JP4122999B2

JP4122999B2 - Coal charging method for coke oven

Info

Publication number: JP4122999B2
Application number: JP2003040766A
Authority: JP
Inventors: 浩二花岡; 晃一主代; 哲也山本; 道雄本間; 裕二月原
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP2004250515A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉への石炭装入方法に関し、特にコークス炉の炉長方向にわたって粒度の異なる石炭を装入することにより、コークスの押し出される側のドア近傍におけるコークス強度の有利な向上を図ろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
室炉方式のコークス炉では、石炭が装入される炭化室は、コークスを押し出すための押出機のラックが入る側（マシンサイド、Ｍ／Ｓと略す場合あり）から、コークスが押し出される側（コークスサイド、Ｃ／Ｓと略す場合あり）に向かって、炉壁間距離（以下、炉幅という）が徐々に大きくなっている。これは、乾留されて押し出されるコークスが押し出され易いようにとの配慮からであるが、コークス炉の炉長が12〜13ｍから17〜18ｍもあるのに対して、そのテーパー（炉幅の増加量）は40〜80mm程度にすぎない。
【０００３】
コークス炉の燃焼室の温度分布は、上述したテーパーに見合うように、Ｍ／ＳからＣ／Ｓに向かって温度を高くなるように温度勾配を付けた設定にしてあるが、放熱作用の大きいＭ／ＳおよびＣ／Ｓの炉壁レンガ面の温度は低下傾向になるのが常である。このため、乾留による炭化不良もこれらの窯口側で起こる場合が多い。その結果、乾留後に生成するコークス強度が不十分となることがある。
このようなコークス強度の低下、特にＣ／Ｓ側におけるコークス強度の低下を抑制することができれば、コークスの強度管理上極めて有利であり、ひいては安価な微粘炭の配合増に繋がり、コークスの製造コストの低減にも頁献することになる。
【０００４】
コークス炉の炉長方向で性状の異なった炭材を装入する方法としては、成形炭を窯口側（炉長方向両端側）底部に装入する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、炭化室内でこのような偏析を起こさせるためには、上記特許文献１に記載されているとおり、装炭車の窯口側のホッパーの底に成形炭を積み付ける必要がある。上記特許文献１では、この積み付け方法について言及されていないので明言はできないが、最初に窯口側の両ホッパーの底に成形炭を積み付けたのち、全ホッパーに配合炭を積み付けるものと考えられる。
とすれば、成形炭を装炭車に積み付けるための設備を、配合炭の積み付け設備とは別系統で用意する必要があり、そのためには大掛かりな設備の設置と設備投資が必要となる。
【０００５】
また、粒度の偏析を利用した石炭の配合、装入に関しては、ある種特殊な石炭銘柄の粉砕前の粒度別性状の違いを利用したコークス強度安定化技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
しかしながら、この方法は、石炭塔へ積み付ける以前のヤード堆積山や石炭槽ホッパー内での技術であり、また石炭塔内ではその特異な銘柄と他の配合炭が均−に混合されていることが条件的にも望ましいと考えられる。
従って、この方法では、窯口（特にＣ／Ｓ側）のコークス強度を選択的に増強させることはできない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−212162号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平３−263488号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点を有利に解決するもので、石炭塔への積み付け設備系統のわずかな改良で、しかもこれまでと同じ配合炭を用いて、Ｃ／Ｓ側のコークス強度を選択的に増強することができる、コークス炉への石炭装入方法を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、コークス炉の石炭装入車に石炭を供給する石炭塔内において、コークス炉炭化室炉長方向のコークスの押し出し側および中央域にのみ石炭を供給し、該炉長方向のコークスの押し出される側については、上記の供給により自然に形成される石炭堆積層の傾斜面を利用して供給することにより、該炉長方向にわたり石炭を粒度偏析させて堆積し、この状態で石炭装入車のホッパーに積み付けし、引き続きホッパー間での粒度偏析を保持したままコークス炉に装入することを特徴とする、コークス炉への石炭装入方法である。
そして、本発明は、上記のようにして、Ｃ／Ｓ側の石炭粒度を粗くして嵩密度を高くすることにより、Ｃ／Ｓ側のコークス強度を増強させるものである。
【０００９】
また、本発明では、石炭塔内において、上記したように石炭の粒度偏析を付けるに際し、石炭の供給により形成される石炭堆積層の傾斜領域の上方にグリズリー等の分粒器を設置して強制的に粒度偏析を助長することもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
図１に、本発明に従う石炭の供給要領を図解する。
本発明では、図１(a) に示すように、予め石炭塔の全長にわたって石炭を装入し、平坦な堆積面を形成しておく。
ついで、図１(b) および(c) に示すように、石炭塔内の、コークス炉炭化室炉長方向のコークスの押し出し側（Ｍ／Ｓ）および中央域にのみ石炭を供給する。このような方法で石炭を供給すると、コークス炉炭化室炉長方向のコークスの押し出される側（Ｃ／Ｓ）では、上記の供給により自然に形成される石炭堆積層の傾斜面を介して石炭が供給されることになる（同図(c) 参照）。そして、最終的には、図１(d) に示すような堆積状態となる。
この後、石炭を装炭車に供給して図１(d) のレベルが低下していくが、その後は同図(c) に示すようにＭ／Ｓ側および中央域にのみ石炭を積み付けて石炭レベルを保持する。
【００１１】
上記したような供給方法によれば、石炭塔内のコークス押し出し側（Ｍ／Ｓ）および中央域では粒度の均一な石炭が堆積されるが、コークスの押し出される側（Ｃ／Ｓ）については傾斜を利用して供給することから、粒径が大きいものほどよりＣ／Ｓ側のドア近くに供給されることになる。
従って、この堆積状態のまま、石炭塔から石炭装入車、ひいてはコークス炉に石炭を装入すれば、コークス炉炭化室炉長方向のコークスの押し出される側（Ｃ／Ｓ）には、比較的粒径が大きな石炭が供給されることになる。
【００１２】
上記したとおり、本発明は、コークス炉石炭塔でコークス炉炭化室炉長方向のコークスの押し出される側（Ｃ／Ｓ）については、傾斜面を利用して石炭を供給することにより、石炭を炉長方向に粒度偏析させて堆積させ、粒度の粗い装入炭をＣ／Ｓ側のホッパーに積み付けし、それをコークス炉に装入する方法である。これにより、Ｃ／Ｓ側の粒度を粗くして嵩密度を高くし、Ｃ／Ｓ側のコークス強度を増加させ、Ｃ／Ｓ側での炭化不良に起因した強度低下を抑制するものである。
【００１３】
次に、図２に、石炭堆積層の傾斜領域の上方に分粒器としてグリズリーを設置した場合を示す。
同図に示したとおり、石炭堆積層の傾斜領域の上方にグリズリーを設置することにより、石炭の分粒がより効果的に進み、炉長方向にわたる粒度偏析を一層助長することができる。
【００１４】
【実施例】
図３に示す装置を用いて、石炭塔内に形成される傾斜面による石炭の粒度偏析度合いを調査した。図３の装置は、透明塩化ビニル製で、傾斜面には石炭がコーティングされている。実験は、その傾斜面に予め石炭を厚み：５cmほど堆積させて状態で開始し、頂上部から石炭を投入後、裾野部の石炭を採取した。
その結果、傾斜面の頂上部から装入された石炭は傾斜面を転がる間に粒度偏析を起こし、傾斜面上部では平均粒度が装入炭の平均よりも小さく、一方傾斜面下部（裾野部）では平均粒度が装入炭の平均よりも大きくなることが確認された。
【００１５】
得られた結果を図４に示す。
同図に示したとおり、傾斜面から転がり落ちた裾野部における石炭の平均粒度は2.7 mm程度で、装入前の平均値：2.1 mmよりも大きくなった。
【００１６】
次に、このような粒度の大きくなった石炭をＣ／Ｓ側のホッパーに積み付け、その後コークス炉炭化室のＣ／Ｓ側へ装入された時の嵩密度を、シミュレーションにより計算した。
その結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】

