(57)【要約】【課題】コークスの排出側の窯口近傍におけるコークスの収縮量を増大させ、コークスの押し出しを円滑化するために、石炭塔において設置工事を実施する際に、工事期間を大幅に短縮でき、かつ、工事中において火気の発生を防止できるようにする。【解決手段】この発明は、室炉式のコークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内に石炭を積み付ける石炭積み付け装置であり、石炭塔１の所定の投入位置に石炭を導く搬送手段と、この搬送手段で導かれた石炭を受け取り、この受け取った石炭をコークス炉の排出側に対応する石炭塔１内の側壁１１の近傍に落下させるために、石炭塔１内に配置させた積み付け用シュート７と、を備えている。積み付け用シュート７は、石炭塔１の梁を使用して設置させるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室炉式のコークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内に石炭を積み付ける方法であって、
前記石炭塔の所定の投入位置に石炭を導き、この導いた石炭を積み付け用シュートを用いて、前記コークス炉の排出側に対応する前記石炭塔内の側壁の近傍に落下させるようにし、
これにより、前記石炭塔内において、前記コークス炉の排出側の石炭の粒径が小さくなるように、そのコークス炉の長手方向に粒度偏析させて石炭を堆積させるようにしたことを特徴とする石炭塔内への石炭積み付け方法。
【請求項２】
室炉式のコークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内に石炭を積み付ける石炭積み付け装置であって、
前記石炭塔の所定の投入位置に石炭を導く搬送手段と、
前記搬送手段で導かれた石炭を受け取り、この受け取った石炭を前記コークス炉の排出側に対応する石炭塔内の側壁の近傍に落下させるために、前記石炭塔内に配置させた積み付け用シュートと、を備え、
かつ、前記積み付け用シュートは、前記石炭塔の梁を使用して設置させるようにしたことを特徴とする石炭塔への石炭積み付け装置。
【請求項３】
前記積み付け用シュートは、前記石炭塔内に設置の際には、受け取り口側を前記梁に取り付け、排出口側を前記梁から吊るすようにしたことを特徴とする請求項２に記載の石炭塔への石炭積み付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室炉式のコークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内に石炭を積み付ける方法、およびその積み付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室炉式のコークス炉では、石炭が装入される炭化室は、コークスを押し出すための押出機のラックが入る側（マシンサイド、Ｍ／Ｓともいう）から、コークスが排出される側（コークスサイド、Ｃ／Ｓともいう）に向かって、炉壁間距離（以下、炉幅という）が徐々に大きくなっている。これは、乾留されて排出されるコークスが排出され易いようにとの配慮からであるが、コークス炉の炉長が１２ｍから１８ｍもあるのに対して、そのテーパー（炉幅の増加量）は４０〜８０ｍｍ程度にすぎない。
【０００３】
ところで、近年、コークス炉の経過年数は、最も老朽化したもので４０年近くになっており、その老朽化対策が重要な課題になっている。コークス炉は老朽化するに従い、炉体の変形や付帯設備の劣化などが顕著化してくる。特に、コークス炉内の炉壁の状態は、年数を経過するに従って、レンガの目地切れの他、石炭装入やカーボン焼きによる冷却作用が引き起こす熱応力に起因したレンガのスポーリング、熱膨張と炉締めのバランスが崩れることによるレンガの張り出し、およびコークスの排出作業によるレンガの磨耗などが目立ってくる。
【０００４】
特に、コークス炉の炉長方向のコークス排出側（Ｃ／Ｓ）の炉壁の状態は、カーボン焼きのために行う空窯および上記したレンガの張り出しや磨耗（Ｃ／Ｓは全量のコークスが通過していくためコークスとの接触時間が最も長い）によるレンガの肌荒れ（凹凸）が顕著である。このようなレンガの凹凸が大きくなると、コークスの排出時における負荷が増大し、コークスの押し詰りを起こしてしまう。Ｃ／Ｓの押し詰りが、コークス排出時の初期に起こってしまうと、コークス全量が炭化室から排出不能となるので、その後の処理に多大な労力が必要となり、コークス炉の操業上、重大な悪影響を及ぼす
