(57)【要約】【課題】多数の炭化室を有する炉団内の各炭化室に、コークス押出後、カーボン焼却ランスを挿入して酸素含有ガスを吹き込む操業において、カーボン付着状況が不適切な炭化室が生じることを可及的に防止し得るようにし得る炭化室炉壁カーボン除去方法を提供する。【解決手段】各炭化室から排出される燃焼排ガスのＣＯ２濃度を各炭化室ごとに検出し、検出されたＣＯ２濃度及び酸素含有ガス吹き込み時間の、炉団内でのばらつきを評価し、そのばらつきに応じて、次回の操業単位のカーボン除去工程において酸素含有ガスの吹込みを行わない炭化室を決定するとともに、上記吹込みを行わないことを決定した炭化室以外の炭化室については、炉団単位での共通の単位時間当たりの酸素含有ガス吹き込み量と、各炭化室個別の吹き込み時間とを決定し、これらの各決定事項にしたがって、次回の操業単位におけるカーボン除去工程を制御する。【選択図】図２
2018059025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の炭化室を有する炉団を１又は２以上有してなるコークス炉を対象とし、各炉団内の炭化室について、
炭化室に石炭を装入する石炭装入工程と、炭化室内の石炭を加熱して石炭をコークス化させる炭化工程と、炭化室からコークスを押出すコークス押出工程と、コークス押出後に炭化室内にカーボン焼却ランスを挿入して、予め定めた吹き込み時間制御範囲内の時間だけ酸素含有ガスを炭化室内に吹き込むことにより、炭化室内の炉壁付着カーボンを焼却除去するカーボン除去工程とを、１操業単位とし、その操業単位を繰り返すコークス炉操業において、
各操業単位における前記カーボン除去工程では、各炭化室から排出される燃焼排ガスのＣＯ２濃度を炭化室ごとに検出し、その検出されたＣＯ２濃度及び酸素含有ガス吹き込み時間の、炉団内でのばらつきを評価し、そのばらつきに応じて、次回の操業単位のカーボン除去工程において酸素含有ガスの吹込みを行わない炭化室を決定するとともに、上記吹込みを行わないことを決定した炭化室以外の炭化室については、炉団単位での共通の単位時間当たりの酸素含有ガス吹き込み量と、各炭化室個別の吹き込み時間とを決定し、
前記各決定事項にしたがって、次回の操業単位におけるカーボン除去工程を制御することを特徴とするコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【請求項２】
前記ばらつきを評価するにあたり、炉団内の各炭化室についての前記検出されたＣＯ２濃度及び酸素含有ガス吹き込み時間に基づいて、炉団内における炉壁カーボン付着量が過少な炭化室の数に相関させた煉瓦露出窯数指標値と、同じ炉団内における炉壁カーボン付着量が過剰な炭化室の数に相関させた過剰カーボン付着窯数指標値を求め、これらの煉瓦露出窯数指標値および過剰カーボン付着窯数指標値を参照して、炉団内における炭化室のカーボン付着状況のばらつきを評価することを特徴とする、請求項１に記載のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【請求項３】
前記カーボン除去工程における排ガス中ＣＯ２濃度の適正目標範囲を予め定めておき、
かつ前記吹き込み時間制御範囲内の中間時間として、短時間側中間時間と長時間側中間時間とを設定しておき、
前記ばらつきを評価するにあたり、
少なくとも、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の下限より低く且つ吹き込み時間が前記短時間側中間時間よりも短い炭化室の数に相関させて、前記煉瓦露出窯数指標値を求め、
少なくとも、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の上限より高く且つ吹き込み時間が前記長時間側中間時間よりも長い炭化室の数に相関させて、前記過剰カーボン付着窯数指標値を求めることを特徴とする請求項２に記載のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【請求項４】
前記ばらつきを評価するにあたり、
ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の下限より低く且つ吹き込み時間が前記短時間側中間時間よりも短い炭化室の数と、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の上限より低く且つ吹き込み時間が前記短時間側中間時間よりも短い炭化室の数に１．０より小さい係数で重み付けした数値との和によって、前記煉瓦露出窯数指標値を決定し、
ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の上限より高く且つ吹き込み時間が前記長時間側中間時間よりも長い炭化室の数と、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の下限より高く且つ吹き込み時間が前記長時間側中間時間よりも長い炭化室の数に１．０より小さい係数で重み付けした数値との和によって、前記過剰カーボン付着窯数指標値を決定することを特徴とする請求項３に記載のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【請求項５】
複数の炭化室を有する炉団を１又は２以上有してなるコークス炉を対象とし、各炉団内の炭化室について、
炭化室に石炭を装入する石炭装入工程と、炭化室内の石炭を加熱して石炭をコークス化させる炭化工程と、炭化室からコークスを押出すコークス押出工程と、コークス押出後に炭化室内にカーボン焼却ランスを挿入して、予め定めた吹き込み時間制御範囲内の時間だけ酸素含有ガスを炭化室内に吹き込むことにより、炭化室内の炉壁付着カーボンを焼却除去するカーボン除去工程とを、１操業単位とし、その操業単位を繰り返すコークス炉操業において、
前記カーボン除去工程における排ガス中ＣＯ２濃度の適正目標範囲を予め定めておくとともに、吹き込み時間制御範囲ＲＴを設定しておき、
さらに吹き込み時間制御範囲ＲＴ内において、短時間側中間時間ＴＭＬと長時間側中間時間ＴＭＨの異なる二つの中間時間ＴＭＬ、ＴＭＨを、下記の［１］式、［２］式により設定しておき、
各炭化室に対する各操業単位における前記カーボン除去工程で、各炭化室から排出される燃焼排ガスのＣＯ２濃度を炭化室ごとに検出し、その検出されたＣＯ２濃度及び酸素含有ガス吹き込み時間が、
ＣＯ２濃度が、適正目標範囲ＲＣの下限値ＣＬを下回り、かつ吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬ未満である第１領域Ｚ１と、
ＣＯ２濃度が適正目標範囲ＲＣの下限値ＣＬ以上、上限値ＣＨ以下であるが、吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬを下回る第２領域Ｚ２と、
ＣＯ２濃度が濃度適正目標範囲ＲＣ内であり、かつ吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬ以上、長時間側中間値ＴＭＨ以下である第３領域Ｚ３と、
ＣＯ２濃度が適正目標範囲ＲＣの上限ＣＨを越え、かつ吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨ以下である第４領域Ｚ４と、
排ガスＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣ内であるが、吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨを超えている第５領域Ｚ５と、
ＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの上限ＣＨを越え、かつ吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨを超えている第６領域Ｚ６と
との内、いずれの領域に含まれるかを判別し、
第１領域Ｚ１に含まれる炭化室の数をＳ１、第２領域Ｚ２に含まれる炭化室の数をＳ２、第３領域Ｚ３に含まれる炭化室の数をＳ３、第４領域Ｚ４に含まれる炭化室の数をＳ４、第５領域Ｚ５に含まれる炭化室の数をＳ５、第６領域Ｚ６に含まれる炭化室の数をＳ６とし、
これらの各領域に含まれる炭化室の数Ｓ１〜Ｓ６に応じて、過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１と、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２と、適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３とを、下記の［３］〜［５］式によって求め、
前記過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２、および適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３の値から、カーボン過剰指数Ｐ１及び煉瓦露出指数Ｐ２を下記の［６］式、［７］式によって求め、
これらのカーボン過剰指数Ｐ１および煉瓦露出指数Ｐ２から、
カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数Ｐ２がともに小さいガス流量現状維持制御域Ｍ１と、
カーボン過剰指数Ｐ１は小さいが、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２が大きいガス流量減少方向制御域Ｍ２と、
カーボン過剰指数Ｐ１は大きいが、煉瓦露出指数Ｐ２が小さいガス流量増加方向御域Ｍ３と、
カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数Ｐ２がともに大きいガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４と
のうちいずれの制御域Ｍ１〜Ｍ４のいずれに属するかを判別し、
ガス流量現状維持制御域Ｍ１に属する場合は、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で、炉団内各炭化室に吹き込む酸素含有ガスの吹き込み流量を前回と同じとし、
ガス流量減少方向制御域Ｍ２に属する場合は、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で、炉団内各炭化室に吹き込む酸素含有ガスの吹き込み流量を前回よりも減少させ、
ガス流量増加方向御域Ｍ３に属する場合は、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で、炉団内各炭化室に吹き込む酸素含有ガスの吹き込み流量を前回よりも増加させ、
ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に属する場合は、炉団内の各炭化室のうち、前回の吹き込み時のＣＯ２濃度が所定の値よりも低い炭化室については、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で酸素含有ガスを吹き込まず、それ以外の炭化室については次回の操業単位におけるカーボン除去工程で酸素含有ガスの吹き込みを行うように制御することを特徴とするコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
