(57)【要約】【課題】粉化を抑制しながら成型炭を導入できる石炭塔を提供する。【解決手段】石炭塔であって、成型炭および粉炭を含む石炭を収容し、底面に複数の排出口が設けられた石炭塔本体と、石炭塔本体のコークス排出側およびコークス押出し側の少なくとも一方に設けられ、成型炭を石炭塔本体に導入する成型炭槽と、を有し、石炭塔本体の底面には、複数の排出口が設けられ、成型炭槽は、石炭塔本体の上面よりも低い位置に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型炭および粉炭を含む石炭を収容し、底面に複数の排出口が設けられた石炭塔本体と、
前記石炭塔本体のコークス排出側およびコークス押出し側の少なくとも一方に設けられ、前記成型炭を石炭塔本体に導入する成型炭槽と、
を有し、
前記石炭塔本体の底面には、複数の排出口が設けられ、前記成型炭槽は、前記石炭塔本体の上面よりも低い位置に設けられる、石炭塔。
【請求項２】
前記成型炭槽の高さは４ｍ以下である、請求項１に記載の石炭塔。
【請求項３】
前記石炭塔本体には、前記成型炭槽から前記成型炭が導入される導入口が設けられ、
前記石炭塔本体の底面から前記導入口までの高さは４ｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の石炭塔。
【請求項４】
前記石炭塔本体には、さらに前記複数の排出口を仕切る側壁が設けられ、
前記側壁のうち、前記成型炭槽が設けられた側の排出口と、それ以外の排出口とを仕切る側壁の高さは、前記石炭塔本体の底面から前記導入口までの高さ以上である、請求項３に記載の石炭塔。
【請求項５】
前記石炭塔本体には、さらに前記複数の排出口を仕切る側壁と、前記成型炭槽が設けられた側の排出口とそれ以外の排出口とを仕切る側壁の高さを高くする仕切り壁と、が設けられ、
前記石炭塔本体の底面から前記仕切り壁の上端までの高さは、前記石炭塔本体の底面から前記導入口までの高さ以上である、請求項３に記載の石炭塔。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の石炭塔に前記粉炭と前記成型炭とを導入し、前記炭化室に前記粉炭と前記成型炭を装炭し、乾留してコークスを製造するコークスの製造方法であって、
前記成型炭は、前記成型炭槽から前記石炭塔本体に導入される、コークスの製造方法。
【請求項７】
前記成型炭の圧潰強度は１．２ｋＮ／個以上であり、前記成型炭の体積は１２ｃｃ以上である、請求項６に記載のコークスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化室に石炭を装炭する石炭塔およびコークスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉の老朽化に伴い、燃焼室・蓄熱室の機能が低下すると、コークス炉の炉長方向における適正な温度分布の維持が難しくなる。コークス炉の炉長方向の温度分布が適正な状態に維持されないと、コークスの生産量の低下、コークス品質バラつきの増加、押出し時の発塵の増加、押出し時の窯詰りの発生等の問題が起きる。これら問題の中でも、コークス押出し時の窯詰りが発生するとコークスの生産性は著しく低下するので、窯詰りを低減させる技術が強く求められている。
【０００３】
炉蓋の開閉やコークスの押出しなどで頻繁に外気にさらされるので、炉蓋近傍の炉壁は他の部分よりも傷みやすい。炉蓋近傍の炭化室内の炉壁の劣化が進行すると、破孔などの現象が起こり、炭化室から燃焼室へレンガ屑や石炭が流れ込むことによる流れ込み閉塞が発生する。
【０００４】
図１は、老朽化が進行したコークス炉に粉炭を装炭してコークスを製造したときの温度分布を示すグラフである。図１の縦軸はフリュー温度（℃）であり、横軸は、燃焼室を構成する各フリューの識別番号である。
【０００５】
