7704219 含水率測定方法及び含水率測定装置並びにコークスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】含水率測定方法及び含水率測定装置並びにコークスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 22/04 20060101AFI20250701BHJP

   G01N 22/00 20060101ALI20250701BHJP

   G01N 5/00 20060101ALI20250701BHJP

   C10B 57/10 20060101ALI20250701BHJP

【ＦＩ】

G01N22/04 C

G01N22/00 W

G01N22/00 U

G01N5/00 B

C10B57/10

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023568214

(86)(22)【出願日】2023-09-20

(86)【国際出願番号】 JP2023034047

(87)【国際公開番号】W WO2024063081

(87)【国際公開日】2024-03-28

【審査請求日】2023-11-06

(31)【優先権主張番号】P 2022150010

(32)【優先日】2022-09-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】松本 愛

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 友彦

(72)【発明者】

【氏名】梅垣 嘉之

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－０５５７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２８８７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０４６８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１８４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３２８６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１０８６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４３３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２９９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０６７３９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２２／００－２２／０４

Ｇ０１Ｎ ５／００

Ｃ１０Ｂ ５７／１０

Ｇ０１Ｎ ９／００－９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切出装置からベルトコンベア上に切り出される被測定物の含水率を測定する含水率測定方法であって、
前記被測定物に対して移動するマイクロ波送信部によって前記被測定物に送信マイクロ波を送信したときに、前記被測定物を透過した送信マイクロ波をマイクロ波受信部によって受信マイクロ波として受信し、前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差及び減衰率を求めるマイクロ波測定工程と、
前記被測定物の量と、前記マイクロ波送信部に対する前記被測定物の移動速度と、前記被測定物の層厚と、前記ベルトコンベアの幅とに基づいて前記被測定物の嵩密度を算出する嵩密度算出工程と、
前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差及び減衰率と、嵩密度とに基づいて、前記被測定物の含水率を算出する含水率算出工程と、を有し、
前記嵩密度算出工程では、前記切出装置から前記ベルトコンベア上に切り出される単位時間当たりの前記被測定物の切出量を前記切出装置から取得して前記被測定物の量とする含水率測定方法。

【請求項2】

嵩密度をＱ（ｋｇ／ｍ^３）、前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差をφ（ｄｅｇ）、減衰率をＡ（ｄＢ）、前記被測定物の層厚をＤ（ｍ）、係数をＫφ、ＫＡ、ＫＣとしたとき、前記被測定物Ｓの含水率Ｗ（質量％）は、下記式（２）により算出される請求項１に記載の含水率測定方法。
Ｗ＝（Ｋφ×φ＋ＫＡ×Ａ）／（Ｑ×Ｄ）＋ＫＣ ・・・（２）

【請求項3】

前記被測定物は、石炭である請求項１又は２に記載の含水率測定方法。

【請求項4】

請求項１に記載された含水率測定方法によって石炭の含水率を測定し、
測定した含水率に基づいて、含水率が設定範囲内に収まるように石炭を乾燥させ、
乾燥させた石炭をコークス炉へ運搬し、
乾燥させた石炭をコークス炉に投入して乾留することによってコークスを製造するコークスの製造方法。

【請求項5】

請求項２に記載された含水率測定方法によって石炭の含水率を測定し、
測定した含水率に基づいて、含水率が設定範囲内に収まるように石炭を乾燥させ、
乾燥させた石炭をコークス炉へ運搬し、
乾燥させた石炭をコークス炉に投入して乾留することによってコークスを製造するコークスの製造方法。

【請求項6】

請求項３に記載された含水率測定方法によって石炭の含水率を測定し、
測定した含水率に基づいて、含水率が設定範囲内に収まるように石炭を乾燥させ、
乾燥させた石炭をコークス炉へ運搬し、
乾燥させた石炭をコークス炉に投入して乾留することによってコークスを製造するコークスの製造方法。

