特開 2024-126143 成型コークスの製造方法および成型コークスの製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126143

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】成型コークスの製造方法および成型コークスの製造装置

(51)【国際特許分類】

   C10B 53/08 20060101AFI20240912BHJP

   C10B 45/02 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

C10B53/08

C10B45/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034343

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】多川 友生

(72)【発明者】

【氏名】廣池 承一郎

【テーマコード（参考）】

4H012

【Ｆターム（参考）】

4H012KA01

4H012KA06

(57)【要約】

【課題】装入シュートから竪型乾留炉の奥行方向に分散させながら成型物を装入できる成型コークスの製造方法を提供する。
【解決手段】竪型乾留炉本体の内部に堆積する成型物の堆積層が予め定められた基準高さになった場合に、竪型乾留炉本体に傾斜して接続される装入シュートから１バッチ分の成型物を炉内に装入し、供給した成型物を竪型乾留炉本体の内部で乾留して成型コークスを製造する、成型コークスの製造方法であって、成型物の堆積分布を測定し、堆積分布の測定結果に応じて基準高さを上下方向に変更する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

竪型乾留炉本体の内部に堆積する成型物の堆積層が予め定められた基準高さになった場合に、前記竪型乾留炉本体に傾斜して接続される装入シュートから１バッチ分の前記成型物を炉内に装入し、供給した前記成型物を前記竪型乾留炉本体の内部で乾留して成型コークスを製造する、成型コークスの製造方法であって、
前記成型物の堆積分布を測定し、前記堆積分布の測定結果に応じて前記基準高さを上下方向に変更する、成型コークスの製造方法。

【請求項2】

前記堆積分布として、前記竪型乾留炉本体の断面中央位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置に近い断面位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置から離れた断面位置の少なくとも３点の前記堆積層の高さを測定する、請求項１に記載の成型コークスの製造方法。

【請求項3】

３点の前記堆積層の高さが予め定められた範囲外である場合に前記基準高さを上下方向に変更し、前記３点の堆積層の高さが予め定められた範囲内である場合に前記基準高さを上下方向に変更しない、請求項２に記載の成型コークスの製造方法。

【請求項4】

前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも高い場合に前記基準高さを下方に変更し、前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に前記基準高さを上方に変更する、請求項３に記載の成型コークスの製造方法。

【請求項5】

前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における堆積層の高さよりも高い場合に前記基準高さを上方に変更し、前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に前記基準高さを下方に変更する、請求項３に記載の成型コークスの製造方法。

【請求項6】

成型物を乾留して成型コークスを製造する竪型乾留炉本体と、
前記竪型乾留炉本体に傾斜して接続され、前記竪型乾留炉本体に前記成型物を供給する装入シュートと、
前記装入シュートの途中に、前記成型物を一時的に前記装入シュートの内部に滞留させる開閉可能なゲートと、
前記竪型乾留炉本体の内部に堆積する前記成型物の堆積分布を測定する堆積分布測定装置と、
前記竪型乾留炉本体の内部に堆積する成型物の堆積層が予め定められた基準高さになった場合に前記ゲートを開くゲート制御装置と、
を有する、成型コークスの製造装置であって、
前記ゲート制御装置は、前記堆積分布測定装置によって測定された前記成型物の堆積分布に基づいて前記基準高さを上下方向に変更する、成型コークスの製造装置。

【請求項7】

前記堆積分布測定装置は、前記堆積分布として、前記竪型乾留炉本体の断面中央位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置に近い断面位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置から離れた断面位置の少なくとも３点の前記堆積層の高さを測定する、請求項６に記載の成型コークスの製造装置。

【請求項8】

前記堆積分布測定装置によって測定される３点の前記堆積層の高さが予め定められた範囲外である場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上下方向に変更し、前記３点の堆積層の高さが予め定められた範囲外である場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上下方向に変更しない、請求項７に記載の成型コークスの製造装置。

【請求項9】

前記堆積分布測定装置によって測定される前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも高い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを下方に変更し、前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上方に変更する、請求項８に記載の成型コークスの製造装置。

【請求項10】

前記堆積分布測定装置によって測定される前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さよりも高い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上方に変更し、前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを下方に変更する、請求項８に記載の成型コークスの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、竪型乾留炉を用いて成型コークスを製造する成型コークスの製造方法および成型コークスの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、コークスの反応性を向上させるため、石炭等の成型物をバインダー等の結合剤と混合して塊状に成型した後、その塊状に成型した成型物を乾留処理して製造した成型コークスを高炉用原料として用いる技術が開発されている。成型コークスのうち、成型物（石炭等）に鉄含有物質（鉄鉱石等）を一定量混合して塊状に成型したものは、フェロコークスと呼ばれている。成型コークスの製造方法としては、一般的に竪型の乾留炉を用いて成型物を乾留処理する方法が提案されている。

