(57)【要約】【課題】  装入炭の膨張圧が変化しても、その影響を殆ど受ける事なく、容易に、且つ、的確に炭化室の炉壁の異常、石炭乾留異常を判別するコークス炉の炭化室状態判定方法を提供する。【解決手段】  コークス炉の炭化室から赤熱コークスを押出す押出機の押出電流を測定して最大電流値を求め、この最大電流値から炭化室の状態を判定する方法において、前記コークス炉の炭化室の１０〜２０窯を１つのブロックに区分し、このブロック内における各炭化室の最大電流値を平均した平均最大電流値と押出対象である炭化室の最大電流値の差を求め、この電流差を基にコークス押出危険窯か否かを判定し、更に、コークス押出危険窯と判定した炭化室の属するブロックの全炭化室の炉壁温度の平均値とコークス押出危険窯と判定された炭化室の炉壁温度の温度差から燃焼状態の良否を判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室から赤熱コークスを押出機で押出す際、該押出機の押出電流を測定して最大電流値を求め、この求めた最大電流値から炭化室の状態を判定する方法において、
前記コークス炉の炭化室の１０〜２０窯を１つのブロックに区分し、このブロック内における各炭化室の最大電流値を平均した平均最大電流値を求め、この平均最大電流値と押出対象である炭化室の最大電流値の差を求め、この求めた電流差を基にして、前記押出対象である炭化室がコークス押出危険窯であるか否かを判定することを特徴とするコークス炉の炭化室状態判定方法。
【請求項２】
前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の属するブロックの全炭化室の炉壁温度を求め、この求めた各炭化室の炉壁温度からその平均値を求め、この平均値と前記コークス押出危険窯と判定された炭化室の炉壁温度の差を求め、この温度差から前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の燃焼状態の良否を判定することを特徴とする請求項１記載のコークス炉の炭化室状態判定方法。
【請求項３】
前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の属するブロックの全炭化室の定常部押出電流を求め、この求めた各炭化室の定常部押出電流からその平均値を求め、この平均値と前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の定常部押出電流の差を求め、この電流差から前記コークス押出危険窯と判定した炭化室内の炉壁状態の良否を判定することを特徴とする請求項１記載のコークス炉の炭化室状態判定方法。
【請求項４】
前記コークス炉１炉団のブロック数を前記押出機での押出ピッチと同数とし、かつ、前記各ブロックが該押出ピッチ間隔にある炭化室よりなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークス炉の炭化室状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炭化室の炉壁状態及び燃焼状態の良否を判定するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室炉式コークス炉によるコークスの製造は、装炭車から炭化室に装入された石炭（以下装入炭とも称する）を、両側に配置された燃焼室から間接加熱してコークス化した後、生成したコークスケーキを押出機によりコークガイド車を介してバケット車あるいは消化車に押出、乾式消火あるいは湿式消火している。
【０００３】
室炉式コークス炉ではこのように装入炭の装入、コークス化、コークスの押出の各作業が繰り返されるが、乾留に伴って生成するカーボンの炭化室炉壁への付着、あるいは炉壁面に何らかの原因で発生する損傷あるいは肌荒れ、さらには燃焼状態の悪化による乾留不足などが原因で押出抵抗が上昇し、コークスケーキの押出作業が困難になる場合がある。
【０００４】
