(57)【要約】【課題】炭化室内の乾留度合いのばらつきを低減して乾留熱量の無駄な消費を低減すること。【解決手段】制御部１０において、推奨合計ガスコック開度算出部１５は、燃焼室毎に、対応する押出機側のガスコックおよびガイド車側のガスコックの推奨合計ガスコック開度Ｄ８を算出する。合計開度振分部１７は、各燃焼室のコークス押出方向に沿った炉底温度の実績炉底温度プロフィールＤ１０を取得する。合計開度振分部１７は、予め設定される各燃焼室のコークス押出方向に沿った炉底温度の目標炉底温度プロフィールＤ９と実績炉底温度プロフィールＤ１０とを用い、燃焼室毎の推奨合計ガスコック開度Ｄ８を対応する燃焼室の押出機側のガスコックおよびガイド車側のガスコックに振り分けることでガスコック毎の推奨ガスコック開度Ｄ１１を算出する。【選択図】図２
2014074163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉において、該コークス炉の押出機側およびガイド車側の双方から前記各燃焼室内に供給する燃料ガスの流量を制御するために前記各燃焼室の前記押出機側および前記ガイド車側に設けられたガスコックのガスコック開度を算出するガスコック開度算出方法であって、
前記燃焼室毎に、対応する前記押出機側のガスコックおよび前記ガイド車側のガスコックの合計ガスコック開度を算出する算出ステップと、
前記各燃焼室のコークス押出方向に沿った炉底温度の実績プロフィールを取得する取得ステップと、
予め設定される前記各燃焼室の前記コークス押出方向に沿った炉底温度の目標プロフィールと前記取得した実績プロフィールとを用い、前記燃焼室毎の前記合計ガスコック開度を対応する前記燃焼室の押出機側のガスコックおよび前記ガイド車側のガスコックに振り分けることで前記ガスコック毎のガスコック開度を算出する振分ステップと、
を含むことを特徴とするガスコック開度算出方法。
【請求項２】
前記各燃焼室の炉底温度の目標プロフィールは、対応する前記燃焼室の前記コークス押出方向に沿った目標炉底温度の変化直線として設定され、
前記取得ステップは、前記各燃焼室において前記コークス押出方向に沿って測定した炉底温度分布をもとに、前記各燃焼室の前記コークス押出方向に沿った実績炉底温度の変化直線を前記実績プロフィールとして取得し、
前記振分ステップは、前記燃焼室毎に前記目標炉底温度の変化直線と前記実績炉底温度の変化直線との傾き差を算出し、前記燃焼室毎の傾き差に応じた振分比率に従って前記燃焼室毎の前記合計ガスコック開度を対応する前記燃焼室の押出機側のガスコックおよび前記ガイド車側のガスコックに振り分けることを特徴とする請求項１に記載のガスコック開度算出方法。
【請求項３】
前記算出ステップは、過去の前記各炭化室の炭化室温度および前記各炭化室の火落ち時間をもとに前記炭化室温度と前記火落ち時間との関係を表す回帰式を前記炭化室毎に算出し、前記回帰式によって定まる目標火落ち時間に対応する前記炭化室毎の目標炭化室温度を用いて前記燃焼室毎の合計ガスコック開度を算出することを特徴とする請求項１または２に記載のガスコック開度算出方法。
【請求項４】
前記炉底温度として前記燃焼室の底部に存在するレンガ部の温度を用いることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のガスコック開度算出方法。
【請求項５】
燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉の操業方法であって、
前記各燃焼室には、前記コークス炉の押出機側およびガイド車側の双方から供給する燃料ガスの流量を制御するためのガスコックが前記押出機側および前記ガイド車側に設けられ、
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のガスコック開度算出方法を用いて前記ガスコック毎のガスコック開度を調整する調整工程を含むことを特徴とするコークス炉の操業方法。
【請求項６】
石炭を炭化室に装入し、該炭化室の両側に連接された燃焼室にコークス炉の押出機側およびガイド車側の双方から燃料ガスを供給して前記炭化室を加熱することで、前記炭化室内の石炭を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、
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のガスコック開度算出方法を用いて前記押出機側および前記ガイド車側の双方から前記各燃焼室に供給する前記燃料ガスの流量を制御する工程を含むことを特徴とする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、燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉に設けられたガスコックのガスコック開度を算出するガスコック開度算出方法、このガスコック開度算出方法を用いたコークス炉の操業方法、およびコークスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室と炭化室とが複数交互に連接されて炉団を構成するコークス炉では、炭化室に装入した石炭を隣接する燃焼室からの熱で乾留することによってコークスを製造している。このコークス炉において、乾留熱量の無駄な消費を低減するためには、各炭化室の火落ち時間のばらつきを極力低減することが必要である。なぜならば、未乾留のコークスを生成しないようにコークス炉を操業するためには、火落ち時間の最も長い炭化室を基準にして操業ペースが決定されるので、火落ち時間の短い炭化室には余計な熱量が費やされてしまうからである。
【０００３】
