(57)【要約】【課題】非微粘結炭の配合比を高めても、コークス品質が低下することなく、低コストでコークスを製造することが可能な、コークス炉への原料炭装入装置及び装入方法を提供する。【解決手段】コークス炉の炉頂部を走行する装炭車に搭載されたホッパー１２の直下にスクリューフィーダ１３が配置され、ホッパー１２内の原料炭Ｃをスクリューフィーダ１３で切り出してコークス炉の炭化室に装入する原料炭装入装置において、装炭車に搭載され、粘結補填材Ｍを貯留する粘結補填材タンクと、ホッパー１２内の下部に設置され、粘結補填材タンクから供給される粘結補填材Ｍを下方に向けて噴射するノズル２３とを備えている。【選択図】図２
2014136739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炉頂部を走行する装炭車に搭載されたホッパーの直下にスクリューフィーダが配置され、前記ホッパー内の原料炭を前記スクリューフィーダで切り出して前記コークス炉の炭化室に装入する装置において、
前記装炭車に搭載され、粘結補填材を貯留する粘結補填材タンクと、前記ホッパー内の下部に設置され、前記粘結補填材タンクから供給される粘結補填材を下方に向けて噴射するノズルとを備えることを特徴とするコークス炉への原料炭装入装置。
【請求項２】
請求項１記載のコークス炉への原料炭装入装置において、前記ノズルが前記スクリューフィーダの上流側に配置されていることを特徴とするコークス炉への原料炭装入装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコークス炉への原料炭装入装置を用いて、非微粘結炭が配合された原料炭をコークス炉へ装入する方法であって、
前記スクリューフィーダ内を搬送される前記原料炭に向けて、前記粘結補填材タンクから供給される粘結補填材を前記ノズルから噴射することを特徴とするコークス炉への原料炭装入方法。
【請求項４】
請求項３項に記載のコークス炉への原料炭装入方法において、前記原料炭に対する前記粘結補填材の添加量が１．０質量％以上３質量％以下であることを特徴とするコークス炉への原料炭装入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークスの製造に用いられる原料炭をコークス炉に装入する装置及び方法に関し、特に非微粘結炭を配合した原料炭をコークス炉に装入する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉操業において還元材及び熱源として使用されるコークスは、高炉内の通気性を確保すると共に高温でも粉化しない強度が求められる。高強度のコークスを製造するためには、コークス製造用原料炭中に一定割合以上の強粘結炭を配合することが好ましい。しかし、強粘結炭は資源的に枯渇状態にあり、粘結性を僅かに示す微粘結炭ないし粘結性を示さない非粘結炭からなる非微粘結炭を用いてコークスを製造する技術が、これまで提案されてきている。具体的には、非微粘結炭を配合した原料炭に粘結補填材を添加して原料炭の粘結性を向上させることによりコークス強度を高めることが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、粘結剤（液状粘結補填材）を添加した後の配合炭（原料炭）の粘結性指数が、石炭の装入密度から決定される、全膨張率もしくは最高流動度の各下限値以上であり、さらに前記粘結性指数が全膨張率の上限値である１００以下かつ最高流動度の上限値である３．０以下であることを特徴とする高炉用コークスの製造方法が開示されている。特許文献１によれば、この方法により、非微粘結炭を多量に配合した配合炭を用いてコークスを製造しても高炉用コークスとしての必要強度が安定的に得られるとされている。
【０００４】
また、特許文献２では、粒径３ｍｍ未満の細粒を５０％以上含む固形粘結補填材を固形のまま原料炭に混合し、そのままコークス炉に装入して乾留することを特徴とする高強度コークスの製造方法が開示されている。特許文献２によれば、この方法により、固形粘結補填材が石炭粒子中に均一に分散して固形粘結補填材と石炭粒子の接触面積が増加すると共に、強固なコークス構造を構成する接触態様になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６２１５５号公報