【0003】

フェロコークスの乾留方法としては竪型乾留炉を用いる方法が提案されており、例えば、特許文献１には、上部に乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する竪型乾留炉を用いたフェロコークスの製造方法が開示されている。この方法は、成型物と鉄含有物質とからなる成型物を竪型乾留炉に装入する装入工程と、乾留ゾーンにおいて加熱ガスを吹き込むことで成型物を乾留してフェロコークスを製造する乾留工程と、冷却ガスの吹き込みによってフェロコークスを冷却する冷却工程と、竪型乾留炉の炉頂部の排出口から炉内ガスを排出する炉内ガス排出工程と、冷却ゾーン下部からフェロコークスを排出するフェロコークス排出工程と、を有する。

【0004】

成型物の装入工程では、竪型乾留炉の上部に傾斜して取り付けられる装入シュートを介して成型物を炉内に装入し、乾留工程では、乾留ゾーン中間部分の低温ガス吹き込み羽口から低温ガスを炉内に吹き込み、乾留ゾーン下部の高温ガス吹き込み羽口から高温ガスを炉内に吹き込むことで成型物を加熱している。また、フェロコークスの冷却工程では、冷却ゾーン下部の冷却ガス吹き込み羽口から冷却ガスを吹き込むことでフェロコークスの冷却を行っている。

【0005】

ここで、フェロコークス生産量を増加させるためには竪型乾留炉の容積を大きくする必要があるが、加熱ガスおよび冷却ガスは竪型乾留炉の奥行方向（成型物装入方向の水平成分に平行）に噴射されるので、ガスを炉内中央部まで浸透させるには奥行方向の内寸を一定値以下にする必要がある。したがって、竪型乾留炉は奥行方向に比べて炉幅方向（竪型乾留炉の横断面において奥行方向と直交する方向）が長い形状となる。

【0006】

上記のように、炉の奥行方向に対して炉幅方向が長い構造を有する竪型乾留炉では、炉幅方向に成型物の装入口を複数列設置した場合でも、炉幅に対して十分な数の成型物装入口を設置することは困難である。このように、限られた成型物の装入口から成型物を炉内に装入した場合、装入した成型物の炉幅方向の分布は、成型物の安息角に応じた山部が形成された装入分布になり、均一な装入分布が得られない。このように、均一な装入分布が得られない場合、局所的に炉内の装入物押圧が高くなる部分が生じ、その成型物押圧によって成型物に割れが生じる可能性がある。さらに、成型物を炉内に装入した際に、成型物の多い箇所と少ない箇所が発生すると、炉内のガス流れが不均一になり、成型物の乾留に悪影響を与える。このような問題に対して、特許文献２には、成型物を炉幅方向に分散させる分散部材を設けることで成型物を分散させる成型コークスの製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１－５７９７０号公報

【特許文献2】特開２０１７－１５５２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献２に開示された分散部材は、炉幅方向の分散に着目したものであって成型物の飛距離に影響を及ぼさないので、炉の奥行方向に対する均一分散に対しては改善できないという課題があった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、竪型乾留炉を用いて高炉用原料である成型コークス、特に、フェロコークスを製造するに際し、装入シュートから竪型乾留炉の奥行方向に分散させながら原料である成型物を装入できる成型コークスの製造方法および製造装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ 竪型乾留炉本体の内部に堆積する成型物の堆積層が予め定められた基準高さになった場合に、前記竪型乾留炉本体に傾斜して接続される装入シュートから１バッチ分の前記成型物を炉内に装入し、供給した前記成型物を前記竪型乾留炉本体の内部で乾留して成型コークスを製造する、成型コークスの製造方法であって、前記成型物の堆積分布を測定し、前記堆積分布の測定結果に応じて前記基準高さを上下方向に変更する、成型コークスの製造方法。
［２］ 前記堆積分布として、前記竪型乾留炉本体の断面中央位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置に近い断面位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置から離れた断面位置の少なくとも３点の前記堆積層の高さを測定する、［１］に記載の成型コークスの製造方法。
［３］ ３点の前記堆積層の高さが予め定められた範囲外である場合に前記基準高さを上下方向に変更し、前記３点の堆積層の高さが予め定められた範囲内である場合に前記基準高さを上下方向に変更しない、［２］に記載の成型コークスの製造方法。
［４］ 前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも高い場合に前記基準高さを下方に変更し、前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に前記基準高さを上方に変更する、［３］に記載の成型コークスの製造方法。
［５］ 前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における堆積層の高さよりも高い場合に前記基準高さを上方に変更し、前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に前記基準高さを下方に変更する、［３］に記載の成型コークスの製造方法。
［６］ 成型物を乾留して成型コークスを製造する竪型乾留炉本体と、前記竪型乾留炉本体に傾斜して接続され、前記竪型乾留炉本体に前記成型物を供給する装入シュートと、前記装入シュートの途中に、前記成型物を一時的に前記装入シュートの内部に滞留させる開閉可能なゲートと、前記竪型乾留炉本体の内部に堆積する前記成型物の堆積分布を測定する堆積分布測定装置と、前記竪型乾留炉本体の内部に堆積する成型物の堆積層が予め定められた基準高さになった場合に前記ゲートを開くゲート制御装置と、を有する、成型コークスの製造装置であって、前記ゲート制御装置は、前記堆積分布測定装置によって測定された前記成型物の堆積分布に基づいて前記基準高さを上下方向に変更する、成型コークスの製造装置。
［７］ 前記堆積分布測定装置は、前記堆積分布として、前記竪型乾留炉本体の断面中央位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置に近い断面位置と、前記断面中央位置よりも前記装入シュートが接続された炉壁位置から離れた断面位置の少なくとも３点の前記堆積層の高さを測定する、［６］に記載の成型コークスの製造装置。
［８］ 前記堆積分布測定装置によって測定される３点の前記堆積層の高さが予め定められた範囲外である場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上下方向に変更し、前記３点の堆積層の高さが予め定められた範囲外である場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上下方向に変更しない、［７］に記載の成型コークスの製造装置。
［９］ 前記堆積分布測定装置によって測定される前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも高い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを下方に変更し、前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上方に変更する、［８］に記載の成型コークスの製造装置。
［１０］ 前記堆積分布測定装置によって測定される前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さよりも高い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを上方に変更し、前記炉壁位置から離れた断面位置における前記堆積層の高さが、前記断面中央位置もしくは前記炉壁位置に近い断面位置における前記堆積層の高さよりも低い場合に、前記ゲート制御装置は前記基準高さを下方に変更する、［８］に記載の成型コークスの製造装置。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る成型コークスの製造方法および成型コークスの製造装置では、成型物を炉の奥行方向に分散させながら竪型乾留炉に装入できる。これにより、竪型乾留炉内に堆積する成型物の分布が改善され、炉内のガス流れがより均一になり、高品質の成型コークスを高い生産性で製造できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態に係る成型コークスの製造装置の一例である竪型乾留炉設備を示す模式図である。

