专利名称：炼焦炉的焦炭挤出时发生的负荷的推测方法
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) O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。在专利文献1中公开了，如果焦炭饼的干馏状态相同、则挤出负荷可以通过根据炉壁表面的突起部的状况(形状、存在位置等)所定义的阻力指数良好地表述。但是，在实际的炼焦炉的作业中，由于有装入炭的水分量及燃烧室烟道温度的变动、移动机械的设备故障造成的干馏时间的变动等，所以很难将焦炭饼的干馏状态保持为相同。特别是对于老化后的炼焦炉而言，在配置在炭化室的两侧的燃烧室中也同样发生老化的可能性较高。因此，有根据各炼焦炉的不同而煤的干馏条件不同的情况。此外，燃烧室是将多个气体(另 ^ )供给口和空气供给口在焦炭的挤出方向并列配置的结构。因此，通过各个气体供给口及空气供给口的劣化状态，煤的干馏条件也有可能不同。即，即使在一个炼焦炉内，也有煤的干馏条件不同的情况。另外，在专利文献3中，记载了考虑附着在炉壁上的碳的厚度的技术，但并没有将因附着碳形成的炉壁的突起部作为问题。专利文献1 日本特开2008-201993号公报专利文献2 日本特开平8483730号公报专利文献3 日本特开2000-290658号公报专利文献4 日本特开2005-249698号公报非专利文献 1 "Ironmaking Conference ProceedingslIME、1998 年、1155—1159
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发明内容
如上所述，炉体侧的因素对焦炭挤出力的影响通过上述阻力指数建立了关系，但在焦炭饼侧的因素也同时相干的情况下并没有公开明确的指数。在因炉体侧的因素而煤的干馏条件变化的情况下，焦炭饼侧的因素有可能变动，所以即使使用在专利文献1中记载的阻力指数推测挤出力，也有可能在推测精度中发生问题。此外，以往着眼于炉壁与焦炭块之间的空隙，但实际的该空隙量是约几mm左右，相对于此，焦炭的炉宽方向中央的空隙量为几十mm。因而，为了高精度地推测挤出力，需要也一起讨论焦炭的炉宽方向中央的空隙量给焦炭的挤出力带来的影响。本发明的目的是，在包括由装入炭的种类及干馏条件决定的焦炭饼的性状和炉体侧因素的两者的影响的条件下，提示与挤出力存在良好的对应关系的指数，进一步提高焦炭挤出负荷的推测精度。可以想到，焦炭饼经过形成有突起部、并且与其相应地炉宽变窄的炉宽狭窄部时的挤出力受突起部的厚度与炉宽方向的空隙的合计量(炉宽方向的全空隙量)与炉壁间距离的关系支配。所以，本发明者们调查突起部的厚度、炉宽方向的全空隙量、和炉壁间距离相对于挤压负荷的关系，结果发现，焦炭饼经过该炉宽狭窄部时的挤出负荷可以通过特定的指数表述。基于这样的认识的本发明的主旨如下。(1)本发明的炼焦炉的焦炭挤出时发生的负荷的推测方法，将焦炭饼通过因炼焦炉炭化室的炉壁上存在突起部而上述炉壁间的距离变窄的炉宽狭窄部时的挤出负荷，以炉壁间距离L、突起部的厚度h、及炉宽方向的全空隙量w为参数，使用由下述数学式(1)定义的指数Qn评价；设上述全空隙量w为将上述焦炭饼挤出方向左右的上述炉壁与上述焦炭饼之间的空隙量与处于上述焦炭饼的中央部的空隙量加在一起的空隙量。Qn = (h-w) /L...(1)(2)在上述(1)的情况下，优选的是，使用在侧壁上能够安装具有不同的突起部的厚度h的多个突起部的挤出负荷测量试验装置，将在侧壁间距离L、突起部的厚度h、及宽度方向的全空隙量w的条件下的挤出负荷一边更换上述突起部一边测量多次，预先求出使用权利要求1所述的上述数学式(1)计算出的上述Qn与实测的上述挤出负荷的相关关系X。 