【００１８】
同表に示したとおり、コークス炉の炭化室Ｃ／Ｓ側における装入炭の嵩密度は778 kg/m³ であり、偏析させない場合の平均嵩密度：763 kg/m³ よりも 15 kg/m³ 高くなった。
【００１９】
次に、40kg乾留炉にて所定の条件で乾留し、嵩密度を変えて生成したコークスの強度を測定した。石炭の充填嵩密度は表１の結果を踏まえて、偏析させない場合の条件と偏析後の裾野部の条件で変えて実験を行った。
その結果を表２に示す。
【００２０】
なお、コークス強度は、ＴＩ（400, 6）で評価した。ここに、ＴＩ（400, 6）とは、JIS K 2151のタンブラー法に準じたコークス強度の測定法であり、JIS 法との違いは、ドラムの回転数がJIS 法では1400回転であるのに対し、本法は 400回転であり、400 回転後の＋６mmの重量比率で評価している点が異なる（他の測定条件はJIS 法と同じ）。
この値が低下すると、高炉でのコークスの粉発生が増加し、炉況の悪化を招く。
そして、このＴＩ（400, 6）値が84以上であれば炉況は安定する。なお、この値が 0.2〜0.3 低下しただけでも高炉の炉況は大きく変動し、逆に 0.2〜0.3 増加させることができれば炉況は一層安定化する。従って、この場合には、強度の余裕分を安価炭増量に振り替えることができ、大幅なコストダウンが図れる。
【００２１】
【表２】

