JPS603438B2 - コ−クスの位置を測定する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は広くはコークス炉に関し、特にコークス炉か
らの押し出し動作中に熱し、コ−クスの実際の表面位置
を測定する方法に関する。

副産物コークス炉のバッテリを適切に動作させるために
、各炉は、ラリー車、コンベアあるいはパイプラインか
ら所定重量のコークス炉用石炭を充てんし、その後充て
ん穴の下方にあるコークスの頂部を充てん穴間の谷に水
準棒によって移して平担にする必要がある。

平坦作業が終った時にはコークス炉の最大所定空間を充
てんし、かつ、充てんの表面はコークスサイクルのスタ
ート時に炉の長さ方向全体にわたり比較的滑らかである
ことが意図されている。適当な加熱サイクルの後、理想
的な充てんは、下方に減少して、充てん位置ラインより
下方でかつこれに平行な理想的コークスラインを持った
コークスの固まりとなるであろう。

次に、コークスは押し出しラムによって炉の押し出し側
に押され、コークス案内部を介して炉のコークス側から
焼き入れ車に押し出される。従来、コークス案内部での
作業者は、コークス炉の不完全充てんを指示するために
、炉とコークス案内部間のすき間かあるいはコークス案
内部のスラットにおいて押し出し中にコークスの高さを
目視検査していた。しかしながら、現在すべてのバッテ
リは押し出し中に放出消耗制御を必要として炉およびコ
ークス案内部間のすき間あるいはスラットをなくしてい
るので、押し出し中にコークスの高さを目視検査するこ
とを妨げている。実際面では、理想的なバッテリ動作が
必ずしもいつも行われないので他の問題を引き起こして
いる。

押し出し中のコークスの高さあるいは位置に影響を及ぼ
す充てん誤差およびまたは加熱での欠かんに原因するも
のである。例えば、石炭の密度の変化や汚れに起因する
誤差は、コークスサイクルの前段階で充てんされる石炭
の量、従って位置に直接影響する。充てん穴に挿入され
る可動部を有した従来の機械プローブは、必ずしも炉の
中の実際の石炭位置を適切に表示するものではなく、ま
た常に石炭位置を記録するものでもない。さらに、石炭
充てんの不均一な重力分布は、押し出し中に平坦でない
コークス位置を生じさせる。また、燃料の全加熱量の変
化に起因する加熱での欠かんやフルーの局部的偏在は、
コークスの量のみならず押し出し操作中でのコークス位
置にも影響を与えていた。上記に関して、コークス位置
の修・正処置をとるべきことを指示するために、コーク
スの実際の表面位置を自動的に測定する新しい方法ある
いは装置が久しく望まれていた。この発明の主たる目的
は、コークス炉からの押し出し操作中に熱いコークスの
実際の表面位置を一測定する改良された方法を提供する
ことである。

この発明の他の目的は、閉鎖および開放コークス案内部
の両方の使用に適した、コークス炉からの押し出し操作
中に熱いコークスの実際の表面位置を測定する方法を提
供することである。さらにこの発明の他の目的は、機械
プローブを用いることなく熱いコークスの実際の表面位
置を測定する方法を提供することである。この発明のさ
らに他の目的は、各押し出し短に記録をつくることので
きる、押し出し中のコークスの位置を決定する方法を提
供することである。

以上の目的は、炉からコークスを押し出す間にコｈクス
の位置を決定する改良された方法を提供することによっ
て達成される。この方法は、コークス案内部での複数の
コークス温度を測定することによってコークスの垂直温
度分布データを測定し、コークス炉の押し出し‘こ同期
した複数個の間隔の各々においてコークスの垂直温度分
布データの一組を記憶し、コークスの垂直温度分布デー
タの各組において、コークスが観察された最高の位置を
検出し、そしてフ。。ット若しくはこの検出された位置
データを、押し出し前の炉の長さ方向に存在するコーク
スの位置を表わすものとして使用することより成るコー
クスの位置を決定する方法である。当該技術分野におい
て、通常、各々５０から６０の炉を有した３個あるいは
４個のバッテリが存在する。各炉は１８から２岬時間毎
に１回押し出しが行なわれる。従って、ある炉の熱いコ
ークスの実際の表面位置を測定することによって、もし
必要ならば、次の操作ステップにおいて当該炉もしくは
他の炉へのコークスの充てんもしくは平坦化を後で調整
する際に役立つものである。図面、特に第１図および第
２図を参照するに、この発明の方法を実施する装置が従
来の副産物コークス炉１０と関連して示されている。

