(57)【要約】本技術は概して、コークス炉のコークス生産速度を増加させる方法を対象とする。いくつかの実施形態において、装炭システムは、炉中に装入される石炭の量を最大化するために垂直に配向された補助扉を有する補助扉システムを含む。補助扉の実施形態に関連する下方延出板は選択的に、補助扉の実効長さを伸長させるために補助扉の下方端部分を越えて自動的に延出される。他の実施形態において、延出板は、角度付けられた正面表面を有する既存の補助扉と連結されて、既存の補助扉に垂直に配向された面を提供し得る。
2017532401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装炭システムであって、
細長い装入フレームと、
前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結される装入ヘッドと、
遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長い補助扉（ｆａｌｓｅ  ｄｏｏｒ）フレームと、
前記細長い補助扉フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結される概して平面の補助扉であって、前記補助扉が、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有し、前記補助扉の前記正面が、実質的に垂直である補助扉平面内にある、概して平面の補助扉と、を備える、装炭システム。
【請求項２】
前記補助扉の前記正面と動作可能に連結される下方延出板であって、前記下方延出板が選択的に、後退位置と延出位置との間で前記補助扉に対して垂直に可動性であり、少なくとも１つの延出位置が、前記補助扉の実効高さが増加するように、前記補助扉の下縁部分の下に前記下方延出板の下縁部分を配置する、下方延出板をさらに備える、請求項１に記載の装炭システム。
【請求項３】
前記下方延出板、及び前記後退位置と延出位置との間で前記下方延出板を移動させるように選択的に作動され得る少なくとも１つの電動シリンダーを、動作可能に連結させる、連結腕部組立体をさらに備える、請求項２に記載の装炭システム。
【請求項４】
前記下方延出板及び前記連結腕部組立体と動作可能に連結させる少なくとも１つの延出板ブラケットであって、前記補助扉を貫通する少なくとも１つの溝を通って延在する、少なくとも１つの延出板ブラケットをさらに備える、請求項３に記載の装炭システム。
【請求項５】
前記補助扉が、
垂直から離れた角度で配置される本体平面内にある補助扉本体と、
前記補助扉の前記正面を画定するように成形及び配向される、前記補助扉本体と動作可能に連結される面板と、からなる、請求項１に記載の装炭システム。
【請求項６】
前記補助扉の前記正面と動作可能に連結される下方延出板であって、前記下方延出板が選択的に、後退位置と延出位置との間で前記補助扉に対して垂直に可動性であり、少なくとも１つの延出位置が、前記補助扉の実効高さが増加するように、前記補助扉の下縁部分の下に前記下方延出板の下縁部分を配置する、下方延出板をさらに備える、請求項５に記載の装炭システム。
【請求項７】
細長い装入フレームを、前記装入フレームの遠位端部分と連結される装入ヘッドと共に有する装炭システムと共に使用するための補助扉システムであって、
遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長い補助扉フレームと、
前記細長い補助扉フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結される概して平面の補助扉であって、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有する、補助扉と、
前記補助扉の前記正面と動作可能に連結される下方延出板であって、前記下方延出板が選択的に、後退位置と延出位置との間で前記補助扉に対して概して平行な様式で可動性であり、少なくとも１つの延出位置が、前記補助扉の実効高さが増加するように、前記補助扉の下縁部分の下に前記下方延出板の下縁部分を配置する、下方延出板と、を備える、補助扉システム。
【請求項８】
前記下方延出板、及び前記後退位置と延出位置との間で前記下方延出板を移動させるように選択的に作動され得る少なくとも１つの電動シリンダーと動作可能に連結される、連結腕部組立体をさらに備える、請求項７に記載の装炭システム。
【請求項９】
前記下方延出板及び前記連結腕部組立体と動作可能に連結される少なくとも１つの延出板ブラケットであって、前記補助扉を貫通する少なくとも１つの溝を通って延在する、少なくとも１つの延出板ブラケットをさらに備える、請求項８に記載の装炭システム。
【請求項１０】
コークス炉内の装入炭を増加させる方法であって、
細長い装入フレーム、及び前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結される装入ヘッドを有する装炭システムを、コークス炉の押出機側開口内に少なくとも部分的に位置付けることと、
細長い補助扉フレーム、及び前記細長い補助扉フレームの遠位端部分と動作可能に連結される概して平面の補助扉を有する補助扉システムを、前記コークス炉の前記押出機側開口内に少なくとも部分的に位置付けることであって、前記補助扉が、実質的に垂直である補助扉平面内にある正面を有し、位置付けることと、
概して垂直な端部分を有する装入炭を画定する手法で、前記装炭システムを用いて前記コークス炉中に石炭を装入することと、
前記コークス炉の前記押出機側開口を閉鎖する手法で、炉扉を前記コークス炉と動作可能に連結することと、を含む、方法。
【請求項１１】
前記装入炭の前記概して垂直な端部分が、前記炉扉の耐火面に近接して位置付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記装入炭の前記概して垂直な端部分が、前記炉扉の耐火面から６インチ以下に位置付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記装入炭の前記概して垂直な端部分が、前記炉扉の耐火面から１２インチ以下に位置付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
石炭面の一部分を少なくとも部分的に圧縮し、前記石炭面の部分が前記コークス炉の前記押出機側開口からこぼれ落ちるのを阻止する手法で、前記補助扉を用いて前記石炭面の前記端部分に往復的に衝撃を与えることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記石炭面の一部分を湿らし、前記石炭面の部分が前記コークス炉の前記押出機側開口からこぼれ落ちるのを阻止する手法で、前記補助扉を用いて前記石炭面に流体を適用することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記石炭面の一部分を少なくとも部分的に圧縮し、前記石炭面の部分が前記コークス炉の前記押出機側開口からこぼれ落ちるのを阻止する手法で、前記補助扉を用いて前記石炭面の前記端部分を振動させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年８月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／０４３，３５９号に対する優先権の利益を主張し、本開示は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本技術は概して、コークス工場の操作及び生産高を最適化することを対象とする。
【背景技術】
【０００３】
コークスは、鋼鉄の生産において鉄鉱石を融解及び低減するために使用される固体炭素燃料及び炭素源である。「トンプソンコークス化工程」として既知である一方法において、コークスは、密封され、厳密に制御された大気条件下でおよそ４８時間非常に高い温度に加熱される炉に、粉状石炭をバッチ式で供給することにより生産される。石炭を冶金用のコークスに変えるために、コークス炉が何年にもわたって使用されてきた。コークス化工程の間、細かく粉砕された石炭は、制御された温度条件下で加熱されて、石炭を脱揮し、予め定められた多孔度と強度を有するコークスの熔融した塊を形成する。コークスの生産はバッチ式プロセスであるため、複数のコークス炉が同時に操作される。
【０００４】