短時間側中間時間ＴＭＬ＝〔吹き込み時間制御範囲ＲＴの下限ＴＬ〕＋α×〔吹き込み時間制御幅ＴＷ〕・・・・・・［１］
長時間側中間時間ＴＭＨ＝〔吹き込み時間制御範囲ＲＴの上限ＴＨ〕−β×〔吹き込み時間制御幅ＴＷ〕・・・・・・［２］
（但し［１］式、［２］式の係数α、βは、ともに０．５より小さい値）
過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１＝［領域Ｚ６に含まれる窯数Ｓ６］＋ｋ１×［領域Ｚ５に含まれる窯数Ｓ５］・・・・・・［３］
煉瓦露出窯数指標値Ｑ２＝［領域Ｚ１に含まれる窯数Ｓ１］＋ｋ２×［領域Ｚ２に含まれる窯数Ｓ２］・・・・・・［４］
適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３＝［領域Ｚ３に含まれる窯数Ｓ３］＋ｋ３×［領域Ｚ４に含まれる窯数Ｓ４］・・・・・・［５］
（但し、［３］式〜［５］式の係数ｋ１、ｋ２、ｋ３は、それぞれ０．６〜０．８の範囲内の値）
〔カーボン過剰指数Ｐ１〕＝〔過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１〕−〔適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３〕・・・・・・［６］
〔煉瓦露出指数Ｐ２〕＝〔煉瓦露出窯数指標値Ｑ２〕−〔適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３〕・・・・・・［７］
【請求項６】
前記ガス供給ス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に属する場合において、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で酸素含有ガスの吹き込みを行うように制御する炭化室については、酸素含有ガスの単位時間当たりの吹き込み流量を、前回の操業単位におけるカーボン除去工程と同じとすることを特徴とする請求項５に記載のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【請求項７】
１操業単位内のカーボン除去工程において、炉団内の炭化室のうち、酸素含有ガスを吹き込む炭化室については、各炭化室への単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量は同じとすることを特徴とする請求項５、請求項６のいずれかの請求項に記載のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉操業において炭化室の炉壁に付着したカーボンを除去する方法に関し、とりわけ多数の炭化室を備えたコーク炉において、各炭化室に順次カーボン焼却ランスを挿入して、空気などの酸素含有ガスを炭化室内に吹き込むことにより炭化室炉壁の付着カーボンを焼却して除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
良く知られているように、コークス炉の炭化室においては、乾留生成ガスの熱分解によって生じるカーボンが炉壁に付着し、また炭化室内への石炭装入時に飛散した微粉炭が炉壁に固着してコークス化し、炉壁付着カーボンが生成される。このような炉壁付着カーボンが成長することによって、コークス押出が困難となり、押出中途でいわゆる押し止まりや、押出が全く不可能となる押し詰りが生じてしまう。そこで従来から、コークス炉操業においては、コークス押出後に炭化室の炉壁付着カーボンを除去する作業が行われている。この種の炉壁付着カーボン除去の方法としては、例えば特許文献１に示されるように、コークス押出後の炭化室内にカーボン焼却ランスを挿入して、空気などの酸素含有ガスを炭化室内に吹き込み、炉壁付着カーボンを焼却させることが広く行われている。
【０００３】
ここで、炭化室の炉壁付着カーボンは、これを完全に除去してしまえばよい、というものではない。すなわち、炉壁付着カーボンを除去しすぎて、炉壁を構成している煉瓦の表面が露出してしまえば（すなわちカーボンが煉瓦の目地部分のみに残っている状況となれば）、煉瓦表面の凹凸によって押出抵抗が大きくなり、かえって押し止まり、押し詰りが生じやすくなってしまうばかりでなく、煉瓦が欠損したり、欠け落ちたりしてしまって、炉壁耐久性に悪影響を与えてしまう。したがって、炉壁付着カーボンの除去は、適切な程度に留めておくことが望まれる。すなわち、炉壁カーボン除去後に残っているカーボンの付着状況が適切であることが望まれる。
【０００４】
このような炉壁カーボンの付着状況を、その付着状況が過剰である場合（Ａ）、最適な付着状態にある場合（Ｂ）、および付着が不足している場合（Ｃ）の３段階に分けて、模式的に図１に示す。なお図１において、符号１０は炭化室の炉壁煉瓦を示し、符号１２は付着したカーボンを示す。
【０００５】
図１において、カーボン１２の付着が過剰な状況（Ａ）とは、煉瓦１０の全面がカーボン１２によって覆われているばかりでなく、付着したカーボン１２の厚みが大きく、それに伴って付着カーボン１２の表面の凹凸が激しい状況である。このような状況では、付着カーボン表面の大きな凹凸によって、付着カーボンの表面積が大きい。ここで、炭化室に吹き込んだ酸素含有ガスによって炉壁付着カーボンが燃焼すれば、ＣＯ２ガスが発生するから、炭化室からの燃焼排ガス中にはＣＯ２が含まれる。そして上記のように付着カーボンの表面積が大きい状況（Ａ）では、カーボン焼却工程での燃焼排ガス中のＣＯ２濃度も高くなる。さらにカーボン付着過剰状況（Ａ）では、付着カーボン表面の大きな凹凸によって、コークス押出工程で押出抵抗が大きく、そのため押出力として大きな力が必要となり、また、コークス押出時に炉壁に加わる力も大きくなって、炉壁耐力が比較的大きいにも拘わらず、炉壁煉瓦の破損や脱落による炉壁の破孔も生じやすくなる。
【０００６】
またカーボン１２の付着が不足している状況（Ｃ）とは、炉壁煉瓦１０の表面がカーボンによって覆われずに、煉瓦表面が炉内に露出し、カーボンが煉瓦の継ぎ目（目地）１０Ａの凹部内のみに残っている状況である。このような状況では付着カーボンの表面積が少なく、それに伴って、カーボン焼却工程での燃焼排ガス中のＣＯ２濃度が低くなる。そしてこのカーボン付着不足状況（Ｃ）では、煉瓦の目地による凹凸の露出によって、コークス押出工程で押出抵抗が大きくなるため、押出力として大きな力が必要となる。また、カーボンが煉瓦の目地部分にしか存在しないため、炉壁の耐力も著しく小さくなる。そして、このように炉壁耐力が著しく小さくなることと、押出抵抗が大きくなることとが相俟って、炉壁煉瓦の破損や脱落による炉壁の破孔が著しく生じやすくなる。
【０００７】
そして上記の中間の状況（最適な付着状態にある場合（Ｂ））は、煉瓦１０のほぼ全面がカーボン１２によって覆われているが、煉瓦表面を覆うカーボン１２の厚みは比較的小さく、付着カーボンの表面の凹凸が小さい状況である。このような状況では、付着カーボンの表面積は、上記の（Ａ）、（Ｃ）の中間であり、カーボン焼却工程での燃焼排ガス中のＣＯ２濃度も（Ａ）、（Ｃ）の中間となる。そしてこのカーボン付着最適状況（Ｂ）では、コークス押出工程での押出抵抗は比較的小さく、押出力として大きな力は必要とせず、また、炉壁に加わる力も小さいとともに、炉壁耐力も特に小さくはないため、炉壁煉瓦の破損や脱落による炉壁の破孔は、生じにくい。
【０００８】
したがって、上記の炉壁カーボン最適付着状況（Ｂ）が維持されるように、炉壁カーボン除去工程を実施することが望まれる。
【０００９】
ところで、カーボン焼却ランスを炭化室内に挿入して酸素含有ガスを炭化室内に吹き込むにあたっては、前述のように適切な程度まで炉壁付着カーボンを除去するためには、カーボン焼却ランスのガス噴出口の形状や寸法・数、さらに炭化室内へのカーボン焼却ランスの装入深さなどを適切に設定するばかりでなく、１回の吹き込み作業の間における酸素含有ガスの吹き込み量を適切に制御する必要がある。ここで、１回の吹き込み作業の間における酸素含有ガスの吹き込み量は、単位時間当たりの吹き込み流量と、吹き込み時間によって決定される。
一方、前述のように炭化室に吹き込んだ酸素含有ガスによって炉壁付着カーボンが燃焼すれば、ＣＯ２ガスが発生するから、炭化室からの燃焼排ガス中のＣＯ２の濃度を検出すれば、そのＣＯ２濃度を炉壁付着カーボンの付着状況の指標とすることが出来る。例えば特許文献１には、炭化室からの燃焼排ガス中のＣＯ２濃度を測定して、その値に応じて酸素含有ガスの吹き込み量を制御する方法が提案されている。
【００１０】
特許文献１の方法は、基本的には、燃焼排ガスのＣＯ２濃度と次押出時の押出抵抗値との相関、および押出抵抗値が極小となる時のＣＯ２濃度＝Ｘ（％）をあらかじめ把握しておき、該燃焼排ガスのＣＯ２の濃度がＸ（％）より低いときは次回以降カーボン焼却時の酸素含有ガス吹込み時間を短縮、Ｘ（％）より高いときは次回以降カーボン焼却時の酸素含有ガス吹込み時間を延長するか、あるいは該燃焼排ガスのＣＯ２濃度がＸ（％）より低いときは次回以降カーボン焼却時の単位時間当り酸素含有ガス吹込み量を減少、Ｘ（％）より高いときは次回以降カーボン焼却時の単位時間当り酸素含有ガス気体吹込み量を増大させるように制御するものである。言い換えれば、押出抵抗が最小となるような燃焼排ガスのＣＯ２濃度の値（最適値）を予め把握しておき、実際に検出された燃焼排ガス中のＣＯ２濃度に応じて、次回の押出し後のカーボン焼却時における酸素含有ガスの吹込み時間もしくは単位時間当り酸素含有ガス気体吹込み量を制御しようとするものである。
このような制御方法によれば、炭化室の炉壁カーボンを適切な程度だけ除去し得ることが確認されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４６７６８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に示されるように、炭化室からの燃焼排ガスのＣＯ２濃度に応じて酸素含有ガスの吹き込み量を制御する方法は、一つの炭化室ごとにみれば、確かに効果的である。
ここで、実際のコークス炉は、多数（例えば１００基）の炭化室が、燃焼室と交互に並列状に配列されるとともにそれらの下部に蓄熱室が設けられて、一群の炉窯群が構成されているのが通常である。このように多数の炭化室とそれに対応する燃焼室、蓄熱室を備えた一群の炉窯群は、一般に炉団と称されており、そこで以下では炉団の用語を用いることとする。なお一つのコークス炉が、一つの炉団のみからなることもあるが、大規模なコークス炉では、コークス炉全体が、複数の炉団（例えば３炉団）によって構成されることもある。
【００１３】
このような多数の炭化室を含む炉団について、押出後に炉壁カーボン焼却操業を行うにあたっては、カーボン焼却ランスを押出しが終了した各炭化室に順次装入して、酸素含有ガスを各炭化室内に順次吹き込むことになるが、この際、一つの炉団に属する多数の炭化室に対しては、単位時間当り酸素含有ガス吹込み量は、各炭化室に共通の一定値とし、酸素含有ガスの吹込み時間だけを、前回の操業時における燃焼排ガス中のＣＯ２濃度に応じて制御するのが一般的である。その理由は次の通りである。
