[发明专利]炼焦炉的焦炭挤出时发生的负荷的推测方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如在水平室式炼焦炉的焦炭挤出时、特别在炭化室的炉壁上有突起部的情况下、考虑到由装入炭的种类及干馏条件决定的焦炭饼的性状来推测在挤出时产生的负荷的方法。

本申请基于2008年10月30日在日本国提出申请的特愿2008-279889号，主张优先权，这里引用其内容。

背景技术

在近年来的炼焦炉作业中，为了实现焦炭品质及生产性的提高，向炭化室内的煤的装入(填充)密度有上升的趋势。因此，在挤出焦炭时，有作用在炭化室的侧壁(炉壁)上的载荷上升、且与之相伴地焦炭挤出负荷也增加的趋势。

此外，建设并经过30年以上、炉体的老化发展，炉壁的刚性下降的炼焦炉也增加。在这样的炼焦炉中，在炼焦炉炭化室的炉壁面上发生变形或凹凸。当焦炭饼通过这些发生了变形或凹凸的部位时，焦炭挤出阻力增加，作用在炉壁上的载荷上升。结果，在该炼焦炉中，发生炉壁砖的穿孔或炉壁损坏等的故障的可能性变高。

更具体地讲，在老化发展的炼焦炉的炭化室中，在其炉壁上附着碳而形成突起部(凸部)，炉壁砖缺损而形成凹坑部(凹部)的情况也较多，炉壁表面的凹凸的程度增加。当焦炭通过突起部时，从该突起部的挤出机柱塞侧的斜面受到反作用力，与该反作用力相当的载荷作用在炉壁上。另一方面，当焦炭通过凹坑部(凹部)时，从该凹坑部(凹部)的焦炭导引轮侧的斜面受到反作用力，与该反作用力相当的载荷作用在炉壁上。与这些反作用力相当的载荷作用在刚性下降的炉壁上的情况下，有可能发生炉壁的损伤。

因为这样的状况，事前评价从炭化室将干馏后的焦炭饼挤出所需要的力及作用在炉壁上的载荷，以使得在炉壁上不会负载过度的载荷变得更加重要。

从炼焦炉的炭化室挤出焦炭饼所需要的力由使焦炭饼移动时的阻力决定。作为决定该阻力的主要原因，可以想到如下两个原因：(i)起因于炉体侧的原因、以及(ii)起因于焦炭饼的特性的原因。

“起因于炉体侧的原因”主要是指炉壁的性状。具体而言，有炉壁砖的凹凸、砖表面的粗糙度、炉壁与焦炭饼的摩擦系数、炉壁的强度(挤出时的炉壁的位移)等。

其中，可以认为炉壁砖的凹凸的影响最大。特别是，在近年来炼焦炉的老化不断发展，在炼焦炉的炭化室中，如上述那样在其炉壁上附着碳而形成突起部的情况较多。对于形成有该碳的突起部的部分而言，与其相应地炉宽(炉壁间距离)变窄(炉宽狭窄部)。当焦炭饼通过该炉宽狭窄部时，从突起部的挤出机侧的斜面受到反作用力。进而，由于使焦炭饼通过比本来的炭化室宽度窄的部分，所以当然需要与通常相比额外的力。这样，当焦炭饼通过突起部时，挤出焦炭饼时的阻力增大。

如在专利文献2中公开的那样，焦炭饼的挤出压力仅由焦炭块与炉壁之间的空隙(间隙)决定的侧压转化率的量作为推压炉壁的压力作用。在发生了从突起部的斜面受到的反作用力及为了通过炉宽狭窄部所需要的力等、与通常相比额外的阻力的情况下，需要用于克服这些力的额外的挤出力。因此，根据该阻力的程度，比通常大的载荷(压力)作用在炉壁上。

此时，在炭化室的炉壁上发生的侧面载荷比炉壁的刚性大的情况下，发生炉壁砖的穿孔或炉壁的损坏等的故障的可能性变得很高。因此，为了防止这些故障发生，需要考虑形成在炉壁上的突起部给挤出负荷带来的影响来操作炼焦炉。为此，需要开发高精度地预测在炉壁上有突起部的情况下的挤出负荷的方法。

本发明者们对于这样的突起部的影响，发现将各个突起部的形状及突起部的存在位置进行数值化后的“阻力指数”与挤出力良好地对应，以前进行了专利申请(参照专利文献1)。

另一方面，在“起因于焦炭饼的特性的原因”中，有焦炭块的强度、及水平烧减量(率)、焦炭饼内的空隙量(率)等。

对于装入到炭化室中的煤而言，在其干馏过程中，煤的软化熔融层在炉宽方向中央会合后在炉宽方向上收缩，发生其体积沿水平方向减小的水平烧减。该焦炭的水平烧减与在焦炭的炉宽方向中央处产生的空隙量、以及在炉壁与焦炭块之间形成的空隙量(将这些空隙量的合计以下称作“炉宽方向的全空隙量”)紧密地关联。在将焦炭饼从炭化室挤出时，从挤出机对焦炭饼施加的挤出力(压力)的一部分作为侧压施加在炉壁面上(例如，参照非专利文献1)。该水平烧减量越多、炉宽方向的全空隙越大，则在焦炭饼的挤出中需要的力较少即可，结果使作用在炉壁上的载荷(压力)也降低。

因此，在专利文献2、3中公开了以防止在炉壁上施加过度载荷(压力)为目的、推测上述焦炭的水平烧减量(率)、调整干馏时间等的作业条件、以使炭化室炉壁与焦炭块之间的空隙量不低于规定值的技术。