并且，根据炼焦炉炭化室的炉壁的突起部的厚度Ii1、由装入炭的种类及干馏条件得到的炉宽方向的全空隙量W1和炉壁间距离L1,使用权利要求1所述的上述式(1)计算关于上述炼焦炉炭化室的指数Qn1 ；基于上述相关关系X和上述Qn1,求出上述炼焦炉炭化室的上述挤出负荷。(3)在上述⑵的情况下，优选的是，通过将上述炉壁的轮廓(口 7 7 O )信息进行积分而计算上述突起部的厚度比。(4)在上述⑵或⑶的情况下，优选的是，当对配置在上述挤出负荷测量试验装置中的焦炭饼进行挤出时，从与上述焦炭饼的挤出方向相反方向施加规定的力，求出上述 Qn与实测的上述挤出负荷的相关关系X。(5)在上述⑵或⑶的情况下，优选的是，当对配置在上述挤出负荷测量试验装置中的焦炭饼进行挤出时，从上述焦炭饼的上部施加规定的力，求出上述Qn与实测的上述挤出负荷的相关关系X。在本发明的炼焦炉的焦炭挤出负荷的推测方法中，同时考虑作为与焦炭饼的挤出负荷相关的因素的炉壁侧的因素、和焦炭饼侧的因素而进行。因此，能够高精度地推测对应于炉壁的状态、装入炭的种类、及干馏条件的、焦炭挤出力和作用在炉壁上的挤压(炉壁侧压)。因此，能够管理炼焦炉的作业条件及装入煤的性状，以使基于焦炭挤出负荷推测的炉壁侧压不超过炉壁的耐压极限。结果，能够防止炉壁穿孔等的故障。此外，能够基于炉壁的轮廓信息高精度地推测有可能达到炉壁砖的穿孔的部位，能够可靠地确定炉壁修补的优先顺序，能够实现修补效率的提高。结果，不仅能够延长炼焦炉主体的寿命，还能够稳定地进行炼焦炉的作业。此外，根据本发明，由于能够推测焦炭的挤出所需要的力，所以能够事前判断焦炭的挤出的可否。由此，焦炭的挤压堵塞等的故障减少，所以能够得到焦炭的生产性提高的叠加效果。
图1是表示通过焦炭挤出负荷测量试验得到的Qn与越过突起部所需要的力(焦炭挤出力-反作用力)的关系的1例的图。图2是表示通过焦炭挤出负荷测量试验得到的Qn与高台面挤压的关系的1例的图。图3是表示通过焦炭挤出负荷测量试验得到的Qn与(高台面挤压/挤出压力) 的关系的1例的图。图4是表示通过焦炭挤出负荷测量试验得到的Qn与炉宽方向的全空隙量w的关系的1例的图。图5A是表示在本发明的实施方式中使用的焦炭挤出负荷测量试验装置的正视图。图5B是在图5A中表示的焦炭挤出负荷测量试验装置的侧视图。图5C是在图5A中表示的焦炭挤出负荷测量试验装置使用的突起部的形状的一例的图。图6是表示使用图5A 5C所示的焦炭挤出负荷测量试验装置的挤出试验的测量结果的一例的图。图7是用来说明炭化室内的关于焦炭饼的空隙的图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。在从炉壁上形成有因附着碳而带来的突起部的炭化室将焦炭饼在煤的干馏后挤出的情况下，例如如图7所示，构成焦炭饼的各个焦炭块需要从挤出机侧朝向焦炭导引轮侧地爬上该突起部9的挤出机侧的斜面21、通过(越过)高台面22。突起部9的高台面22与和其相对置的炉壁之间的距离若比处于比突起部9更靠近挤出机侧的焦炭饼的炉宽方向的长度窄，则为了通过该突起部9，与炉壁面是平滑的情况相比需要更大的力。考虑其通过所需要的力受突起部9的炉宽方向的厚度(突起部的厚度 h)、炉宽方向的空隙的合计量(炉宽方向的全空隙量w)、以及炉壁间距离L所支配。所以，本发明者们使用后述的挤出负荷测量试验装置，通过焦炭挤出测量试验，对突起部的厚度h与炉宽方向的全空隙量w的差对应于挤出负荷的关系进行了深入调查。结果发现，焦炭饼通过因突起而炉壁间的距离变窄的炉宽狭窄部时，所需要的力(挤出力)可以使用由以下的数学式(1)定义的指数Qn处理。Qn = (h-w) /L...(1)这里，炉宽方向的全空隙量w，如后所述，是由装入炭的种类及干馏条件等决定的值。