【００２２】
同表に示したとおり、石炭を粒度偏析させ、嵩密度を高くして乾留して生成したコークスは、偏析させない場合よりもコークス強度ＴＩ（400, 6）を 0.4も大きくすることができた。
【００２３】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、石炭塔内において、炉長方向でＣ／Ｓ側の粒度が粗くなるように、装入石炭に粒度偏析を付けて堆積させることができ、ひいてはこの粒度偏析を保持したままコークス炉へ装入することにより、Ｃ／Ｓ側のコークス強度を増大させることができ、その結果Ｃ／Ｓ側での炭化不良によるコークス強度の低減を防止することができる。
また、本発明は、設備投資の増大を招くことなしに現実のコークス炉に容易に採用することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う石炭の供給要領を示した図である。
【図２】石炭堆積層の傾斜領域の上方に分粒器としてグリズリーを設置した場合の石炭の供給要領を示した図である。
【図３】石炭塔内に形成される傾斜面による石炭の粒度偏析度合いを調査するための装置の概略図である。
【図４】傾斜面による石炭の粒度偏析結果を示した図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for charging coal into a coke oven, and in particular, by introducing coal having different particle sizes over the length of the coke oven, the coke strength is advantageously improved in the vicinity of the door where the coke is extruded. It is something to try.
[0002]
[Prior art]
In the coke oven of the chamber furnace type, the carbonization chamber into which coal is charged is the side from which the coke is extruded from the side where the rack of the extruder for extruding the coke enters (machine side, sometimes abbreviated as M / S) ( The distance between the furnace walls (hereinafter referred to as the furnace width) gradually increases toward the coke side (sometimes abbreviated as C / S). This is because the coke that is carbonized and extruded is easy to be extruded, but the length of the coke oven ranges from 12 to 13m to 17 to 18m, but its taper (increase in furnace width) Amount) is only about 40-80mm.
[0003]
The temperature distribution in the combustion chamber of the coke oven is set to have a temperature gradient so that the temperature increases from M / S to C / S so as to match the above-described taper. The temperature of the furnace wall brick surface of / S and C / S usually tends to decrease. For this reason, poor carbonization due to dry distillation often occurs on the side of these kilns. As a result, the strength of coke produced after dry distillation may be insufficient.
If such a decrease in coke strength, particularly a decrease in coke strength on the C / S side, can be suppressed, it is extremely advantageous for coke strength management, and in turn leads to an increase in the blending of low-cost cohesive coal. This will also contribute to cost reduction.
[0004]
As a method of charging carbon materials having different properties in the furnace length direction of the coke oven, a method of charging formed charcoal to the bottom of the furnace port side (both ends in the furnace length direction) has been proposed (for example, Patent Document 1). reference).
However, in order to cause such segregation in the carbonization chamber, as described in the above-mentioned Patent Document 1, it is necessary to load forming charcoal on the bottom of the hopper on the kiln side of the coal-equipped vehicle. In the above-mentioned patent document 1, since this packing method is not mentioned, it is not possible to say clearly, but first, after charging coal to the bottoms of both hoppers on the kiln entrance side, the blended coal is to be stacked on all hoppers. Conceivable.
If this is the case, it is necessary to prepare equipment for loading coal into a charcoal vehicle in a separate system from the coal coal loading equipment, which requires extensive installation and capital investment.
[0005]
In addition, regarding the blending and charging of coal using segregation of particle size, a coke strength stabilization technique using a difference in properties depending on the particle size before pulverization of certain special coal brands has been proposed (for example, Patent Document 2). reference).
However, this method is a technique in the yard pile and coal tank hopper before loading on the coal tower, and the unique brand and other blended coal are mixed evenly in the coal tower. Is considered desirable in terms of conditions.
Therefore, with this method, the coke strength at the kiln (particularly the C / S side) cannot be selectively increased.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-6-212162 (Claims)
[Patent Document 2]
JP-A-3-263488 (Claims)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention advantageously solves the above-mentioned problems of the prior art, with a slight improvement in the system for loading equipment into the coal tower, and using the same blended coal as before, coke on the C / S side. The purpose is to propose a method for charging coal into a coke oven that can selectively increase the strength.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention supplies coal only to the coke extrusion side and the central area in the coke oven carbonization chamber furnace length direction in the coal tower that supplies coal to the coal charging vehicle of the coke furnace, About the side where coke is pushed out, the coal is deposited by grain size segregation along the furnace length direction by supplying it using the inclined surface of the coal deposit layer naturally formed by the above supply, and in this state the coal is deposited. This is a method of charging coal into a coke oven, characterized in that it is loaded into a hopper of a charging vehicle and subsequently charged into a coke oven while maintaining the segregation of grain size between the hoppers.
In the present invention, as described above, the C / S side coke strength is increased by increasing the bulk density by coarsening the C / S side coal particle size.
[0009]
Further, in the present invention, when coal particle size segregation is applied in the coal tower as described above, a granulator such as a grizzly is installed above the inclined region of the coal deposition layer formed by supplying coal. In particular, particle size segregation can be promoted.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be specifically described below.
FIG. 1 illustrates a coal supply procedure according to the present invention.
In the present invention, as shown in FIG. 1 (a), coal is charged in advance over the entire length of the coal tower to form a flat deposition surface.
Next, as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c), coal is supplied only to the coke extrusion side (M / S) and the central region in the coke oven carbonization chamber length direction in the coal tower. When coal is supplied by such a method, on the side where coke is extruded in the coke oven coking chamber furnace length direction (C / S), the coal flows through the inclined surface of the coal deposit layer that is naturally formed by the above supply. (See (c) in the figure). Finally, the deposition state as shown in FIG.
After this, coal is supplied to the coal-equipped vehicles, and the level of Fig. 1 (d) decreases. After that, as shown in Fig. 1 (c), coal is loaded only on the M / S side and the central area. Hold the coal level.
[0011]
According to the supply method as described above, coal having a uniform particle size is deposited on the coke extrusion side (M / S) and the central area in the coal tower, but the coke extrusion side (C / S) is inclined. Therefore, the larger the particle size, the closer to the door on the C / S side.
Therefore, if the coal is charged from the coal tower into the coal charging vehicle and then into the coke oven in this accumulated state, the coke extruded side (C / S) in the coke oven carbonization chamber length direction is relatively Coal with a large particle size will be supplied.
[0012]
As described above, in the coke oven coal tower, the present invention relates to the coke oven carbonization chamber in the longitudinal direction of the coke extruded side (C / S), by supplying the coal using an inclined surface, This is a method in which the grain size is segregated in the long direction and deposited, and the coarsely charged coal is loaded on the C / S side hopper and charged in the coke oven. As a result, the C / S side particle size is coarsened to increase the bulk density, the C / S side coke strength is increased, and the strength reduction due to the carbonization failure on the C / S side is suppressed.
[0013]
Next, FIG. 2 shows a case where a grizzly is installed as a granulator above the inclined region of the coal deposit layer.
As shown in the figure, by installing a grizzly over the sloped region of the coal deposit layer, coal sizing proceeds more effectively, and particle size segregation along the furnace length direction can be further promoted.
[0014]
【Example】
Using the apparatus shown in FIG. 3, the degree of particle size segregation of coal due to the inclined surface formed in the coal tower was investigated. The apparatus of FIG. 3 is made of transparent vinyl chloride, and the inclined surface is coated with coal. The experiment was started in a state where coal was deposited on the inclined surface in a thickness of about 5 cm in advance, and after the coal was introduced from the top, the coal at the base was collected.
As a result, the coal charged from the top of the inclined surface segregates during rolling on the inclined surface, and the average particle size is smaller than the average of the charged coal in the upper portion of the inclined surface, while the lower portion of the inclined surface (bottom). Then, it was confirmed that the average particle size becomes larger than the average of the charged coal.
[0015]
The obtained results are shown in FIG.
As shown in the figure, the average particle size of coal in the skirt that fell from the inclined surface was about 2.7 mm, which was larger than the average value before charging: 2.1 mm.
[0016]
Next, the bulk density when the coal having such a large particle size was loaded on the C / S side hopper and charged into the C / S side of the coke oven carbonization chamber was calculated by simulation.
The results are shown in Table 1.
[0017]
[Table 1]

