JP7790334B2 - Method and device for charging raw materials into a vertical carbonization furnace - Google Patents
Method and device for charging raw materials into a vertical carbonization furnaceInfo
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Description
本発明は、竪型乾留炉の原料装入方法及び原料装入装置に関し、特に、フェロコークス製造用竪型乾留炉へ成型物原料を装入する際に、搬送過程で発生した細粒の偏析を防ぎ、原料を均一に加熱することが可能となる竪型乾留炉の原料装入方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and device for charging raw materials into a vertical carbonization furnace, and in particular to a method and device for charging raw materials into a vertical carbonization furnace for producing ferro-coke that prevents the segregation of fine particles that occurs during the transport process when charging briquette raw materials into the furnace, and enables the raw materials to be heated uniformly.
近年、高炉における製鉄プロセスの効率を高めるために、高炉へ装入されるコークスの一部をフェロコークスに置き換えることが提案されている。フェロコークスとは、炭素含有物質(石炭等)に鉄含有物質(鉄鉱石等)を一定量混合したものを乾留して製造された成型コークスのことであり、一般的に竪型の乾留炉を用いて乾留処理する方法が提案されている。 In recent years, in order to improve the efficiency of the steelmaking process in blast furnaces, it has been proposed to replace some of the coke charged into blast furnaces with ferro-coke. Ferro-coke is a molded coke produced by carbonizing a mixture of a carbon-containing material (such as coal) and a certain amount of iron-containing material (such as iron ore). The most commonly proposed carbonization method is a vertical carbonization furnace.
例えば、特許文献1には、上部に乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する竪型乾留炉を用いたフェロコークスの製造方法が開示されている。このフェロコークスの製造方法は、まず、装入工程において、炭素含有物質と鉄含有物質からなる成型物を竪型乾留炉に装入する。次に、乾留工程において、乾留ゾーンにおいて加熱ガスを吹き込み、成型物を乾留し、フェロコークスを製造する。続いて、冷却工程において、冷却ゾーンに冷却ガスを吹き込み、フェロコークスを冷却する。さらに、竪型乾留炉の炉頂部の排出口から炉内ガスを排出する炉内ガス排出工程と、冷却ゾーン下部からフェロコークスを排出するフェロコークス排出工程がある。その際、乾留工程では、竪型乾留炉の高さ方向中間部分に設けた羽口から低温ガスを吹き込み、高さ方向下部に設けた羽口から高温ガスを吹き込んでいる。 For example, Patent Document 1 discloses a method for producing ferro coke using a vertical carbonization furnace with a carbonization zone at the top and a cooling zone at the bottom. This ferro coke production method begins with a charging process, in which molded materials composed of carbon-containing and iron-containing materials are charged into the vertical carbonization furnace. Next, in the carbonization process, heated gas is injected into the carbonization zone to carbonize the molded materials and produce ferro coke. Subsequently, in the cooling process, cooling gas is injected into the cooling zone to cool the ferro coke. Furthermore, there are two processes: a furnace gas discharge process in which furnace gas is discharged from an outlet at the top of the vertical carbonization furnace, and a ferro coke discharge process in which ferro coke is discharged from the bottom of the cooling zone. During the carbonization process, low-temperature gas is injected from a tuyere located in the middle of the vertical carbonization furnace's height, and high-temperature gas is injected from a tuyere located at the bottom of the vertical carbonization furnace.
このように、竪型乾留炉を用いてフェロコークスを製造する場合、フェロコークスの生産量を増加させるためには、竪型乾留炉の容積を大きくして、1バッチ当たりの生産量を増大する必要がある。しかしながら、冷却ガスや高温ガスは、竪型乾留炉の奥行き方向(ガス吹込み側から対向する側面への方向)に噴射されるため、炉内の中央部までガスを浸透させるには、炉体の奥行き方向は一定以上大きくすることができない。したがって、竪型乾留炉の形状(水平断面形状)としては、奥行き方向に比べて炉幅方向(奥行き方向と直交する方向)に長い構造となっている。 When producing ferro coke using a vertical carbonization furnace, increasing the amount of ferro coke produced requires increasing the volume of the furnace and increasing the production volume per batch. However, because cooling gas and high-temperature gas are injected in the depth direction of the vertical carbonization furnace (from the gas injection side to the opposite side), the depth direction of the furnace body cannot be increased beyond a certain point in order for the gas to penetrate to the center of the furnace. Therefore, the shape (horizontal cross-sectional shape) of a vertical carbonization furnace is longer in the furnace width direction (direction perpendicular to the depth direction) than in the depth direction.