【０００５】
さらに、燃焼室の温度分布は、前述したテーパーに見合うように、Ｍ／ＳからＣ／Ｓに向かって温度が高くなるような温度勾配を付けた設定にしてあるが、放熱作用の大きいＭ／ＳおよびＣ／Ｓの窯口の炉壁レンガ面の温度は、低下傾向になるのが常である。このため、乾留による炭化不良もこの窯口側で起こる場合が多い。その結果、乾留後に生成するコークの炉幅方向の収縮量も不十分となり、押し詰まりの原因の一つとなる。
【０００６】
勿論、炉壁の凹凸に対しては、溶射、吹き付けなどによってレンガ面を平滑化したり、炭化不良が起こらないように燃焼室の温度管理を行っている。しかしながら、Ｃ／Ｓの炉壁に凹凸が生じている場合や炭化不良が発生した場合であっても、他の部分に比べてＣ／Ｓのコークスの炉幅方向収縮量を大きくすることができれば、押し詰りを起こすことなしに、スムーズなコークスの排出が可能になる。また、同様に、Ｍ／Ｓにおけるコークスの炉幅方向収縮量も併せて大きくすることができれば、コークスの排出がより一層スムーズになる。
【０００７】
従来、例えば特許文献１に開示されているような、コークス炉の炉長方向で性状の異なった炭材を装入する方法として、成形炭を窯口側（炉長方向両端側）底部に装入する方法が知られている。
しかし、炭化室内でこのような偏析を起こさせるためには、装炭車の窯口側のホッパーの底に、成形炭を予め積み付ける必要がある。特許文献１では、その積み付け方法について言及されていないので明言できないが、最初に窯口側の両ホッパーの底に成形炭を積み付けたのち、全ホッパーに配合炭を積み付けるものと考えられる。
【０００８】
とすれば、成形炭を装炭車に積み付けるための設備を、通常の配合炭の積み付け設備とは別系統で用意する必要があり、そのためには大掛かりな設備の設置と設備投資が必要となる。
また、例えば特許文献２に開示されているような、粒度偏析を利用した石炭の配合、装入に関しては、ある種特殊な石炭銘柄の粉砕前の粒度別性状の違いを利用したコークス強度の安定化技術が知られている。
【０００９】
しかし、この方法は、石炭塔へ積み付ける以前のヤード堆積山や石炭槽ホッパー内での技術であり、また石炭塔内ではその特異な銘柄と他の配合炭が均一に混合されていることが条件的にも望ましいと考えられる。
従って、この方法では、窯口（特にＣ／Ｓ）のコークス収縮量を選択的に増加させることができない。
【００１０】
これらの問題を解決する技術として、特許文献３に開示されているような、コークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内において、コークス炉炭化室炉長方向のＣ／ＳおよびＭ／Ｓのうちの少なくともＣ／Ｓについては、装入される石炭の平均粒径が、石炭塔内に装入される石炭全体の平均粒径よりも細かくなるように、その炉長方向にわたり粒度偏析させて石炭を堆積し、この状態で石炭装入車のホッパーに積み付け、引き続きホッパー間での粒度偏析を保持したままコークス炉に装入する技術が知られている。
【００１１】
これによれば、石炭塔への積み付け設備の僅かな改良で、しかもこれまでと同じ配合炭を用いて、Ｃ／Ｓおよび必要に応じてＭ／Ｓのコークスの炉幅方向の収縮量を大きくすることができる。その結果、コークス炉からのコークスの押し出しをスムーズに行うことができる（石炭粒度が小さいと乾留による収縮量が大きくなって、コークスと炉壁との間のクリアランスが大きくなるからである）。
【００１２】
この実施形態として、旋回式ベルトコンベアを用いた定点積み付け方式に適用されたものを図５および図６に示す。
この実施形態は、ベルトコンベア２と、旋回式ベルトコンベア３と、反射板（スロープ板）４とを備えている。
ベルトコンベア２は、石炭塔１内の中央部に石炭を導くようになっている。旋回式ベルトコンベア３は、旋回自在に構成され、石炭の投入位置で停止できるようになっており、ベルトコンベア２から石炭を受け取ると、それを投入位置で石炭塔１内に投入するようになっている。反射板４は、石炭の投入軌跡中に設置されている。
