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JP2018168279A - Method of manufacturing coke - Google Patents

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JP2018168279A JP2017066481A JP2017066481A JP2018168279A JP 2018168279 A JP2018168279 A JP 2018168279A JP 2017066481 A JP2017066481 A JP 2017066481A JP 2017066481 A JP2017066481 A JP 2017066481A JP 2018168279 A JP2018168279 A JP 2018168279A
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貴 松井
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勇介 土肥
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Narumi Nanri
功美 南里
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Issui Akishika
一穂 穐鹿
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Abstract

【課題】バインダーの添加量を増やすことなく、炭化室装炭時の成型炭の粉化を抑制できる方法で装炭してコークスを製造するコークスの製造方法を提供する。
【解決手段】パイプを炭化室の炉底近傍に降ろし、パイプに石炭原料を予め定められた高さまで充填した後、パイプを引き上げながら炭化室に石炭原料を装炭し、乾留してコークスを製造するコークスの製造方法であって、石炭原料は、70質量%以上100質量%以下の範囲内の成型炭と、0質量%以上30質量%以下の範囲内の粉状炭と、が混合された混合物であり、パイプに充填された石炭原料が予め定められた高さ以上になるように、石炭原料の装炭速度とパイプの引き上げ速度とを定める。
【選択図】図1
The present invention provides a method for producing coke, in which coke is produced by coal charging in a method capable of suppressing pulverization of formed coal during carbonization chamber coalification without increasing the amount of binder added.
SOLUTION: A pipe is lowered to the vicinity of the furnace bottom of the carbonization chamber, and after filling the pipe with a coal raw material to a predetermined height, the coal raw material is loaded into the carbonization chamber while pulling up the pipe, and dry-distilled to produce coke. In the method for producing coke, the coal raw material is a mixture of formed coal in the range of 70% by mass to 100% by mass and pulverized coal in the range of 0% by mass to 30% by mass. The coal raw material charging speed and the pipe pulling speed are determined so that the coal raw material that is a mixture and is filled in the pipe has a predetermined height or more.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、炭化室での成型炭の粉化を抑制することで、コークス製造時の成型炭使用効果を最大限に発現できるコークスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing coke that can maximize the effect of using coal during the production of coke by suppressing powdering of coal in the carbonization chamber.

高炉では、高炉内に鉄鉱石類とコークスを交互にそれぞれを層状に装入し、羽口から吹き込まれる高温の熱風で鉄鉱石類やコークスを加熱し、主にコークスから発生したCOガスで鉄鉱石類を還元して銑鉄を製造している。こうした高炉の操業を安定して行なうには、高炉内での通気性や通液性を向上させることが有効であり、そのためには強度、粒度および反応後強度等の諸特性に優れたコークスの使用が不可欠である。なかでもコークスの強度は特に重要な特性と考えられている。   In a blast furnace, iron ore and coke are alternately placed in layers in the blast furnace, and the iron ore and coke are heated with high-temperature hot air blown from the tuyere. It produces pig iron by reducing stones. In order to stably operate such a blast furnace, it is effective to improve the air permeability and liquid permeability in the blast furnace. For that purpose, coke with excellent properties such as strength, particle size and post-reaction strength are effective. Use is essential. Among them, the strength of coke is considered to be a particularly important characteristic.

コークスの強度は、通常、JIS K 2151に規定されている回転強度試験により測定されるドラム強度DI150 15などを指標として管理されている。高強度なコークスを製造するには、主たる原料として強粘結炭を用いる必要がある。しかし、近年の世界的な鉄鋼需要の増加は、強粘結炭の需要増大を招き、将来的には強粘結炭の枯渇を想定しなければならなくなっている。そのため、今後のコークス製造においては、微粘結炭や非粘結炭などの、より低品位の石炭から高強度なコークスを製造する技術が必要になる The strength of the coke is normally managed using as an index the drum strength DI 150 15 measured by the rotational strength test defined in JIS K 2151. In order to produce high strength coke, it is necessary to use strong caking coal as the main raw material. However, the global increase in demand for steel in recent years has led to an increase in demand for strong caking coal, and in the future it has become necessary to assume the depletion of strong caking coal. Therefore, in the future coke production, technology to produce high-strength coke from lower grade coal such as slightly caking coal and non-caking coal is required.

低品位な石炭から高強度なコークスを製造する技術の一つに成型炭配合法がある。これは、予めコークス炉に装入する石炭の一部をピッチなどの粘結材と混合、混練、その後加圧成型して成型炭とし、これを粉炭に混ぜてコークス炉に装入するプロセスである。石炭を加圧成型することで充填密度が上昇し、石炭粒子同士が接近するので、粘結性の低い低品位炭であっても乾留時に十分接着できる。このため、低品位な石炭を使用しても高強度なコークスを製造できる。しかしながら、非特許文献1によれば、成型炭配合率が70質量%以下の範囲では、成型炭の配合率を増加させると炉底部の石炭の充填密度が増加する。炉底部における石炭の充填密度が高くなると、製造したコークスを炭化室から押し出す際に、押し詰まりを起こしやすくなる。このため、現状の室炉式コークス炉の石炭原料に占める成型炭の配合比率は30質量%程度が上限になっている。   One of the technologies for producing high-strength coke from low-grade coal is the coal blending method. This is a process in which part of the coal previously charged in the coke oven is mixed with kneading material such as pitch, kneaded, then pressure-molded to form coal, and this is mixed with pulverized coal and charged into the coke oven. is there. By press molding coal, the packing density increases and the coal particles approach each other, so even low-grade coal with low caking property can be sufficiently bonded during dry distillation. For this reason, high-strength coke can be produced even when low-grade coal is used. However, according to Non-Patent Document 1, in the range where the coal blending ratio is 70% by mass or less, when the coal blending ratio is increased, the coal packing density at the furnace bottom increases. When the packing density of coal at the bottom of the furnace increases, clogging is likely to occur when the produced coke is extruded from the carbonization chamber. For this reason, about 30 mass% is the upper limit for the blending ratio of the forming coal in the coal raw material of the current chamber furnace type coke oven.

この問題を解決するため、特許文献1には、室炉式コークス炉に100質量%成型炭を装入する方法が開示されている。この方法を用いることで、安価な石炭を多量に使用できること、炭化室に装入される石炭の充填密度が粉炭の場合の0.9になるので押し出し負荷が増加しないこと、伝熱効率の向上により乾留時間が0.7〜0.8に短縮し、コークスの生産性が1.1〜1.3倍になること、が開示されている。   In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses a method of charging 100% by mass of coal coal into a chamber furnace type coke oven. By using this method, it is possible to use a large amount of inexpensive coal, the filling density of coal charged into the carbonization chamber is 0.9 in the case of pulverized coal, so that the extrusion load does not increase, and the heat transfer efficiency is improved. It is disclosed that the carbonization time is reduced to 0.7 to 0.8 and the coke productivity is increased 1.1 to 1.3 times.

また、特許文献2には、石炭原料中の成型炭の割合を70〜95質量%とし、石炭原料中の粉状炭の割合を5〜30質量%とすることで、コークスの生産性を向上できることが開示されている。   In Patent Document 2, coke productivity is improved by setting the proportion of coal coal in the coal raw material to 70 to 95 mass% and the proportion of pulverized coal in the coal raw material to 5 to 30 mass%. It is disclosed that it can be done.