また、成型物を炉内に装入する際に、装入バランスに偏りがあった場合、炉内のガス流れが不均一となり、成型物の乾留に悪影響を与える。そこで、竪型乾留炉において、成型物を均一に乾留させる技術として、特許文献2に原料分散装入技術、特許文献3に均一ガス吹込み技術が開示されている。 Furthermore, if there is an imbalance in the loading balance of the briquettes when they are charged into the furnace, the gas flow within the furnace will become uneven, adversely affecting the carbonization of the briquettes. Therefore, as techniques for uniformly carbonizing briquettes in vertical carbonization furnaces, Patent Document 2 discloses a distributed raw material charging technique, and Patent Document 3 discloses a uniform gas injection technique.
特許文献2で提案された装置によれば、原料を幅方向へ均一に装入することが可能となり、フェロコークスを高品質、高生産性に製造可能となるとしている。しかしながら、特許文献2の技術では、原料を奥行き方向へ均一に装入する効果は無く、特に細粒が装入口側へ偏析することにより、ガス吹込み均一化の効果が薄くなるという問題があった。 The device proposed in Patent Document 2 is said to enable raw materials to be charged uniformly in the width direction, making it possible to produce high-quality, highly productive ferro-coke. However, the technology in Patent Document 2 is not effective in charging raw materials uniformly in the depth direction, and there is a problem in that fine particles in particular segregate toward the charging port side, reducing the effectiveness of uniform gas injection.
また、特許文献3で提案された装置によれば、ガス吹込み口を追加することで、原料を均一に加熱し、炉内における温度差を低減することで、フェロコークスの品質のばらつきを抑制することができるとしている。しかしながら、特許文献3の技術では、竪型乾留炉自体や、周辺設備が複雑化し、建設や維持管理に必要なコストが増加するという問題があった。 Furthermore, the device proposed in Patent Document 3 claims that by adding a gas inlet, the raw materials can be heated uniformly, reducing temperature differences within the furnace and suppressing variations in the quality of ferro-coke. However, the technology in Patent Document 3 has the problem of increasing the complexity of the vertical carbonization furnace itself and the surrounding equipment, resulting in increased costs for construction and maintenance.
本発明は、上記の実情に鑑み開発されたものであり、成型物原料から発生した細粒の奥行き方向への偏析を防ぎ、原料を均一に加熱することが可能となるフェロコークス製造用竪型乾留炉の原料装入方法及び原料装入装置を提供することを目的とする。 The present invention was developed in light of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a raw material charging method and raw material charging device for a vertical carbonization furnace for producing ferro-coke that prevents fine particles generated from the briquetting raw material from segregating in the depth direction and enables the raw material to be heated uniformly.
本発明は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、竪型乾留炉内に装入される成型物原料の搬送過程で発生する細粒が、乾留炉内で奥行き方向手前の装入口側に偏析することで、装入堆積物の粒度にバラツキが生じ、乾留ゾーンでのガス吹込みが不均一になることを見出した。さらに、装入口の炉内出口付近で、ガスを噴射してその細粒を炉内に均一に分散させることで、装入堆積物の粒度も均一になることを知見した。 The present inventors conducted extensive research to solve the above-mentioned problems. As a result, they discovered that fine particles generated during the transport process of the briquette raw material being charged into a vertical carbonization furnace segregate toward the charging inlet, which is located at the front depth of the furnace, causing variations in particle size of the charged deposit and resulting in uneven gas injection in the carbonization zone. They further discovered that by injecting gas near the furnace outlet of the charging inlet to uniformly disperse the fine particles within the furnace, the particle size of the charged deposit can also be made uniform.
