(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炉壁煉瓦の縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを推定する方法であって、
石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂを見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求め、隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αとから、装入窯出１回あたりに上記縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みをα・Ｂとして求める手順と、
装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを、上記装入窯出１回あたりに縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みα・Ｂの累積ｎ・α・Ｂとして求める手順とを有することを特徴とするコークス炉におけるカーボン析出厚み推定方法。
【請求項２】
コークス炉の炉壁煉瓦の縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを推定する方法であって、
装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みＡnを、
隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αと、
見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求めることができる、石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂと、
石炭装入時の冷却によるカーボン収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅のカーボン厚みに対する割合として定義される無次元化した値Ｃとを用いて、下式
Ａn＝（Ｂ／Ｃ）・[｛１＋α・Ｃ／（１−Ｃ）｝n−１]
により求める手順を有することを特徴とするコークス炉におけるカーボン析出厚み推定方法。
【請求項３】
コークス炉の炉体膨張率の推定方法であって、
炉壁に発生する縦貫通亀裂の数を予め求めておく手順と、
石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂のうち一つの縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂを見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求め、隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αとから、装入窯出１回あたりに上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みをα・Ｂとして求める手順と、
装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを、上記装入窯出１回あたりに上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みα・Ｂの累積ｎ・α・Ｂとして求める手順と、
上記装入窯出のｎ回後に上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みｎ・α・Ｂと上記縦貫通亀裂数とを用いて、装入窯出ｎ回後の炉体膨張率を推定する手順とを有することを特徴とするコークス炉の炉体膨張率の推定方法。
【請求項４】
コークス炉は燃焼室及び炭化室が交互に複数配設される構成とされており、上記縦貫通亀裂は、上記交互に複数配置される燃焼室及び炭化室の炉壁に発生することを特徴とする請求項３に記載のコークス炉の炉体膨張率の推定方法。
【請求項５】
コークス炉の炉体膨張率の推定方法であって、
炉壁に発生する縦貫通亀裂の数を予め求めておく手順と、
装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記縦貫通亀裂のうち一つの亀裂に析出するカーボン析出厚みＡnを、
隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αと、
見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求めることができる、石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂと、
石炭装入時の冷却によるカーボン収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅のカーボン厚みに対する割合として定義される無次元化した値Ｃとを用いて、下式
