(57)【要約】【課題】構造が簡単な機械的手段を用いることを前提に、（ｉ）炭化室の長手方向において除去されずに残る付着カーボン量（厚み）が均一になるように、カーボンを除去し、（ii）ラムヘッドの前進時における炉幅方向の蛇行を抑制する。【解決手段】炭化室からコークスを押し出すラムヘッドの上部に、炭化室の天井と炉壁に付着したカーボンを除去する掻板を備えたコークス炉のコークス押出機において、（ａ）上記掻板の前方上部に、円周面に突起を有し、炭化室の炉天井に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を、水平に配置し、（ｂ）上記掻板の前方左右に、円周面に突起を有し、炭化室の炉壁に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を、垂直に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化室からコークスを押し出すラムヘッドの上部に、炭化室の天井と炉壁に付着したカーボンを除去する掻板を備えたコークス炉のコークス押出機において、
（ａ）上記掻板の前方上部に、円周面に突起を有し、炭化室の炉天井に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を、水平に配置し、
（ｂ）上記掻板の前方左右に、円周面に突起を有し、炭化室の炉壁に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を、垂直に配置した
ことを特徴とするコークス炉のコークス押出機。
【請求項２】
前記突起が、円錐状の突起であることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉のコークス押出機。
【請求項３】
前記円筒管が、中空構造で、かつ、円周面に複数の開口を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉のコークス押出機。
【請求項４】
前記円筒管に、気体を供給する配管が接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコークス炉のコークス押出機。
【請求項５】
前記円筒管が、該円筒管に接続された配管を軸にして回転することを特徴とする請求項４に記載のコークス炉のコークス押出機。
【請求項６】
前記配管が、圧縮気体を供給する装置に接続されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のコークス炉のコークス押出機。
【請求項７】
前記圧縮気体が、酸素含有気体であることを特徴とする請求項６に記載のコークス炉のコークス押出機。
【請求項８】
コークス押出機で炭化室内のコークスを押し出すコークス炉の押出方法において、請求項１〜７のいずれかに記載のコークス炉のコークス押出機を用い、炭化室からコークスを押し出すとともに、炭化室の天井及び炉壁に付着したカーボンを除去することを特徴とするコークス炉のコークス押出方法。
【請求項９】
請求項８に記載のコークス炉のコークス押出方法において、円筒管に酸素含有気体を供給することを特徴とするコークス炉のコークス押出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉のコークス押出機及び押出方法、特に、炭化室の天井と炉壁に付着したカーボンを除去する装置を備えたコークス押出機、及び、該コークス押出機を用いたコークス押出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉の炭化室内で石炭を乾留しコークスを製造するとき、炭化水素系ガスが発生する。炭化水素系ガスは、炭化室の上昇管から排出されるが、炭化水素系ガスが、炭化室上部の空間を通過し上昇管に達するまでの間に、該ガスが熱分解してカーボン（固体）が発生し、炭化室の天井及び炉壁に付着する。
【０００３】
コークス炉の炭化室の内部に付着するカーボンは、初期は、スポンジ状（気孔が多い）であり、酸素含有気体の導入による燃焼や、機械的手段で簡単に除去することができるが、石炭の乾留を繰り返す（炭化室内への石炭の装入と排出を繰り返す）うちに、カーボンが気孔内へ浸入して堆積し、スポンジ状のカーボンは、次第に、硬質なカーボンとなる。
【０００４】
カーボンが炭化室の天井や炉壁に付着し堆積すると、炭化室上部空間の通気性が悪化して、炭化水素系ガスからカーボンが生成し易くなり、また、コークスを押し出す時の障害となる。また、カーボンが硬質化すると、コークスを押し出す際、押出機のラムヘッドの蛇行の程度が大きくなり、ラムヘッドを押し出す力が増大するし、また、炭化室の炉壁が損傷することがある。
【０００５】