【００１４】
すなわち、各炭化室に吹き込む単位時間当り酸素含有ガス吹込み量は、各炭化室に挿入したカーボン焼却ランスへの酸素含有ガス供給流量を変えることによって調整可能ではあるが、一つの炭化室へのカーボン焼却ランス装入―酸素含有ガス供給のたびごとに、ガス供給流量調整弁を操作することは、例えば１００基にも及ぶ多数の炭化室で構成される炉団では、作業員に大きな負担を与えるばかりでなく、生産性を阻害する要因となってしまう。そこで現実の製鉄所における大規模なコークス炉では、一つの炉団に属する多数の炭化室に吹き込む単位時間当り酸素含有ガス吹込み量は共通の一定値としておき、前回の操業における燃焼排ガス中のＣＯ２濃度に応じて、各炭化室への酸素含有ガス吹き込み時間を調整するのが一般的である。
【００１５】
一方、実際のコークス炉の操業では、一つの炭化室に対する酸素含有ガス吹き込み時間の制御範囲を、予めある範囲に設定しておくのが通常である。すなわち、吹き込み時間が短すぎれば、炭化室内の全体に酸素含有ガスが行き渡らない（充満しない）ため、炭化室内の場所によって焼却されるカーボン量に差が生じ、付着残留するカーボン量にもばらつきが生じてしまう。一方、一つの炭化室に対する酸素含有ガス吹き込み時間が長すぎれば、一つの炭化室についてのカーボン焼却処理に長時間を要し、多数の炭化室を備えた炉団全体では、カーボン焼却処理に要するトータル時間が著しく長くなって、生産性を阻害してしまう。そこで、一般には吹き込み時間の下限を例えば２０秒、上限を例えば９０秒に定めておき、その下限〜上限（例えば２０秒〜９０秒）の範囲内で吹き込み時間を制御することが行われている。したがって、例えば前回の操業結果から計算される次回の操業での吹き込み時間が制御範囲下限の２０秒未満の短時間であっても、実際の次回の操業では、２０秒の吹き込みを行うのが通常である。一方、例えば前回の操業結果から計算される次回の操業での吹き込み時間が制御範囲上限の９０秒を超える長時間であっても、実際の次回の操業では、９０秒の吹き込みを行うのが通常である。
【００１６】
ところで、実際のコークス炉では、一つの炉団内でも各炭化室におけるカーボン付着状況が大きくばらつくことが多い。特にコークス炉の老朽化が進むにつれて、炭化室ごとの補修履歴のばらつきや、燃焼室ごとの温度のばらつきに起因した炭化室ごとの乾留条件のばらつき、そのほか押出機などの付帯設備のトラブルによる炭化時間のばらつき、さらには炉蓋等の金物の熱変形による炭化室内の気密性のばらつきなどによって、炉壁カーボンの成長／消失の進行状況が同じ炉団内でも炭化室ごとに大きくばらつく傾向を示す。炉壁カーボン付着状況は、炉壁カーボンの成長／消失の進行のバランスによって決まるから、上記のように炉壁カーボンの成長／消失の進行状況が炭化室ごとに大きくばらつけば、押出後の酸素含有ガス吹き込みによるカーボン焼却除去操業を行う際の各炭化室内炉壁カーボン付着状況は、同じ炉団内でも炭化室ごとに大きくばらついてしまう。
【００１７】
一方、酸素含有ガス吹き込み時間には、前述のように予め設定した制御範囲（例えば２０〜９０秒）があるから、炭化室ごとのカーボン付着状況が一つの炉団内で大きくばらつけば、前回の操業時の燃焼排ガスのＣＯ２濃度から計算した吹き込み時間が、制御範囲を外れてしまって、適切な制御、ひいては適切な付着コークスの焼却除去が行われない炭化室が多くなってしまう。
【００１８】
例えば、ある炭化室について、前回の燃焼排ガスのＣＯ２濃度から計算した吹き込み時間が制御範囲の上限を超える場合でも、吹き込み時間は制御範囲の上限時間とするため、付着コークスの燃焼除去が充分ではなくなる。逆に前回のＣＯ２濃度から計算した吹き込み時間が制御範囲の下限を下回る場合は、吹き込み時間は制御範囲の下限時間とするため、付着コークスが過剰に焼却されてしまい、煉瓦の露出が激しくなってしまうおそれが生じる。このように、吹き込み時間をある制御範囲内とするという制約を設けざるを得なかったため、従来は、必ずしも適切なコークス付着状況が得られるとは限らなかったのが実情である。
【００１９】
そして、一つの炉団内において炭化室ごとに上記のようなばらつきが大きい場合には、吹き込み時間の制御範囲を超える炭化室が多くなって、適切にコークス付着状況が制御されない炭化室が多くなり、前述のような押出作業での押し詰りや煉瓦の破損、脱落等のトラブルが発生するリスクが大きくなっていたのである。
【００２０】
以上のように、これまでは、多数の炭化室からなる一つの炉団に属する各炭化室に、カーボン焼却ランスを順次挿入して、酸素含有ガス吹き込みによって炉壁付着カーボンの除去を行うにあたって、各炭化室の付着カーボンのばらつきが大きい場合には、そのばらつきに適切に対応することができず、結果的にカーボン付着状況が不適切な炭化室が多数生じてしまう、という問題があったのである。
【００２１】
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、多数の炭化室を有する炉団全体として、カーボン付着状況が不適切な炭化室が生じることを可及的に防止し得るようにし、これによって、炉団単位で見て押出作業での押し詰りや煉瓦の破損、脱落等のトラブルが発生するリスクを低減することが可能な、コークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述の課題を解決するために本発明者等が種々実験・検討を重ねた結果、前回の操業単位におけるカーボン除去工程での各炭化室の排ガス中ＣＯ２濃度の検出結果と各炭化室についての酸素含有ガス吹き込み時間によって、炉団内での炉壁カーボン付着状況のばらつき（ばらつきの程度とその方向性）を評価し、それに応じて、次回の操業単位におけるカーボン除去工程での酸素含有ガス吹き込みを炉団単位で適切に制御し、さらにそればかりでなく、上記ばらつきが大きい場合には、炉団単位ではなく、炭化室ごとに、前回の操業においてカーボン付着が過少で煉瓦の露出傾向が大きかった炭化室については、次回の操業において酸素含有ガスの吹き込みを行わないように制御することによって、前述の課題を解決し得ることを知見し、本発明をなすに至った。
具体的には、本発明の各態様は、次の（１）〜（６）の通りである。
【００２３】
（１）複数の炭化室を有する炉団を１又は２以上有してなるコークス炉を対象とし、各炉団内の炭化室について、
炭化室に石炭を装入する石炭装入工程と、炭化室内の石炭を加熱して石炭をコークス化させる炭化工程と、炭化室からコークスを押出すコークス押出工程と、コークス押出後に炭化室内にカーボン焼却ランスを挿入して、予め定めた吹き込み時間制御範囲内の時間だけ酸素含有ガスを炭化室内に吹き込むことにより、炭化室内の炉壁付着カーボンを焼却除去するカーボン除去工程とを、１操業単位とし、その操業単位を繰り返すコークス炉操業において、
各操業単位における前記カーボン除去工程では、各炭化室から排出される燃焼排ガスのＣＯ２濃度を炭化室ごとに検出し、その検出されたＣＯ２濃度及び酸素含有ガス吹き込み時間の、炉団内でのばらつきを評価し、そのばらつきに応じて、次回の操業単位のカーボン除去工程において酸素含有ガスの吹込みを行わない炭化室を決定するとともに、上記吹込みを行わないことを決定した炭化室以外の炭化室については、炉団単位での共通の単位時間当たりの酸素含有ガス吹き込み量と、各炭化室個別の吹き込み時間とを決定し、
前記各決定事項にしたがって、次回の操業単位におけるカーボン除去工程を制御することを特徴とするコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【００２４】
（２）前記ばらつきを評価するにあたり、炉団内の各炭化室についての前記検出されたＣＯ２濃度及び酸素含有ガス吹き込み時間に基づいて、炉団内における炉壁カーボン付着量が過少な炭化室の数に相関させた煉瓦露出窯数指標値と、同じ炉団内における炉壁カーボン付着量が過剰な炭化室の数に相関させた過剰カーボン付着窯数指標値を求め、これらの煉瓦露出窯数指標値および過剰カーボン付着窯数指標値を参照して、炉団内における炭化室のカーボン付着状況のばらつきを評価することを特徴とする、（１）のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【００２５】
（３）前記カーボン除去工程における排ガス中ＣＯ２濃度の適正目標範囲を予め定めておき、
かつ前記吹き込み時間制御範囲内の中間時間として、短時間側中間時間と長時間側中間時間とを設定しておき、
前記ばらつきを評価するにあたり、
少なくとも、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の下限より低く且つ吹き込み時間が前記短時間側中間時間よりも短い炭化室の数に相関させて、前記煉瓦露出窯数指標値を求め、
少なくとも、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の上限より高く且つ吹き込み時間が前記長時間側中間時間よりも長い炭化室の数に相関させて、前記過剰カーボン付着窯数指標値を求めることを特徴とする（２）のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【００２６】
（４）前記ばらつきを評価するにあたり、
ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の下限より低く且つ吹き込み時間が前記短時間側中間時間よりも短い炭化室の数と、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の上限より低く且つ吹き込み時間が前記短時間側中間時間よりも短い炭化室の数に１．０より小さい係数で重み付けした数値との和によって、前記煉瓦露出窯数指標値を決定し、
ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の上限より高く且つ吹き込み時間が前記長時間側中間時間よりも長い炭化室の数と、ＣＯ２濃度が前記適正目標範囲の下限より高く且つ吹き込み時間が前記長時間側中間時間よりも長い炭化室の数に１．０より小さい係数で重み付けした数値との和によって、前記過剰カーボン付着窯数指標値を決定することを特徴とする（３）のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【００２７】
（５）複数の炭化室を有する炉団を１又は２以上有してなるコークス炉を対象とし、各炉団内の炭化室について、
炭化室に石炭を装入する石炭装入工程と、炭化室内の石炭を加熱して石炭をコークス化させる炭化工程と、炭化室からコークスを押出すコークス押出工程と、コークス押出後に炭化室内にカーボン焼却ランスを挿入して、予め定めた吹き込み時間制御範囲内の時間だけ酸素含有ガスを炭化室内に吹き込むことにより、炭化室内の炉壁付着カーボンを焼却除去するカーボン除去工程とを、１操業単位とし、その操業単位を繰り返すコークス炉操業において、
前記カーボン除去工程における排ガス中ＣＯ２濃度の適正目標範囲ＲＣを予め定めておくと
ともに、吹き込み時間制御範囲ＲＴを設定しておき、
