(57)【要約】【要  約】【課  題】  コークス押出し負荷が過大となって起こるコークス押出しトラブルを防止し、高炉へのコークス供給を安定して行うことができるコークス炉の操業方法を提供する。【解決手段】  コークス押出し時に押出しビームにかかるコークス押出し負荷を押出し全区間にわたり検出し、検出値から当該窯出し回のコークス押出し負荷のピーク値を求め、当該窯出し回のピーク値の変動幅が予め設定した変動幅に比べて大きくなった場合に危険状態と判定し、炭化室の炉壁面のカーボン落しまたは炭化室の炉壁煉瓦補修の時期を事前に炭化室毎に計画する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業方法であって、コークス押出し時に押出しビームにかかるコークス押出し負荷を押出し全区間にわたり検出し、検出値から当該窯出し回のコークス押出し負荷のピーク値を求め、当該窯出し回のピーク値の変動幅が予め設定した変動幅に比べて大きくなった場合に危険状態と判定し、炭化室の炉壁面のカーボン落しまたは炭化室の炉壁煉瓦補修の時期を事前に炭化室毎に計画することを特徴とするコークス炉の操業方法。
【請求項２】
前記コークス押出し負荷を押出しビームの先端側に設けたコークス押出し力検出器で検出したコークス押出し力とすることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の操業方法。
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス押出し負荷が過大となって起こるコークス押出しトラブルを防止し、
高炉へのコークス供給を安定して行うことができるコークス炉の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留してコークスにする室炉式コークス炉は、燃焼室と炭化室とが交互に配置され、炉壁煉瓦で仕切られている。コークス炉の炭化室には上方から装入車のホッパに積んだ石炭が装入され、その後、炭化室の両側に配置された燃焼室の熱で乾留されてコークスとされる。この炭化室内のコークスは、押出し機の押出しビームによって側方から押され、炭化室から排出される。
【０００３】
その際、コークス押出し力がある上限値を超えて過大となった場合には、炭化室の炉壁煉瓦が破壊してしまうという重大なコークス押出しトラブルやコークスを炭化室内から押し出せなくなるというコークス押出しトラブルが起こる。そこで、室炉式コークス炉の操業では、コークス押出し力を低く維持することが経年劣化したコークス炉の延命および高炉へのコークス安定供給という観点から重要となっている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、炭化室毎に作成された操業データ、配合データ、コークスデータ、補修データおよび損傷データのうち少なくとも一つのデータを解析し、ある条件下で発生するコークス押出し力を算出できるモデルを作成して、現在のコークス押出し力が上限値まで余裕がある場合に石炭装入量を増やすなどの操業条件を変更するコークス炉の操業方法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、図４に示すようなコークス押出し装置を用い、コークス押出し中のコークス押出しトルク値を求め、コークス押出しトルク値のピーク値が予め定めた閾値を超えると異常窯と判定し、カーボン指数により異常窯がカーボン付着に起因するものか、炉壁煉瓦の劣化損傷に起因するものかを判定することによって、炉壁面のカーボン落しと炉壁煉瓦補修時期を事前に計画する方法が提案されている。その際、コークス押出しトルクのピーク値は、押出し機の押出しビーム１をラック２およびピニオン３を介して駆動する駆動用モータ４の押出負荷に基づいて算出されたコークス押出しトルクにより検出している。
【０００６】
なお、従来のコークス押出し装置では、前記算出器２１、２２、２３、２４および２５を用いて求めたコークス押出しトルクのピーク値を、コークス押出しトルク表示器２６で表示している。図４中、５は減速機、６はスラスターブレーキ、７は渦流ブレーキ、８は炭化室、９はコークスガイド車の鎧戸、１０はコークスを示す。
【特許文献１】特開２００２−１２１５５８号公報
【特許文献２】特開平１０−２１９２５６号公報
【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、特許文献１に記載されたコークス炉の操業方法は、コークス押出し力を精度良く計算できるモデルを作成すること自体が困難であるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたコークス押出し負荷の検出方法は、コークス押出しトルクのピーク値を、電力量算出器２１、モータトルク算出器２２、加速トルク算出器２３、ブレーキトルク算出器２４で算出した各算出値に基づき、コークス押出しトルク算出器２５でコークス押出しトルクから求めているため、コークス押出しトルクを求める演算が複雑であるうえに、コークス押出しトルクを精度良く求めるのが困難であるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２記載の方法は、当該窯出し回のコークス押出しトルクのピーク値が予め定めた閾値を超えてしまうことがあり、炭化室の炉壁煉瓦が破壊してしまうという重大なコークス押出しトラブルやコークスを炭化室内から押し出せなくなるというコークス押出しトラブルが起こり、高炉へのコークス供給を安定して行うことができなくなってしまうという場合がある。