【請求項7】

切出装置からベルトコンベア上に切り出される被測定物の含水率を測定する含水率測定装置であって、
前記被測定物に対して移動するように構成されており、前記被測定物に送信マイクロ波を送信するマイクロ波送信部と、前記被測定物を透過した送信マイクロ波を受信マイクロ波として受信するマイクロ波受信部と、前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差及び減衰率を求めるマイクロ波評価部と、を有するマイクロ波評価ユニットと、
前記被測定物の量と、前記マイクロ波送信部に対する前記被測定物の移動速度と、前記被測定物の層厚と、前記ベルトコンベアの幅とに基づいて前記被測定物の嵩密度を算出する嵩密度算出部と、
前記マイクロ波評価部により測定された位相差及び減衰率と、前記嵩密度算出部により算出された前記嵩密度とに基づいて、前記被測定物の含水率を算出する含水率算出部と、を有し、
前記嵩密度算出部では、前記切出装置から前記ベルトコンベア上に切り出される単位時間当たりの前記被測定物の切出量を前記切出装置から取得して前記被測定物の量とする含水率測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，マイクロ波を用いて被測定物の含水率を測定する含水率測定方法及び含水率測定装置並びにコークスの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

製鉄工場において、コークスの原料となる石炭は、ベルトコンベヤによって運搬され、調湿機によって乾燥された後にコークス炉に投入される。一般的には、石炭の含水率が低いほど、コークスの品質は向上する。しかしながら、石炭の含水率が低すぎる場合には、運搬中の石炭の粉塵発生量の増加、発火の危険性、及び、コークス炉の押し詰まりといった問題が発生する可能性がある。このため、石炭の含水率を所定範囲に制御することが必要である。

【0003】

石炭の含水率を測定する技術として、マイクロ波を利用する技術が知られている。この技術では、ベルトコンベヤ上の石炭にマイクロ波が照射され、石炭におけるマイクロ波の伝播特性の変化に基づいて石炭の含水率が測定される。また、このマイクロ波を利用した石炭の含水率の測定技術では、石炭の嵩密度の情報が必要になる。通常、嵩密度は、放射線の一種であるガンマ線が物質中を通過する際に弱められるという性質を利用して測定される。しかしながら、ガンマ線は取扱いが厳しく規制されており、ガンマ線を用いて嵩密度を測定する方法は管理コストがかかる。

【0004】

そこで、石炭の嵩密度を物理的に一定にした状態でマイクロ波による含水率の測定を行う方法が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。特許文献１には、スクレーパーを使ってベルトコンベヤ上の石炭の表面を物理的に均し、嵩密度を均一にすることが開示されている。特許文献２には、石炭層内に埋め込んだ水分計によって、嵩密度の変動の影響を受けることなく石炭の含水量を測定する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平７－５５７２６号公報

【文献】特許第６０７５０４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１、２のいずれの場合も、被測定物の層厚が一定以上の層厚を有することを前提としている。すなわち、被測定物の層厚が薄過ぎる場合、スクレーパーが石炭に当たらずに嵩密度を一定にできない、もしくは、水分計が被測定物に接触しない、という事態が生じる可能性がある。一方、被測定物の層厚が厚過ぎる場合、スクレーパー、もしくは、測定装置が被測定物に衝突し、衝突した被測定物がベルトコンベヤから落下してしまう可能性がある。

【0007】

本発明は、上記課題を解決すべく、被測定物の層厚が変動しても、確実に被測定物の含水率を測定することができる含水率測定方法及び含水率測定装置並びにコークスの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［１］被測定物の含水率を測定する含水率測定方法であって、前記被測定物に対して移動するマイクロ波送信部によって前記被測定物に送信マイクロ波を送信したときに、前記被測定物を透過した送信マイクロ波をマイクロ波受信部によって受信マイクロ波として受信し、前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差及び減衰率を求めるマイクロ波測定工程と、前記被測定物の量と、前記マイクロ波送信部に対する前記被測定物の移動速度と、前記被測定物の層厚とに基づいて前記被測定物の嵩密度を算出する嵩密度算出工程と、前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差及び減衰率と、嵩密度とに基づいて、前記被測定物の含水率を算出する含水率算出工程と、を有する含水率測定方法。
［２］嵩密度をＱ（ｋｇ／ｍ^３）、前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差をφ（ｄｅｇ）、減衰率をＡ（ｄＢ）、前記被測定物の層厚をＤ（ｍ）、係数をＫ_φ、Ｋ_Ａ、Ｋ_Ｃとしたとき、前記被測定物Ｓの含水率Ｗ（質量％）は、下記式（２）により算出される［１］に記載の含水率測定方法。
Ｗ＝（Ｋ_φ×φ＋Ｋ_Ａ×Ａ）／（Ｑ×Ｄ）＋Ｋ_Ｃ ・・・（２）
［３］前記被測定物は、石炭である［１］又は［２］に記載の含水率測定方法。
［４］［１］ないし［３］のいずれかに記載された含水率測定方法によって石炭の含水率を測定し、測定した含水率に基づいて、含水率が設定範囲内に収まるように石炭を乾燥させ、乾燥させた石炭をコークス炉へ運搬し、乾燥させた石炭をコークス炉に投入して乾留することによってコークスを製造するコークスの製造方法。
［５］被測定物の含水率を測定する含水率測定装置であって、前記被測定物に対して移動するように構成されており、前記被測定物に送信マイクロ波を送信するマイクロ波送信部と、前記被測定物を透過した送信マイクロ波を受信マイクロ波として受信するマイクロ波受信部と、前記送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差及び減衰率を求めるマイクロ波評価部と、を有するマイクロ波評価ユニットと、前記被測定物の量と、前記マイクロ波送信部に対する前記被測定物の移動速度と、前記被測定物の層厚とに基づいて前記被測定物の嵩密度を算出する嵩密度算出部と、前記マイクロ波評価部により測定された位相差及び減衰率と、前記嵩密度算出部により算出された前記嵩密度とに基づいて、前記被測定物の含水率を算出する含水率算出部と、を有する含水率測定装置。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、被測定物の層厚が変動する場合であっても含水率を確実に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の含水率測定装置の好ましい実施形態を示す模式図である。

