(57)【要約】【課題】コークス炉の炭化室からコークスを押出す際の炉壁の損傷を極力少なくすることが可能なコークス炉の操業方法、操業管理装置、及び、操業管理装置の制御プログラムを提供する。【解決手段】  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、炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断ステップと、該押出し可否判断ステップにより押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定ステップと、該押出し力推定ステップにより推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示ステップとを有する。【選択図】図１
2005307168.tif 000002
【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、
炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断ステップと、
該押出し可否判断ステップにより押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定ステップと、
該押出し力推定ステップにより推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示ステップと
を有することを特徴とするコークス炉の操業方法。
【請求項２】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置であって、
炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断手段と、
該押出し可否判断手段により押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定手段と、
該押出し力推定手段により推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示手段と
を有することを特徴とするコークス炉の操業管理装置。
【請求項３】
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、
炭化室への石炭装入直後の該炭化室からの燃焼排ガス中の煤塵濃度を計測する煤塵濃度計測ステップと、
該煤塵濃度計測ステップにより計測された煤塵濃度に基づいて、炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する炉内観察指示ステップと
を有することを特徴とするコークス炉の操業方法。
【請求項４】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置であって、
炭化室への石炭装入直後の該炭化室からの燃焼排ガス中の煤塵濃度を計測する煤塵濃度計測手段と、
該煤塵濃度計測手段により計測された煤塵濃度に基づいて、炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する炉内観察指示手段と
を有することを特徴とするコークス炉の操業管理装置。
【請求項５】
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、
炭化室毎に測定される押出力データ及び燃焼室温度データを取り込み保存するデータ取込ステップと、
該データ取込ステップで取り込まれた押出力データの値が、予め定めた基準値以上の場合には、該基準値以上となった炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う指示ステップと
を有することを特徴とするコークス炉の操業方法。
【請求項６】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置であって、
炭化室毎に測定される押出力データ及び燃焼室温度データを取り込み保存するデータ取込手段と、
該データ取込手段で取り込まれた押出力データの値が、予め定めた基準値以上の場合には、該基準値以上となった炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う指示手段と
を有することを特徴とするコークス炉の操業管理装置。
【請求項７】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、
炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断手段、
該押出し可否判断手段により押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定手段、
該押出し力推定手段により推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、
炭化室への石炭装入直後の該炭化室からの燃焼排ガス中の煤塵濃度を計測する煤塵濃度計測手段、
