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JP3129166B2 - Particle Size Estimation Method for Room Coke Oven - Google Patents
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JP3129166B2 - Particle Size Estimation Method for Room Coke Oven - Google Patents

Particle Size Estimation Method for Room Coke Oven

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JP3129166B2
JP3129166B2 JP07245261A JP24526195A JP3129166B2 JP 3129166 B2 JP3129166 B2 JP 3129166B2 JP 07245261 A JP07245261 A JP 07245261A JP 24526195 A JP24526195 A JP 24526195A JP 3129166 B2 JP3129166 B2 JP 3129166B2
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particle size
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、室炉式コークス炉
で製造されるコークスの粒径を数値計算により推定する
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for estimating the particle size of coke produced in a coke oven furnace by numerical calculation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より大粒径・高強度コークスの製造
は、高炉の通気性を確保し安定操業を実現する上で不可
欠である。そこで、室炉式コークス炉で製造されるコー
クスの粒径を推定する各種の方法が検討され、コークス
粒径制御技術の開発が行われてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, the production of coke having a large particle size and high strength is indispensable for securing the permeability of a blast furnace and realizing a stable operation. Therefore, various methods for estimating the particle size of coke produced in a coke oven furnace have been studied, and a technology for controlling the particle size of coke has been developed.

【0003】コークス粒径推定に関しては、例えば図8
に示すように通常加熱時における実操業の解析から、室
炉式コークス炉稼働率とコークス平均粒径の相関関係を
経験的に作成し、この経験式から推定を行うのが一般的
であった。その他、プログラム加熱や配合条件変更によ
りコークス粒径変化の推定が行われていた。
[0003] Regarding the estimation of coke particle size, for example, FIG.
As shown in the figure, it was common to empirically create the correlation between the operating rate of the coke oven and the average coke particle size from the analysis of the actual operation during normal heating, and to estimate from this empirical formula. . In addition, coke particle size change was estimated by program heating and changing the mixing conditions.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の稼働率
によるコークス粒径推定方法では、変動幅の小さい実操
業データから算出されているため、加熱条件や配合条件
を大幅に変更する場合には推定精度が極端に低くなると
いう問題を抱えている。
However, in the conventional method of estimating the coke particle diameter based on the operation rate, since the calculation is performed from the actual operation data having a small fluctuation range, when the heating conditions and the blending conditions are largely changed, There is a problem that the estimation accuracy becomes extremely low.

【0005】また、現在のコークス炉操業において大粒
径コークスを製造する手段としては、稼働率を低下する
方法、高強度コークス製造用の石炭を配合する方法があ
る。しかし、前者はコークス生産量が低減し、後者は原
料コストが増大するという問題がある。
As means for producing large-grain coke in the current coke oven operation, there are a method of lowering the operation rate and a method of blending coal for producing high-strength coke. However, the former has a problem that coke production is reduced, and the latter has a problem that raw material costs are increased.

【0006】このような問題を解決するためにプログラ
ム加熱法の開発が進んでいる。しかし、従来の粒径推定
方法は通常加熱時における操業解析結果であるため、石
炭・コークスに与える熱履歴が複雑に大きく変化するプ
ログラム加熱法に対しては粒径の推定ができないという
問題を抱えている。
[0006] In order to solve such a problem, development of a program heating method has been advanced. However, since the conventional particle size estimation method is an operation analysis result during normal heating, there is a problem that the particle size cannot be estimated with the programmed heating method in which the heat history applied to coal and coke changes greatly in a complicated manner. ing.

【0007】本発明が解決しようとする課題は、コーク
スの粒径を決定するコークス塊内亀裂発生機構を、基本
現象であるコークス塊内に発生する引張応力とそのとき
の引張強度という2つの物理的パラメータにより解析す
ることによりコークス粒径を推定することである。
The problem to be solved by the present invention is that the crack initiation mechanism in the coke lump which determines the particle size of the coke is based on two physical factors: the tensile stress generated in the coke lump, which is a basic phenomenon, and the tensile strength at that time. The purpose is to estimate the coke particle size by analyzing with the dynamic parameters.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】発明者らは、コークスの
粒径はコークスの破壊機構に起因しているとの仮定を立
て、室炉式コークス炉のコークス塊内に発生する引張応
力とコークスの引張強度の2つの物理量の関係に着目し
た。
Means for Solving the Problems The inventors assumed that the particle size of coke is due to the fracture mechanism of coke, and found that the tensile stress generated in the coke mass of the coke oven of the coke oven and the coke Attention was paid to the relationship between the two physical quantities of the tensile strength.