特許第4505074号公報Japanese Patent No. 4505004 特開2016−27138号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-27138 特開平7−197028号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-197028

奥原ら、「コークス・サーキュラー」、Vol.25、1978年、p.312−p.320.Okuhara et al., “Coke Circular”, Vol. 25, 1978, p. 312-p. 320.

特許文献1によれば、押し出し負荷を増加させることなく安価な低品位炭を使用してコークスを製造することが可能である。しかしながら、炭化室に装入する際に成型炭が炉底で落下衝撃を受け、成型炭の破砕、粉化が起こる。このように低品位炭を多く含む成型炭が破砕、粉化されると、成型炭配合による効果が得られなくなるおそれがある。また、成型炭の粉化により炉底部における石炭の充填密度が高くなると、その部分の乾留時間が長くなるので、乾留時間の短縮効果も小さくなる。   According to Patent Document 1, it is possible to produce coke using inexpensive low-grade coal without increasing the extrusion load. However, when the charcoal chamber is charged, the coal is subjected to a drop impact at the furnace bottom, and the coal is crushed and pulverized. Thus, if the coal that contains a large amount of low-grade coal is crushed and pulverized, the effect of blending the coal may not be obtained. In addition, when the coal packing density at the bottom of the furnace increases due to the pulverization of cast coal, the dry distillation time of that portion becomes longer, so the effect of shortening the dry distillation time is reduced.

この成型炭の粉化を抑制するには、成型炭の強度を高めることが考えられるが、成型炭の強度を高めるには、バインダーの添加量を増やすことが必要になり成型炭の製造コストが増加する。さらに、バインダーの添加量を増やすことによる乾留時のガス、タール分の増加は、炉壁耐火物表面でのカーボンの成長速度を上昇させるのでコークス炉の炉体管理の面でも好ましくない。   In order to suppress the pulverization of the coal, it is conceivable to increase the strength of the coal, but in order to increase the strength of the coal, it is necessary to increase the amount of binder added and the production cost of the coal is increased. To increase. Furthermore, an increase in the gas and tar content during dry distillation by increasing the amount of binder added increases the growth rate of carbon on the surface of the furnace wall refractory, which is undesirable from the standpoint of coke oven furnace management.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、バインダーの添加量を増やすことなく、炭化室装炭時の成型炭の粉化を抑制できる方法で装炭してコークスを製造するコークスの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to charge the coal by a method capable of suppressing the pulverization of the formed coal at the time of carbonization chamber charging without increasing the amount of the binder added. It is providing the manufacturing method of the coke which manufactures coke.

このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
(1)パイプを炭化室の炉底近傍に降ろし、前記パイプに石炭原料を予め定められた高さまで充填した後、前記パイプを引き上げながら前記炭化室に前記石炭原料を装炭し、乾留してコークスを製造するコークスの製造方法であって、前記石炭原料は、70質量%以上100質量%以下の範囲内の成型炭と、0質量%以上30質量%以下の範囲内の粉状炭と、が混合された混合物であり、前記パイプに充填された前記石炭原料が前記予め定められた高さ以上になるように、前記石炭原料の装炭速度と前記パイプの引き上げ速度とを定める、コークスの製造方法
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) The pipe is lowered to the vicinity of the bottom of the carbonization chamber, and after filling the pipe with a coal raw material to a predetermined height, the coal raw material is charged into the carbonization chamber while the pipe is pulled up, and carbonized. Coke production method for producing coke, wherein the coal raw material is formed coal in a range of 70% by mass or more and 100% by mass or less, pulverized coal in a range of 0% by mass or more and 30% by mass or less, Is a mixed mixture, and determines the coal raw material charging speed and the pipe pulling speed so that the coal raw material filled in the pipe is not less than the predetermined height. Production method

本発明の実施により、バインダーの添加量を増やすことなく、炭化室装炭時の成型炭の粉化を抑制でき、これにより、高強度なコークスの製造が実現できる。   By carrying out the present invention, it is possible to suppress the pulverization of the formed charcoal during the carbonization of the carbonizing chamber without increasing the amount of the binder added, thereby realizing the production of high strength coke.

本実施形態に係るコークスの製造方法に用いられるパイプチャージの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the pipe charge used for the manufacturing method of the coke which concerns on this embodiment. 装炭試験で用いた試験容器の斜視図である。It is a perspective view of the test container used in the charcoal test. 成型炭の上面図と正面図である。It is the upper side figure and front view of a forming charcoal. 成型炭の粉化比率と落下高さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pulverization ratio of cast charcoal, and the fall height. 本実施形態のパイプチャージの各段階における炭化室の状態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the state of the carbonization chamber in each step of the pipe charge of this embodiment. 石炭原料の充填高さと装炭時間との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the filling height of coal raw material, and coal loading time. 装炭時間とパイプ下端の高さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between coaling time and the height of a pipe lower end. 成型炭の粉化比率と落下高さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pulverization ratio of cast charcoal, and the fall height.

図1は、本実施形態に係るコークスの製造方法に用いられるパイプチャージの概要を示す図である。まず、本実施形態に係るコークスの製造方法に用いられるパイプチャージの概要を、図1を用いて説明する。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of pipe charge used in the coke manufacturing method according to the present embodiment. First, an outline of a pipe charge used in the coke manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

粉状炭と成型炭とが混合された混合物である石炭原料6は、コークス炉1の上部にある装炭孔4から炭化室2に装炭される。本実施形態のパイプチャージでは、石炭原料6を装炭する前に、装炭車3の下部からパイプ5を伸ばし、装炭孔4を通して炉底近傍まで降ろす。装炭車3は、パイプ5に石炭原料6を充填する。この状態を示したのが図1(a)である。これにより、成型炭と炉底との接触が最小限に抑えられ、炉底との落下衝突による成型炭の粉化を抑制できる。また、パイプ5に石炭原料6を充填することで、少ない石炭原料6でパイプ5の石炭層の上面を上昇できるので、落下高さが高くなる石炭原料6の量を少なくできる。これにより、落下高さが高く大きな落下衝撃を受ける石炭原料6の量を少なくできるので、成型炭の粉化をさらに抑制できる。   A coal raw material 6, which is a mixture of powdered coal and cast coal, is loaded into the carbonization chamber 2 from a coal loading hole 4 at the top of the coke oven 1. In the pipe charge of the present embodiment, before the coal raw material 6 is coaled, the pipe 5 is extended from the lower part of the charcoal vehicle 3 and lowered to the vicinity of the furnace bottom through the charring hole 4. The charcoal vehicle 3 fills a pipe 5 with a coal raw material 6. This state is shown in FIG. As a result, the contact between the coal char and the furnace bottom is minimized, and pulverization of the coal char due to a drop collision with the furnace bottom can be suppressed. Moreover, since the upper surface of the coal layer of the pipe 5 can be raised with a small amount of the coal raw material 6 by filling the pipe 5 with the coal raw material 6, the amount of the coal raw material 6 with which the fall height becomes high can be reduced. Thereby, since the quantity of the coal raw material 6 which has a high fall height and receives a big drop impact can be reduced, the pulverization of the formed coal can be further suppressed.