【図2】３ロール式の湾曲したベルトコンベヤの一例を示す図である。

【図3】図１の含水率測定装置の模擬装置を用いて測定した含水率と、ＪＩＳ分析法によって測定した含水率との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の含水率測定装置の好ましい実施形態を示す模式図である。図１の含水率測定装置１は、例えば切出装置２からベルトコンベヤ３上に供給された被測定物Ｓである石炭の含水率を測定するものである。含水率を測定された石炭はベルトコンベヤ３によって搬送方向で含水率測定装置１の下流側に位置する図示しない調湿機に運搬される。調湿機において、図１に示す含水率測定装置１によって測定された含水率に基づいて、石炭の含水率が設定範囲内に収まるように石炭を乾燥する。その後、乾燥された石炭が図示しないコークス炉に投入されて、乾留されることによってコークスが製造される。なお、本発明の実施形態では、搬送装置の一例としてベルトコンベヤ３を例示しているが、これに限定されず、ローラーコンベヤであってもよい。

【0012】

含水率測定装置１は、マイクロ波評価ユニット１０と、嵩密度算出部２０と、含水率算出部３０とを有する。マイクロ波評価ユニット１０は、被測定物Ｓにマイクロ波を送信し、その送信したマイクロ波と被測定物Ｓを透過したマイクロ波との位相差及び減衰率を求める。嵩密度算出部２０は、被測定物Ｓの嵩密度を算出する。含水率算出部３０は、被測定物Ｓの含水率を算出する。マイクロ波評価ユニット１０は、具体的には、マイクロ波送信部１１とマイクロ波受信部１２とマイクロ波評価部１３とを有する。マイクロ波送信部１１は、ベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓに送信マイクロ波を照射する。マイクロ波受信部１２は、被測定物Ｓを透過した送信マイクロ波を受信マイクロ波として受信する。マイクロ波評価部１３は、送信マイクロ波と受信マイクロ波との位相差、及び、減衰率を求める。

【0013】

マイクロ波送信部１１とマイクロ波受信部１２とは、それぞれ例えばアンテナからなっており、被測定物Ｓを挟んで互いに対向する位置に位置決めされている。マイクロ波の波長、及び、マイクロ波送信部１１とマイクロ波受信部１２との間の距離等は、被測定物Ｓの種類（石炭の銘柄）に応じて適宜設定することができる。マイクロ波評価部１３は、例えばコンピュータ等のハードウェア資源からなる。マイクロ波評価部１３は、ケーブルを介してマイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２にそれぞれ接続され、マイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２の動作を制御する。具体的には、マイクロ波評価部１３は、マイクロ波送信部１１から所定のエネルギー、及び、所定の位相の送信マイクロ波を送信させる。またそのときに、マイクロ波受信部１２によって受信された受信マイクロ波の位相、及び、エネルギーを取得する。そして、マイクロ波評価部１３は、送信マイクロ波と受信マイクロ波との位相差、及び、減衰率を算出する。