【0009】そして、コークス塊内に発生する応力が応
力発生部分のコークス強度を上回ることにより亀裂が発
生し、コークスの破壊がおこると推定した。即ち、初期
亀裂発生と亀裂進展に着目し、初期亀裂発生は、引張応
力とその位置での引張強度のバランスが引張応力>引張
強度となった時点で現れる。
[0009] Then, it was presumed that a crack was generated when the stress generated in the coke mass exceeded the coke strength of the stress generating portion, and that the coke was broken. That is, paying attention to the initial crack generation and the crack propagation, the initial crack generation appears when the balance between the tensile stress and the tensile strength at that position becomes tensile stress> tensile strength.

【0010】その初期亀裂が進展することによりコーク
スが細粒化し、粒径が決定される。初期亀裂の進展はク
ラック周辺のコークス引張強度と引張応力のバランスに
依存し、引張強度に対する引張応力の割合が大きくなる
につれてクラックの進展が促進される。
[0010] As the initial cracks develop, the coke becomes finer and the grain size is determined. The growth of the initial crack depends on the balance between the coke tensile strength and the tensile stress around the crack, and the growth of the crack is promoted as the ratio of the tensile stress to the tensile strength increases.

【0011】従って、初期亀裂発生温度、炉内の各位置
での引張強度に対する引張応力の比率により平均コーク
ス粒径は推定できるとの知見を得て下記の発明をするに
至った。
Accordingly, the inventors have found that the average coke particle size can be estimated from the initial crack initiation temperature and the ratio of the tensile stress to the tensile strength at each position in the furnace, and have reached the following invention.

【0012】(1)請求項1の発明は、下記の工程を備
えたことを特徴とするコークス粒径の推定方法を提供す
る。 (a)室炉式コークス炉の炭化室の炉幅方向断面を所定
の大きさの複数の要素に分割する工程と、(b)前記要
素の各々について、前記要素内のコークス化した配合炭
の引張強度(S)と前記要素内のコークス化した配合炭
に加わる引張応力(F)との比を、前記炉幅方向断面の
位置および前記炭化室の昇温に伴う所定の温度範囲につ
いて求める工程と、(c)前記炉幅方向断面の所定の範
囲と所定の温度範囲に対して求められた前記比の最小値
((S/F)MIN )から下式によりコークス粒径(D)
を推定する工程。 D=α×(S/F)MIN +β (1) ここで、D:コークスの平均粒径、S:コークス化した
配合炭の引張強度、F:コークス化した配合炭に加わる
引張応力、α、β:定数
(1) The invention of claim 1 provides a method for estimating the particle size of coke, comprising the following steps. (A) a step of dividing the cross section of the carbonization chamber of the coke oven of the furnace type in the furnace width direction into a plurality of elements having a predetermined size; and (b) for each of the elements, the coking blended coal in the element. A step of obtaining a ratio of a tensile strength (S) to a tensile stress (F) applied to the coked coal blend in the element with respect to a position in the cross section in the furnace width direction and a predetermined temperature range accompanying a rise in the temperature of the carbonization chamber; And (c) the coke particle diameter (D) from the minimum value ((S / F) MIN ) of the ratio determined for a predetermined range and a predetermined temperature range in the furnace width direction cross section according to the following equation.
Estimating. D = α × (S / F) MIN + β (1) where, D: average particle size of coke, S: tensile strength of coked blended coal, F: tensile stress applied to coked blended coal, α, β: constant

【0013】(2)請求項2の発明は、前記炉幅方向断
面内の所定の範囲が、炭化室の一つの加熱面からの炉幅
中心迄の距離の35%の範囲内にある範囲であって、且
つ前記所定の温度範囲が、コークス化した配合炭の再固
化温度から線収縮率の2次ピーク温度までの範囲である
ことを特徴とする請求項1に記載されたコークス粒径の
推定方法を提供する。
(2) The invention according to claim 2 is that the predetermined range in the cross section in the furnace width direction is within a range of 35% of the distance from one heating surface of the carbonization chamber to the center of the furnace width. And the predetermined temperature range is a range from the re-solidification temperature of the coked blended coal to the secondary peak temperature of the linear shrinkage ratio, An estimation method is provided.