本実施形態のパイプチャージでは、パイプ5に石炭原料6を予め定められた高さまで充填された段階で、パイプ5を上方向に引き上げる。このようにパイプ5を上方向に引き上げることで、炉底部とパイプ5の間に隙間ができ、その間を石炭原料6が流れ、炭化室2に石炭原料6が装炭される。この状態を示したのが、図1(b)、図1(c)である。このとき、石炭原料6の装炭速度と、パイプ5の引き上げ速度とをパイプ5に充填された石炭原料6が予め定められた高さ以上になるように設定する。これにより、石炭原料6の落下高さを所定の高さ以下に制御できるので、成型炭の粉化比率を当該落下高さに対応した粉化比率以下に抑制できる。   In the pipe charge of the present embodiment, the pipe 5 is pulled upward when the pipe 5 is filled with the coal raw material 6 to a predetermined height. By pulling up the pipe 5 in this way, a gap is formed between the furnace bottom and the pipe 5, the coal raw material 6 flows between them, and the coal raw material 6 is loaded into the carbonization chamber 2. This state is shown in FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c). At this time, the coal loading speed of the coal raw material 6 and the pulling speed of the pipe 5 are set so that the coal raw material 6 filled in the pipe 5 is equal to or higher than a predetermined height. Thereby, since the fall height of the coal raw material 6 can be controlled below a predetermined height, the pulverization ratio of the formed coal can be suppressed below the pulverization ratio corresponding to the drop height.

パイプ5を引き上げて、パイプ5の下端が前述の予め定められた高さ以上に達した時点で、パイプ5を回収し、その後は、通常装炭と同様に石炭原料6が炭化室2に装炭される。この状態を示したのが図1(d)である。   The pipe 5 is pulled up, and when the lower end of the pipe 5 reaches the above-mentioned predetermined height or more, the pipe 5 is recovered, and thereafter, the coal raw material 6 is loaded into the carbonization chamber 2 in the same manner as normal coal charging. Charcoal. FIG. 1D shows this state.

このように、本実施形態のパイプチャージを用いることで、成型炭の粉化を抑制できるので、より低強度の成型炭を用いることが可能になる。さらに成型炭を多量に混合した石炭原料6を用いる場合においては、本実施形態のパイプチャージを用いることで成型炭の粉化が抑制されるので、炭化室に装炭された後においても石炭原料6中の高い成型炭の割合が維持できる。   As described above, by using the pipe charge of the present embodiment, pulverization of the coal can be suppressed, so that it is possible to use a lower strength coal. Furthermore, in the case of using the coal raw material 6 in which a large amount of the coal is mixed, since the pulverization of the coal is suppressed by using the pipe charge of the present embodiment, the coal raw material even after being coaled in the carbonization chamber. The ratio of the high charcoal in 6 can be maintained.

特に、70質量%以上100質量%以下の範囲内の成型炭と、0質量%以上30質量%以下の範囲内の粉状炭とが混合された石炭原料6を用いた場合には、本実施系形態のパイプチャージを用いて成型炭の粉化を抑制して、炭化室に装炭された石炭原料6の成型炭の割合を70質量%以上にする。これにより、石炭原料6の乾留速度を向上させることができ、コークスの生産性を向上できる。なお、本実施形態において、成型炭とは、複数銘柄の石炭と粘結材であるバインダーとを含む原料を混練後、加圧成型して製造された成形炭であり、粉状炭とは、単一もしくは複数銘柄の粒径15mm以下の石炭である。   In particular, when the coal raw material 6 in which the coal coal in the range of 70% by mass to 100% by mass and the pulverized coal in the range of 0% by mass to 30% by mass is used is used. By using the pipe charge of the system form, the coal powder is suppressed from being pulverized, and the ratio of the coal coal of the coal raw material 6 coaled in the carbonization chamber is set to 70% by mass or more. Thereby, the carbonization speed of the coal raw material 6 can be improved, and the productivity of coke can be improved. In the present embodiment, the coal is a coal produced by pressure molding after kneading a raw material containing a plurality of brands of coal and a binder that is a binder, and pulverized coal is Single or multiple grades of coal with a particle size of 15 mm or less.

次に、成型炭の落下高さと成型炭の粉化比率との関係について説明する。成型炭の落下高さを高くすると、成型炭に作用する落下衝撃が大きくなるので、成型炭の粉化比率は高くなることが予測される。また、成型炭の強度を高くすると、成型炭に作用する落下衝撃に耐えるので、成型炭の粉化比率は低くなることが予測される。この確認を行うため、一般的な炭化室を模擬した試験容器10を用いて、成型炭の装炭試験を実施した。   Next, the relationship between the falling height of the coal and the pulverization ratio of the coal is described. If the fall height of the coal is increased, the drop impact acting on the coal is increased, so that it is predicted that the powdered ratio of the coal is increased. Further, if the strength of the coal is increased, it can withstand the drop impact acting on the coal, so that it is predicted that the powdered ratio of the coal will be reduced. In order to perform this confirmation, a charcoal loading test was performed using a test vessel 10 simulating a general carbonization chamber.

図2は、装炭試験で用いた試験容器10の斜視図である。試験容器10は、幅寸法L1が430mm、高さ寸法L2が7520mm、長さ寸法L3が3020mmの矩形の容器であり、試験容器10の上面には開口部12が設けられ、側面には、高さ1mごとに開閉可能な窓14が複数設けられている。試験容器10の幅寸法L1および高さ寸法L2は、それぞれ一般的なコークス炉の炭化室の幅および石炭を装入する場合の石炭の落下高さと同程度にしている。また、試験容器10の長さ寸法L3は、短すぎると試験容器10の側面の影響を受けて石炭原料6の装炭挙動が変化するおそれがあるので、石炭原料6の装炭挙動に試験容器10の側面の影響が出ない程度の長さにした。   FIG. 2 is a perspective view of the test container 10 used in the charcoal test. The test container 10 is a rectangular container having a width dimension L1 of 430 mm, a height dimension L2 of 7520 mm, and a length dimension L3 of 3020 mm. An opening 12 is provided on the top surface of the test container 10, and A plurality of windows 14 that can be opened and closed every 1 m are provided. The width dimension L1 and the height dimension L2 of the test vessel 10 are set to be approximately the same as the width of the carbonization chamber of a general coke oven and the drop height of coal when charging coal, respectively. In addition, if the length L3 of the test vessel 10 is too short, the coal loading behavior of the coal raw material 6 may change due to the influence of the side surface of the test vessel 10; The length was such that the influence of 10 side faces did not appear.

成型炭の装炭試験では、試験容器10の開口部12から成型炭を装炭する。装炭試験では、図3に示したような、縦49mm、横49mm、高さ26mmの成型炭を用いた。成型炭の圧潰強度は、バインダーであるSOPの添加量を変えることで1.9kN、1.7kN、1.1kN、0.7kNに調整した。成型炭の圧潰強度は、圧縮試験機を用いて圧縮速度1mm/minで成型炭を圧縮して測定される最大強度を圧潰強度とした。   In the charcoal test of the charcoal, the charcoal is loaded from the opening 12 of the test container 10. In the charcoal test, cast charcoal having a length of 49 mm, a width of 49 mm, and a height of 26 mm as shown in FIG. 3 was used. The crushing strength of the coal was adjusted to 1.9 kN, 1.7 kN, 1.1 kN, and 0.7 kN by changing the amount of SOP as a binder. For the crushing strength of the coal, the maximum strength measured by compressing the coal at a compression speed of 1 mm / min using a compression tester was defined as the crushing strength.

