JP5962924B2 - Coke oven operation method - Google Patents
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Description
本発明は、コークス炉の操業方法に関し、特にその炭化室において、なるべく装炭量を減らさずに、突き上げ詰りを効果的に防止することができるコークス炉の操業方法を提案する。 The present invention relates to a method for operating a coke oven, and in particular, proposes a method for operating a coke oven that can effectively prevent push-up clogging without reducing the amount of coal as much as possible in the carbonization chamber.
一般に、コークス炉は、図1に示すように、炭化室R内に装入した石炭を、隣接する燃焼室から供給される熱により乾留することでコークスを製造する炉である。炭化室に装入された石炭は、約15〜24時間の加熱乾留により、約1000℃の赤熱コークス(コークスケーキ)となる。その後、コークス炉の炭化室の長さ方向(炉長方向)の両端に設置されている炉蓋D1、D2を開放して開口すると共に、マシンサイド(MS側)の開口から押出機のラム8を繰り出して炉内の赤熱状態のコークスケーキCcを押し込むことにより、該コークスケーキを他方の排出側(コークスサイド:CS側)の開口から炉外に排出し、冷却して製品コークスとする。
In general, a coke oven is a furnace for producing coke by dry distillation of coal charged into a carbonizing chamber R with heat supplied from an adjacent combustion chamber, as shown in FIG. Coal charged into the carbonization chamber becomes red hot coke (coke cake) at about 1000 ° C. by heating and dry distillation for about 15 to 24 hours. Thereafter, the furnace lids D1 and D2 installed at both ends in the length direction (furnace length direction) of the carbonizing chamber of the coke oven are opened and opened, and the
コークス炉の前記操業では、炭化室内にある乾留後のコークスケーキを押出機を使って炉外に排出する際、炉壁の状況や石炭の乾留状況(収縮)の如何によっては生成したコークスケーキの排出が困難となって閉塞する、いわゆる「押詰り」という現象を発生することがある。この押詰りが発生した場合、炉壁の損傷拡大や生産スケジュールの変更に伴うコークス生産性低下などへの影響が懸念される。従って、コークスケーキの押出し性を向上させることは、コークス炉の操業において極めて重要なことである。 In the above-mentioned operation of the coke oven, when the coke cake after carbonization in the carbonization chamber is discharged out of the furnace using an extruder, the coke cake produced depending on the condition of the furnace wall and the condition of carbonization (shrinkage) of the coal. There is a case where a phenomenon called “clogging” occurs in which the discharge becomes difficult to block. When this clogging occurs, there is a concern about the influence on the coke productivity decline due to the expansion of the damage to the furnace wall and the change of the production schedule. Therefore, improving the extrudability of the coke cake is extremely important in the operation of the coke oven.
ところで、炭化室内コークスケーキの押出し性を支配する因子としては、乾留後のコークスケーキの炉幅方向の収縮量や押出し中のコークスケーキの変形量、炉壁の状態(付着物や崩壊等)、コークス性状の安定性などが考えられる。乾留後のコークスケーキは、一般に、内部の揮発分の離脱により炉幅方向および炉高方向に対してそれぞれ収縮することが知られている。これにより、例えば、炉壁とコークスケーキ側壁表面との間に隙間が生じて円滑な押出しが可能になる。しかし、上述したように、押詰りというトラブルもまたしばしば発生する。その主な原因は、コークスケーキと炉壁および炉床との間の抵抗が大きくなる場合である。従って、コークスケーキの押出しは、該コークスケーキの収縮量が大きい(間隙が大きくなる)ほど容易となる。 By the way, the factors governing the extrudability of the coke cake in the carbonization chamber include the amount of shrinkage in the furnace width direction of the coke cake after dry distillation, the amount of deformation of the coke cake during extrusion, the state of the furnace wall (such as deposits and collapse), The stability of the coke properties can be considered. It is known that the coke cake after dry distillation generally contracts in the furnace width direction and the furnace height direction due to the detachment of the internal volatile components. Thereby, for example, a gap is generated between the furnace wall and the coke cake side wall surface, and smooth extrusion becomes possible. However, as mentioned above, the trouble of clogging often occurs. The main cause is when the resistance between the coke cake and the furnace wall and hearth increases. Therefore, the extrusion of the coke cake becomes easier as the amount of shrinkage of the coke cake increases (the gap increases).
この点について、押出し中のコークスケーキは、押出機のラムにより加圧圧縮されると、その圧縮荷重を直接受けない炉幅方向に広がりやすく(例えば、非特許文献1および2参照)、その結果、炉壁に接触して大きな抵抗(荷重)を受けて押詰りの原因となる。コークスケーキが炉壁に接触して発生するこのような荷重については、コークスケーキ中に存在する亀裂の影響が大きいことが知られている。
In this regard, when the coke cake being extruded is compressed and compressed by the ram of the extruder, the coke cake tends to spread in the furnace width direction not directly receiving the compression load (see, for example, Non-Patent
このようにして起こる炭化室内でのコークスケーキの押詰りは、該ケーキの炉幅方向における収縮量と押出し時の該ケーキの炉幅方向への広がり程度との兼ね合い、つまりはコークスケーキと炉壁との間で生じる抵抗に起因する場合が大半である。 Coke cake clogging in the carbonization chamber thus occurs is a balance between the amount of shrinkage of the cake in the furnace width direction and the extent of expansion of the cake in the furnace width direction during extrusion, that is, coke cake and furnace wall. Most of the cases are caused by the resistance between the two.
