JPS6314031B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は炭化室内に重力落下で装入炭を装入す
るコークス炉における装入炭の装入方法及び装置
に係り、特に装入炭を予め成型することなく装入
の直前で加圧して装入するようにしたものに関す
る。

［発明の技術的背景］ 一般に、室炉式コークス炉における装入炭の炭
化室への装入は、装炭車が使用され、この装炭車
上のホツパ内に貯留された装入炭がホツパ下部の
テーブルフイーダを介して、炭化室天井の装入口
より重力落下の状態で装入されている。炭化室の
高さは大型化に伴つて高くなり、近年は６〜7m
となつているが、装入炭は粉炭であり、その粒度
が小さく軽いため（粒度は３mm以下が87％、自然
状態の嵩密度は0.5t／m³）、上記粉炭のみの重力
落下では炭化室内における充填密度が小さく、且
つ、炭化室の高さ方向で落下距離の小さい上部は
下部に比べて更に充填密度が小さくなつている。

また、装炭車からの装入は垂直方向に限定され
ているため、装入口直下部に比べて装入口中間部
は低い充填密度となり、炭化室の長手方向の充填
密度のアンバランスが生じる。

ところで、コークス強度は充填密度に比例する
たわ（石炭が加熱により軟化溶融しコークス化す
る過程で充填密度が大きいと粒子間距離が小さい
ため、粒子間の反応が円滑に行われ強度の大きな
コークスとなる）、充填密度が小さいことは乾留
してコークスを作るときコークス強度が弱いとい
うことである。したがつて、単なる粉炭のみの重
力落下ではコークス強度が弱く、しかも炭化室の
高さ方向でコークス強度にバラツキが生じ、上部
にいくにしたがつて更に強度の弱いコークスとな
る。コークス強度が弱いということは粉コークス
の発生量を増加させ、有用な塊コークスの歩留低
下を生じさせるので、充填密度の向上が必要とな
る。

そこで、充填密度向上の１つの方法として、通
常の粉炭に豆炭状の成型炭（サイズ51×41×31
mm、炭密度1.18t／m³）を30〜40％配合して装入
する成型炭配合法が、従来考えられ実用化するに
至つている。これによれば、単なる粉炭の重力落
下による装入方法に比してコークス強度をかなり
向上させることができる。

［背景技術の問題点］ しかしながら、成型炭配合法には次のような
種々の問題がある。

成型炭製造設備及び粉炭との均一混合設備を
必要とするが、これらの設備が大型となる。

設備は大型であり装炭車上に搭載できないた
め地上に設置され、粉炭に成型炭を混合したも
のが、ベルトコンベヤでコークス炉上方の石炭
塔内の貯槽に搬入され、装入車のホツパに切り
出される。

したがつて、成型炭は炭化室内に装入される
までにその搬送途中で大きな衝撃を何度も受け
るため、その破損防止のために結合剤（ピツチ
等）を使用して大きな圧力で成型されている。

しかし、添加する結合剤の値段が高いためラ
ンニングコストが高くなり、経済的に難点があ
る。

地上で均一に混合しても装炭車までの搬送過
程において成型炭と粉炭の分離が起り、炭化室
内に充填された状態で成型炭の偏析が生じる。
成型炭が偏析すると成型炭同士の間に空隙が生
じ偏析部は均一な混合部よりも嵩密度が低下し
充填密度のアンバランスが生じる。

成型炭の嵩密度及び粉炭との配合割合は一定
で調整できないため、これを混合した装入炭の
嵩密度も一定となり、炭化室内に充填された状
態では高さ方向に充填密度のアンバランスが生
じ、特に落差の小さい上部においては重力によ
る突き固めがないので充填密度が小さく所謂泡
コークスとなる。

装入が垂直方向に限定されているため、炭化
室の長手方向の充填密度にアンバランスが生じ
る。

［発明の目的］ 本発明は上述した従来の問題点を解決すべくな
されたもので、その目的は重力落下による装入炭
装入方法を採用しながら、高価な設備や結合剤を
使用することなく粉炭を圧密して装入することに
より炭化室内の充填密度をアツプしてコークスの
強度向上をはかると共に、高さ方向及び長手方向
の均質化をはかつてコークス品質及び粉率の低下
による塊コークス歩留を格段と向上させることが
できるコークス炉における装入炭の装入方法及び
その装置を得ることである。

