(57)【要約】【課題】コークス炉の炭化室からコークス塊を押し出す際に、的確に押し出し負荷を低減して、コークス炉壁の損傷を軽減することができるコークス押し出し方法及びコークス押し出し装置を提供する。【解決手段】ラムヘッド２２のコークス塊１１への押し当て面２２ｂを加振機２３で押し出し方向に振動させ、それによって、コークス塊１１に振動を付与しながら押し出しを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出し装置のラムヘッドを押し当てて炭化室からコークス塊を押し出すに際し、コークス塊に振動を付与しながら押し出すことを特徴とするコークス押し出し方法。
【請求項２】
押し出し荷重が所定値以上の場合に、コークス塊に振動を付与することを特徴とする請求項１に記載のコークス押し出し方法。
【請求項３】
押し出し開始位置からのラムヘッドの移動距離が所定の範囲にある場合に、コークス塊に振動を付与することを特徴とする請求項１に記載のコークスの押し出し方法。
【請求項４】
前記振動は、ラムヘッドを振動させることによって付与することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【請求項５】
前記ラムヘッドは、上下方向に複数個に分割されており、少なくともその内の１個を振動させることを特徴とする請求項４に記載のコークス押し出し方法。
【請求項６】
振動方向として少なくとも押し出し方向成分を含んだ振動を付与することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【請求項７】
２Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数成分を１種類以上含んだ振動を付与することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【請求項８】
１種類以上の正弦波を含んだ波形の振動を付与することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【請求項９】
振動レベルが０．５Ｇ〜１０Ｇの加速度レベルである振動を付与することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【請求項１０】
コークス炉の炭化室内のコークス塊にラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出すコークスの押し出し装置であって、ラムヘッドを振動させるためのラムヘッド振動手段を備えていることを特徴とするコークス押し出し装置。
【請求項１１】
ラムヘッドが上下方向に複数個に分割されており、前記ラムヘッド振動手段は、少なくともその内の１個を振動させるものであることを特徴とする請求項１０に記載のコークス押し出し装置。
【請求項１２】
振動方向として少なくとも押し出し方向成分を含んでラムヘッドを振動させることを特徴とする請求項１０または１１に記載のコークス押し出し装置。
【請求項１３】
２Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数成分を１種類以上含んでラムヘッドを振動させることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【請求項１４】
１種類以上の正弦波を含んだ波形でラムヘッドを振動させることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【請求項１５】
振動レベルが０．５Ｇ〜１０Ｇの加速度レベルでラムヘッドを振動させることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【請求項１６】
配合炭をコークス炉内に装入して、コークスを生成し、コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出し装置のラムヘッドを押し当てて炭化室からコークス塊を押し出すに際し、コークス塊に振動を付与しながら押し出すことを特徴とするコークス製造方法。
【請求項１７】
用いる配合炭のロットの荷重平均の揮発分が、２９mass％以上、あるいは、２５mass％以下であることを特徴とする請求項１６に記載のコークス製造方法。
【請求項１８】