図１の点線は、フリュー温度の適正値を示し、実線は、測定されたフリュー温度を示す。また、コークス炉の炉長方向からみて、＃１は最もコークス排出側［以後、コークサイド（Ｃ／Ｓ）と記載する］の炭化室であり、＃３２は最もコークス押出し側［以後、マシンサイド（Ｍ／Ｓ）と記載する］のフリューである。
【０００６】
コークス炉の老朽化が進むと、炉蓋側、すなわち、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの炭化室の炉壁が劣化し、図１に示すように、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓのフリューの温度が大きく低下し、適正温度よりも著しく低くなる。このフリューの温度低下により、コークスの乾留不良が発生する。コークスの乾留不良が発生するとコークスの収縮量が少なくなるので、押出し時に炉壁とコークスの間に適正なスペースが確保されず、窯詰まりが発生しやすくなったり、乾留不良による発塵が発生しやすくなったりする。
【０００７】
また、コークス炉の炉長方向でみると、炭化室にはＭ／ＳからＣ／Ｓに向けてテーパーがついており、Ｍ／ＳよりもＣ／Ｓの方が、炉幅が約７０ｍｍ広く設計されている。炉幅が広いＣ／Ｓの方がＭ／Ｓよりも装炭量が多くなるので、窯詰りリスクの高い劣化したコークス炉では、窯詰りリスクを低減させることを目的として、Ｃ／Ｓの装炭量を意図的に減らす処置（減装）が行われる。これが、コークスの生産性低下の一因になっている。またＭ／ＳにおいてもＣ／Ｓよりは影響が小さいものの、乾留不良が発生すると窯詰りのリスクが高まる。
【０００８】
これに対し、特許文献１には、ブリケットマシンを用いて高密度に成型した成型炭をＣ／ＳやＭ／Ｓの炉蓋近傍に集中装入する装炭方法が開示されている。
【０００９】
この方法によれば、集中的に装入された成型炭と成型炭との間に空隙が形成されるので、炭化室内の通気抵抗が小さくなるとともに伝熱効率が向上し乾留不良が改善する。この乾留不良の改善により、コークスの収縮量の減少が抑制されるのでコークス押出し時の窯詰りリスクは低減する。しかしながら、この効果を得るには、炭化室内で成型炭が形状を維持し、成型炭と成型炭との間の空隙が保たれることが必要になる。しかしながら、成型炭を既設の石炭塔を使用して炭化室に装炭すると、成型炭の大半が粉化してしまい、成型炭を用いることによる所望の効果が得られない。
【００１０】
特許文献２には、成型炭をスプレーコーティングすることでベルトコンベアのジャンクションで落下する際の粉化率を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−２１２１６２号公報
【特許文献２】特開平１−２７２６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献２に開示されている技術は、成型炭をスプレーコーティングしてベルトコンベアのジャンクションにて落下する際の粉化率を低減する技術であるが、高さが１０ｍ以上にもなる石炭塔で落下する際の粉化率を低減できる技術ではない。本発明は、これら従来技術を解決するためになされたもので、その目的は、Ｍ／ＳおよびＣ／Ｓの少なくとも一方の石炭塔に、粉化を抑制しながら成型炭を導入できる石炭塔を提供すること、および当該石炭塔を用いてコークスを製造するコークスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決する本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）成型炭および粉炭を含む石炭を収容し、底面に複数の排出口が設けられた石炭塔本体と、前記石炭塔本体のコークス排出側およびコークス押出し側の少なくとも一方に設けられ、前記成型炭を石炭塔本体に導入する成型炭槽と、を有し、前記石炭塔本体の底面には、複数の排出口が設けられ、前記成型炭槽は、前記石炭塔本体の上面よりも低い位置に設けられる、石炭塔。