[0018]
As shown in the Table, a bulk density of instrumentation Nyusumi in the coking chamber C / S side of the coke oven is 778 kg / m ^3, average bulk density when not segregate: 763 15 than kg / m ³ kg / m ³ higher.
[0019]
Next, the strength of coke produced by dry distillation under a predetermined condition in a 40 kg carbonization furnace and changing the bulk density was measured. Based on the results shown in Table 1, the packing bulk density of coal was changed according to the conditions in the case where no segregation was performed and the conditions at the bottom after segregation.
The results are shown in Table 2.
[0020]
The coke strength was evaluated by TI (400, 6). Here, TI (400, 6) is a method for measuring coke strength in accordance with the tumbler method of JIS K 2151. The difference from the JIS method is that the drum rotation speed is 1400 in the JIS method. In contrast, this method has 400 revolutions, and the evaluation is based on a weight ratio of +6 mm after 400 revolutions (other measurement conditions are the same as the JIS method).
When this value decreases, coke powder generation in the blast furnace increases, leading to deterioration of furnace conditions.
If the TI (400, 6) value is 84 or more, the furnace condition is stabilized. It should be noted that even if this value decreases by 0.2 to 0.3, the furnace condition of the blast furnace fluctuates greatly, and if it can be increased by 0.2 to 0.3, the furnace condition will be further stabilized. Therefore, in this case, the margin of strength can be transferred to a low-cost coal increase, and a significant cost reduction can be achieved.
[0021]
[Table 2]