極端な温度が伴われるため、コークス製造工程のほとんどが自動化されている。例えば、押出機装入装置（「ＰＣＭ」）は典型的に、いくつかの異なる操作のために炉の石炭側で使用される。一般的なＰＣＭ操作順序は、ＰＣＭが、炉団の前を走る一連のレールに沿って指定の炉に移動され、ＰＣＭの装炭システムを炉に整列させると始まる。押出機側炉扉は、装炭システムの扉取り出し装置を使用して、炉から取り外される。次いで、ＰＣＭは、ＰＣＭの押出機ラムを炉の中心に整列させるために移動される。押出機ラムは、炉内部からコークスを押し出すために電圧を加えられる。ＰＣＭは、装炭システムを炉の中心と整列させるために炉の中心から離して再度移動される。石炭は、トリッパ搬送部によりＰＣＭの装炭システムに送達される。次いで、装炭システムは、炉内部に石炭を装入する。いくつかのシステムにおいて、炉面から漏れる高温ガス排出物質中に混入する粒子状物質は、石炭を装入するステップの間、ＰＣＭにより捕捉される。かかるシステムにおいて、粒子状物質は、塵取機のバグハウスを通って排出物質フード中に吸い込まれる。次いで、装入搬送部は、炉から後退する。最後に、ＰＣＭの扉取り出し装置が、押出機側炉扉を取り付け、留める。
【０００５】
図１に関して、ＰＣＭ装炭システム１０は一般的に、ＰＣＭに搭載され（非描写）、コークス炉に向けて及びコークス炉から離れて往復的に可動性である細長いフレーム１２を含む。平面の装入ヘッド１４は、細長いフレーム１２の自由遠位端に位置付けられる。搬送部１６は、細長いフレーム１２内に位置付けられ、細長いフレーム１２の長さに沿って実質的に延出する。装入ヘッド１４を往復運動で使用して、概して、炉内に堆積する石炭を水平化する。しかし、図２Ａ、３Ａ、及び４Ａに関して、従来技術の装炭システムは、図２Ａに示されるように石炭ベッドの側方に隙間１６、及び、石炭ベッド表面に窪みを残す傾向がある。これらの隙間は、コークス化サイクル時間にわたってコークス炉により処理され得る石炭の量（石炭処理速度）を制限し、これは概して、コークス化サイクルにわたってコークス炉により生産されるコークスの量（コークス生産速度）を低減する。図２Ｂは、理想的に装入された水平なコークスベッドに見えるような手法を描写する。
【０００６】
内部水冷システムを含み得る装炭システム１０の重量は、８０，０００ポンド以上であり得る。装炭システム１０が、装入操作中、炉の中に延出されるとき、装炭システム１０は、その自由遠位端で下方に偏向する。これは、装入炭容量を減らす。図３Ａは、装炭システム１０の偏向により引き起こされたベッド高の降下を示す。図５に描写されるプロットは、炉の長さに沿った石炭ベッドプロファイルを示す。装炭システム偏向に因るベッド高の降下は、装入重量に応じて、押出機側からコークス側の間で５インチ〜８インチである。描写されるように、偏向の影響は、より少ない石炭が炉中に装入されるときにより著しい。概して、装炭システム偏向は、およそ１〜２トンの石炭体積の損失を引き起こし得る。図３Ｂは、理想的に装入された水平なコークスベッドに見えるような手法を描写する。
【０００７】
装炭システムの重量及びカンチレバーの位置により引き起こされる、その偏向の悪影響にかかわらず、装炭システム１０は、石炭ベッドの高密度の方法において、利益を提供しない。図４Ａに関して、装炭システム１０は、内部石炭ベッド密度に最小の改善を提供し、これは、石炭ベッドの底部に第１の層ｄ１及び第２の緻密さが劣る層ｄ２を形成する。石炭ベッドの密度を増加させることは、炉のサイクル時間及び炉の生産容量を決定する構成要素である、石炭ベッド全体への伝導熱伝達を促進し得る。図６は、従来技術の装炭システム１０を使用して、炉試験に関して取得された密度測定値群を描写する。ダイヤモンド形の表示を有する線は、石炭ベッド表面上の密度を示す。四角形の表示を有する線及び三角形の表示を有する線は各々、表面より１２インチ下及び２４インチ下の密度を示す。データは、ベッド密度がコークス側でより低下することを示す。図４Ｂは、相対的に増加した密度層Ｄ１及びＤ２を有する、理想的に装入された水平なコークスベッドに見えるような手法を描写する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
好ましい実施形態を含む、本発明の非限定的であり、かつ包括的ではない実施形態が、以下の図を参照して説明され、図中、別途指定されない限り、様々な図を通して、同様の参照番号は同様の部品を指す。
【０００９】
【図１】従来技術の装炭システムの正面斜視図を描写する。
【図２Ａ】従来技術の装炭システムを使用してコークス炉中に装入された石炭ベッドの正面図を描写し、石炭ベッドが水平ではなく、ベッドの側方に隙間を有することを描写する。
【図２Ｂ】ベッドの側方に隙間が無く、コークス炉中に理想的に装入された石炭ベッドの正面図を描写する。
【図３Ａ】従来技術の装炭システムを使用してコークス炉中に装入された石炭ベッドの側立面図を描写し、石炭ベッドが水平ではなく、ベッドの端部分に隙間を有することを描写する。
【図３Ｂ】ベッドの端部分に隙間が無く、コークス炉中に理想的に装入された石炭ベッドの側立面図を描写する。
【図４Ａ】従来技術の装炭システムを使用してコークス炉中に装入された石炭ベッドの側立面図を描写し、従来技術の装炭システムにより形成された最小の石炭密度の２つの異なる層を描写する。
【図４Ｂ】相対的に増加した石炭密度の２つの異なる層を有する、コークス炉中に理想的に装入された石炭ベッドの側立面図を描写する。
【図５】ベッドの長さにわたるベッド高及び装炭システム偏向に因るベッド高降下の模擬データのプロットを描写する。
【図６】ベッドの長さにわたる表面及び内部石炭容積密度の試験データのプロットを描写する。
【図７】本技術による装炭システムの装入フレーム及び装入ヘッドの一実施形態の正面斜視図を描写する。
【図８】図７で描写される装入フレーム及び装入ヘッドの上平面図を描写する。
【図９Ａ】本技術による装入ヘッドの一実施形態の上平面図を描写する。
【図９Ｂ】図９Ａで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
【図９Ｃ】図９Ａで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
【図１０Ａ】本技術による装入ヘッドの別の実施形態の上平面図を描写する。
【図１０Ｂ】図１０Ａで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
【図１０Ｃ】図１０Ａで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
【図１１Ａ】本技術による装入ヘッドのさらに別の実施形態の上平面図を描写する。
【図１１Ｂ】図１１Ａで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
【図１１Ｃ】図１１Ａで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
【図１２Ａ】本技術による装入ヘッドのまた別の実施形態の上平面図を描写する。
【図１２Ｂ】図１２Ａで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
【図１２Ｃ】図１２Ａで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
【図１３】本技術による装入ヘッドの一実施形態の側立面図を描写し、ここで、装入ヘッドは、装入ヘッドの上縁部分の上部に粒状偏向表面を含む。
【図１４】本技術の装入ヘッドの一実施形態の部分的な上立面図を描写し、高密度棒及びそれが装入ヘッドのウイングと連結され得る１つの手法の一実施形態をさらに描写する。
【図１５】図１４で描写される装入ヘッド及び高密度棒の側立面図を描写する。
【図１６】本技術の装入ヘッドの一実施形態の部分的な側立面図を描写し、高密度棒及びそれが装入ヘッドと連結され得る手法の別の実施形態をさらに描写する。
【図１７】本技術による装入ヘッド及び装入フレームの一実施形態の部分的な上立面図を描写し、装入ヘッド及び装入フレームを互いに連結する溝はめ込み型接合部の一実施形態をさらに描写する。
【図１８】図１７で描写される装入ヘッド及び装入フレームの部分的な切断側立面図を描写する。
【図１９】本技術による装入ヘッド及び装入フレームの一実施形態の部分的な正面立面図を描写し、装入フレームに関連し得る装入フレームの偏向面の一実施形態をさらに描写する。
【図２０】図１９で描写される装入ヘッド及び装入フレームの部分的な切断側立面図を描写する。
【図２１】本技術による押出成形板の一実施形態の正面斜視図を描写し、それが装入ヘッドの後方面に関連し得る１つの手法をさらに描写する。
【図２２】図２１で描写される押出成形板及び装入ヘッドの部分的な等角図を描写する。
【図２３】本技術による押出成形板の一実施形態の側面斜視図を描写し、それが装入ヘッドの後方面に関連し得、装炭システム中に搬送される石炭を押出成形し得る１つの手法をさらに描写する。
【図２４Ａ】本技術による押出成形板の別の実施形態の上平面図を描写し、それらが装入ヘッドのウイング部材に関連し得る１つの手法をさらに描写する。
【図２４Ｂ】図２４Ａの押出成形板の側立面図を描写する。