【0014】

嵩密度算出部２０は、例えばコンピュータ等のハードウェア資源からなる。嵩密度算出部２０は、ベルトコンベヤ３への被測定物Ｓの供給量と、ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬速度と、ベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚とを取得し、それらに基づいて被測定物Ｓの嵩密度を算出する。嵩密度算出部２０は、例えば、ベルトコンベヤ３上に被測定物Ｓを供給する切出装置２から被測定物Ｓの供給量を取得する。また、嵩密度算出部２０は、例えば、ベルトコンベヤ３を制御する運搬制御装置から被測定物Ｓの運搬速度を取得する。上述したベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬速度が、本実施形態における被測定物の移動速度に相当する。

【0015】

ベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚は、層厚測定器２１によって測定される。層厚測定器２１は、被測定物Ｓの上部であって例えばベルトコンベヤ３におけるマイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２よりも上流側に設置されている。つまり、ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬方向で上流側から切出装置２、層厚測定器２１、マイクロ波送信部１１の順に設置されている。層厚測定器２１は、ベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓに対してその上方から超音波又はレーザー等を照射することで、層厚測定器２１から被測定物Ｓまでの距離を非接触で測定する。具体的には、層厚測定器２１には、ベルトコンベヤ３までの距離が記憶されている。そして、層厚測定器２１は、層厚測定器２１からベルトコンベヤ３までの距離と層厚測定器２１から被測定物Ｓまでの距離とを用いて、ベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚を算出する。

【0016】

嵩密度算出部２０は、被測定物Ｓの単位時間当たりの切出量Ｍ（ｋｇ／ｓ）と、ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬速度Ｖ（ｍ／ｓ）と、被測定物Ｓの層厚Ｄ（ｍ）と、ベルトコンベヤ３の幅Ｗｃｂ（ｍ）とを用いて、下記式（１）に基づきベルトコンベヤ３の被測定物Ｓの嵩密度Ｑ（ｋｇ／ｍ^３）を求める。なお、詳細は図示しないが、下記式（１）は、平坦なベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの嵩密度Ｑ（ｋｇ／ｍ^３）を算出するものである。つまり、ベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの幅は、ベルトコンベヤ３の幅Ｗｃｂとほぼ同程度になっている。

【0017】

Ｑ＝Ｍ／（Ｖ×Ｄ×Ｗｃｂ） ・・・（１）

【0018】

ベルトコンベヤ３が図２に示すような３ロール式の湾曲したベルトコンベヤ３’の場合、被測定物Ｓの幅は概略層厚Ｄ’に比例すると考えられる。概略層厚Ｄ’は、ベルトコンベヤ３’の幅方向において被測定物Ｓの中央部の層厚を意味している。そのため、（１）式の代わりに下記の（１’）式を採用する。

【0019】

Ｑ＝Ｍ／｛Ｖ×Ｄ’×（α×Ｄ’）｝ ・・・（１’）

【0020】

ただし、αは湾曲したベルトコンベヤ３’の断面形状によって決まる比例係数であり、（α×Ｄ’）は湾曲したベルトコンベヤ３’上の被測定物Ｓの断面を、断面積が等しく高さがＤ’である長方形に置き換えた場合の等価幅である。以降、被測定物の層厚Ｄと概略層厚Ｄ’を区別せず層厚Ｄとして用いる。

【0021】

含水率算出部３０は、例えばコンピュータ等のハードウェア資源からなっており、マイクロ波評価部１３により測定された位相差、及び、減衰率と、嵩密度算出部２０により算出された嵩密度Ｑとを用いて、被測定物Ｓの含水率を算出する。ここで、含水率算出部３０は、被測定物Ｓの層厚をＤ（ｍ）、位相差をφ（ｄｅｇ）、減衰率をＡ（ｄＢ）、嵩密度をＱ（ｋｇ／ｍ^３）としたとき、下記式（２）により被測定物Ｓの含水率Ｗ（質量％）を算出する。

