(57)【要約】【課題】  コークス製造時の石炭水分量の管理精度を高めるとともに、かかる水分量に基づいて、コークス製造条件を制御する方法を提供する。【解決手段】  本発明のコークスの製造方法は、コークス炉上に設置された装入車に石炭を受炭させ、前記装入車を用いて石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、前記装入車の石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、種々のコークス製造条件を制御するところに要旨がある。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉上に設置された装入車に石炭を受炭させ、前記装入車を用いて該石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、
前記装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、前記装入車による炭化室への石炭装入速度を制御することを特徴とするコークス製造方法。
【請求項２】
コークス炉上に設置された装入車に石炭を受炭させ、前記装入車を用いて該石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、
前記装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、該石炭が装入される炭化室の目標乾留温度を設定することを特徴とするコークス製造方法。
【請求項３】
前記炭化室の目標乾留温度に基づいて、前記炭化室が備えられたコークス炉の炉団温度を制御する請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記測定された水分量に基づいて、前記炉団温度をリアルタイムで制御する請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
石炭調湿設備において石炭を調湿し、調湿された石炭をコークス炉上に設置された装入車に受炭させ、前記装入車を用いて石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、
前記装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、石炭調湿設備における石炭調湿度合を制御することを特徴とするコークス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コークス炉に装入する石炭は、その水分が低ければコークス炉の炭化室に装入された際の充填密度が向上し、高強度コークスの製造やコークス生産量増加に寄与するが、一方で、装入時に発塵を増加させたり、炉蓋からガス漏れを引き起こしたりして環境上の問題になることが考えられる。また、このように石炭の水分が低い場合は、コークス炉内圧が上昇し、炭化室から燃焼室へガスがリークする原因ともなり、著しい場合には、コークス炉の煙突から黒煙が排出されるに至ることも考えられる。このため、石炭をコークス炉の炭化室に装入する時には石炭水分量を適正に管理して装入し、嵩密度を維持しつつ環境への悪影響を抑制する必要があるが、そのためには装入時の石炭水分量をできるだけ正確に測定することが不可欠である。
【０００３】
コークス炉に装入する石炭の水分値を制御する方法として、例えば、特許文献１及び２には、コークス炉に装入する石炭を目標水分値まで乾燥する石炭調湿設備の水分制御方法が開示されている。
【特許文献１】特許第３２０５２１０号
【特許文献２】特開平９−３２８６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１および２に開示されているような従来の技術は、石炭の水分量の目標値を予め設定し、石炭調湿設備の乾燥条件を調節して、石炭調湿設備の出口における石炭の水分量がかかる目標水分値に一致するように制御する方法である。
【０００５】
しかしながら、例えば図１に示すように、石炭調湿設備からコークス炉へと搬送される間に石炭の水分量は変化する。図１は、水分量がそれぞれ７．９％と９．９％である石炭を、石調調湿設備として乾燥機を用いて水分量約７．５％に調湿し、調湿後の経過時間と石炭の水分量（％）との関係を示すグラフである。
【０００６】