コークスケーキの押出負荷の上昇が著しい場合には、その押出が炭化室の途中で止まる押止りや、詰って押し出すことのできない押詰りが発生する。押止りや押詰りの発生は，炭化室の炉壁に多大の負荷を与えることになる為、炉体の損傷の更なる進行、最悪の場合炉壁の崩壊を招き、当該炭化室の使用を停止しなければならない事態となる。
【０００５】
特に押詰りの場合は、押出作業を中断し、炭化室内に押詰ったコークスを押出可能となるまで人力で掻き出す必要がある為、窯出しスケジュールの変更を余儀なくされ、炉団としてのコークス生産性が低下するばかりでなく、押出可能となるまでの置き時間延長によって、消費熱量の増大、生産性の低下をもたらし、コークス製造コストの増加に繋がる。したがって、押止りや押詰りの発生原因を早期に見つけ出して、未然に防止することが重要である。
【０００６】
押止りや押詰りの防止対策として、押出ラム駆動用モータの負荷電流、即ち、押出電流の最大電流値（以下、ピーク電流値と称す）及びピーク電流値になった炭化室の長手方向（コークス押出方向）位置を求め、このピーク値位置が変わらず、しかも、ピーク電流値が予め設定したしきい値より大きくなった場合に炭化室に異常がある危険窯であると判定する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−６１１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コークス炉は常に同一の石炭を配合して装入炭として使用するのではなく、原料炭の入荷事情により種々に異なる。これに伴って、装入炭の膨張圧が変化して押出機での押出電流のピーク電流値は変化する。
このため、前記特許文献１に提案の方法は、石炭を配合が変わった都度、ピーク電流値のしきい値を見直して、最適なしきい値を見つけ出し、その値を設定しなければ的確な判定が出来ず、しかも、これには多大の労力を必要とし煩雑なものである。
本発明は、装入炭の膨張圧が変化しても、その影響を殆ど受ける事なく、容易に、しかも、的確に炭化室の炉壁の異常、炭化室での石炭乾留異常の判別をすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その手段１は、コークス炉の炭化室から赤熱コークスを押出機で押出す際、該押出機の押出電流を測定して最大電流値を求め、この求めた最大電流値から炭化室の状態を判定する方法において、前記コークス炉の炭化室の１０〜２０窯を１つのブロックに区分し、このブロック内における各炭化室の最大電流値を平均した平均最大電流値を求め、この平均最大電流値と押出対象である炭化室の最大電流値の差を求め、この求めた電流差を基にして、前記押出対象である炭化室がコークス押出危険窯であるか否かを判定するコークス炉の炭化室状態判定方法である。
更に、手段２は、前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の属するブロックの全炭化室の炉壁温度を求め、この求めた各炭化室の炉壁温度からその平均値を求め、この平均値と前記コークス押出危険窯と判定された炭化室の炉壁温度の差を求め、この温度差から前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の燃焼状態の良否を判定する前記手段１記載のコークス炉の炭化室状態判定方法である。
手段３は、前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の属するブロックの全炭化室の定常部押出電流を求め、この求めた各炭化室の定常部押出電流からその平均値を求め、この平均値と前記コークス押出危険窯と判定した炭化室の定常部押出電流の差を求め、この電流差から前記コークス押出危険窯と判定した炭化室内の炉壁状態の良否を判定する前記手段１記載のコークス炉の炭化室状態判定方法である。