【特許文献２】特開２００７−２０５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２４５５６４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、液状粘結補填材は、液状であるが故に、液状粘結補填材を添加する配管や添加ノズルが詰まったり混練機内に付着する等、操業上のトラブルを引き起こすことがある。そのため、設備を定期的に停止させて清掃を行う必要があり、作業者の作業負荷につながるという問題がある。また、固形粘結補填材は、１５０℃〜２５０℃の高温炭操業では軟化溶融するため、搬送コンベアやシュートといった搬送経路で付着、堆積、閉塞を引き起こすおそれがある。そのため、実操業では、コークス炉にできるだけ近い位置で、原料炭に粘結補填材を添加することが望ましい。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、非微粘結炭の配合比を高めても、コークス品質が低下することなく、低コストでコークスを製造することが可能な、コークス炉への原料炭装入装置及び装入方法を提供することを目的とする。
【０００８】
なお、特許文献３には、石炭装入台車（装炭車）付帯のホッパーからテーブルフィーダー又はロータリーフィーダーにより石炭を切り出し、装入筒を介してコークス炉の炉室（炭化室）に石炭を装入する際に、コークス炉炉幅方向の中心部近傍に装入される石炭にのみ、装入筒に設けた噴霧ノズルから添加剤を噴射することを特徴とするコークス炉への石炭装入方法が開示されている。しかし、この発明は、コークス炉炉幅方向中心部に位置する石炭にのみ添加剤を添加して、コークス炉炉幅方向中心部に位置する石炭の嵩密度を増加させることにより、コークス炉幅方向のコークス強度を均一にする技術であって、非微粘結炭の配合比が高くて、低コストでコークスを製造することが可能な技術を提供するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、第１の発明は、コークス炉の炉頂部を走行する装炭車に搭載されたホッパーの直下にスクリューフィーダが配置され、前記ホッパー内の原料炭を前記スクリューフィーダで切り出して前記コークス炉の炭化室に装入する装置において、
前記装炭車に搭載され、粘結補填材を貯留する粘結補填材タンクと、前記ホッパー内の下部に設置され、前記粘結補填材タンクから供給される粘結補填材を下方に向けて噴射するノズルとを備えることを特徴としている。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明に係るコークス炉への原料炭装入装置を用いて、非微粘結炭が配合された原料炭をコークス炉へ装入する方法であって、
前記スクリューフィーダ内を搬送される前記原料炭に向けて、前記粘結補填材タンクから供給される粘結補填材を前記ノズルから噴射することを特徴としている。
【００１１】
原料炭事前処理設備において、粘結補填材を原料炭に過剰添加すると、コークス炉まで設置された搬送コンベアや乗継ぎ部などの搬送経路に原料炭が付着、堆積して閉塞を引き起こすおそれがある。本発明では、装炭車に搭載されたホッパー内の原料炭を切り出してコークス炉の炭化室に装入するスクリューフィーダ内の原料炭に粘結補填材を添加するので、上記問題が発生することがなく、装入時の原料炭温度や使用する粘結補填材の種類に影響されることがない。加えて、スクリューフィーダ内で原料炭と粘結補填材が混練されるので、粘結補填材が原料炭と均一に混合されると共に原料炭内の脱気も促進され、非微粘結炭の配合比を高めても、コークス品質が低下することがない。
【００１２】
また、第１の発明に係るコークス炉への原料炭装入装置では、前記ノズルが前記スクリューフィーダの上流側に配置されていることを好適とする。
【００１３】
