速度の向上、コ−クス化性の
向上および乾留所要熱量の低減を図ることができる。し
かし、このような装入炭法は、炉内での装入嵩密度が増
大するため、乾留の際に炉壁に大きい膨張圧がかかり、
炉壁を損傷する恐れがある。また、装入炭の予熱乾燥設
備の建設操業には莫大な設備投資を必要とする。

【０００４】これに対して、特開平５−２７１６６０号
公報は、コ−クス炉の炭化室に装入炭を装入後、これか
ら発生する水蒸気を炭化室の上部空間に抽気する抽気孔
を迅速、且つ、確実に形成しようとする方法および装置
を開示している（以下、先行技術という）。

【０００５】図３は、先行技術に開示された上記抽気孔
を形成するための装置の要部を示す概略側面断面図であ
る。同図において、２は装入された石炭層、１３は抽気
孔、１７は装入炭の上面を平らに均すレベラ−、１８は
開孔部材、１９は開孔部材１８を案内するガイドロ−
ル、２０は円錐状部材、２１は板バネである。先行技術
の要旨は、コ−クス炉の炭化室に装入された水分を含む
装入炭２の上面から、装入炭層に炭化室上部空間と通じ
る抽気孔１３を開孔する方法であって、レベラ−１７の
幅方向中央に配列した先端近傍では下方に湾曲して配置
されたガイドロ−ル１９に、先端に円錐状部材２０を連
結した板バネ２１からなる開孔部材１８を移動自在に挿
通し、装入炭２の上表面のレベリングを終了した後レベ
ラ−１７を所定位置まで後退させ、開孔部材１８を装入
炭２中に進退せしめて抽気孔１３を順次開孔することに
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術によ
り、装入炭の上表面から一旦は所望の径および深さの抽
気孔を形成することはできる。しかし、先行技術では、
装入炭層の上部から抽気孔を開孔するために、このよう
にして形成された抽気孔の周囲から流動性のある装入炭
が流れ込み、抽気孔が装入炭によって閉塞される。即
ち、装入炭から発生する水蒸気を抽気するための所望の
抽気孔を安定して保持することはできない。従って、炭
化室内に形成された溶融軟化帯の内側の装入炭から発生
する水蒸気が十分に抽気されない。

【０００７】従って、この発明の目的は、上述した問題
点を解決することにより、室炉式コ−クス炉の炭化室に
装入された装入炭層中に発生した水蒸気を抽気するため
に、安定して保持することができる、装入炭層と炭化室
上部の空間とを連通する抽気通路を形成する方法および
そのための装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたものであり、その要旨は下記の
とおりである。この発明によるコ−クス炉装入炭の水蒸
気抽気方法は、室炉式コ−クス炉の炭化室内に石炭を装
入した後、前記石炭が装入された前記炭化室内の石炭層
の上部に、前記石炭層上面から所定深さの抽気孔を開孔
し、次いで、前記抽気孔の内部にコ−クスを充填するこ
とによって前記石炭層の上部に、コ−クス層孔を形成
し、前記炭化室内において乾留される前記石炭から発生
する水蒸気を、前記コ−クス層孔を通して前記炭化室の
上部空間に抽気することに特徴を有するものである。

【０００９】また、この発明によるコ−クス炉装入炭の
抽気装置は、室炉式コ−クス炉の炭化室上部に設けられ
た装炭口を通して前記炭化室内の石炭層の上部に、前記
石炭層上面から所定深さの抽気孔を開孔するための開孔
機構と、前記開孔機構によって開孔された前記抽気孔内
にコ−クスを充填するためのコ−クス投入機構と、前記
開孔機構および前記コ−クス投入機構を水平移動可能に
支持し順次前記装炭口に向けて位置させるための、前記
炭化室上方に配置された支持台車機構とからなることに
特徴を有するものである。