この種の問題点を解決するための手法として、例えば、特許文献１の技術が知られている。この特許文献１の技術は、各燃焼室に燃料ガスを供給する各ガスコックの開度調整時の開度変更量、およびこの開度調整前後の各炭化室の火落ち時間変化から各ガスコックのガスコック開度と各炭化室における火落ち時間偏差との関係を計算し、調整後の各炭化室における火落ち時間の標準偏差が小さくなるような各ガスコック開度の調整推奨値を算出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４０９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１の技術等を用いてガスコックのガスコック開度を調整し、各燃焼室に供給する燃料ガスの流量を制御したとしても、燃料室内に供給される燃料ガスによって炭化室内の全体を均一に加熱できないという別の問題によって、乾留熱量の消費を効果的に低減できない場合があった。これは、加熱が不均一の場合炭化室内での石炭の乾留度合いにばらつきが生じ、部分的に未乾留のコークスが生成される事態が生じ得るためであり、従来は、このような未乾留のコークスが生成される事態に対処するため、前述の乾留度合いのばらつきを考慮して乾留時間を長くしており、その分消費する乾留熱量の増大を招いていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、炭化室内の乾留度合いのばらつきを低減して乾留熱量の無駄な消費を低減することができるガスコック開度算出方法、コークス炉の操業方法、およびコークスの製造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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるガスコック開度算出方法は、燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉において、該コークス炉の押出機側およびガイド車側の双方から前記各燃焼室内に供給する燃料ガスの流量を制御するために前記各燃焼室の前記押出機側および前記ガイド車側に設けられたガスコックのガスコック開度を算出するガスコック開度算出方法であって、前記燃焼室毎に、対する前記押出機側のガスコックおよび前記ガイド車側のガスコックの合計ガスコック開度を算出する算出ステップと、前記各燃焼室のコークス押出方向に沿った炉底温度の実績プロフィールを取得する取得ステップと、予め設定される前記各燃焼室の前記コークス押出方向に沿った炉底温度の目標プロフィールと前記取得した実績プロフィールとを用い、前記燃焼室毎の前記合計ガスコック開度を対応する前記燃焼室の押出機側のガスコックおよび前記ガイド車側のガスコックに振り分けることで前記ガスコック毎のガスコック開度を算出する振分ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるガスコック開度算出方法は、上記の発明において、前記各燃焼室の炉底温度の目標プロフィールは、対応する前記燃焼室の前記コークス押出方向に沿った目標炉底温度の変化直線として設定され、前記取得ステップは、前記各燃焼室において前記コークス押出方向に沿って測定した炉底温度分布をもとに、前記各燃焼室の前記コークス押出方向に沿った実績炉底温度の変化直線を前記実績プロフィールとして取得し、前記振分ステップは、前記燃焼室毎に前記目標炉底温度の変化直線と前記実績炉底温度の変化直線との傾き差を算出し、前記燃焼室毎の傾き差に応じた振分比率に従って前記燃焼室毎の前記合計ガスコック開度を対応する前記燃焼室の押出機側のガスコックおよび前記ガイド車側のガスコックに振り分けることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるガスコック開度算出方法は、上記の発明において、前記算出ステップは、過去の前記各炭化室の炭化室温度および前記各炭化室の火落ち時間をもとに前記炭化室温度と前記火落ち時間との関係を表す回帰式を前記炭化室毎に算出し、前記回帰式によって定まる目標火落ち時間に対応する前記炭化室毎の目標炭化室温度を用いて前記燃焼室毎の合計ガスコック開度を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるガスコック開度算出方法は、上記の発明において、前記炉底温度として前記燃焼室の底部に存在するレンガ部の温度を用いることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるコークス炉の操業方法は、燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉の操業方法であって、前記各燃焼室には、前記コークス炉の押出機側およびガイド車側の双方から供給する燃料ガスの流量を制御するためのガスコックが前記押出機側および前記ガイド車側に設けられ、本発明にかかるガスコック開度算出方法を用いて前記ガスコック毎のガスコック開度を調整する調整工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるコークスの製造方法は、石炭を炭化室に装入し、該炭化室の両側に連接された燃焼室にコークス炉の押出機側およびガイド車側の双方から燃料ガスを供給して前記炭化室を加熱することで、前記炭化室内の石炭を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、本発明にかかるガスコック開度算出方法を用いて前記押出機側および前記ガイド車側の双方から前記各燃焼室に供給する前記燃料ガスの流量を制御する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各燃焼室のコークス押出方向に沿った炉底温度の実績プロフィールおよびその目標プロフィールを用い、燃焼室毎に算出した合計ガスコック開度を対応する燃焼室の押出機側のガスコックおよびガイド車側のガスコックに振り分けることができる。