(57)【要約】  本発明は、コークス炉バッテリの炉室１を充填するための方法であって、炉室１の内部の充填工程中に、平坦化ロッド９に配置された少なくとも１つの測定装置１１と、測定装置１１に接続された計算ユニット５とによって、長手方向のばら積み過程が確認され、確認されたばら積み過程に応じて炉室１の追加の装入が行われる方法に関する。本発明によれば、炉室１の長手方向および横方向の測定装置１１によって、三次元の充填状態の形状が非接触に確認される。本発明の対象はまた、平坦化ロッド９に配置された非接触に動作する測定装置１１を有する本方法を実施するための平坦化装置である。
2011504947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉バッテリの炉室（１）を充填するための方法であって、炉室（１）の内部の充填工程中に、平坦化ロッド（９）に配置された少なくとも１つの測定装置（１１）と、測定装置（１１）に接続された計算ユニット（５）とによって、長手方向のばら積み過程が確認され、確認されたばら積み過程に応じて炉室（１）の追加の装入が行われる方法において、
炉室（１）の長手方向および横方向の測定装置（１１）によって三次元の充填状態の形状が非接触に確認されることを特徴とする方法。
【請求項２】
計算ユニット（５）によって、三次元の充填状態の形状から炉室（１）の部分または炉室（１）全体について、最大の充填までの残る空容積が算出され、次に充填工程中に、対応する追加充填量の装入が行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
平坦化ロッド（９）が、計算ユニット（５）によって、確認された三次元の充填状態の形状に応じて炉室（１）の長手方向に位置決めされることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
炉室（１）が、多数の搬送装置（３）を備える充填機械（２）を介して充填され、搬送装置（３）が炉室（１）のそれぞれ１つの充填穴（４）に付設され、かつ計算ユニット（５）によって互いに独立して制御されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
コークス炉バッテリの炉室（１）に挿入可能な平坦化ロッド（９）を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法を実施するための平坦化装置において、
平坦化ロッド（９）に、非接触に動作し、かつ計算ユニット（５）に接続された測定装置（１１）が、三次元の充填状態の形状を決定するために配置されることを特徴とする平坦化装置。
【請求項６】
測定装置（１１）がレーザ測定装置として形成されることを特徴とする、請求項５に記載の平坦化装置。
【請求項７】
長手方向に互いに離間した非接触に動作する少なくとも２つの測定装置（１１）が、平坦化ロッド（９）に配置されることを特徴とする、請求項５または６に記載の平坦化装置。
【請求項８】
少なくとも１つの測定装置（１１）用に清掃装置が設けられることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の平坦化装置。
【請求項９】
少なくとも１つの測定装置（１１）が鏡、導光体、導波管等を備え、測定装置（１１）の電子構成要素が、平坦化装置の操作の際に充填されるべき炉室（１）の外側に配置されるように配置されることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一項に記載の平坦化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉バッテリの炉室を充填するための方法であって、炉室の内部の充填工程中に、平坦化ロッド（Ｐｌａｎｉｅｒｓｔａｎｇｅ）に配置された少なくとも１つの測定装置と、測定装置に接続された計算ユニットとによってばら積み過程（Ｓｃｈｕｅｔｔｕｎｇｓｖｅｒｌａｕｆ）が確認され、確認されたばら積み過程に応じて炉室の追加の装入が行われる方法に関する。本発明の対象はまた、本方法を実施するための平坦化装置（Ｐｌａｎｉｅｒｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）である。
【背景技術】
【０００２】
