(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉を構成する炭化室内のコークスを押出方向に沿って押出す際に必要な押出力を推定するコークスの押出力推定方法であって、
前記炭化室の内壁面の凹凸を測定して炉壁プロフィールを取得するステップと、
前記炉壁プロフィールをもとに前記炭化室内で生産される前記コークスの外形形状を推定するステップと、
前記炉壁プロフィールと、前記推定した前記コークスの外形形状とをもとに、前記コークスが押し出される過程で、前記コークスが通過しようとする位置の炉幅よりコークス幅が狭い前記コークスの側面位置に主動状態を定義し、前記コークスが通過しようとする位置の炉幅よりコークス幅が広い前記コークスの側面位置に受動状態を定義するステップと、
前記コークスの前記側面位置に対する前記主動状態または前記受動状態の定義をもとに、予め設定される前記コークスのみかけヤング率を用いて前記コークスの前記側面位置毎の炉壁摩擦力を算出し、該炉壁摩擦力をもとに前記押出力を推定するステップと、
を含むことを特徴とするコークスの押出力推定方法。
【請求項２】
前記炭化室内での前記コークスの前記押出方向の位置を変位させながら、各押出方向位置での前記押出力を推定することを特徴とする請求項１に記載のコークスの押出力推定方法。
【請求項３】
前記炭化室の内壁面は、前記コークス炉の押出機側の炉幅よりもガイド車側の炉幅が広いテーパー状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のコークスの押出力推定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークスの押出力推定方法で押出力を推定するステップと、
１つ以上の凸部および／または凹部を平坦化して炉壁プロフィールを修正するステップと、
前記コークスの押出力推定方法を用いて前記炉壁プロフィールを前記修正後の炉壁プロフィールとした場合の押出力を推定するステップと、
前記炉壁プロフィールの修正前後における前記押出力の増減量に応じて前記平坦化した凸部および／または凹部を補修箇所として特定するステップと、
を含み、
前記補修箇所の補修作業を行うことを特徴とするコークス炉の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉からコークスを押出すために必要な押出力を推定するコークスの押出力推定方法、この方法により推定された押出力を用いたコークス炉の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室と炭化室とが交互に連接されて構成される水平室式コークス炉（以下、単に「コークス炉」という。）では、炭化室内に装入・充填した石炭（装入炭）を隣接する燃焼室内に供給される燃焼ガスによって加熱して乾留することでコークスを生産している。得られたコークスケーキは、押出機によって各炭化室から押出されて炉外に排出され、冷却されて製品となる。【０００３】
このようなコークス炉では、稼動年数が長くなるにつれ、老朽化により炉壁に形成された凹凸が原因となってコークスを押出すのに必要な押出力が増加し、炭化室からのコークスの排出が困難となる押止りや窯詰りと呼ばれる現象が発生することがある。これら押止りや窯詰りの発生は、押出機による押出サイクルの低下等を招き、生産性を低下させる場合があるため、コークス炉を操業するにあたっては、押出力の把握が重要となる。【０００４】
例えば、特許文献１には、炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる情報に基づいてコークスが押出し時に受ける抵抗指標を導出する手法が開示されている。また、特許文献２には、試験用コークスケーキの押出試験を行うことでコークスケーキの押出負荷を求める手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０１９９３号公報