本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものであり、本発明の要旨は、次のとおりである。
〔1〕竪型乾留炉における原料の装入方法であって、前記原料を装入口から前記竪型乾留炉内へ投入する際に、前記装入口で前記原料にガスを噴射して、前記原料中の細粒を分散させることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入方法。
〔2〕前記〔1〕において、前記原料が成型物原料であって、前記細粒の粒子径が15mm以下であることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入方法。
〔3〕前記〔1〕又は〔2〕において、前記成型物原料における前記細粒の重量比が8wt%~20wt%であることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入方法。
〔4〕前記〔1〕ないし〔3〕のいずれか一つにおいて、前記ガスがエア(空気)又は窒素ガスであり、前記ガスの炉内への噴射速度が7m/s~25m/sであることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入方法。
〔5〕前記〔1〕ないし〔4〕のいずれか一つにおいて、前記ガスの炉内への噴射角度θが前記装入口の傾斜面に対して90°~135°であることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入方法。
〔6〕竪型乾留炉において、原料を投入する装入口を有する原料装入装置であって、前記原料中の細粒を分散させるためのガス噴射装置を前記装入口に備えることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入装置。
〔7〕前記〔6〕において、前記原料が成型物原料であって、前記細粒の粒子径が15mm以下であることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入装置。
〔8〕前記〔6〕又は〔7〕において、前記成型物原料における前記細粒の重量比が8wt%~20wt%であることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入装置。
〔9〕前記〔6〕ないし〔8〕のいずれか一つにおいて、前記ガスがエア(空気)又は窒素ガスであり、前記ガスの炉内への噴射速度が7m/s~25m/sであることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入装置。
〔10〕前記〔6〕ないし〔9〕のいずれか一つにおいて、前記ガスの炉内への噴射角度θが前記装入口の傾斜面に対して90°~135°であることを特徴とする竪型乾留炉の原料装入装置。
The present invention was completed based on these findings and further investigations, and the gist of the present invention is as follows.
[1] A method for charging raw materials into a vertical carbonization furnace, characterized in that when the raw materials are introduced into the vertical carbonization furnace through a charging port, gas is injected into the raw materials at the charging port to disperse fine particles in the raw materials.
[2] The method for charging raw materials into a vertical carbonization furnace according to [1], wherein the raw material is a briquette raw material and the particle diameter of the fine particles is 15 mm or less.
[3] The method for charging raw materials into a vertical dry distillation furnace according to [1] or [2], characterized in that the weight ratio of the fine particles in the raw material for briquettes is 8 wt % to 20 wt %.
[4] In any one of [1] to [3] above, the method for charging raw materials into a vertical carbonization furnace is characterized in that the gas is air or nitrogen gas, and the injection speed of the gas into the furnace is 7 m/s to 25 m/s.
[5] In any one of [1] to [4], the method for charging raw materials into a vertical carbonization furnace is characterized in that the injection angle θ of the gas into the furnace is 90° to 135° with respect to the inclined surface of the charging port.
[6] A raw material charging device for a vertical carbonization furnace, having a charging port for charging raw materials, characterized in that the charging port is equipped with a gas injection device for dispersing fine particles in the raw materials.
[7] The raw material charging device for a vertical carbonization furnace according to [6], wherein the raw material is a briquette raw material and the particle diameter of the fine particles is 15 mm or less.
[8] The raw material charging device for a vertical dry distillation furnace according to [6] or [7], characterized in that the weight ratio of the fine particles in the briquette raw material is 8 wt % to 20 wt %.
[9] In any one of [6] to [8], the gas is air or nitrogen gas, and the injection speed of the gas into the furnace is 7 m/s to 25 m/s.
[10] A raw material charging device for a vertical carbonization furnace, in any one of [6] to [9], characterized in that the injection angle θ of the gas into the furnace is 90° to 135° with respect to the inclined surface of the charging port.