コークス製造では、コークス炉バッテリの炉室は、充填穴を通して、コークス炉バッテリの上に走行可能に配置された充填機械によって充填される。この場合、個々の充填穴の装入は、通常、付設された回転数が制御されたスクリューコンベヤを介して行われ、スクリューコンベヤは石炭ホッパ（Ｋｏｈｌｅｔｒｉｃｈｔｅｒ）を介してコークス用炭を炉室内に充填する。スクリューコンベヤの設計および充填工程中のスクリュー回転数の過程の調整は、特に、炉室の容積、目標とする充填時間、コークス炉バッテリの様々な炉室の充填シーケンス（Ｆｕｅｌｌｓｅｑｕｅｎｚ）、充填機械の石炭ホッパの大きさに左右される。充填の際に形成されたばら積み円錐（Ｓｃｈｕｅｔｔｋｅｇｅｌ）のコークス用炭を均一に分配するために、平坦化装置に平坦化ロッドが設けられ、このロッドは、炉室の上部領域で炉室ドアの平坦化開口部を通して挿入され、炉室の長手方向に移動される。
【０００３】
実用から、充填機械の運転開始の際に、スクリュー回転数の過程の基本設定により達成された充填穴の下方の充填高さを決定すること、およびそれから充填度を見積もることが公知であり、この場合、この見積もりを用いて、石炭含有量（Ｋｏｈｌｅｂｅｓａｔｚ）の改善を達成するためにスクリュー回転数の適合が行われる。確認された調整は、コークス炉バッテリの連続運転の基礎として使用され、充填穴の下方の充填高さを繰り返し測定することによって、または押し出しの際のコークスケーキ形状を決定することによって点検することができる。
【０００４】
冒頭に述べた特徴を有するコークス炉バッテリの炉室を充填するための方法が、特許文献１から公知であり、この場合、接触センサを備える測定装置が平坦化ロッドの頭部に配置される。この測定装置は、充填されたコークス用炭によって形成されたばら積み円錐との接触状態（Ｋｏｎｔａｋｔｔｒｅｔｅｎ）および非接触状態を検出する。測定信号から、計算ユニットによってばら積み過程が確認され、この場合、これらの情報を参照して、炉室の追加の装入を行うことができる。この場合、ばら積み過程は、形成されたばら積み円錐が平坦化ロッドの高さに達し、かつ炉室の大部分がすでに充填されたときに初めて決定することができる。記載した方法の精度も改良の必要があるが、この理由は、接触センサの信号を出発点としてばら積み円錐の正確な形状を確認できないからである。したがって、個々のばら積み円錐の勾配は、サイズ分布およびコークス化のために使用されるコークス用炭の表面構造によって著しく左右され、簡単には予め決定されない。
【０００５】
コークス炉の操作装置を制御するための方法およびシステムに関する特許文献２から、炉室の充填穴の下方の充填工程中に充填高さを決定することが公知である。確認された情報を参照して、長手方向のばら積み過程をおおまかにのみ見積もることができるが、この理由は、個々の充填穴の間の正確な充填高さが認識されないからである。さらに、コークスケーキの表面の形状を押出する際に決定することができ、この場合、得られたデータからは、炉室の充填の際に予め達成されたばら積み過程およびコークス化プロセスにおけるコークス用炭の収縮挙動（Ｓｃｈｗｉｎｄｖｅｒｈａｌｔｅｎ）に基づく充填度が、ある程度の不確実さをもって決定できるに過ぎない。さらに、コークスケーキ形状の後配置された評価を出発点として、次の充填の適合のみが可能であり、この場合、充填の際、完全に再現可能ではない変化を考慮したり、補償することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００５００７１６４  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００５０１０１１４  Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この背景から、本発明の課題は、特に均一なばら積み過程および炉室の充填度の増大を達成することができる、コークス炉バッテリの炉室を充填するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
冒頭に述べた特徴を有する方法を出発点として、上記課題は、本発明に従って、炉室の長手方向および横方向の少なくとも１つの測定装置によって、三次元の充填状態の形状が非接触に確認されることによって解決される。三次元の充填状態の形状を決定することによって、ばら積み過程の均一性および充填度を充填中に直接、正確に決定することができる。計算装置による直接の評価によって、さらに添加すべきコークス用炭の容積を継続的に算出することができ、この場合、実際に確認されたばら積み過程およびばら積み容積に応じて、充填工程の需要に応じた制御が可能になる。このように、例えば充填装置の場合、炉室のそれぞれ１つの充填穴に付設されるスクリューコンベヤを設けることができ、そのそれぞれの回転数は、充填工程中に互いに独立して制御される。この場合、測定装置によって直接横断される炉室の部分または炉室全体について制限なしに、最大の充填までの残る空容積を決定することができる。この場合、測定信号の迅速な評価の際に、充填工程中に連続する制御信号の直接の適合も可能である。