調湿炭の水分量は、石炭調湿後も低下し続ける。これは、石炭調湿設備によって供給される熱量による影響であると考えられる。すなわち、石炭調湿設備の出口における石炭水分量が同水準であっても、石炭調湿設備において供給された熱量が多く、供給過多の状態で、石炭調湿設備の出口における保有熱量が多ければ、石炭調湿設備を出た後も水分が蒸発し、石炭の水分量が低下する。一方、石炭調湿設備において供給される熱量が少なく、石炭調湿設備の出口における保有熱量が少ないと、水分の蒸発量が少なく、石炭の最終水分量も比較的高くなる。このように従来の石炭調湿方法では、実際に炭化室に装入される石炭の水分量が不明であり、水分量が十分に制御されているとは言いがたい。
【０００７】
また、石炭を装入する直前に、装入車から石炭をサンプリングして水分量を測定する方法もあるが、水分量を測定するのに時間を要し、得られる水分量をコークス製造条件に直ちに反映させることができないという問題がある。また、炭化室に装入する毎に装入車から石炭をサンプリングし、水分量を測定するというのは、作業性を著しく低下させる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コークス製造時の石炭の水分量の管理精度を高めるとともに、かかる水分量に基づいて、コークス製造条件を制御するコークス製造方法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】
【０００９】
上記課題を解決することのできた本発明のコークスの製造方法は、コークス炉上に設置された装入車に石炭を受炭させ、前記装入車を用いて石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、前記装入車の石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、種々のコークス製造条件を制御するところに要旨がある。
【００１０】
すなわち本発明によれば、マイクロ波水分測定装置を用いて石炭の水分量を測定するので、石炭粒子の表層に付着している水分のみならず、石炭粒子の内部に包含されている水分も精度よく定量できる。また、水分量をリアルタイムで測定できるので、測定した水分量を直ちにコークス製造条件に反映させることができ、さらに、炭化室に装入する直前の石炭の水分を測定するので、水分量の測定精度を一層高めることもできる。
【００１１】
本発明のコークス製造方法の好ましい第１態様は、コークス炉上に設置された装入車に石炭を受炭させ、前記装入車を用いて該石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、前記装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、前記装入車による炭化室への石炭装入速度を制御することを特徴とする。
【００１２】
本発明のコークス製造方法の好ましい第２態様は、コークス炉上に設置された装入車に石炭を受炭させ、前記装入車を用いて該石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、前記装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、該石炭が装入される炭化室の目標乾留温度を設定することを特徴とする。また、前記目標乾留温度に基づいて、前記炭化室が備えられたコークス炉の炉団温度を制御することも好ましい態様である。
【００１３】
本発明のコークス製造方法の好ましい第３の態様は、石炭調湿設備において石炭を調湿し、調湿された石炭をコークス炉上に設置された装入車に受炭させ、前記装入車を用いて石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法において、前記装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定し、測定された水分量に基づいて、石炭調湿設備における石炭調湿度合を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、生産されるコークスの品質および生産量を安定化させることができ、また、コークス化の際に過剰な熱量を供給することがなく、経済的に有利なコークス製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のコークス製造方法の実施態様について説明する。
【００１６】
（１）コークス製造工程について