こうした観点から、従来、コークスケーキの押出し性についての種々の提案がなされている。例えば、特許文献1では、複数銘柄の原料炭の配合において、各単味炭の膨張圧をあらかじめ推測し、得られた各単味炭の膨張圧および各単味炭の配合割合から、単味炭の膨張圧を荷重平均し、これがコークス炉の許容限界圧以下になるように配合割合や配合銘柄を調整する方法を提案している。また、特許文献2では、複数銘柄の原料炭の配合過程において、配合炭を構成する各単味炭のビトリニットの平均反射率と、配合率に基づいて求められる配合炭の平均反射率とから推定したコークスの収縮率を用いてコークスケーキの押出し性を推定する方法を提案している。
From these viewpoints, various proposals have been made regarding the extrudability of coke cake. For example, in
ところで、コークスケーキの押詰りによる押出し不良としては、コークスケーキと炉壁との抵抗に起因する上述した押詰りの他に、押出し時にコークスケーキが上方(天井方向)に迫り上がり、やがて天井に達して突き上がり閉塞を起こす例(突き上げ詰り)がある。 By the way, as for the extrusion failure due to the clogging of the coke cake, in addition to the above-mentioned clogging due to the resistance between the coke cake and the furnace wall, the coke cake rushes upward (toward the ceiling) during extrusion and eventually reaches the ceiling. There is an example (push-up clogging).
従来、特に前者の側壁起因の押詰り現象については、コークスケーキを押出す際の抵抗を表わす押出機(ラム)の押出し電流値を、この現象の管理指標の一つとして用いている。例えば、炉壁れんがの変形や崩落などに起因した押詰りが起こる場合、図2に示すように、前回押出し電流値が、通常押出し時(前回)における電流値と比べて大きくなるという、押詰りの予兆が現われるのが普通である。しかしながら、いわゆるコークスケーキの前記突き上げ詰りの場合、図3に示すように、炉壁との摩擦抵抗の増大による押出し電流値の増加という押詰りの予兆に相当する現象は現われないのが普通である。 Conventionally, especially for the clogging phenomenon due to the former side wall, an extrusion current value of an extruder (ram) representing resistance at the time of extruding coke cake is used as one of management indexes of this phenomenon. For example, when clogging occurs due to deformation or collapse of furnace wall bricks, as shown in FIG. 2, the previous extrusion current value is larger than the current value during normal extrusion (previous). It is normal to have a sign of. However, in the case of the so-called clogging of the so-called coke cake, as shown in FIG. 3, it is normal that a phenomenon corresponding to a sign of clogging, that is, an increase in the extrusion current value due to an increase in frictional resistance with the furnace wall does not appear. .
コークスケーキの頂部が天井に接触して起こる前記突き上げ詰りの原因としては、コークスサイド側での炉壁れんがの張出しや壁面へのカーボンの付着、成長、あるいはコークスの細粒化によるコークスケーキ破壊などの要因も考えられるが、本当の原因についてはなお不明確である。従って、押出し時に現われるコークスケーキの頂部の盛り上がり(迫り上がり)起因の突き上げ詰りを予測する技術は現在のところ確立されていない。そのため、現在のコークス炉の操業では、コークスケーキの突き上がりを許容できるようにするために石炭の装入量を予め抑制し、コークスケーキ頂部と炭化室天井との間の空間距離を十分に確保することで対応しているのが実情である。 Causes of the above-mentioned clogging that occurs when the top of the coke cake comes into contact with the ceiling include furnace wall brick overhang on the coke side, carbon adhesion to the wall, growth, or coke cake destruction due to coke fine graining, etc. The cause of this can also be considered, but the actual cause is still unclear. Therefore, a technique for predicting the clogging due to the bulge (crushing) at the top of the coke cake that appears at the time of extrusion has not been established. Therefore, in the current operation of the coke oven, the amount of coal charged is controlled in advance in order to allow the coke cake to rise, and a sufficient space distance is secured between the top of the coke cake and the ceiling of the coking chamber. The actual situation is to respond by doing.
この点について、前記突き上げ詰りを解消するためのコークス炉の操業方法として、炭化室内の石炭の装入高さをコークスサイドで低くする方法(例えば、特許文献3参照)や、炭化室内の石炭の装入高さをマシンサイドで低くする方法(例えば、特許文献4参照)などが提案されている。 In this regard, as a method of operating the coke oven to eliminate the above-mentioned clogging, a method of lowering the charging height of coal in the carbonization chamber at the coke side (for example, refer to Patent Document 3), A method of lowering the charging height on the machine side (for example, see Patent Document 4) has been proposed.