【図2】図２は、図１に示す竪型乾留炉本体の上部において、炉内への成型物の供給方法を示す断面模式図である。

【図3】図３は、ゲート制御装置１６の構成例を示す模式図である。

【図4】図４は、基準高さを上下方向にさらに変更する処理を示すフロー図である。

【図5】図５は、基準高さを調整する前の成型物堆積層の高さプロファイルと、基準高さを調整した後の成型物堆積層の高さプロファイルとを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態の一例を、成型コークスの一種であるフェロコークスの製造工程を例として説明する。尚、添付する各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下に記す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法や装置を例示するものであり、構成を下記の記載に限定するものでない。即ち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0013】

図１は、本実施形態に係る成型コークスの製造装置の一例である竪型乾留炉設備を示す模式図である。図１では、竪型乾留炉本体の奥行き方向（竪型乾留炉本体の横断面において、炉幅方向と直交する方向）を正面としている。

【0014】

まず、図１を用いて竪型乾留炉設備５０の構成を説明する。フェロコークスを製造する竪型乾留炉設備５０は、竪型乾留炉本体１を備える。竪型乾留炉本体１の上部の乾留ゾーンで成型物の乾留を行い、竪型乾留炉本体１の下部の冷却ゾーンでフェロコークスの冷却を行なう。竪型乾留炉本体１には、竪型乾留炉本体１の側方であって、乾留ゾーンの中間部に相当する位置に低温ガス吹き込み羽口８が設けられ、竪型乾留炉本体１の側方であって乾留ゾーンの下部に相当する位置には高温ガス吹き込み羽口９が設けられている。また、竪型乾留炉本体１の側方であって、冷却ゾーンの下部に相当する位置には冷却ガス吹き込み羽口１２が設けられ、竪型乾留炉本体１の炉頂部には成型物を装入する装入シュート３と炉内ガス排出口１４とが設けられ、竪型乾留炉本体１の下部にはフェロコークス排出口１３が設けられている。竪型乾留炉本体１は、外殻（表面）が鉄皮で構成され、鉄皮の内側には耐火物（図示せず）が施工されている。

【0015】

石炭などの成型物と鉄鉱石などの鉄含有物質とを含む成型物は、成型物装入ホッパー２に収容される。フェロコークスを製造する際には、成型物装入ホッパー２に収容された成型物を、鋼製の装入シュート３を介して竪型乾留炉本体１の炉頂部に装入し、乾留ゾーンで乾留した後に冷却ゾーンで冷却し、製造されたフェロコークスを下部のフェロコークス排出口１３から排出する。その際に、低温ガス吹き込み羽口８および高温ガス吹き込み羽口９から成型物を乾留するための加熱ガスが吹き込まれる。高温ガス吹き込み羽口９からは低温ガス吹き込み羽口８から吹き込まれるガスより温度の高いガスが吹き込まれる。また、製造されたフェロコークスを冷却するための冷却ガスは、冷却ガス吹き込み羽口１２から吹き込まれる。吹き込まれたガスは、炉頂部の炉内ガス排出口１４から排出される。装入シュート３は、竪型乾留炉本体１に傾斜して接続されている。装入シュート３の水平方向との傾斜角度θは、炉内に装入される成型物の安息角以上の角度（例えば、３５～８０°）である。成型物と鉄含有物質とからなる成型物は、装入シュート３の内面を滑り落ちて竪型乾留炉本体１の内部に供給される。尚、竪型乾留炉本体１で成型コークスを製造する場合には、成型物のみが竪型乾留炉本体１の内部に供給される。