まず、本発明のコークス製造方法の全体について説明する。本発明のコークス製造方法は、コークス炉上に設置された装入車に石炭を受炭させ、前記装入車を用いて該石炭を炭化室に装入し、乾留することによりコークスを製造する方法であれば特に限定されるものではないが、より詳細には、例えば、以下のような製造方法を挙げることができる。
【００１７】
コークスを製造する原料として使用される石炭は、運搬船から荷揚げし、一旦貯炭場で保管する。石炭の銘柄によっては、粒度が異なるので、貯炭場の石炭を粉砕機へと搬送し、粒径が所定のものになるように粉砕することが好ましい。また必要に応じて、粉砕された石炭を配合して、複数の銘柄が配合された配合炭とすることも好ましい態様である。粉砕、或いは、配合された石炭は、次に調湿設備へと搬送される。石炭調湿設備は、石炭の水分量を所望の範囲に調節するための設備である。調湿後の石炭の水分量が多すぎると、乾留時に過剰の熱量が必要となり不経済になるばかりでなく、品質のばらつきの原因にもなる。また、調湿後の石炭の水分量が少なすぎると、コークス炉への搬送時に発塵する場合があり、環境上好ましくない。調湿された石炭は、ベルトコンベアなどの搬送手段によりコークス炉上に設けられた石炭塔へ搬送される。次いで、石炭塔の石炭をコークス炉上に設置された装入車に受炭させる。具体的には、前記装入車の装入車ホッパーに石炭を入れる。装入車は、コークス炉上を移動することができ、各炭化室上に移動して、装入車ホッパー内の石炭を炭化室に装入する。炭化室内に装入された石炭は、通常１０００℃〜１５００℃で約２０時間程度乾留され、コークスを生成する。
【００１８】
（２）装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定する方法について
次に、装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定する方法について説明する。本発明で使用するマイクロ波水分測定装置は、特に限定されないが、例えば、装入車の石炭にマイクロ波を発信する発信手段と、該石炭を透過したマイクロ波を受信する受信手段と、発信手段で発信されたマイクロ波の強度と石炭を透過して受信手段で受信されたマイクロ波の強度との差から石炭の水分量を演算する演算手段とを備える。さらに後述するように、前記水分量演算手段が、装入車の石炭の嵩密度を測定するための重量測定手段、或いは、嵩密度にもとづいて石炭の水分の測定値を補正する補正手段を備えることも好ましい態様である。
【００１９】
また、本発明で使用するマイクロ波水分測定装置は、前記発信手段と前記受信手段が分離している態様、或いは、一体化されている態様であるかを問わない。例えば、前記発信手段と受信手段が分離している態様においては、発信手段を装入車の装入車ホッパーの外壁面に設け、該発信手段に相対するように、受信手段を装入車の装入車ホッパーの外壁面に設けるとともに、装入車ホッパーの壁面をマイクロ波を透過する材料で構成することが好ましい態様である。本態様では、上記発信手段が、マイクロ波を透過する材料からなる透過壁を介して装入車ホッパー内の石炭に対してマイクロ波を発信させ、上記受信手段が、装入車ホッパー内の石炭を透過するマイクロ波を、マイクロ波を透過する材料からなる透過壁を介して受信することができる。また、上記発信手段を、装入車の装入車ホッパーの外壁を内側に窪ませて形成された一の空間に設置し、上記受信手段を装入車ホッパーの外壁を内側に窪ませて形成された他の空間に発信手段に相対するように設置して、発信手段と受信手段との間に存在する装入車ホッパー内の石炭に対してマイクロ波を発信させるようにすることも好ましい態様である。本態様では、発信手段と受信手段との間を狭めることにより、マイクロ波の強度をより小さくすることができ、設備と運転コストを低減できる。また、発信手段と受信手段との距離が短いので、より精度の高い測定を行うことができる。
【００２０】
また、発信手段と受信手段とが一体化されている態様においては、該一体化されている発信・受信手段を装入車ホッパーの外壁面に設け、装入車ホッパーの壁面をマイクロ波を透過する材料で構成するようにすればよい。かかる態様は、マイクロ波水分測定装置の設置が簡便になるので、極めて好ましい態様である。
【００２１】
本発明で使用するマイクロ波水分測定装置は、発信されたマイクロ波の強度と石炭を透過して受信されたマイクロ波の強度との差、すなわち石炭に含まれる水分によるマイクロ波の減衰量から石炭の水分量を演算するので、石炭粒子に付着している表面水分だけでなく、石炭粒子内部に存在している水分を定量することができ、測定の再現性が良く、高精度に測定できる。図２は、嵩密度が一定（７００ｋｇ／ｍ3）で既知水分量の石炭について、マイクロ波測定装置を用いて水分量を測定したときのマイクロ波の減衰量と石炭の既知水分量との関係を示すグラフである。石炭の既知水分量とマイクロ波の減衰量は比例関係にあることが分かる。