しかしながら、上記特許文献3および特許文献4に開示されているコークス炉の操業方法では、突き上げ詰りを防止することはできても、コークス炉の炭化室内への石炭の装入量が減ってしまい、コークスの生産量が低下するという問題があった。
However, in the method of operating a coke oven disclosed in
そこで、本発明は、突き上げ詰り発生の危険が高い炭化室を事前に特定し、その炭化室において、なるべく装炭量を減らさずに、突き上げ詰りを効果的に防止することができるコークス炉の操業方法を提案することを目的とする。 Therefore, the present invention specifies a carbonization chamber that is highly at risk of occurrence of push-up clogging, and operates a coke oven that can effectively prevent push-up clogging without reducing the amount of coal as much as possible in the carbonization chamber. The purpose is to propose a method.
従来技術が抱えている前述の課題を解決し、前記の目的を実現するために鋭意研究した結果、発明者らは、コークスケーキ押し出し時に、炭化室に設けられた、最もコークスサイド寄りにある装炭口の直下における該コークスケーキの高さを測定し、その位置にある該コークスケーキの突き上げ量を計算し、その突き上げ量が400mmを超える炭化室に対し、次回の石炭装入時に、炭化室内において、押し出し前のコークスケーキと天井までの距離が1000mm以下となるような部位が存在する炭化室において、最もコークスサイド寄りにある前記装炭口下のコークスケーキ頂部レベルが、他の装炭口下のコークスケーキ頂部レベルの平均値よりも100mm以上高くならないように石炭を装入することを特徴とするコークス炉の操業方法を採用することが有効であることを知見し、本発明を開発するに到った。 As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems of the prior art and to achieve the above-mentioned object, the inventors have found that the coke cake is provided in the carbonization chamber and is located closest to the coke side. the height of the coke cake immediately below the coal outlet was measured to calculate the amount the push-up of the coke cake in its position with respect to the carbonization chamber of the push-up amount is more than 400 mm, the next coal charging Nyutoki carbide chamber In the carbonization chamber in which there is a portion where the distance from the coke cake before extrusion to the ceiling is 1000 mm or less, the top level of the coke cake under the coal throat near the coke side is the other carburetor. Operation method of coke oven characterized by charging coal so as not to be more than 100mm higher than the average value of the top level of the lower coke cake And found that it is effective to adopt, was led to the development of the present invention.
なお、前記のように構成される本発明に係るコークス炉の操業方法においては、
(1)前記測定は、非接触型距離計を用いて行なうこと、
(2)前記非接触型距離計による測定は、運搬可能な耐熱型マイクロ波距離計を用いて行なうこと、
(3) 前記突き上がり量は、押出し開始前コークスケーキ高さと押出し中のコークスケーキの最大高さとの差であること、
が、より好ましい解決手段となるものと考えられる。
In the method of operating a coke oven according to the present invention configured as described above,
(1) The measurement is performed using a non-contact distance meter,
(2) The measurement with the non-contact distance meter should be carried out using a heat-resistant microwave distance meter that can be transported;
(3) The amount of push-up is a difference between the coke cake height before the start of extrusion and the maximum height of the coke cake being extruded,
However, this is considered to be a more preferable solution.
本発明のコークス炉の操業方法によれば、突き上げ詰り発生の危険が高い炭化室を事前に特定し、その炭化室において、なるべく装炭量を減らさずに、突き上げ詰りを効果的に防止することができるコークス炉の操業ができる。 According to the method of operating a coke oven of the present invention, a carbonization chamber having a high risk of occurrence of push-up clogging is identified in advance, and in the carbonization chamber, push-up clogging is effectively prevented without reducing the amount of coal as much as possible. Can operate a coke oven.
本発明は、コークス炉の炉内側壁や炉内底面の変形や崩壊、各種成分の付着、その成長等に起因する炉幅方向で起こる障害である従来の「押詰り」とは異なる、いわゆる炉高方向の、特に天井との間で起こる障害、即ち「突き上げ詰り」を防止するための方法を提案するものである。つまり、押詰り解消のためには、その原因である炉側壁面や炉底面の平滑化処理などが有効となるが、該突き上げ詰りについては上記の炉側壁面や炉底面の処理などでは解消されない。この点に関する発明者らの知見によれば、石炭装入レベルの管理、とりわけ最もコークスサイド側の装炭口の石炭レベルを、他の装炭口の石炭レベル以下に管理することが有効であると考えられる。この意味において、本発明の解決課題である突き上げ詰りと従来の押詰りとは明らかに異なる概念である。 The present invention is different from the so-called “clogging”, which is different from the conventional “clogging”, which is an obstacle occurring in the furnace width direction due to deformation and collapse of the inner wall and bottom surface of the coke oven, adhesion of various components, growth thereof, and the like. It proposes a method for preventing obstacles that occur in the high direction, in particular between the ceiling, i.e. "clogging up". That is, in order to eliminate clogging, the furnace side wall surface and the bottom surface of the furnace, which are the cause of the clogging, are effective. However, the above-mentioned clogging is not eliminated by the above processing on the side wall of the furnace and the bottom surface of the furnace. . According to the knowledge of the inventors regarding this point, it is effective to control the coal charge level, in particular, to control the coal level of the most coke side side coal inlet to below the coal level of other coal outlets. it is conceivable that. In this sense, push-up clogging, which is a problem to be solved by the present invention, and conventional clogging are clearly different concepts.