試験容器10を満たすまで開口部12から成型炭を5.8t装炭した後、側面に設けられた窓14から成型炭を採取し、例えば、最も下の窓14から採取された成型炭の落下高さを7mとして、それぞれの落下高さにおける成型炭の粉化比率を測定した。なお、本実施形態において、試験容器10の窓14から採取した成型炭のうち、目開き15mmの篩を用いて篩上に篩分けられたものは成型炭であるとして、成型炭の粉化比率を、篩上質量と、窓14から採取した成型炭質量と、下記(1)式を用いて算出した。
粉化比率(質量%)=[1−{篩上質量(kg)/採取した成型炭質量(kg)}]×100・・(1)
After 5.8 t of coal is loaded from the opening 12 until the test container 10 is filled, the coal is collected from the window 14 provided on the side surface. For example, the coal dropped from the lowermost window 14 is dropped. The height was set to 7 m, and the pulverization ratio of the forming charcoal at each drop height was measured. In the present embodiment, among the charcoal collected from the window 14 of the test container 10, it is assumed that the coal that has been sieved on the sieve using a sieve having a mesh opening of 15 mm is a coal, and the powdered ratio of the coal Was calculated using the mass on the sieve, the mass of the charcoal collected from the window 14, and the following equation (1).
Pulverization ratio (mass%) = [1- {mass on sieve (kg) / collected coal mass (kg)}] × 100 (1)

図4は、成型炭の粉化比率と落下高さとの関係を示すグラフである。図4において、横軸は、粉化比率(質量%)であり、縦軸は、落下高さ(m)である。図4によれば、落下高さが高くなるにつれて粉化比率は増加し、圧潰強度の高い成型炭は、粉化比率が低くなり、圧潰強度の低い成型炭は、粉化比率が高くなることがわかる。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pulverization ratio of cast charcoal and the drop height. In FIG. 4, the horizontal axis represents the powdering ratio (mass%), and the vertical axis represents the drop height (m). According to FIG. 4, the pulverization ratio increases as the drop height increases, and the coal with high crushing strength has a low pulverization ratio, and the coal with low crushing strength has a high pulverization ratio. I understand.

また、粉化比率を20質量%以下にできる落下高さは、圧潰強度が1.9kNの場合は8.0m、1.7kNの場合は7.4m、圧潰強度が1.1kNの場合は5.5m、圧潰強度が0.7kNの場合は4.2mであることがわかる。このことから、例えば、炭化室2の落下高さが8.0mであり、圧潰強度が0.7kNの成型炭を用いて成型炭の粉化比率の目標を20質量%以下とした場合においては、パイプ5に成型炭を3.8m充填し、装炭時の落下高さを4.2m以下にすればよいことがわかる。   The drop height at which the powdering ratio can be reduced to 20% by mass or less is 8.0 m when the crushing strength is 1.9 kN, 7.4 m when the crushing strength is 1.7 kN, and 5 when the crushing strength is 1.1 kN. When the crushing strength is 0.7 m and 0.5 m, it is 4.2 m. From this, for example, in the case where the fall height of the carbonization chamber 2 is 8.0 m, and the coal powder pulverization ratio target is 20% by mass or less using the coal with a crushing strength of 0.7 kN. It can be seen that the pipe 5 may be filled with 3.8 m of charcoal and the drop height at the time of charcoal should be 4.2 m or less.

次に、石炭原料の装炭速度とパイプの引き上げ速度について説明する。本実施形態のパイプチャージでは、パイプ5に充填された石炭原料6の高さが、当該高さ以上になるように、装炭時の装炭速度とパイプ5の引き上げ速度とを定める。   Next, the coal raw material charging speed and the pipe pulling speed will be described. In the pipe charge of this embodiment, the coal loading speed and the pulling speed of the pipe 5 are determined so that the height of the coal raw material 6 filled in the pipe 5 is equal to or higher than the height.

図5は、本実施形態のパイプチャージの各段階における炭化室の状態を示す断面模式図である。図5に示した例は、一定の装炭速度で石炭原料6を装炭した場合であって、パイプ5に充填された石炭原料6の充填高さが変化しないようにパイプ5の引き上げ速度を定めたパイプチャージの例である。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the state of the carbonization chamber at each stage of the pipe charge of the present embodiment. The example shown in FIG. 5 is a case where the coal raw material 6 is loaded at a constant coal loading speed, and the pulling speed of the pipe 5 is set so that the filling height of the coal raw material 6 filled in the pipe 5 does not change. It is an example of the defined pipe charge.

図5(a)は、炭化室2の装炭孔4からパイプ5を炉底近傍に降ろした状態を示す。図5(a)において、Hは炭化室2の落下高さであり、Dは装炭孔4からパイプ5の下端までの長さである。   FIG. 5 (a) shows a state where the pipe 5 is lowered to the vicinity of the furnace bottom from the coal loading hole 4 of the carbonization chamber 2. In FIG. 5 (a), H is the drop height of the carbonization chamber 2, and D is the length from the charring hole 4 to the lower end of the pipe 5.

図5(b)は、石炭原料6が予め定められた高さまでパイプ5に充填された状態を示す。図5(b)において、Hは石炭原料6の充填高さ(予め定められた高さ)である。Hはパイプ5の下端の高さである。Aはパイプ5の断面積であり、φはパイプ5の直径である。また、αは石炭原料6の安息角である。 FIG. 5B shows a state in which the pipe 5 is filled with the coal raw material 6 to a predetermined height. In FIG. 5 (b), H 1 is the height of the filled coal raw material 6 (predetermined height). H 2 is the height of the lower end of the pipe 5. A is the cross-sectional area of the pipe 5, and φ is the diameter of the pipe 5. Α is an angle of repose of the coal raw material 6.

図5(b)の状態では、パイプ5は炉底近傍まで降りており、炉底からHだけ離間している。このため、パイプ5に充填された石炭原料6は、安息角αとHで定まる長さだけパイプ5から広がる。この状態の石炭原料6の装炭量は、下記(2)式で算出できる。但し、(2)式において、ρは、石炭原料6の密度であり、Wは炉幅である。
In the state of FIG. 5 (b), the pipe 5 is down to the furnace near the bottom, spaced from the furnace bottom only H 2. For this reason, the coal raw material 6 filled in the pipe 5 spreads from the pipe 5 by a length determined by the angle of repose α and H 2 . The coal loading of the coal raw material 6 in this state can be calculated by the following equation (2). However, in Formula (2), ρ is the density of the coal raw material 6 and W is the furnace width.