本発明は、竪型乾留炉を用いてフェロコークスを製造する際に、竪型乾留炉の奥行き方向に原料を粒度の偏析がなく均一に装入することができる。その結果、炉内でのガス吹込みを均一化させ、乾留温度のバラツキを低減することによって、均一な品質のフェロコークスを高品質かつ低コストで製造することが可能となり、生産性も向上するという優れた効果を奏する。 When producing ferro-coke using a vertical carbonization furnace, the present invention allows raw materials to be uniformly charged in the depth direction of the vertical carbonization furnace without particle size segregation. As a result, by uniforming gas injection within the furnace and reducing variations in carbonization temperature, it becomes possible to produce ferro-coke of uniform quality at high quality and low cost, and also achieves the excellent effect of improving productivity.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る竪型乾留炉の原料装入方法及び原料装入装置の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、表わされた各部材の寸法やそれらの比は、実際のものとは異なる場合もある。 The following describes in detail embodiments of the raw material charging method and raw material charging device for a vertical carbonization furnace according to the present invention, with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these. Furthermore, since the drawings are intended to conceptually explain the present invention, the dimensions and ratios of the various components shown may differ from the actual dimensions.
[竪型乾留炉]
本発明の対象となる竪型乾留炉は、上部に成型物原料を装入する装入ゾーンを有し、中央部に低温加熱部分と高温加熱部分とからなる乾留ゾーンを有し、その下部に冷却ゾーンを有し、最下部に生成した成型コークスの排出ゾーンを有している。
[Vertical carbonization furnace]
The vertical carbonization furnace that is the subject of the present invention has a charging zone at the top where the molded material is charged, a carbonization zone in the middle consisting of a low-temperature heating section and a high-temperature heating section, a cooling zone below that, and a discharge zone at the bottom for the produced molded coke.
ここで、成型物原料とは、成形コークス(フェロコークス)の原料となる炭素含有物質(石炭等)と鉄含有物質(鉄鉱石等)とを所定の割合で混合し、結合剤を加えて塊状に成型したものである。なお、成型物の結合剤(バインダー)は、SOP(軟ピッチ)、ASP(アスファルトピッチ)、澱粉、石炭直接液化残渣等を例示することができる。この結合剤の添加割合は、重量比率で炭素含有物質(石炭等)に対し、1wt%~15wt%が好ましい。結合剤(バインダー)の添加割合が1wt%より少ないと石炭表面へのバインダーの浸透が不十分となるため十分な強度が得られにくくなり、15wt%より多いと製造コストアップが顕著となり好ましくない。より好ましくは、3wt%~10wt%である。 Here, the briquette raw material is a mixture of carbon-containing materials (such as coal) and iron-containing materials (such as iron ore) that are used to make briquette coke (ferrocoke) in a specified ratio, with a binder added and the mixture molded into a block. Examples of binders for briquette coke include soft pitch (SOP), asphalt pitch (ASP), starch, and direct coal liquefaction residue. The binder is preferably added at a weight ratio of 1 wt% to 15 wt% of the carbon-containing material (such as coal). Adding less than 1 wt% of binder results in insufficient penetration of the binder into the coal surface, making it difficult to achieve sufficient strength. Adding more than 15 wt% of binder is undesirable, as it significantly increases production costs. A more preferred ratio is 3 wt% to 10 wt%.
図3は、従来の竪型乾留炉の炉上部1の装入ゾーン断面を模式的に図示したものである。成型物製造工程を経て製造された成型物5を、貯槽タンク(図示せず)に蓄え、装入シュート2を経由して、装入口3から炉上部1内へ投入する。この装入口3の出口手前には、ゲート4が設けられている。ゲート4を閉鎖することで、成型物5を適当量(1バッチ分)貯留することができる。ゲート4を開放することで、装入シュート2の傾斜を経由して成型物5を炉内に投入することができる。ここで、原料装入装置9とは、上記の装入シュート2から装入口3までの全体的な構成をいう。 Figure 3 is a schematic diagram of a cross section of the charging zone in the upper furnace section 1 of a conventional vertical carbonization furnace. Briquettes 5 produced through the briquettes production process are stored in a storage tank (not shown) and then introduced into the upper furnace section 1 through the charging port 3 via the charging chute 2. A gate 4 is provided just before the outlet of the charging port 3. By closing the gate 4, an appropriate amount of briquettes 5 (for one batch) can be stored. By opening the gate 4, the briquettes 5 can be introduced into the furnace via the inclined charging chute 2. Here, the raw material charging device 9 refers to the overall configuration from the charging chute 2 to the charging port 3.