該煤塵濃度計測手段により計測された煤塵濃度に基づいて、炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する炉内観察指示手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項９】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、
炭化室毎に測定される押出力データ及び燃焼室温度データを取り込み保存するデータ取込手段、
該データ取込手段で取り込まれた押出力データの値が、予め定めた基準値以上の場合には、該基準値以上となった炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う指示手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、特に、コークス炉の炭化室からコークスを押出す際の炉壁の損傷を極力少なくすることが可能なコークス炉の操業方法、操業管理装置、及び、操業管理装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉は、燃焼室と炭化室とが交互に配置され、燃焼室と炭化室とは耐火煉瓦の隔壁（炉壁煉瓦）で仕切られている。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る。石炭は炭化室の両側に配置された燃焼室の熱で乾留され、コークスとされる。乾留されたコークスは、押出し機の押出しラムによって側方から押され、炭化室から排出される。
【０００３】
コークス炉の炉壁煉瓦は、過去の操業履歴により、経年変化して損傷する。コークス炉は連続操業設備であるため、稼動後に操業を停止して炉壁煉瓦を補修することは容易ではない。したがって、現在では炉壁煉瓦の損傷部分を溶射補修するなどの対策をとり、炉寿命を延長している。
【０００４】
近年、コークス炉の炉壁煉瓦の損傷状況を定性的あるいは定量的に診断する炉体診断 システムが種々提案されている。例えば、特開平１１−１３１０６９号公報（特許文献１）には、炉壁損傷が発生してないと仮定して算出される推定押出し力と実測した実績押出し力との偏差に基づいてコークス炉の炉壁の損傷を推定し、これにより、炉壁補修の必要性を判断するコークス炉の損傷状況推定法が記載されている。このコークス炉の損傷状況推定法によれば、コークス炉の炉壁の損傷状況を操業者の勘といった不安定因子を排しながら、推定することができる。
【特許文献１】特開平１１−１３１０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の技術は、コークス炉の炉壁の損傷状況を炭化室毎に推定することができ、これにより、炭化室毎に炉壁補修の必要性を判断することはできる。しかし、他の従来技術を含め、炭化室の炉壁に損傷を与えないようなコークスの押出し方法、という観点から記載された従来技術はない。
【０００６】
そこで、本発明は、コークス炉の炭化室からコークスを押出す際の炉壁の損傷を極力少なくすることが可能なコークス炉の操業方法、操業管理装置、及び、操業管理装置の制御プログラム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】
【０００７】
上記の課題は次の発明により解決される。
［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、
炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断ステップと、
該押出し可否判断ステップにより押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定ステップと、
該押出し力推定ステップにより推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示ステップと
を有することを特徴とするコークス炉の操業方法。
［２］石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置であって、
炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断手段と、
該押出し可否判断手段により押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定手段と、
該押出し力推定手段により推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示手段と
を有することを特徴とするコークス炉の操業管理装置。
［３］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、
炭化室への石炭装入直後の該炭化室からの燃焼排ガス中の煤塵濃度を計測する煤塵濃度計測ステップと、
該煤塵濃度計測ステップにより計測された煤塵濃度に基づいて、炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する炉内観察指示ステップと
