(57)【要約】【課題】炉壁温度が大きく変化するのを抑制して炉壁の目地切れ等の発生を防止しつつコークス炉の稼働率を調整する。【解決手段】加熱した石炭を炭化室に装入して冶金用コークスを製造するためのコークス炉の操業方法において、該コークス炉の稼働率を変更するために、前記炭化室に装入する石炭の温度を調整するコークス炉の操業方法であり、前記石炭が粉炭を成型した成型炭と粗粒炭を混合して装入する場合には、該粗粒炭の加熱温度を調整することが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱した石炭を炭化室に装入して冶金用コークスを製造するためのコークス炉の操業方法において、該コークス炉の稼働率を変更するために、前記炭化室に装入する石炭の温度を調整することを特徴とするコークス炉の操業方法。
【請求項２】
前記炭化室に装入する石炭が粉炭を成型した成型炭と粗粒炭を混合する場合には、該粗粒炭の加熱温度を調整することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の操業方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銑鋼一貫製鐵所においては、高炉の生産量（出銑量）に対応してコークス炉でのコークス生産量及び焼結工場での焼結鉱生産量を調整して、製造したコークス及び焼結鉱をヤード等に一時保管する事無く、直接高炉にすることが該高炉の安定操業の継続に寄与すると共にエネルギーコストの低減を図るために重要なものとなっている。
【０００３】
このため、コークス炉でのコークスの製造量を調整するには、コークス炉の稼働率（24時間に赤熱コークスを押出した炭化室数×１００／1炉団の炭化室数）を調整する必要があり、この稼働率の調整方法として、例えば、特許文献１に記載されているように、コークス炉の燃焼室に供給する燃焼ガス量を制御することにより、炭化室に装入した石炭の乾留時間を調整することが一般的に行われている。
【特許文献１】特開平０３−２３９７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１においては、稼働率を調整するために燃焼室に供給する燃焼ガス量を制御することから燃焼室と炭化室を仕切る炉壁の温度（以下、単に炉壁温度と称す）が変動し、該炭化室と燃焼室を仕切る炉壁の煉瓦に膨張収縮が発生する。この膨張収縮が長期に渡って繰り返されると、該煉瓦の目地切れが発生して、炉壁が早期に損傷すると共に、炭化室内の乾留ガスが燃焼室を介して燃焼ガスと共に煙道より外部に流出して環境上の問題が発生する懸念があった。
【０００５】
本発明は、炉壁温度が大きく変化するのを抑制して炉壁の目地切れ等の発生を防止しつつコークス炉の稼働率を調整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】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するため、その手段１は、加熱した石炭を炭化室に装入して冶金用コークスを製造するためのコークス炉の操業方法において、該コークス炉の稼働率を変更するために、前記炭化室に装入する石炭の温度を調整することを特徴とするコークス炉の操業方法である。
【０００７】
また、手段２は、前記炭化室に装入する石炭が粉炭を成型した成型炭と粗粒炭を混合する場合には、該粗粒炭の加熱温度を調整することを特徴とする前記手段１に記載のコークス炉の操業方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、コークス炉の稼働率の調整を炭化室に装入する石炭の温度調整により行うことが可能となって、炉壁温度が大幅に変化することを防止出来るので、炭化室の炉壁煉瓦の目地切れを抑制して、コークス炉の炉壁寿命の延長が図れ、かつ、炭化室の乾留ガス等の流出も防止出来て環境上も好ましくなる等、この分野における効果は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者は、コークス炉の燃焼室に供給する燃料ガス量を調整することなく、コークス炉の稼働率を調整する方法について種々検討した。
【００１０】
先ず、本発明者は燃焼室に供給する燃料ガス量を一定維持しつつ、炭化室内に装入した石炭を乾留する際における石炭（炭化室内）の温度変化について調査し、この結果を図１に示す。
【００１１】
これは、７０℃、２５０℃に加熱した石炭を３０ｔ保温した状態でコークス炉に搬送し、これを高さ６ｍ、幅４．５ｍの試験用の炭化室に装入して１３００℃（燃焼室温度）で乾留した場合の炭化室内における石炭の温度変化を示すものである。なお、炭化室内の石炭の温度は炭化室の中央部に熱伝対式の温度計を装入して測定したものである。
【００１２】
図１から判る様に、炭化室に装入された７０℃に加熱した石炭は、点線で示す様に、６時間程度で１００℃を超え始め、その後、急速に温度が上昇し乾留が完了するまで１８時間程度必要となる。また、２５０℃に加熱した石炭は実線で示す様に、１時間程度で１００℃を超え、その後、急速に温度が上昇し１３時間程度で乾留が完了することが判明した。
【００１３】
この石炭の温度が１００℃を超えるまでに、７０℃に加熱した石炭は８時間程度を必要とし、２５０℃に加熱した石炭は１時間程度となる理由は、炭化室に装入された石炭に付着した水分量によるものと推定される。即ち、７０℃に加熱しても多くの付着水分を有し、この水分を蒸発するのに多くの熱量が必要となり、２５０℃に加熱された石炭は殆ど水分を有していなかったものと推定される。
【００１４】