【００１３】
反射板４がない場合には、石炭塔１内における石炭の堆積表面形状は、図６に破線で示すようになる。これに対して、反射板４を設置した場合には、旋回式ベルトコンベア３から供給された石炭はそのまま塔内に落下せず、反射板４に沿って塔壁側まで運ばれてから落下することになる。すなわち、反射板４を設置した側では、塔壁近傍のみに石炭が供給されることになる。そのため、この反射板４の設置側では、堆積レベルが次第に高くなるような傾斜が形成され、石炭はこの傾斜面に沿って供給されることになる。
【００１４】
その結果、供給される石炭のうち粒径の大きなものは、この傾斜面に沿って転がり落ち、塔壁近傍には比較的粒径が小さい石炭が残るようになる。すなわち、粒度偏析が生じる。さらに、図６中に想像線で示すように、グリズリー５（例えば特許文献３の図２（ｂ）に示されるような櫛歯状の分粒器）を設置すると、その粒度偏析をさらに助長することができる。
【００１５】
また、特許文献４には、前記グリズリー５に代えて、軸棒に対し、等間隔の配列になる棒状体群を２組（または３組）、隣り合う二棒状体が相異なる組に属するように取り付け、相異なる組間の角度差（軸棒を中心とする回転の位相差）を変更自在とした粉体の分級装置を用いる技術が開示されている。これによれば、相異なる組間の角度差を随時拡大することにより、隣合う二棒状体の間隙の石炭目詰まりを有利に防止できる。
【特許文献１】特開平６−２１２１６２号公報
【特許文献２】特開平３−２６３４８８号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９６２８号公報
【特許文献４】特開２００６−０３７０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、上記の反射板およびグリズリー等（グリズリー５または特許文献４記載の粉体の分級装置）は、石炭塔内の石炭の落下軌跡内に設置させるものである。
すなわち、異なる機能の反射板およびグリズリー等を、既設の石炭塔内の適宜位置にそれぞれ設置する必要があり、この設置工事の際には、足場などを組んだ工事が必要となり、その設置工事には２、３日程度の期間を必要とする。このため、コークス炉の操業を一時的に停止する必要があり、この場合にはコークスの生産性を低下させてしまうという課題がある。
【００１７】
一方、石炭塔内は火気を嫌うので、その設置工事の際には、火気に十分な考慮を払う必要があるという課題もある。
そこで、本発明の目的は、コークスの排出側の窯口近傍におけるコークスの収縮量を増大させ、コークスの押し出しを円滑化するために、石炭塔において設置工事を実施する際に、工事期間を大幅に短縮でき、かつ、工事中において火気の発生を防止できる、石炭塔内への石炭積み付け方法、およびその積み付け装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、請求項に係る各発明は以下のように構成するようにした。
第１の発明は、室炉式のコークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内に石炭を積み付ける方法であって、前記石炭塔の所定の投入位置に石炭を導き、この導いた石炭を積み付け用シュートを用いて、前記コークス炉の排出側に対応する前記石炭塔内の側壁の近傍に落下させるようにし、これにより、前記石炭塔内において、前記コークス炉の排出側の石炭の粒径が小さくなるように、そのコークス炉の長手方向に粒度偏析させて石炭を堆積させるようにした。
【００１９】
第２の発明は、室炉式のコークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内に石炭を積み付ける石炭積み付け装置であって、前記石炭塔の所定の投入位置に石炭を導く搬送手段と、前記搬送手段で導かれた石炭を受け取り、この受け取った石炭を前記コークス炉の排出側に対応する石炭塔内の側壁の近傍に落下させるために、前記石炭塔内に配置させた積み付け用シュートと、を備え、かつ、前記積み付け用シュートは、前記石炭塔の梁を使用して設置させるようにした。