用いる配合炭のロットの荷重平均の膨張圧が６ｋＰａ以上であることを特徴とする請求項１６または１７に記載のコークス製造方法。
【請求項１９】
膨張圧が２０ｋＰａ以上の石炭の配合率が、２０mass％以上である配合炭を用いることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載のコークス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉において、生成されたコークスを炭化室から押し出すためのコークス押し出し方法及びコークス押し出し装置に関し、特に、押し出し負荷を低減して、コークス炉壁の損傷を軽減し、炉壁の延命化を図ることができるコークス押し出し方法及びコークス押し出し装置に関するものである。なお、本発明では、特に断らない限り、コークス炉は、室炉式コークス炉のことを言う。室炉式コークス炉は、炉体の下部に蓄熱室があり、その上部に燃焼室と炭化室とが交互に配列されている。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉において、炭化室内で石炭を乾留して生成されたコークス（コークス塊）を押し出し装置を用いて炭化室から押し出す際に、炭化室内でコークスの押し詰りを起こし、その結果、押し出し負荷が増大して、コークス炉炭化室の炉壁に大きな力が作用し、炉壁を損傷することがある。押し詰りが激しい場合には、炉壁を破壊したり、あるいは押し出し装置で押し出すことができず炉の温度を下げてから、人力でコークスを掻き出したりする。このため、炉壁の補修費が増大するとか、炉の停止による生産量の低減を余儀なくされるなどの問題を抱えている。
【０００３】
それに対して、押し出し負荷を低減し、炉壁の損傷を防止するための技術として、以下のようなものが提案されている。
【０００４】
例えば、コークス炉の炭化室の炉底レンガを補修する際に、乾燥粉コークスを炭化室に入れ、乾燥粉コークスが炉底レンガ表面の凹部を埋めて平坦にすることによって、コークス押し出し時におけるコークス塊と炉底間の摩擦を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、原料石炭を炭化室内へ装入するに先立ち、粒状（５ｍｍ以下）の耐火材料（グラファイトやＳｉ３Ｎ４など）を傾斜付きの炉底に敷き詰めておき、コークス押し出し時におけるコークス塊と炉底間の摩擦を低減して、結果として炉壁損傷を防ぐという技術も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
また、特許文献３には、水平シャベルを上下に振動させて、炭化室内のコークスをバケット内に崩落させて、コークスを搬出する装置が開示されている。
【特許文献１】特開昭５９−１８７０８２号公報
【特許文献２】特開平８−１２０２７８号公報
【特許文献３】ソビエト連邦特許第９８１３４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記の特許文献１、２に記載されている技術では、十分な押し出し負荷低減には結びつかない。
【０００８】
すなわち、前記の特許文献１、２に記載されている技術は、いずれも、コークス塊と炭化室炉底との摩擦力低減を図ろうとするものであるが、コークスの押し詰りの発生及び押し出し負荷の増大の主原因は、コークス塊と炭化室炉底との摩擦力ではなく、押し出し装置を用いてコークス塊の押し出しを行う際に、押し出し装置のラムヘッドで押されたコークス塊が変形・崩壊して、押し出し方向と直交する水平方向にひろがることにより、コークス塊と炭化室側壁との摩擦力が増すことにあるからである。
【０００９】
また、特許文献３に記載の技術は、本願が対象としている押し出し装置を使用せずに、バケットに取り付けられた水平シャベルを上下に振動させて、炭化室内のコークスをバケット内に崩落させて、バケットで炉内にあるコークスを何度もすくい出すもので、押し出し装置を用いるコークス炉に比べて、コークスの搬出作業に多くの時間を要する。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、コークス炉の炭化室からコークス塊を押し出す際に、的確に押し出し負荷を低減して、コークス炉壁の損傷を軽減することができるコークス押し出し方法及びコークス押し出し装置を提供することを目的とするものである。さらに、それを利用して、所望の配合炭を用いてコークスを製造することができるコークス製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１２】