【0014】(3)請求項3の発明は、前記前記要素内
のコークス化した配合炭に加わる引張応力(F)を、非
定常2次元の伝熱方程式および歪み式を連立し、有限要
素法により求める請求項1又は請求項2に記載されたコ
ークス粒径の推定方法を提供する。
(3) The invention according to claim 3 is that the tensile stress (F) applied to the coked coal blend in the element is obtained by combining an unsteady two-dimensional heat transfer equation and a strain equation, And a method for estimating the particle size of coke according to claim 1 or claim 2.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

〔概要〕本発明は、図1に示すようにコークス炉の断面
(厚みをTとする)を所定の大きさの要素に分割し、コ
ークス化の過程におけるこの要素内のコークス化した配
合炭の引張強度とそのコークス化した配合炭に作用する
応力との比を求め、その比を空間的にはコークス炉幅方
向の所定の範囲にある要素毎に求めるとともに時間的に
も求め、その比の最小値からコークス粒径を下式から求
める方法である。
[Overview] As shown in FIG. 1, the present invention divides a cross section (thickness is T) of a coke oven into elements of a predetermined size, and mixes the coke blended coal in this element during the coking process. The ratio between the tensile strength and the stress acting on the coked coal blend is determined, and the ratio is determined spatially for each element within a predetermined range in the coke oven width direction and also determined temporally. This is a method of obtaining the coke particle size from the minimum value using the following equation.

【0016】 D=α×(S/F)MIN +β (1) ここで、D:コークスの平均粒径、S:コークス化した
配合炭の引張強度、F:コークス化した配合炭に加わる
引張応力、(S/F)MIN :S/F比の最小値、α、
β:特定のコークス製造炉に特有な定数である。
D = α × (S / F) MIN + β (1) where, D: average particle size of coke, S: tensile strength of coked blended coal, F: tensile stress applied to coked blended coal , (S / F) MIN : minimum value of S / F ratio, α,
β: a constant peculiar to a specific coke making furnace.

【0017】〔計算手順〕 S:コークス化した配合炭の引張強度は間接強度試験法
(JIS A1113)を配合炭により製造したコーク
スについて行うことにより図2に示すように温度の関数
として求めることができる。なお、Sは石炭の反射率
(R0 )(JISM8816)とも関係があり、配合さ
れる各炭種の反射率を加重平均して配合炭の反射率を求
めることができる。
[Calculation Procedure] S: The tensile strength of coked coal blend can be obtained as a function of temperature as shown in FIG. 2 by performing the indirect strength test method (JIS A1113) on coke produced from blend coal. it can. Note that S also has a relationship with the reflectance (R 0 ) of coal (JIS M8816), and the reflectance of blended coal can be obtained by weighted average of the reflectance of each blended coal type.

【0018】配合された原料炭がコークスとなったとき
のコークスの引張強度の具体的測定方法を次に示す。各
種熱処理を受けた熱処理条件(石炭銘柄、最高熱処理温
度等)の明らかなコークス塊からそれぞれ円盤状試料
(14φ×8mm)を作成し、間接引張強度試験(JI
S A1113に準拠)を行い下記の(2)式により算
出した。
A specific method for measuring the tensile strength of coke when the blended raw coal becomes coke is described below. Disk-shaped samples (14φ × 8mm) were prepared from coke lump with clear heat treatment conditions (coal brand, maximum heat treatment temperature, etc.) subjected to various heat treatments, and subjected to indirect tensile strength test (JI
SA1113) and calculated by the following equation (2).

【0019】 σt (=S)=2W/πDo t (2) ただし、σt :間接引張強度、W:試料圧裂時荷重、D
o :試料直径 t:試料厚み
[0019] σ t (= S) = 2W / πD o t (2) where, σ t: indirect tensile strength, W: sample圧裂during load, D
o : Sample diameter t: Sample thickness

