JPH0931465A - コークス炉およびコークス炉への石炭装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装炭後の均し作業を不要とし、炉長方向なら
びに炉高方向の嵩密度のバラツキを均一化する。 【解決手段】 装炭口６が炉長方向の上昇管３近傍から
反対側の炉端近傍までの長さを有するコークス炉１に、
前記装炭口６に沿って炉長方向に石炭装入手段１０を複
数回往復移動させつつ、石炭を装入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、通常装入炭または乾
燥あるいは予熱した予熱炭（以下これらを総称して石炭
という）を均一にコークス炉へ装入するためのコークス
炉およびコークス炉への石炭装入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、室炉式コークス炉の炭化室への石
炭の装入は、図６に示すとおり、炉上を炉列方向に走行
自在の装炭車６１に設けた３〜５個のホッパー６２から
石炭を切出し、炭化室６３の天井部に設けた３〜５個の
装炭口６４から重力落下によって装入し、装入が完了す
ればレベラー６５によって上面を均して平坦にしてい
る。このため、装炭口６４直下は、嵩密度が高く、装炭
口６４と装炭口６４の間および炉蓋６６近傍は嵩密度が
低く、炉長方向で嵩密度に大きなバラツキが生じること
が知られている。また、炉高方向では、重力落下による
装入のため、嵩密度は落下衝撃の大きい下部で高く、上
部で低くなる傾向にある。このため、生成するコークス
強度は、炉長方向ならびに炉高方向でバラツキが生じて
いた。

【０００３】一方、コークス製造技術の一つとして予熱
炭装入法がある。予熱炭装入法は、装入炭を乾燥予熱し
てコークス炉に装入するもので、従来からその技術上、
経済上の利点が明らかにされているにも拘わらず、広く
実用化されるまでには至っていない。すなわち、予熱炭
装入法の効果としては、乾留所要時間短縮によるコーク
ス炉生産能力の向上、装入密度の向上と乾留中の石炭の
軟化溶融層幅の拡大によるコークス化性の改善効果、効
率的な乾燥予熱機の採用による総乾留所要熱量の低減、
安水発生量の減少による安水処理費の低減などが上げら
れている。しかし、予熱炭装入法は、上記のような効果
を有する反面、石炭中に含まれる水分の減少に伴い、装
炭時の炭塵爆発の危険性や発塵の増加による環境上の問
題、ならびにキャリーオーバの増加によるコールタール
中の微粉炭スラッジの問題等を有している。

【０００４】上記予熱炭装入法における装炭時の炭塵爆
発の危険性や発塵の増加による環境上の問題を解消する
方法としては、Ａｌｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社の開
発した予熱炭を搬送用スチームによってパイプラインで
コークス炉へ搬送装入するパイプライン装入法、コーク
ス炉上に設置したチェーンコンベアにより炭化室上部ま
で搬送し、装入用バギー車に取付けたシュートを介して
装入するプレカーボン法、炉上に設置した密封のコンベ
アよりダンパーを介して不活性ガスを導入した装炭筒を
経て装炭口に石炭を落とし込む方法（特開昭５１−８６
５０１号公報）、内部に不活性ガスを供給して大気から
遮断できるホッパーを有するラリー運搬車によって貯蔵
装置から装入目標窯まで予熱炭を搬送する方法（特開昭
５８−１８５６８１号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記パイプライン装入
法、プレカーボン法、特開昭５１−８６５０１号公報な
らびに特開昭５８−１８５６８１号公報に開示の方法
は、いずれも装炭口からの自重落下による装入のため、
炉長方向ならびに炉高方向で石炭の嵩密度にバラツキが
有り、安定したコークス強度が得られ難いという欠点を
有している。

【０００６】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、炉長方向ならびに炉高方向の嵩密度のバラツキ
を均一化できるコークス炉およびコークス炉への石炭装
入方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験検討を重ねた。その結果、上記従
来技術の欠点を解消するには、できるだけ平坦に装炭す
ればよいこと、平坦に装炭するには、装炭口を炉長方向
に長くして装入装置を炉長方向に往復移動させながら装
炭すればよいこと、また、装入装置に石炭レベル計を設
置し、石炭レベルを計測しながら装入速度を制御するの
が効果的であることを究明し、この発明に到達した。