【0016】

炉頂部の炉内ガス排出口１４から排出された炉内ガスは、第１の循環ガス冷却装置６および第２の循環ガス冷却装置７によって冷却される。その後、炉内ガスの一部は、低温ガス加熱装置１０で加熱されて低温ガス吹き込み羽口８から炉内に吹き込まれ、一部は、高温ガス加熱装置１１で加熱されて高温ガス吹き込み羽口９から炉内に吹き込まれ、残部は、冷却ガス吹き込み羽口１２から炉内に吹き込まれる。

【0017】

このように高さの異なる位置に設置された３段の羽口を有し、炉頂部以外にガスの排出口を有していない竪型乾留炉本体１を用いて、成型物と鉄含有物質との成型物は連続的に乾留されてフェロコークスが製造される。低温ガス吹き込み羽口８から吹き込まれる低温ガスは、竪型乾留炉本体１の内部の成型物の昇温速度調整のために吹き込まれる。低温ガスの温度は４００～７００℃程度であることが好ましい。高温ガス吹き込み羽口９から吹き込まれる高温ガスは、竪型乾留炉本体１の内部の成型物の最高温度への昇温のために吹き込まれる。高温ガスの温度は８００～１０００℃程度であることが好ましい。また、冷却ガス吹き込み羽口１２から吹き込まれる冷却ガスは、炉内での乾留により製造されたフェロコークスを冷却するために吹き込まれる。冷却ガスの温度は２５～８０℃程度であることが好ましい。

【0018】

図２は、図１に示す竪型乾留炉本体の上部において、炉内への成型物の供給方法を示す断面模式図である。図２中の符号１は竪型乾留炉本体、３は装入シュート、４はゲート、５は装入物拡散部、１５は竪型乾留炉本体１の内部に堆積する成型物堆積層１９の堆積分布を連続的または断続的に測定する堆積分布測定装置、１６は、ゲート４の開閉を制御するゲート制御装置である。

【0019】

堆積分布測定装置１５は、例えば、３つの距離計１５ａ～１５ｃを有する。堆積分布測定装置１５は、３つの距離計１５ａ～１５ｃで成型物堆積層１９の堆積分布を測定する。距離計１５ａ～１５ｃは、例えば、レーザー距離計である。距離計１５ａ～１５ｃは、竪型乾留炉本体１の奥行方向についてＬ_１＝Ｌ_２＝Ｌ_３＝Ｌ_４となる位置にそれぞれ設けられる。すなわち、堆積分布測定装置１５は、成型物堆積層１９の堆積分布として、竪型乾留炉本体１の断面における中央位置と、当該中央位置と装入シュート３が接続された炉壁位置との中間位置と、当該中央位置と、装入シュート３が接続されていない反対側の炉壁位置との中間位置の３点の高さを測定する。なお、各中間位置および中央位置は、いずれも竪型乾留炉本体１の断面における位置である。以下の説明では「断面」を省略するとともに、中央位置と装入シュート３が接続された炉壁位置との中間位置を第１中間位置とし、中央位置と、装入シュート３が接続されていない反対側の炉壁位置との中間位置を第２中間位置として説明する。

【0020】

装入シュート３の上部には、成型物装入ホッパー２（図１参照）が接続されている。ゲート４は、竪型乾留炉本体１と繋がる装入シュート３の管路の途中に設けられており、開閉可能に構成され、フェロコークスの原料である成型物の１バッチ分を、装入シュート３の内部に一時的に滞留させる。また、装入物拡散部５は、装入シュート３を介して装入される成型物を装入シュート３の幅方向に分散させる。

【0021】

竪型乾留炉本体１にフェロコークスの原料である成型物を装入するにあたり、まず、装入シュート３に、フェロコークスの原料となる成型物の１バッチ分を、成型物装入ホッパー２から供給する。成型物装入ホッパー２から装入シュート３への成型物の供給時、装入シュート３の管路の途中に設けられたゲート４は閉じられた状態であり、したがって、ゲート４の上流側に１バッチ分の成型物が堆積する。

【0022】

次いで、ゲート制御装置１６からの信号によってゲート４を開とされ、装入シュート３を介して竪型乾留炉本体１の内部に成型物が供給される。ゲート制御装置１６には、堆積分布測定装置１５による成型物堆積層１９の高さの測定結果が入力されており、ゲート制御装置１６は、フェロコークスの製造により荷下りし、成型物堆積層１９の高さが低くなって、予め定められた基準高さになった時点で、ゲート４を開くための信号を出力してゲート４を開く。成型物は、炉幅方向の分散を促進するための装入物拡散部５を通過して竪型乾留炉本体１の内部に落下する。なお、成型物堆積層１９の高さとして、３つの距離計１５a～１５ｃによって測定された各高さの平均値を用いてよい。また、基準高さは、装入シュート３から装入される成型物が、竪型乾留炉本体１の中央位置に装入される高さに設定される。

【0023】

装入シュート３に一時的に堆積していた成型物が竪型乾留炉本体１に供給された後、ゲート制御装置１６はゲート４を閉じるための信号を出力してゲート４を閉じる。ゲート４が閉じたら、成型物装入ホッパー２の底部に設けられた原料切り出し装置（図示せず）の作動により、成型物装入ホッパー２から装入シュート３への１バッチ分の成型物の供給が自動的に行われる。