を有することを特徴とするコークス炉の操業方法。
［４］石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置であって、
炭化室への石炭装入直後の該炭化室からの燃焼排ガス中の煤塵濃度を計測する煤塵濃度計測手段と、
該煤塵濃度計測手段により計測された煤塵濃度に基づいて、炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する炉内観察指示手段と
を有することを特徴とするコークス炉の操業管理装置。
［５］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、
炭化室毎に測定される押出力データ及び燃焼室温度データを取り込み保存するデータ取込ステップと、
該データ取込ステップで取り込まれた押出力データの値が、予め定めた基準値以上の場合には、該基準値以上となった炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う指示ステップと
を有することを特徴とするコークス炉の操業方法。
［６］石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置であって、
炭化室毎に測定される押出力データ及び燃焼室温度データを取り込み保存するデータ取込手段と、
該データ取込手段で取り込まれた押出力データの値が、予め定めた基準値以上の場合には、該基準値以上となった炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う指示手段と
を有することを特徴とするコークス炉の操業管理装置。
［７］石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、
炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断手段、
該押出し可否判断手段により押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定手段、
該押出し力推定手段により推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示手段
として機能させるためのプログラム。
［８］石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、
炭化室への石炭装入直後の該炭化室からの燃焼排ガス中の煤塵濃度を計測する煤塵濃度計測手段、
該煤塵濃度計測手段により計測された煤塵濃度に基づいて、炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する炉内観察指示手段
として機能させるためのプログラム。
［９］石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、
炭化室毎に測定される押出力データ及び燃焼室温度データを取り込み保存するデータ取込手段、
該データ取込手段で取り込まれた押出力データの値が、予め定めた基準値以上の場合には、該基準値以上となった炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う指示手段
として機能させるためのプログラム。
【０００８】
上記特徴を有する本発明は、更に、操業管理上オペレータに直接指示できる操業管理装置（プログラム）を提供し、また、全自動操業システムにも使用可能な操業管理装置（プログラム）を提供するものである。
【０００９】
また、本発明により、コークス炉の操業状態に応じた、適正なアクションを臨機応変にとることが可能となる。
【００１０】
本発明は炭化室炉壁損傷を与えないような操業条件を調査し、その結果を利用して、最も効果的な操業アクションを確立したことにより完成された。その特徴とするところは、従来の操業方法では、炉団単位の操業管理が主であり、炭化室毎の管理は不十分であったのに対し、本発明では炭化室毎の特性を考慮して操業アクションを取ることが可能になったこと、および、従来経験と勘に頼ることが多かった炭化室炉壁損傷防止のための操業アクションを明確化し、システム化したことによりアクションが迅速に行えるようになったことである。より具体的には、コークス押出し作業に関わるオペレータ（あるいは装置）に適切な指示を行うことで、最も効果的なアクションを、最も効果的なタイミングで迅速に実施可能にした点が特徴であり、従来の方法に比べてコークス炉の損傷防止、より安定的な操業を行う上で大きな進歩が達成された。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コークス炉の炭化室からコークスを押出す際の炉壁の損傷を極力少なくすることが可能なコークス炉の操業方法、操業管理装置、及び、操業管理装置の制御プログラムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る、石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図１に示すように、本発明に係るコークス炉の操業管理装置１ａは、炭化室内のコークスの押出し可否を判断する押し出し可否判断手段１０と、該押出し可否判断手段１０により押出し可能と判断された場合に、当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力を推定する押出し力推定手段２０と、該押出し力推定手段２０により推定された押出し力に基づいて、押出しを行うタイミング及び押出し方法を指示する押出し指示手段３０とを有するものである。