所定重量のコークス炉用石炭は、充てん穴１１，１２，
１３，１４を経てコークス炉１０の内部に入れられる。
理想的には、コークス炉用石炭は、水準榛（図示せず）
を用いてコークス炉床１５と平坦滑らかな理論的石炭ラ
イン１６との間にコークス炉１０の全域にわたって平坦
に分配される。すべての開口部は閉じられ加熱サイクル
が始まる。加熱サイクルが完了するまでには、充てん石
炭は、コークス炉１０においてコークス１７の集団に変
化させられている。そこで図示しない道具によってドア
ーがとり除かれ、押し出しラム１８によってコークス炉
１０の全長にわたってコークス１７を押し、コークス案
内部１９を介して図示しない焼き入れ車に押し出される
。実施例としてコークス案内部１９には、５個の温度セ
ンサ２０から２４がコークス炉床１５に対して予期しう
るコークスの高さ範囲に設けられ、コークス垂直温度分
布データを出力する。

各温度センサ２０から２４は、コークス温度に比例した
アナログ出力信号を発生する高速光学／ｆィロメータを
使用できる。このパイロメータは、コークス位置解析の
みならずコークス質量および炉壁温度解析に使用して有
用な出力信号を供給する。温度センサ２０から２４は、
等しい高さかあるいは異なった高さで、かつ、コークス
炉のバックスティにできる限り近い位置にあって、予期
されるコークスの高さの範囲２５の位置に設けられてい
る。コークス案内部１９が放出制御のために閉鎖されて
いるバッテ川こおいては、これを変形して各温度センサ
２０から２４用のコ−クス位置検出閉口を設ける必要が
ある。コークス案内部が開放されているバッテ川こおい
ては、温度センサ２０から２４は、コークス炉１０とコ
ークス案内部１９との間のすき間、あるいはコークス案
内部スラットのすき間に目標を定めている。一組の光学
／ぐィロメータの代わりに、温度センサ２０から２４と
して、所定値以上に対してはデジタルのオン出力信号を
発生し所定値以下に対してはデジタルのオフ出力信号を
発生する他の高速温度作動装置を使用することも可能で
ある。

５個の温度センサ２０から２４を説明したが、コ−クス
位置決定に望まれる精度に従って、実際上いくつの温度
センサでも使用できる。

ここで勧める温度センサの最小数は３個であって、６肌
バツテリに各々１フィート間隔で設けられる。最上位の
温度センサは理想的コークスライン２６に位置している
。第４の温度センサは次の２者のうちいずれにでも使用
できる。理論的コークスライン２６の６インチ上方に置
けば、充てんしすぎたコークス炉１０を表示し、理論的
コークスライン２６の下方に置けば、充てん不足のコー
クス炉１０に関するさらに詳しい情報を得ることができ
る。温度計５個による他の配列は、１個の温度センサを
理論的コークスライン２６に置き、１個の温度センサを
コークスライン２６の上方に置き、残りの３個をコーク
スライン２６の下方に置いている。温度センサの位置は
、コークス案内部１９への押し出し中の大部分において
１個以上の温度センサがコークスより甚だしく遠ざから
ないように調節すべきである。プロツテイングするため
には、６肌バツテ川こさらに２個の温度センサを設け、
１個は予想されるコークスの高さ範囲２５の最高位置か
ら６インチ上方に、もう１個は予想されるコークスの高
さ範囲２５の最低位置から１２インチ下方である。前者
の温度センサの位置はコークス１７の最高位置を仮定し
、後者の温度センサの位置はコ−クス１７の最低位置を
仮定している。より小さい３のハッテリにおいては、温
度センサの間隔をそれに対応して減少させている。温度
センサ２０から２４の出力信号はコークスの垂直温度分
布データを表わし、これらはセン・サリード２７から３
１を介して温度測定回路３２に供給されている。