【0020】F:石炭がコークスに炭化する際にコーク
ス化した配合炭に加わる引張応力は、コークス炉の幅方
向断面内の配合炭が再固化してできたコークスケーキを
弾性体と仮定し、大変形熱弾性体の歪増分理論(熱応力
と熱疲労、第28頁以下、平修二編、日刊工業新聞社、
昭和49年)に基づき有限要素法により計算できる。S
とFは温度とコークス炉内の位置(x,y)の関数であ
るからS/Fも温度とコークス炉内の位置(x,y)の
関数である。
F: The tensile stress applied to the coke blended coal when the coal is carbonized into coke is determined by assuming that the coke cake formed by resolidification of the blended coal in the cross section in the width direction of the coke oven is an elastic body. Incremental strain theory for large deformation thermoelastic materials (thermal stress and thermal fatigue, page 28 and below, Shuji Hira, Nikkan Kogyo Shimbun,
It can be calculated by the finite element method based on (Showa 49). S
Since F and F are functions of the temperature and the position (x, y) in the coke oven, S / F is also a function of the temperature and the position (x, y) in the coke oven.

【0021】コークス引張応力の具体的算出方法を次に
示す。計算対象としてはコークス炉炉長方向の現象は同
様と仮定し、コークス炉幅方向断面を考慮した。計算
は、非定常2次元伝熱式(3)、歪式(4)を基礎式と
した。伝熱計算はガラーキン法により定式化し有限要素
法にて計算し、歪計算は、再固化後のコークスを弾性体
と仮定し、大変形熱弾性問題の歪増分理論に基づく基礎
式を導き、有限要素法にて解析を行った。
The specific method of calculating the coke tensile stress will be described below. As a calculation target, the same phenomenon in the coke oven length direction was assumed, and the cross section in the coke oven width direction was considered. The calculation was based on the unsteady two-dimensional heat transfer equation (3) and the strain equation (4). The heat transfer calculation is formulated by the Galerkin method and calculated by the finite element method.The strain calculation assumes that the coke after resolidification is an elastic body, derives the basic formula based on the strain increment theory of the large deformation thermoelastic problem, Analysis was performed by the element method.

【0022】 Cpρ(∂θ/∂t)=(∂/∂x)(λ(∂θ/∂x)) +(∂/∂y)(λ(∂θ/∂y)) −−−−(3) σ=Eε −−−−(4) ただし、Cp:熱容量、ρ:密度、t:時間、λ:熱伝
導度、θ:温度 σ:応力、E:ヤング率、ε:歪量
Cpρ (∂θ / ∂t) = (∂ / ∂x) (λ (∂θ / ∂x)) + (∂ / ∂y) (λ (∂θ / ∂y)) −−−− ( 3) σ = Eε (4) where Cp: heat capacity, ρ: density, t: time, λ: thermal conductivity, θ: temperature σ: stress, E: Young's modulus, ε: strain amount

【0023】ここで、 Cp(J/kg/K)=1170.4(θ≦100℃) 1588.4(θ=350℃) 2717.0(θ=570℃) 836.0(θ:750℃) 1755.6(θ≧1000℃)の線形内挿値Here, Cp (J / kg / K) = 1170.4 (θ ≦ 100 ° C.) 1588.4 (θ = 350 ° C.) 2717.0 (θ = 570 ° C.) 836.0 (θ: 750 ° C.) ) Linear interpolated value of 1755.6 (θ ≧ 1000 ° C.)

【0024】 ρ(kg/m3 )=725(θ≦300℃) 610(θ=500℃) 565(θ≧800℃)の線形内挿値 λ(W/m/K)=λ0 exp(α(θ−θc)) θc=70.3×r+668.0(r:平均反射率) λ0 =0.0311×r+0.147 α=5.88×10-4×r+6.88×10-4(θ<θc) 5.53×10-4×r+3.32×10-4(θ≧θc) とした。上記において、λ0 は遷移温度における熱伝導
度、θcは遷移温度、αは温度係数である。S/Fの計
算は各時間メッシュ、位置メッシュにおいて実行した。
Ρ (kg / m 3 ) = 725 (θ ≦ 300 ° C.) 610 (θ = 500 ° C.) Linear interpolation value of 565 (θ ≧ 800 ° C.) λ (W / m / K) = λ 0 exp ( α (θ−θc)) θc = 70.3 × r + 668.0 (r: average reflectance) λ 0 = 0.0311 × r + 0.147 α = 5.88 × 10 −4 × r + 6.88 × 10 −4 (Θ <θc) 5.53 × 10 −4 × r + 3.32 × 10 −4 (θ ≧ θc) In the above, λ 0 is the thermal conductivity at the transition temperature, θc is the transition temperature, and α is the temperature coefficient. The calculation of S / F was executed for each time mesh and position mesh.