【００２２】
またマイクロ波測定装置の受信手段が受信するマイクロ波の強度は、装入車ホッパー内の石炭の嵩密度により変化する場合がある。そのため、後述するように装入車ホッパー内の石炭の嵩密度を測定し、かかる嵩密度に応じて、測定された石炭水分量を補正することも好ましい態様である。装入車ホッパー内の石炭の嵩密度の測定方法としては、例えば、装入車ホッパー下部に設けられたロードセルなどの重量測定手段を用いて、装入車ホッパー内の一定容積の石炭重量を測定して算出する方法、γ線などのセンサを用いて測定する方法を挙げることができる。
【００２３】
本発明において、マイクロ波の発信手段と受信手段を装入車ホッパーの外壁の下部に設けることも好ましい態様である。装入車ホッパーの下部の方が石炭の嵩密度の変動が小さく、石炭の水分量の測定精度が高まるからである。
【００２４】
本発明によれば、発信手段と受信手段とは、マイクロ波を透過する材料からなる透過壁により石炭に直接触れることがなく、非接触方式で測定することができるので、マイクロ波水分測定装置のメンテナンスが簡単になる。また、装入車に設けられた装入車ホッパーにおいて石炭の水分量を測定するので、コークス炉炭化室に装入する直前の石炭水分量を測定することができ、精度の高い水分量管理を行うことができる。
【００２５】
以下、図面を参照しながら、装入車が受炭した石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定する方法についてさらに詳細に説明するが、本発明は、図面に記載された態様に限定されない。
【００２６】
図３は、発信手段と受信手段が分離したタイプのマイクロ波水分測定装置１０の構成を例示する説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。また、図４は図３（ｂ）の部分拡大図である。図３より、マイクロ波水分測定装置１０は、図略のコークス炉炭化室へ装入直前の石炭１の水分量を非接触方式で高精度に自動測定することができるようにするためのものであって、装入車ホッパー２に受炭させた石炭１にマイクロ波３を発信する発信手段４と、石炭１を透過したマイクロ波３を受信する受信手段５と、発信手段４で発信されたマイクロ波３の強度と石炭１を透過して受信手段５で受信されたマイクロ波３の強度とから石炭１の水分量を演算する水分量演算手段６(図６)とを備えている。
【００２７】
装入車は、一般に１台あたり装入車ホッパー２を４〜５槽設置して、この装入車ホッパー２に図略の石炭塔から石炭を受炭するとともに軌道上を移動してコークス炉炭化室に石炭を装入するものである。この装入車は、図示しないが、運転室、電気室が設置されている。また、装入車には地上と誘導無線を介して、データ伝送が可能な通信設備が備えられている。
【００２８】
上記装入車ホッパー２は、本体２ａが鋼板により形成され、本体２ａの内側２ｂはステンレス材が張り付けられた構造になっている。そして、石炭塔から受炭するための石炭投入口２ｃと、コークス炉に石炭１を装入するためのテーブルフィーダ２ｄおよびゲートバルブ２ｅを備えている。
【００２９】
この装入車ホッパー２が石炭塔の下部から石炭１を受け入れる際には、ゲートバルブ２ｅを閉にした状態で石炭１を受け入れ、装入車ホッパー２の上部に取り付けられた静電容量式のレベル測定器２ｆあるいはロードセル２ｇによって石炭量が計量される。そして、石炭が満量になれば、石炭塔の下部の石炭塔ゲートを閉として受炭を完了し、装入車が、所定の炭化室上に移動した後、ゲートバルブ２ｅを開にして炭化室に石炭１を装入する。
【００３０】
上記発信手段４は、石炭に触れないようにして石炭の粉塵を除去するなどの装置を不要とするために、例えば、装入車ホッパー２の側面下部の外壁２ｈを内側に窪ませて形成された一の空間４ａに設置されている。上記受信手段５も、発信手段４と同様に、石炭に触れないようにするために、例えば、装入車ホッパー２の外壁２ｈを内側に窪ませて形成された他の空間５ａに発信手段４に相対するように設置されている。これら、発信手段４と受信手段５とは、マイクロ波３の発信角度と受信角度とが合致するようにそれぞれ一の空間４ａと他の空間５ａに取り付けられるが、特に装入車ホッパー２の外壁２ｈの近くに設置されると外壁２ｈからのマイクロ波３の反射の影響を受けるので、できるだけ装入車ホッパー２の外壁２ｈから離すことにより、マイクロ波３の反射の影響を受けない位置に設置されるようになっている（本実施形態においては、マイクロ波３発信の主軸を外壁２ｈからおよそ１００ｍｍ程度離している）。