【特許文献２】特開２０１２−６２３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、炉壁を観測して得た凹凸情報をもとにして抵抗指数を求めてはいるものの、求めた抵抗指数は間接的な指標にすぎず、この抵抗指数と実際の押出負荷との相関関係から炉壁の状態を評価しているのみであるため、直接的にコークスの押出力を推定するのは困難であった。また、特許文献２の技術では、事前に試験用コークスケーキを生産して用い、実コークス炉の炭化室を模擬した押出負荷試験を繰り返し実施する必要があるため、押出力を推定するのに要する手間やコストが増大する問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、炭化室の炉壁の変形を考慮してコークスの押出力を高精度に推定することができるコークスの押出力推定方法およびコークスの排出が困難となる押止りや窯詰りの発生を効果的に抑制することができるコークス炉の補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるコークスの押出力推定方法は、コークス炉を構成する炭化室内のコークスを押出方向に沿って押出す際に必要な押出力を推定するコークスの押出力推定方法であって、前記炭化室の内壁面の凹凸を測定して炉壁プロフィールを取得するステップと、前記炉壁プロフィールをもとに前記炭化室内で生産される前記コークスの外形形状を推定するステップと、前記炉壁プロフィールと、前記推定した前記コークスの外形形状とをもとに、前記コークスが押し出される過程で、前記コークスが通過しようとする位置の炉幅よりコークス幅が狭い前記コークスの側面位置に主動状態を定義し、前記コークスが通過しようとする位置の炉幅よりコークス幅が広い前記コークスの側面位置に受動状態を定義するステップと、前記コークスの前記側面位置に対する前記主動状態または前記受動状態の定義をもとに、予め設定される前記コークスのみかけヤング率を用いて前記コークスの前記側面位置毎の炉壁摩擦力を算出し、該炉壁摩擦力をもとに前記押出力を推定するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるコークス炉の補修方法は、本発明にかかるコークスの押出力推定方法で押出力を推定するステップと、１つ以上の凸部および／または凹部を平坦化して前記炉壁プロフィールを修正するステップと、前記コークスの押出力推定方法を用いて前記炉壁プロフィールを前記修正後の炉壁プロフィールとした場合の押出力を推定するステップと、前記炉壁プロフィールの修正前後における前記押出力の増減量に応じて前記平坦化した凸部および／または凹部を補修箇所として特定するステップと、を含み、前記補修箇所の補修作業を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、炭化室の炉壁の変形を考慮してコークスの押出力を高精度に推定することができる。また、本発明によれば、コークスの排出が困難となる押止りや窯詰りの発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、押出力推定装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、コークス炉を構成する１つの炭化室を示す平面図である。
【図３−１】図３−１は、炉壁が変形した炭化室からコークスが押出される様子を示す断面図である。
【図３−２】図３−２は、炉壁が変形した炭化室からコークスが押出される様子を示す他の断面図である。
【図４】図４は、押出力推定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５−１】図５−１は、炭化室の一方の炉壁の炉壁プロフィールの一例を示す図である。
【図５−２】図５−２は、炭化室の他方の炉壁の炉壁プロフィールの一例を示す図である。
【図６】図６は、コークスに設定する計算格子を示す図である。
【図７】図７は、ラムヘッド位置毎の押出力の推定値と測定値とを示す図である。
【図８】図８は、補修箇所特定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明のコークスの押出力推定方法およびコークス炉の補修方法を実施するための形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１３】
図１は、本実施の形態の押出力推定装置１の構成例を示すブロック図である。この押出力推定装置１は、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータを用いて実現され、コークス炉で生産されるコークスの押出力を推定するための処理（押出力推定処理）を行う。図１に示すように、押出力推定装置１は、主な機能部として、入力部１１と、表示部１３と、記録部１５と、処理部１７とを含む。ここで、コークス炉は、燃焼室と炭化室とが交互に連接配置されて構成され、石炭を各炭化室に装入・充填するとともに各燃焼室に燃料ガスを供給し、各炭化室を両側の燃焼室が発する熱によって加熱することで、各炭化室内に装入・充填された石炭（装入炭）を乾留してコークスを生産する。