したがって、個々の炭化室内の全体を均一に加熱し、炭化室内の乾留度合いのばらつきを低減して乾留熱量の無駄な消費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、コークス炉の全体構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、制御部の主要な機能構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、制御部が行う処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、目標炭化室温度算出処理を説明する説明図である。
【図５】図５は、目標燃焼室温度算出処理を説明する説明図である。
【図６】図６は、推奨合計ガスコック開度算出処理を説明する説明図である。
【図７】図７は、１つの燃焼室とその両隣の炭化室を示す平面図である。
【図８】図８は、合計開度振分処理を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明にかかるガスコック開度算出方法、コークス炉の操業方法、およびコークスの製造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。
【００１６】
図１は、本発明を適用するコークス炉１の全体構成例を示す模式図である。図１に示すように、コークス炉１は、Ｎ個の燃焼室２（２−１〜２−Ｎ）およびＮ−１個の炭化室３（３−１〜３−（Ｎ−１））を備え、これらが交互に連接配置されて炉団を構成している。このコークス炉１は、原料である石炭を各炭化室３に装入するとともに各燃焼室２に燃料ガスＧを供給し、各炭化室３を両側の燃焼室２が発する熱によって加熱することで、各炭化室３内の石炭を乾留してコークスを製造する。乾留後の各炭化室３内のコークスは、コークス炉１の押出機側４（図１中に向かって下側）から不図示の押出機によりコークス押出方向Ａ１に沿って押し出され、この押出機側４と炭化室３を挟んで反対側のガイド車側５で待機する不図示のガイド車に受け渡される。
【００１７】
このコークス炉１において、各燃焼室２の押出機側４およびガイド車側５の各々には、一端が不図示のガス供給源と連結されたガス本管６の２Ｎ個に分岐した他端側が配管されており、各燃焼室２内に押出機側４とガイド車側５の両方から燃料ガスＧを供給する。ガス本管６の一端側には、炉団全体に供給する燃料ガスＧの流量（各燃焼室２に供給される燃料ガスＧの総流量）を制御するためのガスコック７が配設されている。一方、ガス本管６の分岐した他端側のそれぞれには、他端側の分岐によって各燃焼室２の押出機側４に分配された燃料ガスＧの流量を制御して押出機側４から各燃焼室２内に燃料ガスＧを供給するためのガスコック８（８−１〜８−Ｎ）と、他端側の分岐によって各燃焼室２のガイド車側５に分配された燃料ガスＧの流量を制御してガイド車側５から各燃焼室２内に燃料ガスＧを供給するためのガスコック９（９−１〜９−Ｎ）とが配設されている。これらガスコック７，８，９は、制御部１０によってその開度（ガスコック開度）が調整される。以下、同一の燃焼室２内に燃料ガスＧを供給する押出機側４およびガイド車側５の一組のガスコック８，９を適宜「ガスコック対８，９」とも呼ぶ。また、各燃焼室２において押出機側４に配設されたガスコック８を適宜「押出機側ガスコック８」とも呼び、ガイド車側５に配設されたガスコック９を適宜「ガイド車側ガスコック９」とも呼ぶ。
【００１８】
制御部１０は、各燃焼室２および各炭化室３の状態を監視・制御し、コークス炉１の操業を管理するものであり、ガスコック７のガスコック開度を調整し、炉団全体の火落ち時間の平均値（炭化室３毎の実際の火落ち時間すなわち実績火落ち時間の平均値）が目標火落ち時間となるように炉団全体に供給する燃料ガスＧの流量を制御するとともに、各ガスコック８，９のガスコック開度を調整して各燃焼室２に供給する燃料ガスＧの流量を制御することで、各炭化室３内の石炭が全てコークスとなったときの石炭装入からの経過時間、すなわち実績火落ち時間が炭化室３間でほぼ同一時間となるように、かつ炭化室３内の石炭がムラなく均一に乾留されるようにコークス炉１の操業を管理する。
【００１９】
この制御部１０は、マイクロコンピュータ等で構成され、各燃焼室２および各炭化室３の状態を監視・制御するのに必要な各種プログラムやデータ等が保存される記憶部２０と接続されている。記憶部２０には、例えば、過去の複数回の操業時における実績火落ち時間、各炭化室３の実績炭化室温度、各燃焼室２の実績燃焼室温度、各ガスコック８，９の実績ガスコック開度、この実績ガスコック開度を対応する燃焼室２毎すなわちガスコック対８，９毎に合計した各燃焼室２の実績合計ガスコック開度といった操業データや、目標火落ち時間、各燃焼室２の目標炉底温度プロフィール等が蓄積・保存される。この記憶部２０は、更新記憶可能なフラッシュメモリ等のＲＯＭやＲＡＭといった各種ＩＣメモリ、ハードディスク、各種記憶媒体等の記憶装置によって実現される。
【００２０】
ここで、上記したように、各燃焼室２に対する燃料ガスＧの供給は、その押出機側４およびガイド車側５に配設されたガスコック８，９のガスコック開度によって調整される。本実施の形態では、制御部１０は、先ず燃焼室２毎すなわちガスコック対８，９毎に合計ガスコック開度（推奨合計ガスコック開度）を求め、その上で求めた合計ガスコック開度を対応する燃焼室２の押出機側ガスコック８およびガイド車側ガスコック９に振り分けて、各燃焼室２に供給する燃料ガスＧの流量を制御する。
【００２１】