パイプ5を引き上げていない状態では、パイプ5の下端の高さHはH−Dなので、石炭原料6の装炭速度をVとすると、図5(b)の状態になるまでの時間Tは下記(3)式で算出できる。このパイプ5に高さHまで石炭原料6を充填するまでの0≦t≦Tの期間をPhase1とする。
When the pipe 5 is not pulled up, the lower end height H 2 of the pipe 5 is H-D. Therefore, when the coal loading speed of the coal raw material 6 is V, the time T 1 until the state shown in FIG. Can be calculated by the following equation (3). A period of 0 ≦ t ≦ T 1 until the pipe 5 is filled with the coal raw material 6 to the height H 1 is defined as Phase 1.

石炭原料6がHまで充填された後、パイプ5を引き上げる。石炭原料6の装炭速度を、上述した装炭速度Vと同じとすると、パイプ5の石炭原料6の充填高さHの速度は、下記(4)式で算出される石炭原料6の装炭によるHの時間当たりの増加量と、下記(5)式で算出されるパイプ5の引き上げによるHの時間当たりの増加量との和である下記(6)式で算出できる。 After the coal raw material 6 is filled to H 1, raise the pipe 5. The Sosumi rate of coal raw material 6, if the same as the Sosumi speed V described above, the filling rate of the height H 1 of the coal raw material 6 of the pipe 5, instrumentation coal feedstock 6 is calculated by the following equation (4) the increase per time H 1 by charcoal can be calculated by the following equation (6) is the sum of the increase per time of an H 1 by pulling the pipe 5 to be calculated by the following equation (5).

図5に示した例においては、石炭原料6の充填高さHが変化しないようにパイプ5の引き上げ速度を定める。このため、(6)式の左辺が0になるので、左辺を0とした(6)式からパイプ5の下端の高さHの速度を示す数式(7)が算出できる。すなわち、(7)式に示す速度でパイプ5の下端を引き上げると石炭原料6の充填高さHは変化せずに維持される。 In the example shown in FIG. 5, as the filling height H 1 of the coal raw material 6 does not change determine the lifting speed of the pipe 5. Therefore, since (6) of the left side becomes 0, the left side is set to 0 (6) Equation indicating the speed of the high H 2 of the lower end of the pipe 5 from the equation (7) can be calculated. That, is maintained unchanged filling height H 1 of the coal feed 6 Raising the lower end of the pipe 5 at a rate shown in equation (7).

(7)式を解くと、パイプ5の下端の高さHの時間変化は(8)式となる。なお、(8)式において、Cは積分定数である。
(7) Solving equation, the time change of the height H 2 of the lower end of the pipe 5 is (8). Note that in equation (8), C 2 is a constant of integration.

(8)式において、パイプの引き上げを開始する時間はT1であり、このときのパイプ5の下端の高さHは、H−Dであるので、積分定数Cは下記(9)式で算出できる。
In the equation (8), the time for starting the pulling up of the pipe is T 1 , and the height H 2 at the lower end of the pipe 5 at this time is HD, so that the integral constant C 2 is the following equation (9) It can be calculated by

また、Lを、パイプに隣接する一方の装入孔の中心とパイプが挿入された装入孔の中心との間の中点からパイプに隣接する他方の装入孔の中心とパイプが挿入された装入孔の中心との間の中点までの距離、または、炭化室の端に位置する装炭孔については、パイプに隣接する装入孔の中心とパイプが挿入された装入孔の中心との間の中点から炉蓋までの距離とすると、石炭原料6が炉底を充填するのは、パイプ5の下端の高さHが下記(10)式で示される場合であるので、石炭原料6が炉底を充填するまでの時間Tは、下記(11)式で算出できる。パイプ5に高さHまで石炭原料が充填された後から石炭原料が炉底を充填するまでのT≦t≦Tの期間をPhase2とする。 Further, L is inserted from the midpoint between the center of one charging hole adjacent to the pipe and the center of the charging hole into which the pipe is inserted, to the center of the other charging hole adjacent to the pipe and the pipe. For the distance to the midpoint between the center of the charging hole or the charring hole located at the end of the carbonization chamber, the center of the charging hole adjacent to the pipe and the charging hole where the pipe is inserted from the midpoint between the center and the distance to the furnace lid, the coal raw material 6 fills the furnace bottom are the case where height H 2 of the lower end of the pipe 5 is indicated by the following equation (10) The time T 2 until the coal raw material 6 fills the furnace bottom can be calculated by the following equation (11). Phase 2 is defined as a period of T 1 ≦ t ≦ T 2 from when the pipe 5 is filled with the coal raw material to the height H 1 until the coal raw material fills the furnace bottom.

経過後、パイプ5の下端の高さHが石炭原料6の充填高さHと同じ高さになるまでパイプを引き上げる。石炭原料の装炭速度を、上述した装炭速度Vと同じとすると、石炭原料の充填高さHの速度は、下記(12)式で算出される石炭原料6の装炭によるHの時間当たりの増加量と、下記(13)式で算出されるパイプ5の引き上げによるHの時間当たりの増加量と、の和である下記(14)式で算出できる。 After T 2 elapses, the pipe is pulled up until the height H 2 of the lower end of the pipe 5 becomes the same height as the filling height H 1 of the coal raw material 6. If the coal feed rate of the coal raw material is the same as the coal feed rate V described above, the filling height H 1 of the coal raw material is equal to the H 1 by the coal feed of the coal raw material 6 calculated by the following equation (12). It can be calculated by the following equation (14) which is the sum of the increase amount per hour and the increase amount of H 1 by the pipe 5 being pulled up calculated by the following equation (13).

図5に示した例においては、石炭原料6の充填高さHが変化しないように引き上げ速度を定める。このため、(14)式の左辺が0になるので、左辺を0とした(14)式からH速度を示す(15)式が算出できる。すなわち、(15)式に示すHの速度で、パイプ5を引き上げると石炭原料6の充填高さHは変化せずに維持される。 In the example shown in FIG. 5, defining the pull rate as filling height H 1 of the coal raw material 6 does not change. For this reason, since the left side of the equation (14) is 0, the equation (15) indicating the H 2 speed can be calculated from the equation (14) with the left side set to 0. That is, at the rate of H 2 shown in (15), the filling height H 1 of the coal feed 6 Pulling pipes 5 are maintained unchanged.

上記数式(15)を解くと、Hの時間変化は(16)式となる。なお、(16)式において、Cは積分定数である。
When the above equation (15) is solved, the time change of H 2 becomes the equation (16). Note that in (16), C 3 is a constant of integration.

炉底への石炭原料6の装炭が開始される時間をt=Tとすると、このときのパイプ5の下端の高さHは下記(17)式となるので、積分定数Cは、以下の数式(18)で算出される。 Assuming that the time at which the coal raw material 6 starts to be charged at the bottom of the furnace is t = T 2 , the height H 2 of the lower end of the pipe 5 at this time is expressed by the following equation (17). Therefore, the integral constant C 3 is Is calculated by the following mathematical formula (18).

また、t=T3のときにH=Hになるので、パイプ5の下端の高さHが、石炭原料6の充填高さHになるまでの時間Tは、下記(19)式で算出できる。石炭原料6が炉底を装炭してから、パイプ5の下端の高さHが石炭原料6の充填高さHと同じになるまでのT≦t≦Tの期間をPhase3とする。
Moreover, since H 2 = H 1 when t = T 3 , the time T 3 until the height H 2 of the lower end of the pipe 5 reaches the filling height H 1 of the coal raw material 6 is as follows (19 ) Formula. The period of T 2 ≦ t ≦ T 3 from when the coal raw material 6 is loaded on the furnace bottom until the height H 2 of the lower end of the pipe 5 becomes equal to the filling height H 1 of the coal raw material 6 is Phase 3 To do.