以下、かかる突き上げ詰りを防止するために有効な押出し方法について説明する。本発明において、押出機による押出し中の赤熱状態のコークスケーキ高さの動的な変動(盛り上がり)を随時(連続的、間欠的)に把握(測定)することがポイントとなった。 Hereinafter, an effective extrusion method for preventing such push-up clogging will be described. In the present invention, it has become a point to grasp (measure) the dynamic fluctuation (swelling) of the coke cake height in the red hot state during extrusion by the extruder at any time (continuous or intermittent).
そこでまず、コークスケーキ高さ(頂部)を測定する手段について、図4〜図6を参照して説明する。コークス炉には、通常、石炭を装入するための装炭口が1つの炭化室につき4〜5個(図示例は4個)が炉天井部に設けられている。一般に、コークス炉の操業中、即ち、石炭の乾留中ならびに乾留直後はこれら装炭口には蓋が装着されており外気が侵入しないようになっている。 First, means for measuring the coke cake height (top) will be described with reference to FIGS. In the coke oven, normally, 4 to 5 (in the illustrated example, 4) coal inlets for charging coal are provided in the furnace ceiling. Generally, during operation of the coke oven, that is, during the dry distillation of coal and immediately after the dry distillation, a lid is attached to these coal charging ports so that outside air does not enter.
これに対し、本発明では、コークスケーキの高さを測定するために、乾留終了直後、すべての装炭口において装入蓋を取外し、そこに後で詳述する非接触型の距離計を設置して、全装炭口下部のコークスケーキ高さを測定し、測定後、装入蓋を閉める。次いで、測定しようとする個所、本発明では最もコークスサイドの装入蓋を取外し、そこに非接触型の距離計を設置して、この位置でのコークスケーキ高さを測定する。この点について従来は、該装炭口の蓋を取外し、上方より棒を挿入することにより炉上からコークスケーキ頂部までの深さを測定して、コークスケーキ高さとしていた。 On the other hand, in the present invention, in order to measure the height of the coke cake, immediately after the end of dry distillation, the charging lids are removed from all the coal inlets, and a non-contact type distance meter described in detail later is installed there. Then, measure the height of the coke cake at the bottom of all the coal charges, and close the charging lid after the measurement. Next, the place to be measured, in the present invention, the charging cover on the most coke side is removed, and a non-contact type distance meter is installed there, and the coke cake height at this position is measured. Conventionally, the depth from the top of the furnace to the top of the coke cake was measured by removing the lid of the coal charging port and inserting a rod from above to obtain the coke cake height.
しかしながら、このような作業は、高熱雰囲気下の劣悪な作業環境の中で行なわれるだけでなく、個人差のため測定値自体も精度が悪いという問題点があった。しかも、こうした測定法は、押し出しによって炉内を移動しつつあるコークスケーキ高さの変動を少なくとも連続的に測定することは難しいのが実情である。そこで本発明では、コークスケーキの高さを非接触かつ連続的もしくは所定の間隔毎に測定するために、マイクロ波距離計を好適例とする測定装置を用いて測定する。 However, such work is not only performed in a poor working environment under a high heat atmosphere, but also has a problem that the measurement value itself is inaccurate due to individual differences. Moreover, it is actually difficult to measure at least continuously the fluctuations in the height of the coke cake that is moving through the furnace by extrusion. Therefore, in the present invention, in order to measure the height of the coke cake in a non-contact and continuous manner or at predetermined intervals, the measurement is performed using a measuring apparatus having a microwave distance meter as a suitable example.