【０００９】
三次元の充填状態の形状の非接触の決定によって、充填工程中に、正確な制御が早期に可能である。特許文献１から公知の形態では、充填穴の下の高すぎるまたは低すぎる充填は、対応するばら積み円錐と平坦化ロッドとの接触状態により初めて検知され、この場合、次にスクリューコンベヤの回転数の制御の適合または平坦化ロッドによる複数回の平坦化によって、充填工程の明らかな遅れが生じることがある。これとは反対に、本発明によれば、ばら積み形状を非常に高い精度で早期に容易に決定しかつ均一な充填を保証することができ、この結果、比較的短い充填時間で最適な充填を実現することができる。測定装置は非接触で動作するので、機械的な応力による磨耗の危険性も最小化することができる。
【００１０】
充填状態の形状の非接触の測定装置による決定は、例えばレーザ光線、マイクロ波および／または超音波を用いて、少なくとも１つの測定光線または測定光線束によって行うことができる。測定装置は、制限なしに、平坦化ロッドの前端にレーキブレード（Ｒａｅｕｍｓｃｈｉｌｄ）として例えば形成された平坦化部分に、または平坦化ロッドのそれに隣接する支持部分に配置することができる。この場合、長手方向の測定装置の位置は、特に簡単な方法で、例えば平坦化ロッドの制御部、中央制御装置または平坦化ロッドに配置された距離センサによって提供される平坦化ロッドの距離信号から決定することができる。
【００１１】
計算ユニットによってばら積み過程を三次元的に決定する場合、通常、炉室の長手方向および横方向に格子を形成する別個の箇所で充填高さの決定が行われ、この場合、中間値を補間によって決定することができる。この場合、充填容積を可能な限り正確に決定できるために、好ましくは直接炉室の縁部までの横方向のばら積み過程が確認され、この場合、有効に、横方向の炉室の幅および長手方向の炉室の２つの充填穴の間隔にわたって、それぞれ少なくとも５つの格子点が設けられる。しかし、好ましくは、より精細な空間的解像度が設けられ、この場合、充填されたコークス用炭の典型的な粒度の下方にある解像度は、適切な測定システムにより可能であるが、通常必要ではない。選択的に、炉室の天井に対する間隔も追加して決定し、充填を制御するためにおよび／または平坦化ロッドの正確な位置決めの検査として考慮することができる。
【００１２】
コークス炉バッテリの炉室を充填するための従来技術から公知の方法では、平坦化ロッドは、常に所定の方法で移動されるが、本発明の発展形態では、平坦化ロッドが、計算ユニットによって、確認された三次元の充填状態の形状に応じて炉室の長手方向に位置決めされ、これによって、充填時間をさらに低減しかつ充填の結果を改善できることを意図することができる。
【００１３】
好ましい実施形態の範囲において、平坦化ロッドの長手方向に互いに離間した非接触に動作する少なくとも２つの測定装置が、平坦化ロッドに配置されることが意図される。多数の離間した測定装置により、炉室の長手方向の様々な位置で、横方向の充填高さ形状を同時に確認することができ、この結果、充填中、ばら積み過程の確認の精度の向上を全体的に達成することができるが、特にこの理由は、充填工程の際に、炉室の様々な領域における充填高さが継続的に変更されるからである。さらに、測定装置の故障または測定装置の一部の故障の場合にも、なお残る機能性のある測定装置によって、精度が低下しても、ばら積み過程の決定が可能である。
【００１４】
炉室の内部で支配する温度、炉室の内部に形成されたコークスガスの腐食性ガス成分およびコークスガスに含有される粒子状の固形物にもかかわらず、本発明による方法の範囲において、意外な方法で、非接触に動作しかつ平坦化ロッドで炉室に直接格納された測定装置の確実な操作が可能である。本発明による方法の信頼性をさらに高めるために、少なくとも１つの測定装置用に清掃装置を設けることができる。したがって、充填工程中に、別個に供給された洗浄媒体、例えば空気で測定装置を洗うことができる。追加してまたは代わりに、コークス炉バッテリの様々な炉室の充填工程の間に、少なくとも１つの測定装置の化学的および／または機械的な清掃も行うことができる。最後に、少なくとも１つの測定装置の部分が充填工程中にも炉室の外側に配置されるように、当該部分を平坦化ロッドに配置することも可能である。したがって、測定装置は、例えば鏡、導光体、導波管等を備えることができ、この場合、測定装置の電子構成要素は、平坦化装置の操作の際に充填されるべき炉室の外側に位置する。