それ故、炭化室の天井及び炉壁に付着したカーボンを除去する装置及び方法が、これまで、数多く提案されている。これら提案は、採用するカーボン除去手段及び手法の点で、大きく、次ぎの三つに分類することができる。
【０００６】
(1)  カーボンカッター（カーボンスクレーパー）、又は、掻板で、カーボンを掻き落とす方式（接触方式）（例えば、実開昭５８−３４９３５号公報、特開２００１−２００２５８号公報）
(2)  音響発信装置で低周波音を発生させ、音圧でカーボンを除去する方式（非接触方式）（例えば、特開平２−２４３９２号公報）
(3)  酸素含有気体又は空気によりカーボンを燃焼させて除去する方式（非接触方式）（例えば、特開昭５９−２５８７９号公報、特開２００６−１２４５５９号公報、特開２００７−７０５２７号公報、特開２００７−１１９５７７号公報、特開２００７−１６９５３３号）
【０００７】
上記(1)の方式によれば、簡単な構造の機械的手段で、カーボン除去を効率的に行うことができるが、炭化室の長手方向の付着カーボン量（厚み）が不均一であると、カーボン除去量も不均一となり、ラムヘッドが前進する際、炉幅方向に蛇行し、炉壁煉瓦を壊す危険がある。
【０００８】
上記(2)の方式によれば、カーボン除去装置が大がかりなものとならざるを得ず、設備費が上昇して、コークスの製造コストを押し上げる。
【０００９】
上記(3)の方式によれば、カーボンの除去に時間がかかるので、コークス炉の稼働率が高い場合には、十分なカーボン除去効果を期待することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、コークス炉に係るカーボン除去技術の現状に鑑み、構造が簡単な機械的手段を用いることを前提に、（ｉ）炭化室の長手方向において除去されずに残る付着カーボン量（厚み）が均一になるように、カーボンを除去し、（ii）ラムヘッドの前進時における炉幅方向の蛇行を抑制することを課題とする。
【００１１】
そして、本発明は、上記課題を解決するカーボン除去構造を備えるコークス押出機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】
【００１２】
本発明者らは、炭化室の炉壁に付着、堆積したカーボンを機械的手段で除去する際、カーボンが硬質化していると、炭化室の長手方向におけるカーボン除去量が不均一になることから、硬質化したカーボンを、何らかの手段又は手法で脆弱化すれば、上記（ｉ）の課題を解決することができると発想し、上記脆弱化手段及び手法について鋭意検討した。
【００１３】
その結果、本発明者らは、コークス押出機のラムヘッドの上部に設けた掻板（ラムヘッドの前進時、炭化室の天井と炉壁に付着したカーボンを掻き取る）の前面に、円周面に突起を有する円筒管を配置し、コークスの押出時、円筒管を、炭化室の天井と炉壁に付着して硬質化したカーボンに接触させて回転させると、円筒管の突起による穿孔で、硬質化カーボンが脆弱化し、掻板との接触で、簡単に脱落することを見出した。
【００１４】
また、本発明者らは、円筒管の突起による穿孔とともに、円筒管から、酸素含有気体を、硬質化カーボンに吹き付けると、酸素含有気体は、穿孔された孔から、カーボン内部まで侵入して、硬質化したカーボンを、効率的に燃焼させて、除去することができることを見出した。
【００１５】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１６】
（１）  炭化室からコークスを押し出すラムヘッドの上部に、炭化室の天井と炉壁に付着したカーボンを除去する掻板を備えたコークス炉のコークス押出機において、
（ａ）上記掻板の前方上部に、円周面に突起を有し、炭化室の炉天井に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を、水平に配置し、
（ｂ）上記掻板の前方左右に、円周面に突起を有し、炭化室の炉壁に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を、垂直に配置した
ことを特徴とするコークス炉のコークス押出機。
【００１７】
（２）  前記突起が、円錐状の突起であることを特徴とする前記（１）に記載のコークス炉のコークス押出機。
【００１８】
（３）  前記円筒管が、中空構造で、かつ、円周面に複数の開口を有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のコークス炉のコークス押出機。
【００１９】
（４）  前記円筒管に、気体を供給する配管が接続されていることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のコークス炉のコークス押出機。
【００２０】
（５）  前記円筒管が、該円筒管に接続された配管を軸にして回転することを特徴とする前記（４）に記載のコークス炉のコークス押出機。