図２は、制御部１０の主要な機能構成例を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１０は、その主要な機能部として、目標炭化室温度算出部１１と、目標燃焼室温度算出部１３と、推奨合計ガスコック開度算出部１５と、合計開度振分部１７とを含む。
【００２２】
目標炭化室温度算出部１１には、目標火落ち時間Ｄ１が入力されるとともに、コークス炉１の過去の操業データとして得られる各炭化室３の実績炭化室温度Ｄ２および各炭化室３の実績火落ち時間Ｄ３が入力される。この目標炭化室温度算出部１１は、各炭化室３の実績炭化室温度Ｄ２および各炭化室３の実績火落ち時間Ｄ３をもとに炭化室３毎に回帰式を算出し、この炭化室３毎の回帰式にそれぞれ目標火落ち時間Ｄ１を代入することで炭化室３毎の目標炭化室温度Ｄ４を算出する。この炭化室３毎の目標炭化室温度（Ｎ−１個の目標炭化室温度の値）Ｄ４は、目標燃焼室温度算出部１３に出力される。
【００２３】
目標燃焼室温度算出部１３は、入力される炭化室３毎の目標炭化室温度Ｄ４をもとに、燃焼室２毎の目標燃焼室温度Ｄ５を算出する。この燃焼室２毎の目標燃焼室温度（Ｎ個の目標燃焼室温度の値）Ｄ５は、推奨合計ガスコック開度算出部１５に出力される。
【００２４】
推奨合計ガスコック開度算出部１５には、目標燃焼室温度算出部１３から燃焼室２毎の目標燃焼室温度Ｄ５が入力されるとともに、コークス炉１の過去の操業データである各燃焼室２の実績燃焼室温度Ｄ６および各燃焼室２の実績合計ガスコック開度Ｄ７が入力される。この推奨合計ガスコック開度算出部１５は、各燃焼室２の実績燃焼室温度Ｄ６および各燃焼室２の実績合計ガスコック開度Ｄ７をもとに、影響係数行列を算出する。その後、推奨合計ガスコック開度算出部１５は、算出した影響係数行列の影響係数を用い、燃焼室２毎の目標燃焼室温度Ｄ５をもとに燃焼室２毎すなわちガスコック対８，９毎の推奨合計ガスコック開度Ｄ８を算出する。この燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度Ｄ８は、合計開度振分部１７に出力される。
【００２５】
合計開度振分部１７には、推奨合計ガスコック開度算出部１５から燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度Ｄ８が入力されるとともに、各燃焼室２の炉底温度の目標プロフィール（以下、「目標炉底温度プロフィール」と呼ぶ。）Ｄ９および乾留中に測定される各燃焼室２の炉底温度の実績プロフィール（以下、「実績炉底温度プロフィール」と呼ぶ。）Ｄ１０が入力される。この合計開度振分部１７は、各燃焼室２の目標炉底温度プロフィールＤ９と実績炉底温度プロフィールＤ１０とを用い、燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度Ｄ８を対応する燃焼室２の押出機側ガスコック８およびガイド車側ガスコック９に振り分けることで、ガスコック８，９毎の推奨ガスコック開度Ｄ１１を算出する。
【００２６】
図３は、制御部１０が行う具体的な処理手順を示すフローチャートである。制御部１０は、図３のフローチャートが示す処理を行うことでガスコック開度算出方法およびコークス炉の操業方法を実施する。また、以下の処理手順で各ガスコック８，９のガスコック開度を調整しながらコークスを製造することで、コークスの製造方法を実施する。
【００２７】
先ず、目標炭化室温度算出部１１が、目標炭化室温度算出処理を行う。すなわち、図３に示すように、目標炭化室温度算出部１１は先ず、過去の各炭化室３の実績炭化室温度および各炭化室３の実績火落ち時間をもとに、炭化室温度と火落ち時間との関係を表す回帰式を炭化室３毎に算出する（ステップＳ１）。
【００２８】
図４は、注目するある１つの炭化室３に関する目標炭化室温度算出処理を説明する説明図であり、縦軸を炭化室温度（℃）とし、横軸を火落ち時間（時間）として過去の複数回の操業時に得られた注目対象の炭化室３における実績炭化室温度および実績火落ち時間によって定まる各データ点Ｐ１１をプロットして示している。ここで、実績炭化室温度は、各燃焼室２に設けられた熱電対の測定値をもとに取得する。具体的には、実績炭化室温度は、注目対象の炭化室３の両側に位置する２つの燃焼室２の熱電対によって乾留中に測定された時間毎の温度の平均値を求め、乾留時間の時間平均として取得する。
【００２９】
そして、目標炭化室温度算出処理では、目標炭化室温度算出部１１は、先ず、各データ点Ｐ１１の実績炭化室温度および実績火落ち時間をもとに回帰計算を行い、回帰式、例えば図４中に実線で示す回帰直線Ｌ１を注目対象の炭化室３についての回帰式として算出する。このとき、回帰計算に用いるデータ点Ｐ１１の選別のため、炭化室温度に対して図４中に一点鎖線で示す上限値Ｌ１１を設定し、二点鎖線で示す下限値Ｌ１３を設定するとともに、火落ち時間に対して上限値Ｈ１１および下限値Ｈ１３を設定するとよい。そして、これら炭化室温度の上限値Ｌ１１および下限値Ｌ１３と、火落ち時間の上限値Ｈ１１および下限値Ｈ１３によって各データ点Ｐ１１をフィルタリングするとよい。これによれば、実績炭化室温度および実績火落ち時間の異常値が回帰式に反映されてしまう事態を防止できる。また、回帰計算に用いるデータ点数は、現時点から遡って所定数個とすることで、算出結果（回帰式）を現在までの所定期間の操業に伴う注目対象の炭化室３の火落ち時間特性の経時変化に追随させることができる。目標炭化室温度算出部１１は、以上の処理を炭化室３毎に行い、その炭化室３毎の火落ち時間特性に応じた回帰式をそれぞれ得る。
【００３０】