さらに吹き込み時間制御範囲ＲＴ内において、短時間側中間時間ＴＭＬと長時間側中間時間ＴＭＨの異なる二つの中間時間ＴＭＬ、ＴＭＨを、下記の［１］式、［２］式により設定しておき、
各炭化室に対する各操業単位における前記カーボン除去工程で、各炭化室から排出される燃焼排ガスのＣＯ２濃度を各炭化室ごとに検出し、その検出されたＣＯ２濃度及び酸素含有ガス吹き込み時間が、
ＣＯ２濃度が、適正目標範囲ＲＣの下限値ＣＬを下回り、かつ吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬ未満である第１領域Ｚ１と、
ＣＯ２濃度が適正目標範囲ＲＣの下限値ＣＬ以上、上限値ＣＨ以下であるが、吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬを下回る第２領域Ｚ２と、
ＣＯ２濃度が濃度適正目標範囲ＲＣ内であり、かつ吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬ以上、長時間側中間値ＴＭＨ以下である第３領域Ｚ３と、
ＣＯ２濃度が適正目標範囲ＲＣの上限ＣＨを越え、かつ吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨ以下である第４領域Ｚ４と、
排ガスＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣ内であるが、吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨを超えている第５領域Ｚ５と、
ＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの上限ＣＨを越え、かつ吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨを超えている第６領域Ｚ６と
との内、いずれの領域に含まれるかを判別し、
第１領域Ｚ１に含まれる炭化室の数をＳ１、第２領域Ｚ２に含まれる炭化室の数をＳ２、第３領域Ｚ３に含まれる炭化室の数をＳ３、第４領域Ｚ４に含まれる炭化室の数をＳ４、第５領域Ｚ５に含まれる炭化室の数をＳ５、第６領域Ｚ６に含まれる炭化室の数をＳ６とし、
これらの各領域に含まれる炭化室の数Ｓ１〜Ｓ６に応じて、過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１と、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２と、適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３とを、下記の［３］〜［５］式によって求め、
前記過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２、および適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３の値から、カーボン過剰指数Ｐ１及び煉瓦露出指数Ｐ２を下記の［６］式、［７］式によって求め、
これらのカーボン過剰指数Ｐ１および煉瓦露出指数Ｐ２から、
カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数Ｐ２がともに小さいガス流量現状維持制御域Ｍ１と、
カーボン過剰指数Ｐ１は小さいが、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２が大きいガス流量減少方向制御域Ｍ２と、
カーボン過剰指数Ｐ１は大きいが、煉瓦露出指数Ｐ２が小さいガス流量増加方向御域Ｍ３と、
カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数Ｐ２がともに大きいガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４と
のうちいずれの制御域Ｍ１〜Ｍ４のいずれに属するかを判別し、
ガス流量現状維持制御域Ｍ１に属する場合は、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で、炉団内各炭化室に吹き込む酸素含有ガスの吹き込み流量を前回と同じとし、
ガス流量減少方向制御域Ｍ２に属する場合は、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で、炉団内各炭化室に吹き込む酸素含有ガスの吹き込み流量を前回よりも減少させ、
ガス流量増加方向御域Ｍ３に属する場合は、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で、炉団内各炭化室に吹き込む酸素含有ガスの吹き込み流量を前回よりも増加させ、
ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に属する場合は、炉団内の各炭化室のうち、前回の吹き込み時のＣＯ２濃度が所定の値よりも低い炭化室については、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で酸素含有ガスを吹き込まず、それ以外の炭化室については次回の操業単位におけるカーボン除去工程で酸素含有ガスの吹き込みを行うように制御することを特徴とする、コークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
短時間側中間時間ＴＭＬ＝〔吹き込み時間制御範囲ＲＴの下限ＴＬ〕＋α×〔吹き込み時間制御幅ＴＷ〕・・・・・・［１］
長時間側中間時間ＴＭＨ＝〔吹き込み時間制御範囲ＲＴの上限ＴＨ〕−β×〔吹き込み時間制御幅ＴＷ〕・・・・・・［２］
（但し［１］式、［２］式の係数α、βは、ともに０．５より小さい値）
過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１＝［領域Ｚ６に含まれる窯数Ｓ６］＋ｋ１×［領域Ｚ５に含まれる窯数Ｓ５］・・・・・・［３］
煉瓦露出窯数指標値Ｑ２＝［領域Ｚ１に含まれる窯数Ｓ１］＋ｋ２×［領域Ｚ２に含まれる窯数Ｓ２］・・・・・・［４］
適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３＝［領域Ｚ３に含まれる窯数Ｓ３］＋ｋ３×［領域Ｚ４に含まれる窯数Ｓ４］・・・・・・［５］
（但し、［３］式〜［５］式の係数ｋ１、ｋ２、ｋ３は、それぞれ０．６〜０．８の範囲内の値）
〔カーボン過剰指数Ｐ１〕＝〔過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１〕−〔適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３〕・・・・・・［６］
〔煉瓦露出指数Ｐ２〕＝〔煉瓦露出窯数指標値Ｑ２〕−〔適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３〕・・・・・・［７］
【００２８】
（６）ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に属する場合において、次回の操業単位におけるカーボン除去工程で酸素含有ガスの吹き込みを行うように制御する炭化室については、酸素含有ガスの単位時間当たりの吹き込み流量を、前回の操業単位におけるカーボン除去工程と同じとすることを特徴とする（５）のコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【００２９】
（７）１操業単位内のカーボン除去工程において、炉団内の炭化室のうち、酸素含有ガスを吹き込む炭化室については、各炭化室への単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量は同じとすることを特徴とする（５）、（６）のいずれかのコークス炉操業における炭化室炉壁付着カーボン除去方法。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、コークス炉における多数の炭化室を有する炉団全体として、カーボン付着状況が不適切な炭化室が生じることを可及的に防止することができ、そのため、炉団単位で見て、押出作業での押し詰りや煉瓦の破損、脱落等のトラブルが発生するリスクを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】コークス炉炭化室の炉壁におけるカーボン付着状況をその説明とともに示す模式図である。
【図２】本発明の制御方法が適用されるコークス炉操業の全体プロセスのうち、炭化室に関係するプロセスを抽出して示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態におけるカーボン除去工程の制御方式の概要をしめすフロー図である。
【図４】炭化室の排ガスのＣＯ２濃度と酸素含有ガスの吹き込み時間の例を示す線図である。
【図５】本発明の実施形態において、炭化室の排ガスのＣＯ２濃度と酸素含有ガスの吹き込み時間についての各領域Ｚ１〜Ｚ６の一例を示す線図である。
【図６】本発明の実施形態において、カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数Ｐ２によって区分する各制御域Ｍ１〜Ｍ４の例を示す線図である。
【図７】本発明法による実施例の結果として、１炉団内の炭化室の排ガス中ＣＯ２濃度及び吹き込み時間のばらつきを、従来法による場合と比較して示すグラフである。
【図８】本発明法による実施例の結果として、炉壁煉瓦の破孔発生数を、従来法によると比較して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
＜コークス炉操業の全体構成＞
本発明の炉壁付着カーボン除去方法は、多数の炭化室を備えた炉団（炉窯群）を１単位とし、１又は２以上の炉団からなるコークス炉を対象として、そのコークス炉の炉団における一連のコークス炉操業方法のうち、コークス押出後に炭化室の炉壁付着カーボンを除去する工程（炉壁付着カーボン除去工程）を規定している。
【００３４】
本発明の場合に前提となるコークス炉操業の全体的なプロセスの概略を、図２に示す。なお、前述のようにコークス炉は、多数の炭化室１を含む炉団（炭化室群）を、１又は２以上有しており、かつ各炭化室１には、実際にはそれぞれ燃焼室及び蓄熱室が付設されているが、図２では、説明の簡略化のため、ある炉団中の一つの炭化室１についてのみ示し、燃焼室及び蓄熱室については省略している。また図２における各工程としては、炭化室１に関係する工程のみを示している。
【００３５】
図２に示すように、コークス炉操業の全体的なプロセスは、従来の一般的な方法と同様に、炭化室１に石炭を装入する石炭装入工程２０と、炭化室内の石炭を加熱して石炭をコークス化させる炭化工程３０と、炭化室からコークスを押出すコークス押出工程４０と、コークス押出後に炭化室内の炉壁付着カーボンを焼却除去するカーボン除去工程５０とを、１単位のコークス炉操業単位として、そのコークス炉操業単位を繰り返すこととしている。
【００３６】