［１］コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出し装置のラムヘッドを押し当てて炭化室からコークス塊を押し出すに際し、コークス塊に振動を付与しながら押し出すことを特徴とするコークス押し出し方法。
【００１３】
［２］押し出し荷重が所定値以上の場合に、コークス塊に振動を付与することを特徴とする前記［１］に記載のコークス押し出し方法。
【００１４】
［３］押し出し開始位置からのラムヘッドの移動距離が所定の範囲にある場合に、コークス塊に振動を付与することを特徴とする前記［１］に記載のコークスの押し出し方法。
【００１５】
［４］前記振動は、ラムヘッドを振動させることによって付与することを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【００１６】
［５］前記ラムヘッドは、上下方向に複数個に分割されており、少なくともその内の１個を振動させることを特徴とする前記［４］に記載のコークス押し出し方法。
【００１７】
［６］振動方向として少なくとも押し出し方向成分を含んだ振動を付与することを特徴とする前記［１］〜［５］のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【００１８】
［７］２Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数成分を１種類以上含んだ振動を付与することを特徴とする前記［１］〜［６］のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【００１９】
［８］１種類以上の正弦波を含んだ波形の振動を付与することを特徴とする前記［１］〜［７］のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【００２０】
［９］振動レベルが０．５Ｇ〜１０Ｇの加速度レベルである振動を付与することを特徴とする前記［１］〜［８］のいずれかに記載のコークス押し出し方法。
【００２１】
［１０］コークス炉の炭化室内のコークス塊にラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出すコークスの押し出し装置であって、ラムヘッドを振動させるためのラムヘッド振動手段を備えていることを特徴とするコークス押し出し装置。
【００２２】
［１１］ラムヘッドが上下方向に複数個に分割されており、前記ラムヘッド振動手段は、少なくともその内の１個を振動させるものであることを特徴とする前記［１０］に記載のコークス押し出し装置。
【００２３】
［１２］振動方向として少なくとも押し出し方向成分を含んでラムヘッドを振動させることを特徴とする前記［１０］または［１１］に記載のコークス押し出し装置。
【００２４】
［１３］２Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数成分を１種類以上含んでラムヘッドを振動させることを特徴とする前記［１０］〜［１２］のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【００２５】
［１４］１種類以上の正弦波を含んだ波形でラムヘッドを振動させることを特徴とする前記［１０］〜［１３］のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【００２６】
［１５］振動レベルが０．５Ｇ〜１０Ｇの加速度レベルでラムヘッドを振動させることを特徴とする前記［１０］〜［１４］のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【００２７】
［１６］配合炭をコークス炉内に装入して、コークスを生成し、コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出し装置のラムヘッドを押し当てて炭化室からコークス塊を押し出すに際し、コークス塊に振動を付与しながら押し出すことを特徴とするコークス製造方法。
【００２８】
［１７］用いる配合炭のロットの荷重平均の揮発分が、２９mass％以上、あるいは、２５mass％以下であることを特徴とする前記［１６］に記載のコークス製造方法。
【００２９】