本発明者等は、ホッパー内の原料炭をスクリューフィーダで切り出すと、ホッパー内部で原料炭の偏析が発生することを発見した。具体的には、ホッパー内の原料炭の高さは、スクリューフィーダの上流側ほど低くなる（図２参照）。従って、ホッパー内の下部に設置されるノズルをスクリューフィーダの上流側に配置すれば、原料炭の流れに粘結補填材が同伴されやすくなり、ノズルに掛かる原料炭荷重を低減させることができる。
【００１４】
また、第２の発明に係るコークス炉への原料炭装入方法では、前記原料炭に対する前記粘結補填材の添加量が１．０質量％以上３質量％以下であることを好適とする。
【００１５】
原料炭に対する粘結補填材の添加量が１．０質量％未満の場合、所要のコークス強度が得られない一方、原料炭に対する粘結補填材の添加量が３質量％を超えると、粘結補填材からなる液滴のまわりに原料炭が付着しただけのダマが過剰に発生するだけでなく、スクリューフィーダへの付着物も多くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るコークス炉への原料炭装入装置及び装入方法では、ホッパー内の原料炭を切り出してコークス炉の炭化室に装入するスクリューフィーダ内の原料炭に粘結補填材を添加して、スクリューフィーダ内で原料炭と粘結補填材を混練するので、粘結補填材が原料炭と均一に混合されると共に原料炭内の脱気も促進されることから、非微粘結炭の配合比を高めても、コークス品質が低下することなく、低コストでコークスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコークス炉への原料炭装入装置が搭載された装炭車による炭化室内への原料炭装入方法を示した模式図である。
【図２】同原料炭装入装置を構成する原料炭装入部の模式図である。
【図３】図２のＡ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
【００１９】
コークス炉は、原料炭を乾留してコークスを製造する炭化室と、炭化室に熱を供給する燃焼室とが炉幅方向に交互に並設された構成とされ、コークス炉の炉頂部を炉幅方向に走行する装炭車によって各炭化室に原料炭が装入される。装炭車１１による炭化室１０内への原料炭Ｃの装入方法を示した模式図を図１に示す。同図は、炭化室１０及び装炭車１１の各炉長方向断面を示している。
同図に示すように、炭化室１０の頂部には、原料炭Ｃを装入するための装入口１０ａが、炉長方向に所定の間隔をあけて複数（本実施の形態では５箇所）設けられている。
一方、装炭車１１には、炭化室１０の頂部に設けられた装入口１０ａから炭化室１０内に原料炭Ｃを装入するための原料炭装入部１５が、装入口１０ａと同じ間隔をあけて複数（本実施の形態では５基）搭載されている。
【００２０】
また、装炭車１１には、粘結補填材を貯留する粘結補填材タンク１４が搭載され、粘結補填材タンク１４内の粘結補填材が、装炭車１１に配設された配管１６を介して各原料炭装入部１５に供給される。なお、粘結補填材タンク１４は配管１７を介して化成設備１９に接続されており、化成設備１９で製造された粘結補填材が、配管１７の途中に設置されたポンプ１８により粘結補填材タンク１４に送給される。
【００２１】
図２に示すように、原料炭装入部１５は、原料炭Ｃを貯蔵するホッパー１２と、ホッパー１２の直下に配置され、ホッパー１２内の原料炭Ｃを切り出してコークス炉の炭化室１０に装入するスクリューフィーダ１３とを備えている。
また、ホッパー１２内の下部には、粘結補填材タンク１４から配管１６を介して供給される粘結補填材Ｍを下方に向けて噴射するノズル２３が設置されている。
なお、本発明の一実施の形態に係るコークス炉への原料炭装入装置は、原料炭装入部１５、原料炭装入部１５に粘結補填材Ｍを供給する粘結補填材タンク１４及びノズル２３を有している。
【００２２】
スクリューフィーダ１３は、螺旋状の羽根が回転軸の回りに形成されたスクリュー２０と、スクリュー２０を収納する矩形状のケーシング２５とを備えている。ケーシング２５の一方の端部の底面には、スクリュー２０によって切り出された原料炭Ｃを排出するための切出口２１が設けられている。切出口２１には下方に延びるシュート２６が取り付けられており、シュート２６内に設置されているダンパー２２により切出口２１の開閉が行われる。