【００２１】
（６）  前記配管が、圧縮気体を供給する装置に接続されていることを特徴とする前記（３）〜（５）のいずれかに記載のコークス炉のコークス押出機。
【００２２】
（７）  前記圧縮気体が、酸素含有気体であることを特徴とする前記（６）に記載のコークス炉のコークス押出機。
【００２３】
（８）  コークス押出機で炭化室内のコークスを押し出すコークス炉の押出方法において、前記（１）〜（７）のいずれかに記載のコークス炉のコークス押出機を用い、炭化室からコークスを押し出すとともに、炭化室の天井及び炉壁に付着したカーボンを除去することを特徴とするコークス炉のコークス押出方法。
【００２４】
（９）  前記（８）に記載のコークス炉のコークス押出方法において、円筒管に酸素含有気体を供給することを特徴とするコークス炉のコークス押出方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、コークスの押出時、コークス押出機のラムビームが一往復する間に、炭化室の天井と炉壁に付着したカーボンを、効率よく除去することができる。その結果、コークス炉の生産性は低下せず、かつ、炉体に対する負荷が低減するので、コークス炉の寿命が延びる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明について、図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１に、コークス炉の炭化室内にラムヘッドを押し込む、従来のコークス押出態様を示す。図１（ａ）は、側面の部分態様を示し、図１（ｂ）は、正面態様を示す。
【００２８】
コークス炉の炭化室１は、煉瓦で構築された炉天井２、炉壁３、及び、炉底４で構成されている。コークス押出機５は、ラムシュー７を備えたラムビーム６と、ラムビーム６の先端に取り付けられたラムヘッド８からなり、ラムヘッド８の上部には、掻板９が取り付けられている。
【００２９】
炭化室１内に、ラムヘッド８を押し込んでコークス１０を押し出す時、掻板９が、炉天井２と、炉天井２に続く炉壁３に付着したカーボン１１に接触して、カーボン１１を掻き落とす。
【００３０】
ラムヘッド８を押し込んでコークス１０を押し出す時、カーボン１１が硬質化していると、掻板９による掻き落としカーボン量が不均一となる。不均一な掻き落としが続くと、炉壁３に残存するカーボン厚の不均一が顕著になり、ラムヘッド８は、コークス１０を押し出すときに、蛇行するようになる。
【００３１】
ラムヘッドが蛇行すると、特に、ラムヘッドの上部、炭化室の炉壁に強く接触して、炉壁煉瓦を壊すなど、コークス炉操業において重大なトラブルを引き起こすことになる。それ故、炉天井と炉壁に付着している硬質カーボンを均一に掻き落とし、炉天井と炉壁に残存するカーボン層の厚みを、常に、均一に維持する必要がある。
【００３２】
そこで、本発明のコークス押出機（本発明押出機）においては、図２に示すように、コークスの押し出し方向Ｄを前方として、（ａ）ラムヘッド８の上部に設けた掻板９の前方上部に、円周面に突起を有し、炭化室の炉天井に付着したカーボンに接触して軸１３を中心にして回転する円筒管１２を、水平に配置し、かつ、（ｂ）上記掻板９の前方左右に、円周面に突起を有し、炭化室の炉壁に付着したカーボンに接触して軸１３を中心にして回転する円筒管１２を、垂直に配置する。
【００３３】
図３に、掻板の前方上部及び前方左右に配置した円筒管と、後続の掻板が協働して、炭化室の炉天井及び炉壁に付着したカーボンを掻き落とす態様を示す。図３（ａ）は、上方からみた掻板９と円筒管１２の位置関係を示し、図３（ｂ）は、側方からみた掻板９と円筒管１２の位置関係を示し、図３（ｃ）は、押し出し方向でみた掻板９と円筒管１２の位置関係を示す。
【００３４】
ラムヘッドを前進させ、掻板９の前方上部及び左右に配置した、円錐状の突起１４を有する円筒管１２を、炭化室の炉天井２と炉壁３に付着したカーボン１１に押し付けて回転させると、円錐状の突起１４が、カーボン１１に食い込んで、カーボン１１の表面に孔が形成される。
【００３５】
この結果、硬質化したカーボン１１は脆弱となり、後続の掻板９が、カーボン１１に接触した時、カーボン１１は簡単に脱落する。
【００３６】
このように、掻板の前方上部及び前方左右に配置した円筒管と、後続の掻板が協働して、炭化室の炉天井及び炉壁に付着したカーボンを掻き落とす。この点が、本発明押出機の特徴である。
【００３７】
図３には、円周面に円錐状の突起を有する円筒管を示したが、突起の形状は、炭化室の炉天井及び炉壁に付着したカーボンに、容易に孔を形成することができるように、先端が先鋭的なものであればよく、円錐状に限定されない。
【００３８】