図6は、石炭原料6の充填高さと装炭時間との関係を示したグラフである。図6を用いて、Phase1〜Phase3における充填高さについて説明する。本実施形態のパイプチャージは、上述したように、Phase1〜Phase3から構成される。Phase1(0≦t≦T)では、成型炭と粉状炭の混合率と、成型炭の圧潰強度と、目標とする炭化室2内の粉化比率と、図4と、からパイプ5に充填する石炭原料6の充填高さHを定め、当該Hまで石炭原料6をパイプ5に充填する。このように、Phase1ではパイプ5に石炭原料6を充填するので、図6に示すように、石炭原料6の充填高さを通常装炭よりも早く上昇させることができ、短時間で石炭原料6の落下高さを低くできる。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the filling height of the coal raw material 6 and the coal loading time. The filling height in Phase 1 to Phase 3 will be described with reference to FIG. As described above, the pipe charge according to the present embodiment includes Phase 1 to Phase 3. In Phase 1 (0 ≦ t ≦ T 1 ), the mixing ratio of the formed coal and the pulverized coal, the crushing strength of the formed coal, the target pulverization ratio in the carbonizing chamber 2, and FIG. A filling height H 1 of the coal raw material 6 to be filled is determined, and the pipe 5 is filled with the coal raw material 6 up to the H 1 . Thus, in Phase 1, since the coal raw material 6 is filled into the pipe 5, as shown in FIG. 6, the filling height of the coal raw material 6 can be increased faster than the normal coal loading, and the coal raw material 6 can be quickly obtained. The fall height can be lowered.

Phase2(T≦t≦T)では、パイプ5の石炭原料6の充填高さHが変化しないように定めた上記(7)式で算出されるパイプ5の引き上げ速度(Hの速度)で引き上げる。このため、図6に示すように、Phase2では、石炭原料6の充填高さは変化しない。 In Phase 2 (T 1 ≦ t ≦ T 2 ), the pulling speed of the pipe 5 (the speed of H 2 ) calculated by the above equation (7) determined so that the filling height H 1 of the coal raw material 6 of the pipe 5 does not change. ). For this reason, as shown in FIG. 6, in Phase 2, the filling height of the coal raw material 6 does not change.

Phase3(T≦t≦T)ではパイプの石炭原料6の充填高さHが変化しないように定めた上記(15)式で算出されるパイプ引き上げ速度(Hの速度)で引き上げる。このため、図6に示すように、Phase3では、石炭原料6の充填高さは変化しない。Phase3の後は、パイプ5を回収し、その後は、通常装炭と同様に石炭原料6を炭化室2に装炭する。 In Phase 3 (T 2 ≦ t ≦ T 3 ), the pipe is pulled up at the pipe pulling speed (H 2 speed) calculated by the above equation (15) determined so that the filling height H 1 of the coal raw material 6 does not change. For this reason, as shown in FIG. 6, in Phase 3, the filling height of the coal raw material 6 does not change. After Phase 3, the pipe 5 is recovered, and thereafter, the coal raw material 6 is charged into the carbonization chamber 2 in the same manner as in normal charging.

このように、本実施形態のパイプチャージを用いて石炭原料6を炭化室2に装炭することで、石炭原料6の充填高さを通常装炭よりも早く上昇させることができ、それ以降は、目標とする粉化比率になるような落下高さに制御できる。このように落下高さを制御することで、圧潰強度が低い成型炭の粉化を抑制できるので、バインダーの添加量を増やすことなく、炭化室2の装炭時の成型炭の粉化を抑制できる。なお、落下高さの制御はパイプ内の石炭高さを公知のセンサーで計測して、計測された高さが一定になるようにパイプの引き上げ速度を制御してもよい。   Thus, by charging the coal raw material 6 in the carbonization chamber 2 using the pipe charge of the present embodiment, the filling height of the coal raw material 6 can be increased earlier than the normal coal charging, and thereafter The drop height can be controlled so as to achieve a target pulverization ratio. By controlling the drop height in this way, the pulverization of the coal with low crushing strength can be suppressed, so that the pulverization of the coal when the carbonizing chamber 2 is installed is suppressed without increasing the amount of binder added. it can. The drop height may be controlled by measuring the coal height in the pipe with a known sensor and controlling the pipe pulling speed so that the measured height becomes constant.

次に、パイプチャージによる成型炭の粉化抑制効果を確認するため、図2に示した試験容器10を用いて、通常操業で行っている通常装炭と、本実施形態のパイプチャージとの比較実験を行なった。比較実験は、図3に示した成型炭の圧潰強度を0.7kNに調整し、5.8トンの成型炭を試験容器10の開口部12から装炭することで実施した。   Next, in order to confirm the effect of suppressing the pulverization of the charcoal due to the pipe charge, using the test container 10 shown in FIG. 2, the comparison between the normal charcoal performed in the normal operation and the pipe charge of the present embodiment. The experiment was conducted. The comparative experiment was carried out by adjusting the crushing strength of the coal shown in FIG. 3 to 0.7 kN and loading 5.8 tons of coal from the opening 12 of the test vessel 10.

比較実験のパイプチャージでは、最長6900mmのパイプであって、特許文献3に記載されているようなテレスコープ型構造のパイプを使用した。パイプをテレスコープ型の構造にすることで、パイプの段階的な引き上げを可能にしている。成型炭の落下高さが2mまたは4mになるように、パイプの成型炭の充填高さH、初期成型炭充填時間(T)、炉底を成型炭が充填するまでの時間(T)、HとHが同じになる時間(T3)を下記表1に記載した値に設定した。また、パイプ5の下端の高さHを、図7に示すように時間変化させ、装炭時間がTに達した後にパイプを回収した。装炭速度を8トン/minに設定し、約45秒で全ての成型炭を試験容器10に装炭した。
In the pipe charge of the comparative experiment, a pipe having a maximum length of 6900 mm and a telescope type structure as described in Patent Document 3 was used. By making the pipe a telescopic structure, it is possible to raise the pipe in stages. Filling height H 1 of pipe charcoal in the pipe, initial molding char filling time (T 1 ), and time until filling the furnace bottom with charcoal (T 2 ) so that the falling height of the charcoal is 2 m or 4 m. ), The time (T 3 ) at which H 1 and H 2 are the same was set to the value described in Table 1 below. Further, the height H 2 of the lower end of the pipe 5, by the time changes as shown in FIG. 7, Sosumi time has recovered pipe after reaching T 3. The coal loading speed was set to 8 tons / min, and all the coals were loaded into the test vessel 10 in about 45 seconds.