【0024】

装入シュート３を介して竪型乾留炉本体１の内部に成型物を供給する時、成型物の着地点は、成型物の装入時点における竪型乾留炉本体１の内部の成型物堆積層１９の高さに応じて変化する。すなわち、成型物装入時点の成型物堆積層１９の高さを上方に変更すると、成型物堆積層１９と装入シュート３の竪型乾留炉本体１との接続位置の下端との距離が短くなるので、着地点は、竪型乾留炉本体１における装入シュート３が接続された炉壁位置に近くなる。一方、成型物の装入時点の成型物堆積層１９の高さを下方に変更すると、成型物堆積層１９と装入シュート３の竪型乾留炉本体１との接続位置の下端との距離が長くなるので、着地点は竪型乾留炉本体１における装入シュート３が接続された炉壁位置から離れる。

【0025】

このように、成型物の装入時点の成型物堆積層１９の高さを上下方向に変更させることで、装入シュート３から装入される成型物の着地点を装入シュート３に近い側と、離れる側とに変更できる。この現象を利用し、本実施形態に係る成型コークスの製造方法では、成型物堆積層１９の堆積分布を改善する。

【0026】

具体的には、成型物堆積層１９の高さが、装入シュート３に近い側の方がシュートから離れた側よりも高い場合、成型物の装入時点の成型物堆積層１９の高さを基準高さよりも下方にする。これにより、成型物の着地点は成型物堆積層１９の山の高さが低い装入シュート３から離れた側に変更されるので、この状態で成型物１バッチを装入することで、成型物は装入シュート３から離れた位置に装入され、成型物堆積層１９の堆積分布が均される。

【0027】

一方、成型物堆積層１９の高さが装入シュート３から離れた側の方が装入シュート３に近い側よりも高い場合、成型物の装入時点の成型物堆積層１９の高さを基準高さよりも上方に変更する。これにより、成型物の着地点は成型物堆積層１９の山の高さが低い装入シュート３に近い側に変更されるので、この状態で成型物１バッチを装入することで、成型物は装入シュート３に近い位置に装入され、成型物堆積層１９の堆積分布が均される。

【0028】

なお、竪型乾留炉本体１の断面中央の成型物堆積層１９が高い場合には、成型物装入時点の成型物堆積層１９の高さを基準高さよりも上方に変更してもよく、また、基準高さよりも下方に変更してもよい。これにより、成型物の着地点が成型物堆積層１９の山の高さが低い装入シュート３に近い側、または、装入シュート３から離れた側に変更されるので、この状態で成型物１バッチを装入することで、成型物堆積層１９の堆積分布が均される。

【0029】

本実施形態に係る成型コークスの製造方法では、３つの距離計１５ａ～１５ｃで成型物堆積層１９の堆積分布を測定し、当該測定結果に応じて基準高さを上下方向に変更する。これにより、成型物堆積層１９の分布の測定結果に応じて成型物の着地点を変更できるので、成型物を竪型乾留炉本体１の奥行方向に分散させながら装入でき、成型物堆積層１９の堆積分布を均すことができる。

【0030】

また、３つの距離計１５ａ～１５ｃで測定された成型物堆積層１９の高さが予め定められた範囲外である場合に基準高さを変更し、測定された成型物堆積層１９の高さが予め定められた範囲内である場合には基準高さを変更しないことが好ましい。なお、予め定められた範囲とは、成型物堆積層１９に堆積分布が生じていないと判断される範囲である。このように、成型物堆積層１９の高さが予め定められた範囲内であって、成型物堆積層１９に堆積分布が生じていない場合にも基準高さを変更すると、かえって成型物堆積層１９の堆積分布を大きくしてしまうので好ましくない。

【0031】

さらに、３つの距離計１５ａ～１５ｃで測定された成型物堆積層１９の堆積分布において、第１中間位置の高さが中央位置もしくは第２中間位置の高さよりも高い場合には基準高さを下方に変更する。一方、成型物堆積層１９の堆積分布において、第１中間位置の高さが、中央位置もしくは第２中間位置の高さよりも低い場合には基準高さを上方に変更する。これにより、成型物の着地点が成型物堆積層１９の高さが低い位置になり、当該位置に成型物が装入されることで成型物堆積層１９の堆積分布が均される。

【0032】

同様に、３つの距離計１５ａ～１５ｃで測定された成型物堆積層１９の堆積分布において第２中間位置の高さが、中央位置もしくは第１中間位置の高さよりも高い場合には基準高さを上方に変更する。一方、成型物堆積層１９の堆積分布において、第２中間位置の高さが、中央位置もしくは第１中間位置の高さよりも低い場合には基準高さを下方に変更する。これにより、成型物の着地点が成型物堆積層１９の高さが低い位置になり、当該位置に成型物が装入されることで成型物堆積層１９の堆積分布が均される。このように、基準高さを上下方向に変更することで、装入シュート３から竪型乾留炉本体１の奥行方向に分散させながら成型物を装入できるので、成型物堆積層１９の堆積分布を改善できる。