［１８］用いる配合炭のロットの荷重平均の膨張圧が６ｋＰａ以上であることを特徴とする前記［１６］または［１７］に記載のコークス製造方法。
【００３０】
［１９］膨張圧が２０ｋＰａ以上の石炭の配合率が、２０mass％以上である配合炭を用いることを特徴とする前記［１６］〜［１８］のいずれかに記載のコークス製造方法。
【００３１】
なお、本発明で言うコークス塊は、炭化室内にあるコークス全体のことを言い、コークス同士が、固着したブロック状のコークス塊だけを意味するものではない。コークスは、冷却過程で、ひび割れるが、押し出し過程で、コークス同士が、お互いに密に接触し、コークス全体に振動を伝えることができるので、コークスが固着したブロック状である必要はない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明においては、コークス塊に振動を付与しながらコークス塊を炭化室から押し出すようにしているので、その振動によって、コークス塊と炭化室炉壁との間の摩擦が静摩擦から動摩擦に変化して、摩擦係数が低下し、それによって押し出し負荷が低減する。その結果、炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰りによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。また、配合炭の揮発分や配合炭の膨張圧、高膨張圧炭の配合量に関わらず押し出し負荷（例えば、押し出しラム駆動装置の最高負荷電流値）が、管理レベルを超えることが無いので、配合炭の管理が非常に楽である。また、コストの安い揮発分の多い炭や揮発分の少ない炭あるいは、膨張圧の高い炭を使用できるので、コストメリットが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための側面図であり、図２は、本発明の一実施形態におけるコークス押し出し装置の斜視図である。
【００３５】
図１中、１０がコークス炉の炭化室で、その中でコークス塊１１が生成される。
【００３６】
そして、図１、図２において、２０が本発明の一実施形態におけるコークス押し出し装置であり、押し出しラム２１と、押し出しラム駆動装置（図示せず）と、押し出しラム２１の先端に設けられたラムヘッド２２とを備えているとともに、コークス塊１１に押し当てられるラムヘッド２２の押し当て面が、上下方向に、上部押し当て面２２ａ、中間押し当て面２２ｂ、下部押し当て面２２ｃの３個の押し当て面に分割されていて、その内の押し当て面積が一番大きい中間押し当て面２２ｂを加振ロッド２４を介して押し出し方向に振動させるための加振機２３が押し出しラム２１に取り付けられている。
【００３７】
上記のように構成されたコークス押し出し装置２０を用いて、コークス塊１１を炭化室１０から押し出す場合の手順を以下に示す。
【００３８】
（１）まず、図１に示すように炭化室１０外に待機している状態から、押し出しラム２１を作動させて、ラムヘッド２２の各押し当て面２２ａ、２２ｂ、２２ｃを炭化室１０内のコークス塊１１に押し当て、ラムヘッド２２を前進させる。
【００３９】
（２）次に、押し出し荷重（押し出し負荷）が所定の値以上（具体的には、例えば、押し出しラム駆動装置の負荷電流値が所定値を超えた場合）になったら、加振機２３によって中間押し当て面２２ｂを押し出し方向に振動させて、コークス塊１１に振動を付与しながら、ラムヘッド２２を前進させる。なお、押し出し荷重の検出は、例えば、押し出しラム駆動装置の負荷電流値から算定する。
【００４０】
（３）そして、押し出し荷重が、所定の値より小さくなったところで、中間押し当て面２２ｂの振動を停止し、その状態で引き続き押し出しラム２１を前進させる。
【００４１】
（４）最後に、コークス塊１１全体が炭化室１０から押し出されたら、押し出しラム２１を当初の待機位置まで後退させる。
【００４２】
上記のようにしてコークス塊１１の押し出しを行うことによって、コークス塊１１に付与される振動で、コークス塊１１と炭化室１０の炉壁との間の摩擦が静摩擦から動摩擦に変化して、摩擦係数が低下し、それによって押し出し負荷が低減する。その結果、炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰りによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。
【００４３】