【図２５Ａ】本技術による押出成形板のまた別の実施形態の上平面図を描写し、それらが、装入ヘッドの前方及び後方の両方に配置された複数組のウイング部材に関連し得る１つの手法をさらに描写する。
【図２５Ｂ】図２５Ａの押出成形板の側立面図を描写する。
【図２６】本技術による装入ヘッドの一実施形態の正面立面図を描写し、押出成形板が、石炭ベッド装入操作で使用されるとき及び使用されないときの石炭ベッド密度の差異をさらに描写する。
【図２７】石炭ベッドが押出成形板を使用することなく装入される、石炭ベッドの長さにわたって、石炭ベッド密度のプロットを描写する。
【図２８】石炭ベッドが押出成形板を使用して装入される石炭ベッドの長さにわたって、石炭ベッド密度のプロットを描写する。
【図２９】本技術による装入ヘッドの一実施形態の上平面図を描写し、装入ヘッドの後方表面に関連し得る押出成形板の別の実施形態をさらに描写する。
【図３０】従来技術の補助扉（ｆａｌｓｅ  ｄｏｏｒ）組立体の上平面図を描写する。
【図３１】図３０で描写される補助扉組立体の側立面図を描写する。
【図３２】本技術による補助扉の一実施形態の側立面図を描写し、補助扉が既存の角度付けられた補助扉組立体と連結され得る１つの手法をさらに描写する。
【図３３】石炭ベッドが本技術によるコークス炉中に装入され得る１つの手法の側立面図を描写する。
【図３４Ａ】本技術による補助扉組立体の一実施形態の正面斜視図を描写する。
【図３４Ｂ】図３４Ａで描写される補助扉組立体と共に使用され得る補助扉の一実施形態の後方立面図を描写する。
【図３４Ｃ】図３４Ａで描写される補助扉組立体の側立面図を描写し、補助扉の高さが選択的に増加または減少され得る１つの手法をさらに描写する。
【図３５Ａ】本技術による補助扉組立体の別の実施形態の正面斜視図を描写する。
【図３５Ｂ】図３５Ａで描写される補助扉組立体と共に使用され得る補助扉の一実施形態の後方立面図を描写する。
【図３５Ｃ】図３５Ａで描写される補助扉組立体の側立面図を描写し、補助扉の高さが選択的に増加または減少され得る１つの手法をさらに描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本技術は概して、コークス炉と共に使用される装炭システムを対象とする。様々な実施形態において、本技術の装炭システムは、水平設置型熱回収コークス炉と共に使用するために構成される。しかし、本技術の実施形態は、水平設置型非回収炉などの他のコークス炉と共に使用され得る。いくつかの実施形態において、装炭システムは、装入ヘッドから外向きかつ前方に延在し、石炭が石炭ベッドの側縁に向けられ得る開放経路を残し、対面するウイングを有する装入ヘッドを含む。他の実施形態において、押出成形板は、装入ヘッドの後方面上に位置付けられ、石炭がコークス炉の長さに沿って装入されると、石炭と係合し、圧迫するように配向される。また他の実施形態において、補助扉は、炉中に装入される石炭の量を最大化するために垂直に配向される。いくつかの実施形態において、補助扉に関連する下方延出板は選択的に、補助扉の実効長さを伸長させるために補助扉の下方端部分を越えて自動的に延出される。他の実施形態において、延出板は、角度付けられた正面表面を有する既存の補助扉と連結され得る。延出板は、既存の補助扉に垂直に配向された面を提供する。
【００１１】
本技術のいくつかの実施形態の具体的な詳細は、図７〜２９及び３２〜３５Ｃに関して以下に記載される。押出機システム、装入システム、及びコークス炉にしばしば関連する周知の構造及びシステムを記載する他の詳細は、本技術の様々な実施形態の記述を不要に不明確にすることを回避するために以下の開示には記載されていない。図で示される詳細、寸法、角度、及び他の特徴の多くは、本技術の特定の実施形態を単に例示しているに過ぎない。したがって、他の実施形態は、本技術の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の詳細、寸法、角度、及び特徴を有し得る。よって、当業者は、本技術が追加の要素を含む他の実施形態を有し得るか、または本技術が図７〜２９及び３２〜３５Ｃに関連して下記に示され、かつ記載される特徴のいくつかを含まない他の実施形態を有し得ることを適宜理解する。
【００１２】
本件の石炭装入技術が、扉取り出し装置、押出機ラム、トリッパ搬送部などのＰＣＭに共通する１つ以上の他の構成要素を有する押出機装入装置（「ＰＣＭ」）と組み合わせて使用されるであろうことが企図される。しかし、本技術の態様はＰＣＭとは別に使用され得、個別にまたはコークス化システムに関連する他の機器と共に使用され得る。したがって、本技術の態様は、「装炭システム」またはこれらの構成要素として単に記載され得る。周知である石炭搬送部などの装炭システムに関連する構成要素は、仮にあったとしても、本技術の様々な実施形態の記述を不要に不明確にすることを回避するために詳細に記載されなくてもよい。
【００１３】
図７〜９Ｃに関して、細長い装入フレーム１０２及び装入ヘッド１０４を有する装炭システム１００が描写される。様々な実施形態において、装入フレーム１０２は、遠位端部分１１０と近位端部分１１２との間に延在する対面する側方部１０６及び１０８を有するように構成されるであろう。様々な適用において、近位端部分１１２は、石炭装入操作中、コークス炉内部への及びコークス炉内部からの装入フレーム１０２の選択的な延出及び後退を可能にする手法でＰＣＭと連結され得る。コークス炉床及び／または石炭ベッドに対して装入フレーム１０２の高さを選択的に調節する高さ調節システムなどの他のシステムも、装炭システム１００に関連され得る。
【００１４】
装入ヘッド１０４は、細長い装入フレーム１０２の遠位端部分１１０と連結される。様々な実施形態において、装入ヘッド１０４は、上縁部分１１６、下縁部分１１８、対面する側方部分１２０及び１２２、正面１２４、ならびに後方面１２６を有する平面本体１１４により画定される。いくつかの実施形態において、本体１１４の実質的な部分は、装入ヘッド平面内にある。これは、本技術の実施形態が１つ以上追加の平面を占める態様を有する装入ヘッド本体を提供しないであろうことを示唆するものではない。様々な実施形態において、平面本体は、正方形または長方形の断面形状を有する複数の管により形成される。特定の実施形態において、管は、６インチ〜１２インチの幅で提供される。少なくとも１つの実施形態において、管は８インチの幅を有し、これは、装入操作中、歪曲に対する著しい抵抗性を示す。
【００１５】
図９Ａ〜９Ｃをさらに参照すると、装入ヘッド１０４の様々な実施形態は、自由端部分１３２及び１３４を有するように成形される一対の対面するウイング１２８及び１３０を含む。いくつかの実施形態において、自由端部分１３２及び１３４は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる。特定の実施形態において、自由端部分１３２及び１３４は、装入ヘッド１０４のサイズ、ならびに対面するウイング１２８及び１３０の幾何学的形状に応じて、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。この位置で、対面するウイング１２８及び１３０は、対面するウイング１２８及び１３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。これらの空間設計のサイズが増加すると、より多くの材料が石炭ベッドの側方に分配される。空隙が小さくなると、より少ない材料が石炭ベッドの側方に分配される。したがって、コークス化システムによって特定の特質が示されるため、本技術は適合可能である。
【００１６】