続いて、目標炭化室温度算出部１１は、図３に示すように、ステップＳ１で算出した炭化室３毎の回帰式を用い、目標火落ち時間をもとに炭化室３毎の目標炭化室温度を算出する（ステップＳ３）。具体的には、目標炭化室温度算出部１１は、得られた炭化室３毎の回帰式にそれぞれ目標火落ち時間を代入する処理を炭化室３の数分（Ｎ−１回）繰り返し、炭化室３毎の目標炭化室温度を算出する。例えば、目標火落ち時間が図４に示す火落ち時間Ｈ１の値であったとする。この場合には、注目対象の炭化室３の目標炭化室温度は、この火落ち時間Ｈ１に対応する回帰直線Ｌ１上の点Ｐ１によって決まる炭化室温度Ｔ１の値として得られる。
【００３１】
続いて、目標燃焼室温度算出部１３が目標燃焼室温度算出処理を行い、ステップＳ３で算出した炭化室３毎の目標炭化室温度をもとに、燃焼室２毎の目標燃焼室温度を算出する（ステップＳ５）。図５は、目標燃焼室温度算出処理を説明する説明図であり、この目標燃焼室温度算出処理で算出するＮ個の各燃焼室２−１〜２−Ｎにおける目標燃焼室温度（１）〜（Ｎ）と、この目標燃焼室温度（１）〜（Ｎ）の算出に用いられるＮ−１個の各炭化室３−１〜３−（Ｎ−１）における目標炭化室温度（１）〜（Ｎ−１）を、コークス炉１における各燃焼室２および各炭化室３の配置順に並べて示している。
【００３２】
目標燃焼室温度算出処理では、目標燃焼室温度算出部１３は、各燃焼室２を順次算出対象として全ての燃焼室２について目標燃焼室温度を算出する。具体的には、目標燃焼室温度算出部１３は、算出対象の燃焼室２の両側に位置する炭化室３の目標炭化室温度の平均値を求め、求めた平均値を算出対象の燃焼室２の目標燃焼室温度とする。例えば、図５に示すように、燃焼室２−２の目標燃焼室温度（２）は、炭化室３−１の目標炭化室温度（１）の値Ｄ４−１および炭化室３−２の目標炭化室温度（２）の値Ｄ４−２の平均値として算出される。同様に、燃焼室２−３の目標燃焼室温度（３）は、炭化室３−２の目標炭化室温度（２）の値Ｄ４−２および炭化室３−３の目標炭化室温度（３）の値Ｄ４−３の平均値として算出される。一方、炉団の端の燃焼室２については、連接する炭化室３が１つしかないため、その連接する１つの炭化室３における目標炭化室温度をそのまま目標燃焼室温度とする。例えば、燃焼室２−１の目標燃焼室温度（１）は、炭化室３−１の目標炭化室温度（１）の値Ｄ４−１とされ、燃焼室２−Ｎの目標燃焼室温度（Ｎ）は、炭化室３−（Ｎ−１）の目標炭化室温度（Ｎ−１）の値Ｄ４−（Ｎ−１）とされる。
【００３３】
続いて、推奨合計ガスコック開度算出部１５が、推奨合計ガスコック開度算出処理を行う。すなわち、図３に示すように、推奨合計ガスコック開度算出部１５は先ず、各燃焼室２の実績燃焼室温度および各燃焼室２の実績合計ガスコック開度をもとに影響係数行列を算出し、影響係数を取得する（ステップＳ７）。
【００３４】
図６は、推奨合計ガスコック開度算出処理を説明する説明図である。本実施の形態では、各ガスコック８，９の開度調整実績を燃焼室２毎すなわちガスコック対８，９毎に合計した各燃焼室２の合計ガスコック調整実績Ｄ２１と、このガスコック８，９の開度調整による各燃焼室２の燃焼室温度の変化実績（燃焼室温度変化実績）Ｄ２３との関係を、図６に示すモデル式で表す。図６に示すモデル式中の１〜Ｎの添字は、各燃焼室２（２−１〜２−Ｎ）の燃焼室番号を示している。このモデル式において、各燃焼室２の合計ガスコック調整実績Ｄ２１の値Δｆ1，Δｆ2，Δｆ3，・・・，ΔｆNは、各ガスコック８，９の調整前後における実績合計ガスコック開度の差分値であり、過去に該当するガスコック８，９を開度調整した際の調整前後の実績合計ガスコック開度の差分値を用いる。一方、各燃焼室２の燃焼室温度変化実績Ｄ２３の値ΔＦＴ1，ΔＦＴ2，ΔＦＴ3，・・・，ΔＦＴNは、各ガスコック８，９の調整前後における実績燃焼室温度の差分値であり、過去に該当するガスコック８，９を開度調整した際の調整前後の実績燃焼室温度の差分値を用いる。そして、これら合計ガスコック調整実績Ｄ２１と燃焼室温度変化実績Ｄ２３との関係を表すのが、影響係数ａ，ｂからなる影響係数行列Ｄ２５である。例えば、図６に示すモデル式の３行目の燃焼室２−３に関する要素は、次式（１）によって表される。
【数１】
2014074163.tif 000003
【００３５】
ここで、本実施の形態のコークス炉１では、図１に示したように他端側が分岐した共通のガス本管６によって各燃焼室２に燃料ガスＧを分配・供給するため、ある燃焼室２のガスコック８，９のガスコック開度の変化が、その他の燃焼室２のガスコック８，９を流れる燃料ガスＧの流量に影響を及ぼす。上記した図６のモデル式は、この前提に基づくものである。すなわち、上記式（１）の燃焼室２−３に関する要素に着目すると、燃焼室２−３の温度は燃焼室２−３のガスコック８−３，９−３のガスコック開度に主たる影響を受けるので、ガスコック８−３，９−３の合計ガスコック調整実績（ガスコック８−３，９−３の調整前後における実績合計ガスコック開度の差分値）Δｆ3の係数（影響係数）を「ａ」としている。図６のモデル式全体では、破線で囲って示す要素を「ａ」としている。一方で、燃焼室２−３の温度は、その他の燃焼室２−１，２，４〜Ｎの各ガスコック８−１，２，４〜Ｎ，９−１，２，４〜Ｎのガスコック開度に副次的な影響を受けるので、各ガスコック８−１，２，４〜Ｎ，９−１，２，４〜Ｎの合計ガスコック調整実績（各ガスコック８−１，２，４〜Ｎ，９−１，２，４〜Ｎの調整前後における実績合計ガスコック開度の差分値）Δｆ1，Δｆ2，Δｆ4〜ΔｆNの係数（影響係数）を「ｂ」としている。図６のモデル式全体では、破線で囲った要素以外の要素を「ｂ」としている。
【００３６】