【0025】次に、S/Fを計算する望ましい範囲につ
いて述べる。望ましい範囲は、コークス炉の幅方向断面
中心線と炉壁間距離を100%とするとき炉壁からの距
離が35%までの範囲である。この理由は、発明者らが
種々の条件で乾留されたコークスを調査した結果、コー
クスの初期亀裂の発生位置は炉壁から炉の中心線までの
厚さの35%までに存在していたからである。
Next, a desirable range for calculating the S / F will be described. A desirable range is a range where the distance from the furnace wall is up to 35% when the distance between the center line of the cross section of the coke oven in the width direction and the furnace wall is 100%. The reason for this is that the inventors of the present invention investigated coke carbonized under various conditions, and found that the location of the initial cracks in coke was up to 35% of the thickness from the furnace wall to the center line of the furnace. .

【0026】次に、S/Fを計算する望ましい温度範囲
について述べる。この温度範囲は配合炭の再固化温度か
ら線収縮率が2次ピークを示す温度までの範囲である。
この理由は以下の通りである。図3には石炭のコークス
化過程における線収縮率を示すが、線収縮率は再固化温
度(500°C前後)から大きくなり、また2次ピーク
(750°C前後)で大きくなる。
Next, a desirable temperature range for calculating the S / F will be described. This temperature range is from the re-solidification temperature of the blended coal to the temperature at which the linear shrinkage shows a secondary peak.
The reason is as follows. FIG. 3 shows the linear shrinkage during the coking process of coal. The linear shrinkage increases from the re-solidification temperature (around 500 ° C.) and increases at the secondary peak (around 750 ° C.).

【0027】従って、初期亀裂の進展は発生した最大引
張応力に依存するが、この最大引張応力は線収縮率が増
加すると増加するという関係がある。そこで、計算する
望ましい温度範囲は上記配合炭の再固化温度(500°
C前後)から2次ピークを示す温度範囲である。
Therefore, although the growth of the initial crack depends on the generated maximum tensile stress, there is a relation that this maximum tensile stress increases as the linear shrinkage rate increases. Therefore, the desirable temperature range to be calculated is the re-solidification temperature (500 °
This is a temperature range that shows a secondary peak from around (C).

【0028】次に、上記で求めたS/Fの最小値からコ
ークス粒径を求めることができる理由を説明する。Sは
コークス化した配合炭の引張強度であり、Fは要素内で
コークス化した配合炭に発生する引張応力であるから、
理論的には、S/F≦1であれば亀裂が発生すると考え
られる。
Next, the reason why the coke particle size can be determined from the minimum value of the S / F determined above will be described. S is the tensile strength of the coked coal blend, and F is the tensile stress generated in the coked coal blend within the element.
Theoretically, if S / F ≦ 1, a crack is considered to occur.

【0029】しかし、コークスは通常多孔質であり、亀
裂発生後には応力の開放も発生する。そこで、本発明で
はS/F比を各要素毎に、また炉内の温度毎に求め、そ
の最小値によりコークスの粒径との関係を求めたところ
よい相関関係を見いだしたのである。図4はこの関係を
示す。
However, coke is usually porous, and after cracking, the stress is released. Therefore, in the present invention, the S / F ratio was determined for each element and for each temperature in the furnace, and the relationship between the S / F ratio and the coke particle size was determined based on the minimum value, and a good correlation was found. FIG. 4 illustrates this relationship.

【0030】この図4は特定の加熱パターンにより種々
の石炭をコークスに乾留したとき、(S/F)MIN と実
測の平均コークス粒径との関係を示し、前記(1)式が
成立することを示す。コークス引張強度の測定値(S)
と、伝熱式及び歪式を基礎式とし数値計算により算出し
たコークス塊内発生引張応力(F)との比(S/F)の
最小値を求めることにより、コークス粒径を推定できる
ことを確認した。
FIG. 4 shows the relationship between (S / F) MIN and the actually measured average coke particle size when various coals are carbonized into coke by a specific heating pattern, and the above-mentioned formula (1) is satisfied. Is shown. Measured value of coke tensile strength (S)
It is confirmed that the coke particle size can be estimated by finding the minimum value (S / F) of the tensile stress (F) generated in the coke mass calculated by numerical calculation based on the heat transfer equation and the strain equation as basic equations. did.