【００１４】
入力部１１は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置によって実現されるものであり、操作入力に応じた入力信号を処理部１７に出力する。表示部１３は、ＬＣＤやＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置によって実現されるものであり、処理部１７から入力される表示信号に基づいて各種画面を表示する。
【００１５】
記録部１５は、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリカード等の情報記録媒体およびその読み書き装置等によって実現され、用途に応じた記録装置を適宜採用して用いることができる。この記録部１５には、押出力推定装置１を動作させ、この押出力推定装置１が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が予め保存され、あるいは処理の都度一時的に保存される。
【００１６】
処理部１７は、ＣＰＵ等で実現され、入力部１１から入力される入力信号、記録部１５に保存されるプログラムやデータ等に基づき、押出力推定装置１を構成する各部への指示やデータの転送等を行って押出力推定装置１の動作を制御する。この処理部１７は、炉壁プロフィール取得部１７１と、コークス形状推定部１７３と、押出力推定部１７５とを備える。
【００１７】
先ず、押出力推定装置１が行う押出力推定処理の原理を説明する。図２は、コークス炉を構成する１つの炭化室３を示す平面図である。なお、図２等において、炭化室３の炉幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向、奥行き方向（押出方向Ａ１）をＺ方向として図示する。図２に示すように、炭化室３は、隣接する燃焼室（不図示）との間が炉壁３１，３３によって区画されて構成され、その内部でコークスＣが生産される。生産されたコークスＣは、コークス炉の押出機側（図２の下側）から挿入される押出機３５のラムヘッドによって押出方向Ａ１に押出され、押出機側と炭化室３を挟んで反対側のガイド車側で待機するガイド車（不図示）に受け渡される。ここで、炉壁３１，３３の内壁面は、炭化室３からコークスＣを効率良く押出すために押出機側よりもガイド車側の炉幅が広くなるようにテーパー状に形成されている。
【００１８】
ここで、本発明は、コークスの押出力を推定するに当たって、擁壁等が土と接触する面に働く土圧を求める土圧理論を利用しコークスの押出力を推定するものである。すなわち、コークス炉壁（炭化室３の炉壁３１，３３）を擁壁と見立て、凹凸等の変形が生じ得るコークス炉壁の内壁面内側で生産されるコークスケーキ（コークスＣ）を土と見立てて、炉壁プロフィールをもとに土圧理論でいうところの主動土圧および受動土圧の発生状態を推定することで、コークスＣの直接的な押出力推定を行う。土圧のうち、主応力の方向が鉛直方向であり擁壁が土から離れるときに受ける土圧は主動土圧、主応力の方向が水平方向であり擁壁が土に向かう（土を押す）ときに受ける土圧は受動土圧と呼ばれており、これら主動土圧と受動土圧とでは、受動土圧の方が垂直抗力が大きい。
【００１９】
前述のような押出力推定を実現するために、本実施の形態の押出力推定処理では、炉壁３１，３３の内壁面内側で乾留して生産されるコークスＣを１つの弾性体（もしくは塑性体）として扱い、その両側面内において対向する炉壁３１，３３の内壁面が外側に広がってコークスＣから離れる側面位置を主動状態、対向する炉壁３１，３３の内壁面が内側に狭まってコークスＣに近づく側面位置を受動状態と定義する。
【００２０】
先ず、建設当初の炉壁３１，３３の場合、すなわち、老朽化による炉壁３１，３３の変形が生じておらず内壁面が図２に示すテーパー状を維持している間は、コークスＣが押出方向Ａ１に押出される過程においてコークスＣの幅（コークス幅）は必ず炉幅よりも狭くなる。したがって、コークスＣは、両側面内のどの側面位置も炉壁３１，３３と接触しない状態あるいは主動土圧が発生した状態（主動状態）で押し出される。
【００２１】