【００１５】
本発明の対象はまた、前述の方法を実施するための請求項５に記載の平坦化装置である。次の請求項６〜９は、平坦化装置の有利な実施形態に関する。
【００１６】
唯一の実施形態を示す図面を参照して、本発明について以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】充填工程中のコークス炉バッテリの炉室の断面図である。
【図２】代わりの実施形態の図１による図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に、充填工程中のコークス炉バッテリの炉室１が示されている。このために、コークス炉バッテリの上で走行可能な充填機械２に、炉室１のそれぞれ１つの充填穴４に付設される多数の搬送装置３が設けられる。搬送装置３は、回転数を制御されかつ共通の計算ユニット５に接続されたそれぞれ１つのスクリューコンベア６を含み、このコンベヤは、石炭ホッパ８を介して付設された充填穴４内にコークス用炭７を搬送する。炉室１内のコークス用炭７の均一な分布を達成するために、平坦化ロッド９が側方の炉室ドア１０の平坦化開口部を通して炉室１に挿入され、長手方向に引き入れられ、かつ、引き出される。平坦化ロッド９の前端に、非接触で動作しかつ計算ユニット５に接続された測定装置１１が配置され、この測定装置により、長手方向や横方向に、三次元の充填状態の形状が確認される。炉室１の部分についてまたは炉室１全体について確認された充填状態の形状から、最適な充填を達成するために、コークス用炭７にいかなる量を添加すべきかについて継続的に算出され、この場合、計算ユニット５によって、個別に応答可能なスクリューコンベヤ６の対応する制御が行われる。
【００１９】
図１から理解されるように、充填穴４の下に形成された個々のばら積み円錐が平坦化ロッド９の高さに達する前に、測定装置１１により、充填レベルを早期に容易に確認することができる。特に、炉室１の縁部までのばら積みの表面の三次元走査によって、長手方向および横方向の個々のばら積み円錐の勾配、および長手方向および横方向のばら積み円錐のずれも正確に決定できる。測定装置１１の測定値から、すでに充填されたコークス用炭７の容積および追加の装入に必要な量を継続的に正確に決定することができる。したがって、均一な充填を早期に容易に達成することができ、これによって、充填時間を低減することができる。
【００２０】
図２は、図１とは異なり、３つの測定装置１１が互いに均一な間隔で平坦化ロッド９に配置される実施形態を示している。３つの測定装置１１によって、同時に長手方向の様々な位置で、炉室１の幅にわたって充填高さ形状を記録することができ、この結果、測定精度をさらに高めることができる。特に、非常操作における測定装置１１の故障の際にも、残る機能性のある測定装置１１による充填高さの決定がなお可能である。
【００２１】
従来技術から公知の形態では、平坦化ロッド９は、所定の方法で引き入れられまた引き出されるが、平坦化ロッド９は、本発明によれば、充填工程中に確認された三次元の充填状態の形状に応じて、炉室１の長手方向に可変に位置決めすることができる。
【００２２】
少なくとも１つの測定装置１１による充填状態の形状の決定は、例えばレーザ光線、マイクロ波および／または超音波を用いて行うことができる。充填高さの非接触の決定によって、測定装置１１の機械的な摩耗も回避される。測定装置１１の信頼性を高めることができるために、清掃装置を用いて測定装置を洗浄することができるか、または汚染から保護することができる。さらに、充填中の平坦化工程の際にも測定装置１１の繊細な部分が炉室の外側に位置するように、当該部分も配置することができる。
【図１】
2011504947.tif 000003
【図２】
2011504947.tif 000004
【国際調査報告】
2011504947.tif 000005
2011504947.tif 000006
2011504947.tif 000007
2011504947.tif 000008