このモデル式に対し、過去にガスコック８，９を開度調整した際の各燃焼室２の合計ガスコック調整実績および燃焼室温度変化実績を代入し、擬似逆行列計算を行えば、影響係数ａ，ｂがそれぞれ求まる。なお、この擬似逆行列計算を行って影響係数ａ，ｂを取得する処理は、ガスコック８，９のガスコック開度を調整する度に行う。これによれば、算出結果（影響係数ａ，ｂの値）をガス本管６の配管抵抗等の経年変化に追随させることができる。なお、ガスコック開度の調整は、所定の調整周期で実施される。また、ここでは、影響係数をａ，ｂの２種類としたが、影響の度合いをさらに細分化し、３種類以上の影響係数を算出して用いるようにしてもよい。この場合、例えば、ガスコック８，９の配置位置に基づき影響の度合いを３段階以上に分類し、３種類以上の影響係数を算出して用いるようにしてもよい。
【００３７】
続いて、推奨合計ガスコック開度算出部１５は、図３に示すように、取得した影響係数ａ，ｂを用い、ステップＳ５で算出した燃焼室２毎の目標燃焼室温度をもとに燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度を算出する（ステップＳ９）。このステップＳ９の処理は、各ガスコック８，９のガスコック開度を調整する度に行う。具体的には、先ず、燃焼室２毎にステップＳ５で算出した目標燃焼室温度と該当する燃焼室２の現在の温度との差分を算出し、図６に示す各燃焼室２の目標燃焼室温度差分Ｄ２７として得る。そして、得られた目標燃焼室温度差分Ｄ２７とステップＳ７で取得した影響係数ａ，ｂとを図６のモデル式に代入し、擬似逆行列計算を行うことで、燃焼室２毎に推奨合計ガスコック開度Ｄ８を算出する。ここで、各燃焼室２の現在の温度は、該当する燃焼室２に設けられた熱電対の現時点での測定値を用いてもよい。また、操業毎の燃焼室温度のばらつきを平滑化するため、過去の複数回の操業における該当する燃焼室２の実績燃焼室温度の平均値を用いてもよい。例えば、ガスコック８，９の開度調整の調整周期（制御周期）に対応した燃焼室２の実績燃焼室温度の移動平均値を用いてもよい。これによれば、ガスコック８，９の開度調整によって調整し得る周期の燃焼室２の温度変動を明確にすることができる。
【００３８】
続いて、合計開度振分部１７が、合計開度振分処理を行う。すなわち、図３に示すように、合計開度振分部１７は先ず、各燃焼室２の実績炉底温度プロフィールを取得する（ステップＳ１０）。本実施の形態では、合計開度振分部１７は、各燃焼室２のコークス押出方向Ａ１に沿った炉底温度の変化直線を実績炉底温度プロフィールとして取得する。ここでの処理に先立ち、各燃焼室２においてその奥行方向であるコークス押出方向Ａ１に沿って炉底温度分布を測定しておく。その後、合計開度振分部１７は、予め設定される各燃焼室２の目標炉底温度プロフィールとステップＳ１０で取得した各燃焼室２の実績炉底温度プロフィールとを用い、各燃焼室２の開度振分比率を決定する（ステップＳ１１）。
【００３９】
図７は、燃焼室２−５と、その両隣の炭化室３−４，３−５を示す平面図である。例えば、燃焼室２−５に注目すると、上記した炉底温度分布は、コークス押出方向Ａ１すなわち燃焼室２−５の奥行方向に沿った底部レンガ部、例えば底部レンガ部の３５箇所を測定位置Ｍ１〜Ｍ３５とする炉底温度であり、各測定位置Ｍ１〜Ｍ３５での炉底温度は、乾留中、放射温度計等を用いて所定の測定周期で測定される。なお、注目した燃焼室２−５以外の他の燃焼室２においても、同様の測定位置Ｍ１〜Ｍ３５の炉底温度が所定の測定周期で測定される。一般に、ガスは燃焼室２−５の底部から供給されるので、温度変化の時定数が大きいコークス炉においても、ガスコック開度調整の結果は燃焼室２−５の底部に存在するレンガ部の温度に短時間で反映される。従って、燃焼室２−５の底部に存在するガス燃焼部付近のレンガ部の温度をガスコック開度調整の指標として用いることによって、ガスコック開度調整の妥当性を短時間で把握し、ガスコックの開度を微調整することによって目標とする温度プロフィールを短時間で達成することができる。
【００４０】
図８は、注目する燃焼室２−５に関する合計開度振分処理を説明する説明図であり、縦軸を炉底温度（℃）とし、横軸をコークス押出方向Ａ１に沿った各測定位置Ｍ１〜Ｍ３５（図７を参照）の測定位置番号として、注目する燃焼室２−５において乾留中に測定された各測定位置Ｍ１〜Ｍ３５での炉底温度Ｐ３をプロットして示すとともに、燃焼室２−５についての目標炉底温度プロフィールおよび実績炉底温度プロフィールを併せて示している。
【００４１】
前段の処理では、燃焼室２毎すなわちガスコック対８，９毎の合計ガスコック開度（推奨合計ガスコック開度）が算出される。しかしながら、上記したように、各燃焼室２内に供給する燃料ガスＧの全体の流量を最適化したとしてもその乾留熱量によって炭化室３内の全体を均一に加熱できなければ、個々の炭化室３内での石炭の乾留度合いにばらつきが生じて未乾留のコークスが生成される事態が生じ得る。ここで、図７に示すように、各炭化室３は、炭化室３からコークスを効率良く押出すために押出機側４よりもガイド車側５の幅が広くなっている。したがって、このような炭化室３を両側の燃焼室２が発する熱によって均一に加熱するためには、各燃焼室２内の燃焼室温度が押出機側４よりもガイド車側５で高くなるようにするのがよい。例えば、図８に示すように、燃焼室２−５の目標炉底温度プロフィールは、測定位置番号が小さくコークス押出方向Ａ１（燃焼室２−５の奥行方向）に沿った位置が押出機側４に近いほど炉底温度（目標炉底温度）が高くなるように負の傾きを有する目標炉底温度の変化直線Ｌ３１として予め設定される。具体的な傾きの大きさ等の値は、過去の操業経験等に基づいて定められる。なお、図８では、注目する燃焼室２−５の目標炉底温度プロフィールを示したが、他の燃焼室２についても同様に、過去の操業経験等に基づいて目標炉底温度の変化直線が目標炉底温度プロフィールとして予め設定される。
【００４２】