（２）前記成型炭槽の高さは４ｍ以下である、（１）に記載の石炭塔。
（３）前記石炭塔本体には、前記成型炭槽から前記成型炭が導入される導入口が設けられ、前記石炭塔本体の底面から前記導入口までの高さは４ｍ以下である、（１）または（２）に記載の石炭塔。
（４）前記石炭塔本体には、さらに前記複数の排出口を仕切る側壁が設けられ、前記側壁のうち、前記成型炭槽が設けられた側の排出口と、それ以外の排出口とを仕切る側壁の高さは、前記石炭塔本体の底面から前記導入口までの高さ以上である、（３）に記載の石炭塔。
（５）前記石炭塔本体には、さらに前記複数の排出口を仕切る側壁と、前記成型炭槽が設けられた側の排出口とそれ以外の排出口とを仕切る側壁の高さを高くする仕切り壁と、が設けられ、前記石炭塔本体の底面から前記仕切り壁の上端までの高さは、前記石炭塔本体の底面から前記導入口までの高さ以上である、（３）に記載の石炭塔。
（６）（１）から（５）の何れか１つに記載の石炭塔に前記粉炭と前記成型炭とを導入し、前記炭化室に前記粉炭と前記成型炭を装炭し、乾留してコークスを製造するコークスの製造方法であって、前記成型炭は、前記成型炭槽から前記石炭塔本体に導入される、コークスの製造方法。
（７）前記成型炭の圧潰強度は１．２ｋＮ／個以上であり、前記成型炭の体積は１２ｃｃ以上である、（６）に記載のコークスの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の石炭塔を用いることで、Ｃ/ＳおよびＭ/Ｓの少なくとも一方の石炭塔の高さよりも低い位置に設けられた成型炭槽から石炭塔本体に成型炭を導入できるので、成型炭槽を設けた側に導入される成型炭の粉化が抑制される。これにより、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの少なくとも一方の炭化室に装炭される成型炭の粉化も抑制できるので、所定の強度および体積の成型炭を用いることで石炭の乾留効率が向上し、この結果、コークス押出し時の窯詰まりや発塵を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】老朽化が進行したコークス炉に粉炭を装炭してコークスを製造したときの温度分布を示すグラフである。
【図２】本実施形態に係る石炭塔１０を含むコークス炉１００の断面模式図である。
【図３】落下高さと粉率との関係を示すグラフである。
【図４】落下高さと粉率との関係を示すグラフである。
【図５】石炭塔本体１２の正面図、側壁図および断面図である。
【図６】石炭塔本体１２の部分断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を発明の実施形態を通じて詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る石炭塔１０を含むコークス炉１００の断面模式図である。本実施形態に係る石炭塔１０は、石炭塔本体１２と、コークス炉１００のＣ／ＳおよびＭ／Ｓに設けられた２つの成型炭槽２２と、を有する。本実施形態において、Ｃ／Ｓはコークス炉１００の炉長方向におけるコークス排出側を意味し、Ｍ／Ｓはコークス押出し側を意味する。石炭塔本体１２の上部には装入コンベア１４が設けられている。本実施形態では、装入コンベア１４からＣ／ＳおよびＭ／Ｓ以外の排出口の上に粉炭４２を導入する。ここで、粉炭とは、３ｍｍ以下の粒径を有する粒子の割合が７０〜９０質量％程度に粉砕された粉状の石炭を指し、その中に成型炭を含んでいてもよい。
【００１７】
石炭塔本体１２の底部には、複数の排出口１８が設けられている。側壁１６は、複数の排出口１８を仕切るように、排出口１８の間に設けられている。側壁１６は、排出口１８側に向かうに従って低くなるように傾斜している。側壁１６の傾斜角度は、成型炭４０の安息角および粉炭４２の安息角よりも大きい角度にすることが好ましい。このような角度で側壁１６を設けることで、石炭塔本体１２に導入された成型炭４０および粉炭４２は、排出口１８に向かって側壁１６を滑り落ちるので、排出口１８から排出されない石炭を少なくできる。