第３の発明は、第２の発明において、前記積み付け用シュートは、前記石炭塔内に設置の際には、受け取り口側を前記梁に取り付け、排出口側を前記梁から吊るすようにした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、石炭塔内において、コークス炉の排出側の石炭粒径が小さくなるようにその炉長方向に粒度偏析させて石炭を堆積するので、コークス排出側の窯口近傍におけるコークス収縮量が増大し、コークスの押し出しを円滑化できる。
また、本発明では、積み付け用シュートは石炭塔内に設置するが、その設置には石炭塔の梁を利用するようにしたので、その設置工事を大幅に短縮化できる上に、工事中において火気の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態の構成を示す概略の平面図、図２は、その概略の断面図である。
この実施形態に係る石炭積み付け装置は、室炉式のコークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔１内に石炭を積み付けるものであり、図１および図２に示すように、ベルトコンベア２と、旋回式ベルトコンベア３と、積み付け用シュート７とを備えている。
【００２２】
石炭塔１は、図示のように側壁１１〜１４を備え、これらにより囲まれている。また、石炭塔１内は、仕切り壁１５により仕切られ、石炭を積み付けるための４つのブロックＡ〜Ｄが形成されている。さらに、石炭塔１は天井１６を備えている。
ベルトコンベア２は、石炭塔１の上方に配置され、その石炭塔１の中央部に石炭を導くようになっている。
【００２３】
旋回式ベルトコンベア３は、ベルトコンベア２から石炭を受け取り、この受け取った石炭を４箇所の投入位置まで搬送し、この搬送した石炭をその各投入位置において石炭塔１内の各ブロックＡ〜Ｄに積み付けるようになっている。このため、旋回式ベルトコンベア３は、石炭塔１の上部中央において旋回できるように構成されるとともに、石炭の各投入位置で停止するようになっている。
【００２４】
積み付け用シュート７は、旋回式ベルトコンベア３からの石炭を受け取り、この受け取った石炭を傾斜面を滑らせて石炭塔１内の側壁１１まで導いてその側壁１１の近傍に落下させるものである。その石炭塔１内の側壁１１は、上記のコークス炉（図示せず）の排出側に対応する。このため、積み付け用シュート７は、石炭塔１内の側壁１１側の上部に石炭塔１の梁を利用して設置され、設置後には、図示のようにその排出口が側壁１１と対向するようになっている。
ここで、側壁１１の近傍とは、側壁１１から石炭塔１内の炉長方向の１／８長さ以内の範囲とする。また、石炭塔１の梁とは、石炭塔１の天井の梁のみではなく、旋回式ベルトコンベア３のレールや固定用の梁など、石炭塔１の上部に設置された水平な梁を含むものとする。
【００２５】
次に、積み付け用シュート７の具体的な構成、およびその設置方法について図３および図４を参照して説明する。
積み付け用シュート７は、図３および図４に示すように、旋回式ベルトコンベア３から石炭を受け取る受け取り部７１と、その受け取った石炭を側壁１１まで導いてその側壁１１の近傍に落下させるためにその石炭を滑らせる傾斜部７２とから構成され、これらが一体に構成されている。
【００２６】
石炭塔１の天井１６には、図３に示すようにリング状の開口部１７が設けられている。そして、積み付け用シュート７の受け取り部７１は、旋回式ベルトコンベア３がブロックＡの投入位置にあるときに、旋回式ベルトコンベア３から投入される石炭を受け取るように、その開口部１７の下側に図示のように配置されている。すなわち、その投入位置において、旋回式ベルトコンベア３に一体に設けられたコンベアヘッドシュート３１の排出口と、受け取り部７１の受け取り口とが対向するように配置されている。
【００２７】
このような構成からなる積み付け用シュート７は、石炭塔１の天井１６を支持する梁（図示せず）を使用して石炭塔１内に設置するようにしている。
例えば、積み付け用シュート７は、受け取り部７１側を石炭塔１の梁に所定の取り付け具（例えばボルトなど）で取り付け、傾斜部７２の排出口側を吊り下げ用部材８を介してその梁から吊るすようにしている。
【００２８】