该炉宽方向的全空隙量w如果参照图7，则为炭化室的炉壁沈与焦炭块25之间的空隙23的量(炭化室两侧的空隙量的合计)、和焦炭饼的炉宽方向中央的空隙M的量的合计量。此外，h是突起部9的厚度(炉宽方向)，L是炭化室的炉壁沈间的距离(炉宽)。在上述数学式⑴中，将(h-w)用炉壁间距离L除是因为，炭化室的炉宽是从挤出机侧(Pusher Side, PS)朝向焦炭导引轮侧(Coke Side, CS)逐渐扩大的锥形状，所以能够反映炭化室的炉长方向的位置带来的影响。此外，炭化室的宽度(平均炉宽)根据炼焦炉而不同，所以也是考虑到该影响的结果。因此，Qn在结果上是无因次数。使用后述的挤出负荷测量试验装置(参照图5A 5C)，在挤出负荷测量试验装置的侧壁上安装各种厚度的突起部9，变更两侧的侧壁5与试验用焦炭块的空隙量、以及该焦炭块的炉宽方向中央的空隙量，一边对试验用焦炭饼2施加挤出力和与其对置的反作用力，一边实施挤出负荷测量试验。在图1中表示使由该试验得到的突起部9通过所需要的力(从焦炭押力减去反作用力后的值、即越过突起部所需要的力)与指数Qn的关系。此外， 在图2中表示作用在突起部9的高台面22上的压力(高台面押压)与指数Qn的关系。如图1所示，越过突起部所需要的力可以通过使用了在上述数学式(1)中表示的指数Qn的指数函数从而以较高的相关系数(R2 = 0. 87)进行近似。关于高台面的挤压也同样，可以通过使用了指数Qn的指数函数从而以较高的相关系数(R2 = 0.91)进行近似(图 2)。此外，高台面的挤压与作用在挤出侧的焦炭面上的压力(挤出压力)的比(侧压转化率)如图3所示，可知相对于指数Qn直线性变化。这在通过突起部9的高台面局部观察的情况下，也可以作为符合兰金(，>*>)系数的值掌握。虽然在图4中表示越过突起部所需要的力与炉宽方向的全空隙量w的关系，但不能得到图1所示那样的良好的对应关系。由此，确认了对炉宽方向的全空隙量w考虑突起部的厚度h和炉壁间距离L而求出相关关系的有效性。如上所述示出了，挤出负荷(越过突起部所需要的力、高台面挤压、以及侧压转化率)通过使用了考虑到炉体侧的因素、和由装入炭的种类及干馏条件等决定的焦炭饼侧的因素而决定的指数Qn的式子，从而可以高精度地推测。接着，对推测焦炭挤出力或在该挤出力时作用在炭化室侧壁上的载荷所需要的、 炭化室炉壁的突起部的厚度h及炉宽方向的全空隙量w的求出方法、以及用来求出指数Qn 与焦炭挤出力的关系的试验装置进行说明。关于形成在炭化室的炉壁面上的突起部，其形成位置及突起部的厚度h例如像在专利文献4中记载的那样，可以通过使激光测距仪相对于炭化室的炉壁面移动来实际测量。随着近年来的炼焦炉的老化，掌握炭化室的炉壁状态的重要性增加。为此，对炭化室内的高度方向及炉长方向的整个区域，测量炉壁的轮廓、调查并计测炉壁砖的状态及炉壁上形成的凹凸的位置和形状的重要性增加。用于进行这样的调查及计测的装置除上述专利文献4以外也提出了多种。在本发明中，在测量突起部的形成位置及突起部的厚度h、其形状时，可以适当采用那样的公知的方法。炉宽方向的全空隙量w例如可以如以下这样地求出。在制造焦炭时，根据混合的多个原料炭的品种及混合比例、干馏时间等的作业条件，干馏时的焦炭的收缩率变化。此外，炭化室一般在炉长方向上是锥形状，所以燃烧室的燃烧温度具有列内温度分布，以使向煤的加热成为一定。由于焦炭的收缩率随着温度而变化，所以有干馏时的焦炭的收缩率也随着根据炼焦炉的焦炭挤出方向上的位置而变化的情况。所以，例如如在专利文献2中记载那样，使用小型电炉那样的试验炉(例如炭化室的大小是长度1050mmX高度900mmX宽度450mm)进行干馏试验，预先求出在各种煤的装入条件下、各种炉温下的干馏时间与烧减量的关系。