【００３１】
次に図４を参照して、発信手段４と受信手段５とは、それぞれ装入車ホッパー２の壁面２ｉ、２ｉ'に設けられた透過壁２ｊ、２ｊ'を介して装入車ホッパー２内の石炭１に対してマイクロ波３を発信するように構成されている。上記透過壁２ｊ、２ｊ'は、マイクロ波３による測定を可能にしながら石炭１による磨耗をできるだけ少なくするためのものであり、マイクロ波３を透過する材料として高分子合成樹脂板から構成されている。
【００３２】
そして、発信手段４と受信手段５との各位置は、事前に発信手段４と受信手段５との間に存在する装入車ホッパー２内の石炭１に対してマイクロ波３を発信する試験を行って最適の位置が決定される。
【００３３】
図５は、発信手段と受信手段とが一体化されたマイクロ波水分測定装置の態様を例示する説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。かかる態様においては、発信手段から発信するマイクロ波を円形状或いは楕円形状に曲げて、受信手段へ受信させるための電磁界発生手段（図略）が備えられている。電磁界を透過するマイクロ波が円形状或いは楕円形状に曲がるという性質を利用して、発信手段から発信されたマイクロ波を、発信手段とほぼ同位置に存在する受信手段にマイクロ波を戻すことができる。このように発信手段と受信手段とが一体化された態様は、マイクロ波水分測定装置を簡便に取り付けることができるという点で、極めて好ましい態様である。
【００３４】
図６は石炭の水分測定装置１０の水分量演算手段６の構成を示すブロック図である。そして、図７は事前に求めた石炭水分測定値Ｍ１（％）とマイクロ波電圧の差分Ｖ３（ｖｏｌｔ）との検量線のグラフである。図６中、上記水分量演算手段６は、発信手段４で発信されたマイクロ波３の強度と石炭を透過して受信手段５で受信されたマイクロ波３の強度との差から石炭の水分量を演算するものである。この水分量演算手段６は、アナログ演算回路から構成され、マイクロ波３の発信強度に対応し、電圧で表される電気信号Ｖ１（ｖｏｌｔ）とマイクロ波３の受信強度に対応し、電圧で表される電気信号Ｖ２（ｖｏｌｔ）とをアナログ的に演算処理することにより、マイクロ波電圧の差分Ｖ３（ｖｏｌｔ）を算出する。そして、事前に求めた石炭水分測定値Ｍ１（％）とマイクロ波電圧の差分Ｖ３（ｖｏｌｔ）との検量線グラフ（図７）から、このマイクロ波電圧の差分Ｖ３（ｖｏｌｔ）に比例する値として石炭水分量Ｍ１（％）に対応する電圧で表される電気信号Ｖ４（ｖｏｌｔ）を出力する。
【００３５】
ここで上述したように、石炭水分量Ｍ１（％）は、発信手段４と受信手段５との間の石炭の嵩密度の影響を受けているので、本実施形態では、より高精度に石炭水分量を測定するために、装入車ホッパー２内の石炭重量Ｗを測定し、石炭の嵩蜜度を求めて石炭水分量を補正している。ここで装入車ホッパー２内の石炭重量Ｗは、装入車ホッパー２に設けられたロードセル２ｇを有する重量測定手段８により測定される。また、石炭水分量は、この石炭重量に基づいて演算回路からなる補正手段９により補正され、石炭水分量補正値Ｍ２（％）に対応する信号として水分量演算手段６から出力される。具体的には、次式により、マイクロ波測定装置を用いて測定した石炭の水分量を補正する。
【００３６】
補正後の水分量Ｍ２（％）＝マイクロ波測定装置を用いて測定した石炭の水分量Ｍ１（％）×（図８における水分量Ｍ１％の嵩密度／実測嵩密度）
ここで、図８は、石炭の既知水分量と嵩密度との関係を示すグラフである。図８より、石炭の水分量が低い場合には、嵩密度が高く、石炭の水分量が約９％前後で嵩密度が極小値を有し、さらに水分量が増加すると、再び嵩密度が高くなってくることが分かる。この図より、嵩密度が同一であっても、石炭の水分量が異なる場合があることが分かる。
【００３７】
そしてこの石炭水分量補正値Ｍ２（％）に対応する信号は、装入車ホッパー２の機側に設けられた装入車制御部１１を介して、装入車制御部１１に併設されたアナログもしくはデジタルの石炭水分量表示計器１２に表示される。また、装入車制御部に接続される誘導無線装置１３により、地上制御部１４を介して装入炭管理制御部１５に送信され、装入炭水分表示盤１６に表示されるとともに、パソコン１７等に出力され、ここでデータの記録等が行われる。さらに、石炭水分を調節する設備を有する場合は、水分を制御する信号としても用いることが可能である。