Ａn＝（Ｂ／Ｃ）・[｛１＋α・Ｃ／（１−Ｃ）｝n−１]
により求める手順と、
上記装入窯出のｎ回後に上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みＡnと上記縦貫通亀裂数とを用いて、装入窯出ｎ回後の炉体膨張率を推定する手順とを有することを特徴とするコークス炉の炉体膨張率の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉におけるカーボン析出厚み推定方法およびコークス炉の炉体膨張率の推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉の炉体は、大部分が珪石煉瓦と粘土質煉瓦で構成され、一部には断熱煉瓦や赤煉瓦が使用されている。コークス炉の炭化室に装入された石炭は、両側の燃焼室から炉壁を介して間接加熱され、乾留コークス化される。
【０００３】
コークス炉は、３０年以上にも亘って連続操業されることもある。また、コークス炉の装入窯出作業においては、石炭装入、乾留、窯出が順次繰り返し行われるが、石炭装入時に急激な温度変動を伴う。コークス炉の稼働率を急激に変動した場合にも、同様に急激な炉温変化が生じる。さらに、コークス炉の炉壁煉瓦は、石炭乾留時の膨張圧、コークス押出し時の圧力等の影響を受ける。
【０００４】
上記のような炉温変化や温度変動、圧力変動に伴って、コークス炉の炉壁煉瓦が膨張、収縮し、さらには炉壁煉瓦に溶損、亀裂の発生等の損傷が生じる。炉壁煉瓦に亀裂が発生すると、煉瓦が膨張、収縮を繰り返す間に該亀裂にカーボン等が侵入し、炉体寸法が増大していく。
【０００５】
そこで、コークス炉の炉体寸法を定期的に測定し、炉体膨張、すなわち亀裂幅拡大の進行を定量的に把握することにより、補修、交換等の老朽化対策を実施することが行われている。例えば、特開平９−２６３０９号公報、特開平９−５９６４５号公報等にはコークス炉の炉体膨張測定方法について開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コークス炉の炉体膨張を測定するだけでは、時間や人員を要するばかりでなく、現状況を把握した後に必要ならば補修、交換等の計画を立てて老朽化対策を実施する、というように受け身にならざるをえない。
【０００７】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、コークス炉の炉体膨張を推定可能とすることにより、炉体膨張の測定のための時間や人員の削減を図るとともに、コークス炉の補修、交換等について事前に計画できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のコークス炉におけるカーボン析出厚み推定方法は、コークス炉の炉壁煉瓦の縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを推定する方法であって、石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂを見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求め、隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αとから、装入窯出１回あたりに上記縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みをα・Ｂとして求める手順と、装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを、上記装入窯出１回あたりに縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みα・Ｂの累積ｎ・α・Ｂとして求める手順とを有する点に特徴を有する。
【０００９】
また、本発明の他のコークス炉におけるカーボン析出厚み推定方法は、コークス炉の炉壁煉瓦の縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを推定する方法であって、装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みＡnを、隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αと、見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求めることができる、石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂと、石炭装入時の冷却によるカーボン収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅のカーボン厚みに対する割合として定義される無次元化した値Ｃとを用いて、下式
Ａn＝（Ｂ／Ｃ）・[｛１＋α・Ｃ／（１−Ｃ）｝n−１]
により求める手順を有する点に特徴を有する。