そして、合計開度振分処理では、合計開度振分部１７は、先ず、燃焼室２−５において測定された炉底温度分布、例えば図８中に示す各測定位置Ｍ１〜Ｍ３５の炉底温度Ｐ３をもとにコークス押出方向Ａ１に沿った実績炉底温度の変化直線Ｌ３３を算出する。例えば、最小二乗法を用いた炉底温度Ｐ３の近似直線を算出し、これを実績炉底温度の変化直線Ｌ３３とする。そして、合計開度振分部１７は、算出した実績炉底温度の変化直線Ｌ３３を燃焼室２−５の実績炉底温度プロフィールとして取得する。
【００４３】
続いて、合計開度振分部１７は、目標炉底温度プロフィールである目標炉底温度の変化直線Ｌ３１と実績炉底温度プロフィールである実績炉底温度の変化直線Ｌ３３の傾き差を算出し、この傾き差に従って燃焼室２−５の開度振分比率を決定する。例えば、予め傾き差の範囲とこの傾き差範囲に対応する開度振分比率とを関連付けた傾き差／比率対応テーブルを燃焼室２毎に用意し、記憶部２０に保存しておく。そして、合計開度振分部１７は、目標炉底温度の変化直線Ｌ３１の傾きと実績炉底温度の変化直線Ｌ３３の傾きとの差（傾き差）を算出し、燃焼室２−５についての傾き差／比率対応テーブルから算出した傾き差が属する傾き差範囲に対応する開度振分比率を読み出して、燃焼室２−５の開度振分比率として決定する。合計開度振分部１７は、以上の処理を燃焼室２毎に行い、燃焼室２毎の目標炉底温度の変化直線と実績炉底温度の変化直線との傾き差に応じて各燃焼室２の開度振分比率を得る。
【００４４】
その後、図３に示すように、合計開度振分部１７は、ステップＳ１１で決定した各燃焼室２の開度振分比率に従い、燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度を対応する燃焼室２の押出機側ガスコック８およびガイド車側ガスコック９に振り分けてガスコック８，９毎の推奨ガスコック開度を算出する（ステップＳ１２）。
【００４５】
なお、以上説明した合計開度振分処理では、実績炉底温度プロフィールが目標炉底温度プロフィールに近づくように燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度を対応する燃焼室２の押出機側ガスコック８およびガイド車側ガスコック９に振り分けられればよく、上記した傾き差／比率対応テーブルを用いた処理に限定されるものではない。例えば、予め傾き差と開度振分比率との関係を燃焼室２毎にモデル化しておき、これを用いて各燃焼室２の開度振分比率を決定するようにしてもよい。
【００４６】
以上のようにしてガスコック８，９毎の推奨ガスコック開度を算出したならば、図３に示すように、制御部１０は、各ガスコック８，９のガスコック開度を該当する推奨ガスコック開度に調整して各燃焼室２に供給するガス流量を制御する（ステップＳ１３）。
【００４７】
なお、このステップＳ１３は、制御部１０による推奨ガスコック開度の算出結果に基づき、オペレータが手動で各ガスコック８，９のガスコック開度を調整することにより行ってもよい。この場合、制御部１０は、実績火落ち時間、実績炭化室温度、実績燃焼室温度、実績ガスコック開度といった実績データの時系列グラフを炭化室３毎または燃焼室２毎に画面表示し、オペレータに提示するとよい。あるいは、実績フリュー温度の時系列グラフをフリュー（不図示）毎に画面表示するようにしてもよい。これによれば、オペレータは、これら実績データの時系列グラフから実績データの経時的変化やその相互関係を把握することができ、開度調整の妥当性を判断しながら各ガスコック８，９の調整作業を行うことができる。
【００４８】
また、この場合には、制御部１０は、炭化室３毎の火落ち時間のばらつきの低減に寄与するガスコック８，９の優先順位をもとに、調整対象のガスコック８，９を選定して画面表示することが望ましい。優先順位の付与方法としては、炉団の平均火落ち時間に対する火落ち時間の乖離度が大きい順、火落ち時間の変化率が大きい順等を例示することができる。これによれば、優先順位が低いガスコック８，９を開度調整することによって、乾留熱量の消費量の低減効果が限定的なものになることを抑制できる。
【００４９】
なお、各ガスコック８，９のガスコック開度を調整した直後の操業で得られる操業データは、開度調整したことによる効果が完全に現れていない場合もあり得る。このため、図３の処理は、前回各ガスコック８，９のガスコック開度を調整してから少なくとも数日が経過した後に行うのがよく、各処理工程で用いる操業データについても、前述の前回ガスコック開度を調整してから少なくとも数日が経過した後のものを用いるのがよい。また、ガスコック開度を調整してから数日が経過した後に炭化室３毎の実績火落ち時間のばらつきを確認するのがよい。そして、このばらつきが許容範囲外の場合に、再度図３の処理を行ってガスコック８，９毎の推奨ガスコック開度を算出し、ガスコック開度を再調整するのがよい。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態では、燃焼室２毎すなわちガスコック対８，９毎に推奨合計ガスコック開度を求めることができる。そして、予め設定される各燃焼室２の目標炉底温度プロフィールと、実際に各燃焼室２で測定した炉底温度分布に基づく実績炉底温度プロフィールとを用い、実績炉底温度プロフィールが目標炉底温度プロフィールに近づくように燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度を対応する燃焼室２の押出機側ガスコック８およびガイド車側ガスコック９に振り分けてガスコック８，９毎の推奨ガスコック開度を算出することができる。具体的には、実績炉底温度プロフィールであるコークス押出方向Ａ１に沿った実績炉底温度の変化直線と目標炉底温度プロフィールであるコークス押出方向Ａ１に沿った目標炉底温度の変化直線との傾き差に応じた開度振分比率に従って推奨合計ガスコック開度を振り分ける処理を燃焼室２毎に行うことができる。したがって、各燃焼室２に押出機側４およびガイド車側５から供給する燃料ガスＧによって隣接する炭化室３内の全体を均一に加熱することができ、炭化室３内での石炭の乾留度合いのばらつき（コークス押出方向Ａ１に沿ったコークスの乾留むら）を低減できる。これによれば、未乾留のコークスが生成される事態に対処し、これを防止するために乾留時間を長くして過剰な乾留熱量を投入する必要がないため、乾留熱量の無駄な消費を低減することができる上、未乾留のコークスの生成を抑制し、あるいは乾留時間を長くすることで生じる過乾留のコークスの生成を抑制できる。