手段４は、前記コークス炉１炉団のブロック数を前記押出機での押出ピッチと同数とし、かつ、前記各ブロックが該押出ピッチ間隔にある炭化室よりなる前記手段１〜３のいずれかに記載のコークス炉の炭化室状態判定方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、コークス炉の炭化室に装入する装入炭の膨張圧が変化しても、その影響を殆ど受ける事なく、容易に、しかも、的確に危険窯を検知し、更に、その原因である炭化室の炉壁の異常、炭化室での石炭乾留異常の判別をする事が出来るので、押止り、押詰りを未然に防止することが可能となり、安定したコークス炉操業が継続して出来る等の多大の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施の形態に係るコークス炉の炭化室状態判定方法について説明する。
コークス炉の炭化室から赤熱コークスを押出機で押出す際、押出機の押出電流のピーク電流値が高くなる事の原因としては大きく分けて、炭化室の炉壁の異常（炉壁の損傷、炉壁へのカーボン付着）、炭化室での石炭乾留異常がある。
【００１２】
この炭化室の炉壁の異常、石炭乾留異常のいずれもが、炭化室よりコークスケーキを押出す際における押出電流値に影響を与えることから、この押出電流値のピーク電流値を監視すれば良い。
しかし、コークスケーキを押出す際における押出電流値（ピーク電流値も含む）が大きく変化するもう１つの要因としては、前記した様に乾留中に発生する装入炭の膨張圧の影響がある。
【００１３】
このため、炭化室の炉壁の異常、石炭乾留異常のある危険窯を的確に把握するためには、上記乾留中に発生する装入炭の膨張圧の影響を出来る限り受けない様にする必要がある。
この装入炭の膨張圧は配合する石炭の種類、配合割合により種々に異なり、その影響は各炭化室に殆ど同等である。このため、炭化室に装入した石炭の膨張圧が前記押出電流のピーク電流値に与える影響度合いを推定出来れば問題ないが、これを正確に推定する事は非常に困難である。そして、コークス炉の全炭化室に膨張圧の変わった石炭が同時に装入されるのでは無く、押出が終わった１窯、１窯ごと順番に装入されるので全炭化室が同じ膨張圧の石炭になるのは通常の場合には２４時間程度の長時間になる。
【００１４】
このため、本発明者等は種々実験検討をした結果、炭化室１０〜２０窯を各ブロックに区分し、更に、このブロック内の各炭化室における押出電流の最大電流値の平均（平均最大電流値）を基準値とする事により、装入炭の膨張圧が変化しても、これに追従して自動的に基準値が変化するために、的確に危険窯の判定が可能である事が判明した。つまり、１つのブロックの炭化室数が１０窯未満になると、装入炭の膨張圧の変化に早期に対応できる反面、一つの炭化室における最大電流の変化が、この平均最大電流に大きく影響を与える為に、平均値としての代表性がなくなって、危険窯の判定が的確に出来なくなる。また、２０窯超になると装入炭の膨張圧の変化に早期に対応出来なくなる。
【００１５】
更に、この基準値となる平均最大電流値と押出対象である炭化室の最大電流値との差を求め、この求めた電流差を基にして押出対象である炭化室がコークス押出危険窯であるか否かを判定する。
なお、前記炭化室の赤熱コークスの押出及びその後の石炭の装入は、所定のピッチ（押出ピッチと言う）を持って順番に行われることから、そのピッチをＮとすると、１炉団のブロック数をＮ個とし、１つのブロックをＮ窯間隔の炭化室とすることが、膨張圧の変化に最も早く対応出来るので好ましい。
【００１６】
危険窯（コークス押出危険窯）に判定された炭化室の炉壁損傷状況、炉壁カーボン付着状況をオペレータが目視観察して正常、異常を判定し、この両方が正常であれば燃焼室の燃焼異常と判定してもよいが、オペレータに頼ることなく自動的に判定する事が好ましい。この方法について以下に説明する。
【００１７】
先ず、その１つとして、燃焼室で発生した熱を炭化室の炉壁を介して装入炭に与えていることから、この熱が不足すればコークスケーキの焼減りが不足し、逆に、熱が充分にあればコークスケーキの焼減りは充分に確保できることから、炭化室のコークス押出時の炉壁の温度を測定し、この炉壁温度から下記基準値を差し引いた温度差を求め、この温度差が予め設定した値（設定値）を下回っている場合には、石炭に熱が充分与えられていないことから、燃焼状態が異常であると判断する。