【００１０】

【作用】この発明のコ−クス炉装入炭の水蒸気抽気方法
においては、室炉式コ−クス炉の炭化室内に石炭が装入
された後、その石炭層の上部に、石炭層上面から所定深
さの抽気孔を開孔し、次いで、この抽気孔の内部にコ−
クスを充填する。ここで、抽気孔の深さは、概ね炭化室
の幅の１／２以上とするのが良く、これは上部溶融帯の
位置（深さ）は、これより内部には進行しないことが経
験上知られているからである。このようにして形成され
たコ−クス層孔の空隙率は通常約４５〜５５vol%であ
り、この空隙を通してコ−クス層孔の下端面から上端面
まで貫通する隙間通路が形成されている。更に、このコ
−クス層は溶融軟化帯内部の石炭からの水蒸気発生が完
了するまでの間、コ−クス層孔を保持するのに十分なコ
−クス強度を有する。従って、このコ−クス層孔内部に
形成された上記隙間通路を通って、溶融軟化帯の内側で
石炭から発生した水蒸気は完全に炭化室の上部空間に抽
気される。

【００１１】なお、上記抽気孔を所定の開孔機構で開孔
する場合、炭化室への石炭装入口（以下、装炭口とい
う）を通して行なうのが便利である。装炭口の個数は、
室炉式コ−クス炉の場合、通常、各炭化室に４〜５個ず
つ設けられていることから、開孔すべき抽気孔の個数
を、各炭化室に４〜５個ずつ開孔する方法が便利であ
る。ただし、抽気孔の個数をこのように限定するもので
はない。

【００１２】また、この発明のコ−クス炉装入炭の抽気
装置は、炭化室内の石炭層の上部に、石炭層上面から所
定深さの抽気孔を開孔するための開孔機構と、開孔され
た抽気孔内にコ−クスを充填するためのコ−クス投入機
構と、これら開孔機構およびコ−クス投入機構を支持し
これら両者を順次前記装炭口に向けて位置させるため
の、水平移動可能に配置された支持台車機構とからなっ
ている。この発明の装置はこのように構成されているの
で、開孔機構は支持台車機構によって装炭口の上方へ水
平移動させられ位置決めされる。次いで、開孔機構の開
孔機が下降して装炭口から炭化室内に進入し、石炭層上
部に孔を開け、所定の深さの抽気孔を形成することがで
きる。開孔機構は支持台車機構によって装炭口上方から
退避させられる。次いで、コ−クス投入機構が支持台車
機構によって装炭口の上方へ水平移動させられ位置決め
される。

【００１３】次いで、コ−クス投入機構の投入シュ−ト
が装炭口内部まで下降し、上記抽気孔にコ−クスを投入
し充填することができる。次いで、コ−クス投入機構は
支持台車機構によって装炭口上方から退避させられる。
このようにして、石炭層の上端面から溶融軟化帯の内側
まで連続するコ−クス層孔を形成することができる。一
方、上記コ−クス層孔には、前述したように、その下端
面から上端面まで貫通する隙間通路が形成され、この隙
間通路は装入炭内部からの水蒸気発生が完了し抽気が完
了するまで保持される。このようにして、この発明の装
置を用いれば、溶融軟化帯の内側で加熱された石炭から
発生する水蒸気を炭化室の上部空間に完全に抽気するこ
とができるコ−クス層孔を、炭化室内の石炭層に形成す
ることができる。

【００１４】

【実施例】次に、この発明を実施例により更に詳細に説
明する。図１は、本発明のコ−クス炉装入炭の抽気装置
の１実施例を示す概略縦断面図である。同図において、
４は開孔ドリルであって、石炭層２の上部に抽気孔１３
を開孔するためのもの、５はモ−タ−であって、開孔ド
リル４を旋回させるためのもの、６は昇降シリンダ−で
あって、開孔ドリル４およびモ−タ−５を支持し昇降さ
せるためのものであり、開孔機構Ａは上記開孔ドリル
４、モ−タ−５および昇降シリンダ−６で構成されてい
る。７はコ−クスの投入シュ−ト、８はコ−クス投入シ
ュ−ト７を昇降させるためのシリンダ−、９はコ−クス
１４を貯留・切り出しするためのホッパ−であり、コ−
クス投入機構Ｂは投入シュ−ト７、シリンダ−８および
コ−クスホッパ−９で構成されている。