炉内には装入口3付近まで原料が貯留されており、装入した原料は、奥行き方向中間地点付近で貯留原料(装入物8)上に落下するように設計されている。また、炉上部1の頂上付近には、炉内のガスを排出するガス抜出し口6が設けられており、排出ガス7を調整して炉内の圧力を制御している。この竪型乾留炉内に原料を装入、貯留した後、下部の乾留ゾーンにて、複数の羽口でガス(低温ガス、高温ガス及び冷却ガス)を循環させることで、乾留における加熱及びその後の冷却を効率的に行っている。 Raw materials are stored in the furnace up to the vicinity of the charging port 3, and the charged materials are designed to fall onto the stored raw materials (charged material 8) near the midpoint in the depth direction. A gas outlet 6 for discharging gas from inside the furnace is located near the top of the upper furnace section 1, and the pressure inside the furnace is controlled by adjusting the exhaust gas 7. After the raw materials are charged and stored in this vertical carbonization furnace, gases (low-temperature gas, high-temperature gas, and cooling gas) are circulated through multiple tuyeres in the lower carbonization zone, allowing for efficient heating during carbonization and subsequent cooling.
なお、図3に示す竪型乾留炉を原料装入側から奥行き方向への断面図に対し、その断面と直交する断面の図は示していないが、その奥行き方向と直交する方向の幅(炉幅)は、奥行きの長さを長くできないことから、炉幅を長く設計した構造となっている。炉上部1の形状としては、例えば、奥行きが1.0m~2.0m、炉幅が4m~8mである。したがって、装入シュート2は、炉幅方向に等間隔に(例えば、0.8m~1.2m間隔で)複数列設置されており、それぞれの装入口3には、それぞれゲート4が設けられている。なお、装入シュート2の形状は、特に限定されないが、断面長方形の四角柱、又は断面円形の円柱形状などが例示される。 Note that while Figure 3 shows a cross-section of the vertical carbonization furnace from the raw material charging side toward the depth, a cross-section perpendicular to that cross-section is not shown. However, the width perpendicular to the depth (furnace width) is designed to be long because the depth cannot be increased. The shape of the furnace upper part 1 is, for example, 1.0 to 2.0 m deep and 4 to 8 m wide. Therefore, multiple rows of charging chutes 2 are installed at equal intervals across the furnace width (for example, at intervals of 0.8 to 1.2 m), and each charging inlet 3 is provided with a gate 4. The shape of the charging chutes 2 is not particularly limited, but examples include a square prism with a rectangular cross-section or a cylindrical shape with a circular cross-section.
[成型物の粒度構成]
次に、成型物の粒度構成と装入物の粒度偏析について説明する。
成型物は、成型物製造工程後に竪型乾留炉へ搬送される過程において、成型物が一部破砕、解砕されて細かい粒子が生成する。製造直後の成型物のサイズ(粒径)は、平均で20mm~30mmであるが、炉内装入手前では、細かい粒子が多く存在することになる。ここで、本発明において、粒径15mm以下の粒子を「細粒」とし、粒径15mm超の粒子を「粗粒」と規定すると、その細粒の重量比率(成型物原料全体の重量に対する細粒の重量の比率)は、8wt%~20wt%である。この数値範囲は、実測値の最低値と最高値に基づいている。
[Particle size composition of molded product]
Next, the particle size distribution of the shaped product and particle size segregation of the charged material will be explained.
When the briquettes are transported to a vertical dry distillation furnace after the briquettes production process, they are partially crushed and disintegrated to produce fine particles. The size (particle size) of the briquettes immediately after production is 20 mm to 30 mm on average, but many fine particles are present before they are loaded into the furnace. Here, in the present invention, particles with a particle size of 15 mm or less are defined as "fine particles" and particles with a particle size of more than 15 mm are defined as "coarse particles." The weight ratio of the fine particles (the ratio of the weight of the fine particles to the weight of the entire briquettes raw material) is 8 wt% to 20 wt%. This numerical range is based on the minimum and maximum values of actual measurements.