【００１８】
側壁１６のうち、炉長方向におけるＣ／ＳおよびＭ／Ｓの排出口と、それ以外の排出口とを仕切る側壁の上には仕切り壁１７が設けられている。仕切り壁１７を設けることで、仕切り壁１７が設けられた側壁１６の高さを高くしている。これにより、成型炭４０がＣ／ＳおよびＭ／Ｓの排出口以外の排出口の上に導入されること、および、粉炭がＣ／ＳおよびＭ／Ｓの排出口の上に導入されることを抑制できる。なお、仕切り壁１７を設けることに代えて、仕切り壁１７を設けた位置の側壁の高さを高くしてもよく、また、全ての側壁１６の高さを高くしてもよい。
【００１９】
成型炭槽２２は、Ｍ／ＳおよびＣ／Ｓの石炭塔本体１２の外側であって石炭塔本体１２の上面よりも低い位置、すなわち、石炭塔本体１２の上面よりも下側に設けられている。成型炭槽２２は、成型炭ホッパー２４と、スロープ２６と、を有する。成型炭ホッパー２４に収容された成型炭４０は、スロープ２６を通じて石炭塔本体１２のＭ／ＳおよびＣ／Ｓの排出口の上に導入される。
【００２０】
成型炭ホッパー２４には、成型炭４０が収容される。成型炭ホッパー２４の容積は、最もＣ／ＳもしくはＭ／Ｓの排出口から排出される容積と合わせて、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの炭化室３４に装炭される量の成型炭４０を収容できる容積であることが好ましい。なお、成型炭ホッパー２４の容積が小さい場合には、成型炭ホッパー２４への成型炭４０の装入および石炭塔本体１２へ導入を複数回繰り返して、炭化室３４に装炭される量の成型炭４０を石炭塔本体１２へ導入してもよい。
【００２１】
成型炭ホッパー２４への成型炭４０の装入は、成型炭装入用の専用コンベア（不図示）を用いて行ってもよく、フレコンバックを用いて行ってもよい。スロープ２６は、成型炭ホッパー２４の底部と、石炭塔本体１２の導入口２０とを接続する。スロープ２６は、成型炭４０の安息角以上の角度で傾斜して設けられている。なお、スロープ２６に代えて、成型炭４０を石炭塔本体１２に切出す装置、例えば、テーブルフィーダーまたはロータリーフィーダーを設けてもよい。
【００２２】
複数の排出口１８の位置は、炭化室３４の装炭孔３６の位置に対応した装炭車の装炭ホッパー３０の位置に対応して設けられている。このため、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの排出口から排出された成型炭４０は、装炭ホッパー３０、シュート３２および装炭孔３６を通じて、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの炭化室３４に装炭される。また、粉炭４２は、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの排出口以外の排出口から排出され、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓ以外の炭化室３４に装炭される。炭化室３４に装炭された成型炭４０および粉炭４２は、乾留されてコークスとなる。このようにして、石炭塔１０を含むコークス炉１００を用いてコークスが製造される。
【００２３】
なお、図２では、石炭塔の複数の排出口１８が装炭車のホッパー３０の位置に対応して設けられ、装炭車のホッパー３０が炭化室の装入孔３６の位置に対応して設けられた例を示したが、これに限らない。例えば、一つの排出口１８から複数の装炭車ホッパー３０に石炭を供給するようにしてもよく、複数の排出口１８から一つの装炭車ホッパー３０に石炭を供給するようにしてもよい。同様に、一つの装炭車ホッパー３０から複数の装炭孔３６に石炭を供給してもよく、複数の装炭車ホッパーから一つの装炭孔３６に石炭を供給してもよい。