図4(a)、(b)は、本発明で用いる運搬(移動)式耐熱型測定装置を装炭口G部に設置した状態を示し、図5(a)、(b)は、その測定装置の具体例の1つであるマイクロ波距離計M(M1〜M4)の外観を示す図であり、図6は、マイクロ波距離計Mの部分断面図である。これらの図に示す測定装置、即ちマイクロ波距離計Mは、コークス炉炭化室R内の室温が通常、1000℃程度まで上昇することから、耐熱構造にすることが必要である。
4 (a) and 4 (b) show a state where the transporting (moving) heat-resistant measuring device used in the present invention is installed in the coal charging port G, and FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the measurement. is a diagram showing the appearance of the device which is one embodiment of a microwave distance meter M (
そのために、例示した上記マイクロ波距離計Mは、炭化室R内から受ける輻射熱への対策のために、装炭口Gから炉内に臨む部分の大半を、断熱底板1を設けて遮断する構造となっている。具体的には、断熱底板1の上に円筒状ドーム形のマイクロ波発生器本体2が設置された構成を有すると共に、該マイクロ波発生器本体2の主として下部、より好ましくは略全体を断熱シート3にて被覆し全体として遮熱できる構造とする。それは該測定装置全体が装炭口Gを通じて炭化室R内から上昇してくる火炎や高熱粉塵から保護できるように構成するためである。
Therefore, the illustrated microwave rangefinder M has a structure in which most of the portion facing the inside of the furnace from the coal charging port G is provided with a heat insulating
前記マイクロ波発生器本体2は、ドーム部2a頂部の内側にマイクロ波発・受信器4aおよびドーム部2a頂部の外側にセンサ4bを備えて構成されており、そのセンサ4bには、コントローラ5と計算機6が付帯させてある。
The
なお、前記マイクロ波発生器本体2のドーム部2aには、必要に応じて冷風取入れ孔2hを設けて、ドーム部2a内部に冷風を送り込んで前記マイクロ波発・受信機4aを冷却できるようにすることが好ましい。また、前記断熱底板1には高さと水平度を調節するための複数個の調節ボルト7を設けること、さらには図示を省略したが移動用キャリアを設けてもよい。
The
上述したように、本発明方法の実施に適用できる前記耐熱型測定装置のセンサ4bは、ケーブルを介して外部のコントローラ5に接続されており、さらに、計算機(PC)6等の端末と接続することで、炭化室R内コークスケーキCc頂部までの距離および該測定装置のドーム内温度の経時変化をモニタリングすることが可能である。特に、前記マイクロ波発・受信機4aから照射されるマイクロ波により、コークスケーキCc頂部と測定装置までとの距離dtの瞬間値が非接触で正確にかつ連続的に測定できる。
As described above, the
このようにして、前記のマイクロ波距離計Mを使って押出し前後のコークスケーキCC頂面高さ(hcs、hcm)を測定することにより、最終的には装炭口G直下におけるコークスケーキの突き上がり量(L)を求める。 Thus, by measuring the coke cake CC top surface height (hcs, hcm) before and after extrusion using the microwave distance meter M, finally the coke cake directly under the coal loading port G A push-up amount (L) is obtained.
以下、図4(a)、(b)に基づいて、前記突き上がり量(L)を求める方法の一例を説明する。なお、具体的な算出の手順等は、以下の説明による方法に限定されるものではない。 Hereinafter, an example of a method for obtaining the push-up amount (L) will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). The specific calculation procedure is not limited to the method described below.
さて、炭化室内天井高さを(H)とし、乾留後(押出し前)のコークスケーキ高さを(hcs)とし、そして押し出し中におけるコークスケーキの最大高さ(hcm)とするとき、前記突き上がり量(L)、即ち迫り上がり高さは、〔hcm−hcs〕で与えられ、コークスケーキCcの迫り上がり可能高さ、即ち天井下面までの余裕部高さ(d)は、〔H−hcm〕で与えられる。この時、乾留後のコークスケーキ高さhcsは、乾留終了直後にすべての装炭口でコークスケーキ高さを測定し、その平均値をhcsの値とすることができるが、ほぼ均一な高さに石炭を炭化室に装入して乾留を行う場合には、一部の装入口での測定を省略することもできる。また、図4(b)に示すように、コークスケーキの迫り上がりは、コークスケーキの押し出しラム寄りの部分で発生しやすく、ラムから離れた部分では発生しにくいため(図8の測定例参照)、例えば、最もコークスサイド寄りの装入口で連続的に測定したコークスケーキ高さのうち、押し出し操作の前半において測定されたコークスケーキ高さの平均をhcsとして代用することもできる。このように簡略化した方法でhcsを推定する場合には、すべての装炭口で測定した場合の平均値と、簡略化した方法で推定した値の相関を予め求めておき、その相関に基づいてhcsを推定することがより好ましい。 Now, when the ceiling height in the carbonization chamber is (H), the coke cake height after dry distillation (before extrusion) is (hcs), and the maximum height (hcm) of the coke cake during extrusion is given, The amount (L), that is, the height of the crushing is given by [hcm-hcs], and the height of the coke cake Cc that can be pushed up, that is, the margin height (d) to the bottom of the ceiling is [H-hcm]. Given in. At this time, the coke cake height hcs after the carbonization can be determined by measuring the coke cake height at all the coal charging ports immediately after the carbonization, and the average value thereof can be the hcs value. In addition, when coal is charged into the carbonization chamber and dry distillation is performed, measurement at some of the charging ports can be omitted. Further, as shown in FIG. 4 (b), the coke cake rushes easily at the portion near the pushing ram of the coke cake, and hardly occurs at the portion away from the ram (see the measurement example in FIG. 8). For example, among the coke cake heights measured continuously at the inlet closest to the coke side, the average of the coke cake heights measured in the first half of the extrusion operation can be substituted as hcs. When hcs is estimated by the simplified method as described above, a correlation between an average value when measured at all the coal inlets and a value estimated by the simplified method is obtained in advance, and based on the correlation. It is more preferable to estimate hcs.