そして、装入する方向が炉の中間部分になるように原料を投入しても、細粒は、中間部分にまで届かずに、中間部分より手前に落下する傾向があり、それにより、装入物の粒度偏析が生じ、乾留ゾーンなどでのガス吹込みに悪影響が出ることがわかった。 It was also found that even when raw materials were charged so that they were directed towards the middle of the furnace, fine particles tended to fall short of the middle section rather than reaching it, resulting in particle size segregation of the charged material and adversely affecting gas injection in the carbonization zone, etc.
[ガス噴射]
そこで、本発明者らは、投入する原料の細粒のバラツキをなくすための検討を行い、投入される原料にガスを噴射して、細粒の不均一落下を防止する方法を見出した。
すなわち、本発明は、図1に示すように、炉上部1の装入口3の炉内出口付近にガス噴射装置10を備えることを特徴とするものである。
[Gas injection]
Therefore, the present inventors have conducted research to eliminate variations in the fine particles of the raw material being fed, and have discovered a method of injecting gas into the raw material being fed to prevent the fine particles from falling unevenly.
That is, the present invention is characterized in that a gas injection device 10 is provided near the furnace outlet of the charging port 3 in the upper part of the furnace 1, as shown in FIG.
ここで、原料を装入時に奥行き方向へ噴射するガス11の噴射速度は、7m/s~25m/sとすることが好ましい。この範囲に調整することで、後述する成型物の装入傾向は変わらないまま、成型物と混ざって装入される細粒の装入傾向を奥行き方向へ均一に分散させることができる。より好ましくは、15m/s~20m/sである。 Here, the injection speed of the gas 11 injected in the depth direction when charging the raw materials is preferably set to 7 m/s to 25 m/s. By adjusting it to this range, the charging tendency of the shaped material (described below) remains unchanged, while the charging tendency of the fine granules mixed with the shaped material can be uniformly dispersed in the depth direction. A speed of 15 m/s to 20 m/s is more preferable.
また、噴射するガス11としては、エア(空気)又は窒素ガスを用いることが好ましい。
このガス噴射により、装入口側への細粒の偏析を防ぎ、竪型乾留炉内からのガス吹込みを均一化することで、乾留温度のばらつきを低減し、均一な品質のフェロコークスを高品質かつ低コストで製造することが可能となる。
具体的なガス噴射装置10としては、ブロワーやコンプレッサーなどが挙げられる。
さらに、ガス噴射装置10の具体的な設置位置は、装入口3であり、特に、炉内の出口付近が好ましい。より好ましくは、装入口3の炉内出口の下側、炉内壁との境界付近である。
As the gas 11 to be injected, it is preferable to use air or nitrogen gas.
This gas injection prevents the segregation of fine particles toward the charging port side, and by uniformly blowing gas into the vertical carbonization furnace, it is possible to reduce variations in the carbonization temperature and produce high-quality, uniform ferro-coke at low cost.
Specific examples of the gas injection device 10 include a blower and a compressor.
Furthermore, the specific installation position of the gas injection device 10 is the charging port 3, and particularly preferably near the outlet of the furnace. More preferably, it is located below the furnace outlet of the charging port 3, near the boundary with the furnace inner wall.
また、図2に示すように、ガスの噴射する方向の噴射角度θは、装入口3の傾斜面12に対して垂直より炉内方向、すなわち90°以上が好ましい。噴射角度θが90°未満では、原料装入方向に対して逆流することになるからである。また、噴射角度θが装入口3の傾斜面12に対して垂直より炉内方向へ45°、すなわち135°を超えると、細粒の分散効果が乏しくなる。したがって、ガスの炉内への噴射角度θは、装入口の傾斜面に対して90°~135°であることが好ましい。より好ましくは、95°~120°である。 Also, as shown in Figure 2, the injection angle θ of the gas injection direction is preferably 90° or more, in the direction toward the furnace from perpendicular to the inclined surface 12 of the charging inlet 3. This is because an injection angle θ of less than 90° will result in a reverse flow relative to the direction of raw material charging. Furthermore, if the injection angle θ is 45° toward the furnace from perpendicular to the inclined surface 12 of the charging inlet 3, in other words, exceeds 135°, the effect of dispersing fine particles will be poor. Therefore, the injection angle θ of the gas into the furnace is preferably 90° to 135° relative to the inclined surface of the charging inlet. It is more preferably 95° to 120°.