【００１０】
一方、特許文献２記載の方法で閾値を高く設定した場合には、コークス押出しトルクのピーク値が閾値に到達しなくとも、窯出し回毎に高いコークス押出し負荷が炭化室の炉壁に繰り返し負荷されるため、コークス炉の損傷が早期に進んでしまい、コークス炉の延命を図ることができず、結局、高炉へのコークス安定供給ができなくなってしまうという問題が発生する。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、コークス押出し負荷が過大となって起こるコークス押出しトラブルを防止し、高炉へのコークス供給を安定して行うことができるコークス炉の操業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】
【００１２】
本発明者は、コークス炉の延命を図ることができ、高炉へのコークス供給を安定して行うことができるコークス炉の操業方法を鋭意検討した。その結果、コークス押出し時に押出しビームにかかるコークス押出し負荷は、炭化室の炉壁面が正常状態であるときには窯出し回毎のピーク値の変動が小さいが、炭化室の炉壁面が危険な状態になってくると、コークスの乾留状態や炉壁面のカーボン付着量、炉壁煉瓦の劣化損傷の影響により窯出し回毎のピーク値の変動が大きくなることを知見し、本発明を完成させた。
【００１３】
本発明は、石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業方法であって、コークス押出し時に押出しビームにかかるコークス押出し負荷を押出し全区間にわたり検出し、検出値から当該窯出し回のコークス押出し負荷のピーク値を求め、当該窯出し回のピーク値の変動幅が予め設定した変動幅に比べて大きくなった場合に危険状態と判定し、炭化室の炉壁面のカーボン落しまたは炭化室の炉壁煉瓦補修の時期を事前に炭化室毎に計画することを特徴とするコークス炉の操業方法である。
【００１４】
その際、前記コークス押出し負荷を押出しビームの先端側に設けたコークス押出し力検出器で検出したコークス押出し力とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のコークス炉の操業方法によれば、コークス押出し負荷が過大となって起こるコークス押出しトラブルを防止し、高炉へのコークス供給を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明に用いたコークス押出し装置について説明する。
【００１７】
図３は、本発明に用いて好適なコークス押出し装置の概略図である。図３において、図４に示した従来のコークス押出し装置と同じものについては同一符号を付し、説明を省略する。
【００１８】
本発明に用いて好適なコークス押出し装置には、押出し機の押出しビーム１と押板１１との間に当接部材１２とコークス押出し力検出器１３が設けられている。当接部材１２は、コークス押出し時に押板１１に当接され、押出し機の押出しビーム１の前進方向への移動により押板１１を介してコークスを押出す。その際、ロードセルなどのコークス押出し力検出器１３は、押出しビーム１にかかるコークス押出し力を押出し全区間にわたり検出し、演算器１４に送る。演算器１４は、当該窯出し回のピーク値を求め、それを演算・判定器１５に送ると同時に、コークス押出し力記憶器１６へも送る。
【００１９】
コークス押出し力記憶器１６には、炭化室毎に本発明を実施した窯出し回以降のコークス押出し力のピーク値が窯出し回と対応させて記憶されている。
【００２０】
また、コークス押出し力記憶器１６には、炭化室の炉壁面のカーボン落しおよび炭化室の炉壁煉瓦補修が行われた時期が窯出し回に関係付けて記憶されている。
【００２１】
ここで、コークス押出し力記憶器１６に記憶されている一部のデータを図１に示す。横軸に窯出し回を取り、縦軸にコークス押出し力のピーク値を取って示した。窯出し回ｊまでが炭化室の炉壁面が正常状態であるときのデータであり、窯出し回ｊ＋１〜ｊ＋３が炭化室の炉壁面が危険状態になっているときのデータである。この場合、図１から炭化室の炉壁面が正常状態であるときにおける、コークス押出し力のピーク値の変動幅、例えば、窯出し回ｊと窯出し回（ｊ−１）とのピーク値の差が炭化室の炉壁面が危険状態になっているときのコークス押出し力のピーク値の変動幅、例えば、窯出し回（ｊ＋３）と窯出し回（ｊ＋２）のピーク値の差に比べて大きいことがわかる。
【００２２】
図３中、演算・判定器１５においては、前記コークス押出し力記憶器１６に記憶されているデータと、演算器１４から送られる当該窯出し回のコークス押出し力のピーク値とに基づいて、当該窯出し回におけるコークス押出し力のピーク値の変動幅σａｂを算出し、その変動幅σａｂが、正常状態におけるコークス押出し力のピーク値の変動幅σｎのａ倍、但し、ａ＞１となったときに危険と判定し、炉壁面のカーボン落しまたは炉壁煉瓦補修の時期を事前に計画する。