図９Ａ〜９Ｃで描写されるものなどのいくつかの実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面１３６及び１３８を含む。特定の実施形態において、第１の面１３６及び１３８は、４５度の角度で装入平面から外向きに延在する。第１の面が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム１００の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び水平化操作中に予測される条件に応じて、１０度〜６０度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０は、第１の面１３６及び１３８から外向きに、自由遠位端部分１３２及び１３４に向かって延在する第２の面１４０及び１４２をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０の第２の面１４０及び１４２は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第２の面１４０及び１４２は、およそ１０インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第２の面１４０及び１４２は、第１の面１３６及び１３８のために選択される長さ、ならびに第１の面１３６及び１３８が装入平面から離れて延在する角度を含む、１つ以上の設計留意点に応じて０〜１０インチの範囲である長さを有してよい。図９Ａ〜９Ｃで描写されるように、装炭システム１００が、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング１２８及び１３０は、装入ヘッド１０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。少なくともこの手法において、装炭システム１００は、図２Ａに示されるような石炭ベッドの側方の隙間の可能性を低減し得る。むしろ、ウイング１２８及び１３０は、図２Ｂで描写される水平な石炭ベッドを促進するのを支援する。試験は、対面するウイング１２８及び１３０の使用が、これらの側方隙間を充填することにより、装入重量を１〜２トン増加し得ることを示している。さらに、ウイング１２８及び１３０の形状は、石炭が炉の押出機側から戻ること及びこぼれ落ちることを低減し、これは、こぼれ落ちた石炭を回収するための労働力の無駄及び経費を低減する。
【００１７】
図１０Ａ〜１０Ｃに関して、装入ヘッド２０４の別の実施形態が、上縁部分２１６、下縁部分２１８、対面する側方部分２２０及び２２２、正面２２４、ならびに後方面２２６を有する平面本体２１４を有するように描写される。装入ヘッド２０４は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる自由端部分２３２及び２３４を有するように成形される一対の対面するウイング２２８及び２３０をさらに含む。特定の実施形態において、自由端部分２３２及び２３４は、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。対面するウイング２２８及び２３０は、対面するウイング２２８及び２３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング２２８及び２３０は、４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面２３６及び２３８を含む。特定の実施形態において、装入及び水平化操作中に予測される状態に応じて、第１の面２３６及び２３８が装入ヘッド平面から１０度〜６０度離れる。装炭システムが、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング２２８及び２３０は、装入ヘッド２０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。
【００１８】
図１１Ａ〜１１Ｃに関して、装入ヘッド３０４のさらなる実施形態が、上縁部分３１６、下縁部分３１８、対面する側方部分３２０及び３２２、正面３２４、ならびに後方面３２６を有する平面本体３１４を有するように描写される。装入ヘッド３００は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる自由端部分３３２及び３３４を有する一対の湾曲した対面するウイング３２８及び３３０をさらに含む。特定の実施形態において、自由端部分３３２及び３３４は、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。湾曲した対面するウイング３２８及び３３０は、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０は、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０の近位端部分から４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面３３６及び３３８を含む。特定の実施形態において、第１の面３３６及び３３８が装入ヘッド平面から１０度〜６０度離れる。この角度は、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０の長さに沿って動的に変化する。装炭システムが、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング３２８及び３３０は、装入ヘッド３０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。
【００１９】
図１２Ａ〜１２Ｃに関して、装入ヘッド４０４の実施形態は、上縁部分４１６、下縁部分４１８、対面する側方部分４２０及び４２２、正面４２４、ならびに後方面４２６を有する平面本体４１４を含む。装入ヘッド４００は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる自由端部分４３２及び４３４を有する対面するウイング４２８及び４３０の第１の対をさらに含む。対面するウイング４２８及び４３０は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面４３６及び４３８を含む。いくつかの実施形態において、第１の面４３６及び４３８は、４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する。第１の面が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム４００の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び水平化操作中に予測される条件に応じて、１０度〜６０度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、自由端部分４３２及び４３４は、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。対面するウイング４２８及び４３０は、湾曲した対面するウイング４２８及び４３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング４２８及び４３０は、第１の面４３６及び４３８から外向きに、自由遠位端部分４３２及び４３４に向かって延在する第２の面４４０及び４４２をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング４２８及び４３０の第２の面４４０及び４４２は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第２の面４４０及び４４２は、およそ１０インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第２の面４４０及び４４２は、第１の面４３６及び４３８のために選択される長さ、ならびに第１の面４３６及び４３８が装入平面から離れて延在する角度を含む、１つ以上の設計留意点に応じて０〜１０インチの範囲である長さを有してよい。装炭システム４００が、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング４２８及び４３０は、装入ヘッド４０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。
【００２０】
様々な実施形態において、様々な幾何学的形状の対面するウイングが、本技術による装炭システムに関連する装入ヘッドから後方に延在し得ることが企図される。図１２Ａ〜１２Ｃを引き続き参照すると、装入ヘッド４００は、装入ヘッド平面から後方に隔置された関係で位置付けられた、各々が自由端部分４４８及び４５０を含む対面するウイング４４４及び４４６の第２の対をさらに含む。対面するウイング４４４及び４４６は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面４５２及び４５４を含む。いくつかの実施形態において、第１の面４５２及び４５４は、４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する。第１の面４５２及び４５４が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム４００の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び水平化操作中に予測される条件に応じて、１０度〜６０度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、自由端部分４４８及び４５０は、装入ヘッド平面から後方に６インチ〜２４インチの距離で離される。