なお、装入口3の傾斜面12は、竪型乾留炉の垂直な側壁13に対して角度δを有しており、この角度δは、炉内への原料の装入角度であって、30°~70°とするのが好ましい。より好ましくは、40°~60°である。 The inclined surface 12 of the charging port 3 is at an angle δ with respect to the vertical side wall 13 of the vertical carbonization furnace. This angle δ is the angle at which the raw materials are charged into the furnace, and is preferably between 30° and 70°. More preferably, it is between 40° and 60°.
以下、実施例を挙げて本発明の実施形態をさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
本発明の効果を確認するために、竪型乾留炉の操業を模した装入試験を実施した。装入試験では、図1に示した炉上部1の装入口3に、ガス噴射装置10を設置した形状を模した装入モデルを使用し、装入物が降下する炉上部1の寸法を、幅0.3m×奥行き1.5m、装入口3から装入物8までの高さ1.0mとして試験を実施した。 To confirm the effects of the present invention, a charging test was conducted simulating the operation of a vertical carbonization furnace. For the charging test, a charging model was used that mimicked the shape of the gas injection device 10 installed in the charging inlet 3 of the furnace upper part 1 shown in Figure 1. The dimensions of the furnace upper part 1, into which the charge material descends, were 0.3 m wide x 1.5 m deep, and the height from the charging inlet 3 to the charge material 8 was 1.0 m.
装入口3の炉内出口付近の位置に、風速を変更可能なエアブロー(ガス噴射装置10)を設置し、成型物の粗粒(粒径:15mm超)と細粒(粒径:15mm以下)を混合し装入する。ここで、ガスとしてエア(空気)を用い、そのエア噴射の速度を、0m/s(すなわち、エア噴射なし)、7m/s、15m/s、20m/s、25m/sと変化させた。また、粗粒と細粒の混合条件は、実測値の細粒重量比率(全成型物の重量に対する細粒の重量の比率)である最低値8wt%と最高値20wt%で試験を実施した(試験No.1~10)。なお、ガスの噴射角度θは、装入口3の傾斜面12(炉の側壁13に対する角度δは、60°)に対して105°斜め上方とした。 An air blower (gas injection device 10) with adjustable airflow speed was installed near the furnace exit of the charging inlet 3, and coarse granules (grain size: over 15 mm) and fine granules (grain size: 15 mm or less) of the moldings were mixed and charged. Air was used as the gas, and the air injection speed was varied from 0 m/s (i.e., no air injection), 7 m/s, 15 m/s, 20 m/s, and 25 m/s. Tests were conducted with a minimum fine granule weight ratio of 8 wt% (ratio of fine granule weight to total molding weight) of 20 wt% (Tests No. 1-10). The gas injection angle θ was set at an upward angle of 105° relative to the inclined surface 12 of the charging inlet 3 (angle δ relative to the furnace sidewall 13 was 60°).
以上の装入試験の比較条件を表1に示す。 The comparative conditions for the above charging tests are shown in Table 1.
装入試験後に、落下位置として奥行き方向に手前側から反対側まで等間隔に10ヶ所の位置(下記の図4及び図5に記載の飛散箇所)からサンプリングを行った。それぞれ10ヶ所の落下位置での粗粒存在率(全体の粗粒重量に対する落下位置ごとの粗粒重量の比率)と細粒存在率(全体の細粒重量に対する落下位置ごとの細粒重量の比率)を比較した。 After the charging test, samples were taken from 10 equally spaced drop positions (scattering locations shown in Figures 4 and 5 below) in the depth direction, from the front to the opposite side. The coarse particle abundance rate (the ratio of the coarse particle weight at each drop position to the total coarse particle weight) and fine particle abundance rate (the ratio of the fine particle weight at each drop position to the total fine particle weight) at each of the 10 drop positions were compared.