【００１８】
逆に、設定値以上である場合には、石炭に熱が充分与えられているとして、燃焼状態が異常ではない（燃焼は正常）と判断する。この際には炉壁状態が異常であると判断してもよい。
この際の基準値は、危険窯が属するブロックの全炭化室の炉壁温度の平均値とする。これは装入炭の乾留完了から押出しを開始するまでの置き時間の変化や各炭化室の特性の違いによる影響を実操業上問題ないレベルまで低減することを可能とするものである。
【００１９】
また、他の方法について、以下に説明する。
これは、炭化室の炉壁に凹凸があると、炭化室でコークスケーキが押出機で押されて動き出した後も、その凸部にコークスケーキが接触した状態で動き、また、炉壁に凹部があると、その凹部位置で乾留した部分のコークスケーキに凸部が出来、その凸部部分が炉壁に接触した状態で動くため、図１のａ〜ｂの範囲のピーク電流値域を過ぎた図１のｂ〜ｃに示す押出電流（定常部押出電流とも称す）も高くなる。尚、この際のピーク電流値とは図１のａ〜ｂの範囲における最大電流Ｉｍａｘであり、定常部押出電流とは図１に示す炭化室の押出電流のピーク電流値域（ａ〜ｂ）のｂ点以降の押出電流の平均電流Ｉａｖｅであり、具体的には、押出機側の窯口位置ａから予め設定した位置（ピーク電流の影響が無くなる位置）ｂまでの押出電流値をカットし、これ以降の位置ｂからガイド車側の窯口位置ｃ迄の各位置の押出電流値を平均して求めたものである。
【００２０】
このことから、危険窯と判定された炭化室の属するブロックの各炭化室の定常部押出電流を求め、さらに、そのブロックの定常部押出電流の平均値を求める。そして、危険窯と判定された炭化室の定常部押出電流と平均値の電流差（定常部押出電流―平均値）を求め、この電流差が予め設定した値（設定値）を上回っている場合には、コークスケーキが炉壁の凹部又は凸部に接触して動いている事から炉壁状態が異常であると判定し、逆に、設定値以下の場合には、コークスケーキが炉壁の凹部又は凸部に接触していない事から、炉壁状態が異常でない（正常である）と判定する。この際には、燃焼状態が異常であると判断してもよい。
【００２１】
また、炉壁温度による判定と定常部押出電流値を組み合せる。即ち、炉壁温度により燃焼状態に異常がないと判定した場合には定常部押出電流値により炉壁状態が異常であることを確認し、逆に、定常部押出電流値により炉壁状態が異常でないと判定した場合には炉壁温度により燃焼状態が異常であることの確認を行うことがさらに好ましい。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例を以下に説明する。
本実施例は、コークス炉１炉団が８０窯の炭化室からなり、そして、その炭化室は、炉高６．０ｍ、炉幅４５０ｍｍ、炉長１５．８ｍ、有効容積３７．４ｍ3 であるものに適用したものである。
【００２３】
更に、このコークス炉の押出機の押出ピッチは５窯であったので、前記８０窯の炭化室をＡ〜Ｅの５ブロックに分け、Ａ〜Ｅのブロックの炭化室を表１に示す様に、Ａブロック：Ｎｏ１、Ｎｏ６、・・・、Ｎｏ７６、Ｂブロック：Ｎｏ２、Ｎｏ７、・・・、Ｎｏ７７、Ｃブロック：Ｎｏ３、Ｎｏ８、・・・、Ｎｏ７８、Ｄブロック：Ｎｏ４、・・・、Ｎｏ７４、Ｎｏ７９、Ｅブロック：Ｎｏ５、・・・、Ｎｏ７５、Ｎｏ８０の１６窯とした。
尚、炭化室Ｎｏはコークス炉団の一端側の炭化室をＮｏ１とし、他端側になるに従って順次Ｎｏ２、Ｎｏ３、Ｎｏ４、Ｎｏ５、・・・とし、最他端側の炭化室をＮｏ８０とした。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
また、押出機の押出電流とは、押出し機ラム駆動用モータの電流値である。更に、炉壁温度の測定は押出機の押出ラムヘッドの側部に設置された温度計により、コークス押出中に炭化室内両壁の温度を測定したものである