【００１４】
なお、前記操業管理装置１ａには、例えば、コンピュータ等を用いることができる。また、図２は、前記各手段における処理フローの一例を示すフロー図である。
【００１５】
以下、図１及び図２を用いて前記各手段について説明する。
【００１６】
［押し出し可否判断手段１０］
本押し出し可否判断手段１０では、まず、例えば、押出す予定の炭化室の現時点における石炭装入後の経過時間ｔ１と、予め定められる乾留時間下限値ｔＬとを比較する（Ｓ１０）。その結果、次式（１）を満たさない場合（ＮＯの場合）は、この炭化室での押出し作業は不可と判断して、再度本ステップ（Ｓ１０）を繰り返す。次式（１）を満たす場合（ＹＥＳの場合）は、この炭化室での押出し作業は可能であると判断して、押出し力推定手段２０のＳ２０に進む。
石炭装入後の経過時間ｔ１≧乾留時間下限値ｔＬ      （１）
なお、前記石炭装入後の経過時間ｔ１は、例えば、コークス炉の操業を管理している操業管理システム２等から各炭化室毎に計測されている石炭装入後の経過時間を取り込むことで取得できる。また、前記乾留時間下限値ｔＬは、炭化室に装入される石炭の量、種類、性状等により適宜設定され得る値である。但し、前記乾留時間下限値ｔＬの値は、実操業においては、例えば、火落ち時間＋置き時間として設定することができる。ここで、前記火落ち時間は、目標火落ち時間として予め設定された値を用いてもよく、或いは操業実績値から設定するようにしてもよい。また、前記置き時間は、押出し力の実績値から押出し力が上がり過ぎない範囲で決定される値であり、通常３０分程度の値が設定される。
【００１７】
［押出し力推定手段２０］
本押出し力推定手段２０では、前記押出し可否判断手段１０により押出し可能と判断された場合に、現時点において当該炭化室からコークスを押出す場合の押出し力Ｐ１の推定を行う。
【００１８】
ここで、前記押出し力Ｐ１の推定は、例えば、当該炭化室における至近の押出し力の値、石炭装入後の経過時間、当該炭化室における押し出し力の乾留時間による変化特性、コークス炉全体での炭化室における至近の押出し力の平均値（炉団平均押出し力）、装入された石炭量、燃焼室温度等を考慮した推定式により算出することができる。
【００１９】
具体的には、前記の当該炭化室における至近の押出し力の値、石炭装入後の経過時間、当該炭化室における押し出し力の乾留時間による変化特性、コークス炉全体での炭化室における至近の押出し力の平均値（炉団平均押出し力）、装入された石炭量、燃焼室温度等を考慮して押出し力を推定する式は、操業データを重回帰分析することによって求めたものを用いることができ、操業実績等を考慮して適宜更新していくことが好ましい。なお、前記当該炭化室における至近の押出し力の値は当該炭化室における数日〜１週間程度の範囲のデータ、前記コークス炉全体での炭化室における至近の押出し力の平均値（炉団平均押出し力）は数時間から1日程度の期間のデータを用いることが好ましい。
また、本発明において、押出し力の値としては、１回の押出し操作において押出しラムがコークスに与える力の最大値を用いることが最も好ましいが、押出し操作中における力の平均値や、その他の押出し負荷を示す測定値、例えば、押出しラム駆動モーターの電流値、電力値、トルクなどを用いることもできる。
【００２０】
［押出し指示手段３０］
本押出し指示手段３０では、前記押出し力推定手段２０により推定された押出し力Ｐ１に基づいて、当該炭化室における押出しを行うタイミング及び押出しを行う際の押出し方法を指示するものである。
【００２１】
本手段３０においては、図２に示すように、まず、前記押出し力推定手段２０により推定された押出し力Ｐ１と、予め定められる押出し力の管理上限値ＰＵとを比較する（Ｓ３０）。その結果、次式（２）を満たす場合（ＹＥＳの場合）は、この炭化室での押出し作業開始の指示を行う。なお、この場合の押出し作業は、通常モードの押出し作業となる。
【００２２】
次式（２）を満たさない場合（ＮＯの場合）は、推定押出し力Ｐ１が押出し力の管理上限値ＰＵを超えている場合であり、この状態でコークスの押出しを行うと、当該炭化室の炉壁を損傷させる恐れが大きいと判断できるので、直ちに押出しを行うことはせずに、次のＳ３１に進む。
推定押出し力Ｐ１≦押出し力の管理上限値ＰＵ      （２）