石炭装入工程２０は、炭化室１の上部の装入口１Ａから炭化室１内にコークス原料の石炭２を装入する工程であり、一般には一つの炭化室について、５分程度を要する。炭化工程３０は、隣接する図示しない燃焼室において可燃性ガスを燃焼させて炭化室１内を加熱することにより、炭化室１内に装入された石炭をコークス化（炭化）させる工程であり、一般には一昼夜程度を要する。この炭化工程３０では、炭化室の炉壁に、カーボンが付着、堆積する。コークス押出工程４０は、炭化工程終了後、炭化されたコークス３を、炭化室から押出す工程であり、一般には炭化室１の両側の炉蓋を開放し、一方の側から押出機の押出しラム４を挿入して前進させ、他方の側にコークス３を押出す。このコークス押出工程４０には、一つの炭化室について３分程度を要するのが通常である。既に述べたように、この段階での炉壁カーボン付着状況によっては、押出抵抗が大きくなって、コークスが円滑に押出されなくなることがある。
【００３７】
そして押出後には、カーボン除去工程５０として、炭化室１内に１本又は２本以上（一般には複数本で、図示の例では４本）のカーボン焼却ランス５を挿入し、空気などの酸素含有ガスを炭化室１内に吹き込む。これにより炉壁付着カーボンが燃焼して炉壁カーボンの除去が進行するとともに、ＣＯ２ガスが発生する。したがって炭化室１から排出される排ガス中にはＣＯ２が含まれ、そこで、カーボン除去工程４０では、排ガス排出管などの排ガス経路６に設置されたＣＯ２ガスセンサ７によって、排ガス中のＣＯ２濃度の測定を行う。またカーボン除去工程５０では、実際に炭化室に酸素含有ガスを吹き込んだ時間（実績吹き込み時間）を記録しておく。
【００３８】
上記のようなカーボン除去工程５０における排ガス中のＣＯ２濃度測定値、特に酸素含有ガスの吹き込み終了の直前もしくは終了時におけるＣＯ２濃度測定値は、その段階でのカーボン付着状況が適切であるか否かを判定するための指標となることから、後述するように次回の操業でのカーボン除去工程における酸素含有ガス吹き込み時間制御のために使用する。
【００３９】
ここで、カーボン焼却工程５０では、一つの炉団（炉窯群）に属する多数の各炭化室については、共通のカーボン焼却装置（ランスを含む）を使用する。すなわち、ある炭化室にランスを挿入して酸素含有ガスを吹き込み、カーボン焼却を終了させた後には、その炭化室からカーボン焼却ランスを引き抜き、同じランスを次の別の炭化室に挿入して、酸素含有ガスの吹き込みを行う。したがって、各炭化室における酸素含有ガス吹き込み時の開口部の形状、寸法、数は同じである。さらに、各炭化室について、ランスの本数、挿入深さ、位置は同じとする。そしてまた、酸素含有ガス吹き込みを行う各炭化室に対する酸素含有ガスの単位時間当たりの吹き込み流量は、一つの操業単位では、各炭化室について、同じ流量とする。
【００４０】
コークス炉操業では、前述のような一連の工程、すなわち石炭装入工程２０と、炭化工程３０と、コークス押出工程４０と、カーボン除去工程５０とを、１操業単位とし、その操業単位を繰り返すことになる。そして各操業単位のカーボン除去工程５０での各炭化室における排ガス中のＣＯ２濃度を前述のようにして検出するとともに、酸素含有ガス吹き込みの実績時間を把握し、１炉団内の多数の炭化室でのＣＯ２濃度のばらつき、および酸素含有ガス吹き込み時間（実績吹き込み時間）のばらつきを調べる。さらに両者のばらつきに応じて、同じ炉団内の各炭化室についての、次回の操業単位におけるカーボン除去工程での酸素含有ガス吹き込みを制御する。すなわち、前回の操業単位でのばらつきに応じて、次回の操業単位のカーボン除去工程において酸素含有ガスの吹込みを行わない炭化室を決定し、同時に、吹込みを行わないことを決定した炭化室以外の炭化室については、炉団内の各炭化室に共通の単位時間当たりの酸素含有ガス吹き込み量と、各炭化室個別の吹き込み時間とを決定する。そしてそれらにしたがって、次回の操業単位のカーボン除去工程において、酸素含有ガスの吹き込みを行わない、もしくは酸素含有ガスの吹き込みを実施する。
【００４１】
上述のように、ＣＯ２濃度のばらつきおよび酸素含有ガス吹き込み実績時間のばらつきに応じて（すなわちばらつきを評価して）、次回の操業単位のカーボン除去工程における酸素含有ガス吹き込みの制御を行うための具体的な手法の一例について、そのプロセスの概要を図３に示し、その詳細について以下に説明する。
【００４２】
＜カーボン除去工程制御の詳細＞
前提条件（図３のステップＳ１００）として、適切な炉壁カーボン付着状況が得られると想定される燃焼排ガス中のＣＯ２濃度の範囲（以下、“ＣＯ２濃度適正目標範囲”と称する）を設定しておくとともに、酸素含有ガス吹き込み時間を制御する範囲（以下、“吹き込み時間制御範囲”と称する）を設定しておく。図４に、燃焼排ガスＣＯ２濃度と酸素含有ガス吹き込み時間とを相関させて、上記のＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣと吹き込み時間制御範囲ＲＴの一例を示す。
【００４３】
ＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣは、その下限をＣＬ、上限をＣＨとする。下限ＣＬは、それより低いＣＯ２濃度では、炉壁のカーボン付着が少なくて、煉瓦表面が露出している可能性が高いと予想されるＣＯ２濃度として規定し、上限ＣＨは、炉壁のカーボン付着が多くて炉壁カーボン表面の凹凸が大きく、その結果、炉壁カーボン付着状況を適切な付着状況とするために、長時間の酸素含有ガス吹き込みが必要となると予想されるＣＯ２濃度として規定している。例えば図４に示す例では、ＣＯ２濃度適正目標範囲の下限ＣＬを９．０％、上限ＣＨを１０．０％としている。
【００４４】
吹き込み時間制御範囲ＲＴは、その下限をＴＬ、上限をＴＨとする。下限ＴＬは、それより短い吹き込み時間では、炭化室内に均一に酸素含有ガスが行き渡らず、均一にカーボンが焼却されなくなる可能性がある時間として定めている。一方上限ＴＨは、それより長い吹き込み時間では、生産性に支障をきたすおそれのある時間として定めている。例えば図４に示す例では、吹き込み時間制御範囲ＲＴの下限ＴＬを２０秒、上限ＴＨを９０秒としている。したがって本実施形態では、吹き込み時間制御範囲ＲＴの幅（以下これを吹き込み時間制御幅と記す）ＴＷ（＝ＴＨ―ＴＬ）は、７０秒となっている。
【００４５】
さらに本実施形態では、後に改めて図５を参照して説明するように、ガス吹き込み時間のばらつきをより適切に評価するため、係数α、βを用いて、吹き込み時間制御範囲ＲＴ内（ＴＬ〜ＴＨ間）において、異なる二つの中間時間（短時間側中間時間ＴＭＬ、長時間側中間時間ＴＭＨ）を設定している。したがって吹き込み時間制御範囲ＲＴは、ＴＬ〜ＴＭＬの短時間側時間帯、ＴＭＬ〜ＴＭＨの時間帯、ＴＭＨ〜ＴＨの長時間側時間帯に３区分される。
【００４６】
ここで、上記の中間時間ＴＭＬ，ＴＭＨは、次の［１］式、［２］式のように定義される。
短時間側中間時間ＴＭＬ＝〔吹き込み時間制御範囲ＲＴの下限ＴＬ〕＋α×〔吹き込み時間制御幅ＴＷ〕・・・・・・［１］
長時間側中間時間Ｔ３＝〔吹き込み時間制御範囲ＲＴの上限ＴＨ〕−β×〔吹き込み時間制御幅ＴＷ〕・・・・・・［２］
上記の係数α、βは、ともに０．５より小さい値であって、０．１〜０．３の範囲内とすることが好ましい。本実施形態ではα＝β＝０．２としている。したがって本実施形態では、
短時間側中間値ＴＭＬ＝２０+０．２×７０＝３４（秒）
長時間側中間値ＴＭＨ＝９０−０．２×７０＝７６（秒）
に、それぞれ設定されている。
【００４７】
以上のような前提（Ｓ１００）下において、１操業単位における一つの炉団内の多数の炭化室について、それぞれカーボン除去工程における排ガス中のＣＯ２濃度（酸素含有ガス吹き込み終了直前もしくは終了時のＣＯ２濃度）を検出し、かつその際の酸素含有ガスの吹き込み時間（実績）を把握しておく（図３のステップＳ１０１）。
【００４８】
ここで、従来の実操業での炉団内の多数の炭化室についてのカーボン除去工程での排ガスＣＯ２濃度と、酸素含有ガス吹き込み時間のばらつきの例を図４中にプロットして示している。なおここでは、二つの炉団（炉団Ａ、炉団Ｂ）についての実績を示している。図４に示すように、一つの炉団内で、前提条件として設定されたＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣおよび／又は吹き込み時間制御範囲ＲＴを外れる炭化室も多い。
そこで、本発明の制御方法を実施するにあたっては、１操業単位におけるカーボン除去工程での炉団内の炭化室の、排ガスＣＯ２濃度と酸素含有ガス吹き込み時間のばらつきを、次のようにして評価する（図３のステップＳ１０２〜Ｓ１０７）。
【００４９】
すなわち、図５に示しているように、１炉団内の各炭化室における燃焼排ガス中のＣＯ２濃度をＸ軸に取り、酸素含有ガス（本例では空気）の吹き込み時間をＹ軸に取った２次元座標図において、ＣＯ２濃度および吹き込み時間に応じて複数の領域（本例では第１領域Ｚ１〜第６領域Ｚ６までの６領域）に区分して、各炭化室の排ガスＣＯ２濃度と酸素含有ガス吹き込み時間が、第１領域Ｚ１〜第６領域Ｚ６のうちのいずれの領域に属するかを判別する（図３のステップ１０２）。
【００５０】
ここで各領域Ｚ１〜Ｚ６の定義は次の通りである。
【００５１】
・第１領域Ｚ１：燃焼排ガスＣＯ２濃度が、ＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの下限値ＣＬ未満であり、かつ吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬ未満である領域。定性的に言えば、領域Ｚ１は、吹き込み時間が短かったにもかかわらず、ＣＯ２濃度が低かった炭化室が含まれる領域であり、この領域Ｚ１に含まれる炭化室は、煉瓦の露出が大きいとみなすことができる。
【００５２】
・第２領域Ｚ２：燃焼排ガスＣＯ２濃度はＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの下限値ＣＬ以上、ＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの上限値ＣＨ以下（したがってＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣ内）であるが、吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬ未満である領域。定性的に言えば、領域Ｚ２は、吹き込み時間が短いにも関わらず、ＣＯ２濃度はある程度高かった炭化室が含まれる領域であり、この領域Ｚ２に含まれる炭化室は、次回の吹き込みで煉瓦の露出が生じやすくなるということができる。
【００５３】
・第３領域Ｚ３：燃焼排ガスＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣ（ＣＬ〜ＣＨ）内であり、かつ吹込み時間が短時間側中間値ＴＭＬ以上、長時間側中間値ＴＭＨ以下である領域。定性的に言えば、領域Ｚ３に含まれる炭化室は、カーボン付着状況が適正である、ということができる。
【００５４】
・第４領域Ｚ４：燃焼排ガスＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの上限ＣＨを越え、かつ吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨ以下である領域。定性的に言えば、この領域Ｚ４に含まれる炭化室は、カーボン付着が大きいが、その割には吹き込み時間が短かった炭化室と言うことができる。