【００１０】
本発明のコークス炉の炉体膨張率の推定方法は、コークス炉の炉体膨張率の推定方法であって、炉壁に発生する縦貫通亀裂の数を予め求めておく手順と、石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂のうち一つの縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂを見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求め、隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αとから、装入窯出１回あたりに上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みをα・Ｂとして求める手順と、装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みを、上記装入窯出１回あたりに上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みα・Ｂの累積ｎ・α・Ｂとして求める手順と、上記装入窯出のｎ回後に上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みｎ・α・Ｂと上記縦貫通亀裂数とを用いて、装入窯出ｎ回後の炉体膨張率を推定する手順とを有する点に特徴を有する。
【００１１】
また、本発明の他のコークス炉の炉体膨張率の推定方法は、コークス炉の炉体膨張率の推定方法であって、炉壁に発生する縦貫通亀裂の数を予め求めておく手順と、装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に上記縦貫通亀裂のうち一つの亀裂に析出するカーボン析出厚みＡnを、隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数αと、見かけ煉瓦膨張係数ｂ［１／℃］×石炭装入時の温度変化幅Δｔ［℃］により求めることができる、石炭装入時の冷却による煉瓦収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値Ｂと、石炭装入時の冷却によるカーボン収縮の際に生じる縦貫通亀裂の隙間幅のカーボン厚みに対する割合として定義される無次元化した値Ｃとを用いて、下式
Ａn＝（Ｂ／Ｃ）・[｛１＋α・Ｃ／（１−Ｃ）｝n−１]
により求める手順と、
上記装入窯出のｎ回後に上記一つの縦貫通亀裂に析出するカーボン析出厚みＡnと上記縦貫通亀裂数とを用いて、装入窯出ｎ回後の炉体膨張率を推定する手順とを有する点に特徴を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のコークス炉におけるカーボン析出厚み推定方法およびコークス炉の炉体膨張率の推定方法の実施の形態を説明する。
【００１３】
まず、図２を参照して、コークス炉の概略構成について説明する。同図に示すのは水平室式のコークス炉１であり、蓄熱室１０の上部の水平方向には図示しない燃焼室及び炭化室２が交互に複数配設されている。このようにしたコークス炉では、装入口１１から炭化室２に装入された石炭が、両側の図示しない燃焼室から炉壁を介して間接加熱されて、乾留コークス化される。
【００１４】
コークス炉１の外側には、走行レール４、５、６が架設されており、走行レール４上には炭化室２のコークスを外部に排出するための押出し機７が設けられ、走行レール５、６上にはガイド車８及び消火車９が設けられている。
【００１５】
図１には、コークス炉の炉体膨張推定のための各手順を示す。本実施の形態のコークス炉の炉体膨張推定は、図２に示すようなコークス炉の炉体膨張のうち、特に交互に複数配置される燃焼室及び炭化室２の長さ方向（図中矢印方向）の膨張を推定しようとするものである。
【００１６】
図１に示すように、まず、炉壁３に発生する縦貫通亀裂の数を予め求めておく（ステップＳ１０１）。
【００１７】
上述したようなコークス炉の損傷として、炉壁薄壁化、煉瓦破孔等も挙げられるが、炉体膨張に最も影響するのは亀裂の発生である。炉壁３を画像解析等すると、図３に示すように、炉底部から天井部付近にわたる縦貫通亀裂と称される亀裂３０１が炉壁３の炉長方向にほぼ一定ピッチで発生することが分かる。
【００１８】
これら縦貫通亀裂３０１は、ほぼ一定ピッチで発生しているので、コークス炉炉長方向における縦貫通亀裂３０１の数は、炉壁３を観察して全部の本数を数えるか、或いは、コークス炉炭化室の炉蓋近傍に発生している任意の２本の縦貫通亀裂のピッチを測定し、炉長をピッチで割ることにより求めることができる。
【００１９】
さて、コークス炉の炉体は経年的に膨張するが、これは亀裂数が順次増加しているものではなく、一旦発生した亀裂内でカーボンの析出が繰り返されて亀裂幅が拡大することによるものである。上記縦貫通亀裂３０１の幅の拡大は、大部分のコークス炉に共通してみられる現象である。
【００２０】