これに対し、炉体の老朽化が進んで炉壁３１，３３に変形が生じた場合を考える。老朽化による炉壁３１，３３の変形とは、老朽化によって炉壁３１，３３の内壁面に局所的に凹凸が形成されたり、内壁面が全体的に磨耗したこと等による内壁面の形状変化をいう。図３−１および図３−２は、内壁面に凸部３３１や凹部３３３が形成される等して炉壁３１，３３が変形した炭化室３からコークスＣが押出される様子を示す断面図である。ここで、炭化室３内で生産されるコークスＣは、その外形が概ね炉壁３１，３３の内壁面に沿った形状となる。すなわち、図３−１に示すように、コークスＣの両側面は、凸部３３１が形成されて炉壁３１，３３が出っ張った所ではこれに沿って凹形状となり、凹部３３３が形成されて炉壁３１，３３がへこんだ所ではこれに沿って凸形状となる。
【００２２】
そして、このようなコークスＣが押出方向Ａ１に押し出される過程では、凸部形成位置の炉幅よりも、ここを通過するコークスＣのコークス幅の方が広い場合が生じ得る。このような場合、コークスＣは、前述のようなコークス幅の広いところで炉幅が狭い分圧縮され、受動土圧が発生した状態（受動状態）で押し出されることとなり、主動土圧よりも受動土圧の方が垂直抗力が大きいために必要な押出力が増大する。例えば、コークスＣの図３−１中に破線で囲った部分のコークス幅Ｌ３１は、凸部３３１の形成位置の炉幅Ｌ１よりも広い。このため、図３−１の状態からコークスＣが押し出される過程において、コークスＣの破線部分の両側の側面位置は、凸部３３１の形成位置を通過する際に圧縮されて受動状態となる。
【００２３】
ただし、コークスＣの両側面内の側面位置が主動状態なのか受動状態なのかは、そのコークス幅が通過位置の炉幅よりも狭いか広いかによるため、凸部形成位置を通過するコークスＣの側面位置が常に受動状態になる（圧縮される）とは限らない。すなわち、コークスＣの外形形状は、全体としては押出機側でコークス幅が狭く、ガイド車側でコークス幅が広く形成される。したがって、図３−２に示すように、コークスＣの押出機側のコークス幅の狭い部分が凸部３３１の形成位置を通過する際には、そのコークス幅Ｌ３３が炉幅Ｌ１よりも狭いため受動状態とはならない。
【００２４】
そこで、押出力推定処理では、ラムヘッドによって押出方向Ａ１に押出されることによる炭化室３内でのコークスＣの押出方向Ａ１の位置（押出方向位置）の変位を仮想的に再現しながら、その都度コークスＣのコークス幅を通過位置の炉幅と比較し、主動状態または受動状態を定義した上で押出力を推定する。
【００２５】
図４は、押出力推定処理の処理手順を示すフローチャートである。押出力推定装置１は、図４の処理手順に従って押出力推定処理を行うことで押出力推定方法を実施する。以下では、１つの炭化室３に着目し、該当する炭化室３においてコークスＣを押出すのに必要な押出力を推定する場合を例示する。なお、ここで説明する処理は、押出力推定処理を実現するためのプログラムを記録部１５に保存しておき、処理部１７がこのプログラムを読み出して実行することで実現できる。
【００２６】
図４に示すように、押出力推定処理では、先ず、炉壁プロフィール取得部１７１が、着目する炭化室３の炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを取得する（ステップＳ１）。なお、この炉壁３１，３３の炉壁プロフィールは、事前に取得して記録部１５に保存しておき、これを読み出して用いることとしてもよい。
【００２７】
図５−１は、炭化室３の一方の炉壁の炉壁プロフィールの一例を示し、図５−２は、他方の炉壁の炉壁プロフィールを示す図である。この炉壁プロフィールは、各炉壁３１，３３の内壁面の所定の領域（主要領域；本例では６．５ｍ平方領域）の形状を表したものであり、図５−１および図５−２中では、色の濃淡によって内壁面の凹凸量を示している。この炉壁プロフィールの取得に際しては、先ず、炉壁３１，３３の各々の内壁面の凹凸をレーザスキャナで測定する。続いて、炉壁３１，３３毎に建設当初の内壁面の初期状態とレーザスキャナの測定値とを比較することで初期状態を基準とした内壁面の主要領域の凹凸量を求め、炉壁プロフィールとする。なお、ここでは、各炉壁３１，３３の内壁面の主要領域の炉壁プロフィールを例示したが、内壁面全域を対象に測定を行い、炉壁プロフィールを取得してもよい。これにより、老朽化による炉壁３１，３３の変形、すなわち、その内壁面が老朽化によりどの程度出っ張っており、或いはへこんでいるのかを内壁面の全域あるいは主要領域の全域に亘って把握できる。
【００２８】
続いて、コークス形状推定部１７３が、着目する炭化室３内で生産されるコークスＣの外形形状を推定する（ステップＳ３）。このステップＳ３では、コークス形状推定部１７３は、上記したように、炉壁プロフィールが表す炉壁３１，３３の内壁面の形状（凹凸）に沿ってコークスＣの両側面の外形形状を推定する。