【００１５】コ−クスホッパ−９から切り出されるコ−
クス量の制御は、コ−クスホッパ−９の下端部に取り付
けられたゲ−トの開閉により切り出されるコ−クス量
を、コ−クスホッパ−９に取り付けられたロ−ドセルで
秤量し、所定量となるように調整する。

【００１６】１０は抽気台車であって、炭化室１の上方
にあり、開孔機構Ａおよびコ−クス投入機構Ｂをそれに
支持・固定し水平移動させるためのものである。１１は
シリンダ−であって、抽気台車１０（図２参照）を水平
方向に走行移動させるためものであり、装炭車１５に固
定されている。なお、１はコ−クス炉の炭化室、２は石
炭層（装入炭層）、３はコ−クス層孔である。

【００１７】図２は、抽気台車の支持・牽引機構を示す
概略縦断面図である。同図に示すように、抽気台車１０
は、装炭車１５に固定された抽気台車移動用のシリンダ
−１１の先端に連結されており、装炭車１５と同じレ−
ル２２上を走行するようになっている。レ−ル２２は、
コ−クス炉１６上部に敷設されており、装炭車１５は装
入炭を炭化室に装入するためのものであり、駆動機構
（図示せず）を有し自力走行できる。抽気台車１５、台
車移動用のシリンダ−１１およびレ−ル２２によって、
支持台車機構Ｃが構成されている。

【００１８】以下、図に基づいて本発明の実施例を説明
する。はじめに上記図１を用いて説明する。装炭口１２
から所定量の石炭を炭化室１に装入し、装入された石炭
のレベリングをした後、直ちに、シリンダ−１１の作動
によって台車１０を装炭口１２の上方に向けて前進さ
せ、台車１０に配設された開孔ドリル４を装炭口１２に
位置合わせをし、次いで、開孔ドリル４をモ−タ−５に
よって旋回させながらシリンダ−６によって下降させ、
装炭口１２を経由し石炭層２に挿入して抽気孔１３を開
孔した。抽気孔１３の深さは、開孔ドリル４の刃４ａの
先端４ｂが、３００ｍｍとなるようにした。抽気孔１３
の径は使用したドリル刃の径（２００ｍｍ）とほぼ同じ
で、約２００ｍｍであった。上記抽気孔１３を開孔した
後、開孔ドリル４を上昇させ、シリンダ−１１の作動に
より台車１０を後進移動させて開孔機構Ａを装炭口１２
から退避させて元の位置に戻した。

【００１９】次に、シリンダ−１１の作動によって台車
１０を装炭口１２の上方に向けて前進させ、台車１０に
配設された投入シュ−ト７を装炭口１２に位置合わせを
し、次いで、シリンダ−８の作動によって投入シュ−ト
７を降下させ、その下端を装炭口１２の内部位置で停止
させ、コ−クスホッパ−９から、５ｋｇのコ−クス１４
を切り出し、抽気孔１３の内部に投入してコ−クス層孔
３を形成させた。抽気孔１３には通常のコ−クスを使用
した。このようにして、空隙率の大きい、コ−クス層孔
３を形成させた後、投入シュ−ト７を上昇させ、そし
て、シリンダ−１１の作動により台車１０を移動させ、
コ−クス投入機構Ｂを装炭口１２から退避移動させて元
の位置に戻した。

【００２０】上述したように、本発明の抽気装置を使用
して、室炉式コ−クス炉に装入された装入炭の抽気を行
なう試験操業を実施した。表１に、この試験操業（以
下、本発明操業という）時の操業条件、および、このよ
うにして製造されたコ−クス（以下、本発明供試体とい
う）についての品質試験結果を示す。また、本発明を実
施しない通常操業（以下、比較用操業という）について
も、操業条件、および、製造されたコ−クス（以下、比
較用供試体という）についての品質試験結果を表１に併
記した。