以下、本発明方法で実施されるコークスケーキ高さの測定手順について説明する。測定に当たっては、乾留終了後、押出しの前にまず、コークス炉の各炭化室天井に複数個存在する装炭口Gを塞いでいる装入蓋のうち測定位置のものを取り外し、前記マイクロ波距離計Mをその装炭口G上に設置する。そして、コークスケーキCc頂面に向けてマイクロ波を照射する。このようにして、コークスケーキ高さ(炉底からコークスケーキ頂面)の距離hcsを測定する。その後、コークスケーキの押し出しを行なうために、マシンサイド(MS)およびコークスサイド(CS)のそれぞれの炉蓋を開き、押出機のラム8を押し進めて、コークスケーキCcの押し出しを開始する。このとき、炭化室R内の熱風が装炭口Gから吹き出すのを防ぐため、装入蓋の取り外しと装炭口Gへのマイクロ波距離計Mの設置作業とは、炉蓋を開く前に行うことが望ましい。
Hereinafter, the measurement procedure of the coke cake height implemented by the method of the present invention will be described. In the measurement, after the end of carbonization, before the extrusion, first, the one at the measurement position is removed from the charging lids closing the coal-filling ports G existing on the carbonization chamber ceiling of the coke oven, and the microwave distance A total M is installed on the coal opening G. And a microwave is irradiated toward the coke cake Cc top surface. In this manner, the distance hcs of the coke cake height (from the furnace bottom to the coke cake top surface) is measured. Thereafter, in order to extrude the coke cake, the respective furnace lids of the machine side (MS) and the coke side (CS) are opened, the
その後、マイクロ波距離計Mは、図5に示すように、一部もしくは全部を断熱シート3にて被覆して保護することが好ましい。なお、その断熱シート3被覆のみではなお不十分な場合、必要に応じて該断熱シート3上にさらに不定形耐火物材料を吹付けるなどして保護を強化する。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the microwave distance meter M is preferably partially or entirely covered with a
次に、該マシンサイド(MS)にある押出機の押出しラム8をMS側のコークスケーキ後端面に押し付け、さらにそれを押し進めて、最終的にコークスサイド(CS)側から炉外に排出する。
Next, the
前述した押出し作業中のマイクロ波距離計Mによるコークスケーキ頂面高さは、装炭口G直下のコークスケーキ高さ(hcm)を連続的にまたは所定の時間間隔毎、即ち間欠的に測定し、その測定値をPCあるいはデータロガー等の記録媒体に順次送信して記録しておく。なお、コークスケーキCcの押し出し時、押出機のラムヘッドがコークスケーキに触れて実際に押し出しを始める時刻と測定開始時刻を一致させたい場合は、押出機を操作するオペレーターと測定者とが無線等を使って連絡し合って行なうようにすることが望ましい。 The height of the coke cake top surface measured by the microwave rangefinder M during the above-described extrusion operation is measured continuously or at predetermined time intervals, that is, intermittently, at the coke cake height (hcm) immediately below the coal charging port G. The measured values are sequentially transmitted and recorded on a recording medium such as a PC or a data logger. In addition, when the coke cake Cc is pushed out, if the ram head of the extruder touches the coke cake and wants to match the time at which the extrusion actually starts and the measurement start time, the operator operating the extruder and the measurer will be wireless. It is desirable to use and communicate with each other.
本発明のコークス炉の操業方法を提案するにあたり、発明者らは、上記測定方法を用いて、押出し前のコークスケーキ高さおよび押出し中のコークスケーキ突き上がり量のデータを20以上の窯で測定した。この測定中、突き上げ詰りは発生しなかったが、押し出し中にコークスケーキが必ず迫り上がることがわかった。加えて、最もコークスサイド寄りにある装炭口下のコークスケーキレベルが高いほど、突き上がり量は高くなるという特徴のあることに気付いた。 In proposing the operation method of the coke oven of the present invention, the inventors measured the data of the coke cake height before extrusion and the coke cake push-up amount during extrusion in 20 or more kilns using the above measurement method. did. During this measurement, push-up clogging did not occur, but it was found that the coke cake was always pushed up during extrusion. In addition, he noticed that the higher the coke cake level near the coke outlet closest to the coke side, the higher the amount of thrust.