【００２９】
また、コークス形状推定部１７３は、ステップＳ３で推定した外形形状のコークスＣを区画して計算格子を設定する（ステップＳ５）。図６は、コークスＣに設定する計算格子５を示す図である。なお、図６中ではコークスＣの側面を平坦面として図示しているが、実際には、ステップＳ３の処理により、炉壁プロフィールをもとに適宜凹凸が形成された側面として推定される。ステップＳ５では、押出力推定部１７５は、図６に示すように、推定した外形形状のコークスＣの両側面を所定サイズに区画した側面位置に相当する矩形範囲を端面５１，５３とし、その長さ５５がコークス幅に相当する計算格子５を設定する。後段の処理では、計算格子５毎に炉壁摩擦力を算出するとともに、計算格子５の列毎に炉底摩擦力を算出する。
【００３０】
その後は、押出力推定部１７５が、ステップＳ７〜ステップＳ１７の処理を行い、ラムヘッドの位置を押出機側からガイド車側に所定量ずつ移動させながら、対応する押出方向位置のコークスＣを押出すのに必要な押出力を順次推定していく。
【００３１】
すなわち、先ず、押出力推定部１７５は、ラムヘッド位置を初期位置（炭化室３の押出機側の端部位置）に初期化する（ステップＳ７）。
【００３２】
続いて、押出力推定部１７５は、炉壁３１，３３の炉壁プロフィールと、推定したコークスＣの外形形状とをもとに、現在のラムヘッド位置によって定まるコークスＣの押出方向位置に従ってコークス幅と炉幅との大小を計算格子５毎に判別する（ステップＳ９）。そして、押出力推定部１７５は、コークス幅が炉幅よりも狭い計算格子５にはその差幅と併せて主動土圧を定義し、コークス幅が炉幅よりも広い計算格子５にはその差幅と併せて受動土圧を定義する（ステップＳ１１）。
【００３３】
例えば、図６中の最上段手前の符号を付した計算格子５に着目すると、先ず、その端面５１，５３の各々と対向する炉壁３１，３３の内壁面内の位置をコークスＣの押出方向位置から特定し、炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを参照して特定した位置の炉幅を求める。そして、計算格子５の長さ５５をコークス幅とし、このコークス幅と求めた炉幅とを比較して大小を判別する。また、このとき、コークス幅と炉幅との差幅を算出しておく。その後、コークス幅が炉幅よりも狭ければ計算格子５に対して炉幅と併せて主動土圧を定義する一方、コークス幅が炉幅よりも広い場合は、計算格子５に対して炉幅と併せて受動土圧を定義する。図４のステップＳ９，Ｓ１１では、以上の処理を全ての計算格子５について行う。
【００３４】
その後、押出力推定部１７５は、計算格子５毎に炉壁摩擦力を算出し、計算格子５の列毎に炉底摩擦力を算出して、これらの総和を押出力として推定する（ステップＳ１３）。
【００３５】
先ず、押出力推定部１７５は、全ての計算格子５を順番に処理対象とし、処理対象の計算格子５に対する主動状態または受動状態の定義に応じて計算格子５毎に炉壁摩擦力を算出する。この炉壁摩擦力の算出に用いるみかけヤング率（弾性率）は、コークス炉において実際にコークスを生産し、炭化室３から押出す際に測定した押出力の測定値や、炉壁プロフィール等をもとに、予め統計的に求めて設定しておく。また、炉壁摩擦係数は固定値とし、予め設定しておく。そして、処理対象の計算格子５の主動状態／受動状態の定義および差幅をもとに、みかけヤング率を用いて対向する炉幅間を通過する際に処理対象の計算格子５を伸張または圧縮変形させる垂直抗力や応力を求め、摩擦係数を乗じて炉壁摩擦力を算出する。これにより、計算格子５毎に炉壁摩擦力が得られる。
【００３６】
続いて、各計算格子５を列毎に順番に処理対象とし、計算格子５の列毎に炉底摩擦力を算出する。この炉底摩擦力の算出に用いる炉底摩擦係数は固定値とし、予め設定しておく。例えば、図６中に太線で囲った１列５７に着目すると、先ず、この１列５７分のコークスＣの体積と予め設定されるコークス密度とから重量を求める。そして、求めた重量に炉底摩擦係数を乗じて炉底摩擦力を算出する。これにより、計算格子５の列毎に炉底摩擦力が得られる。
【００３７】
その後、計算格子５毎の炉壁摩擦力の総和と、計算格子５の列毎の炉底摩擦力の総和とを合計し、現在のラムヘッド位置においてコークスＣを押出すのに必要な押出力として推定する。
【００３８】