対面するウイング４４４及び４４６は、対面するウイング４４４及び４４６から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング４４４及び４４６は、第１の面４５２及び４５４から外向きに、自由遠位端部分４４８及び４５０に向かって延在する第２の面４５６及び４５８をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング４４４及び４４６の第２の面４５６及び４５８は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第２の面４５６及び４５８は、およそ１０インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第２の面４５６及び４５８は、第１の面４５２及び４５４のために選択される長さ、ならびに第１の面４５２及び４５４が装入平面から離れて延在する角度を含む、１つ以上の設計留意点に応じて０〜１０インチの範囲である長さを有してよい。装炭システム４００が、装入される石炭ベッドに沿って延出されるのと同時に、対面するウイング４４４及び４４６は、装入ヘッド４０４の正面４２４からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。
【００２１】
図１２Ａ〜１２Ｃを引き続き参照すると、後方を向いている対面するウイング４４４及び４４６が前方を向いている対面するウイング４２８及び４３０の上に位置付けられているように描写される。しかし、この特定の配設は、いくつかの実施形態において、本技術の範囲から逸脱することなく反対にされてもよいことが企図される。同様に、後方を向いている対面するウイング４４４及び４４６ならびに前方を向いている対面するウイング４２８及び４３０は各々、互いに対して角度を付けて配置される面の第１及び第２の組を有する角度配置されたウイングとして描写される。しかし、対面するウイングのいずれかまたは両方の組が、直線的で角度配置された対面するウイング２２８及び２３０または湾曲したウイング３２８及び３３０により示されるような、異なる幾何学的形状で提供され得ることが企図される。混合されたか、または対である既知の形状の他の組み合わせが企図される。さらに、本技術の装入ヘッドが、前方を向いているウイングはなく装入ヘッドから後方だけを向いている対面するウイングの１つ以上の組を提供され得るであろうことがさらに企図される。かかる事例において、後方に位置付けられた対面するウイングは、装炭システムが前進（装入する）とき、石炭ベッドの側方部分に石炭を分配する。
【００２２】
図１３に関して、石炭が炉中に装入されるとき及び装炭システム１００（または類似の手法の装入ヘッド５２６、３００、または４００において）が石炭ベッドを越えて引き出されると、バラバラの石炭が、装入ヘッド１０４の上縁部分１１６上に積み重なり始め得ることが企図される。したがって、本技術のいくつかの実施形態は、装入ヘッド１０４の上縁部分１１６の上部に１つ以上の角度配置された粒状偏向表面１４４を含むであろう。描写される例において、一対の反対に向いている粒状偏向表面１４４は組み合わさって、尖頂のある構造を形成し、これは、装入ヘッド１０４の前及びその裏側に不規則な粒状材料を分散する。特定の事例において、装入ヘッド１０４の前またはその裏側に、粒状材料領域を主として有することが望ましい場合があるが、それらの両方には有しないことが企図される。したがって、かかる事例において、単一の粒状偏向表面１４４は、石炭を適宜分散するために選ばれた配向を提供され得る。粒状偏向表面１４４が、非平面または角度付けられていない他の構成で提供され得ることがさらに企図される。特に、粒状偏向表面１４４は、平ら、曲線のある、凸状、凹状、複合、またはこれらの様々な組み合わせであり得る。いくつかの実施形態は、粒状偏向表面１４４を水平配置しないように、単に配置するのみであろう。いくつかの実施形態において、粒状表面は、装入ヘッド１０４の上縁部分１１６と一体的に形成され得、これは、水冷特徴をさらに含み得る。
【００２３】
石炭ベッド容積密度は、コークスの質を決定し、特に炉壁の近くの焼失を最小限に抑える上で大きな役割を果たす。石炭装入操作中、装入ヘッド１０４は、石炭ベッドの上部分に対して後退する。この手法において、装入ヘッドは、石炭ベッドの上部の形状に寄与する。しかし、本技術の特定の態様は、石炭ベッドの密度を増加させるための装入ヘッドの部分をもたらす。図１３及び１４に関して、対面するウイング１２８及び１３０は、いくつかの実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する１つ以上の細長い高密度棒１４６を提供され得る。図１３及び１４で描写されるようなものなどのいくつかの実施形態において、高密度棒１４６は、対面するウイング１２８及び１３０の底表面から下方に延在し得る。他の実施形態において、高密度棒１４６は、対面するウイング１２８及び１３０のいずれかもしくは両方の前方面もしくは後方面、ならびに／または装入ヘッド１０４の下縁部分１１８と動作可能に連結され得る。図１３で描写されるようなものなどの特定の実施形態において、細長い高密度棒１４６は、装入ヘッド平面に対して角度を付けて配置された長軸を有する。高密度棒１４６が、高温度材料から形成された、パイプまたはロッドなどの概して水平な軸、または様々な形状の静的構造の周りを回転するローラーから形成され得ることが企図される。細長い高密度棒１４６の外部形状は、平面または曲線であってよい。さらに、細長い高密度棒は、その長さまたは配置された角度に沿って湾曲され得る。
【００２４】
いくつかの実施形態において、様々なシステムの装入ヘッド及び装入フレームは、冷却システムを含まない場合がある。炉の極端な温度は、互いに対してわずかに及び異なる速度で拡張するかかる装入ヘッド及び装入フレームの部分をもたらすであろう。かかる実施形態において、構成要素の急速で不規則な加熱及び拡張は、装炭システムに負荷を与え得、装入フレームに対して装入ヘッドを歪曲させ得るか、そうでなければ不整列にし得る。図１７及び１８に関して、本技術の実施形態は、装入ヘッド１０４と細長い装入フレーム１０２との間で相対的な移動を可能にする複数の溝はめ込み型接合部を使用して、装入フレーム１０２の側方部１０６及び１０８に装入ヘッド１０４を連結する。少なくとも１つの実施形態において、第１のフレーム板１５０は、細長いフレーム１０２の側方部１０６及び１０８の内面から外向きに延在する。第１のフレーム板１５０は、第１のフレーム板１５０を貫通する１つ以上の細長い取付け溝１５２を含む。いくつかの実施形態において、第２のフレーム板１５４も、側方部１０６及び１０８の内面から外向きに、第１のフレーム板１５０の下に延在するように提供される。細長いフレーム１０２の第２のフレーム板１５４も、第２のフレーム板１５４を貫通する１つ以上の細長い取付け溝１５２を含む。第１のヘッド板１５６は、装入ヘッド１０４の後方面１２６の対面する側方部から外向きに延在する。第１のヘッド板１５６は、第１のヘッド板１５６を貫通する１つ以上の取付け孔１５８を含む。いくつかの実施形態において、第２のヘッド板１６０も、装入ヘッド１０４の後方面１２６から外向きに、第１のヘッド板１５６の下に延在するように提供される。第２のヘッド板１６０も、第２のヘッド板１５８を貫通する１つ以上の取付け孔１５８を含む。装入ヘッド１０４は、第１のフレーム板１５０が第１のヘッド板１５６と整列し、第２のフレーム板１５４が第２のヘッド板１６０と整列するように装入フレーム１０２と整列される。機械的留め具１６１が、第１のフレーム板１５０及び第２のフレーム板１５２の細長い取付け溝１５２、ならびに対応する取付け孔１６０を通り抜ける。この手法において、機械的留め具１６１は、取付け孔１６０に対して定位置で設置されるが、装入ヘッド１０４が装入フレーム１０２に対して移動するとき、細長い取付け溝１５２の長さに沿って移動することは可能である。装入ヘッド１０４及び細長い装入フレーム１０２のサイズ及び構成に応じて、より多いかまたはより少ない様々な形状及びサイズの装入ヘッド板及びフレーム板が用いられて、装入ヘッド１０４及び細長い装入フレーム１０２を互いに動作可能に連結し得るであろうことが企図される。
【００２５】
図１９及び２０に関して、本技術の特定の実施形態は、細長い装入フレーム１０２の対面する側方部１０６及び１０８の各々の下方の内面に、わずかに下向きの角度で装入フレーム１０２の中央部分に向かって面するように位置付けられた装入フレーム偏向面１６２を提供する。この手法において、装入フレーム偏向面１６２は、バラバラに装入された石炭と係合し、石炭を下に向け、装入される石炭ベッドの側方に向かわせる。偏向面１６２の角度は、石炭ベッドの縁部分の密度の増加を支援する手法で石炭を下方にさらに圧迫する。別の実施形態において、細長い装入フレーム１０２の対面する側方部１０６及び１０８の各々の前方端部分は、ウイングから後方にも位置付けられるが、装入フレームから前方及び下方に面するように配向される装入フレーム偏向面１６３を含む。この手法において、偏向面１６３は、石炭ベッドの密度を増加し、石炭ベッドをより完全に水平化するよう試みる上で石炭を外向きに石炭ベッドの縁部分に向かわせるのをさらに支援し得る。