更に、そして、各ブロック別に以下に説明する判定を行ったものである。
【００２６】
（実施例１）
炭化室より赤熱コークスを押出機で押し出す際における押出電流、即ち、押出機の押出ラムに負荷される押出電流値を押出中連続的に測定し、この測定した押出電流のピーク電流値Ｉｍａｘを求める。更に、この赤熱コークスを押出機で押出す際に炭化室の炉壁温度を前記温度計で測定し、前記ブロックにおける平均炉壁温度Ｔｏを求める。
【００２７】
そして、先ず、赤熱コークスを押出中の炭化室における押出電流のピーク電流値Ｉｍａｘとこの炭化室が属しているブロック内のその他の各炭化室のピーク電流値から、その炭化室が属しているブロックにおけるピーク電流値の平均値Ｉｍａｘｏを求める。
更に、前記押出中の炭化室のピーク電流値Ｉｍａｘと上記平均値Ｉｍａｘｏの差ΔＩｍａｘ（＝Ｉｍａｘ−Ｉｍａｘｏ）を求め、この電流差ΔＩｍａｘが予め設定した基準値Ｉｘ（例えば１００Ａ）以上であれば危険窯（赤熱コークスを押出機で押し出す際に押止り又は押詰りが発生する可能性がある窯）と判断し、基準値Ｉｘ未満であれば正常窯と判定する。
【００２８】
危険窯と判断された炭化室は、赤熱コークスを押出す際に前記測定した炉壁温度Ｔ１と、この炭化室が属するブロックの他の炭化室の炉壁温度から、このブロックの炉壁温度の平均値Ｔｏを求める。そして、前記測定した炉壁温度Ｔ１と平均値Ｔｏの温度差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔｏ）を算出し、この温度差ΔＴにより、押出機の押出電流が高くなる原因が、燃焼起因によるものか否かを判定する。即ち、ΔＴが予め設定した設定値Ｔｘ（例えば、−１０℃）を下回った場合は燃焼状態が異常であると判定し、これ以上の場合は燃焼状態が異常ではなく、炉壁状態が異常であると判定する。
【００２９】
そして、燃焼状態が異常であると判定した場合には、燃焼室でのフリュー列内で燃焼状態が悪く、極端に温度の低い部位があったり、全体的に燃焼不足となっていると考えられるので、これを解消する為に、各ガス配管の燃焼室に供給する燃料ガス量の調整を行う。また、炉壁状態が異常であると判定された場合には、炉壁が損傷しているのか、炉壁にカーボンが付着している場合であることから、炉壁が損傷している場合には、その部分に不定形耐火物を吹き付けて補修し、炉壁にカーボンが付着している場合にはそのカーボンを除去する。
【００３０】
（実施例２）
次に、燃焼又は炉壁の正常、異常を判定する他の実施例を説明する。
前記の様に炭化室が危険窯と判断されると、先ず、この炭化室の前記定常部押出電流Ｉａｖｅと該炭化室が属しているブロック内の他の炭化室の定常部押出電流の平均値Ｉａｖｅｏを求める。
前記求めた危険窯と判断された炭化室の定常部押出電流Ｉａｖｅと平均値Ｉａｖｅｏとの電流差ΔＩａｖｅ（＝Ｉａｖｅ―Ｉａｖｅｏ）を求め、この電流差ΔＩａｖｅが予め設定した設定値Ｉｘ（例えば、１５Ａ）以下の場合は炉壁状態に異常がなく、燃焼状態が異常であると判定し、設定値Ｉｘを超える場合は燃焼状態に異常ではなく、炉壁状態が異常であると判定する。
【００３１】
そして、炉壁状態が異常であると判定された場合には、前記同様に炭化室の炉壁補修を行い、燃焼状態が異常であると判定された場合には、前記同様に燃焼室に供給する燃料ガス量の調整を行う。
【００３２】
（実施例３）
前記実施例１で記載した様に炉壁温度を基にして、燃焼状態に異常がなく、炉壁状態が異常であると判定された場合に、実施例２に記載の様に定常部押出電流を基にして判定し、炉壁状態が異常である事の確認をする。そして、この判定結果に基づいて前記同様の対策を講じる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコークス炉の炭化室状態判定方法における押出機での押出電流を示す簡略図である。
【図１】
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