【0033】

次に、ゲート制御装置１６の処理について説明する。図３は、ゲート制御装置１６の構成例を示す模式図である。ゲート制御装置１６は、例えば、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータである。ゲート制御装置１６は、制御部２０と、入力部２１と、出力部２２と、記憶部２３とを有する。制御部２０は、例えば、ＣＰＵ等であって、記憶部２３から読み込んだプログラムを実行することにより、制御部２０を取得部２５、基準高さ調整部２６、ゲート開閉部２７として機能させる。入力部２１は、例えば、キーボード、ディスプレイと一体的に設けられたタッチパネル等である。出力部２２は、例えば、ＬＣＤまたはＣＲＴディスプレイ等である。記憶部２３は、例えば、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリーカード等の情報記録媒体およびその読み書き装置である。記憶部２３には、制御部２０が各機能を実行するためのプログラムや当該プログラムが使用するデータ等が格納されている。

【0034】

取得部２５は、堆積分布測定装置１５から、成型物堆積層１９の高さの測定結果を取得する。堆積分布測定装置１５は、３つの距離計１５ａ～１５ｃを有する。取得部２５は、３つの距離計１５ａ～１５ｃから、成型物の堆積分布として第１中間位置、中央位置および第２中間位置における成型物堆積層１９の高さデータを取得する。取得部２５は取得した成型物堆積層１９の高さデータを基準高さ調整部２６およびゲート開閉部２７に出力する。

【0035】

基準高さ調整部２６は、取得した成型物堆積層１９の高さデータに基づいて基準高さを変更する。基準高さ調整部２６は、１５a～１５ｃから取得した第１中間位置、中央位置および第２中間位置の高さデータを比較し、これらが予め定められた範囲内であるか否かを判断する。基準高さ調整部２６は、１５a～１５ｃから取得した高さデータが予め定められた範囲内であると判断した場合に、基準高さを変更せずに基準高さをゲート開閉部２７に出力する。

【0036】

一方、１５a～１５ｃから取得した成型物堆積層１９の高さデータが予め定められた範囲外であると判断した場合であって、１５aから取得した第１中間位置の高さが１５ｂ、１５ｃから取得した中央位置または第２中間位置の高さより高い場合に、基準高さ調整部２６は、基準高さＭを下方に変更した基準高さをゲート開閉部２７に出力する。さらに、１５a～１５ｃから取得した成型物堆積層１９の高さデータが予め定められた範囲外であると判断した場合であって、１５aから取得した第１中間位置の高さが１５ｂ、１５ｃから取得した中央位置または第２中間位置の高さより低い場合に、基準高さ調整部２６は、基準高さを上方に変更した基準高さをゲート開閉部２７に出力する。

【0037】

ゲート開閉部２７は、取得部２５から成型物堆積層１９の高さの測定結果を取得すると、その平均値を算出する。ゲート開閉部２７は、算出した平均値と、基準高さ調整部２６から取得した基準高さとを比較し、荷下りにより算出した平均値が基準高さよりも低くなった時点でゲートを開く信号をゲート４に出力する。これにより、ゲート４が開き、１バッチ分の成型物が竪型乾留炉本体１に装入される。ゲートを開く信号をゲートに出力してから所定時間経過後に、ゲート開閉部２７は、ゲート４を閉じる信号をゲート４に出力する。これにより、ゲート４が閉じられる。その後、成型物装入ホッパー２から１バッチ分の成型物が供給され、ゲート４によって装入シュート３の内部に滞留される。

【0038】

基準高さ調整部２６は、１バッチの成型物を装入する基準高さを、例えば、ゲート開閉部２７によってゲートが閉じられた時点で決定する。この場合、ゲート開閉部２７からゲートを閉じる信号を基準高さ調整部２６も取得し、当該信号を取得した時点において、基準高さ調整部２６は基準高さを上下方向に変更するか否かを判断する。

【0039】

このように、取得部２５、基準高さ調整部２６およびゲート開閉部２７の処理により、成型物堆積層１９の堆積分布の測定結果に応じて基準高さを上下方向に変更しながら、成型物１バッチを竪型乾留炉本体に装入できる。これにより、装入シュート３から竪型乾留炉本体１の奥行方向に分散させながら成型物を装入することができ、この結果、成型物堆積層１９の堆積分布が改善されて炉内のガス流れがより均一になるので、高品質な成型コークスを高い生産性で製造できるようになる。

【0040】

なお、図１、２に示した例において、堆積分布測定装置１５がＬ_１＝Ｌ_２＝Ｌ_３＝Ｌ_４となる位置に設けられた３つの距離計１５ａ～１５ｃを有する例で示したがこれに限らない。堆積分布測定装置１５は、竪型乾留炉本体の断面中央位置と、断面中央位置よりも装入シュート３が接続された炉壁位置に近い位置と、断面中央位置よりも装入シュート３が接続された炉壁位置から離れた位置の少なくとも３点の高さを測定できる距離計を有していればよい。但し、成型物堆積層１９の分布を均すことを考慮すると、３つの距離計１５ａ～１５ｃの設置位置をＬ_１＝Ｌ_２＝Ｌ_３＝Ｌ_４となる位置にすることが好ましい。