【００２６】
多くの従来の装炭システムは、装入ヘッド及び装入フレームの重量に因り、少量の圧縮を石炭ベッド表面に提供する。しかし、圧縮は典型的に、石炭ベッド表面より１２インチ下に制限される。石炭ベッド試験中のデータは、この領域における容積密度測定値が石炭ベッドの中で３〜１０単位のポイントの差異になることを示した。図６はグラフを用いて、模擬の炉試験中に取得された密度測定値を描写する。上の線は、石炭ベッド表面の密度を示す。下方２つの線は各々、石炭ベッド表面の１２インチ下及び２４インチ下における密度を描写する。試験データより、ベッド密度が炉のコークス側でより著しく低下するという結果が導き出され得る。
【００２７】
図２１〜２８に関して、本技術の様々な実施形態が、装入ヘッド１０４の後方面１２６と動作可能に連結される押出成形板１６６を位置付ける。いくつかの実施形態において、押出成形板１６６は、装入ヘッド１０４に対して後方及び下方に面するように配向される石炭係合面１６８を含む。この手法において、装入ヘッド１０４の裏側の炉中に装入されるバラバラの石炭は、押出成形板１６６の石炭係合面１６８と係合するであろう。装入ヘッド１０４の裏側に堆積している石炭の圧力に因り、石炭係合面１６８は、石炭を下方に圧縮し、これは、押出成形板１６６の下の石炭ベッドの石炭密度を増加させる。様々な実施形態において、押出成形板１６６は、石炭ベッドのかなりの幅にわたって密度を最大化するために装入ヘッド１０４の長さに沿って実質的に延在する。図２０及び２１を引き続き参照すると、押出成形板１６６は、装入ヘッド１０４に対して後方及び上方に面するように配向される上偏向面１７０をさらに含む。この手法において、石炭係合面１６８及び上偏向面１７０は互いに連結されて、装入ヘッド１０４から離れて後方に面する尖頂稜線を有する尖頂形状を画定する。したがって、上偏向面１７０に落ちる任意の石炭は押出成形板１６６に向けられて、それが押出成形される前に入ってくる石炭に加わるであろう。
【００２８】
使用において、石炭は、装入ヘッド１０４の裏側にある、装炭システム１００の前端部分に混ぜる。石炭は、搬送部と装入ヘッド１０４との間の開口に積み重なり、搬送鎖圧力が、およそ２５００〜２８００ｐｓｉに到達するまで徐々に高まり始める。図２３に関して、石炭が、装入ヘッド１０４の裏側の本システム中に供給され、装入ヘッド１０４が、炉を通って後方に後退する。押出成形板１６６は石炭を圧縮し、それを石炭ベッド中に押出成形する。
【００２９】
図２４Ａ〜２５Ｂに関して、本技術の実施形態は、押出成形板を、装入ヘッドから延在する１つ以上のウイングと関連させ得る。図２４Ａ及び２４Ｂは、押出成形板２６６が、対面するウイング１２８及び１３０から後方に延在する場合の１つのかかる実施形態を描写する。かかる実施形態において、押出成形板２６６は、互いに連結されて、対面するウイング１２８及び１３０から離れて後方を面する尖頂稜線を有する尖頂形状を画定する石炭係合面２６８及び上偏向面２７０を提供される。石炭係合面２６８は、装炭システムが炉を通って後退すると石炭を下方に圧縮するように位置付けられ、これは、押出成形板２６６の下の石炭ベッドの石炭密度を増加させる。図２５Ａ及び２５Ｂは、石炭係合面４６８及び上偏向面４７０を有する押出成形板４６６が対面するウイング４２８及び４３０から後方に延在するように位置付けられることを除いて、図１２Ａ〜１２Ｃで描写されるのと類似する装入ヘッドを描写する。押出成形板４６６は、押出成形板２６６と同様に機能する。追加の押出成形板４６６は、装入ヘッド４００の裏側に位置付けられる対面するウイング４４４及び４４６から前方に延在するように位置付けられ得る。かかる押出成形板は、装炭システムが炉を通って進むと石炭を下方に圧縮し、これは、押出成形板４６６の下の石炭ベッドの石炭密度をさらに増加させる。
【００３０】
図２６は、押出成形板１６６の有益性を受けた装入炭の密度（石炭ベッドの左側）及び押出成形板１６６の有益性を受けない装入炭の密度（石炭ベッドの右側）への影響を描写する。描写されるように、押出成形板１６６の使用は、増加した石炭ベッドの容積密度の「Ｄ」範囲、及び押出成形板が存在しない石炭ベッドのより少ない容積密度「ｄ」の範囲を提供する。この手法において、押出成形板１６６は表面密度の改善を示すだけでなく、全体の内部ベッドの容積密度も改善する。下記の図２７及び２８で描写される試験結果は、押出成形板１６６を使用する（図２８）及び押出成形板１６６を使用しない（図２７）ベッド密度の改善を示す。データは、表面密度及び石炭ベッド表面の２４インチ下の両方への著しい影響を示す。いくつかの試験において、押出成形板１６６は、１０インチの尖頂（装入ヘッド１０４の後ろから石炭係合面１６８及び上偏向面１７０が合致する押出成形板１６６の尖頂稜線までの距離）を有する。６インチの尖頂が使用された他の試験において、石炭密度は増加したが、１０インチの尖頂押出成形板１６６の使用から生じるような水平にならなかった。データは、１０インチの尖頂押出成形板の使用が石炭ベッドの密度を増加させ、これは、およそ２．５トンの装入重量の増加を可能にしたことを明らかにする。本技術のいくつかの実施形態において、例えば、尖頂高さが５〜１０インチのより小さな押出成形板、または例えば、尖頂高さが１０〜２０インチのより大きな押出成形板が使用され得るであろうことが企図される。
【００３１】
図２９に関して、本技術の他の実施形態は、装入ヘッド１０４に対して後方及び横方向に面するように配向される対面する偏向面１７２を含むように成形される押出成形板１６６を提供する。対面する偏向面１７２を含むように押出成形板１６６を成形することにより、試験は、より多くの押出成形された石炭が、それが押出成形されながらベッドの両側に向かって流れたことを示した。この手法において、押出成形板１６６は、図２Ｂで描写される水平な石炭ベッド、ならびに石炭ベッドの幅にわたる石炭ベッドの密度の増加の促進を支援する。
【００３２】
装入システムが、装入操作中、炉の中に延出するとき、典型的におよそ８０，０００ポンドの重量である装炭システムは、それらの自由な遠位端で下方に偏向する。この偏向は、装入炭容量を減らす。図５は、装炭システム偏向に因るベッド高の降下が装入重量に応じて、押出機側からコークス側の間で５インチ〜８インチであることを示す。概して、装炭システム偏向は、およそ１〜２トンの石炭体積の損失を引き起こし得る。装入操作中、石炭は、搬送部と装入ヘッド１０４との間の開口に積み重なり、搬送鎖圧力が、高まり始める。従来の装炭システムは、およそ２３００ｐｓｉの鎖圧力で稼働する。しかし、本技術の装炭システムは、およそ２５００〜２８００ｐｓｉの鎖圧力で操作され得る。鎖圧力のこの増加は、装炭システム１００の剛性を、その装入フレーム１０２の長さに沿って増加させる。試験は、およそ２７００ｐｓｉの鎖圧力で装炭システム１００を操作することが、装炭システム偏向の偏向をおよそ２インチ低減させ、これは、より高い装入重量及び増加した生産と等しいことを示す。試験は、およそ３０００〜３３００ｐｓｉのより高い鎖圧力で装炭システム１００を操作することが、より多くの有効な装入を生み出し得、上述されるような１つ以上の押出成形板１６６の使用により、より大きな利益をさらに認識し得ることをさらに示した。
【００３３】
図３０及び３１に関して、装炭システム１００の様々な実施形態は、細長い補助扉フレーム５０２、及び補助扉フレーム５０２の遠位端部分５０６に連結される補助扉５０４を有する補助扉組立体５００を含む。補助扉フレーム５０２は、近位端部分５０８、ならびに近位端部分５０８と遠位端部分５０６との間に延在する対面する側方部５１０及び５１２をさらに含む。様々な適用において、近位端部分５０８は、石炭装入操作中、コークス炉内部への及びコークス炉内部からの補助扉フレーム５０２の選択的な延出及び後退を可能にする手法でＰＣＭと連結され得る。いくつかの実施形態において、補助扉フレーム５０２は、装入フレーム１０２に隣接し、多くの事例において、装入フレーム１０２の下のＰＣＭと連結される。上方端部分５１４、下方端部分５１６、対面する側方部分５１８及び５２０、正面５２２、ならびに後方面５２４を有する補助扉５０４は概して、平面である。操作において、補助扉５０４は、石炭装入操作中、コークス炉のちょうど中に設置される。この手法において、石炭が完全に装入され、コークス炉が閉鎖され得るまで、補助扉５０４は実質的に、バラバラの石炭がコークス炉の押出機側を意図せずに出るのを防ぐ。従来の補助扉設計は、補助扉５０４の下方端部分５１６が補助扉５０４の上端部分５１４の後方に位置付けられるように角度付けられる。これは、コークス炉の押出機側開口からコークス炉中に、典型的に１２インチ〜３６インチで終端する、傾斜があるかまたは角度付けられた形状を有する石炭ベッドの端部分を形成する。