【0022】

Ｗ＝（Ｋ_φ×φ＋Ｋ_Ａ×Ａ）／（Ｑ×Ｄ）＋Ｋ_Ｃ ・・・（２）

【0023】

式（２）のＫ_φ、Ｋ_Ａ、及び、Ｋ_Ｃは係数であって、被測定物Ｓの種類（石炭の銘柄）、マイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２の距離、ベルトコンベヤ３の材質及びベルトコンベヤ３の厚さ等に応じて予め設定される。これにより、被測定物Ｓの層厚Ｄが大きく変動する場合であっても、ベルトコンベヤ３から被測定物Ｓを落下させることなく確実に被測定物Ｓの含水率Ｗを測定することができる。なお、上記のＫ_φ、Ｋ_Ａ、及び、Ｋ_Ｃは、予め含水率を測定してある石炭のサンプルに対して、ＪＩＳ分析水分と位相差φ、減衰率Ａ（ｄＢ）、嵩密度Ｑなどを複数回（変数と同じ数の３点以上）、測定しておくことによって、予め決定される。

【0024】

図１を参照して本発明の含水率測定方法の好ましい実施形態の作用について説明する。まず、被測定物Ｓが切出装置２からベルトコンベヤ３上に切り出され、例えば調湿機へ向かって運搬される。このとき、嵩密度算出部２０において、ベルトコンベヤ３への被測定物Ｓの供給量Ｍと、ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓ運搬速度Ｖとが随時取得される。さらに、被測定物Ｓが層厚測定器２１の位置まで運搬されたとき、層厚測定器２１によってベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚Ｄが測定される。そして、被測定物Ｓの供給量（切出量）Ｍとベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬速度Ｖと層厚Ｄとベルトコンベヤ３の幅Ｗｃｂとに基づいて、ベルトコンベヤ３での被測定物Ｓの嵩密度Ｑが算出される（嵩密度算出工程）。

【0025】

本実施形態では、ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬方向で切出装置２の下流側に層厚測定器２１が位置している。そのため、ベルトコンベヤ３上に、切出装置２によって被測定物Ｓが供給された時点と、層厚測定器２１によってベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚Ｄを測定した時点との間には、タイムラグがある。したがって、上述した各時点、タイムラグ、および、ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬速度Ｖなどがトラッキング情報として嵩密度算出部２０に入力される。そして、トラッキング情報に基づいて、嵩密度算出部２０で算出される被測定物Ｓの嵩密度Ｑが補正される。あるいは、上述したタイムラグを考慮して層厚測定器２１によってベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚Ｄが測定され、その測定値が嵩密度算出部２０に入力される。

【0026】

次に、嵩密度Ｑが測定されたベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓに、マイクロ波送信部１１によって送信マイクロ波を照射し、被測定物Ｓを透過した送信マイクロ波をマイクロ波受信部１２によって受信マイクロ波として受信する。そして、送信マイクロ波と前記受信マイクロ波との位相差φ、及び、減衰率Ａを求める（マイクロ波測定工程）。その後、含水率算出部３０において、マイクロ波評価部１３により測定された位相差φ、及び、減衰率Ａと、嵩密度算出部２０により算出された嵩密度Ｑとを用いて、上記式（２）により被測定物Ｓの含水率Ｗが算出される（含水率算出工程）。

【0027】

ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬方向で切出装置２や層厚測定器２１の下流側にマイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２が位置している。そのため、層厚測定器２１によってベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚Ｄを測定した時点と、マイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２によって送信マイクロ波を送受信した時点との間には、タイムラグがある。したがって、上述した各時点、タイムラグ、および、ベルトコンベヤ３による被測定物Ｓの運搬速度Ｖなどがトラッキング情報として含水率算出部３０に入力される。そして、トラッキング情報に基づいて、含水率算出部３０で算出される被測定物Ｓの含水率Ｗが補正される。あるいは、含水率算出部３０では、上述したタイムラグを考慮して被測定物Ｓにマイクロ波送信部１１から送信マイクロ波を送信して含水率Ｗを算出する。