ここで、前記押出し力の管理上限値ＰＵの値は、炭化室の炉壁に与える損傷を少なくするという観点から設定される値であり、コークス炉炭化室炉壁の劣化状況、すなわち炉壁の磨耗度、亀裂の幅、長さ、存在密度、炉壁レンガの劣化度などに基づいて、炉壁の耐荷重限界値を推定して設定することが好ましいが、より簡便には、操業実績の解析により、観測された押出し力と、押し詰まり、炉壁破孔などの押出しトラブル発生頻度の関係に基づいて設定してもよい。なお、一般に、炭化室内のコークス重量の２〜３倍程度の荷重を管理上限値ＰＵの値とすることが経験上適正である。つまり、２０トン重（約２００ｋＮ）程度のコークスを押し出す場合には、５０トン重（約５００ｋＮ）程度を管理上限値ＰＵの値とすることが適正である。また、本出願人による特開２００１−３２３２７８号公報に記載のシミュレーション方法を用いて管理上限値ＰＵの値を決定することもできる。
【００２３】
Ｓ３１では、当該炭化室の現時点における石炭装入後の経過時間ｔ１と、予め定められる乾留時間上限値ｔＵとを比較する。その結果、次式（３）を満たす場合（ＹＥＳの場合）は、予め定められた乾留時間の上限以上となっているので、これ以上の乾留は行わずに、この炭化室での押出し作業開始の指示を行う。なお、この場合の押出し作業は、押出し力が管理上限値ＰＵを超えていると推定されているので、要注意モードでの押出し作業を行うことが好ましい。ここで、前記要注意モードとは、通常の操作では押出し中に炉壁損傷を招く可能性が高いと予測されたことを考慮に入れて、押出し操作中に炉壁を注意深く観察し、損傷発生の有無や、押出し力の上昇を招く炉壁の異常の有無などをできるだけ早期に検知することを目的として設定される。この場合、必要に応じて炉内状況を調査するための機器、例えば、炉壁観察カメラ、窯幅測定機器などを使用することも好ましい。また、通常の操業では用いないが、特殊な操作によって押出し力を低減可能な設備、例えば、炉内に析出したカーボンを除去する装置や、押出しラム速度制御装置などを用いる指針とすることもできる。以上のような要注意モードにおいて実施される操業は、操業効率などの面から通常操業においてすべての押出し操作で実施することは困難であることが多く、本発明は、こうした操業を効率よく行うことができるという利点を有する。
【００２４】
次式（３）を満たさない場合（ＮＯの場合）は、まだ、乾留時間の上限には達していないので、押出し待機として、Ｓ２０に戻る。
石炭装入後の経過時間ｔ１≧乾留時間上限値ｔＵ      （３）
ここで、前記押出し待機としてＳ２０に戻るのは、炭化室内での乾留時間を長くすると、コークスを押出す際の押出し力が低下傾向となるという知見に基づくものである。乾留時間の上限時間まで待つことで、推定押出し力Ｐ１が押出し力の管理上限値ＰＵ以下となれば、通常モードでの押出し作業においても炭化室の炉壁に与える損傷の少ない押出しが可能となる。
【００２５】
なお、乾留時間は長すぎると、炉内のコークスの細粒化が起こり、かえって押出し性を悪化させることが知られており、また、生産量の低下も招くため、乾留時間の上限値ｔＵはこれらの点を考慮して決定される。具体的には、例えば、１日の押出し本数に基づいて決められる計画平均乾留時間をｔａｖｅとしたときに、ｔｕ＝ｔａｖｅ＋（ｔａｖｅ−ｔＬ）とすることができる。また、炉体保護を重視する目的から全炭化室の推定押出し力を計算し、例えば、その９９％が管理上限値ＰＵ以下となるようにｔを求めて、それをｔｕとしてもよい。
【００２６】
また、図１および図２に示した方法を、同時に複数の炭化室に対して適用すると、それらの炭化室に対する最適押出し計画を策定することも可能である。この場合には、押出し順が装入順と一致しない場合も起こりうるので、そのような操業の不利益も十分に考慮しなければならないが、押出力を基準値以下にしながら、なるべく少ない乾留時間で操業を行う方法が提供可能となる。
【００２７】
図３は、本発明に係る、石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。図３に示すように、本発明に係るコークス炉の操業管理装置１ｂは、炭化室への石炭装入直後の該炭化室からの燃焼排ガス中の煤塵濃度を計測する煤塵濃度計測手段４０と、該煤塵濃度計測手段４０により計測された煤塵濃度に基づいて、炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する炉内観察指示手段５０とを有するものである。
【００２８】
なお、前記操業管理装置１ｂには、例えば、コンピュータ等を用いることができる。
【００２９】
以下、前記各手段について説明する。
【００３０】
［煤塵濃度計測手段４０］
本煤塵濃度計測手段４０では、まず、押出し予定の炭化室について、その炭化室に石炭を装入した直後の燃焼排ガス中の煤塵濃度ｃ１を調べる。ここで、前記煤塵濃度ｃ１は、例えば、至近の装入時における装入後の所定時間内、例えば、装入後３分間、の平均の煤塵濃度とすることができる。煤塵濃度は、石炭を炭化室に装入した直後が最も高い値を示し、その後、煤塵濃度が低くなる傾向を示すからである。
【００３１】
なお、前記煤塵濃度は、至近の数回分、例えば２〜３回分の煤塵濃度の平均値としてもよい。また、前記煤塵濃度ｃ１は、例えば、コークス炉の操業を管理している操業管理システム２等から各炭化室毎に計測されている石炭を装入した直後の燃焼排ガス中の煤塵濃度を取り込むことで取得できる。
【００３２】
［炉内観察指示手段５０］