【００３８】
次に図９及び図３を参照しながら、本発明で使用するマイクロ波水分測定装置１０の作用について説明する。図９は、装入車の石炭の水分量をマイクロ波水分測定装置を用いて測定する方法を示すフローチャートである。石炭の水分測定にあたっては、まず、石炭受け入れ工程Ｓ１において、定められたマイクロ波３の発信手段４と受信手段５との間に石炭が入るように石炭塔から石炭を装入車（装入車ホッパー）に受炭させる。次に、石炭満量検知工程Ｓ２において、レベル測定器２ｆが作動したことにより石炭１の満量を検知する。その後、水分測定を開始するが、この水分測定は、装入車ホッパー２に貯蔵された石炭１にマイクロ波３を発信する発信工程Ｓ３と、石炭１を透過したマイクロ波３を受信する受信工程Ｓ４と、石炭１の水分量を演算する水分量演算工程Ｓ５とを含んでいる。上記発信工程Ｓ３においては、前述の発信手段４から装入車ホッパー２内の石炭１に対してマイクロ波３を発信する。また、上記受信工程Ｓ４においては、受信手段５により、装入車ホッパー２内の石炭１を透過したマイクロ波３を受信する。
【００３９】
そして上記水分量演算工程Ｓ５において、水分量演算手段６により、石炭１の水分量を演算するとともに、重量測定手段８により装入車ホッパー２内の一定容積の石炭重量Ｗを測定し（重量測定工程Ｓ６）、石炭の嵩密度を求めて、補正手段９により石炭水分量を補正する（補正工程Ｓ７）。
【００４０】
以上の水分測定は１０秒／回と短時間であり、予め定められた必要な回数だけ繰り返し測定するが、この水分測定は同一の装入車ホッパー２だけでなく、装入車の複数のホッパーそれぞれについて測定することができる。そして、それらの平均値をコークス炉炭化室毎の装入炭水分量として求めることができる。
【００４１】
本発明では、上記のようにして装入車ホッパーの石炭の水分量を測定し、得られた水分量に基づいて、コークス製造方法について、図１０に示すような制御を行うことが好ましい態様であり、例えば、該水分量に基づいて、装入車による炭化室への石炭装入速度、前記石炭が装入される炭化室の目標乾留温度の設定、該目標温度に基づく炉温制御、或いは、石炭調湿設備における石炭調湿度合を制御することを特徴とする。以下、各制御について説明する。
【００４２】
（３）コークス炉炭化室への石炭装入速度の制御
本発明では、上記のようにして測定された石炭の水分量に基づいて、装入車による炭化室への石炭装入速度を制御することも好ましい態様であり、例えば、装入車のテーブルフィーダ２ｄの回転速度を制御することにより、石炭の装入速度を制御することができる。また、図１０に示すように、マイクロ波水分測定装置により測定した水分量を装入車制御部１１に入力し、装入車制御部１１を介して、石炭の装入速度をオンライン制御するようにすることも好ましい。
【００４３】
本態様の制御では、装入車の石炭の水分量に応じて、装入車による石炭の装入速度を適宜調節し、その結果、炭化室に装入される石炭の嵩密度が大きくなって、コークス生産効率を高めることができる。
【００４４】
図１１は、装入車ホッパーで測定した石炭の水分量と、装入車のテーブルフィーダにより装入された石炭の嵩密度の関係を示すグラフである。図１１中、石炭の装入速度として、「□」の直線は、通常速度で、石炭を装入した後一旦停止し、再度通常速度で石炭を装入する方法を採用した場合であり、「○」の直線は、低速度で石炭を装入した後、続けて高速度に切替えて石炭を装入する方法、及び、「△」の直線は、通常速度で連続して石炭を装入する方法を採用した場合である。
【００４５】
尚、石炭の装入速度は、装入車のテーブルフィーダ２ｄを回転させるモータのインバータのヘルツ（Hz）数で制御することができ、低速度とは、例えば、約５０Ｈｚ未満であり、通常速度とは、約５０〜約７０Ｈｚ程度であり、高速度とは約７０Ｈｚ以上である。また、石炭の装入の一旦停止とは、例えば、１０〜２０秒間程度、石炭の装入を停止することを表している。
【００４６】
図１１より、装入車の石炭の水分量が７％未満では、通常速度で石炭を装入した後一旦停止し、再度石炭を通常速度で装入することにより、炭化室内に装入される石炭の嵩密度を高くすることができる。また、装入車の石炭の水分量が７％超では、低速度で石炭を装入した後、続けて高速度に切替えて石炭を装入する方法を採用することにより、炭化室内に装入される石炭の嵩密度を高めることができる。装入車の石炭の水分量が７％の場合には、いずれの装入速度であってもよい。
【００４７】