ここにおいて、光学／ぐィロメータ信号は、条件づけさ
れ、標準化されそしてアナログ信号から、リード３３か
ら３７の出力であるデジタル信号に変換される。これら
のデジタル出力信号は、コークス案内部１９の種々な位
置で検知されたコークス１７の温度に比例して変化する
。「前記したもう一方の温度センサが使用されるときに
は、温度測定回路３２は、条件づけと温度位置検出を含
むように改変させられ、デジタルのオンオフ信号が各リ
ード３３から３７の出力となる。このデジタル信号は、
コークス案内部１９の各温度センサの位置に所定の温度
より高いコークス１７が存在するか否かを表わしている
。リード３３から３７の５個の垂直温度分布データ信号
がデジタル比例した信号であるかあるいはデジタルオン
オフ信号であるかにかかわらず、これらは通常のマルチ
プレクサ３８によって連続的に選択されデータセットと
してデータ記憶３９に記憶される。マルチプレクサ３８
とデータ記憶３９の両者は、間隔メータ４０の制御下で
複数間隔１の各々において一組の垂直温度分布データを
処理する。間隔メータ４０‘まコークス炉１０の押し出
し‘こ同期するもので、押し出しラム１８が始動する時
に始動し、かつ、コークス炉１０を定速度ラム運動の下
に動く押し出しラム１８の時間に関係した、例えば４加
持間間隔１の各間隔毎に出力する反復パルスタイマを使
用することができる。また間隔メータ４０を変更して、
ラム速度と無関係に押し出しラム１８の動きに直接関係
した、例えば４の長さ間隔を発生するものとすることも
できる。最初のパルスは押し出しラム１８が動き出す時
に発生し、最後のパルスはラムの押し出し終了時に発生
する。時間あるいは長さのいずれに関係しようとも、４
０間隔１は、押し出しラム１８の動きに同期する最適な
５段階位置の、デジタル比例あるいはデジタルオンオフ
のコークス垂直温度分布データセットを供給する。

このようにして、進行するコークスの位置に対する長さ
基準が各データセットについて得られる。従って、デー
タ記憶３９にはマルチプレクサ３８に連続して接続され
る５×４０のデータマトリックスが供給され、間隔メー
タ４０と同期して５段階位置のデータセットが記憶され
る。実際上、これはコークス炉１５からの温度センサ２
０から２４の既知高さに等しい高さマトリックスＪであ
る。データ記憶３９は、操作者によって外部から供給さ
れるバツテリ、炉および充てんデータ４１を収容する余
分の記憶容量を有している。

バッテリデータは工場及びバッテリ識別記号を含み、炉
データはコークス炉１０のＩＤ番号、フルーの数および
高さと長さ等の寸法データを含み、そして、必要ならば
充てんデータはコークス炉１川こ充てんされるコークス
炉用石炭の量と特性を含む。データ記憶３９に記憶され
たデータ、すなわち、５段階位置Ｊデータ、押し出しラ
ム間隔１データおよびバッテリ、コークス炉および充て
んデータは、内部ＣＰＣと第３図のフローチャートに従
ってプログラムされた記憶装置とを有した市販のマイク
ロコンピュータよりなるコンピュータ４２と相互に動作
する。コンピュ−夕４２は、押し出し中の４０間隔１の
各々においてコークス１７が存在する最大の位置を検知
し記憶する。このことは、５個のコークス案内部位暦の
各々の温度測定を、各位直にコークスが存在するか否か
を識別する所定温度Ｔｃと比較することによって行われ
る。コンピュータ４２は検知したコークス位置と間隔デ
ータのＸ、Ｙ軸プロットを準備し、記憶し、出力すると
ともに、バツテリ、炉および充てんデータを表わすへッ
ダデータをも同様に処理する。