【００３４】
補助扉５０４は、上方端部分５２８、下方端部分５３０、対面する側方部分５３０及び５３４、正面５３６、ならびに後方面５３８を有する延出板５２６を含む。延出板５２６の上方端部分５２８は、延出板５２６の下方端部分５３０が補助扉５０４の下方端部分５１６より下方に延出するように補助扉５０４の下方端部分５１６に取り外し可能に連結される。この手法において、補助扉５０４の正面５２２の高さは、より大きな高さを有する石炭ベッドの装入に適応するように選択的に増加され得る。延出板５２６は典型的に、迅速な着／脱システムを形成する複数の機械的留め具５４０を使用して、補助扉５０４と連結される。各々が異なる高さを有する複数の別個の延出板５２６は、補助扉組立体５００に関連し得る。例えば、より長い延出板５２６は、４８トンの装入炭のために使用され得るが、一方でより短い延出板５２６は、３６トンの装入炭のために使用され得、延出板５２６は、２８トンの装入炭のために使用されないであろう。しかし、延出板５２６の取り外し及び取り替えは、延出板の重量、及び手動で取り外し、取り替えられるという事実に因り労働集約的であり、かつ時間を必要とする。この手順は、設備でのコークス生産を１時間以上中断し得る。
【００３５】
図３２に関して、垂直から離れて所定の角度で配置される本体平面内にある既存の補助扉５０４は、垂直補助扉を有するように適合され得る。いくつかのかかる実施形態において、上方端部分５４４、下方端部分５４６、正面５４８、及び後方面５５０を有する補助扉延出部５４２は、補助扉５０４と動作可能に連結され得る。特定の実施形態において、補助扉延出部５４２は、補助扉５０４の取り替え用正面を画定するように成形及び配向される。補助扉延出部５４２が、機械的留め具、溶接、または同様のものを使用して、補助扉５０４と連結され得ることが企図される。特定の実施形態において、正面５４８は、実質的に垂直である補助扉平面内になるように位置付けられる。いくつかの実施形態において、正面５４８は、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２の外形によく似るように成形される。
【００３６】
操作において、正面５４８の垂直配向は、補助扉延出部５４２が、石炭装入操作中、コークス炉の中に設置されることを可能にする。この手法において、図３３で描写されるように、石炭ベッド５５６の端部分は、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２に近接して位置付けられる。したがって、いくつかの実施形態において、石炭ベッドと耐火性表面５５２との間に残る６〜１２インチの間隙が除去され得るか、または少なくとも著しく最小限に抑えられ得る。さらに、補助扉延出部５４２の垂直に配置された正面５４８は、従来技術の設計により形成された傾斜のあるベッド形状とは対称的に、より多くの石炭を炉中に装入するための完全な炉容量の使用を最大化し、これは、炉の生産速度を増加する。例えば、補助扉延出部５４２の正面５３６が、コークス炉が４８トンの装入炭において閉鎖されるときに押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２が位置付けられるであろう場所から１２インチ後ろに位置付けられる場合、およそ１トンの石炭と等しい未使用の炉体積が形成される。同様に、補助扉延出部５４２の正面５３６が、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２が位置付けられるであろう場所から６インチ後ろに位置付けられる場合、未使用の炉体積は、およそ０．５トンの石炭と等しくなるであろう。したがって、補助扉延出部５４２及び前述の方法を使用して、各炉は、追加の０．５トン〜丸１トンの石炭を装入することができ、これは、全体の炉団に対するコークス生産速度を著しく改善し得る。これは、４９トンの装入が、典型的に４８トンの装入で操作される炉中に設置され得るという事実にも関わらず真実である。４９トンの装入は、４８時間のコークスサイクルを増加させないであろう。１２インチの隙間が前述の方法を使用して充填されるが、４８トンの石炭のみが炉中に装入される場合、ベッドは、予測された高さ４８インチから高さ４７インチに低減される。高さ４７インチの装入炭を４８時間でコークス化することは、コークス化工程に追加の１時間の浸漬時間を与え、これは、コークスの質（ＣＳＲまたは安定性）を改善し得るであろう。
【００３７】
本技術の特定の実施形態において、図３４Ａ〜３４Ｃで描写されるように、補助扉フレーム５０２は、補助扉５０４の代わりに垂直補助扉５５８と適合され得る。様々な実施形態において、垂直補助扉５５８は、上方端部分５６０、下方端部分５６２、対面する側方部分５６４及び５６６、正面５６８、ならびに後方面５７０を有する。描写される実施形態において、正面５６８は、実質的に垂直である補助扉平面内になるように位置付けられる。いくつかの実施形態において、正面５６８は、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２の外形によく似るように成形される。この手法において、垂直補助扉は、補助扉延出部５４２を用いる補助扉組立体に関して上述されるのと同じ手法で多く使用され得る。
【００３８】
異なるベッド高の連続した石炭ベッドを周期的にコークス化するのが望ましい場合がある。例えば、炉はまず、４８トンで４８インチの高さの石炭ベッドで装入され得る。その後、炉は、２８トンで２８インチの高さの石炭ベッドで装入され得る。異なるベッド高は、相応して異なる高さの補助扉の使用を必要とする。したがって、図３４Ａ〜３４Ｃを引き続き参照すると、本技術の様々な実施形態は、垂直補助扉５５８の正面５６８と連結される下方延出板５７２を提供する。下方延出板５７２は選択的に、後退位置と延出位置との間で垂直補助扉５５８に対して垂直に可動性である。少なくとも１つの延出位置が、垂直補助扉５５８の実効高さが増加するように、垂直補助扉５５８の下縁部分５６２の下に下方延出板５７２の下縁部分５７４を配置する。いくつかの実施形態において、下方延出板５７２と垂直補助扉５５８との間の相対的な移動は、下方延出板５７２から後方に垂直補助扉５５８を貫通する１つ以上の垂直に配設された溝５７８を通って延在する１つ以上の延出板ブラケット５７６を配置することにより影響を受ける。様々な腕組立体５８０のうちの１つ及び電動シリンダー５８２は、下方延出板５７２をその後退位置と延出位置との間で選択的に移動させるように延出板ブラケット５７６に連結され得る。この手法において、垂直補助扉５５８の実効高さは自動的に、垂直補助扉５５８の初期の高さから完全な延出位置における下方延出板５７２の高さの範囲である任意の高さに適合され得る。いくつかの実施形態において、下方延出板５５８及びそれに関連する構成要素は、図３５Ａ〜３５Ｃで描写されるようなものなどの補助扉５０４と動作可能に連結され得る。他の実施形態において、下方延出板５５８及びそれに関連する構成要素は、延出板５２６と動作可能に連結され得る。
【００３９】
本技術のいくつかの実施形態において、石炭ベッド５５６の端部分は、押出機側炉扉５５４が閉鎖され得る前に、装入炭の端部分が炉からこぼれ落ちるであろう可能性を低減するためにわずかに圧縮され得ることが企図される。いくつかの実施形態において、補助扉５０４、延出板５２６、または垂直補助扉５５８を振動させ、石炭ベッド５５６の端部分を圧縮するために、１つ以上の振動装置が、補助扉５０４、延出板５２６、または垂直補助扉５５８に関連し得る。他の実施形態において、細長い補助扉フレーム５０２は、石炭ベッド５５６の端部分を圧縮するのに十分な力で石炭ベッド２０４の端部分と接触するように往復的及び反復的に移動され得る。石炭ベッド５５６の端部分を潤し、少なくとも一時的に、石炭ベッド５５６の部分がコークス炉からこぼれ落ちないように石炭ベッド５５６の端部分の形状を維持するために、水噴霧も、単独でまたは振動圧縮方法もしくは衝撃圧縮方法と併せて使用され得る。
【実施例】
【００４０】
以下の実施例は、本技術のいくつかの実施形態を例示する。
１．  装炭システムであって、
細長い装入フレームと、
前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結される装入ヘッドと、
遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長い補助扉フレームと、