尚、石炭を高速度で連続的に装入する方法により、装入される石炭の嵩密度を高めることもできるが、かかる方法では、炭化室の内圧が一気に高くなるので、石炭の微粉を含有するガスが燃焼室へとリークする原因になり、著しい場合には、コークス炉の煙突から黒煙が排出される場合もあるので、環境上好ましくない。
【００４８】
（４）コークス炉の炉団温度の制御方法
本発明では、上記のようにして測定した石炭の水分量に基づいて、該石炭が装入される炭化室の目標乾留温度を設定することが好ましい態様である。また、前記炭化室の目標乾留温度に基づいて、前記炭化室が備えられたコークス炉の炉団温度を制御することも好ましい態様である。
【００４９】
コークス炉には、通常、石炭を乾留するための炭化室と、前記炭化室を加熱するための燃焼室とが交互に配置され、複数の炭化室が炉団を構成し、１〜複数の炉団がコークス炉を構成している。コークスを製造する際の温度制御は、通常この炉団を一単位としてなされている。本発明においても、上記のようにして得られた水分量に基づいて、前記炭化室が備えられたコークス炉の炉団の温度を制御することが好ましい態様である。
【００５０】
図１２は、コークス炉の炉団の温度制御方法を示すフローチャートである。図１２に基づいて、例えば、Ｎ個の炭化室からなる炉団の温度制御方法について説明する。まず、火落時間算出工程Ｓ１０では、コークスの操業管理計画に基づいて、それぞれの炭化室について、石炭装入時刻（ｔ1）、コークス窯出時刻（ｔ2）、及び、置き時間から次式により火落時間を算出する。
【００５１】
火落時間（ｔ）＝ｔ2−ｔ1−置き時間
火落時間（ｔ）とは、石炭を炭化室に装入してからコークス化が完了するまでの時間を意味する。また、置き時間とは、コークス化が完了したコークスをさらに炭化室に保持する時間であり、特に限定されるものではないが通常２〜４時間程度である。
【００５２】
次に、基準乾留温度算出工程Ｓ１１では、上記火落時間に基づいて、それぞれの炭化室の基準乾留温度（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3・・・ＸN-2，ＸN-1，ＸN）を設定する。火落時間と炭化室の基準乾留温度との関係は、当業者の技術常識に基づいて経験的に求めることができる。例えば、火落時間が１０２０分（１７時間）の場合の炭化室の基準温度を約１１００℃とし、火落時間が１０分短くなると、炭化室基準乾留温度を約８℃程度高くし、また逆に火落時間が１０分長くなると、炭化室基準乾留温度を約８℃程度低くすることが好ましい態様である。
【００５３】
目標乾留温度算出工程Ｓ１２では、上記のようにして求めた各炭化室の基準乾留温度を、測定した石炭の水分量に基づいて補正し、各炭化室について目標乾留温度（Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3，・・・ＹN-2，ＹN-1，ＹN）を算出する。前記基準乾留温度を補正する方法も、当業者の技術常識に基づいて経験的に求められるものであり、例えば、炭化室に装入された石炭の水分量が、基準とする水分量より１質量％高い場合には、目標乾留温度を基準乾留温度より約３〜５℃程度高くすることが好ましい態様である。炭化室において過剰の水分を十分に蒸発させるためである。また逆に、装入された石炭の水分量が基準とする水分量より１質量％低い場合には、目標乾留温度を基準乾留温度より、約３〜５℃程度低くすることが好ましい態様である。炭化室内全体の水分量が少ないため、熱量が過剰に供給されるのを防止するためである。
【００５４】
尚、基準とする石炭の水分量も任意に定めることができるが、通常、６．５〜９％の範囲内である。また、水分量が変化した場合の変更温度（上記約３〜５℃）は、炉の種類、炉の大きさなどに応じて、適宜変更してもよい。
【００５５】
炉団目標温度算出工程Ｓ１３では、上記のようにして求めた各炭化室の目標乾留温度を、炉団を構成する炭化室の数で平均することにより、炉団の目標温度を算出することができ、例えば、次式のようになる。
【００５６】
炉団の目標温度（Ｙ）＝（Ｙ1＋Ｙ2＋Ｙ3・・・ＹN-2＋ＹN-1＋ＹN）／Ｎ
Ｎ：炉団を構成する炭化室の合計数
炉温制御工程Ｓ１４では、上記のようにして得られた炉団の目標温度と炉団の現在温度と比較し、両者が乖離している場合には、その乖離の程度に応じて、炉団の加熱制御手段を調節することにより、炉団の温度を制御する。具体的には、燃焼室へのガスの供給量などを調節する。
【００５７】