本発明は、上記知見に基づき得られたものであり、コークス炉の炭化室内に石炭を装入して乾留処理して得られるコークスケーキの押し出しに際し、突き上げ詰りを招くことなく該コークスケーキを排出するためのコークス炉の操業方法において、コークスケーキ押し出し時に、炭化室に設けられた、最もコークスサイド寄りにある装炭口の直下における該コークスケーキの高さを測定し、その位置にある該コークスケーキの突き上げ量を計算し、その突き上げ量が400mmを超える炭化室に対し、次回の石炭装入時に、最もコークスサイド寄りにある前記装炭口下のコークスケーキ頂部レベルが、他の装炭口下のコークスケーキ頂部レベルの平均値よりも100mm以上高くならないように石炭を装入することを特徴とする。 The present invention has been obtained based on the above knowledge, and when coke cake obtained by subjecting coal to a carbonization chamber of a coke oven and subjected to dry distillation treatment is extruded, the coke cake is discharged without causing clogging. In the method of operating the coke oven, the height of the coke cake is measured immediately below the coal opening provided in the carbonization chamber and closest to the coke side when the coke cake is extruded, and the coke at that position is Calculate the cake push-up amount, and for the carbonization chamber where the push-up amount exceeds 400 mm, the top level of the coke cake below the coal throat near the coke side at the next coal charge is It is characterized in that coal is charged so as not to be higher by 100 mm or more than the average value at the top level of the lower coke cake.
本発明では、突き上げ詰りが発生する危険性の高い炭化室として、押出し時に突き上げ高さが400mmを超える炭化室を想定した。その理由は、発明者らの知見では、突き上げ高さが400mm以下の炭化室では、その次回の乾留時には突き上げ詰まりがほとんど発生しないため、装入レベルの管理が不要なためである。 In the present invention, a carbonization chamber having a push-up height exceeding 400 mm at the time of extrusion was assumed as a carbonization chamber having a high risk of occurrence of push-up clogging. The reason for this is that, according to the knowledge of the inventors, in the carbonization chamber having a push-up height of 400 mm or less, push-up clogging hardly occurs at the next dry distillation, and therefore, management of the charging level is unnecessary.
上記炭化室の条件を満たす複数のカールスチル型のコークス炉において、最もコークスサイド寄りにある装炭口下のコークスケーキ高さhcs1と、それ以外の装炭口下のコークスケーキ高さの平均値hcs−avとの差をとり、突き上がり量Lとの関係を調査した。その調査結果を図7に示す。図7に示す結果から、最もコークスサイド寄りにある装炭口下のコークスケーキ高さhcs1が、それ以外のマシンサイド寄りにある装炭口下のコークスケーキ高さの平均値hcs−avよりも100mm以上高くなると、突き上がり量が800mm以上に急増することがわかった。押し出し前のコークスケーキと天井までの距離は大体1000mm程度であるため、800mm以上突き上がった場合、突き上げ詰りの危険性がより高くなるものと考えられる。なお、押し詰まり対策などのため、特許文献3や特許文献4に提案されたような、炭化室への石炭装入量を所定量よりも減らす「減装入」を行う場合には、押し出し前のコークスケーキと天井までの距離が大きくなるため、そのような場合には、突き上げ詰まりは発生しにくくなる。すなわち、炭化室内において、押し出し前のコークスケーキと天井までの距離が1000mm以下となるような部位が存在する場合において、本発明の方法が特に効果を発揮する。
The average value of the coke cake height hcs1 under the coal charging port closest to the coke side and the coke cake height under the other coal charging ports in a plurality of Karl still type coke ovens that satisfy the conditions of the carbonization chamber. The difference with hcs-av was taken and the relationship with the amount of push-up L was investigated. The survey results are shown in FIG. From the results shown in FIG. 7, the coke cake height hcs1 under the charcoal throat closest to the coke side is more than the average value hcs-av of the coke cake height under the charcoal throat near the other machine side. It has been found that when the height is increased by 100 mm or more, the push-up amount rapidly increases to 800 mm or more. Since the distance from the coke cake before extrusion to the ceiling is about 1000 mm, it is considered that the risk of pushing-up clogging becomes higher when pushing up 800 mm or more. In addition, in order to prevent clogging and the like, when performing “reduction” to reduce the amount of coal charged into the carbonization chamber below a predetermined amount as proposed in
ここで、最もコークスサイド寄りにある装炭口下部のコークスケーキレベルが高いときに突き上げ量がなぜ多くなるかについて、その理由は定かではないが、発明者らは以下のように考えている。一例としてコークスケーキは幅約40cm、高さ約6m、長さ約15mであり、これを押出し機によって押し出すため、押出し機と反対側部分(コークスサイド側)のコークス重量が重かったり、抵抗が大きかったりして動きにくければ、コークスケーキ自身は動きにくくなる。しかしながら、その間も押出しラムは炉内側へ進んでいくため、押出しラムに押された分のコークスは上部の空間に盛り上がって行くことになる。一般に、最もコークスサイド寄りの部分では、炉壁レンガの損傷が大きく押出抵抗が上昇しやすいことに加え、窯口近くでの放熱や炉体老朽化の影響などでコークス温度が低下すると、それに伴いコークスの熱収縮が不足となり押し出し抵抗が増大しやすいために、わずかなコークスレベルの上昇でもコークスケーキの突き上げ現象に大きな影響を及ぼすものと考えられる。 Here, the reason why the push-up amount increases when the coke cake level at the lower part of the coal loading mouth closest to the coke side is high is not clear, but the inventors consider as follows. As an example, the coke cake has a width of about 40 cm, a height of about 6 m, and a length of about 15 m. Since the coke cake is extruded by an extruder, the weight of the coke on the side opposite to the extruder (coke side) is heavy or the resistance is large. If it is difficult to move, the coke cake itself will be difficult to move. However, since the extrusion ram continues to the inside of the furnace during that time, the amount of coke pushed by the extrusion ram rises to the upper space. In general, in the portion closest to the coke side, the furnace wall bricks are greatly damaged and the extrusion resistance is likely to increase.In addition, if the coke temperature decreases due to heat dissipation near the kiln opening or deterioration of the furnace body, Since coke heat shrinkage is insufficient and extrusion resistance tends to increase, a slight increase in coke level is thought to have a significant effect on the coke cake push-up phenomenon.