なお、上記では、押し出し荷重が所定の値以上になったら、コークス塊１１に振動を付与し、押し出し荷重が所定の値より小さくなったら、振動を付与するのを停止するようにしているが、通常、押し出し荷重が最大になるのは、押し出し開始位置からのラムヘッド２２の前進移動距離が１ｍ〜１．５ｍになったところなので、ラムヘッド２２の前進移動距離が１．５ｍを超えたら、コークス塊１１に振動を付与するのを停止するようにしてもよい。また、押し出し開始時点から押し出し終了時点まで、常に振動を付与しておいても構わない。
【００４４】
なお、本発明のラムヘッドの振動方向は、コークス塊全体に振動を付与することができれば、炉の上下方向や押し出し方向のいずれも用いることができる。しかし、炉の上下方向への振動を主体とした振動は、ラムヘッドからコークス塊全体に確実に振動を伝えることが難しく、例えば、ラムヘッドに複数の突起を設けてコークス塊に突起を突き刺す等の工夫が必要である。しかし、この場合、ラムヘッドの突起を突き刺されたコークス塊の周辺部分のみが振動し、その部分のみのコークス塊が崩壊する可能性が高く、コークス塊全体に振動を伝えにくくなる。さらに、上下方向の振動方向を主体とした場合は、コークス塊を持ち上げる方向を含むので、加振機の負荷が大きく、加振機の駆動能力を大きくする必要がある。
【００４５】
以上のことから、本発明のラムヘッドの振動方向は、押し出し方向の振動成分を含んだ振動方向の場合が、本発明のラムヘッドの構造を簡単することができ、加振機の駆動能力を小さくできるので、好ましい。さらに好適には、押し出し方向の振動成分を主体とした振動方向がより好ましい。
【００４６】
また、上記では、中間押し当て面２２ｂにのみ加振機２３を連結しているが、上部押し当て面２２ａ、下部押し当て面２２ｃにもそれぞれ加振機を連結して、振動させる押し当て面を適宜１個以上選択して振動させてもよい。
【００４７】
また、この実施形態では、ラムヘッド２２の押し当て面を３個に分割し、その内の中間押し当て面２２ｂの押し当て面積が一番大きくなるようにしているが、必要に応じて、分割する個数や押し当て面積の割合を選定すればよい。もちろん、ラムヘッド２２の押し当て面を分割しなくともよい。
【００４８】
また、本発明の振動は、押し出し方向に平行に振動を与えるのが好ましいが、斜め上方方向、あるいは、斜め下方方向に振動を与えてもよい。
【００４９】
さらに、振動の周波数帯域は、２Ｈｚ〜１００Ｈｚの単一周波数が制御上好ましいが、この帯域の周波数成分が、２種類以上含まれてもよい。規則振動あるいは不規則振動でもよい。振動の周波数帯域が１００Ｈｚを超えると、振動の振幅が小さくなるので、コークス塊に与える振動の効果が小さくなる。より好ましくは、６０Ｈｚ以下である。また、振動の周波数帯域が２Ｈｚ未満になると、十分な加速度を得るために加振機への投入エネルギーの増大が必要であり、コークス塊に与える振動の効果が、不十分になりがちである。特に、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚが好ましい。
【００５０】
また、振動波形は、必ずしも正弦波である必要はなく、三角波や矩形波あるいは、連続したインパルス波のような波形やそれらが混在した波形でもよい。また、１種類以上の正弦波を含んだ波形でラムヘッドを振動させる装置が好ましい。
【００５１】
また、振動の加速度レベルは、コークス塊に有効な振動を与えるために０．５Ｇ以上の加速度レベルがあればよい。さらに１Ｇ以上の加速度レベルがさらに好ましい。また、押し出し装置の機械的強度を考慮して１０Ｇ以下とするのが、好ましい。なお、加速度レベルの”Ｇ”は重力加速度で1Ｇ=９．８ｍ／ｓ２である。
【００５２】
なお、加速度レベルの測定は、特に、規定しない。例えば、ラムヘッドの加振部分に取り付けた加速度ピックアップ（B&K社製Piezoelectric Charge Accelerometer 型番Type 4383）の信号をチャージアンプ(B&K社製Charge Amplifier 型番Type 2635)で変換し、パソコンで記録して求めることができる。
【００５３】
また、本発明で用いる加振機の構造は、周波数と加速度レベルを任意に調整できる装置が好ましく、その駆動方法は、モーター、油圧、水圧等が採用できる。但し、高温負荷から狭いスペースに搭載可能な加振機構として、例えば、バイブロハンマーやエアーハンマー等が使用可能である。
【００５４】
そして、本発明で用いる配合炭については、従来適用できなかった以下のような配合炭を適用することが可能である。