このように、積み付け用シュート７は石炭塔１の梁を利用することにより石炭塔１内に設置するが、その際には、例えば、設置工事に先立って積み付け用シュート７などは予め組み立てておき、その設置工事の際には、ボルト締めなどで積み付け用シュート７を梁に取り付けたり吊るしたりするのが、工事期間の短縮化を図るとともに、火気の発生を防ぐ上で好ましい。
【００２９】
次に、このように構成される石炭積み付け装置の石炭の積み付け方法について、図１および図２を参照して説明する。
まず、石炭塔１内のブロックＡに、石炭を積み付ける場合について説明する。この場合には、旋回式ベルトコンベア３は、図１および図２に示す投入位置とし、石炭を搬送させる状態にする。
【００３０】
この状態で、ベルトコンベア２により搬送されてくる石炭は、旋回式ベルトコンベア３上に落下して搬送され、その排出端（投入位置）までくると、そこで積み付け用シュート７の受け口に投入される。その投入された石炭は、積み付け用シュート７内の傾斜面に沿って進み、排出口から排出される石炭は石炭塔１内の側壁１１の近傍に落下して、石炭塔１内に堆積されていく。このため、石炭の堆積状態（堆積レベル）は、側壁１１側が一番高く、そこから傾斜する傾斜面を有するようになる。
【００３１】
ここで、側壁１１の近傍に落下する石炭は粒径が大小のものが混在しているが、粒径の小さい石炭は側壁１１に沿って落下またはその側壁１１に近い側に落下し、主にその落下地点またはその近傍に堆積されていく。一方、粒径の大きな石炭は、堆積されていく石炭の上記の傾斜面に沿って転がり落ちる。
このため、石炭塔１内のブロックＡにおける石炭の堆積状態は、例えば、図２に示すようになる。また、その堆積された石炭のうち、側壁１１側の近傍の石炭は粒度の小さいものが多くなり、その側壁１１から離れた位置の石炭は粒度が大きなものが多くなり、粒度偏析が生じた状態になる。
【００３２】
次に、石炭塔１内のブロックＢに、石炭を積み付ける場合について説明する。この場合には、旋回式ベルトコンベア３は、図１および図２に示す位置から、反時計方向に９０度旋回して停止する。
この場合には、ベルトコンベア２により搬送されてくる石炭は、旋回式ベルトコンベア３上に落下して搬送され、その排出端までくると、そのまま石炭塔１内のブロックＢの中心に投入される。このため、石炭塔１内のブロックＢにおける石炭の堆積状態は、例えば、図１および図２に示すようになる。
【００３３】
上記のようにして、コークス炉の排出側（Ｃ／Ｓ）に対して、石炭の平均粒径が石炭全体の平均粒径よりも細かくなるように粒度偏析を付けて石炭塔１内に堆積させた石炭は（図２参照）、この状態のまま石炭装入車のホッパーに積み付け、引き続きホッパー間での粒度偏析を保持したままコークス炉に装入してから、乾留することによりコークスとする。
【００３４】
以上のように、この実施形態によれば、石炭塔１内において、コークス炉の排出側の石炭粒径が小さくなるようにその炉長方向に粒度偏析させて石炭を堆積させることができるので、コークス排出側の窯口近傍におけるコークス収縮量が増大し、コークスの押し出しを円滑化できる。
また、この実施形態では、積み付け用シュート７は石炭塔１内に設置するが、その設置には石炭塔１の梁を利用するようにしたので、その設置工事を大幅に短縮化できる上に、工事中において火気の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略の平面図である。
【図２】その実施形態の構成を示す概略の断面図である。
【図３】積み付け用シュートの具体的な構成、およびその設置方法を説明する平面図である。
【図４】その断面図である。
【図５】従来装置の構成を示す概略の平面図である。
【図６】その断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ〜Ｄ  ブロック
１  石炭塔
２  ベルトコンベア
３  旋回式ベルトコンベア
７  積み付け用シュート
８  吊り下げ用部材
１１〜１４  側壁
１６  天井
１７  石炭塔天井の開口部
３１  旋回式ベルトコンベアのヘッドシュート
７１  積み付け用シュートの受け取り部
７２  積み付け用シュートの傾斜部
【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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