【００２４】
但し、成型炭ホッパー２４を設けた側に近い石炭塔の排出口１８は、成型炭ホッパー２４から導入された成型炭を排出できるように、他の排出口１８とは分けて設けることが好ましい。このため、石炭塔の排出口１８はコークス炉の炉長方向（Ｍ／ＳとＣ／Ｓを結ぶ方向）に複数設けられていることが好ましく、石炭塔の両側に成型炭ホッパー２４を設ける場合には、３つ以上の排出口１８を設けることが好ましい。
【００２５】
本実施形態に係る石炭塔１０では、石炭塔本体１２のＣ／ＳおよびＭ／Ｓに成型炭槽２２を設け、成型炭槽２２からＣ／ＳおよびＭ／Ｓの石炭塔本体１２に成型炭４０を導入し、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓ以外の石炭塔本体１２に粉炭４２を導入する。また、成型炭槽２２は、石炭塔本体１２の上面よりも低い位置に設けられているので、成型炭槽２２から石炭塔本体１２に導入された成型炭４０の落下距離は、装入コンベア１４から導入された成型炭の落下距離よりも短くなる。落下距離が短くなると落下の際に成型炭が受ける衝撃も小さくなるので、成型炭槽２２から成型炭４０を導入することで、成型炭４０が受ける落下衝撃は小さくなり、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの石炭塔本体１２に導入される成型炭４０の粉化が抑制され、これにより、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの炭化室３４に装炭される成型炭４０の粉率も小さくなる。
【００２６】
炭化室３４に装炭される成型炭４０の粉率が小さくなれば、成型炭４０と成型炭４０との間の空隙が確保されるので伝熱効率が向上する。この伝熱効率の向上により、老朽化により炭化室内の温度が低下したとしても、当該温度低下による乾留不良が抑制される。この乾留不良の抑制により、乾留不良によるコークスの収縮量の減少が抑制されるので、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓのコークス押出し時の窯詰まりや発塵を抑制できる。
【００２７】
次に、成型炭槽２２を設ける高さについて説明する。体積が３６ｃｃの成型炭６ｋｇを所定高さから落下し、落下した成型炭を目開き１５ｍｍの篩を用いて篩分けし、篩下となった１５ｍｍ未満の破砕された成型炭および発生粉（以下、１５ｍｍ未満の成型炭と称する）の質量を測定した。粉率は、下記（１）式を用いて算出した。なお、以後の説明において、１５ｍｍ以上の成型炭とは、目開き１５ｍｍの篩を用いて篩分けし、篩上となった成型炭を意味する。
【００２８】
（１５ｍｍ未満の成型炭の質量／落下させた成型炭の全質量）×１００・・・（１）
【００２９】
また、同様の検討を、強度を変えた成型炭を用いて実施した。成型炭の強度は、成型時に添加するバインダーの量を変えることで調整した。成型炭の強度は、圧潰強度で評価した。圧潰強度は、圧縮試験機を用いて成型炭を鉛直方向に１０ｍｍ／分の速さで圧縮し、圧潰するまでに測定される強度の最大値を１２個の成型炭を用いて１２回測定し、測定された１２個の測定値のうち、最大値と最小値を除く１０個の測定値を平均することで算出した。この結果を図３に示す。
【００３０】
図３は、落下高さと粉率との関係を示すグラフである。図３の縦軸は粉率（質量％）であり、横軸は落下高さ（ｍ）である。図３に示すように、落下高さと粉率との関係を圧潰強度が０．６ｋＮ／個、１．２ｋＮ／個、１．４ｋＮ／個および１．７ｋＮ／個である成型炭を用いて確認した。この結果、圧潰強度に関わらず、４ｍ以下の落下高さでは落下高さに対する粉率の上昇割合は小さくなり、４ｍより高い落下高さでは落下高さに対する粉率の上昇割合が大きくなった。したがって、８ｍの落下を行う場合には、１回で８ｍ落下させるよりも４ｍの落下を２回行う方が、落下後の成型炭４０の粉率を小さくできることがわかる。