【0031】[0031]

【実施例】本発明の実施例を説明する。 実施例1 原料石炭銘柄の性状により、熱処理により発現するコー
クスの線収縮率が異なる。そこで、乾留中にコークス塊
内に発生する熱応力プロフィールが大きく異なることが
予想される。
An embodiment of the present invention will be described. Example 1 The linear shrinkage of coke generated by heat treatment varies depending on the properties of the raw coal brand. Therefore, it is expected that the thermal stress profile generated in the coke lump during carbonization greatly differs.

【0032】そこで、先ず石炭の性状が本推定方法に与
える影響について検討した。石炭銘柄には表1の銘柄a
〜銘柄eの5銘柄を、加熱パターンとしては図7のパー
タンAを条件として、乾留による平均粒径の実測及び計
算による平均粒径推定を実施した。実施例は実機コーク
ス炉を忠実に表現できる試験炉において行った。
Therefore, first, the influence of the properties of coal on the present estimation method was examined. Coal brands listed in Table 1
Measurement of the average particle size by dry distillation and estimation of the average particle size by carbonization were carried out for five brands (e) to (e) under the conditions of pattern A in FIG. 7 as the heating pattern. The examples were performed in a test furnace capable of faithfully expressing an actual coke oven.

【0033】上記実験の結果を図5に示す。図5は本発
明の方法によりコークスの粒径を推定できることを示す
ものである。コークス平均粒径の推定式には前述の式
(1)を使用した。このように各種石炭性状について、
推定値が実測値とよく一致していることを示している。
FIG. 5 shows the results of the above experiment. FIG. 5 shows that the coke particle size can be estimated by the method of the present invention. The above equation (1) was used as the equation for estimating the average coke particle size. Thus, for various coal properties,
This shows that the estimated value is in good agreement with the measured value.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】実施例2 各炭の乾留時の加熱パターンにより、コークス塊内に発
生する熱応力プロフィールが複雑に異なっており、亀裂
発生挙動が異なると考えられる。そこで、加熱パターン
が本推定方法に与える影響について検討した。石炭銘柄
には表1の銘柄aを、加熱パターンとしては図7のパタ
ーンA〜Cを条件として、乾留による平均粒径の実測及
び計算による平均粒径推定を実施した。
Example 2 It is considered that the thermal stress profile generated in the coke lump is complicatedly different depending on the heating pattern during the carbonization of each coal, and the crack generation behavior is different. Therefore, the effect of the heating pattern on the estimation method was examined. Under the conditions of brand a in Table 1 as a coal brand and patterns A to C in FIG. 7 as a heating pattern, actual measurement of the average particle size by dry distillation and estimation of the average particle size by calculation were performed.

【0036】図6に実測値と推定値の関係を示す。この
ような各種加熱パターンについても推定値と実測値はよ
く一致している。以上の様に各種石炭性状、及び、各種
のプログラム加熱の場合において推定値と実測値が良く
一致していることが確認できた。
FIG. 6 shows the relationship between the actually measured value and the estimated value. The estimated values and the actually measured values of these various heating patterns are in good agreement. As described above, it was confirmed that the estimated values and the actually measured values were in good agreement in the case of various coal properties and various types of program heating.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明により、事前に配合炭の種類と加
熱パターンが与えられると、製造されるコークスの粒径
の推定が可能となった。そのことにより、容易に大粒径
コークス製造が製造可能となった。従って、高炉内にお
いて、十分な通気抵抗の確保が可能となり、常時安定し
た高炉操業が実現し、銑鉄の製造効率に絶大な効果を奏
した。
According to the present invention, it is possible to estimate the particle size of the produced coke, given the type of coal blend and the heating pattern in advance. As a result, large particle size coke can be easily produced. Therefore, sufficient ventilation resistance can be ensured in the blast furnace, the blast furnace operation is always stable, and the production efficiency of pig iron is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】室炉式コークス炉の断面を有限要素法の計算の
ために分割した例を示す図である。
FIG. 1 is a view showing an example in which a cross section of a chamber coke oven is divided for calculation by a finite element method.

【図2】石炭の加熱過程における石炭(コークス)の引
張強度を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the tensile strength of coal (coke) in the process of heating the coal.