本発明は、炭化室内の充填密度向上のための装
入炭嵩密度は、予め成型して高めるのではなく、
装入直前で高めるようにした方が外部からの衝撃
を受けないで済むということの知見のもとに、な
されたものである。

即ち、第１の発明のコークス炉における装入炭
の装入方法は、炭化室の上方に配置させた圧密手
段により粉炭を加圧して、含有水分のみを結合剤
とした圧密炭を装入直前に形成し、この圧密炭と
必要に応じて加える粉炭とを炭化室内に落下装入
すると共に、炭化室内の充填密度が一定となるよ
うに、炭化室内での堆積により変化する落差に応
じて、上記圧密炭の嵩密度ないし圧密炭と粉炭と
の装入量比を調節するようにしたものである。

また、第２の発明のコークス炉における装入炭
の装入装置は、炭化室の装入口の真上に切出弁に
より開閉される出口を有するホツパを設け、該ホ
ツパの出口に、ホツパ内に貯留されている粉体の
一部を内部に取り込む圧密枠体と、該圧密枠体内
に取り込まれた粉炭を上記切出弁との間で加圧し
て圧密炭を形成する加圧手段とからなる圧密手段
を取り付け、上記切出弁を開放することにより圧
密枠体内の圧密炭を装入口より炭化室内に重力落
下させるように構成したものである。

これにより地上に大型設備を要することなく装
入炭の嵩密度を高めることができ、設備が複雑に
なつたり、設備費が高価にならないようにしたも
のである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の好適一実施例を添付図面に従つ
て説明する。

第１図は、本発明方法を実施するためのコーク
ス炉における装入炭装入装置の一例を示す部分断
面図である。

同図に示す如く、装入炭装入装置１は炭化室２
の上方に設けられ、炭化室２の天井３の上を炭化
室２の幅方向（紙面に直角方向）に走行する台車
４と、この台車４上を炭化室２の長手方向（矢印
で示す紙面の左右方向）に移動自在な移動フレー
ム５と、この移動フレーム５上に固定したホツパ
６と、このホツパ６に固定した圧密装置７と、ホ
ツパ６の出口６Ａに連通し炭化室２の天井３に設
けた装入口８に臨むシユート９とから構成されて
いる。

上記圧密装置７は、ホツパ６の出口下部を油圧
シリンダ１０により開閉する切出弁１１を有する
一方、ホツパ６の出口上部から昇降移動してホツ
パ６の出口内に挿抜される圧密枠体としての圧密
筒体１２及び加圧手段としての圧密プランジヤ１
３を備えている。圧密筒体１２は、ホツパ６にサ
ポート１４を介して懸架された副油圧シリンダ１
５により昇降移動自在に支持されて、降下したと
きにホツパ６の出口内に詰つている粉炭１６を開
放されているその底部より圧密筒体１２内に取り
込むようになつている。この圧密筒体１２内に上
記圧密プランジヤ１３が嵌め込まれており、この
圧密プランジヤ１３は副油圧シリンダ１５と同様
に懸架された主油圧シリンダ１９により昇降移動
自在に支持されて、降下したとき圧密筒体１２内
に取り込まれている粉炭を加圧して圧密炭１７を
形成する。この主油圧シリンダ１９により圧密プ
ランジヤ１３の加圧力は調整自在となつている。

上記シユート９は、上記切出弁１１を介してホ
ツパ６の出口６Ａに連接した固定シユート９Ａ
と、この固定シユート９Ａに連通し炭化室２の長
手方向に揺動自在θな可動シユート９Ｂとから成
り、共に移動フレーム５に設けられて、ホツパ６
出口から重力落下（自然落下ないし必要に応じて
加速して）排出されてくる装入炭を装入口８から
炭化室２内に装入するように構成されている。上
記移動フレーム５には台車４に設けたピニオン２
０に噛合するラツク２１が設けられて、このピニ
オン２０の回動により移動フレーム５は台車４上
を矢印方向に移動するようになつており、その移
動を円滑にするために移動フレーム５はその下部
に車輪２２を備えている。この移動フレーム５の
移動は上記可動シユート９Ｂの揺動と連動するよ
うになつており、可動シユート９Ｂが右側に揺動
すると移動フレーム５はこれとは反対側の左側に
移動し、逆に可動シユート９Ｂが左側に揺動する
と移動フレーム５は右側に移動して、口径の制限
されている装入口８から可動シユート９Ｂの先端
が外れないようにしてある。