【００３１】
炭化室３４に装炭される成型炭の割合を６０質量％以上にすることで、成型炭の間の空隙が効果的に形成され、当該成型炭を含む石炭の乾留効率は向上する。一般的な炭化室の高さは８ｍであるので、炭化室３４への装炭時に１５〜２５質量％の成型炭が粉化する。したがって、石炭塔本体１２に導入する際の成型炭の粉率を１０質量％以下にできれば、炭化室３４に装炭される成型炭の割合は６０質量％以上になり、石炭の乾留効率を向上させることができる。
【００３２】
石炭塔本体１２の底面における粉率を１０質量％以下にするには、図３から圧潰強度が１．２ｋＮ／個以上である成型炭を用いること、および、高さ４ｍ以下の落下を２回以下にすることが必要であることがわかった。
【００３３】
図４は、落下高さと粉率との関係を示すグラフである。図４の縦軸は粉率（質量％）であり、横軸は落下高さ（ｍ）である。体積を変えた成型炭６ｋｇを所定高さから落下し、落下させた成型炭を目開き１５ｍｍの篩を用いて篩分けし、篩下となった１５ｍｍ未満の成型炭の質量を測定した。粉率は、上記（１）式を用いて算出した。この時、それぞれの体積の成型炭は、３６ｃｃで１．７ｋＮの成型炭と同じ石炭、同じバインダー添加量の条件で成型した。
【００３４】
図４に示すように、落下高さと粉率との関係を成型炭体積が６ｃｃ、１２ｃｃ、３６ｃｃ、３６０ｃｃである成型炭を用いて確認した。この結果、成型炭体積に関わらず、４ｍ以下の落下高さでは落下高さに対する粉率の上昇割合は小さくなり、４ｍより高い落下高さでは落下高さに対する粉率の上昇割合が大きくなった。また、石炭塔本体１２の底面における粉率を１０質量％以下にするには、図４から成型炭体積が１２ｃｃ以上である成型炭を用いること、および、高さ４ｍ以下の落下を２回以下にすることが必要であることがわかった。これらの結果から、圧潰強度が１．２ｋＮ／個以上であり、体積が１２ｃｃ以上の成型炭を用いることが好ましく、これにより、石炭塔本体１２の底面における成型炭の粉率を１０質量％以下にできる。
【００３５】
図５は、石炭塔本体１２の正面図、側壁図および断面図である。図５では、説明の簡略化のため、Ｍ／Ｓに設けられた成型炭槽の図示を省略してある。図５に示すように、石炭塔１０には、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓに排出口１８の数に対応した数の成型炭槽２２が設けられている。図５に示した例では、石炭塔１０の装炭車移動方向に３つの排出口１８が設けられているので、石炭塔本体１２の外周には、３つの成型炭槽２２が設けられている。但し、排出口１８の数および成型炭槽２２の数は、あくまで一例であり、排出口１８の数および成型炭槽２２の数は３つに限らない。また、装炭車移動方向に対し排出口１８に対応した数の成型炭槽２２を設けた例を示したが、これに限らず、成型炭槽２２の数は、排出口１８の数より少なくてもよい。このように、成型炭槽２２の数が排出口１８の数より少ない場合には、成型炭槽２２が複数のスロープ２６を有し、１つの成型炭槽２２から複数の排出口１８へ成型炭４０を導入してもよい。
【００３６】
図５に示したＬ１は、成型炭槽２２の高さ寸法である。Ｌ１は４ｍ以下であることが好ましい。Ｌ１を４ｍ以下にすることで、Ｌ１を４ｍより長くした場合よりも成型炭ホッパー２４に装入する際の成型炭４０の粉化を抑制できる。また、Ｌ２は、導入口２０から石炭塔本体１２の底面までの高さ寸法である。Ｌ２は４ｍ以下であることが好ましい。Ｌ２を４ｍ以下にすることで、Ｌ２を４ｍより長くした場合よりも導入口２０から石炭塔本体１２に成型炭４０を導入する際の成型炭４０の粉化を抑制できる。
【００３７】