【０００８】すなわち、本願の請求項１の発明は、装炭
口が炉長方向の上昇管近傍から反対側の炉端近傍までの
長さを有し、石炭装入装置が前記装炭口に沿って炉長方
向に往復移動できる石炭装入手段とを有することを特徴
とするコークス炉である。

【０００９】また、本願の請求項２の発明は、装炭口が
炉長方向の上昇管近傍から反対側の炉端近傍までの長さ
を有するコークス炉に、前記装炭口に沿って炉長方向に
石炭装入手段を複数回往復移動させ、石炭を装入するこ
とを特徴とするコークス炉への石炭装入方法である。

【００１０】さらに、本願の請求項３の発明は、装炭口
が炉長方向の上昇管近傍から反対側の炉端近傍までの長
さを有するコークス炉に、前記装炭口に沿って炉長方向
に石炭装入手段を複数回往復移動させ、装入された石炭
レベルに応じて炉高方向で装入速度を制御し、石炭を均
一に装入することを特徴とするコークス炉への石炭装入
方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明における石炭装入装置の
装炭口に沿って炉長方向に往復移動できる石炭装入手段
としては、装炭口に沿って炉長方向に往復移動できるホ
ッパー、切出しフィーダおよび装入筒とを組合せ、ホッ
パーに貯蔵された石炭をフィーダで切出せば、装入筒を
介した装炭口から装入できる。石炭装入手段のホッパー
の装炭口に沿っての炉長方向への往復移動は、石炭装入
装置に設けたガイドレール上に車輪を介してホッパーを
載置し、前記車輪を電動機により正逆回転させる方式、
装炭口両端に位置するホイールに掛け回したチェーンに
ホッパーを固定し、ホイールを電動機により正逆回転さ
せる方式、スクリューシャフトを正逆回転させる方式、
ラックピニオン方式等、ホッパーを装炭口に沿って炉長
方向に往復移動できればよく、特に限定されるものでは
ない。

【００１２】この発明における装炭口全体を覆う密閉手
段としては、ホッパー移動時も常にシールする必要があ
るため、テレスコープ状シール方式を採用する。また、
装入された石炭のレベル測定による炉高方向での装入速
度の制御は、装入筒前後のレベルセンサの高さの差か
ら、嵩密度αを推定し、下記式が一定となるようなるよ
う装入速度を調整する。装入速度の調整は、切出しフィ
ーダの回転数を制御することにより行うことができる。 Ｑ×α＝Ｖ×Ｂ×Ｈ ただし、Ｑ：装入速度（ｔ／ｍｉｎ）、α：嵩密度（ｔ
／ｍ³）、Ｖ：ホッパー移動速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｂ：炉幅（ｍ）、Ｈ：レベル差（ｍ） さらに、この発明における装入された石炭のレベル測定
は、非接触式のレベルセンサー、例えば、超音波式やレ
ーザー式等を用いるのが望ましい。

【００１３】石炭装入手段のホッパーへの石炭の供給
は、チェンコンベア、ラリー運搬車または気流輸送等、
公知の手段を用いることができる。また、この発明で
は、石炭装入装置を各窯間移動式としたが、各窯上に固
定配置とし、各々供給ライン、例えば、気流輸送配管ま
たはチェンコンベア等を設けることもできる。

【００１４】本願発明のコークス炉は、炉長方向の上昇
管近傍から反対側の炉端近傍までの長さを有する装炭口
と、該装炭口に沿って炉長方向に往復移動できる石炭装
入手段とを有する石炭装入装置を設けたことによって、
石炭装入手段を装炭口に沿って炉長方向に往復移動しな
がら石炭を装入することができ、炉長方向の嵩密度の均
一化を図ることができる。また、大気汚染防止、作業環
境改善に対しては、石炭装入装置が装炭口全体を覆う密
閉手段を有することによって、装炭時石炭装入手段が装
炭口に沿って炉長方向に往復移動しても、石炭の大気中
への漏洩を防止することができる。