成型炭を試験容器10に装炭した後、側面に設けられた窓14から成型炭を採取し、成型炭の粉化比率を測定した。なお、本実施形態において、試験容器10の窓14から採取した全成型炭のうち、目開き15mmの篩を用いて篩上に篩分けられたものは成型炭であるとして、成型炭の粉化比率を、上記(1)式を用いて算出した。この結果を図8に示す。   After charcoal was loaded into the test vessel 10, the charcoal was collected from the window 14 provided on the side surface, and the pulverization ratio of the charcoal was measured. In the present embodiment, among all the charcoal collected from the window 14 of the test container 10, pulverization of the charcoal is assumed as the charcoal that has been sieved on the sieve using a sieve having a mesh opening of 15 mm. The ratio was calculated using the above equation (1). The result is shown in FIG.

図8は、成型炭の粉化比率と落下高さとの関係を示すグラフである。図8において、横軸は、粉化比率(質量%)であり、縦軸は、落下高さ(m)である。図8に示すように、通常装炭(パイプチャージ無し)では、採取位置が試験容器10の底部であって落下高さが高いほど粉化比率が高くなった。一方、パイプチャージでは、試験容器10の底部においても通常装炭より粉化比率が小さくなった。パイプ5に成型炭が充填されることで、装炭時の落下高さが低くなり、これにより成型炭の粉化が抑制されたものと考えられる。炉底部において粉化比率が高くなっているのは、パイプ5に成型炭が充填されるまでは通常装炭と落下高さが変わらなかったためと考えられる。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the pulverization ratio of cast charcoal and the drop height. In FIG. 8, the horizontal axis represents the powdering ratio (mass%), and the vertical axis represents the drop height (m). As shown in FIG. 8, in normal coal charging (without pipe charge), the powdering ratio was higher as the sampling position was the bottom of the test container 10 and the drop height was higher. On the other hand, in the pipe charge, the pulverization ratio at the bottom of the test vessel 10 was smaller than that in the normal coal charging. By filling the pipe 5 with coal, it is considered that the falling height at the time of coal loading is lowered, and thereby, the pulverization of the coal is suppressed. The reason why the pulverization ratio is high at the bottom of the furnace is thought to be that the drop height did not change from that of normal coal charging until the pipe 5 was filled with coal.

このように、本実施形態のパイプチャージを用いることで、少ない石炭原料6でパイプ5の充填面を上昇できるので、落下高さが高く、大きい落下衝撃を受ける石炭原料6の量を少なくできる。これにより、成型炭のバインダー添加量を増やすことなく炭化室装炭時の成型炭の粉化を抑制できる。また、圧潰強度の低いバインダー添加量の少ない成型炭を用いることが可能になるので、炭化室の炉壁耐火物表面へのカーボン析出を抑制でき、これによりコークス炉の炉体管理が容易になる。   Thus, since the filling surface of the pipe 5 can be raised with a small amount of the coal raw material 6 by using the pipe charge of the present embodiment, the amount of the coal raw material 6 that has a high drop height and receives a large drop impact can be reduced. Thereby, pulverization of the forming coal at the time of carbonization chamber coalification can be suppressed, without increasing the binder addition amount of forming coal. Moreover, since it becomes possible to use coal with a low crushing strength and a small binder addition amount, it is possible to suppress carbon deposition on the surface of the furnace wall refractory in the carbonization chamber, thereby facilitating furnace body management of the coke oven. .

また、炭化室に装炭された石炭原料における成型炭の割合の目標を、例えば、70質量%以上100質量%以下にし、当該成型炭の割合を達成できる粉化比率となる充填高さに設定し、当該高さ以上になるようなパイプ引き上げ速度でパイプ5を引き上げる。これにより粉の発生を抑え、炭化室に装炭される石炭原料6の成型炭の割合を70質量%以上100質量%以下にでき、乾留速度の短縮によるコークスの生産性の向上が実現できる。   Moreover, the target of the ratio of the forming coal in the coal raw material coal-charged in the carbonization chamber is set to, for example, 70% by mass or more and 100% by mass or less, and is set to a filling height that becomes a pulverization ratio that can achieve the ratio of the forming coal. Then, the pipe 5 is pulled up at a pipe pulling speed that is higher than the height. Thereby, generation | occurrence | production of powder | flour can be suppressed, the ratio of the shaping | molding coal of the coal raw material 6 coal-loaded to a carbonization chamber can be 70 mass% or more and 100 mass% or less, and the improvement of coke productivity by shortening of a carbonization speed | rate can be implement | achieved.

なお、図5に示した例においては、石炭原料6の充填高さHの高さが変化しないように、パイプ5の引き上げ速度を定めた例を示したがこれに限られず、石炭原料6の充填高さH以上になるように、パイプ5の引き上げ速度を定めればよい。充填高さをH以上にできれば、石炭原料6の落下高さを変化しないように引き上げ速度を設定した場合よりも落下高さを低くできるので、本発明の効果を得ることができることは明らかである。また、図5に示した例においては、装炭速度Vを一定にした例を示したが、これに限られない。装炭速度は、Phase1、Phase2およびPhase3で変えてもよく、この場合には、当該装炭速度に対応したパイプ引き上げ速度に設定すればよい。 In the example shown in FIG. 5, an example in which the pulling speed of the pipe 5 is determined so that the filling height H 1 of the coal raw material 6 does not change is shown, but the present invention is not limited thereto, and the coal raw material 6 so that the filling height H 1 or more, may be determined pulling rate of the pipe 5. If the filling height can be set to H 1 or more, the drop height can be made lower than the case where the pulling speed is set so as not to change the fall height of the coal raw material 6, so that it is clear that the effect of the present invention can be obtained. is there. Moreover, in the example shown in FIG. 5, although the example which made the coal charging speed V constant was shown, it is not restricted to this. The coal charging speed may be changed between Phase 1, Phase 2 and Phase 3, and in this case, the pipe pulling speed corresponding to the coal charging speed may be set.

なお、Phase1で、石炭原料を予め定められた高さHまで充填する際の高さHは、例えば図4に示したような、使用する成型炭の落下高さと粉化比率の関係に基づいて、目標とする粉化比率となる落下高さと、炭化室の落下高さHとの差以上の値として定めることができる。また、Hの上限は、パイプ5の上端までの間であれば特に制限する必要はない。また、Phase3の後のパイプ5の回収は、Phase3終了後直ちに行ってもよいし、装入を継続しながら徐々に行ってもよい。また、本実施形態における成型炭および粉状炭は、バインダーとして作用しない粘結材、粉コークス、油類、プラスチック類、バイオマス類を含むものであってもよい。 In Phase 1, the height H 1 when the coal raw material is filled up to a predetermined height H 1 is, for example, as shown in FIG. 4, the relationship between the falling height of the used coal and the pulverization ratio. Based on this, it can be determined as a value that is equal to or greater than the difference between the fall height that is the target pulverization ratio and the fall height H of the carbonization chamber. Further, the upper limit of H 1 is not particularly limited as long as it is between the upper ends of the pipes 5. The recovery of the pipe 5 after Phase 3 may be performed immediately after the completion of Phase 3, or may be gradually performed while charging is continued. In addition, the formed charcoal and the pulverized coal in the present embodiment may include a caking additive that does not act as a binder, powdered coke, oils, plastics, and biomass.