プロッタ４３は、検知したコークス位置データとへッダ
データを用いて、押し出し以前のコークス炉１０の長さ
方向に存在したコークス位置を表わす。プロツタ４３は
、コークス炉充てん度合を表わす第４図から第７図に示
すコークス位置チャート４４から４７を作成する。図面
、特に第３図を参照するに、コンピュータ４２は、コー
クスの垂直温度分布データセットを示す５×４０データ
マトリックスをスキャンする。

コンピュータ４２は、５個の温度センサの既知高さパラ
メータであるＪデータを表わす記憶データを初めに連続
的にスキャンする。次に１から４０の間隔１デー外こお
ける各センサの高さデータをスキャンする。次のステッ
プは、間隔１、位置５での記憶コークス温度ＴがＴｃよ
りも小さいか否か問うことによって、コークスが最低位
置センサ２４にあるか否か決定する。上に述べたように
、Ｔｃはコークスが存在するか否かを識別する所定温度
である。もしＴｃが約１６５００Ｆであると、コークス
の存在を識別するためには約コークス１６５００Ｆと周
囲温度約２０００Ｆとの差の大きさが存在することが見
出された。もし問いがイエスならば第１番目の間隔を無
視して以下のように進行する。もし問いが／一ならば、
最低位置での記憶コークス温度ＴがＴｃより高いことを
示し、次にセンサ位置１から５間の高さＪデータをスキ
ャンする。次のステップは、各誌臆されたコークス垂直
温度分布データセットにおいてコークスが存在する最高
位置を検出し記憶することである。

記憶コークス温度ＴがＴｃより高いか否かを決定しこれ
をセンサ位置１から５間のセンサ高さＪデータで繰り返
すことによって、コークスによって作動された最高位置
センサの決定がなされる。このようにして決定された最
高センサ位置Ｊは、各４０間隔１の各々について１×４
０出力マトリックスに置かれる。間隔１が４０に等しい
かどうかを決定するもうひとつの問いがなされる。

もしノーならば、コークスによって作動される最高位置
センサを決定し記憶するに必要なステップが繰り返され
る。間隔ポイント数が４０に等しいことを示す、問いに
対する答がイエスの時には、押し出し終了している。あ
るいは、前記したように１番目の間隔が無視された後に
コークスがもはや最低センサ位置２４に存在しない時に
は、押し出し‘ま終了したものと仮定される。このよう
な仮定をするには、センサ２４として示される最低温度
センサを、押し出し中常にコークス温度Ｔを監視してい
る位置に置くことが必要である。押し出しサイクルが終
了したことを決定するもうひとつの方法は、前述したも
うひとつの間隔メータ４０の長さ間隔信号の最後の信号
を用いて、押し出しラム動作がコークス案内部１７の温
度センサ列２０から２４のすべてにおいて終了したこと
を示すことである。

押し出しサイクルが終了すると、押し出しラム１８の動
作の各長さあるいは時間間隔１の距離△Ｘがコンピュー
タ４２によってィンチ表示で計算される。

これは、コークス炉１０の４０として示された間隔１デ
ータのポイント数で、上記データマトリックスに記憶さ
れた炉データから得られるコークス炉１０の既知の内部
長さを割ることによって行われる。１と間隔１データの
ポイント数間の各間隔１において、コンピュータ４２は
、１の関数であるコークスラインマトリックスに等しく
△××１に等しいコークス炉１０の距離Ｘを、プロット
記憶マトリックスに発生し記憶する。