また、台車４は炭化室２の天井３に上に配設し
たレール２３上を走行し、紙面に直角方向に幾重
にも並んだ炭化室２に装入装置１を案内するよう
になつている。

なお、第１図中２４は炭化室２の床、２５はホ
ツパ６を移動フレーム５に固定するためのサポー
ト、２６は切出弁１１を下方より支承する圧力受
座、２７は台車４に設けた車輪である。

そして、上述したホツパ６、圧密装置７、シユ
ート９で１組となり、この組が１つの炭化室２の
装入口８の数だけ移動フレーム５に用意されてい
る。

次に、以上の構成よりなる装入炭装入装置の作
用を説明する。

第２Ａ図において、切出弁１１は閉じており、
ホツパ６の出口６Ａには粉炭１６が詰まつてい
る。圧密プランジヤ１３及び圧密筒体１２は上限
まで上昇しホツパ６の出口６Ａから抜かれてい
る。この状態が装入待ちの状態である。次に、切
出弁１１を開き、ホツパ６の出口６Ａよりシユー
ト９を介して炭化室２内に重力落下で粉炭１６を
装入する（第２Ｂ図）。装入中に可動シユート９
Ｂを揺動させ、炭化室２の長手方向で粉炭１６が
同じ高さに充填されるようにする。この際、可動
シユート９Ｂの揺動と連動させて移動フレーム５
を移動させ、可動シユート９Ｂの先端が装入口８
から外れないようにする。装入当初、上述のよう
に粉炭１６のみを装入するのは、炭化室２の高さ
が６〜7mもありその落差のため粉炭の自重によ
つても充分加速され床２４上に衝突するので、粉
炭１６のみによつても比較的大きな充填密度で床
２４上に充填されるからである。また、落差が大
きいので、後に装入する圧密炭１７の床２４に対
する衝撃力を緩和して床２４を保護するためでも
ある。

適量の粉炭１６が炭化室２内に充填されると、
切出弁１１を閉じ、圧密プランジヤ１３は停止し
たままで圧密筒体１２のみを下降させ、ホツパ６
の出口上部よりホツパ６の出口内に装入し、圧密
筒体１２内に粉炭１６を取り込む（第２Ｃ図）。
圧密筒体１２の先端がホツパ６の出口下部と密着
すると、圧密筒体１２の下降を停止させ、圧密プ
ランジヤ１３を下降させ、粉炭１６を圧密して含
有水分のみで圧密炭１７を形成する（第２Ｄ図）。
この場合において、圧密炭１７のサイズは、例え
ば装入口８の口径が450φmmであれば400φmm×500
mm程度が良く、その嵩密度は粉炭１６乃至圧密炭
１７の堆積により変化する落差が小さくなるに従
つて（床２４から天井３にかけて）0.7t／m³から
1.1t／m³程度に増加させることが望ましい。この
ように嵩密度を落差に応じて変化させるのは、落
差が小さくなるに従つて落下エネルギーによる突
き固め作用が減少し充填密度が低くなるのを、嵩
密度を増加させることにより防止するためであ
る。また、圧密炭１７の嵩密度の下限を0.7t／m³
としているのは、加圧して圧密しなくても粉炭１
６の重力落下のみで得られる値であり、一方、嵩
密度の上限を1.1t／m³としているのは、圧密圧力
の嵩密度との関係が、粉炭の通常水分含有率であ
る９％の際に、1.1t／m³でほぼ飽和に近く、これ
以上の嵩密度を得ようとしても圧密圧力の増加の
割には嵩密度の上昇が小さく不経済となるためで
ある。尤も、水分が過多とならない範囲で圧密す
る際に粉炭１６に外部から水を補給するようにし
てもよい。