このような知見に基づき、最もコークスサイド寄りにある装炭口下のコークスケーキレベルが、他の装炭口下のコークスケーキレベルの平均値よりも100mm以上高くならないように石炭装入レベルの管理を行った。具体的には、今回実験を行ったカールスチル型のコークス炉の垂直方向のコークス収縮率が14%程度であったことから、装入石炭レベルの差を115mm以下、すなわち、最もコークスサイド側の装炭口下の装入直後の石炭レベルが、他の装炭口下の石炭レベルの平均値よりも115mm以上高くならないように管理することにした。その結果、以下の表1に示すように、突き上げ詰りの発生率を1.2%から0.3%へ大幅に低減することに成功し、本発明の有効性を確認することができた。 Based on this knowledge, control the coal charge level so that the coke cake level near the coke side closest to the coke side is not more than 100 mm higher than the average value of the coke cake level under other coal charge openings. Went. Specifically, since the vertical coke shrinkage of the Carl Still type coke oven in which the experiment was conducted was about 14%, the difference in the charged coal level was 115 mm or less, that is, the most coke side side. It was decided to manage the coal level immediately after charging under the coal loading port so that it does not become 115 mm or more higher than the average value of the coal level under the other charging port. As a result, as shown in Table 1 below, the occurrence rate of push-up clogging was successfully reduced from 1.2% to 0.3%, and the effectiveness of the present invention could be confirmed.
なお、石炭装入レベルのしきい値(上記例では115mm以上)については、コークス炉の操業状況によって垂直方向に収縮率が異なることから、各コークス炉に合わせて設定することが望ましい。 In addition, about the threshold value (115 mm or more in the said example) of a coal charging level, since shrinkage | contraction rate changes with vertical directions by the operating condition of a coke oven, it is desirable to set according to each coke oven.
本発明に係るコークス炉の操業方法は、コークスケーキの突き上げ詰りの防止だけでなく、炭化室の側壁や底面の異常等、あるいは配合変更に従う押詰りの予防にも応用が可能である。 The method for operating a coke oven according to the present invention can be applied not only to prevent the coke cake from being pushed up, but also to prevent clogging due to abnormalities in the side wall and bottom surface of the carbonization chamber, or changes in the composition.
Cc コークスケーキ
D1、D2 炉蓋
G 装炭口
H 天井高さ
M マイクロ波距離計
R 炭化室
1 断熱底板
2 マイクロ波発生器本体
2a ドーム部
2h 冷風取入れ孔
3 断熱シート
4a マイクロ波発・受信機
4b センサ
5 コントローラ
6 計算機
7 調節ボルト
8 押出機のラム
Cc Coke cake D1, D2 Furnace G Charcoal inlet H Ceiling height M Microwave distance meter
Claims (4)
コークスケーキ押し出し時に、炭化室に設けられた、最もコークスサイド寄りにある装炭口の直下における該コークスケーキの高さを測定し、その位置にある該コークスケーキの突き上げ量を計算し、その突き上げ量が400mmを超える炭化室に対し、
次回の石炭装入時に、炭化室内において、押し出し前のコークスケーキと天井までの距離が1000mm以下となるような部位が存在する炭化室において、最もコークスサイド寄りにある前記装炭口下のコークスケーキ頂部レベルが、他の装炭口下のコークスケーキ頂部レベルの平均値よりも100mm以上高くならないように石炭を装入することを特徴とするコークス炉の操業方法。 In the method of operating the coke oven for discharging the coke cake without causing push-up clogging when extruding the coke cake obtained by carbonizing the coke oven and charging it with carbonization,
At the time of coke cake extrusion, the height of the coke cake is measured just below the coal throat near the coke side provided in the carbonization chamber, the amount of the coke cake pushed up at that position is calculated, and the push up For the carbonization chamber whose amount exceeds 400 mm,
At the next coal charge, in the carbonization chamber, there is a portion where the distance from the coke cake before extrusion to the ceiling is 1000 mm or less. A method for operating a coke oven, wherein coal is charged so that a top level does not become 100 mm or more higher than an average value of a top level of a coke cake under another coal loading port.
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