【００５５】
・第５領域Ｚ５：燃焼排ガスＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣ内であるが、吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨを超えている領域。定性的に言えば、領域Ｚ５に含まれる炭化室は、吹き込み前にはカーボン付着が比較的大きかったが、長い吹き込み時間で、ＣＯ２濃度が適正範囲に収まり、カーボン付着状況が適正となった炭化室が含まれる領域とみなすことができる。
【００５６】
・第６領域Ｚ６：燃焼排ガスＣＯ２濃度がＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの上限ＣＨを越え、かつ吹込み時間が長時間側中間値ＴＭＨを超えている領域。定性的に言えば、領域Ｚ６は、吹き込み前にカーボン付着が多く、吹き込み時間を長くしたが、依然としてＣＯ２濃度が高かった炭化室が含まれる領域であり、この領域Ｚ６に含まれる炭化室は、カーボン付着が過剰であるとみなすことができる。
【００５７】
このように各領域Ｚ１〜Ｚ６を設定しておき、前述のように、１炉団内の各炭化室について、酸素含有ガス吹き込み時間と燃焼排ガス中のＣＯ２濃度を図５にプロットし、Ｚ１〜Ｚ６のいずれの領域内にあるかを判別する。そして一つの炉団に属するすべての炭化室のガス吹き込みが終了した段階、すなわちある１操業単位における各炭化室のカーボン焼却工程がすべて終了した段階で、各領域Ｚ１〜Ｚ６にプロットされた炭化室の数（窯数）を求める（図３のステップ１０３）。そして、炉団単位でのカーボン付着状況のばらつきを評価するため、各領域Ｚ１〜Ｚ６のそれぞれに含まれる窯数をベースとして、カーボン過剰指数Ｐ１及び煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２を求める（図３のステップ１０４〜Ｓ１０５）。
【００５８】
ここで、カーボン過剰指数Ｐ１及び煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２は、本発明の実施形態において新規に導入したものであり、定性的には、カーボン過剰指数Ｐ１は、カーボンが炉壁に過剰に付着している窯の多寡の程度を表す指標であり、一方、煉瓦露出指数Ｐ２は、カーボンの付着が過少で煉瓦が露出している窯の多寡の程度を表す指標である。
但し、これらの指数Ｐ１，Ｐ２は、各領域Ｚ１〜Ｚ６に含まれる窯数から直接的に求めるのではなく、領域に応じて窯数に対し重み付けを行って算出した３種の窯数指標値（過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２、適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３）を算出し（図３のステップ１０４）、それらの指標値Ｑ１〜Ｑ３に基づいて指数Ｐ１、Ｐ２を求める（図３のステップ１０５）。
【００５９】
具体的には、各領域Ｚ１〜Ｚ６に含まれる炭化室数を、それぞれＳ１〜Ｓ６とし、過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２、適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３、およびカーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２を、次の［３］〜［５］式のように定義する。
【００６０】
・過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１＝［領域Ｚ６に含まれる窯数Ｓ６］＋ｋ１×［領域Ｚ５に含まれる窯数Ｓ５］・・・・・・［３］
ここで、ｋ１は、過剰カーボン付着の程度に関する重み付け係数であって、例えば０．６〜０．８の範囲内の値とする。本実施形態では、ｋ１＝０．７とする。すなわち、領域Ｚ６は、吹き込み時間が長かったが、ＣＯ２濃度も高かった炭化室、すなわち前述のようにカーボン付着が著しく過剰であった炭化室についての領域であり、その領域Ｚ６に含まれる炭化室の数（窯数）Ｓ６は、そのまま過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１に寄与させている（言い換えれば重み付け係数を１としている）。
【００６１】
一方領域Ｚ５に含まれる炭化室は、長い吹き込み時間でＣＯ２濃度が適正範囲に収まりはしたが、カーボン付着がかなりの程度で過剰であったとみなすことができることから、その領域Ｚ５に含まれる炭化室の数（窯数）Ｓ５に、１より小さい値で重み付け（重み付け係数ｋ１＝０．６〜０．８程度、本実施形態ではｋ１＝０．７）を行って、その重み付けを行った領域Ｚ５についての値（ｋ１×Ｓ５）と、領域Ｚ６に含まれる窯数Ｓ６との合計の値を、過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１とした。
【００６２】
・煉瓦露出窯数指標値Ｑ２＝［領域Ｚ１に含まれる窯数Ｓ１］＋ｋ２×［領域Ｚ２に含まれる窯数Ｓ２］・・・・・・［４］
ここで、ｋ２は、煉瓦露出の程度に関する重み付け係数であって、例えば０．６〜０．８の範囲内の値とする。本実施形態では、ｋ２＝０．７とする。すなわち領域Ｚ１は、吹き込み時間が短く、ＣＯ２濃度も低かった炭化室、すなわちカーボン付着が著しく少なかった炭化室についての領域であり、その領域Ｚ１に含まれる炭化室の数（窯数）Ｓ１は、そのまま煉瓦露出窯数指標値Ｑ２に寄与させている（言い換えれば重み付け係数を１としている）。
【００６３】
一方領域Ｚ２に含まれる炭化室は、短い吹き込み時間でＣＯ２濃度が適正範囲に収まりはしたが、カーボン付着がかなりの程度で過少であったとみなすことができることから、その領域Ｚ２に含まれる炭化室の数（窯数）Ｓ２に、１より小さい値で重み付け（重み付け係数ｋ２＝０．６〜０．８程度、本実施形態ではｋ２＝０．７）を行って、その重み付けを行った領域Ｚ２についての値（ｋ２×Ｓ２）と、領域Ｚ１に含まれる窯数Ｓ１との和を、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２とした。
【００６４】
・適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３＝［領域Ｚ３に含まれる窯数Ｓ３］＋ｋ３×［領域Ｚ４に含まれる窯数Ｓ４］・・・・・・［５］
ここで、ｋ３は、カーボン付着の適正程度に関する重み付け係数であって、例えば０．６〜０．８の範囲内の値とする。本実施形態では、ｋ３＝０．７とする。すなわち領域Ｚ３に含まれる炭化室は、適切な吹き込み時間で、適切なカーボン付着状態が得られたものであり、そこで領域Ｚ３に含まれる炭化室の数（窯数）Ｓ３は、そのまま適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３に寄与させている（言い換えれば重み付け係数を１としている）。
【００６５】
一方、領域Ｚ４に含まれる炭化室は、ＣＯ２濃度が高いが、吹き込み時間が比較的短かった炭化室が含まれる領域であり、この領域に含まれる炭化室は、カーボン付着状況が適切とは言えないが、次回の操業でのカーボン除去工程において比較的容易に適切なカーボン付着状況が得られると予想される炭化室である。そこで、次回の操業に向けての制御のための指標としては、その領域Ｚ４に含まれる炭化室の数（窯数）Ｓ４に、１より小さい値で重み付け（重み付け係数ｋ３＝０．６〜０．８程度、本実施形態ではｋ３＝０．７）を行って、その重み付けを行った領域Ｚ４についての値（ｋ３×Ｓ４）と、領域Ｚ４に含まれる窯数Ｓ４との和を、適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３とした。
【００６６】
上記のようにして得られた過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２、および適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３から、次の［６］式、［７］式に示すようにカーボン過剰指数Ｐ１及び煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２を求める。
〔カーボン過剰指数Ｐ１〕＝〔過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１〕−〔適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３〕・・・・・・［６］
〔煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２〕＝〔煉瓦露出窯数指標値Ｑ２〕−〔適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３〕・・・・・・［７］
【００６７】
ここで、カーボン過剰指数Ｐ１および煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２は、いずれも１炉団内の炭化室のカーボン付着状況のばらつきに相関する指数であって、いずれの指数Ｐ１、Ｐ２もその値が大きいほど、ばらつきが大きいと言える。そして、特にカーボン過剰指数Ｐ１が大きいことは、１炉団の全体でカーボン付着が過剰な炭化室が多いことを意味する。一方、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２が大きいことは、１炉団の全体で逆にカーボン付着が過少で煉瓦が露出している炭化室が多いことを意味する。
したがって、カーボン付着が過剰な炭化室が多い場合と、カーボン付着が過剰な炭化室が多い場合とのうちいずれの場合にも、カーボン付着状況のばらつきを小さくするために、これらの指標Ｐ１、Ｐ２を使用することが出来る。
【００６８】
そこで本実施形態では、上述のようにして得られた１操業単位でのカーボン過剰指数Ｐ１及び煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２の値に応じて、次の操業単位における酸素含有ガス吹き込み工程での吹き込み制御を行う。
【００６９】
具体的には、例えば図６に示しているように、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２を横軸に、カーボン過剰指数Ｐ１を縦軸にとったカーボン付着状況マップを予め作成しておく（図３のステップ１０６）。図６に示すカーボン付着状況マップは、マッピングした座標位置（Ｐ２，Ｐ１）に応じて次回の操業における炉団単位での酸素含有ガス吹き込みの制御をどのように行うかを決定するためのものである。すなわち上記の座標位置（Ｐ２，Ｐ１）は、１炉団内におけるカーボンの付着状況のばらつきの大きさと、そのばらつきの方向性（過剰カーボンの方向へのばらつきが大きいか、又は／及び、煉瓦露出の方向へのばらつきが大きいか）を表しており、したがってその座標位置（Ｐ２，Ｐ１）が図６のマップ上のどの位置にあるかによって、これらの状況を評価して、その評価結果に基づいて、次回の操業における炉団単位での酸素含有ガス吹き込みの制御を適切に行うことが可能となる。