【００２３】
スクリューフィーダ１３内のスクリュー２０付近の原料炭Ｃには、スクリュー２０の回転によってケーシング２５の内部へ向かう力が作用し、スクリュー２０の回転と共に充填物の内圧が高まっていく。しかし、ホッパー１２の直下を除くケーシング２５内の上部だけは、充填物の存在しない空間が存在するため、スクリュー２０の回転により上昇した内圧が上部空間で解放され、初動時と同様、充填物が流動できるようになる。原料炭Ｃが切り出されるまで、スクリューフィーダ１３内では、この作用が繰り返し起こることで、原料炭Ｃと粘結補填材Ｍが均一に混練され、生成されるコークスの強度のバラツキが低減される。
また、上記作用が繰り返される過程で、原料炭Ｃと原料炭Ｃとの間、及び原料炭Ｃと粘結補填材Ｍとの間の空気が脱気されていき、擬似造粒物を発生させる働きも起きる。擬似造粒物が発生することにより、コークス炉内の装入物分布が広帯域となり、嵩密度が０．０１ｔｏｎ／ｃｈ〜０．０５ｔｏｎ／ｃｈ増加する。
【００２４】
粘結補填材Ｍを噴射するノズル２３は、スクリューフィーダ１３の上流側に配置され、ノズル２３の噴射孔からスクリューフィーダ１３までの鉛直距離は１５ｃｍ程度とすることが望ましい（図３参照）。また、ノズル２３の噴射孔が原料炭Ｃで閉塞されないように、噴射孔を除くノズル２３の周囲は遮蔽板２４で保護されている。
なお、スクリューフィーダ１３内の原料炭Ｃに粘結補填材Ｍを均一に噴射するため、ノズル２３は、噴霧形状が円錐状となるフルコーン型とすることが望ましい。
【００２５】
ホッパー１２に投入される原料炭Ｃに含まれる非微粘結炭（微粘結炭及び非粘結炭）の割合は３０質量％〜９０質量％程度である。また、原料炭Ｃの温度は、常温からほぼ２５０℃の間にある。
【００２６】
一方、原料炭Ｃに添加される粘結補填材Ｍは、液状粘結補填材、固形粘結補填材のいずれでもよい。ただし、原料炭Ｃに対する粘結補填材Ｍの添加量は、１．０質量％以上３質量％以下であることが好ましい。
【００２７】
原料炭装入部１５及び原料炭装入部１５に粘結補填材Ｍを供給する粘結補填材タンク１４を備える原料炭装入装置を用いて原料炭Ｃをコークス炉へ装入する際は、シュート２６を炭化室１０の装入口１０ａに接続し、ダンパー２２を開放状態にした後、スクリューフィーダ１３を駆動させ、ホッパー１２内の原料炭Ｃをスクリューフィーダ１３で切り出す。そして、スクリューフィーダ１３内を切出口２１に向けて搬送される原料炭Ｃに対して、粘結補填材タンク１４から供給される粘結補填材Ｍをノズル２３から噴射する。原料炭Ｃと粘結補填材Ｍはスクリュー２０によって混練された後、切出口２１からシュート２６を介して炭化室１０内に装入される。
【００２８】
なお、スクリューフィーダ１３の速度は常に一定というわけではなく、初動時は低速運転、定常時は高速運転、停止前は低速運転を行う。そのため、本実施の形態に係る原料炭装入装置では、原料炭Ｃに対する粘結補填材Ｍの添加割合が常に一定となるようにするため、スクリュー２０の回転数から算出される単位時間当たりの原料炭Ｃ切出量に基づいて、ノズル２３から噴射される粘結補填材Ｍの噴射量を制御する構成としている。
【００２９】
また、粘結補填材タンク１４に貯留されている粘結補填材Ｍの量は、粘結補填材タンク１４に設置したレベル計（図示省略）で管理されており、粘結補填材Ｍの量が所定量以下になると、化成設備１９から粘結補填材タンク１４に粘結補填材Ｍが供給される。
【００３０】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【符号の説明】
【００３１】
１０：炭化室、１０ａ：装入口、１１：装炭車、１２：ホッパー、１３：スクリューフィーダ、１４：粘結補填材タンク、１５：原料炭装入部、１６、１７：配管、１８：ポンプ、１９：化成設備、２０：スクリュー、２１：切出口、２２：ダンパー、２３：ノズル、２４：遮蔽板、２５：ケーシング、２６：シュート、Ｃ：原料炭、Ｍ：粘結補填材
【図１】
2014136739.tif 000003
【図２】
2014136739.tif 000004
【図３】
2014136739.tif 000005