そこで、以下に説明するように、石炭装入時の炉壁煉瓦収縮による縦貫通亀裂３０１の隙間にカーボン析出が繰り返されるラチェット効果により、縦貫通亀裂３０１の幅が経年的に拡大するものとして、縦貫通亀裂３０１の幅の拡大による炉体膨張を推定する。
【００２１】
すなわち、石炭装入時の煉瓦収縮による一つの縦貫通亀裂３０１の隙間幅Ｂを求め、コークス炉の装入窯出１回あたりに隙間に析出するカーボン厚みが該隙間幅に比例することを用いて装入窯出１回あたりに一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みをα・Ｂとして求める（ステップＳ１０２）。なお、詳細は後述するが、αは隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数（以下、「カーボン充填係数」と称する）である。
【００２２】
そして、装入窯出のｎ回（ｎは任意の数）後に一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みを、上記装入窯出１回あたりに一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みα・Ｂの累積ｎ・α・Ｂとして求める（ステップＳ１０３）。
【００２３】
以下、これらステップＳ１０２、１０３について詳細に説明する。まず、本願発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、一定温度下においては、一定時間（例えば、コークス炉の装入窯出１回あたり）に隙間に析出するカーボン厚みは該隙間幅に比例することを見出した。
【００２４】
図４、５を参照して、本発明者らが実施した隙間へのカーボン析出速度の評価試験について説明する。図４に示すように、煉瓦片４０１に幅の異なる複数のスリット４０２〜４０５（０．３[ｍｍ]、０．８[ｍｍ]、１．６[ｍｍ]、２．０[ｍｍ]）を形成してなるカーボン析出速度評価試験用テストピースを、コークス炉の炉頂空間（炉頂空間温度９００[℃]）に吊るし、石炭装入直後〜火落ちまでの１７[ｈ]０５[ｍ]保持後回収した。
【００２５】
図５には、当該試験の結果得られたスリット幅とカーボン析出速度との関係を示す。同図に示すように、スリット幅[ｍｍ]とスリット幅方向へのカーボン析出速度[μｍ／ｈ]との間にはほぼ比例関係があることが確認された。
【００２６】
すなわち、ある幅ｔを有する隙間に析出するカーボンの析出厚みは、カーボン充填係数αを用いて、α・ｔとして求めることができる。αは隙間両面に析出するカーボン析出厚みの隙間幅に対する割合として定義される係数である。なお、図６に示すように、カーボン付着速度は温度に対して指数関数的に上昇することが知られており（城本ら：燃協誌，４８（１９６９），７３２）、このカーボン充填係数αも温度に依存して変化する。
【００２７】
次に、図７を参照して、煉瓦間の幅の拡大シミュレーションについて説明する。図７（Ａ）に示すように、所定温度下、所定長さを有する煉瓦７０１、７０２が隣り合った状態で１回目の石炭装入が行われたとする。
【００２８】
石炭装入が行われると、図７（Ｂ）に示すように、冷却により煉瓦７０１、７０２（煉瓦７０２の図示は省略）が収縮して、煉瓦７０１、７０２間の隙間が拡がる。このときに生じる隙間幅ｔ1をＢとする。この煉瓦収縮７０１、７０２による隙間幅Ｂは、煉瓦収縮による隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値であり、見かけ煉瓦膨張係数ｂ[１／℃]×石炭装入時の温度変化幅Δｔ[℃]により求めることができる。
【００２９】
このように隙間が生じると、図７（Ｃ）に示すように、その隙間にカーボン７０３−１が侵入する。上述したようにコークス炉の装入窯出１回あたりのカーボン析出厚みが隙間幅に比例することが確認されたので、隙間侵入カーボン７０３−１の厚みはα・ｔ1として求めることができる。
【００３０】
その後、図７（Ｄ）に示すように、乾留進行に伴って上記所定温度まで昇温することにより煉瓦７０１、７０２が膨張し、上記収縮分が回復する（元の煉瓦長さに復帰する）とともに、隙間侵入カーボン７０３−１も膨張する。この膨張した隙間侵入カーボン７０３−１の全体の厚みをＡ1とする。
【００３１】
また、隙間侵入カーボン７０３−１の膨張分の厚みはα・ｔ1・Ｃ／（１−Ｃ）として求めることができる。なお、Ｃは、カーボン収縮による隙間幅のカーボン厚みに対する割合として定義される無次元化した値であり、カーボン膨張係数ｃ[１／℃]×石炭装入時の温度変化幅Δｔ[℃]により求めることができる。
【００３２】
次に、２回目の石炭装入が行われたとする。石炭装入が行われると、図７（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、冷却により煉瓦７０１、７０２（煉瓦７０２の図示は省略）が収縮して、煉瓦７０１、７０２間の隙間は上記１回目の石炭装入時と同じく幅Ｂだけ拡がる。同時に、隙間侵入カーボン７０３−１も収縮して、幅Ｃ・Ａ1の隙間が生じる。すなわち、煉瓦７０１、７０２及び隙間侵入カーボン７０３−１の収縮により、煉瓦７０１、７０２間には幅ｔ2＝Ｂ＋Ｃ・Ａ1の隙間が生じる。