[0022]
As shown in the table, coke produced by segregation of coal particles and increasing the bulk density to dry distillation was able to increase the coke strength TI (400, 6) by as much as 0.4 compared to the case of no segregation.
[0023]
【The invention's effect】
Thus, according to the present invention, in the coal tower, the charged coal can be deposited with grain size segregation so that the C / S side grain size becomes coarse in the furnace length direction, and this grain size segregation is maintained. By charging the coke oven as it is, the coke strength on the C / S side can be increased, and as a result, the reduction of the coke strength due to carbonization failure on the C / S side can be prevented.
Further, the present invention has an advantage that it can be easily adopted in an actual coke oven without causing an increase in capital investment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a coal supply procedure according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the supply procedure of coal when a grizzly is installed as a granulator above the inclined region of the coal sedimentary layer.
FIG. 3 is a schematic view of an apparatus for investigating the degree of particle size segregation of coal due to an inclined surface formed in a coal tower.
FIG. 4 is a diagram showing a result of coal particle size segregation by an inclined surface.

Claims

In the coal tower that supplies coal to the coal charging car of the coke oven, the coke is supplied only to the coke extrusion side and the central area of the coke oven coking chamber furnace length direction, and the side of the coke extrusion in the furnace length direction is extruded. In this state, coal is deposited by particle size segregation along the length of the furnace by supplying it using the inclined surface of the coal deposit layer naturally formed by the above supply, and in this state, it is deposited on the hopper of the coal charging vehicle. A method of charging coal into a coke oven, characterized by stacking and subsequently charging into a coke oven while maintaining particle size segregation between hoppers.