以上のようにして押出力を推定したならば、押出力推定部１７５は、ラムヘッド位置をガイド車側に所定量移動させて更新し（ステップＳ１５）、ラムヘッド位置が炭化室３のガイド車側の端部位置となるまでの間は（ステップＳ１７：Ｎｏ）、ステップＳ９に戻って上記した処理を繰り返す。ラムヘッド位置の移動量については、適宜設定してよい。そして、押出力推定部１７５は、ラムヘッド位置が炭化室３のガイド車側の端部位置まで移動した場合には（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、推定したラムヘッド位置毎の押出力を表示部１３に表示する処理を行い（ステップＳ１９）、オペレータに提示する。
【００３９】
実際に、図４の処理手順に従って押出力推定処理を行い、ラムヘッド位置毎の押出力を推定するとともに、コークス炉の操業を行ってラムヘッド位置毎の押出力の測定値を得た。図７は、横軸をラムヘッド位置とし、縦軸を押出力として推定値と測定値とをグラフ化した図である。なお、図７に示す推定値の算出に際しては、コークスＣのみかけヤング率を７０ｋＮ／ｍ2、処理対象の炭化室３のコークス重量を約２０トン、実験値に基づく炉底摩擦係数、炉壁摩擦係数をそれぞれ０．６とした。そして、押出力は、コークス重量を計算格子５の１列５７毎にコークス重量を割り当てて、炉底に生じる垂直抗力を求め、炉底摩擦係数によって推定した。図７に示すように、図４の処理手順に従って押出力を推定した場合、測定値を高精度に推定できることがわかった。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、炭化室３の炉壁３１，３３の各々の内壁面の凹凸をレーザスキャナで測定することで炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを取得し、これを用いてコークス炉からコークスＣを押出すために必要な押出力をラムヘッド位置毎に推定することができるので、コークスＣの直接的な押出力推定が実現できる。したがって、コークスＣが炭化室３の押出機側からガイド車側まで押出されるまでの各押出方向位置でのコークスＣの押出力を、老朽化による炭化室３の炉壁３１，３３の変形を考慮して高精度に推定することができる。
【００４１】
また、本実施の形態によれば、老朽化による炉壁３１，３３の変形がコークスＣを押出すのに必要な押出力に与える影響を把握することができるので、炉壁３１，３３の内壁面の補修の要否をオペレータの経験等による主観的な判断によらずに定量的に判断することができる。そして、補修が必要と判断した場合は、実際に内壁面の補修作業を行うことで、コークスの生産性の低下を抑制できる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、別途押出力を推定するための専用の装置を用意して試験を行う必要がないため、手間やコストが増大することもない。
【００４３】
なお、上記した実施の形態では、炉壁３１，３３の内壁面がテーパー状に形成された炭化室３からコークスＣを押出す場合について説明したが、本発明は、炉壁３１，３３の内壁面が平行な炭化室内でコークスを生産し、これを押出す場合にも同様に適用が可能である。
【００４４】
また、上記した実施の形態では、コークスＣの押出力を推定する押出力推定処理について説明したが、この押出力推定処理の後で補修箇所特定処理を行い、炉壁３１，３３の補修箇所を特定するようにしてもよい。図８は、補修箇所特定処理の処理手順を示すフローチャートである。本変形例では、押出力推定装置１が図４の押出力推定処理を行った後で図８の処理手順に従って補修箇所特定処理を行い、特定された補修箇所に従って実際に炉壁３１，３３の内壁面を補修することでコークス炉の補修方法を実施する。
【００４５】
図８に示すように、補修箇所特定処理では、先ず、処理部１７が、図５−１および図５−２に示した炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを表示部１３に表示する処理を行う（ステップＳ２１）。続いて、処理部１７は、表示処理した炉壁プロフィール上で濃い色によって表される凸部および／または薄い色によって表される凹部の指定操作を受け付け、オペレータにより指定操作された凸部や凹部を平坦化して炉壁プロフィールを修正する（ステップＳ２３）。そして、その上で、図４の押出力推定処理を再度行う（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２５で行う押出力推定処理では、図４のステップＳ１において、図８のステップＳ２３で修正した炉壁プロフィールを取得するようにする。これにより、炉壁３１，３３の内壁面の形状を修正後の炉壁プロフィールによって表される形状とした場合のラムヘッド位置毎の押出力が得られる。