【００３３】
このように隙間が生じると、図７（Ｇ）に示すように、その隙間にカーボン７０３−２が侵入する。上述したようにコークス炉の装入窯出１回あたりのカーボン析出厚みが隙間幅に比例することが確認されたので、隙間侵入カーボン７０３−２の厚みはα・ｔ2として求めることができる。
【００３４】
その後、図７（Ｈ）に示すように、乾留進行に伴って上記所定温度まで昇温することにより煉瓦７０１、７０２が膨張し、上記収縮分が回復するとともに、隙間侵入カーボン７０３−１、７０３−２も膨張する。この膨張した隙間侵入カーボン７０３−１、７０３−２の全体の厚みをＡ2とする。また、隙間侵入カーボン７０３−２の膨張分の厚みはα・ｔ2・Ｃ／（１−Ｃ）として求めることができる。
【００３５】
以上述べたシミュレーションから、ｎ回目の石炭装入時の冷却により生じる煉瓦７０１、７０２間の隙間幅ｔnは、煉瓦７０１、７０２の収縮による隙間幅Ｂと、ｎ−１回目までの装入窯出による隙間侵入カーボン７０３−１〜７０３−(ｎ−１)（厚みＡn-1とする）の収縮による隙間幅Ｃ・Ａn-1との合計となるので、
ｔn＝Ｂ＋Ｃ・Ａn-1  ・・・（１）
として求めることができる。
【００３６】
このように隙間が生じると、その隙間にカーボン７０３−ｎが侵入する。上述したようにコークス炉の装入窯出１回あたりのカーボン析出厚みが隙間幅に比例することが確認されたので、隙間侵入カーボン７０３−ｎの厚みはα・ｔnとして求めることができる。
【００３７】
その後、乾留進行に伴って上記所定温度まで昇温することにより煉瓦７０１、７０２が膨張し、上記収縮分が回復するとともに、隙間侵入カーボン７０３−１〜７０３−ｎも膨張する。このときの隙間侵入カーボン７０３ｎの膨張分の厚みはα・ｔn・Ｃ／（１−Ｃ）として求めることができる。
【００３８】
そして、ｎ回目の石炭装入、乾留、昇温後における隙間侵入カーボン７０３−１〜７０３−ｎの厚みＡnは、ｎ−１回目までの隙間侵入カーボン７０３−１〜７０３−ｎの厚みＡn-1に新たに析出した隙間侵入カーボン７０３−ｎの厚み（膨張後）を加えたものとなるので、
Ａn＝Ａn-1＋α・ｔn／（１−Ｃ）  ・・・（２）
となる。
【００３９】
上記式（１）、（２）から、装入窯出のｎ回後の隙間侵入カーボン７０３−１〜７０３−ｎの厚みＡn、換言すれば、装入窯出のｎ回後の所定温度下での煉瓦７０１、７０２間の幅は、
Ａn＝（Ｂ／Ｃ）・[｛１＋α・Ｃ／（１−Ｃ）｝n−１]  ・・・（３）
として得られる。
【００４０】
上式（３）を展開して近似すると、
Ａn≒ｎ・α・Ｂ  ・・・（４）
となる。すなわち、隙間侵入カーボン７０３−１〜７０３−ｎの収縮分は非常にわずかなものなので、その収縮分を無視することにより、装入窯出のｎ回後の隙間侵入カーボン７０３−１〜７０３−ｎの厚みＡnを、１回あたりに隙間に析出するカーボン析出厚みα・Ｂの累積ｎ・α・Ｂとして求めることができる。
【００４１】
図１に示すステップＳ１０２、１０３では、以上述べた煉瓦間の幅の拡大シミュレーションを実際のコークス炉の縦貫通亀裂３０１の幅拡大を推定するために適用したものであり、ステップＳ１０２では、石炭装入時の煉瓦収縮による一つの縦貫通亀裂３０１の隙間幅Ｂを求める。
【００４２】
この場合、煉瓦収縮による縦貫通亀裂３０１の隙間幅Ｂは、炉壁３を構成する煉瓦収縮による縦貫通亀裂３０１の隙間幅の煉瓦長さに対する割合として定義される無次元化した値であるが、煉瓦長さは、縦貫通亀裂３０１が炉壁３の幅方向にほぼ一定ピッチで発生することから炉壁３の長さ／縦貫通亀裂の数として扱うことができる。この煉瓦収縮による縦貫通亀裂３０１の隙間幅Ｂは、見かけ煉瓦膨張係数ｂ[１／℃]×石炭装入時の炉壁温度変化幅Δｔ[℃]により求めることができるが、これらｂやΔｔの値は炉壁３を構成する煉瓦の特性やコークス炉の操業条件等から定めることができる。
【００４３】
続いて、装入窯出１回あたりに一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みをα・Ｂとして求める。この場合のカーボン充填係数αは、炉壁３を構成する煉瓦の特性やコークス炉の操業条件等から実験的に求めればよいが、例えば、装入石炭の揮発分（ＶＭ[％]）、水分（Ｗ[％]）、及び炉温（Ｔ[％]）を用いるとともに、定数ｐ、ｑ、ｒ、ｓを適宜定めて、下式（５）
α＝ｐ×ＶＭ×（１−ｑ×Ｗ）×exp［ｒ／(Ｔ＋ｓ)］  ・・・（５）
により求めることができる。
【００４４】
そして、ステップＳ１０３では、装入窯出のｎ回後に一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みを、上記装入窯出１回あたりに一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みα・Ｂの累積ｎ・α・Ｂとして求める。
【００４５】
その後、ステップＳ１０４において、上記ステップＳ１０３により得られた装入窯出のｎ回後に一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みｎ・α・Ｂと、上記ステップＳ１０１により得られた縦貫通亀裂３０１の数とを用いて、装入窯出ｎ回後の炉体膨張を推定する。