【００５５】
（ａ）本発明に適用可能な配合炭の揮発分（volatile matter、以降ＶＭと称す）
本発明で用いる配合炭は、従来適用できなかった配合炭のロット毎の荷重平均の揮発分が２９mass％以上、あるいは、２５mass％以下の配合炭にも適用可能である。なお、配合炭の銘柄の揮発分は、炭坑毎、船毎等のロット単位に石炭をサンプリングし、揮発分が測定され、管理されている。コークス炉に投入前にロット毎の揮発分を考慮して、各ロットの石炭の投入量が、配合される。加重平均の揮発分は、各ロットの投入量と揮発分を掛け算し、全投入量で除して求めた。各ロットの揮発分の分析はＪＩＳ  Ｍ  ８８１２に準拠する。試料を蓋つきのルツボに入れ空気との接触を避けるようにして９００℃で７分間加熱したときの加熱減量の試料に対する質量分率を求め、これから同時に測定した水分を差し引いて揮発分とする。
【００５６】
一般に配合炭の揮発分が２９mass％以上になるとカーボン析出量が増加し、炉壁に付着したカーボンが成長し、押し出し時に、コークス塊と炉壁に付着したカーボンが接触し、潤滑な押し出しができにくくなる。本発明のコークス押し出し装置を使用することにより、カーボンとコークス塊の接触時にコークス塊が留まることなく押し出しが可能となる。なお、本発明に適用できる配合炭のロットの荷重平均の揮発分の最大値は、通常、原料炭の銘柄の最大揮発分が４０mass％であるので、４０mass％である。
【００５７】
一方、一般に配合炭の揮発分が２５mass％以下になると炉壁とコークス塊の隙間が小さくなり炉壁に凸部がある場合、凸部とコークス塊が接触し、潤滑な押し出しができなくなる。本発明のコークス押し出し装置を使用することにより、凸部とコークス塊の摩擦が小さくなり、ケーキが留まることなく押し出しが可能となる。なお、本発明に適用できる配合炭のロット毎の荷重平均の揮発分の最小値は、通常、原料炭の銘柄の最小揮発分が１５mass％であるので、１５mass％である。
【００５８】
（ｂ）本発明で適用可能な配合炭の膨張圧
本発明で用いる配合炭は、従来適用できなかった配合炭のロット毎の荷重平均の膨張圧が、６ｋＰａ以上にも適用可能である。なお、配合炭のロット毎の膨張圧は、炭坑毎、船毎等のロット単位に石炭をサンプリングし、膨張圧が測定され、管理されている。コークス炉に投入前にロット毎の膨張圧を考慮して、各ロットの石炭の投入量が配合される。加重平均の膨張圧は、各ロットの投入量と膨張圧を掛け算し、全投入量で除して求めた。膨張圧の測定方法は、石炭を１〜３ｍｍに整粒し、直径５０ｍｍ、高さ７０ｍｍのルツボにいれ嵩密度７７５ｋｇ／ｍ３になるよう調整し、ルツボの上から蓋をし、差圧計を石炭中に差し込む。ルツボを１０００℃まで４℃／ｍｉｎで昇温し、昇温過程における差圧の最大値を読み取る。
【００５９】
一般に、配合炭の膨張圧が高いと乾留時の収縮が少なくなり、炉壁とコークス塊の隙間が小さくなり、炉壁に凸部がある場合、凸部とコークス塊が接触し、潤滑な押し出しができなくなる。本発明のコークス押し出し装置を使用することにより、凸部とコークス塊間の摩擦が小さくなり、コークス塊が留まることなく押し出しが可能となる。なお、本発明に適用できる配合炭の銘柄の荷重平均の膨張圧の最大値は、通常、原料炭の銘柄の最大膨張圧力が９ｋＰａであるので、９ｋＰａである。
【００６０】
（ｃ）本発明で適用可能な配合炭の高膨張圧炭の配合率
本発明で用いる配合炭は、従来適用できなかった配合炭の高膨張圧炭の配合率が、２０mass%以上にも適用可能である。
【００６１】
一般に、配合炭における高膨張圧炭（２０００ｍｍＨ２Ｏ超え、２０ｋＰａ超え）の配合率が２０mass％以上であると、乾留時の収縮が少なくなり、炉壁とコークス塊の隙間が小さくなり、炉壁に凸部がある場合、凸部とコークス塊が接触し、潤滑な押し出しができなくなる。本発明のコークス押し出し装置を使用することにより、凸部とコークス塊間の摩擦が小さくなり、コークス塊が留まることなく押し出しが可能となる。なお、本発明に適用できる配合炭の高膨張圧炭の配合率の最大値は、１００mass％である。
【００６２】
ちなみに、高膨張圧炭の銘柄として、ブルークリーク（米国）：６８ｋＰａ（６９４０ｍｍＨ２Ｏ）、サウスヤクト（ロシア）：３４ｋＰａ（３４５３ｍｍＨ２Ｏ）、ノーウィッチ（豪州）：７３ｋＰａ（７４５０ｍｍＨ２Ｏ）、ジャーマンクリーク（豪州）：４３ｋＰａ（４４２０ｍｍＨ２Ｏ）がある。
【実施例１】