【００７０】
例えば本実施形態では、図６に示しているように、カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２がそれぞれ−７０〜＋７０の範囲内において、ガス流量現状維持制御域Ｍ１、ガス流量減少方向制御域Ｍ２、ガス流量増加方向制御域Ｍ３、ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４の４制御域に区分している。そしてマッピングした座標位置（Ｐ２，Ｐ１）がこれらの制御域Ｍ１〜Ｍ４のいずれに含まれるかを判別し、その制御域で規定する吹き込み制御を次回の吹き込みに適用することとしている。
【００７１】
上記の４制御域Ｍ１〜Ｍ４について次に説明する。
【００７２】
・ガス流量現状維持制御域Ｍ１：
ガス流量現状維持制御域Ｍ１は、カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２がともに比較的小さい領域であって、本実施形態では、煉瓦露出指数Ｐ２の数値が＋１５以下で、かつカーボン過剰指数Ｐ１の数値が＋１５以下の領域をガス流量現状維持制御域Ｍ１と設定している。このガス流量現状維持制御域Ｍ１は、カーボン付着状況のばらつきが少ない領域、すなわちカーボン付着が過剰の炭化室の数とカーボン付着が過少で煉瓦が露出した炭化室の数がともに少なく、カーボン付着が適切な炭化室の数が多い領域とみなすことができる。
【００７３】
・ガス流量減少方向制御域Ｍ２：
ガス流量減少方向制御域Ｍ２は、カーボン過剰指数Ｐ１は小さいが、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２が大きい領域であって、本実施形態では、煉瓦露出指数Ｐ２の数値が＋１５を超え、かつカーボン過剰指数Ｐ１の数値が０（ゼロ）以下の領域をガス流量減少方向制御域Ｍ２と設定している。このガス流量減少方向制御域Ｍ２は、カーボン付着が過少で煉瓦が露出した炭化室の数が多い領域とみなすことができる。
【００７４】
・ガス流量増加方向御域Ｍ３：
ガス流量増加方向御域Ｍ３は、カーボン過剰指数Ｐ１は大きいが、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２が小さい領域であって、本実施形態では、カーボン過剰指数Ｐ１の数値が＋１５を超え、かつ煉瓦露出指数Ｐ２の数値が０（ゼロ）以下の領域をガス流量増加方向制御域Ｍ３と設定している。このガス流量増加方向制御域Ｍ３は、カーボン付着が過剰の炭化室の数が多い領域とみなすことができる。
【００７５】
・ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４：
ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４は、カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数Ｐ２がともに大きい領域であって、本実施形態では、煉瓦露出指数Ｐ２の数値が０（ゼロ）を越え、かつカーボン過剰指数Ｐ１の数値が０（ゼロ）を越える領域をガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４と設定している。このガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４は、カーボン付着が過剰の炭化室の数が多く、しかもカーボン付着が過少の炭化室の数も多い領域、言い換えれば、カーボン付着状況のばらつきが著しく大きい領域である。
【００７６】
これらの制御域Ｍ１〜Ｍ４のいずれに含まれるかを判別した後、制御域ごとに異なる態様で、次回の操業単位のカーボン除去工程において、酸素含有ガス吹き込み制御を行う。各制御域Ｍ１〜Ｍ４での制御の態様は次の通りである。
【００７７】
ガス流量現状維持制御域Ｍ１に入る場合は、前回の炉団単位での各炭化室への酸素含有ガス供給配管（各炭化室に向けてガス配管を分岐する前の共通配管のダンパ）に設けられたダンパの開度を変更せず、次回の各炭化室への吹き込み時も同じダンパ開度を保つように制御する。すなわち各炭化室への単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量を変更しないように制御する。またこのようにガス流量現状維持制御域Ｍ１に入る場合、次回の各炭化室のそれぞれの吹き込み時間については、その炭化室についての前回の吹き込み時の排ガス中ＣＯ２濃度に応じた適切な酸素含有ガス吹き込み量（＝［単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量］×［吹き込み時間］）となるように、次回の吹き込み時間を、吹き込み時間制御範囲ＲＴの範囲内で制御する。すなわち、前回の吹き込み時の排ガス中ＣＯ２濃度が高い場合には、次回の吹き込み時間を、吹き込み時間制御範囲ＲＴの範囲内で長めに制御し、前回の吹き込み時の排ガス中ＣＯ２濃度が低い場合には、次回の吹き込み時間を、吹き込み時間制御範囲ＲＴの範囲内で短めに制御する。
【００７８】
ここで、ガス流量現状維持制御域Ｍ１に入る場合とは、前回の操業時における炉団内でのカーボン付着状況のばらつきが少ない場合、すなわちカーボン付着状況が適切な炭化室が多かった場合であるから、次回の操業時においても、酸素含有ガス吹き込み時間が吹き込み時間制御範囲から計算上外れる炭化室は少なく、そのため次回の吹き込み後も適切なカーボン付着状況となる炭化室が多くなる可能性が高いと言うことが出来る。
【００７９】
なお、カーボンの燃焼に寄与するのは、吹き込む酸素含有ガス中の酸素であるから、ガス吹き込み量は、本来は、吹き込む酸素含有ガス中に含まれている酸素の割合を考慮して、真の酸素吹き込み量（＝［単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量］×［酸素含有ガスの酸素割合］×［吹き込み時間］）によって制御すべきであるが、一般には酸素含有ガスとして、酸素割合が既知の空気などを用いることが多く、したがって実際上は、真の酸素吹き込み量に代えて、上記のように酸素含有ガスの吹き込み量によって制御して差し支えない。この点は、以下の各制御域での制御でも同様である。
【００８０】
ガス流量減少方向制御域Ｍ２に入る場合は、前回のガス吹き込み時における前記ダンパの開度を、次回の吹き込み時に絞る（閉方向に作動させる）ように制御、したがって各炭化室への単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量を減少させるように制御する。本実施形態の場合、ダンパの開度を、前回の吹き込み時の開度よりも２５％小さくするように制御する。なおこの場合も、次回の各炭化室のそれぞれの吹き込み時間については、その炭化室についての前回の吹き込み時の排ガス中ＣＯ２濃度に応じて、上記ガス流量現状維持制御域Ｍ１の場合と同様に、吹き込み時間制御範囲ＲＴの範囲内で制御する。但し、この場合の単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量は、上記のように前回よりも減少させるから、上記のガス流量現状維持制御域Ｍ１の場合よりは、酸素含有ガス吹き込み流量と吹き込み時間との積で求められる吹き込み量は少なめとなる。
【００８１】
ここで、ガス流量減少方向制御域Ｍ２に入る場合とは、前回の操業時における炉団内において、カーボン付着が過少で煉瓦が露出した炭化室の数が多い場合であり、この場合、前回の吹き込み時の単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量のまま、次回の吹き込みを行えば、計算上は、吹き込み時間が制御範囲の下限を下回る炭化室が多くなる。その場合でも実際には吹き込み時間制御範囲を下回る短時間の吹込みを行えず、制御範囲の下限の時間だけ吹き込まざるを得ない。そのため、カーボン付着が過少で煉瓦が露出する炭化室の数を減らすことはできず、むしろ煉瓦が露出する炭化室が一層多くなる傾向を示す（すなわち煉瓦露出方向へのばらつきが一層大きくなってしまう傾向を示す）。しかるに本実施形態では、上記のように単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量を減少させることによって、そのような傾向が生じることを防止し、カーボン付着状況のばらつきの拡大を防止して、適切なカーボン付着状況となる炭化室を多くすることが可能となる。
【００８２】
ガス流量増加方向制御域Ｍ３に入る場合は、前回のガス吹き込み時における前記ダンパの開度を、次回の吹き込み時に大きくする（開方向に作動させる）ように制御、したがって各炭化室への単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量を増加させるように制御する。本実施形態の場合、ダンパの開度を、前回の吹き込み時の開度よりも２５％大きくするように制御する。なおこの場合も、次回の各炭化室のそれぞれの吹き込み時間については、その炭化室についての前回の吹き込み時の排ガス中ＣＯ２濃度に応じて、上記ガス流量現状維持制御域Ｍ１の場合と同様に、吹き込み時間制御範囲ＲＴの範囲内で制御する。但し、この場合の単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量は、上記のように前回よりも増加させるから、上記のガス流量現状維持制御域Ｍ１の場合よりは、酸素含有ガス吹き込み流量と吹き込み時間との積で求められる吹き込み量は多めとなる。
【００８３】
ここで、ガス流量増加方向制御域Ｍ３に入る場合とは、前回の操業時における炉団内において、カーボン付着が過剰な炭化室の数が多い場合であり、この場合、前回の吹き込み時の単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量のまま、次回の吹き込みを行えば、計算上は、吹き込み時間制御範囲の上限を超える炭化室が多くなる。その場合でも実際には吹き込み時間制御範囲の上限を超えて長時間の吹込みを行えないため、カーボン付着が過剰の炭化室の数を減らすことはできず、むしろカーボン付着が過剰の炭化室が一層多くなる傾向を示す（すなわちカーボン付着過剰方向へのばらつきが一層大きくなってしまう傾向を示す）。しかるに本実施形態では、上記のように単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量を増加させることによって、そのような傾向が生じることを防止し、カーボン付着状況のばらつきの拡大を防止して、適切なカーボン付着状況となる炭化室を多くすることが可能となる。
【００８４】
ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に入る場合は、単位時間当たり酸素含有ガス吹き込み流量の増減制御（ダンパの開度制御）ではなく、各炭化室の前回の操業時における排ガス中ＣＯ２濃度に応じて、酸素含有ガスの吹き込みをＯＮ／ＯＦＦ制御する。具体的には、その炉団内の各炭化室のうち、排ガス中ＣＯ２濃度が予め定めた判定基準値を下回る炭化室について、次回の操業時において酸素含有ガスの吹き込みを行わないように、酸素含有ガス供給ラインをＯＦＦ制御する。それ以外の炭化室、（すなわちＣＯ２濃度が前記判定基準値以上の炭化室）については、このようなＯＦＦ制御を行わず供給ラインＯＮのままとする。そしてこのように酸素ガス供給ＯＮの炭化室については、前回の吹き込み時の排ガス中ＣＯ２濃度に応じた適切な酸素含有ガス吹き込み量となるように、次回の吹き込み時間を、吹き込み時間制御範囲ＲＴの範囲内で制御する。すなわち、前回と同じ単位時間当たり吹き込み流量と吹き込み時間との積で求められる吹き込み量が、前回の操業時のＣＯ２ガス濃度に応じた適切な吹き込み量となるように、吹き込み時間制御範囲ＲＴの範囲内で制御する。
【００８５】
なおここで、次回の操業時において酸素含有ガスの吹き込みをＯＦＦとすることを決定するための判定基準値は、通常は、ＣＯ２濃度適正目標範囲ＲＣの下限値ＣＬ（本例では９．０％）と同じとすればよいが、場合によっては、それより若干低いＣＯ２濃度を判定基準値としてもよい。具体的には、判定基準値は、例えば７．５〜９．０％の範囲内で設定することが望ましい。
【００８６】
ここで、ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に入る場合とは、カーボン付着が過剰の炭化室の数が多く、しかもカーボン付着が過少の炭化室の数も多い場合である。この場合、特にＣＯ２濃度が低かった炭化室（カーボン付着が過少で煉瓦が露出している炭化室）について、次回の操業時も酸素含有ガスの吹き込みを行えば、煉瓦が露出している炭化室の数を減少させることはできず、むしろこれらの煉瓦が露出している炭化室が一層多くなってしまう。すなわちカーボン付着状況のばらつきを改善できないばかりか、むしろばらつきを助長してしまう。しかるに本実施形態では、ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に入る場合に、炉団内の各炭化室のうち、排ガス中ＣＯ２濃度が予め定めた判定基準値を下回る炭化室について、次回の操業時において酸素含有ガスの吹き込みを行わないため、その炭化室については付着カーボンの焼却除去が行われず、それ以上は、付着カーボンの減少、すなわち煉瓦の露出が進行しないことになる。したがって炉団全体で見れば、煉瓦露出方向へのばらつきの増大を抑えることができ、さらにはその煉瓦露出方向へのばらつきを減少させることが可能となる。
【００８７】
なおこの場合、上記のように酸素含有ガスの吹き込みを行わない炭化室を除く炭化室（すなわちＣＯ２濃度が前記判定基準値以上の炭化室）については、ダンパの開度調整を行わずに（したがって各炭化室への単位時間当たりのガス吹き込み流量は維持したまま）、酸素含有ガスを吹き込むことになるため、前回の吹き込み時においてＣＯ２濃度が高く、カーボン付着が過剰であった炭化室の数は減少せず、カーボン付着過剰方向へのばらつきは特に解消されない。しかしながら、カーボン付着状況のばらつきが大きくなりやすい老朽炉では、炭化室の密閉性の問題から、カーボン成長／消失のバランスは消失側が大きくなることが多く、したがって実際上は、ガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に入る場合でも、前回の吹き込み時においてＣＯ２濃度が著しく高く、カーボン付着が著しく過剰であった炭化室の数はさほど多くはないのが通常である。また、炭化室炉壁の破孔に対する影響は、カーボン付着が過剰な場合の方が、煉瓦が露出した場合よりも小さいことから、上記のように前回の吹き込み時の単位時間当たりガス吹き込み流量を維持しても、さほど大きな問題は生じない。
但し、場合によっては、酸素含有ガスの吹き込みを行わない炭化室を除く炭化室について、前述のガス流量増加方向制御域Ｍ３に入る場合と同様に、ダンパを開方向に調整して、カーボン付着過剰方向へのばらつきも解消するように制御してもよい。
【００８８】
以上のように、ある炉団に属する多数の炭化室への前回の付着カーボン焼却操業での実績（酸素含有ガスの吹き込み時間と燃焼排ガス中のＣＯ２濃度）に基づいて、炉団単位で、各制御域Ｍ１〜Ｍ４のいずれに属するかを判別し、それに応じて、次回の操業におけるカーボン除去工程に向けて、ダンパの開度調整（各炭化室への共通の酸素含有ガス吹き込み流量の調整）、もしくは炭化室への酸素含有ガス供給の個別のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う（図３のステップＳ１０７）。これによって、次回の操業におけるカーボン付着状況のばらつきの増大を抑え、さらにはそのばらつきを減少させることが可能となるのである。
【００８９】
次に本発明を実際に製鉄所のコークス炉に適用した実施例を示す。
【実施例】
【００９０】
１炉団の規模として、９０室の炭化室を備え、一つの炭化室が容積３８．８６ｍ３であるコークス炉について、酸素含有ガスとして空気を用い、カーボン除去工程で、炉団単位で前記実施形態に示す酸素含有ガス吹き込み制御を行った。すなわち、ある操業単位のカーボン除去工程で、図２の右側に示しているように各炭化室に順次４本のランスを挿入して酸素含有ガス吹き込みを行うにあたり、各炭化室における吹き込み終了時の排ガスのＣＯ２濃度を検出し、かつ吹き込み時間を記録した。
【００９１】
ここで、ＣＯ２濃度適正目標範囲は、９．０〜１０．０％とし、吹き込み時間制御範囲は２０〜９０秒とし、また［１］式における係数α、［２］式における係数βは、いずれも０．２として、短時間側中間時間ＴＭＬは３４秒、長時間側中間時間ＴＭＨは７６秒とし、各炭化室について、ＣＯ２濃度と吹き込み時間が図５の第１領域Ｚ１〜第６領域Ｚ６までの６領域のうちのいずれの領域に含まれるかを判別した。
【００９２】
さらに、１炉団に属する炭化室のすべてについての上記領域判別結果に基づいて、［３］式にしたがって過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１を求めるとともに、［４］式にしたがって煉瓦露出窯数指標値Ｑ２を求め、さらに［４］式にしたがって適正カーボン付着窯数指標値Ｑ３を求めた。なお、［３］式〜［５］式における重み付け係数ｋ１、ｋ２、
ｋ３は、いずれも０.７とした。
【００９３】
得られた過剰カーボン付着窯数指標値Ｑ１、煉瓦露出窯数指標値Ｑ２から、カーボン過剰指数Ｐ１、煉瓦露出指数（カーボン過少指数）Ｐ２を求め、これらの指数を、図６のカーボン付着状況マップにマッピングし、その炉団が、各制御域Ｍ１〜Ｍ４のうちのいずれの制御域に属するかを判別した。そして判別した制御域に応じて、次回の操業における吹き込み制御の態様を決定し、それにしたがって、次回の操業でのカーボン除去工程の酸素含有ガスの吹き込みを行った。
【００９４】
なお、基準の単位時間当たり吹き込み流量は、３Ｎｍ３／ｓとして、ガス流量現状維持制御域Ｍ１に入る場合は、その基準の単位時間当たり吹き込み流量で吹き込んだ。またガス流量減少方向制御域Ｍ２に入る場合は、ダンパ開度を２５％閉方向に調整した。この際の単位時間当たり吹き込み流量は、約２Ｎｍ３／ｓである。一方、ガス流量増加方向制御域Ｍ３に入る場合は、ダンパ開度を２５％開方向に調整した。この際の単位時間当たり吹き込み流量は、約４Ｎｍ３／ｓである。さらにガス供給ＯＮ／ＯＦＦ制御域Ｍ４に入る場合は、排ガス中ＣＯ２濃度の判別基準値としての８．０％を下回る炭化室については、次回の操業で酸素含有ガス供給をＯＦＦとし、それ以外の炭化室については、前記基準の単位時間当たり吹き込み流量で吹き込んだ。
【００９５】
以上のような本発明法に従った操業を３か月（操業単位数にして約９５００単位）繰り返し、１炉団内での炭化室の排ガス中ＣＯ２濃度のばらつき、および酸素含有ガス吹き込み時間のばらつきを調べた。その結果を、図７の右側に本発明法として示す。一方、本発明方法によらない従来法を同じ期間適用した場合の１炉団内での炭化室の排ガス中ＣＯ２濃度のばらつき、および酸素含有ガス吹き込み時間のばらつきを調べた結果を、図７の左側に従来法として示す。
【００９６】
また、上記と同じく本発明法に従った操業を３か月（操業単位数にして約９５００単位）繰り返した場合と、本発明方法によらない従来法を同じ期間適用した場合とについて、炭化室炉壁における煉瓦の破損もしくは脱落による破孔の発生状況を調べた。
従来法の場合の破孔発生数に対する本発明法の場合の破孔発生数の比率を、従来法の場合を１．００として、図８に示す。
【００９７】
図７から明らかなように、本発明法を適用することによって、従来法と比較し、ＣＯ２濃度及び吹き込み時間のばらつきを抑えることが可能となった。これは、カーボン付着状況のばらつきが小さくなったことを意味する。
さらに図８から明らかなように、本発明法を適用することによって、従来法と比較し、破孔発生数を４割以上少なくすることができた。これは、炉団単位でのカーボン付着状況のばらつきを少なくして、カーボン付着状況を常に適切に維持した炭化室が多くなったためであると推測される。
【００９８】
以上、本発明の好ましい実施形態および実施例について説明したが、これらの実施形態、実施例は、あくまで本発明の要旨の範囲内の一つの例に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。すなわち本発明は、前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲内で適宜変更可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９９】
１        炭化室
１Ａ      装入口
２        石炭
３        コークス
５        カーボン焼却ランス
６        排ガス経路
７        ＣＯ２ガスセンサ
１０      炭化室の煉瓦炉壁
１０Ａ    炉壁の煉瓦目地
１２      付着カーボン
２０      石炭装入工程
３０      炭化工程
４０      コークス押出工程
５０      カーボン除去工程
ＲＣ      ＣＯ２濃度適正目標範囲
ＴＣ      吹き込み時間制御範囲
Ｚ１      第１領域
Ｚ２      第２領域
Ｚ３      第３領域
Ｚ４      第４領域
Ｚ５      第５領域
Ｚ６      第６領域
Ｓ１      第１領域Ｚ１内に含まれる炭化室の数
Ｓ２      第２領域Ｚ２内に含まれる炭化室の数
Ｓ３      第３領域Ｚ３内に含まれる炭化室の数
Ｓ４      第４領域Ｚ４内に含まれる炭化室の数
Ｓ５      第５領域Ｚ５内に含まれる炭化室の数
Ｓ６      第６領域Ｚ６内に含まれる炭化室の数
ＴＭＬ    短時間側中間値
ＴＭＨ    長時間側中間値
Ｐ１      カーボン過剰指数
Ｐ２      煉瓦露出指数（カーボン過少指数）
Ｑ１      過剰カーボン付着窯数指標値
Ｑ２      煉瓦露出窯数指標値
Ｑ３      適正カーボン付着窯数指標値
【図１】
2018059025.tif 000003
【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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