【００４６】
すなわち、装入窯出のｎ回後に縦貫通亀裂３０１に析出するそれぞれのカーボン析出厚みｎ・α・Ｂが、装入窯出のｎ回後の縦貫通亀裂３０１それぞれの幅に相当し、それだけ炉体寸法が増大すると考えることができる。したがって、例えば、装入窯出のｎ回後の炉体膨張率[％]を、下式（６）
炉体膨張率[％]＝初期炉体膨張率[％]＋縦貫通亀裂３０１の数×カーボン析出厚みｎ・α・Ｂ×１００  ・・・（６）
により算出することができる。
【００４７】
図８には、実際のコークス炉での装入窯出回数[回]と亀裂幅[ｍｍ]との関係について、実測した値と本実施の形態の手法により推定した値とを比較した結果である。同図に示すように、実測した値に概ね近い値が得られており、上記推定手法が有効であることが理解される。
【００４８】
以上述べたように装入窯出ｎ回後の炉体膨張を推定することができるので、炉体の寸法を定期的に測定するような必要がなくなり、炉体膨張の測定のための時間や人員の削減を図るとともに、将来の炉体膨張を予測することができ、コークス炉の補修、交換等について事前に計画することが可能となる。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、装入窯出のｎ回後に一つの縦貫通亀裂３０１に析出するカーボン析出厚みを、カーボンの収縮分を無視した上式（４）に基づいて求めるようにしたが、カーボンの収縮分も考慮した上式（３）に基づいて求めるようにしてもよい。Ｃは、カーボン膨張係数ｃ[１／℃]×石炭装入時の炉壁温度変化幅Δｔ[℃]により求めることができるが、これらｃやΔｔの値は装入石炭の特性やコークス炉の操業条件等から定めることができる。
【００５０】
その他の実施の形態として、上述した実施の形態の手法は、例えば上記ステップ１０２〜Ｓ１０４の処理を行う手段を備えた装置を用いて実現することができ、一例としてコンピュータのＣＰＵ或いはＭＰＵがＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実現される。したがって、コンピュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するためのプログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体は本発明を構成する。
【００５１】
また、上記プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００５２】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムドは本発明の実施の形態に含まれることはいうまでもない。
【００５３】
さらに、供給されたプログラムがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることはいうまでもない。
【００５４】
なお、上記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、本発明をネットワーク環境で利用すべく、全部或いは一部のプログラムが他のコンピュータで実行されるようになっていてもかまわない。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、装入窯出ｎ回後の炉体膨張を推定することができるので、炉体の寸法を定期的に測定するような必要がなくなり、炉体膨張の測定のための時間や人員の削減を図るとともに、将来の炉体膨張を予測することができ、コークス炉の補修、交換等について事前に計画することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のコークス炉の炉体膨張推定のための各手順を示すフローチャートである。
【図２】コークス炉の概略構成を示す図である。
【図３】炉壁３に発生する縦貫通亀裂３０１を説明するための図である。
【図４】カーボン析出速度評価試験用テストピースを示す図である。
【図５】試験の結果得られたスリット幅とカーボン析出速度との関係を示す図である。
【図６】カーボン付着速度が温度に対して指数関数的に上昇することを示す図である。
【図７】煉瓦間の幅の拡大シミュレーションについて説明するための図である。
【図８】実際のコークス炉での装入窯出回数[回]と亀裂幅[ｍｍ]との関係について、実測した値と本実施の形態の手法により推定した値とを比較した結果を示す図である。
【符号の説明】
１      コークス炉
２      炭化室
３      炉壁
３０１  縦貫通亀裂
【図１】
0004377563.tif 000002
【図２】
0004377563.tif 000003
【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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