根据通过该试验得到的这些关系，能够求出实际的作业中的炉宽方向的焦炭的烧减量(收缩率)。此外，也可以通过在专利文献3中记载那样的以下的方法求出。焦炭的收缩在炼焦炉内在软化熔融层消失后开始。此时，焦炭朝向该焦炭中的收缩中心收缩。因而，该收缩带来的焦炭的体积的减小被分配为由炭化室中心部的焦炭的收缩带来的体积的减小、和由炉壁侧的焦炭的收缩带来的体积的减小。焦炭的收缩率(收缩系数)主要由煤的挥发量和温度决定。例如，在C. Meyer， D. Habermehl and O.Abel :Gluckauf_Forshungshefte，42 (1981)，233 中，将焦炭的收缩系数表示为煤的挥发量与温度的函数。基于这样的本领域的技术人员周知的方法，通过给出挥发量和温度，能够求出焦炭层的各部分的收缩率。此时，焦炭层的各部分的温度可以使用铠装热电偶等直接测量，但也可以使用例如在田代等、富士冶炼技报、17(1968年)、353页等中记载那样的周知的方法，通过1维热传导模型的计算来推测。如上所述，如果求出了焦炭挤出时的焦炭的炉宽方向各部分的焦炭收缩率，则接着，基于这些各部分的焦炭收缩率，求出炭化室炉宽方向的任意的位置为收缩中心的情况下的炉壁侧的焦炭收缩量。进而，以在各收缩中心位置求出的炉壁侧的焦炭收缩量的平均值作为炉壁侧的焦炭收缩量。例如，炼焦炉内的干馏的进行状况可以被认为由于燃烧室配设在炭化室的两侧， 所以以炭化室内的炉宽方向中心部为界左右对称。因而，将炭化室的单侧的一半沿炉宽方向10等分，对于包括该10等分的位置和炭化室的两端的11个点，求出各个位置为收缩中心的情况下的炉壁侧的焦炭收缩量。接着，通过求出这些11个点的炉壁侧的焦炭收缩量的平均值，能够求出炉壁侧的焦炭收缩量、求出炉壁与焦炭块之间的空隙量。关于炉宽方向中央的空隙量也同样，通过求出炉宽方向中央侧的焦炭的收缩量的平均而得到。接着，对通过使用焦炭挤出负荷测量试验装置的脱机试验，在将侧壁与焦炭块之间的空隙量、和宽度方向中央的空隙量进行了各种改变的条件下，求出各种厚度h的突起部存在于侧壁面上的情况下的焦炭挤出力和作用在侧壁面上的载荷的方法进行说明。在图5A、5B所示的焦炭挤出负荷测量试验装置中，在其基台14上，隔开一定的间隔、对置地设置有一对(相对于焦炭饼的挤出方向为左右的)侧面支撑体7、7。此外，在焦炭饼的挤出方向的前后，隔开一定的间隔、对置地设置有一对支撑体15、16。在一个支撑体 15上安装有挤出用液压缸1，在另一个支撑体16上安装有用于附加反作用力的液压缸3。在左右的侧面支撑体7、7间，分别配置有作为左右的侧壁的一对侧面面板5、5。此外，在对置的挤出用液压缸1与用于附加反作用力的液压缸3之间，分别配置有作为可动壁的前面板11和后面板12 (前后面板11、1 。通过这些一对的侧面面板5、5和前后面板11、 12，形成试验用的焦炭饼2的挤出空间。在前后面板11、12的下端部，分别安装有辊20，能够在基台14上平滑地移动。因而，在测量后述的挤出载荷和承受侧载荷时，前后面板11、12与基台14的摩擦减小，得到的测量结果的精度提高。挤出用液压缸1通过其杆(口、y Y )前端的缸头10对前面板11传递推压力。用于附加反作用力的液压缸3也同样，对后面板12传递对抗于推压力的一定的反作用力。在实际的炼焦炉中，在从炭化室将焦炭饼挤出时，随着从PS (挤出机侧)向CS (焦炭导引轮侧)前进，经焦炭饼内传递的力(挤压)衰减。为了模拟地再现该炉长方向的位置带来的挤压的差异，在使用挤出用液压缸1对由侧面面板5、5和前后面板11、12所包围的焦炭饼2进行挤出时，改变用于附加反作用力的液压缸3的反作用力的大小。由此，在任意地改变实际被挤出的焦炭饼2的炉长方向的存在位置的条件下，能够进行挤出负荷测量试验。