また、円筒管も、図３に示す円筒管に限定されない。図４に、円筒管の別の態様を示す。図４に示す円筒管は、中空構造の円筒管で、軸１３が、気体を供給する配管を兼ねていて、円周面に、突起１４と開口１５が形成されている。
【００３９】
円筒管１２の内部に、配管を経て気体、好ましくは、酸素含有気体を供給すると、開口１５から、酸素含有気体が吹き出るが、付着カーボンの表面には、突起１４で孔１５が形成されているので、円筒管１２の開口１５から吹き出た酸素含有気体は、付着カーボンの内部まで侵入して、カーボンを燃焼させ、カーボンの除去に貢献する。
【００４０】
このように、突起を有する円筒管に、酸素含有気体が吹き出る開口を設けると、付着カーボンを機械的に除去する効果に、燃焼させて除去する効果が重畳するので、炭化室の炉天井及び炉壁に付着したカーボンを、より効率的に除去することができる。
【００４１】
また、軸１３を通して気体を供給し円筒管１２の開口１５から気体を噴射することは、軸１３と円筒管１２を空冷する効果を発現するので、コークス炉の炭化室内の高温条件（例えば、１０００℃）下で使用する上記部材の耐久性を高めることになる。
【００４２】
なお、酸素含有気体は、圧縮気体として、配管から円筒管に供給するのが好ましい。通常、酸素含有気体として空気を用いるが、カーボンの燃焼除去の点から、酸素富化空気が好ましい。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００４４】
（実施例）
従来のコークス押出機と本発明押出機を交互に用いて、コークス炉を操業し、コークス押出機モーターを駆動する最大電流値を測定した。
【００４５】
図５に、その結果を示す。図中、本発明未実施期間は、従来のコークス押出機を用いた期間であり、本発明実施期間は、本発明押出機を用いた期間である。なお、縦軸は、炉団の日平均値である。
【００４６】
本発明未実施期間においては、最大電流値が増加傾向にある。このことは、炭化室の炉天井及び炉壁に付着したカーボンを充分に除去できず、残存カーボンが硬質化して、コークス押し出し抵抗が増加したと考えられる。
【００４７】
本発明押出機を用いると、コークス押出機モーターを駆動する最大電流値は低下し始めた。このことは、本発明押出機が備える円筒管が機能して、炭化室の炉天井及び炉壁に付着したカーボンを充分に除去することでき、コークス押し出し抵抗が減少したと考えられる。
【００４８】
再度、従来のコークス押出機を用いると、コークス押出機モーターを駆動する最大電流値は、増加し始めた。このように、本発明押出機の効果を確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
前述したように、本発明によれば、コークスの押出時、炭化室の天井と炉壁に付着したカーボンを、効率よく除去することができる。その結果、コークス炉の生産性は低下せず、かつ、炉体に対する負荷が低減するので、コークス炉の寿命が延びる。
【００５０】
したがって、本発明は、コークス製造産業において利用可能性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】コークス炉の炭化室内にラムヘッドを押し込む、従来のコークス押出態様を示す図である。（ａ）は、側面の部分態様を示し、（ｂ）は、正面態様を示す。
【図２】（ａ）掻板９の前方上部に、円周面に突起を有し、炭化室の炉天井に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を水平に配置し、かつ、掻板９の前方左右に、円周面に突起を有し、炭化室の炉壁に付着したカーボンに接触して回転する円筒管を垂直に配置した態様を示す図である。
【図３】掻板の前方上部及び前方左右に配置した円筒管と、後続の掻板が協働して、炭化室の炉天井及び炉壁に付着したカーボンを掻き落とす態様を示す図である。（ａ）は、上方からみた掻板と円筒管の位置関係を示し、（ｂ）は、側方からみた掻板と円筒管の位置関係を示し、（ｃ）は、押し出し方向でみた掻板と円筒管の位置関係を示す。
【図４】円筒管の別の態様を示す図である。
【図５】本発明押出機の効果を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    炭化室
２    炉天井
３    炉壁
４    炉底
５    コークス押出機
６    ラムビーム
７    ラムシュー
８    ラムヘッド
９    掻板
１０    コークス
１１    カーボン
１２    円筒管
１３    軸
１４    突起
１５    開口
Ｄ    押し出し方向
【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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