本炉内観察指示手段５０では、前記煤塵濃度計測手段４０により計測された煤塵濃度ｃ１に基づいて、当該炭化室からコークスを押出す際の炉内観察の有無を指示する。例えば、石炭を装入した直後の燃焼排ガス中の煤塵濃度ｃ１と、予め定められる基準濃度値ｃＳとを比較する。その結果、次式（４）を満たす場合は、当該炭化室内の炉壁に損傷（炉壁破孔）が生じている可能性があるため、それ以上の損傷の防止及び補修の必要性の把握のために、押出し作業と同時に炭化室内の観察も行う前記要注意モードでの操業を行うことが好ましい。
【００３３】
また、次式（４）を満たさない場合は、当該炭化室内の炉壁に損傷（炉壁破孔）は問題となるレベルではないと判断できるので、通常モードの押出し作業を行う。
石炭を装入した直後の燃焼排ガス中の煤塵濃度ｃ１≧基準濃度知ｃＳ      （４）
なお、前記基準濃度値ｃＳは、操業解析等により予め求めたものを用いることができ、操業実績等を考慮して適宜更新していくことが好ましい。なお、前記基準濃度値ｃＳの値としては、例えば、通常操業時における平均濃度値＋３σ（或いは２σ）とすることができる。
【００３４】
図４は、本発明に係る、石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。図４に示すように、本発明に係るコークス炉の操業管理装置１ｃは、炭化室毎に測定される押出力データ及び燃焼室温度データを取り込み保存するデータ取込手段６０と、該データ取込手段６０で取り込まれた押出力データの値が、予め定めた基準値を超えた場合には、該基準値を超えた炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う指示手段７０とを有するものである。
【００３５】
なお、前記操業管理装置１ｃには、例えば、コンピュータ等を用いることができる。
【００３６】
以下、前記各手段について説明する。
【００３７】
［データ取込手段６０］
本データ取込手段６０では、例えば、コークス炉の操業を管理している操業管理システム２等から、コークス炉の各炭化室毎に測定されている押出し負荷データから１回の押出し操作における最大の値である押出し力データ、及び、コークス炉の各燃焼室毎に測定されている燃焼室温度データを取り込み、データ保存用のデータベース６１に保存する。
【００３８】
前記押出し力データは、炭化室毎に、押出し日時等のデータとともにデータベース６１に保存される。また、必要に応じて、前記押出し力データを補正するために、押出し力に影響を与えるような操業条件、例えば、乾留時間、配合炭情報（水分、粒度、配合比等）、装炭量等のデータを取り込むようにすることも好ましい。さらに、前記燃焼室温度データは、燃焼室毎に、日時等のデータとともにデータベース６１に保存される。ここで、燃焼室温度とは、燃焼フリューの温度、燃焼室部位のレンガ温度およびそれらの経時変化や、炭化室炉壁の温度など、燃焼室の温度を代表的に示す温度を指すが、炭化室内の乾留進行に最も影響の大きい温度測定値を用いることが好ましい。
【００３９】
［指示手段７０］
本指示手段７０では、前記データ取込手段６０で取り込んだ押出し力データの値が、予め定めた基準値以上の場合には、該基準値以上となった炭化室についての燃焼室温度データを読み出し、該読み出した燃焼室温度に基づいて、当該炭化室の燃焼室温度の調整指示、又は、次回に当該炭化室に装入する石炭量の調整指示を行う。
【００４０】
図５は、本指示手段７０における処理フローの一例を示すフロー図である。以下、図５を用いて本指示手段７０についてさらに説明する。
【００４１】
まず、Ｓ７０では、前記データ取込手段６０で取り込んだ各炭化室毎の押出し力データの値Ｐ２と、予め定めた基準値ＰＳとを比較する。前記押出し力データの値Ｐ２が前記基準値ＰＳに満たない場合（ＮＯの場合）は、現状のままの操業でも当該炭化室の炉壁を損傷させる恐れは少ないと判断できるので、調整は不要と判断する。前記押出し力データの値Ｐ２が前記基準値ＰＳ以上の場合（ＹＥＳの場合）は、当該炭化室における押出し力の値が、炉壁に損傷を与える恐れがあるレベルであり、損傷防止のための何らかの調整が必要であるとして、Ｓ７１に進む。
【００４２】
ここで、前記基準値ＰＳの値は、押出しトラブルを未然に防止することで安定的な操業を実現し、炭化室の炉壁に与える損傷を少なくするという観点から設定される値であり、前記ＰＵと同様の考え方で設定することができ、ＰＵと同じ値としてもよい。
【００４３】
Ｓ７１では、前記データベース６１から、押出し力データの値Ｐ２が基準値ＰＳ以上となった炭化室についての燃焼室温度データＴ１の読み出しを行い、Ｓ７２に進む。
【００４４】
Ｓ７２では、前記Ｓ７１で読み出した燃焼室温度データＴ１に関し、例えば、コークス炉全体の炭化室における燃焼室温度データの平均値（炉団平均燃焼室温度）Ｔａからの偏差ΔＴｉ＝｜Ｔａ−Ｔ１｜を算出し、Ｓ７３に進む。
【００４５】
Ｓ７３では、前記コークス炉全体の炭化室における燃焼室温度データの平均値（炉団平均燃焼室温度）Ｔａからの偏差ΔＴｉと、予め定めた管理基準値ａσとを比較する。ここで、前記σはコークス炉全体の炭化室における燃焼室温度データの標準偏差、ａは操業管理により定められる値であり、コークス炉の場合は通常１．５〜２程度の値となる。