本実施形態のパイプチャージで装炭した場合の乾留速度と、乾留後のコークス強度を確認するため、実炉での乾留試験を実施した。乾留試験では、圧潰強度0.7kNの成型炭が100質量%である石炭原料を用いた。本実施形態のパイプチャージを用いて、落下高さを2m、4mとして成型炭を装炭した場合と、通常装炭で成型炭を装炭した場合について、それぞれ乾留速度とコークス強度を測定した。乾留時間は、炭化室の幅方向、高さ方向、長さ方向の中央に熱電対を挿入し、当該熱電対で測定される温度が950℃を超えるまでに要した時間とし、通常装炭で成型炭を装炭した場合の乾留時間を1.00とした相対値として算出した。また、コークス強度は、JIS K 2151に規定されている回転強度試験により測定されるドラム強度DI150 15で測定した。測定結果を下記表2に示す。 In order to confirm the carbonization rate when the coal was charged with the pipe charge of this embodiment and the coke strength after carbonization, a carbonization test was conducted in an actual furnace. In the dry distillation test, a coal raw material having 100% by mass of coking coal having a crushing strength of 0.7 kN was used. Using the pipe charge of this embodiment, the dry distillation rate and the coke strength were measured for the case where the fall coal was set to 2 m and 4 m, and the case where the coal was loaded with normal coal and the case where the coal was loaded with normal coal, respectively. The carbonization time is the time required until the temperature measured by the thermocouple exceeds 950 ° C by inserting a thermocouple in the center of the width direction, height direction, and length direction of the carbonization chamber. It calculated as a relative value with the carbonization time when coal was charged as 1.00. The coke strength was measured with a drum strength DI 150 15 measured by a rotational strength test specified in JIS K 2151. The measurement results are shown in Table 2 below.

表2に示すように、乾留時間は、通常装炭で成型炭を装炭した場合よりも本実施形態のパイプチャージを用いて成型炭を装炭した場合の方が短くなった。また、パイプチャージを用いて成型炭を装炭した場合においては、落下高さを4mとしたよりも落下高さを2mとした方が、乾留時間が短くなった。   As shown in Table 2, the carbonization time was shorter in the case where the charcoal was loaded using the pipe charge of the present embodiment than in the case where the charcoal was loaded with normal coal. In addition, in the case where coal was loaded using pipe charge, the dry distillation time was shorter when the fall height was 2 m than when the fall height was 4 m.

通常装炭では、成型炭が粉化することで炉底部の充填密度が上昇し、充填密度の上昇分だけ、炉底の石炭原料6の伝熱速度が低下し、これにより乾留時間が長くなったと考えられる。一方、本実施形態のパイプチャージを用いた場合には、成型炭の粉化が抑制され、炉底の充填密度の上昇が抑制される。このため、炉底部における石炭原料6の伝熱速度の低下が抑制され、乾留時間が通常装炭の場合よりも短くなったと考えられる。さらに、落下高さを2mとすることで、落下高さ4mとした場合よりも成型炭の粉化が抑制され、炉底の充填密度の上昇が抑制され、この結果、乾留時間がさらに短くなったと考えられる。   In normal coal loading, the coal density is pulverized to increase the packing density at the bottom of the furnace, and the heat transfer rate of the coal raw material 6 at the bottom of the furnace is decreased by the increase in the packing density, thereby increasing the dry distillation time. It is thought. On the other hand, when the pipe charge of the present embodiment is used, pulverization of the forming coal is suppressed, and an increase in the filling density of the furnace bottom is suppressed. For this reason, it is thought that the fall of the heat transfer rate of the coal raw material 6 in a furnace bottom part was suppressed, and the carbonization time became shorter than the case of normal coal loading. Furthermore, by setting the fall height to 2 m, pulverization of the coal is suppressed and the increase in the filling density of the furnace bottom is suppressed as compared with the case where the drop height is set to 4 m. As a result, the dry distillation time is further shortened. It is thought.

コークス強度は、通常装炭で成型炭を装炭した場合よりも本実施形態のパイプチャージを用いて成型炭を装炭した場合の方が高くなった。また、パイプチャージを用いて成型炭を装炭した場合においては、落下高さを4mとしたよりも落下高さを2mとした方が、コークス強度が高くなった。   The coke strength was higher when the coal was loaded using the pipe charge of the present embodiment than when the coal was loaded with normal coal. In addition, when the coal was loaded using a pipe charge, the coke strength was higher when the fall height was 2 m than when the fall height was 4 m.

通常装炭では、成型炭が粉化し、粉となった低品位炭が増加したことで乾留後のコークスのコークス強度が低下したと考えられる。一方、本実施形態のパイプチャージを用いた場合には、成型炭の粉化が抑制されるので、粉となる低品位炭の量を少なくでき、これにより乾留後のコークスのコークス強度が向上したと考えられる。また、パイプチャージを用いた場合であっても、落下高さを2mとすることで、落下高さ4mとした場合よりも成型炭の粉化をさらに抑制でき、これにより、乾留後のコークスのコークス強度はさらに向上した。これらの結果から、本実施形態のパイプチャージを用いることで、バインダーの添加量を増やすことなく、コークス強度を向上させることができ、乾留時間も短くできることが確認された。   In normal coal loading, the coking strength of coke after dry distillation is thought to have decreased due to the pulverization of cast coal and the increase in low-grade coal that became powder. On the other hand, when the pipe charge of the present embodiment is used, since the pulverization of the formed coal is suppressed, the amount of low-grade coal that becomes the powder can be reduced, thereby improving the coke strength of the coke after dry distillation. it is conceivable that. In addition, even when pipe charge is used, by setting the fall height to 2 m, it is possible to further suppress the pulverization of the charcoal than when the drop height is set to 4 m. The coke strength was further improved. From these results, it was confirmed that by using the pipe charge of the present embodiment, the coke strength can be improved and the carbonization time can be shortened without increasing the amount of binder added.

1 コークス炉
2 炭化室
3 装炭車
4 装炭孔
5 パイプ
6 石炭原料
10 試験容器
12 開口部
14 窓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coke oven 2 Coking chamber 3 Charcoal vehicle 4 Charging hole 5 Pipe 6 Coal raw material 10 Test vessel 12 Opening 14 Window

Claims (1)

パイプを炭化室の炉底近傍に降ろし、前記パイプに石炭原料を予め定められた高さまで充填した後、前記パイプを引き上げながら前記炭化室に前記石炭原料を装炭し、乾留してコークスを製造するコークスの製造方法であって、
前記石炭原料は、70質量%以上100質量%以下の範囲内の成型炭と、0質量%以上30質量%以下の範囲内の粉状炭と、が混合された混合物であり、
前記パイプに充填された前記石炭原料が前記予め定められた高さ以上になるように、前記石炭原料の装炭速度と前記パイプの引き上げ速度とを定める、コークスの製造方法。
The pipe is lowered to the vicinity of the furnace bottom of the carbonization chamber, and after filling the pipe with a coal raw material to a predetermined height, the coal raw material is loaded into the carbonization chamber while pulling up the pipe, and carbonized to produce coke. A method for producing coke,
The coal raw material is a mixture in which formed coal in a range of 70% by mass to 100% by mass and pulverized coal in a range of 0% by mass to 30% by mass are mixed.
A method for producing coke, wherein a coal loading speed of the coal raw material and a pulling speed of the pipe are determined so that the coal raw material filled in the pipe is equal to or higher than the predetermined height.
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