【図3】石炭の加熱過程における線収縮率の変化を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change in a linear shrinkage rate in a heating process of coal.

【図4】室炉式コークス内におけるコークス塊内発生引
張応力(F)との比(S/F)の最小値とコークスの平
均粒径との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a minimum value of a ratio (S / F) to a tensile stress (F) generated in a coke lump and a mean particle size of coke in a coke oven furnace.

【図5】本発明の方法により各種石炭銘柄についてコー
クスの平均粒径を推定した実施例である。
FIG. 5 is an example of estimating the average particle size of coke for various coal brands by the method of the present invention.

【図6】各種加熱パターンについてコークスの平均粒径
を推定した実施例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which the average particle size of coke is estimated for various heating patterns.

【図7】コークスのプログラム加熱方法の例を表した図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a program heating method of coke.

【図8】コークス炉稼働率とコークスの平均粒径の相関
関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a correlation between a coke oven operating rate and an average particle size of coke.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−106691(JP,A) 特開 平3−229791(JP,A) 特開 平4−304294(JP,A) 特開 平4−304295(JP,A) 特開 平5−223725(JP,A) 特開 平5−230462(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10B 45/00 C10B 47/10 C10B 57/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-106691 (JP, A) JP-A-3-229791 (JP, A) JP-A-4-304294 (JP, A) JP-A-4- 304295 (JP, A) JP-A-5-223725 (JP, A) JP-A-5-230462 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C10B 45/00 C10B 47 / 10 C10B 57/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記の工程を備えたことを特徴とするコ
ークス粒径の推定方法。 (a)室炉式コークス炉の炭化室の炉幅方向断面を所定
の大きさの複数の要素に分割する工程と、(b)前記要
素の各々について、前記要素内のコークス化した配合炭
の引張強度(S)と前記要素内のコークス化した配合炭
に加わる引張応力(F)との比を、前記炉幅方向断面の
位置および前記炭化室の昇温に伴う所定の温度範囲につ
いて求める工程と、(c)前記炉幅方向断面の所定の範
囲と所定の温度範囲に対して求められた前記比の最小値
((S/F)MIN )から下式によりコークス粒径(D)
を推定する工程。 D=α×(S/F)MIN +β ここで、D:コークスの平均粒径、S:コークス化した
配合炭の引張強度、F:コークス化した配合炭に加わる
引張応力、α、β:定数
1. A method for estimating a particle size of coke, comprising the following steps. (A) a step of dividing the cross section of the carbonization chamber of the coke oven of the furnace type in the furnace width direction into a plurality of elements having a predetermined size; and (b) for each of the elements, the coking blended coal in the element. A step of obtaining a ratio of a tensile strength (S) to a tensile stress (F) applied to the coked coal blend in the element with respect to a position in the cross section in the furnace width direction and a predetermined temperature range accompanying a rise in the temperature of the carbonization chamber; And (c) the coke particle diameter (D) from the minimum value ((S / F) MIN ) of the ratio determined for a predetermined range and a predetermined temperature range in the furnace width direction cross section according to the following equation.
Estimating. D = α × (S / F) MIN + β where D: average particle size of coke, S: tensile strength of coked coal blend, F: tensile stress applied to coked coal blend, α, β: constant
【請求項2】 前記炉幅方向断面内の所定の範囲が、炭
化室の一つの加熱面からの炉幅中心迄の距離の35%の
範囲内にある範囲であって、且つ前記所定の温度範囲
が、コークス化した配合炭の再固化温度から線収縮率の
2次ピーク温度までの範囲であることを特徴とする請求
項1に記載されたコークス粒径の推定方法。
2. A predetermined range in the cross section in the furnace width direction is a range within 35% of a distance from one heating surface of the coking chamber to a center of the furnace width, and the predetermined temperature is within a range. The method according to claim 1, wherein the range is from a re-solidification temperature of the coked coal blend to a secondary peak temperature of linear shrinkage.
【請求項3】 前記要素内のコークス化した配合炭に加
わる引張応力(F)を、非定常2次元の伝熱方程式およ
び歪み式を連立し、有限要素法により求める請求項1又
は請求項2に記載されたコークス粒径の推定方法。
3. The non-stationary two-dimensional heat transfer equation and strain equation are used to determine the tensile stress (F) applied to the coked coal blend in the element by the finite element method. The method for estimating the particle size of coke described in (1).
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