【００４６】
前記ΔＴｉとａσとの比較の結果、次式（５）を満たさない場合（ＮＯの場合）は、当該炭化室に関し、燃焼室温度を調整する指示を行う。ここで、前記指示としては、例えば、操業管理装置１ｃの表示画面上に警告を表示してオペレータ等に知らせる方法、燃焼室温度調整指示信号を上位の操業管理装置等に発信する方法等を用いることができる。なお、前記燃焼室温度の調整方法としては、例えば、燃料ガスの流量や燃料の発熱量調整、燃焼用空気流量の調整などにより行うことができる。このように、燃焼室温度Ｔ１の炉団平均燃焼室温度Ｔａからの偏差の大きい炭化室について温度調整を行うよう指示する主な理由は、燃焼室の温度が低すぎる場合には乾留によって生成したコークスの熱収縮が不足するため、炉壁とコークスの摩擦が大きくなり、押出し性が悪化するためであり、温度が高すぎる場合には炭化室内において押出し抵抗となる炉壁カーボンの析出量が増大するためである。
【００４７】
また、次式（５）を満たす場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ７４に進む。
偏差ΔＴｉ≦管理基準値ａσ      （５）
Ｓ７４では、前記基準値ＰＳと略等しくなるような石炭装入量Ｃ１を算出し、Ｓ７５に進む。石炭装入量Ｃ１の算出は、上述の図１に示す実施形態の［押出し力推定手段２０］での、当該炭化室における至近の押出し力の値、石炭装入後の経過時間、当該炭化室における押出し力の乾留時間による変化特性、コークス炉全体での炭化室における至近の押出し力の平均値（炉団平均押出し力）、装入された石炭量、燃焼室温度等を考慮した式を用いることができる。この場合、推定すべき押出し力は、これから装入される石炭がコークスとなった場合の押出し力であるので、計算に必要な乾留時間などのパラメーターには、生産計画であらかじめ設定した値や従来実績や操業状況から予想される値を用いることができる。なお、この計算において、基準値よりも若干低い押出し力ＰＳ−α（α＞０）と略等しくなる石炭装入量を求めるようにしてもよい。ここで、前記αは操業変動等を考慮して、安全のために決定される値である。
【００４８】
Ｓ７５では、Ｓ７４で算出された石炭装入量Ｃ１と当該炭化室への石炭装入量の下限値である下限石炭装入量ＣＬとを比較する。ここで、前記下限石炭装入量ＣＬは、生産上の要求や炉体保全、熱効率、操業管理の容易さなどの観点から定められる最低限必要な石炭装入量であり、通常操業時の装入量の約６０％〜９０％程度の値に設定されるのが好ましい。
【００４９】
前記算出された石炭装入量Ｃ１と下限石炭装入量ＣＬとの比較の結果、次式（６）を満たす場合（ＹＥＳの場合）は、次回の当該炭化室への石炭装入量を前記算出された石炭装入量Ｃ１に調整する。
【００５０】
また、次式（６）を満たさない場合（ＮＯの場合）は、最低限必要な石炭装入量である下限石炭装入量ＣＬは確保する必要があるので、次回の当該炭化室への石炭装入量は下限石炭装入量ＣＬに調整する。
石炭装入量Ｃ１≧下限石炭装入量ＣＬ      （６）
なお、この場合、コークスの推定押出し力は、前記基準値ＰＳ以上となり、炉壁に損傷を与える恐れがあるレベルであるので、「要補修」の信号を表示することが好ましい。ここで、前記「要補修」の信号の表示は、例えば、操業管理装置１ｃの表示画面上に警告を表示してオペレータ等に知らせる方法、燃焼室温度調整指示信号を上位の操業管理装置等に発信する方法等を用いることができる。
【００５１】
図５に説明した方法によって石炭装入量を調節する場合の操業方法は、ある炭化室からのコークス押出し終了後、その押出し力およびその他の操業データを参考にして、その炭化室への石炭装入量を決定する方法であり、通常の操業サイクルにおいては押出しから装入までの数分間にデータ解析から指示までを終了させることが好ましい。従って、データ収集から解析、装入条件の指示までを機械化しておくことが望ましく、また、機械化、システム化により本発明の効果がより効果的に発揮される。
【００５２】
なお、上述の各実施形態において、コークス炉に装入する石炭には、例えば、ピッチ類、粉コークス類、プラスチック類、廃棄物等をコークスの品質調整や資源の有効活用のために添加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る、石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る各手段における処理フローの一例を示すフロー図である。
【図３】本発明に係る、石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明に係る、石炭を乾留してコークスにするコークス炉の操業管理装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る指示手段における処理フローの一例を示すフロー図である。
【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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