次に、本発明者は、これを基にして、コークス炉の稼働率を左右する石炭の乾留時間と炭化室に装入する石炭の温度の関係を調査した。この結果、図２に示す様に、装入炭の温度が高くなれば乾留時間は短くなり、逆に、装入炭の温度が低くなれば乾留時間は長くなることが判明した。特に、装入炭温度が１００℃を境にして、急に乾留時間が変化する事が判明した。
【００１５】
これは、前記同様に、炭化室に装入する際の石炭の付着水分の差によって、炭化室において水分を蒸発させるための時間に差が発生して、これが乾留時間に影響するものと思われる。
【００１６】
そこで、本発明ではコークス炉の操業方法として、炭化室に装入される石炭の加熱温度を調整し、コークス炉の稼働率を変更することとした。本コークス炉の操業方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。ここで、図３はコークス炉の操業方法の手順を示したフローチャートである。
【００１７】
まず、所定温度に加熱された石炭を炭化室内に装入して、コークス炉を稼働する（ステップＳ１０１）。次に、コークス炉の稼働率を向上させる必要があるかどうかを判断し（ステップＳ１０２）、稼働率を向上させてコークスの生産量を高める場合には、炭化室内に装入される石炭の加熱温度を上昇させる（ステップＳ１０３）。
【００１８】
他方、ステップＳ１０２において、コークス炉の稼働率を向上させる必要がないと判断した場合には、稼働率を低くする必要があるかどうかを判断する（ステップＳ１０４）。そして、稼働率をさげてコークスの生産量を低くしたい場合には、炭化室内に装入される石炭の加熱温度を低下させる（ステップＳ１０５）。
【００１９】
ステップＳ１０４において、稼働率を低下させる必要がないと判断した場合には、稼働率調整の必要がないため、炭化室内に装入される石炭の加熱温度を変更せずに維持する（ステップＳ１０６）。
【００２０】
つまり、コークス炉の稼働率を低下させる場合には、炭化室に装入する石炭の加熱温度(装入炭温度)を低くして石炭の乾留時間を長くし、また、逆に、コークス炉の稼働率を向上させる場合には、前記装入石炭の温度を高くして乾留時間を短くすればよく、炭化室の炉壁温度を調整する必要がなくなり、炉壁の膨張収縮を殆ど伴う事がなくなる。
【００２１】
また、コークス炉に装入する石炭として、石炭の微粉部分にバインダーを添加して混練した後、成型機で成型（豆炭状、または平板状）した成型炭（塊成炭とも称す）、前記石炭の粗粒部分を混合したものを使用している場合においては、粗粒部分の加熱温度を調整することが好ましい。
【００２２】
これは、成型炭のバインダーの性質が温度により変化することから、該成型炭の温度を調整すると、成型炭の品質、特に、強度に影響を与える恐れがあるために、その温度域に対応するバインダーに変更することが必要になるのに対し、粗粒炭の場合には温度により強度等の品質が変化する恐れがないためである。また、粗粒炭と成型炭の混合量は一般的に重量割合で、粗粒炭が７０〜６０％、成形炭が３０〜４０％であり、粗粒炭が成形炭に比較して多いため、熱的影響力が大きいからである。
（実施例）
本発明の実施例を図４を参照して説明する。
図中、１は破砕機２で破砕した石炭Ｋを加熱しつつ０．３ｍｍを分級点として分級する加熱分級機、３は加熱分級機３で分級した０．３ｍｍ以下の微粉炭にバインダーを添加しつつ混練する混練機、４は混練機３で混練して微粉炭を成型する成型機、５は加熱分級機３で分級した０．３ｍｍ超の粗粒炭を加熱する加熱機、６は成型機４からの成型炭と加熱機５からの粗粒炭を混合して装入するコークス炉である。そして、このコークス炉６は高さ：６ｍ、幅：４５cｍの炭化室を１炉団当たり６５門有している。
また、この炭化室に装入する石炭の重量は前記同様に３０ｔである。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１の実施例１は、基本条件で稼動率１６０％で操業している場合において、加熱機５において粗粒炭の加熱温度を２５０℃から３５０℃に上昇させ、混合炭の温度を高くすることにより、稼働率を１８４％に上げた例である。
【００２５】
また、実施例２は、加熱分級機１及び加熱機５での加熱温度を調整することにより、粗粒炭及び成形炭の加熱温度をそれぞれ２５０℃から９０℃及び１６５℃から８５℃に低下させ、炭化室への混合炭の装入温度を低くすることにより稼働率を１３５％に下げた例である。
【００２６】
また、実施例３は、成形炭を配合していない場合であり、粗粒炭の加熱温度は基本と同等であるが、成型炭を配合していないので、装入時の石炭温度は基本より高くなっている事から、稼動率を上げることが可能となった例である。
【００２７】
尚、表１の装入炭温度は、炭化室に装入する際における装入炭の平均温度である。また、粗粒炭の加熱温度は図４の加熱分級機１から排出された際の温度であり、成型炭の加熱温度は図４の成型機４から排出された際の温度である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】炭化室内に装入した石炭の経時的温度変化を示す図
【図２】炭化室に装入する石炭の温度と乾留時間の関係を示す図
【図３】コークス炉の操業方法を示したフローチャート
【図４】本実施形態における設備フロー図。
【符号の説明】
【００２９】
１  加熱分級機
２  破砕機
３  混練機
４  成型機
５  加熱機
６  コークス炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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