同様に、コンピュータ４２は、コークスラインを１で表
わした、コークス炉床１５の上に位置する、５個の温度
センサのうち最高の高さＹを、プロット記憶マトリック
スに発生し記憶する。Ｙマトリツクスは、１の関数とし
て前記したコークスライン出力マトリックスのコークス
ライン高さデータをスキャンし、このデータを、コーク
ス炉の既知高さおよび前記データマトリックスに記憶さ
れた炉データから得られるコークス炉１５上の温度セン
サ２０から２４の既知高さに合わせることによってなさ
れる。ＸおよびＹプロットデータの発生および記憶は、
４０として示されている間隔１データのポイント数が１
に等しくなるまで続けられる。Ｘマトリックスデータ対
Ｙマトリックスデータ、並びにバッテリ、炉および充て
んデータより成るへッダデータのプロッティングは、プ
ロッタ４３によってなされ第４図から第７図に示すコー
クス位置チャート４４から４７をつくる。これらの各チ
ャートにおいて、コンピュータ４２は、コークス位置が
５個の温度センサ２０から２４のひとつによって確認さ
れたことを示す黒丸確認線をプロツタ４３に画かせる。
これらの各同チャートにおいて、コンピュータ４２は、
対象とするコ−クスラィンの上方にはコークスが存在し
ないことを示す第２のあるいは白丸未確認線をつくり記
憶しフ。。ツタ４３に画かせる。これは同じＸマトリッ
クスデータを使い、各コークスライン位置が次の高さの
センサ位置に移されるようにＹマトリックスデータを移
動させてコークス禾確認線をつくっている。従って実際
のコークスラインはチャ−ト４４から４７の確認および
未確認コークスライン間に位置する。第４図から第７図
はこの発明の方法によってつくられた、ヘッダデ−タ付
きの確認および未確認コークスライン曲線を示す例であ
る。

これらは第１図に示す理論的コークスラインまでコーク
ス炉１０が充てんされているか否か、またもし充てんさ
れていない場合にはどの充てん穴１１から１４が不完全
な充てんであるかを操作者が決定するのに多大の価値を
有している。曲線の両端に見られる下降は、典型的なも
のであって、ドア−がコークス炉１０から取り除かれる
時にコークス面に発生する損傷に少し起因している。第
４図は、押し出しサイクルの間隔１に４０ではなく２１
を用いた、比較的好適に充てんされたコークス炉を例示
するコークスラインチャート４４を示す。

第５図は、押し出しサイクルの間隔１に４０でな〈２８
を用いた、充てんが不充分であるコークス炉の典型的な
例を示すコークスラインチャート４５を示す。

充てん穴１１から１４の４個所の位置に対応して４個の
平坦頂部４８から５１が存在し、これら４個の充てん穴
の間に位置して３個の谷５２から５４が存在している。
従来の装置や方法において第１図の充てん穴１１から１
４によってはこれらの３個の谷５２から５４は見ること
も測定することもできなかったことは注目に値する。従
来測定できた充てん高さは、充てん穴１１から１４の直
下のみであった。当然このことはコークス炉１０の真の
充てんを現わすことができない。第６図は、押し出しサ
イクルの間隔１に４０を用いた、充てんが充てん穴１１
，１２間において不充分であるコークス炉１０を表わす
コークスラインチャート４６を示す。この場合、上部温
度センサは互に近接して設け「センサ２０，２１は約６
インチ離してある。このチャートは本発明の方法がコー
クスラインの微少な変動を識別しうろことを示している
。第７図は、押し出しサイクルの間隔１に４０ではなく
たった２４を用いた、不充分な充てんによる位置変動が
第５図よりも激しいコークス炉１０のコークスラインチ
ャート４７を示している。