【００６３】
本発明の効果を調べるために、コークス塊に振動を付与しながら押し出す加振実験を行った。
【００６４】
図４に示す１ｍ×０．８ｍ×０．４ｍの小型の模擬コークス炉３０に、同型サイズの小型コークス炉で予め生成したコークス塊１１を装入し、側面の壁３１に力を加えて押え、端面からラムヘッド３２によってコークス塊１１に振動（周波数１〜１１０Ｈｚ、加速度レベル０．３〜１２Ｇ、正弦波）を加えながら、押し出しラム駆動装置（油圧シリンダ）３５によって一定速度で押し出し、押し出し力（押し出し荷重）を測定した。なお、ラムヘッド３２は押し出し面３２ａ、３２ｂ、３２ｃに三分割されていて、そのうちの押し出し面３２ｂ（押し出し面の全体面積の１／２）を振動可能とし、背面より加振機３３で加振した。なお、加振機３３は、振動モータ（偏芯した錘を高速回転）を用いた。
【００６５】
ちなみに、加振パターンとしては、押し出し開始時には振動を停止し（振動ＯＦＦ）、一定時間経過後に振動を付与し（振動ＯＮ）、所定時間経過後に振動を停止し（振動ＯＦＦ）、その後押し出しを終了した。
【００６６】
その際、押し出し力は、試験ラムヘッド３２に取り付けたロードセル３４の信号をストレインアンプ３６で変換し、計測器（パソコン）３７で記録して求めた。また、加速度レベルは、試験ラムヘッド３２の加振部分（押し出し面３２ｂ）に取り付けた加速度ピックアップ（B&K社製 Piezoelectric Charge Accelerometer 型番Type 4383）３８の信号をチャージアンプ(B&K社製 Charge Amplifier型番Type 2635)３９で変換し、計測器（パソコン）３７で記録して求めた。
【００６７】
図５〜図８に押し出し力の推移の一例を示す。横軸は時間（速度一定のため位置を表す）、縦軸は押し出し力を示す。
【００６８】
図５では、押し出し開始後、押し出し力はほぼ一定の値となり、振動を付与すると押し出し力が約１／２に低下した。振動を停止すると押し出し開始後のレベルに復帰していることがわかる。これより、コークス塊に振動を付与することにより押し出し力を約１／２に下げることができることがわかる。このときの加振周波数は４０Ｈｚであり、加速度レベルは約１Ｇであった。
【００６９】
また、図６は、加振周波数が５０Ｈｚ、加速度レベルが約１Ｇの場合、図７は、加振周波数が６０Ｈｚ、加速度レベルが約１．５Ｇの場合であったが、いずれの場合ともコークス塊に振動を付与することにより押し出し力を約１／２に下げることができた。
【００７０】
図示していないが、加振周波数が２Ｈｚ〜１００Ｈｚおよび加速度レベルが０．５Ｇ〜１０Ｇの場合には、押し出し力を大きく低下させることができた。特に、加振周波数が３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの場合に、押し出し力が大きく低下した。
【００７１】
なお、図８は、加振周波数が３０Ｈｚ、加速度レベルが約０．２Ｇの場合であったが、加速度レベルが小さいと、押し出し力をあまり低下させることはできなかった。
【００７２】
また、加振周波数が１Ｈｚ、加速度レベルが約１Ｇの場合も、途中で押し出し力が大きく低下することはなかった。
【００７３】
なお、従来例として、コークス塊に振動を付与しない実験も実施したが、途中で押出力が大きく低下することはなかった。
【実施例２】
【００７４】
本発明例として、実際の室炉式コークス炉で、図１、図２に示したコークス押し出し装置２０を用いて、前述の手順でコークス塊に振動を付与しながら押し出しを行った。その振動周波数は４０Ｈｚで、加速度レベルは１Ｇであった。なお、押し出し荷重と加速度レベルの測定は、実施例１と同様に行った。
【００７５】
そして、この実施例２で用いた配合炭は、ロット毎の荷重平均の揮発分が２７．２％、ロット毎の荷重平均の膨張圧が４．３ｋＰａ、高膨張圧炭の配合率が１７％であった。
【００７６】
一方、従来例として、従来通り、コークス塊に振動を付与せずに、その他は本発明例と同様の条件で押し出しを行った。
【００７７】
本発明例と従来例における押し出し荷重比（相対比）を図３に示す。ここで、押し出し荷重比は、従来例の最大押し出し荷重（ピーク値）を１．０として、その相対比で示したものである。図３に示すように、本発明例においては、押し出し荷重比の最大値が従来例に比べて大幅に減少している。
【００７８】
これによって、本発明の効果が確認された。
【実施例３】
【００７９】