尚、炉団の現在温度は、例えば、各炭化室の両サイド（左右）の燃焼室に設置された温度測定手段である熱伝対により測定した温度を平均して、その炭化室の温度（Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3，・・・ＺN-2，ＺN-1，ＺN）とし、これを炉団を構成する炭化室の数で平均することにより、炉団の現在温度とすることができる。
【００５８】
炉団の現在温度（Ｚ）＝（Ｚ1＋Ｚ2＋Ｚ3・・・ＺN-2＋ＺN-1＋ＺN）／Ｎ
Ｎ：炉団を構成する炭化室の合計数
また、図１０に示すように、マイクロ波水分測定装置で測定した水分量を装入車制御部１１に入力し、装入車制御部１１を介し、水分量に応じて炉団の温度を制御することも好ましい態様である。本態様においては、装入車で測定した水分量に基づいて、リアルタイムで炉団の温度を制御でき、コークスの生産効率を高めるとともに、品質を一層安定化することができる。
【００５９】
（５）石炭調湿設備における石炭調湿度合の制御
本発明では、上記のようにして測定された石炭の水分量に基づいて、石炭調湿設備における石炭調湿度合を制御することが好ましい態様であり、より好ましくは石炭調湿設備において供給される熱量を制御する。また、図１０に示すように、石炭調湿度合の制御は、地上制御部１４を介して行うことが好ましい態様である。
【００６０】
上記石炭調湿設備は、一般に蒸気を用いた間接加熱乾燥機であり、調湿前の石炭を該調湿設備に供給して、蒸気により間接的に加熱することにより、石炭を乾燥することができる。石炭調湿設備において供給される熱量は、石炭の乾燥温度、石炭乾燥時間（滞留時間）、石炭供給量などを調節することにより制御でき、例えば、蒸気圧を制御することにより石炭乾燥温度を制御することができる。
【００６１】
上記石炭乾燥時間は、乾燥機内に石炭が保持されている時間であり、例えば、石炭調湿設備内を石炭を搬送させるスピードにより乾燥時間を調節することができる。また、石炭調湿設備に供給される石炭の供給量を低下させれば、質量当たりの石炭に供給される熱量を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】石炭調湿設備を出た石炭の水分量の経時変化を示すグラフである。
【図２】嵩密度が一定の石炭について水分量を測定したときのマイクロ波の減衰量と石炭の水分量との関係を示すグラフである。
【図３】本発明で使用するマイクロ波水分測定装置の構成を例示する説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】図３（ｂ）の部分拡大図である。
【図５】マイクロ波水分測定装置の構成の別例を例示する説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図６】石炭の水分測定装置の水分量演算手段の構成を示すブロック図である。
【図７】事前に求めた石炭水分測定値（％）とマイクロ波電圧の差分（ｖｏｌｔ）との検量線のグラフである。
【図８】石炭の水分量（％）と嵩密度（ｋｇ／ｍ3）との関係を示すグラフである。
【図９】本発明で使用するマイクロ波水分測定装置による石炭の水分測定の方法を例示するフローチャートである。
【図１０】本発明のコークス製造条件の好ましい制御態様を説明するブロック図である。
【図１１】装入車の石炭の水分量と装炭された石炭の嵩密度の関係を示すグラフである。
【図１２】本発明のコークス炉の炉温制御を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１：石炭、２：装入車ホッパー、２ａ：本体、２ｂ：内側、２ｃ：石炭投入口、２ｄ：テーブルフィーダ、２ｅ：ゲートバルブ、２ｆ：レベル測定器、２ｇ：ロードセル、２ｈ：外壁、２ｉ、２ｉ'：壁面、２ｊ、２ｊ'：透過壁、３：マイクロ波、４：発信手段、４ａ：一の空間、５：受信手段、５ａ：他の空間、６：水分量演算手段、８：重量測定手段、９：補正手段、１０：マイクロ波水分測定装置、１１：装入車制御部、１２：石炭水分量表示計器、１３：誘導無線装置、１４：地上制御部、１５：装入炭管理制御部、１６：装入炭水分表示盤、１７：パソコン、Ｓ３：発信工程、Ｓ４：受信工程、Ｓ５：水分量演算工程、Ｓ６：重量測定工程、Ｓ７：補正工程、Ｓ１０：火落時間算出工程、Ｓ１１：基準乾留温度算出工程、Ｓ１２：目標乾留温度算出工程、Ｓ１３：炉団目標温度算出工程、Ｓ１４：炉温制御工程
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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