このチャートはコークス炉１０の充てんが甚だしく不充
分であり、操作者がなんらかの補てん手段をとるべきこ
とを指示している。補てん手段としては、充てん段どり
、平坦化の方法、重量ばかり、石炭置き場およびラリー
車充てん贋き場の検査を含んでいる。第７図のコークス
ラインは、さらに、４個の充てん穴の下方に４個の頂部
が存在するとともに、コークス炉１０の両端でかなりの
下降が存在することを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するためのコンピュータ
化コ−クス位置検出装置のブロック図、第２図は、第１
図の装置に使用した温度センサの位置範囲を示すコーク
ス案内部の側断面図、第３図は、第１図のコンピュータ
に使用される、コークス位置を決定するために必要なス
テップのフローチャート、第４図から第７図は、第１図
のコンピュータに接続された端末によってプロットされ
たコークス位置チャートである。 １０・・・…コークス炉、１１，１２，１３，１４・・
・・・・充てん穴、１５・・・・・・コークス炉床、１
６・・・・・・理論的石炭ライン、１９・・・・・・コ
ークス案内部、２０，２１，２２，２３，２４・・・・
・・温度センサ、２５・・・・・・コークスの高さ範囲
、２６・・・・・・理論的コークスライン。 」ウ／Ｇ．／ ナウ／Ｇ．２ メニノＧ．Ｊ メウノＧ．〆 ｆフ／Ｇ．グ メワ Ｇ．６ メウ／Ｇフ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コークス案内部を介してコークス炉から熱いコーク
   スを押し出すサイクルにおいて、バツチ処理されるコー
   クスの実際の表面位置を測定する方法であって、（ａ）
   コークス炉床に対して予想されるコークスの高さの範囲
   内にあるコークス案内部の複数の位置において、コーク
   スの長さ方向押し出しの間、複数のコークス温度を測定
   することによってコークスの垂直温度分布データを測定
   し、（ｂ）コークス炉の押し出しに関連した複数個の間
   隔の各々異なる間隔において各々測定された、複数組の
   コークスの垂直温度分布データをデータマトリツクスと
   して記憶し、（ｃ）記憶されたコークスの垂直温度分布
   データの各組において、温度センサがコークスによって
   作動された最高の位置を検出することによって、前記各
   間隔における観察されたコークスの位置データを決定し
   、そして、（ｄ）この決定されたコークスの位置データ
   を、押し出しサイクル前のコークス炉に存在する熱いコ
   ークスの位置を表わすものとして利用することを特徴と
   するコークスの位置を測定する方法。 ２ 前記ステツプ（ａ）において、コークスの温度がコ
   ークス案内部の等しい高さにおいて測定される特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記ステツプ（ａ）において、コークスの温度がコ
   ークス案内部の異なった高さにおいて測定される特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記ステツプ（ａ）において、コークス温度のひと
   つは理論的コークスラインよりも上の位置で測定され、
   そしてもうひとつのコークス温度は理論的コークスライ
   ン上もしくはそれよりも下の位置で測定される特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ５ 前記記憶ステツプ（ｂ）において、前記間隔は、押
   し出しラムの動きの時間に関連した時間間隔である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記記憶ステツプ（ｂ）において、前記間隔は押し
   出しラムの動きに直接関係づけた長さ間隔である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ７ 前記ステツプ（ｃ）の位置検出は、コークスが存在
   するかしないかを区別するために予め設定された温度と
   各センサ位置での温度測定とを比較することを含んでい
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 前記利用ステツプ（ｄ）は、コークス炉における押
   し出しサイクル前の炉床上に存在するコークス炉の充て
   んの度合を指示するために、決定されたコークス位置デ
   ータの記録をプロツトすることを含んでいる特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ９ 前記記憶ステツプ（ｂ）は、バツテリ、炉あるいは
   充てんデータを有したヘツダデータを外部より記憶する
   ことを含み、前記利用ステツプ（ｄ）は、ヘツダデータ
   をプロツトするとともに、コークス炉において押し出し
   サイクル前の炉床上に存在するコークス炉の充てんの度
   合を指示するために、決定されたコークス位置のデータ
   の記録をプロツトすることを含んでいる特許請求の範囲
   第１項記載の方法。