【００２１】

【表１】

【００２２】コ−クスの品質を、冷間における回転強度
で評価するため、ＪＩＳＫ２１５１回転強度試験法によ
り、３０ｍｍの篩下で１５ｍｍの篩上の重量の試料量に
対する百分率（ＤＩ₁₀ ³⁰）で表示した。

【００２３】表１の結果から、本発明の方法および装置
によって製造されたコ−クスの本発明供試体は、本発明
を実施せずに製造されたコ−クスの比較用供試体より
も、強度に優れ、そのバラツキも少ないく、また、本発
明操業による場合の方が比較用操業による場合の方がコ
−クス乾留熱量が少ないことがわかる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、室
炉式コ−クス炉の炭化室内の石炭層上部に所定深さの抽
気孔を開孔し、その内部にコ−クスを充填することによ
って所定の深さのコ−クス層孔を形成することができる
ので、石炭層内部と炭化室上部との間に抽気路を確実に
形成することができ、これを通して石炭層内部で発生す
る水蒸気を完全に抽気することができる。従って、炭化
室内における乾留速度が均一化されてコ−クス品質のバ
ラツキが低減し、コ−クス乾留熱量が低減し、更に、コ
−クス炉の炉体寿命向上にも資する、コ−クス炉装入炭
の抽気方法および抽気装置を提供することができる、工
業上極めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコ−クス炉装入炭の抽気装置の１
実施例を示す概略縦断面図である。

【図２】本発明によるコ−クス炉装入炭の抽気装置にお
ける抽気台車の支持・牽引機構の１例を示す概略縦断面
図である。

【図３】先行技術に開示されたコ−クス炉装入炭の抽気
孔を形成するための装置の要部の１例を示す概略側面断
面図である。

【符号の説明】

Ａ 開孔機構 Ｂ コ−クス投入機構 Ｃ 支持台車機構 １ 炭化室 ２ 石炭層 ３ コ−クス層孔 ４ 開孔ドリル ４ａ ドリルの刃 ４ｂ 先端 ５ モ−タ− ６ シリンダ− ７ 投入シュ−ト ８ シリンダ− ９ コ−クスホッパ− １０ 抽気台車 １１ シリンダ− １２ 装炭口 １３ 抽気孔 １４ コ−クス １５ 装炭車 １６ コ−クス炉 １７ レベラ− １８ 開孔部材 １９ ガイドロ−ル ２０ 円錐状部材 ２１ 板バネ ２２ レ−ル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室炉式コ−クス炉の炭化室内に石炭を装
   入した後、前記石炭が装入された前記炭化室内の石炭層
   の上部に、前記石炭層上面から所定深さの抽気孔を開孔
   し、次いで、前記抽気孔の内部にコ−クスを充填するこ
   とによって前記石炭層の上部に、コ−クス層孔を形成
   し、前記炭化室内において乾留される前記石炭から発生
   する水蒸気を、前記コ−クス層孔を通して前記炭化室の
   上部空間に抽気することを特徴とする、コ−クス炉装入
   炭の抽気方法。
2. 【請求項２】 室炉式コ−クス炉の炭化室上部に設けら
   れた装炭口を通して前記炭化室内の石炭層の上部に、前
   記石炭層上面から所定深さの抽気孔を開孔するための開
   孔機構と、前記開孔機構によって開孔された前記抽気孔
   内にコ−クスを充填するためのコ−クス投入機構と、前
   記開孔機構および前記コ−クス投入機構を水平移動可能
   に支持し順次前記装炭口に向けて位置させるための、前
   記炭化室上方に配置された支持台車機構とからなること
   を特徴とする、コ−クス炉装入炭の抽気装置。