その結果を図4と図5に示す。図4は、細粒重量比率が実測最低値の8wt%の場合であり、図5は、細粒重量比率が実測最高値の20wt%の場合である。 The results are shown in Figures 4 and 5. Figure 4 shows the case where the fine particle weight ratio was 8 wt%, the lowest actually measured value, and Figure 5 shows the case where the fine particle weight ratio was 20 wt%, the highest actually measured value.
これらの結果から、本発明例では、粒径15mm以下の細粒の重量比率が、最低値8wt%及び最高値20wt%に関わらず、エア噴射速度が7m/s~25m/sの条件で、細粒の落下位置を奥行き方向の中心位置(炉の中間部分)に移行させることが可能となった。特に、エア噴射速度が、7m/sで細粒の落下位置が中心位置より手前にあり、25m/sで粗粒へのエア噴射の影響が出始めることから、エア噴射速度は、7m/s~25m/sが適した条件であることがわかった。この範囲のエア噴射とすることで、細粒が装入物全体に均一に混合することができ、高品質の成型コークスが得られることがわかった。 From these results, in the present invention example, regardless of whether the weight ratio of fine particles with a particle size of 15 mm or less was a minimum of 8 wt% or a maximum of 20 wt%, it was possible to shift the falling position of the fine particles to the center position in the depth direction (the middle part of the furnace) when the air injection speed was 7 m/s to 25 m/s. In particular, since the falling position of the fine particles was closer to the center position at an air injection speed of 7 m/s and the effect of air injection on the coarse particles began to be felt at 25 m/s, it was found that an air injection speed of 7 m/s to 25 m/s was the appropriate condition. It was found that by injecting air within this range, the fine particles could be mixed uniformly throughout the charge, resulting in high-quality molded coke.
以上により、本発明の有効性が確認された。 The above confirms the effectiveness of this invention.
1 炉上部
2 装入シュート
3 装入口
4 ゲート
5 成型物
6 ガス抜出し口
7 排出ガス
8 装入物
9 原料装入装置
10 ガス噴射装置
11 噴射ガス
12 (装入口の)傾斜面
13 炉の側壁
θ ガスの噴射角度
δ 傾斜面の角度
1 Upper part of furnace 2 Charging chute 3 Charging inlet 4 Gate 5 Molded material 6 Gas outlet 7 Exhaust gas 8 Charge material 9 Raw material charging device 10 Gas injection device 11 Injected gas 12 Inclined surface (of charging inlet) 13 Side wall of furnace θ Gas injection angle δ Angle of inclined surface
Claims (8)
A raw material charging device for a vertical carbonization furnace as described in any one of claims 5 to 7, characterized in that the gas is air or nitrogen gas, and the injection speed of the gas into the furnace is 7 m/s to 25 m/s.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013216722A (en) | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd | Facility for producing formed coke and charging apparatus thereof |
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Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53109805A (en) * | 1977-03-08 | 1978-09-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Charging device at furnace top |
| JPS54161345U (en) * | 1978-05-02 | 1979-11-12 | ||
| JPS591741Y2 (en) * | 1979-07-05 | 1984-01-18 | 川崎重工業株式会社 | Dry dust separator |
| JPH01115987A (en) * | 1987-10-28 | 1989-05-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Feedstock feeding method into coke oven |
| JP3071564B2 (en) * | 1992-06-04 | 2000-07-31 | 新日本製鐵株式会社 | Charging method and charging device in vertical furnace |
| JP2573229Y2 (en) * | 1992-11-04 | 1998-05-28 | 新日本製鐵株式会社 | Loading device for rectangular vertical coke oven |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013216722A (en) | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd | Facility for producing formed coke and charging apparatus thereof |
| JP2017155214A (en) | 2016-02-29 | 2017-09-07 | Jfeスチール株式会社 | Method and apparatus for producing molded coke |
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