【００１５】また、本願発明の石炭装入方法は、装炭口
が炉長方向の上昇管近傍から反対側の炉端近傍までの長
さを有するコークス炉に、前記装炭口に沿って炉長方向
に石炭装入手段を複数回往復移動させ、石炭を装入する
ことによって、炉長方向ならびに炉高方向の嵩密度が均
一化でき、炉長方向ならびに炉高方向のコークス品質の
バラツキを解消できると共に、装炭直後の均し作業が不
要となり、均し口からの発塵を防止することができる。

【００１６】さらに、本願発明の石炭装入方法は、装炭
口が炉長方向の上昇管近傍から反対側の炉端近傍までの
長さを有するコークス炉に、前記装炭口に沿って炉長方
向に石炭装入手段を複数回往復移動させ、装入された石
炭のレベルを測定して炉高方向で装入速度を制御し、石
炭を均一に装入することによって、炉長方向ならびに炉
高方向の嵩密度が均一化できると共に、炉内全体の嵩密
度を上昇させることができる。したがって、図５に示す
嵩密度とコークス強度との関係を示すグラフからも明ら
かなとおり、従来のようにバラツキがなく、コークス強
度の上昇と均一化を図ることができ、コークス品質のバ
ラツキを解消することができる。

【００１７】

【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１ないし図
２に基づいて説明する。図１はこの発明のコークス炉を
示すもので、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は炉長方向の
断面図、図２は装炭口部の詳細を示す炉長方向の断面図
である。図１および図２において、１はコークス炉、２
はコークス炉１の炭化室、３は炭化室２の炉端天井部に
立設した上昇管、４は集気本管で、上昇管３とベンド管
５を介して連結されている。６は炭化室１への装炭口
で、炉長方向の上昇管３近傍から反対側の炉端近傍まで
の長さを有し、装入蓋７が開閉自在に装着されている。

【００１８】８はコークス炉１の上昇管３近傍および反
対側の炉端に敷設したレール、９は該レール８に走行自
在に載置した石炭装入装置、１０は石炭装入装置９上に
炉長方向に往復移動自在に設けた石炭ホッパー、１１は
石炭ホッパー１０から石炭を切出す切出しフィーダー、
１２は装入筒、１３は石炭ホッパー１０を装炭口６に沿
って炉長方向に往復移動させて石炭を炭化室２に装入
時、装炭口６をシールするテレスコープ状シールで、石
炭ホッパー１０移動時も常に装炭口６をシール可能に構
成されている。１４、１５は装入筒１１の炉長方向両側
に設けた非接触式のレベル計で、炭化室２の装炭レベル
を測定するよう構成されている。

【００１９】上記のとおり構成したことによって、炭化
室２に石炭を装入するには、通常装入炭または通常装入
炭を乾燥または予熱した予熱炭を、コークス炉１上の石
炭装入装置９の石炭ホッパー１０にチエンコンベア、ラ
リー運搬車または気流輸送等により搬送して一旦貯炭し
たのち、石炭装入装置９を走行させて装入する炭化室２
の所定位置に停止させる。次いで、図示しない蓋取り装
置によって、装入蓋７を取外したのち、切出しフィーダ
ー１１を起動して石炭ホッパー１０から装入筒１２を介
して石炭を切出すと共に、石炭ホッパー１０を装炭口６
に沿って炉長方向に複数回、例えば、５回往復移動させ
て石炭を炭化室２に装入した。この場合、石炭ホッパー
１０が装炭口６に沿って炉長方向に複数回往復移動中
も、装炭口６はテレスコープ状シール１３によって密閉
されているので、予熱炭であっても大気への飛散は防止
されている。炭化室２への石炭の装炭が完了すると、切
出しフィーダー１１を停止して石炭ホッパー１０の往復
移動を停止し、図示しない蓋取り装置によって装入蓋７
を装着し、石炭の装炭作業が完了する。

【００２０】上記炭化室２への石炭の装炭は、石炭ホッ
パー１０を装炭口６に沿って炉長方向に複数回往復移動
させながら行うから、炉長方向の装炭レベルが均一とな
り、レベラーによる均し作業の必要はない。また、炉長
方向の嵩密度は、均一となるから炉長方向のコークス品
質のバラツキも解消される。また、上記炭化室２への石
炭の装炭においては、石炭ホッパー１０の装炭口６に沿
っての炉長方向の往復移動の回数を５回以上とすること
によって、炉高方向の嵩密度のバラツキを予熱炭で±５
ｋｇ／ｍ³以下、湿炭で±１０ｋｇ／ｍ³以下に抑制する
ことができ、炉高方向のコークス品質のバラツキを低減
することができることを確認している。