本実施形態に係る石炭塔１０では、Ｌ１およびＬ２を４ｍ以下にしている。Ｌ１およびＬ２を４ｍ以下にすることで、Ｌ１およびＬ２を加算した距離が４ｍより長くなる場合に、Ｌ１およびＬ２を１回で落下させる場合よりも成型炭の粉化を抑制できる。このように、成型炭の粉化を抑制できる石炭塔１０から圧潰強度が１．２ｋＮ／個以上であって体積が１２ｃｃ以上の成型炭を導入する。これにより、石炭塔本体１２のＣ／ＳおよびＭ／Ｓに導入される１５ｍｍ以上の成型炭の粉率を１０質量％以下にできる。
【００３８】
上述したように、石炭塔本体１２に導入される１５ｍｍ以上の成型炭の粉率を１０質量％以下にできれば、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓの炭化室３４に装炭される１５ｍｍ以上の成型炭の割合を６０質量％以上にできるので、炭化室３４に装炭された石炭の乾留効率が向上する。この乾留効率の向上により、老朽化に伴いＣＳおよびＭＳの炉壁の劣化が進行したコークス炉を用いたとしてもＣＳおよびＭＳにおける乾留不良が抑制され、これにより、コークス押出し時の窯詰まりや発塵を抑制できる。一方、成型炭の粉率の低下を抑制できない石炭塔を用いた場合、圧潰強度が１．２ｋＮ／個以上であって体積が１２ｃｃ以上の成型炭を用いたとしても、炭化室３４に装炭される成型炭が粉化してしまうので、コークス押出し時の窯詰まりや発塵を抑制できない。
【００３９】
なお、図２に示した石炭塔１０では、Ｍ／ＳおよびＣ／Ｓの石炭塔本体１２の外側に成型炭槽２２を設けた例を示したが、これに限らない。成型炭槽２２は、Ｍ／ＳおよびＣ／Ｓの少なくとも一方に設けられていればよい。Ｍ／ＳおよびＣ／Ｓの少なくとも一方に成型炭槽２２を設ければ、成型炭槽２２が設けられた側の炭化３４において乾留効率が向上し、乾留不良による収縮量の減少が抑制されるので、成型炭槽２２を設けない石炭塔１０を用いた場合よりもコークス押出し時の窯詰まりや発塵を抑制できる。
【００４０】
図６は、成型炭槽２２が設けられた位置における石炭塔本体１２の部分断面模式図である。図６を用いて仕切り壁１７の高さを説明する。図６に示した例では、石炭塔本体１２の底面から側壁１６の上端までの高さは、石炭塔本体１２の底面から導入口２０までの高さより低い。石炭塔本体１２の底面から側壁１６までの高さが導入口２０の高さよりも低いと、側壁１６を超えてＣ／Ｓの排出口の隣の排出口の上に導入される成型炭４０が多くなる。このため、本実施形態の石炭塔１０では、側壁１６に仕切り壁１７を設けて、石炭塔本体１２の底面から仕切り壁１７の上端までの高さを石炭塔本体１２の底面から導入口２０までの高さと同じにしている。これにより、仕切り壁１７を超えてＣ／Ｓの排出口の隣の排出口の上に導入される成型炭４０を少なくできる。
【００４１】
石炭塔本体１２の底面から仕切り壁１７の上端までの高さは、導入口２０から石炭塔本体１２の底面までの高さ以上であることが好ましい。石炭塔本体１２の底面から仕切り壁１７の上端までの高さを導入口２０から石炭塔本体１２の底面までの高さ以上にすることで、仕切り壁１７を超える成型炭４０を少なくできるとともに、粉炭４２が、Ｃ／ＳおよびＭ/Ｓの排出口の上に導入されることも抑制できる。
【実施例】
【００４２】
５個の装入孔を有し、幅０．４３ｍ、長さ１５．４ｍ、高さ６．５ｍの炭化室（窯）と、Ｃ／ＳおよびＭ／Ｓに成型炭槽が設置された石炭塔とを有するコークス炉を用いて、成型炭および粉炭を装炭してコークスを製造した実施例を説明する。本実施例では、老朽化によって押出し時の負荷が高い窯を試験窯として１窯選定して使用した。また、試験窯の炭化室の装炭孔をＣ／ＳからＭ／Ｓへ向けて＃１装炭孔〜＃５装炭孔とした。また、実施例で使用した粉炭は、３ｍｍ以下が７８質量％の粉砕した石炭（粉炭）である。
【００４３】
［実施例１］