本発明例として、実際のコークス炉で、図１および図２に示したコークス押し出し装置２０を用いて、前述の手順でコークス塊に振動を付与しながら押し出しを行った。その振動周波数は５０Ｈｚで、加速度レベルは２Ｇであった。なお、加速度レベルの測定は、実施例１と同様に行った。
【００８０】
そして、この実施例３では、ロット毎の荷重平均の揮発分が２４％〜３１％、ロット毎の荷重平均の膨張圧が４．１ｋＰａ〜７．２ｋＰａ、高膨張圧炭の配合率が１１％〜２６％の範囲で変動させた配合炭を用いた。なお、このときのコークス炉の燃焼室底部の温度は１２４０℃、総炭化時間は１８〜１９時間であった。
【００８１】
一方、従来例として、従来通り、コークス塊に振動を付与せずに押し出しを行った。なお、コークス塊に振動を付与しない以外は、本発明例と同様の条件とした。
【００８２】
図９は、ロット毎の荷重平均の膨張圧が４．５ｋＰａで、高膨張圧炭の配合率が１５％である配合炭の場合の揮発分（ＶＭ）と最高押し出し負荷電流比（相対比）の関係を示し、図１０は、ロット毎の荷重平均の揮発分が２７．３％で、高膨張圧炭の配合率が１５％である配合炭の場合の配合炭の膨張圧（ｋＰａ）と最高押し出し負荷電流比（相対比）の関係を示し、図１１は、ロット毎の荷重平均の揮発分が２７．３％、ロット毎の荷重平均の膨張圧が５．１ｋＰａの場合の配合炭の高膨張圧炭の配合率と最高押し出し負荷電流比（相対比）の関係を示したものである。なお、最高押し出し負荷電流比は、最高押し出し負荷電流の管理値（上限値；管理レベル）を１．００として、その相対比で示したものである。
【００８３】
図９〜図１１から明らかなように、本発明例の場合は、配合炭の揮発分や配合炭の膨張圧、高膨張圧炭の配合量に関わらず、最高押し出し負荷電流比が管理レベルを超えることが無かった。したがって、配合炭の管理が非常に楽である。また、コストの安い揮発分の多い炭や揮発分の少ない炭あるいは、膨張圧の高い炭を使用できるので、コストメリットが大きい。
【００８４】
一方、従来例の場合は、適切な配合炭の揮発分範囲と適切な膨張圧の配合炭や適切な高膨張圧炭配合率にしないと最高押し出し負荷電流比が管理レベルを超えてしまった。したがって、使用する配合炭の揮発分や膨張圧さらに、高膨張圧炭の配合率を厳密に管理する必要があり、生産コストが高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための側面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるコークス押し出し装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施例２における本発明の効果を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における模擬コークス炉の説明図である。
【図５】本発明の実施例１における押し出し力の変化を示す図である。
【図６】本発明の実施例１における押し出し力の変化を示す図である。
【図７】本発明の実施例１における押し出し力の変化を示す図である。
【図８】本発明の実施例１における押し出し力の変化を示す図である。
【図９】本発明の実施例３における最高押し出し負荷電流を示す図である。
【図１０】本発明の実施例３における最高押し出し負荷電流を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３における最高押し出し負荷電流を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  コークス炉の炭化室
１１  コークス塊
２０  コークス押し出し装置
２１  押し出しラム
２２  ラムヘッド
２２ａ  上部押し当て面
２２ｂ  中間押し当て面
２２ｃ  下部押し当て面
２３  加振機
２４  加振ロッド
３０  模擬コークス炉
３１  壁
３２  ラムヘッド
３２ａ  上部押し当て面
３２ｂ  中間押し当て面
３２ｃ  下部押し当て面
３３  加振機
３４  ロードセル
３５  油圧シリンダ
３６  ストレインアンプ
３７  計測器（パソコン）
３８  加速度ピックアップ
３９  チャージアンプ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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