【００２３】
すなわち、正常状態におけるのコークス押出し力のピーク値の変動幅σｎと係数ａとの積が本発明に用いる危険状態と判定する際の基準値である。
【００２４】
なお、正常状態におけるコークス押出し力のピーク値の変動幅σｎは、例えば図１において、窯出し回ｊと窯出し回（ｊ−１）とのピーク値の差だけではなく、窯出し回（ｊ−１）と窯出し回（ｊ−２）とのピーク値の差、窯出し回（ｊ−２）と窯出し回（ｊ−３）とのピーク値の差を勘案して決めるのが好ましい。このように複数のピーク値の差に基づいてピーク値の変動幅σｎを決めた方が、危険状態と判定する際にその信頼性を高くすることができるからである。  
【００２５】
図１では、本発明のコークス炉の操業方法により、窯出し回（ｊ＋３）と窯出し回（ｊ＋２）のピーク値の変動幅が正常状態におけるのコークス押出し力のピーク値の変動幅σｎと係数ａとの積より大きくなったため、危険状態と判定され、炉壁面のカーボン落しを実施することが決定され、付着カーボンを焼き落とすための１サイクル空窯作業が行われ、その後、窯出し回（ｊ＋４）以降は普通のコークス押出し作業によりコークスの押出しが行われている。
【００２６】
このように本発明のコークス炉の操業方法は、コークス押出し時に押出しビーム１にかかるコークス押出し力を押出し全区間にわたり検出し、検出値から当該窯出し回のコークス押出し負荷のピーク値を求め、当該窯出し回のピーク値の変動幅が予め設定した変動幅に比べて大きくなった場合に危険状態と判定し、炭化室の炉壁面のカーボン落しまたは炭化室の炉壁煉瓦補修の時期を事前に炭化室毎に計画するので、図１に示したようにコークス押出し力のピーク値がまだ低い段階で炭化室の炉壁面のカーボン落しまたは炭化室の炉壁煉瓦補修を行うことができる。
【００２７】
この結果、本発明のコークス炉の操業方法によれば、コークス押出し力が過大となって起こるコークス押出しトラブルを防止でき、高炉へのコークス供給を安定して行うことができる。
【００２８】
なお、本発明のコークス炉の操業方法において、コークス押出し負荷を押出しビーム１の先端側に設けたコークス押出し力検出器１３で検出したコークス押出し力とすることが好ましいのは、図４に示した従来のコークス押出し装置に比べて精度良く、しかも簡単な演算器により押出しビーム１に係るコークス押出し負荷を検出できるからである。
【００２９】
これに対して本発明のコークス炉の操業方法を適用する以前では、図２に示すように、窯出し回（ｋ＋３）で当該窯出し回におけるコークス押出し力のピーク値の変動幅が正常状態での変動幅に比べて大きくなっているが、危険状態と判定されず、その後、窯出し回（ｋ＋４）でコークス押出し力のピーク値が一旦低下するものの、結局、窯出し回（ｋ＋５）において、コークス押出し力のピーク値が上限値Ｐｂを超えてしまい、コークス押出しトラブルが起こっていることがわかる。なお、図１、２は押出し力をＮ−ｍで示しているが、駆動用モータ４の電力値を押出し力として用いても同様である。
【００３０】
コークス押出しトラブルとしては、コークスを炭化室内から押し出せなくなるトラブルや炭化室の炉壁の破壊に至るトラブルが起こり得る。なお、図１、図２中、ピーク値Ｐａは、正常状態におけるのコークス押出し力のピーク値の平均値を示す。
【実施例】
【００３１】
炉高６５００ｍｍ、炉幅４５０ｍｍ、炉長１７０００ｍの窯数１０６門からなる炉令３０年のコークス炉に上述した本発明のコークス炉の操業方法を適用した。その際、正常状態でのコークス押出し力のピーク値の変動幅σｎは２１５７０Ｎ・ｍであり、係数ａの値は１．３５とした。
【００３２】
本発明を適用する以前では、窯出し回数に対するコークス押出しトラブルの発生率が１％であったが、本発明の操業方法を適用した以降では、窯出し回数に対するコークス押出しトラブルの発生率が０．１％に低下した。このコークス押出しトラブルは、コークスを炭化室内から押し出せなくなるトラブルであった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係るコークス炉の操業方法を説明するグラフである。
【図２】本発明を実施する以前のコークス炉の操業方法を説明するグラフである。
【図３】本発明を実施するのに好適なコークス押出し装置の概略図である。
【図４】従来のコークス押出し装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  押出しビーム
２  ラック
３  ピニオン
４  駆動用モータ
５  減速機
６  スラスターブレーキ
７  渦流ブレーキ
８  炭化室
９  鎧戸
１０  コークス
１１  押板
１２  当接部材
１３  コークス押出し力検出器
１４  演算器
１５  演算・判定器
１６  コークス押出し力記憶器
１７  計算機
２１  電力量算出器
２２  モータトルク算出器
２３  加速トルク算出器
２４  ブレーキトルク算出器
２５  コークス押出しトルク算出器
２６  コークス押出しトルク表示器  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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