【0041】

また、図１～３に示した例では、基準高さ調整部２６が基準高さを下方または上方に変更する例を示したが、これに限らない。例えば、基準高さを変更した後においても成型物堆積層１９の堆積分布が大きい場合に、基準高さ調整部２６は、基準高さを上下方向にさらに変更してもよい。

【0042】

図４は、基準高さを上下方向にさらに変更する処理を示すフロー図である。図４および図４の説明において、距離計１５ａから取得した成型物堆積層１９の高さを「０１」とし、距離計１５ｂから取得した成型物堆積層１９の高さを「０２」とし、距離計１５ｃから取得した成型物堆積層１９の高さを「０３」としている。図４のフローは、例えば、竪型乾留炉本体１に成型物の装入が開始されることで開始される。まず、基準高さ調整部２６は３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲内か否かを判断する（ステップＳ１０１）。

【0043】

３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲内であった場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、基準高さ調整部２６は、基準高さをゲート開閉部２７に出力する。その後、成型物堆積層１９が荷下りし、基準高さまで下がったら（ステップＳ１０２）、ゲート開閉部２７は、ゲート４を開ける信号を出力して成型物１バッチを装入させる（ステップＳ１０３）。その後、ゲート開閉部２７はゲート４を閉じる信号を出力して、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0044】

一方、３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲外であった場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、基準高さ調整部２６は０１が０２、０３よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１０４）。０１が０２、０３よりも高い場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、基準高さ調整部２６は、ｎ＝１（ｎ＝０＋１）として（ステップＳ１０５）、基準高さを１×Ｘｍｍ下げた基準高さをゲート開閉部２７に出力して基準高さを下げる（ステップＳ１０６）。その後、成型物堆積層１９が荷下りし、１×Ｘｍｍ下げた基準高さまで下がったら（ステップＳ１０７）、ゲート開閉部２７はゲート４を開ける信号を出力して成型物１バッチを装入させる（ステップＳ１０８）。ゲート開閉部２７はゲート４を閉じる信号を出力して、処理をステップＳ１０９に進める。

【0045】

基準高さ調整部２６は、３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲内か否かを判断する（ステップＳ１０９）。３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲内であった場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、基準高さ調整部２６はｎの値を０にリセットし（ステップＳ１１０）、処理をステップＳ１０２に進める。

【0046】

３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲外であった場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、基準高さ調整部２６は、０１が０２、０３よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１１１）。０１が０２、０３よりも高い場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、基準高さ調整部２６は、ｎ＝２（ｎ＝１＋１）として（ステップＳ１０５）、基準高さを２×Ｘｍｍ下げた基準高さをゲート開閉部２７に出力して、さらに基準高さを下げる（ステップＳ１０６）。その後、成型物堆積層１９が荷下りし、２×Ｘｍｍ下げた基準高さまで下がったら（ステップＳ１０７）、ゲート開閉部２７は、ゲート４を開ける信号を出力して成型物１バッチを装入させる（ステップＳ１０８）。ゲート開閉部２７はゲート４を閉じる信号を出力して、処理をステップＳ１０９に進め、以後の処理を繰り返し実施する。

【0047】

また、ステップＳ１０４において、０１が０２、０３よりも高くなかった場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、基準高さ調整部２６は、ｋ＝１（ｋ＝０＋１）として（ステップＳ１１３）、基準高さを１×Ｙｍｍ上げた基準高さをゲート開閉部２７に出力して基準高さを上げる（ステップＳ１１４）。その後、成型物堆積層１９が荷下りして、１×Ｙｍｍ上げた基準高さまで下がったら（ステップＳ１１５）、ゲート開閉部２７は、ゲート４を開ける信号を出力して成型物１バッチを装入する（ステップＳ１１６）。ゲート開閉部２７はゲート４を閉じる信号を出力して、処理をステップＳ１１７に進める。

【0048】

基準高さ調整部２６は、３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲内か否かを判断する（ステップＳ１１７）。３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲内であった場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、基準高さ調整部２６はｋの値を０にリセットし（ステップＳ１１０）、処理をステップＳ１０２に進める。

【0049】

３つの距離計１５ａ～１５ｃから取得した堆積面高さが予め定められた範囲外であった場合（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、基準高さ調整部２６は、０１が０２、０３よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１１８）。０１が０２、０３よりも高くなかった場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、基準高さ調整部２６は、ｋ＝２（ｋ＝１＋１）として（ステップＳ１１３）、基準高さを２×Ｙｍｍ上げた基準高さをゲート開閉部２７に出力して、さらに基準高さを上げる（ステップＳ１１４）。その後、成型物堆積層１９が荷下りして、２×Ｙｍｍ上げた基準高さまで下がったら（ステップＳ１１５）、ゲート開閉部２７は、ゲート４を開ける信号を出力して成型物１バッチを装入する（ステップＳ１１６）。ゲート開閉部２７はゲート４を閉じる信号を出力して、処理をステップＳ１１７に進め、以後の処理を繰り返し実施する。

【0050】

ステップＳ１１１において、０１が０２、０３よりも高くなかった場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、基準高さ調整部２６はｎの値を０にリセットし（ステップＳ１１２）、処理をステップＳ１１３に進め、ステップＳ１１３以降の処理を繰り返し実施する。また、ステップＳ１１８において、０１が０２、０３よりも高いと判断した場合（ステップＳ１１８：Ｙｅｓ）、基準高さ調整部２６はｋの値を０にリセットし（ステップＳ１１９）、処理をステップＳ１０５に進めて、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返し実施する。