在挤出用液压缸1的缸头10与前面板11之间，设置有作为载荷检测机构的负荷传感器(载荷变换器)17。同样，在用于附加反作用力的液压缸3的缸头10与后面板12之间，设置有作为载荷检测机构的负荷传感器(载荷变换器)17。通过各负荷传感器17、17检测挤出用液压缸1的挤出力、和用于附加反作用力的液压缸3受到的受力。在实际的炼焦炉中，在炉壁面与焦炭块之间存在空隙(图7的标号23)。为了将该条件再现，侧面面板5、5经由被侧面面板支撑用液压缸4、4所保持的中间可动壁6、6而设置，以使其能够沿与焦炭饼的挤出方向垂直的方向位移。与焦炭饼2的挤出方向垂直的方向上的侧面面板5、5与焦炭饼2的间隔，可以基于设在焦炭饼2的挤出方向的前后的位置检测器(侧面用)8、8的测量值，通过利用侧面面板支撑用液压缸4、4使中间可动壁6、6移动而适当地调节。在中间可动壁6、6与侧面面板5、5之间，设置有多个用来测量侧面面板5、5受到的载荷的负荷传感器18、18。将左右的侧面面板5、5受到的载荷(受力)作为由各个负荷传感器18测量的值的合计值检测。侧面面板5、5在焦炭挤出时有可能与焦炭饼2—起向焦炭挤出方向移动。为了防止该移动，也可以在侧面面板5、5的焦炭挤出方向的两端部上安装挡块或线性动作导引器等的移动限制装置。为了评价存在于炼焦炉炭化室的炉壁表面上的突起部给挤出负荷带来的影响，在一个侧面面板5的与焦炭饼2接触的面上，通过例如螺栓等的固定机构安装有图5C所示那样的突起部9。
突起部9的形状设置为，与通过上述方法得到的实际的炼焦炉的突起部的形状相匹配。作为其一例，在图5C中示出在一部分上具有楔型的斜面的梯形的突起部9。该突起部9由与挤出方向平行的高台面22、和与其连接的斜面21构成。通过使用多个突起部9的厚度h、斜面21的长度、高台面22的长度、突起部9的形状、以及突起部9的表面状态等不同的突起部9分别进行试验，能够定量地评价由突起部9的形状的差异引起的对炉壁载荷的影响。在图5C的例子中，作为一例，示出了在一部分上具有楔型的斜面21的梯形的突起部9，但也使用具有液滴那样的曲线的斜面、波状的斜面等、匹配于实际的炼焦炉的实际状况的形状的突起部。在此情况下，也与具有楔型的斜面21的台形型的突起部9同样，越过突起部9所需要的力等可以通过使用了指数Qn的函数近似。在实际的炼焦炉中，如上所述，在焦炭饼的高度方向上存在自身载荷的分布。因此，如图5B所示，通过在焦炭饼2的上部装载作为载荷的重锤19，能够在使炭化室的高度方向上的突起部9的设想位置变化的状态下进行测量。作为装载在焦炭饼上的重锤19，例如可以使用钢板。通过变更该钢板的厚度及重叠的片数，能够改变载荷的大小。在设在基台14上的挤出用液压缸支撑体15上，安装有例如激光测距仪那样的位置检测器13。该位置检测器13能够连续地测量焦炭挤出时的前面板11的移动距离。在如上述那样构成的焦炭饼挤出负荷测量试验装置中，将用例如小型电干馏炉等干馏而得到的规定尺寸(例如长度600X高度370X宽度430mm)的试验用焦炭饼2配置在由装置的侧面面板5、5及前后面板11、12所包围的空间中。此时，在一侧的侧面面板5 上，如图5A那样安装具有预先规定的条件(在实际的炼焦炉中检测到的形状等)的突起部 9。此外，事先测量焦炭饼2中央部的空隙量。基于设在侧面支撑体7、7的前后的位置检测器8、8的显示，通过使中间可动壁6、 6移动而将构成配置在基台14上的焦炭饼2的焦炭块与侧面面板5、5之间的空隙量调节为规定的值。此外，在焦炭饼2的上部装载重锤19，其重量为设想了实际的炼焦炉炭化室的炉高方向上的突起部9的位置的重量。接着，一边使挤出用液压缸1动作而对焦炭饼2施加挤出力、并通过用于附加反作用力的液压缸3作用一定的反作用力，一边开始焦炭饼2的挤出。