実施例１の発明例１〜１３では、Ｃ／Ｓの成型炭槽から成型炭を、最もＣ／Ｓに近い＃１装炭孔を通じて炭化室に装炭し、他の装炭孔＃２〜＃５を通じて粉炭を装炭してコークスを製造した。一方、比較例１では、炭化室に粉炭のみを装炭してコークスを製造した。コークスの製造条件と、窯出し時の発塵およびコークスの押出し負荷の評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１において、１回目成型炭落下高さとは、成型炭ホッパー２４での落下高さであり、成型炭をホッパーに装入するためのコンベアの落ち口の高さを調整することにより落下高さを調整した。２回目成型炭落下高さは石炭塔内での成型炭の落下高さであり、成型炭ホッパー２４からの石炭塔への導入口２０の高さを可変として、その高さを調整することによって落下高さを調整した。落下後推定１５ｍｍ未満粉率の値は、図３と図４の実験結果に基づいて、用いた成型炭の種類と落下高さから推定した。窯出時のＣ／Ｓの発塵の評価は、目視で行い、発塵が大きかった例を×とし、わずかに発塵が認められた例を○とし、発塵が見られなかった例を○○とした。コークス押出し負荷は、押出し中における押出しラムの駆動電流値（以下、単に電流値と記載する）の最大値が３００Ａを越えた例を×とし、比較例１の条件での操業時における最大電流値の平均値をμ、最大電流値の標準偏差をσとしたとき、測定された最大電流値が（μ−σ）以上μ以下の場合を○、（μ−２σ）以上（μ−σ）未満の場合を○○、（μ−２σ）未満の場合を○○○とした。
【００４６】
表１に示すように、発明例１〜１３では比較例１よりも窯出し時の発塵および押出し負荷ともに改善した。この結果から、本実施形態に係る石炭塔を用いてＣ／Ｓの炭化室に成型炭を装炭することで、Ｃ／Ｓの炭化室に装炭された成型炭の粉化を抑制でき、これにより、窯出し時の発塵、押出し負荷を改善できることが確認された。この結果は、成型炭の粉化が抑えられたことで、成型炭間の空隙に粉が入り込む粉の量が減り、その部分の嵩密度が下がって乾留が促進された結果、乾留不良の発生による発塵と、コークスの収縮不足による押出し負荷の増大が抑制されたものと考えられる。
【００４７】
［実施例２］
実施例２の発明例１４〜２６では、Ｍ／Ｓの成型炭槽から成型炭を、最もＭ／Ｓに近い＃５装炭孔を通じて炭化室に装炭し、他の装炭孔＃１〜＃４を通じて粉炭を装炭してコークスを製造した。一方、比較例２では、炭化室に粉炭のみを装炭してコークスを製造した。コークスの製造条件と、窯出し時の発塵およびコークスの押出し負荷の評価結果を表２に示す。なお、表２における評価方法等は、表１と同じである。また、Ｍ／Ｓでは比較例２および発明例１４〜２６において発塵が認められなかったので、発塵の観測結果を表２に示していない。これは、選定窯の特性であった可能性もあるが、Ｍ／Ｓにおいては窯幅が狭く乾留不良が発生しにくいこと、および、押出し時にコークスを炭化室内に押し込む方向であるのでＭ／Ｓに発塵がなかった可能性が考えられる。
【００４８】
【表２】
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【００４９】
表２に示すように、発明例１４〜２６では比較例２よりも押出し負荷が改善した。この結果から、本実施形態に係る石炭塔を用いてＭ／Ｓの炭化室に成型炭を装炭することで、Ｍ／Ｓの炭化室に装炭された成型炭の粉化を抑制でき、これにより、押出し負荷を改善できることが確認された。
【符号の説明】
【００５０】
１０  石炭塔
１２  石炭塔本体
１４  装入コンベア
１６  側壁
１７  仕切り壁
１８  排出口
２０  導入口
２２  成型炭槽
２４  成型炭ホッパー
２６  スロープ
３０  装炭ホッパー
３２  シュート
３４  炭化室
３６  装炭孔
４０  成型炭
４２  粉炭
１００  コークス炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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