圧密炭１７成型後、切出弁１１を再度開き、加
圧により側圧がかかつて圧密筒体１２内に止つて
いる圧密炭１７を圧密プランジヤ１３の下降によ
り押し出し、ブロツク状のまま炭化室２内に重力
落下で装入する（第２Ｅ図）。この際、圧密炭１
７は粉炭１６が通常含有している水分（約９％）
のみを結合剤として圧密成型されているため、ピ
ツチ等の結合剤を使用している成型炭よりも強度
が弱く、炭化室２内に装入されると衝突の衝撃で
小ブロツクに割れるが、後述するようにその上に
粉炭１６が装入されてブロツク間を埋めるため空
隙が生じることはない。また、圧密炭１７のサイ
ズが大きいため、その落下による衝突エネルギー
も大きく炭化室２内での付き固め作用が大きくな
り、充填密度が上昇する。従つて、圧密炭１７の
嵩密度がさほど大きくなくても大きな質量をもつ
て塊状で一体となつて落下するので、全く圧力を
加えず空気を多量に含む粉炭を落下させた場合よ
りも充填密度が向上することになる。

圧密プランジヤ１３の押出しが終了すると、圧
密プランジヤ１３と圧密筒体１２とを同時に上昇
させる。このとき切出弁１１は開いたままである
ので、圧密プランジヤ１３と圧密筒体１２との上
昇につれて粉炭１６が流出して炭化室２内に落下
する（第２Ｆ図）。そして適量の粉炭１６を装入
した後で切出弁１１を閉じ、最初の第２Ａ図の状
態に戻る。圧密炭１７を装入後、粉炭１６を装入
するのは、既述したように割れたブロツク間を埋
めて空隙をなくすためである。

このようにして１サイクルが終了すると可動シ
ユート９Ｂの揺動角度を変えて同様な手順を繰り
返す。

したがつて、圧密炭１７の嵩密度又は粉炭１６
との装入量比を炭化室２内での充填状態に応じて
制御することにより、従来、炭化室２内の高さ方
向で生じていた充填密度のアンバランス（床部で
0.7t／m³天井部で0.5t／m³）を解消し、約0.9t／m³
の均一な充填密度を得ることができる。圧密炭１
７の嵩密度の制御は主油圧シリンダ１９による油
圧力を制御することにより容易に行うことができ
る。

また、従来では装炭車からの装入は垂直方向に
限定されているため、装入口直下部に比べて装入
口間の中間部は低い充填密度となり、炭化室の長
手方向に充填密度のアンバランスが生じるが、可
動シユート９Ｂを揺動させて粉炭１６ないし圧密
炭１７の装入方向を調整できるため、炭化室２の
長手方向の充填密度のアンバランスも緩和するこ
とができる。しかも、可動シユート９Ｂは揺動に
つれて移動フレーム５が移動するので、可動シユ
ート９Ｂの先端が装入口８から外れることがなく
揺動角度を大きくとれることになり、充填密度の
均一化を一層向上することができる。

また、圧密装置７が粉炭１６を加圧して圧密炭
１７を成型するだけで済み小型化できるため、装
入装置に圧密装置１７を搭載することができ、従
来の大型の成型炭製造設備及び混合設備が不要と
なり、設備比の大幅な低減ができる。

なお、上記実施例では落差の変化に応じて圧密
炭１７の嵩密度を制御する方法について述べた
が、圧密炭１７の嵩密度を一定として粉炭１６と
の装入量比を制御したり、この装入量比制御と上
記実施例とを組合せて制御するようにしてもよ
い。

また、ホツパ６に出口が１つの場合について述
べたが、分岐させることによりホツパ６にもう１
つの出口を設け、この出口に流量調整弁３１を設
けて直接固定シユート９Ａに接続し、このもう１
つの出口より粉炭１６を連続的に装入しながら他
方の出口より圧密炭１７を間欠的に装入したり、
或いは粉炭１６と圧密炭１７とを同時に間欠的に
装入したりするようにしてもよい。