【0028】

上記本実施形態によれば、各トラッキング情報、及び、非接触で測定したベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚Ｄなどに基づいて、リアルタイムで被測定物Ｓの嵩密度Ｑを算出することができる。そして、測定した嵩密度Ｑに基づいて含水率Ｗを算出あるいは測定することができる。そのため、物理的に被測定物Ｓの嵩密度Ｑを一定にする処理を行う必要がない。つまり、本実施形態に係る含水率測定方法及び含水率測定装置１によれば、ベルトコンベヤ３上の被測定物Ｓの層厚Ｄが薄い場合であっても、確実にかつ精度よく含水率Ｗを測定することができる。具体的には、上述した特許文献１に記載の方法では、ベルトコンベヤ上に載置された石炭の層厚が薄いことによって、当該石炭の上端部がスクレーパーに接触しない場合には、嵩密度を均一にできない。そのため、精度よく、石炭の含水率の測定を行うことができない可能性がある。しかしながら、本実施形態に係る含水率測定方法及び含水率測定装置１では、被測定物Ｓの層厚Ｄによらずに、含水率Ｗの測定を精度よく行うことができる。また、本実施形態に係る含水率測定方法及び含水率測定装置１では、スクレーパーを設ける必要がないため、スクレーパーに石炭が衝突することがない。そのため、被測定物Ｓがベルトコンベヤ３上から落下することなく、あるいは、被測定物Ｓの落下を抑制することができ、その状態で連続的に高精度な含水率測定結果を得ることができる。その後、ベルトコンベヤ３によって図示しない調湿機に石炭が運搬される。そして、調湿機において、図１に示す含水率測定装置１によって測定された含水率に基づいて、石炭の含水率が設定範囲内に収まるように乾燥される。こうして乾燥された石炭が図示しないコークス炉に投入されて、乾留されることによってコークスが製造される。なお、上述したコークスの製造方法が本実施形態におけるコークスの製造方法に相当する。

【実施例】

【0029】

図１の含水率測定装置１によって測定された含水率の精度を確認するために行った実施例について説明する。実施例では、運搬速度３ｍ／ｓのベルトコンベヤ３上に約６ｋｇの石炭を切出した状態を模擬した測定装置を使用して石炭の含水率の測定を行った。具体的には、３０ｃｍ幅の容器を用意し、容器をベルトコンベヤ３の代わりとなる廃材上に設置した。その後、切出装置２を模擬した装置を用いて容器内に６ｋｇの石炭を装入し、層厚測定器２１によって容器の底面までの距離と容器４隅の石炭の表面までの距離とを測定した。容器４隅の石炭の層厚を算出し、４隅の層厚の平均値を全体の層厚とした。そして、運搬速度と層厚と重量とを用いて嵩密度算出部２０により嵩密度を算出した。

【0030】

一方、石炭が入った容器と廃材とを挟むようにマイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２を配置しマイクロ波の送受信を行った。そして、マイクロ波評価部１３によって、位相差と減衰率とを算出した。そして、含水率算出部３０において、上記式（２）に基づき含水率Ｗを算出した。

【0031】

図３は、図１の含水率測定装置の模擬装置を用いて測定した含水率と、ＪＩＳ分析法によって測定した含水率との関係を示すグラフである。なお、図３においては、被測定物Ｓとしてコークス製造に用いられる石炭銘柄６種について上記方法により含水率を求めている。図３に示すように、図１の含水率測定装置１で測定された含水率は、ＪＩＳ分析法で求めた含水率とほぼ一致しており、高精度な含水率測定が可能であることを確認できた。

【0032】

本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されず種々の変更を加えることができる。上記実施形態では、ベルトコンベヤ３によって運搬されている被測定物Ｓに送信マイクロ波を送信して被測定物Ｓの含水率Ｗを測定している。しかしながら、これに代えて、所定の載置部の上に被測定物Ｓをほぼ線状に載置し、当該ほぼ線状に載置された被測定物Ｓの長さ方向に沿ってマイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２を移動させて被測定物Ｓの含水率を測定するように構成してもよい。つまり、被測定物Ｓと、マイクロ波送信部１１、及び、マイクロ波受信部１２とは、相対移動可能に構成されていればよい。このような構成であっても、上述した実施形態とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。また、例えば、上記実施形態において、被測定物Ｓは石炭であって、コークスの製造過程において含水率を測定する場合について例示しているが、これに限定されない。被測定物Ｓは、例えば、鉄鉱石や焼結鉱の他、水を含むものであればいずれであってもよい。

【符号の説明】

【0033】

１ 含水率測定装置
２ 切出装置
３、３’ ベルトコンベヤ
１０ マイクロ波評価ユニット
１１ マイクロ波送信部
１２ マイクロ波受信部
１３ マイクロ波評価部
２０ 嵩密度算出部
２１ 層厚測定器
３０ 含水率算出部
Ｓ 被測定物

【図1】

【図2】

【図3】