【００４６】
その後は、オペレータは、炉壁プロフィールの修正前後における押出力の推定結果を比較し、押出力が大きく低減したのであれば、ステップＳ２３で指定操作された凸部および／または凹部を補修箇所として特定する。この場合には、凸部をサンドブラスト等の研磨装置で整形し、あるいは凹部に対して溶射材を吹き付ける溶射施工を施す等して特定した補修箇所の補修作業を行う。
【００４７】
なお、補修箇所を自動的に特定してオペレータに提示する構成としてもよい。例えば、処理部１７は、ステップＳ２５の後で炉壁プロフィールの修正前後における押出力の増減量を算出する処理を行ってもよい。そして、処理部１７は、増減量が所定の閾値を超えた場合にステップＳ２３で指定操作された凸部および／または凹部を補修箇所として特定し、特定した補正箇所を表示部１３に表示処理することでオペレータに提示するようにしてもよい。
【００４８】
一方で、オペレータは、炉壁プロフィールの修正前後で押出力が大きく変化しない場合は、ステップＳ２３で指定操作された凸部および／または凹部を補修しても押出力の大幅な改善は望めないと判断できる。この場合は、新たに別の凸部や凹部を指定操作することで押出力の改善が図れる補修箇所の特定を続けることも可能である。すなわち、ステップＳ２７において補修箇所特定処理を終了（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）せずにステップＳ２１に戻り（ステップＳ２７：Ｎｏ）、上記した処理を繰り返す。
【００４９】
本変形例によれば、炉壁プロフィールを参照して凸部や凹部を指定するだけで、実際に炉壁３１，３３の内壁面を補修した場合を想定してコークスの押出力を直接的に推定することができるので、推定性を向上させることができるとともに、押出力を低減可能な補修箇所を特定することができる。したがって、炉壁３１，３３の内壁面に形成された凸部や凹部を対象とする補修の要否を適切に判断することができる。そして、実際に特定した補修箇所の補修作業を行うことで、補修作業を効率よく行うことができる。これによれば、コークスの排出が困難となる押止りや窯詰りの発生を効果的に抑制することができ、コークスの生産性の低下を抑制できる。
【００５０】
また、上記した実施の形態では、レーザスキャナを用いて炉壁プロフィールを取得することとしたが、使用する測定機器はレーザスキャナに限定されるものではなく、炉壁３１，３３の内壁面の凹凸が測定できるものであればよい。すなわち、例えば、リニアイメージカメラ、レーザ投光器を組み合わせて用いる等して炉壁３１，３３の内壁面の凹凸を測定し、炉壁プロフィールを取得するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明は、コークス炉からコークスを押出すために必要な押出力を推定する処理、この処理により推定された押出力を用いたコークス炉の補修処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１    押出力推定装置
１１    入力部
１３    表示部
１５    記録部
１７    処理部
１７１    炉壁プロフィール取得部
１７３    コークス形状推定部
１７５    押出力推定部
【要約】
押出力推定装置１において、炉壁プロフィール取得部１７１は、炭化室の内壁面の凹凸を測定して炉壁プロフィールを取得する。コークス形状推定部１７３は、炉壁プロフィールをもとに炭化室内で生産されるコークスの外形形状を推定する。押出力推定部１７５は、炉壁プロフィールと、推定したコークスの外形形状とをもとに、炉幅に対してコークス幅が狭いコークスの側面位置に主動状態を定義し、炉幅に対してコークス幅の広いコークスの側面位置に受動状態を定義する。そして、押出力推定部１７５は、コークスの側面位置に対する主動状態または受動状態の定義をもとに、予め設定されるコークスのみかけヤング率を用いてコークスの側面位置毎の炉壁摩擦力を算出し、炉壁摩擦力をもとに押出力を推定する。【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図５−１】
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【図５−２】
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