【0051】

なお、ステップＳ１０３、ステップＳ１０８、ステップＳ１１６においてゲート４を開けて成型物１バッチを装入した後、図４に示した処理を終了する指示が入力されたか否かを判断するステップを有してよい。このステップにおいて、基準高さ調整部２６は本処理を終了する指示が入力されたと判断した場合に、本処理は終了する。一方、本処理を終了する指示が入力されていないと判断した場合、処理をステップＳ１０３、ステップＳ１０８、ステップＳ１１６の次に進める。

【0052】

このように、基準高さを変更した後においても成型物堆積層１９の分布が改善しない場合、基準高さ調整部２６は、基準高さを上下方向にさらに変更してもよい。これにより、早期に成型物堆積面の分布を均すことができる。

【0053】

なお、本実施形態に係る成型物の製造装置および製造方法では、成型物堆積層１９が基準高さに荷下りした時点で成型物１バッチを装入する例を示したが、これに限らない。成型物１バッチを装入してから所定時間が経過したことを条件に、次の成型物１バッチを装入するとしてもよい。この場合、基準高さ調整部２６は、基準高さを上下方向に変更することに代えて、所定時間の長短を変更する。

【0054】

例えば、所定時間を短くすると、成型物堆積層１９が高い状態で次の成型物１バッチを装入することになるので、その着地点は装入シュート３が接続された炉壁位置に近くなる。一方、所定時間を長くすると、成型物堆積層１９が高い状態で次の成型物１バッチを装入することになるので、その着地点は装入シュート３が接続された炉壁位置から離れる。このように、所定時間の長短を変更することで、成型物１バッチの着地点を装入シュート３に近い側と、離れる側に変更できるので、基準高さの上下方向の変更と同様に、所定時間の長短を変更することで、装入シュート３から竪型乾留炉本体１の奥行方向に分散させながら成型物を装入することができる。

【実施例0055】

以下、実施例を説明する。本実施例では１バッチあたり１トンの成型物を図２に示した竪型乾留炉本体１に装入し、３つの距離計１５ａ～１５ｃを用いて成型物堆積層の高さを測定した。

【0056】

図５は、成型物堆積層の高さの平均値を示すグラフである。図５の横軸は竪型乾留炉の奥行方向の寸法（ｍｍ）であり、縦軸は成型物堆積層の高さ（ｍｍ）である。図５の実線は、成型物堆積層の堆積分布の測定結果に応じて基準高さを上下方向に変更して成型物を装入して形成させた成型物堆積層の堆積分布の平均値（発明例）である。図５の破線は、基準高さの調整を行わずに成型物を装入して形成させた成型物堆積層の堆積分布の平均値（比較例）である。

【0057】

発明例では、距離計１５ａ～１５ｃによって測定された成型物堆積層の高さの差が２００ｍｍ未満である場合は成型物堆積層の堆積分布に差がないと判断し、基準高さを変更せずに成型物を装入した。一方、距離計１５ａで測定された成型物堆積層の高さが、距離計１５ｂ、１５ｃで測定された成型物堆積層の高さよりも２００ｍｍ以上高い場合には、基準高さを３００ｍｍ下げて次回の成型物の装入を実施した。また、距離計１５ａで測定された成型物堆積層の高さが、距離計１５ｂ、１５ｃで測定された成型物堆積層の高さよりも２００ｍｍ以上低い場合には、基準高さを３００ｍｍ上げて次回の成型物の装入を実施した。なお、基準高さは、距離計１５ａ～１５ｃから１４０００ｍｍの位置であり、荷下りにより、距離計１５a～１５ｃの平均高さが基準高さを下回った場合に、１バッチの成型物を竪型乾留炉本体１に装入した。比較例では、上述したように、基準高さを変更せずに成型物を竪型乾留炉本体１に装入した。

【0058】

図５に示すように、発明例の成型物堆積層の堆積分布は、比較例の堆積分布よりもなだらかになった。この結果から、成型物堆積層の堆積分布の測定結果に応じて基準高さを上下方向に変更することで、竪型乾留炉本体１の奥行方向に分散させながら成型物を装入できることが確認された。

【符号の説明】

【0059】

１ 竪型乾留炉本体
２ 成型物装入ホッパー
３ 装入シュート
４ ゲート
５ 装入物拡散部
６ 第１の循環ガス冷却装置
７ 第２の循環ガス冷却装置
８ 低温ガス吹き込み羽口
９ 高温ガス吹き込み羽口
１０ 低温ガス加熱装置
１１ 高温ガス加熱装置
１２ 冷却ガス吹き込み羽口
１３ フェロコークス排出口
１４ 炉内ガス排出口
１５ 堆積分布測定装置
１５ａ～１５ｃ 距離計
１６ ゲート制御装置
１９ 成型物堆積層
２０ 制御部
２１ 入力部
２２ 出力部
２３ 記憶部
２５ 取得部
２６ 基準高さ調整部
２７ ゲート開閉部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】