【００２１】さらに、上記炭化室２への石炭の装炭にお
いて、装入筒１１の炉長方向前後の非接触式のレベル計
１４、１５で装炭レベルを測定し、レベル計１４、１５
の高さの差から嵩密度αを推定し、炉高方向の嵩密度が
一定となるよう石炭ホッパー１０からの装入速度（ｔ／
ｍｉｎ）を順次増加させることによって、炉全体の嵩密
度を上昇できると共に、炉高方向の嵩密度は均一とな
り、炉高方向のコークス品質のバラツキを解消できると
共に、コークス強度を上昇させることができる。したが
って、この発明によれば、炉長方向ならびに炉高方向、
すなわち、炭化室２全体の嵩密度の上昇と均一化が図ら
れ、コークス強度の上昇と嵩密度のバラツキに起因する
コークス品質のバラツキを解消することができる。

【００２２】実施例２ 炉高７１２５ｍｍ、炉幅４６０ｍｍ、炉長１６５００ｍ
ｍのコークス炉の長さのみが１／２の嵩密度試験装置を
実操業の炉団端に設置し、水分８％の湿炭および表１に
示す水分０．０％の予熱炭を実施例１の石炭ホッパーに
受炭後、ホッパーから１５ｔ／ｍｉｎで切出して装炭し
ながら、６０ｍ／ｍｉｎの移動速度で５往復させて２
２．５ｔを装炭した本発明法と、実操業のコークス炉の
装炭車を使用し、水分８％の湿炭および表１に示す水分
０．０％の予熱炭のそれぞれを、装炭車のホッパー２槽
から２２．５ｔを装炭して均し作業を行わなかった従来
法のそれぞれについて、炉長方向の装炭レベルを測定
し、レベル偏差の最大値を求めた。その結果を表２に示
す。また、装炭後、炉底から２０００ｍｍ、４０００ｍ
ｍ、６０００ｍｍの各位置で、かつ各装炭車ホッパーの
装入筒位置に相当する位置２か所、装入筒位置と炉蓋間
２か所および装入筒位置間２か所の水平方向６か所のサ
ンプリング孔からそれぞれサンプリングし、水平方向嵩
密度を測定した。その結果を表３に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】表２、表３に示すとおり、石炭ホッパーを
往復移動させて装炭した本発明法の場合は、炉長方向の
レベル偏差量の最大値が、湿炭で５０〜１００ｍｍ、予
熱炭で１０〜５０ｍｍであり、炉長および炉高方向の嵩
密度が、湿炭で７８０±１０ｋｇ／ｍ³、予熱炭で８７
０ｋｇ／ｍ³±５ｋｇと極めて安定している。これに対
し、４か所の装炭口から装入した従来法の場合は、炉長
方向のレベル偏差量の最大値が、湿炭ならびに予熱炭共
に１０００ｍｍ以上で、かつ、炉長および炉高方向の嵩
密度は、炉長方向で５０〜８０ｋｇ／ｍ³、炉高方向で
７０〜７５ｋｇ／ｍ³生じている。

【００２７】実施例３ 前記嵩密度試験装置を使用し、予熱炭の切出し速度１５
Ｔ／ｍｉｎ一定で、予熱炭量２２．５Ｔを１．５分間で
往復移動回数３〜８回で装炭した場合、平均移動速度と
平均層厚を炉長１６５００ｍｍの実炉に換算して表４に
示す。また、往復移動回数と実施例２と同様の方法で測
定した嵩密度のバラツキを図３に示す。

【００２８】

【表４】

【００２９】図３に示すとおり、炉内嵩密度のバラツキ
は、往復移動回数５回以上でほぼ５ｋｇ／ｍ³以下であ
り、殆ど解消されている。また、湿炭を用いた場合も、
往復移動回数５回以上でほぼ１０ｋｇ／ｍ³以下で安定
している。