そして、上記実施例では圧密プランジヤ１３を
使用した往復式の圧密装置７を使用したが、加圧
して圧密する手段としてはスクリユーフイーダや
加圧ローラでもよい。これらスクリユーフイーダ
式やローラ式のものは圧密力の小さい連続圧密に
適しており、これらにより得られる0.7t／m³〜
0.8t／m³程度の低い嵩密度の圧密炭１７は炭化室
２内での落下衝突により容易にこわれ、空隙も少
ないため、粉炭１６の装入が不要となり、装入炭
の全量を圧密炭１７とすることができる。そし
て、落下衝突のエネルギーによる突き固め効果は
粉炭１６のみの場合よりも大きく、したがつて充
填密度は粉炭１６のみの場合よりも大きくなると
いう利点がある。

更に、第３図に示す如く、ホツパを圧密炭用の
ホツパ６と粉炭専用のホツパ３０とに分離独立さ
せて２個設けるようにしてもよい。この場合に
は、別々の原料が使用可能となるので、圧密炭用
には、粉炭のまま装入する粘結炭に比べて粘結性
の劣る安価な微粘結炭や粘結性のない一般炭を使
用することもでき、その結果ランニングコストを
下げることができる。なお、図中３１は流量調整
バルブである。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のような優れた
効果を発揮する。

この方法によれば、予め成型炭を使つてて装
入するのではなく、装入時に装入炭を加圧して
装入するようにしたので、装入装置までの搬送
中の衝撃から圧密炭を解放できることになり、
衝撃に対抗するために従来の成型炭配合法で必
要とされていた高価なピツチ等の結合剤が不要
となつて、含有水分のみの結合で足りることか
ら、ランニングコストが大幅に低減する。ま
た、炭化室内の充填密度が一定となるように、
落差に応じて圧密炭の嵩密度ないし圧密炭と粉
炭との装入量比を調整するようにしたので、炭
化室の高さ方向及び長手方向で発生していた充
填密度のアンバランスも解消できる。その結
果、強度の大きな均質なコークスが得られ、ま
た粉コークスの発生が減少し塊コークスの歩留
も大幅に向上する。

この装置によれば、炭化室の装入口の真上に
出口を有するホツパを設け、このホツパの出口
に圧密手段を設けて、圧密した後切出弁を開放
すれば、そのまま炭化室内に重力落下するよう
にしたという簡単な構造で、炭化室内に充填さ
れる装入炭の充填密度を高めることができるの
で、従来の大型の成型炭製造設備及び混合設備
が不要となり設備費が大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するためのコークス
炉における装入炭装入装置の好適一実施例を示す
部分正断面図、第２Ａ図乃至第２Ｆ図は第１図に
係る装置の作動説明図、第３図は本発明方法を実
施するための装入炭装入装置の他の実施例を示す
要部正面図である。 なお、図中１は装入炭装入装置、２は炭化室、
６はホツパ、６ａはホツパの出口、７は圧密手段
たる圧密装置、１６は粉炭、１７は圧密炭であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭化室の上方に配置させた圧密手段により粉
   炭を加圧して、含有水分のみを結合剤とした圧密
   炭を装入直前に形成し、この圧密炭と必要に応じ
   て加える粉炭とを炭化室内に落下装入すると共
   に、炭化室内の充填密度が一定となるように、炭
   化室内での堆積により変化する落差に応じて、上
   記圧密炭の嵩密度ないし圧密炭と粉炭との装入量
   比を調整するようにしたことを特徴とするコーク
   ス炉における装入炭の装入方法。 ２ 上記圧密炭の嵩密度を調整する範囲が、
   0.7t／m³から1.1t／m³であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の装入方法。 ３ 炭化室の装入口の真上に切出弁により開閉さ
   れる出口を有するホツパを設け、該ホツパの出口
   に、ホツパ内に貯留されている粉体の一部を内部
   に取り込む圧密枠体と、圧密枠体内に取り込まれ
   た粉炭を上記切出弁との間で加圧して圧密炭を形
   成する加圧手段とからなる圧密手段を取り付け、
   上記切出し弁を開放することにより圧密枠体内の
   圧密炭を装入口より炭化室内に重力落下させるよ
   うに構成したことを特徴とするコークス炉におけ
   る装入炭の装入装置。