前記細長い補助扉フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結される概して平面の補助扉であって、前記補助扉が、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有し、前記補助扉の前記正面が、実質的に垂直である補助扉平面内にある、概して平面の補助扉と、を備える、装炭システム。
２．  前記補助扉の前記正面と動作可能に連結される下方延出板であって、前記下方延出板が選択的に、後退位置と延出位置との間で前記補助扉に対して垂直に可動性であり、少なくとも１つの延出位置が、前記補助扉の実効高さが増加するように、前記補助扉の下縁部分の下に前記下方延出板の下縁部分を配置する、下方延出板をさらに備える、請求項１に記載の装炭システム。
３．  前記下方延出板、及び前記後退位置と延出位置との間で前記下方延出板を移動させるように選択的に作動され得る少なくとも１つの電動シリンダーを、動作可能に連結させる、連結腕部組立体をさらに備える、請求項２に記載の装炭システム。
４．  前記下方延出板及び前記連結腕部組立体と動作可能に連結させる少なくとも１つの延出板ブラケットであって、前記補助扉を貫通する少なくとも１つの溝を通って延在する、少なくとも１つの延出板ブラケットをさらに備える、請求項３に記載の装炭システム。
５．  前記補助扉が、
垂直から離れた角度で配置される本体平面内にある補助扉本体と、
前記補助扉の前記正面を画定するように成形及び配向される、前記補助扉本体と動作可能に連結される面板と、からなる、請求項１に記載の装炭システム。
６．  前記補助扉の前記正面と動作可能に連結される下方延出板であって、前記下方延出板が選択的に、後退位置と延出位置との間で前記補助扉に対して垂直に可動性であり、少なくとも１つの延出位置が、前記補助扉の実効高さが増加するように、前記補助扉の下縁部分の下に前記下方延出板の下縁部分を配置する、下方延出板をさらに備える、請求項５に記載の装炭システム。
７．  細長い装入フレームを、前記装入フレームの遠位端部分と連結される装入ヘッドと共に有する装炭システムと共に使用するための補助扉システムであって、
遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長い補助扉フレームと、
前記細長い補助扉フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結される概して平面の補助扉であって、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有する、補助扉と、
前記補助扉の前記正面と動作可能に連結される下方延出板であって、前記下方延出板が選択的に、後退位置と延出位置との間で前記補助扉に対して概して平行な様式で可動性であり、少なくとも１つの延出位置が、前記補助扉の実効高さが増加するように、前記補助扉の下縁部分の下に前記下方延出板の下縁部分を配置する、下方延出板と、を備える、補助扉システム。
８．  前記下方延出板、及び前記後退位置と延出位置との間で前記下方延出板を移動させるように選択的に作動され得る少なくとも１つの電動シリンダーと動作可能に連結される、連結腕部組立体をさらに備える、請求項７に記載の装炭システム。
９．  前記下方延出板及び前記連結腕部組立体と動作可能に連結される少なくとも１つの延出板ブラケットであって、前記補助扉を貫通する少なくとも１つの溝を通って延在する、少なくとも１つの延出板ブラケットをさらに備える、請求項８に記載の装炭システム。
１０．コークス炉内の装入炭を増加させる方法であって、
細長い装入フレーム、及び前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結される装入ヘッドを有する装炭システムを、コークス炉の押出機側開口内に少なくとも部分的に位置付けることと、
細長い補助扉フレーム、及び前記細長い補助扉フレームの遠位端部分と動作可能に連結される概して平面の補助扉を有する補助扉システムを、前記コークス炉の前記押出機側開口内に少なくとも部分的に位置付けることであって、前記補助扉が、実質的に垂直である補助扉平面内にある正面を有し、位置付けることと、
概して垂直な端部分を有する装入炭を画定する手法で、前記装炭システムを用いて前記コークス炉中に石炭を装入することと、
前記コークス炉の前記押出機側開口を閉鎖する手法で、炉扉を前記コークス炉と動作可能に連結することと、を含む、方法。
１１．  前記装入炭の前記概して垂直な端部分が、前記炉扉の耐火面に近接して位置付けられる、請求項１０に記載の方法。
１２．  前記装入炭の前記概して垂直な端部分が、前記炉扉の耐火面から６インチ以下に位置付けられる、請求項１０に記載の方法。
１３．  前記装入炭の前記概して垂直な端部分が、前記炉扉の耐火面から１２インチ以下に位置付けられる、請求項１０に記載の方法。
１４．  石炭面の一部分を少なくとも部分的に圧縮し、前記石炭面の部分が前記コークス炉の前記押出機側開口からこぼれ落ちるのを阻止する手法で、前記補助扉を用いて前記石炭面の前記端部分に往復的に衝撃を与えることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
１５．  前記石炭面の一部分を湿らし、前記石炭面の部分が前記コークス炉の前記押出機側開口からこぼれ落ちるのを阻止する手法で、前記補助扉を用いて前記石炭面に流体を適用することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
１６．  前記石炭面の一部分を少なくとも部分的に圧縮し、前記石炭面の部分が前記コークス炉の前記押出機側開口からこぼれ落ちるのを阻止する手法で、前記補助扉を用いて前記石炭面の前記端部分を振動させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【００４１】
本技術は、特定の構造、材料、及び方法ステップに対して具体的である言葉で記載されるが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明が、記載される具体的な構造、材料、及び／またはステップに必ずしも制限されることはないことを理解されたい。むしろ、具体的な態様及びステップは、特許請求される発明を実現する形態として記載される。さらに、特定の実施形態に関連して記載される新しい技術の特定な態様は、他の実施形態において、組み合わされてもよいかまたは削除されてもよい。さらに、本技術の特定の実施形態に関連する利点が、それらの実施形態と関連して記載され、他の実施形態も、かかる利点を示し得、全ての実施形態が、必ずしも本技術の範囲内のかかる利点を示す必要があるわけではない。したがって、本開示及び関連技術は、本明細書に明確に示されないか、または記載されない他の実施形態を包含し得る。よって、本開示は、添付の特許請求の範囲による以外制限されない。別途示されない限り、本明細書（特許請求の範囲以外）で使用される、寸法、物理的特質などを表すものなどの全ての数字または表現は、用語「およそ」により全ての事例において修正されていると理解される。少なくとも、特許請求の範囲との同等物の原理の適用を制限することを試みるのではなく、用語「およそ」により修正される、本明細書または特許請求の範囲で列挙された各数値パラメーターは少なくとも、列挙された有効桁数の観点で及び通常の四捨五入を適用することにより、解釈されるべきである。さらに、本明細書で開示される全ての範囲は、本明細書に含まれるいずれか及び全ての部分範囲、またはいずれか及び全ての個別の値を列挙する特許請求の範囲に対する裏付けを包含し、かつ提供することを理解されたい。例えば、記述される１〜１０の範囲は、最小値１〜最大値１０の間及び／またはそれらを含み、つまり、全ての部分範囲は最小値１以上で始まり、最大値１０以下（例えば、５．５〜１０、２．３４〜３．５６など）または１〜１０（例えば、３、５．８、９．９９９４など）の任意の値で終わる、いずれか及び全ての部分範囲または個別の値を列挙する特許請求の範囲に対する裏付けを含み、かつ提供すると見なされるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
2017532401.tif 000015
【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３４Ｃ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３５Ｃ】
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【国際調査報告】
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