在挤出开始后，焦炭饼2在(挤出力-反作用力)的力作用下向用于附加反作用力的液压缸3的方向移动，在突起部9的斜面21上移动(爬上)，最终移动并登上突起部9 的高台面22。当焦炭饼2通过突起部9时，通过负荷传感器17、18，分别连续地测量挤出力、反作用力、以及作用在左右的侧面面板5、5上的力。在通过挤出用液压缸1对试验用的焦炭饼2施加挤出力时，控制液压缸3的液压装置，以使用于附加反作用力的液压缸3的反作用力成为一定。如上所述，通过变更该为一定的反作用力的设定值(通过该反作用力的设定值使挤出力也变化)，能够改变实际的炼焦炉中的焦炭饼2的炉长方向的设想位置，能够评价作用在炉长方向的任意的位置处的炉壁上的载荷。此外，如上所述，通过改变装载在焦炭饼2的上部上的重锤19的量，能够改变实际的炼焦炉中的焦炭饼2的炉高方向的设想位置，能够评价作用在炉高方向的任意的位置处的炉壁上的载荷。按照以上那样的顺序，在表1所示的条件下实施焦炭的挤出试验。在图6中表示通过该试验得到的挤出中的负荷概况的一例。[表 1]
权利要求
1.一种焦炭挤出时产生的负荷的推测方法，是炼焦炉的焦炭挤出时产生的负荷的推测方法，其特征在于，将焦炭饼通过因炼焦炉炭化室的炉壁上存在突起部而上述炉壁间的距离变窄的炉宽狭窄部时的挤出负荷，以炉壁间距离L、突起部的厚度h、及炉宽方向的全空隙量w为参数， 使用由下述数学式(1)定义的指数Qn评价；设上述全空隙量w为将上述焦炭饼挤出方向左右的上述炉壁与上述焦炭饼之间的空隙量与处于上述焦炭饼的中央部的空隙量加在一起的空隙量Qn =Qi-W)/L …⑴。
2.如权利要求1所述的焦炭挤出时产生的负荷的推测方法，其特征在于，使用在侧壁上能够安装具有不同的突起部的厚度h的多个突起部的挤出负荷测量试验装置，将在侧壁间距离L、突起部的厚度h、及宽度方向的全空隙量w的条件下的挤出负荷一边更换上述突起部一边测量多次，预先求出使用权利要求1所述的上述数学式(1)计算出的上述Qn与实测的上述挤出负荷的相关关系X ；根据炼焦炉炭化室的炉壁的突起部的厚度hp由装入炭的种类及干馏条件而得到的炉宽方向的全空隙量W1和炉壁间距离L1,使用权利要求1所述的上述数学式(1)，计算关于上述炼焦炉炭化室的指数Qn1 ；基于上述相关关系X和上述Qn1,求出上述炼焦炉炭化室的上述挤出负荷。
3.如权利要求2所述的焦炭挤出时产生的负荷的推测方法，其特征在于，通过将上述炉壁的轮廓信息进行积分而计算上述突起部的厚度比。
4.如权利要求2或3所述的焦炭挤出时产生的负荷的推测方法，其特征在于，当对配置在上述挤出负荷测量试验装置中的焦炭饼进行挤出时，从与上述焦炭饼的挤出方向相反方向施加规定的力，求出上述Qn与实测的上述挤出负荷的相关关系X。
5.如权利要求2或3所述的焦炭挤出时产生的负荷的推测方法，其特征在于，当对配置在上述挤出负荷测量试验装置中的焦炭饼进行挤出时，从上述焦炭饼的上部施加规定的力，求出上述Qn与实测的上述挤出负荷的相关关系
全文摘要
本发明是一种炼焦炉的焦炭挤出时产生的负荷的推测方法，将焦炭饼通过因炼焦炉炭化室的炉壁上存在的突起部而上述炉壁间的距离变窄的炉宽狭窄部时的挤出负荷，以炉壁间距离L、突起部的厚度h、及炉宽方向的全空隙量w为参数，使用由下述数学式(1)定义的指数Qn评价；设上述全空隙量w为将上述焦炭饼挤出方向左右的上述炉壁与上述焦炭饼之间的空隙量与处于上述焦炭饼的中央部的空隙量加在一起的空隙量。Qn＝(h-w)/L…(1)。
文档编号C10B33/08GK102197110SQ20098014260
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月30日 优先权日2008年10月30日
发明者中川朝之, 加藤健次, 有马孝, 福田耕一 申请人:新日本制铁株式会社