【００５１】
一方で、推奨合計ガスコック開度の算出に際しては、過去の操業で得られた各炭化室３の実績炭化室温度および各炭化室３の実績火落ち時間をもとに炭化室温度と火落ち時間との関係を表す回帰式を炭化室３毎に算出することとした。そして、この炭化室３毎の回帰式を用い、目標火落ち時間に対応する目標炭化室温度を炭化室３毎に算出することとしたので、各炭化室３の実績炭化室温度および各炭化室３の実績火落ち時間を統計的に処理し、炭化室３毎の火落ち時間特性を考慮した炭化室３毎の目標炭化室温度を算出することができる。また、この炭化室３毎の目標炭化室温度を燃焼室２毎の目標燃焼室温度に変換することとした。その後、過去の操業で得られた各燃焼室２の合計ガスコック調整実績および燃焼室温度変化実績をもとに各ガスコック８，９の開度調整が各燃焼室２の温度に及ぼす影響係数ａ，ｂを算出し、燃焼室２毎の目標燃焼室温度をもとに、影響係数ａ，ｂを用いて燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度を算出することとした。
【００５２】
ここで、上記したように、長期間の使用による老朽化の度合い、例えば、上記した炭化室３内のカーボン堆積による炭化室３の容積変化の度合いや、炭化室３の炉壁レンガの破損による熱伝導性の変化の度合いは、炭化室３毎に異なる。そして、各炭化室３の火落ち時間特性は、その老朽化の度合いに影響される。本実施の形態によれば、炭化室３毎の火落ち時間特性を考慮して各燃焼室２毎の推奨合計ガスコック開度を算出することができ、この推奨合計ガスコック開度を対応する燃焼室２の押出機側ガスコック８およびガイド車側ガスコック９に振り分けて各ガスコック８，９のガスコック開度を調整することができるので、老朽化の度合いに起因する炭化室３毎の火落ち時間のばらつきを低減することができる。また、この結果、乾留熱量の無駄な消費を低減できる。
【００５３】
そして、以上説明したように、本実施の形態によれば、各燃焼室２に供給する燃料ガスＧの全体の流量の最適化を図ることで炭化室３毎の火落ち時間のばらつきを低減し、なおかつ、この燃焼室２毎の燃料ガスＧの全体の流量を該当する燃焼室２の押出機側ガスコック８およびガイド車側ガスコック９に適正に振り分けて各燃焼室２内に燃料ガスＧを供給することで炭化室３内での石炭の乾留度合いのばらつきを低減できる。したがって、乾留熱量の消費を確実に低減できる。
【００５４】
また、従来技術では、複数回の操業実績の平均値を算出することによって、炭化室の火落ち時間や乾留中の平均燃焼室温度が操業毎に変動する現象を考慮してガスコックを開度調整していた。しかしながら、このような手法では、平均値の算出に用いる最適な操業実績の数がわからないために、火落ち時間や平均燃焼室温度の変動を精度よく考慮することが困難であった。これに対して、本実施の形態では、ガスコック８，９の開度調整の調整周期に対応した燃焼室２の実績温度の移動平均値を用いるので、火落ち時間や平均燃焼室温度の変動を精度よく考慮することができる。
【００５５】
また、従来技術では、オペレータは、火落ち時間、炭化室温度、燃焼室温度、ガスコック開度、フリュー温度といった実績データの経時的な変化を確認することができないために、ガスコックの開度調整の妥当性を判断することが困難であった。これに対して、本実施の形態では、制御部１０が、実績火落ち時間、実績炭化室温度、実績燃焼室温度、実績ガスコック開度、実績フリュー温度の時系列グラフを炭化室３毎、燃焼室２毎、あるいはフリュー（不図示）毎に画面表示することができる。したがって、オペレータは、これら実績データの時系列グラフから実績データの経時的変化やその相互関係を把握し、開度調整の妥当性を判断しながら各ガスコック８，９の調整作業を行うことができる。
【００５６】
また、従来技術では、火落ち時間のばらつきの低減に寄与するガスコックの優先順位を決めることができなかった。このため、優先順位が低いガスコックを開度調整してしまい、乾留熱量の消費量の低減効果が限定的なものになっていた。これに対して、本実施の形態では、制御部１０が、炭化室３毎の火落ち時間のばらつきの低減に寄与するガスコック８，９の優先順位をもとに調整対象のガスコック８，９を選定するので、優先順位が低いガスコック８，９を開度調整することによって、乾留熱量の消費量の低減効果が限定的なものになることを抑制できる。
【符号の説明】
【００５７】
１  コークス炉
２（２−１〜２−Ｎ）  燃焼室
３（３−１〜３−（Ｎ−１））  炭化室
６  ガス本管
７，８（８−１〜８−Ｎ），９（９−１〜９−Ｎ）  ガスコック
１０  制御部
１１  目標炭化室温度算出部
１３  目標燃焼室温度算出部
１５  推奨合計ガスコック開度算出部
１７  合計開度振分部
２０  記憶部
【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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【図７】
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【図８】
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