【００３０】実施例４ 前記嵩密度試験装置を使用し、石炭ホッパーからの切出
し速度を１５Ｔ／ｍｉｎ一定で５往復移動させて装炭し
た場合と、表５に示すとおり、最初の往行時の切出し速
度１２．５Ｔ／ｍｉｎから片側移動毎に０．５Ｔ／ｍｉ
ｎづつ増加させ、５往復移動（走行回数計１０回）の最
終復行時の切出し速度１７．０Ｔ／ｍｉｎで切出して装
炭した場合のそれぞれについて、走行回数（計１０回）
の１回、４回、７回、１０回目における位置からサンプ
ルを採取し、嵩密度を求めた。その結果を図４に示す。

【００３１】

【表５】

【００３２】図４に示すとおり、予熱炭を用いた場合、
切出し速度１５Ｔ／ｍｉｎ一定で５往復移動させて装炭
したＡの場合の嵩密度は、１回目９２０ｋｇ／ｍ³であ
り、回を増す毎に減少し、１０回目で８７０ｋｇ／ｍ³
までバラツク。これに対し最初の往行時の切出し速度１
２．５Ｔ／ｍｉｎから片側移動毎に０．５Ｔ／ｍｉｎづ
つ増加させたＢの場合の嵩密度は、９００ｋｇ／ｍ³±
５ｋｇで安定している。また、湿炭を用いた場合、切出
し速度１５Ｔ／ｍｉｎ一定で５往復移動させて装炭した
Ａ’の場合の嵩密度は、１回目８９０ｋｇ／ｍ³であ
り、回を増す毎に減少し、１０回目で８００ｋｇ／ｍ³
までバラツクのに対し、最初の往行時の切出し速度１
２．５Ｔ／ｍｉｎから片側移動毎に０．５Ｔ／ｍｉｎづ
つ増加させたＢ’の場合の嵩密度は、８４５±１０ｋｇ
／ｍ³とほぼ一定である。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明のコークス
炉は、石炭装入における装炭後の均し作業を省力するこ
とができ、均し口からの発塵を防止することができる。
また、この発明の石炭装入方法によれば、炉長方向なら
びに炉高方向の嵩密度共に、ほぼ一定に制御することが
でき、乾留の不均一化を防止でき、その結果として、コ
ークス品質の向上と安定化ならびに乾留熱量の低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のコークス炉を示すもので、（ａ）図
は平面図、（ｂ）図は炉長方向の断面図である。

【図２】装炭口部のシールの詳細を示す炉長方向の断面
図である。

【図３】実施例３における装炭時のホッパーの往復回数
と嵩密度バラツキとの関係を示すグラフである。

【図４】実施例４における装炭時のホッパーの走行回数
と嵩密度との関係を示すグラフである。

【図５】調湿炭法、予熱炭法、比較例および本発明法の
嵩密度とコークス強度との関係を示すグラフである。

【図６】従来のコークス炉への装炭方法を示すもので、
（ａ）図は平面図、（ｂ）図は炉長方向の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ コークス炉 ２、６３ 炭化室 ３ 上昇管 ４ 集気本管 ５ ベンド管 ６、６４ 装炭口 ７ 装入蓋 ８ レール ９ 石炭装入装置 １０ 石炭ホッパー １１ 切出しフィーダー １２ 装入筒 １３ テレスコープ状シール １４、１５ レベル計 ６１ 装炭車 ６２ ホッパー ６５ レベラー ６６ 炉蓋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装炭口が炉長方向の上昇管近傍から反対
   側の炉端近傍までの長さを有し、石炭装入装置が前記装
   炭口に沿って炉長方向に往復移動できる石炭装入手段と
   を有することを特徴とするコークス炉。
2. 【請求項２】 装炭口が炉長方向の上昇管近傍から反対
   側の炉端近傍までの長さを有するコークス炉に、前記装
   炭口に沿って炉長方向に石炭装入手段を複数回往復移動
   させ、石炭を装入することを特徴とするコークス炉への
   石炭装入方法。
3. 【請求項３】 装炭口が炉長方向の上昇管近傍から反対
   側の炉端近傍までの長さを有するコークス炉に、前記装
   炭口に沿って炉長方向に石炭装入手段を複数回往復移動
   させ、装入された石炭のレベルを測定して炉高方向で装
   入速度を制御し、均一に石炭を装入することを特徴とす
   るコークス炉への石炭装入方法。