JPS5953589A

JPS5953589A - 圧縮成型炭の製造方法

Info

Publication number: JPS5953589A
Application number: JP16559282A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kuwajima; 桑島　滋; Noboru Ishihara; 石原　登
Original assignee: Kawasaki Steel Corp; Kawatetsu Kagaku KK
Current assignee: JFE Steel Corp; Kawatetsu Kagaku KK
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1984-03-28
Also published as: JPH02400B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、嵩密度の大きい圧縮成型炭の製造方法に関し
、とくに嵩密度１．０湿トン／ｍ２以上の任意の大きさ
のものを連なり状態で製造する方法であって、コークス
強度の向上、原料炭選択範囲の拡大、生産性の向上し、
炉上作業および発塵公害の解消に有利な、竃炉ブロック
装入用の圧縮成型炭製造方法について提案するものであ
る。

従来、我国での原料炭装入法としてバラ物を各窯ごとに
頂部装入孔より装入車を通じて落下装入するというトッ
プチャージの方法が広く採用されてきた。最近、このト
ップチャージする原料炭の嵩密度を増加してコークス強
度の向上をはかる成型炭一部装入法が開発された。この
従来方法は、原料炭を予めダブルロール成型機でブリケ
ット状に成型し、略その３０％相当の量の装入炭を混合
することにより、嵩密度を約１０％高くする方法である
。しかし、この方法では嵩密度が高くなると言ってもそ
の値は高々０．７８乾トン／ｍ３程度であり、本発明で
要求されるような嵩密度１．０湿トン／ｍ３（水分９％
では０．９１乾トン／ｍ３）以上ものに比較すればかな
り低いものとならざるを得ない点でブロック装入するた
めには不十分である。

この種の従来技術としては、例えば特開昭５０−５９４
０４号として提案されているものに、底板をもつ金型を
用いてプレスで加圧する成型装置がある。

この従来技術の装置では、圧縮成型炭のその大きさに合
わせた金型とプレス装置を用意しなければならない。し
かも、そのために油圧シリンダーのストロークが長くな
り、また加圧面積が大きく金型も全体として圧力に耐え
る強度が要求されるために成型装置が過大になり、ひい
てはコストアップにつながるという問題点があった。そ
の他、この従来装置では、成型した圧縮成型炭を金型か
ら取り出す専用の工程を必要とし、そのために成型加工
の時間が長くなるという欠点もみられた。

本発明は、ブロック装入するための圧縮成型炭を、金型
出口部で既に圧縮成型を終えるに到った状態にある既圧
縮成型炭の一部を残すと同時に余った金型内空間には新
たに原料炭を装入し、圧縮成型して得た後続の圧縮成型
炭を上記先行成型した既圧縮成型炭尾端に追尾合本させ
て嵩密度１．０湿トン／ｍ３以上の成型炭として、これ
を順次に押し出すという操作を反復して行うことにより
圧縮成型炭を得る方法であって、しかもとりわけそうし
た連続工程の中にあって、圧縮成型炭が所望の長さのも
のに達したときに仕切板を使うことにより、その仕切板
を介挿させたところだけが分離して合体しないで連なっ
た状態の圧縮成型炭を；すなわち任意の大きさ（ブロッ
ク装入のための窯の大きさに合わせた）の圧縮成型炭と
して間欠的に押出すことによって、これを連続的に製造
するのに好適な方法である。以下にその構成の詳細を説
明する。

本発明の着想の基本は、成型に際して、粉粒状の原料炭
中に仕切板を入れて嵩密度１．０湿トン／ｍ３以上に圧
縮成型すると、仕切板を入れた圧縮成型炭の端面は原料
炭粒子が面にそってされいに再配列するため、容易にそ
の後両端面を加圧接触させても合体しないというその現
象を利用する点にある。

通常金型内の粉粒状の原料炭を加圧すると、金型の壁面
に摩擦力が発生する。これはすでに成型を終えた金型内
にある既圧縮成型炭を押出す際も同じであり、押出しに
当ってはそれ自身がもつ摩擦抵抗を超える圧力を加えな
ければならない。

そこで、金型内に成型した圧縮成型炭を一部残したまま
にしておくと、例えばその残留させる圧縮成型炭の大き
さ（層厚）　を適切に選ぶことにより、既圧縮成型炭の
装入側に新たに原料を入れて金型内残留の既圧縮成型炭
尾端面との間で、次の追尾合体させる圧縮型炭を接続的
に成型させるときの加圧に耐え得る摩擦力が生ずる。従
って、押板と該先行的に成型した既圧縮成型炭尾端面と
の間に生じる金型空間内に新たに原料炭を浸入し、その
装入側の一方より押板を押し進めて圧縮成型すれば、た
とえ押圧方向側の他端部に固定壁がなくとも、既圧縮成
型炭尾端面がそれに代って固定壁の役目を果すから、後
続的に成型させる追尾圧縮成型炭の成型が可能になり、
しかもその嵩密度を１．１０湿トン／ｍ３以上のものを
製造できる。そして、さらにより大きな圧力を加えてい
くことにより、上記の先行的に成型した金型内残留分の
既圧縮成型炭を金型外へ押出すことができる。要するに
、このような操作の反復により、任意の大きさの圧縮成
型炭を連続的に製造できるのである。

さらに、本発明では先行成型した既圧縮成型炭に追尾合
体させる後続成型の圧縮成型炭が所望の長さに選したと
き、仕切板を介挿させてから、前述と同じように金型内
に原料炭を装入し、同様に押板を押し進めて新規装入の
原料を加圧すれば原料炭粒子が仕切板の面にそってきれ
いに再配列するので、たとえ該仕切板をその後取除いて
も、先行的に成型した既圧縮成型を後続する圧縮成型炭
とが接合しても合体することはない。

従って、所望の大きさの成型炭をそれらを連ねたまま順
次金型外へ連続的に押し出していくことがでさるように
なる。

なお、成型炭の大きさを所望の大きさに区切るために仕
切板を入れて原料炭を圧縮する際に嵩密度を増加させる
方法としては、加圧力を大きくする方法、原科炭の装入
量を減少させて層厚を薄くする方法、あるいはそれらの
組合わせによる方法があり、これらの方法を用いれば必
要に応じて高密度を１．２０湿トン／ｍ３以上にするこ
とができる。

上述のように、圧縮成型炭の大きさを実質的に決める仕
切板は、原料炭を加圧する際の反力受け板として使用し
加圧後取り除く形式の他に、先行成型した既圧縮成型炭
と、その先行成型のものに追尾させる後続の圧縮成型炭
との間に該仕切板をそのまま残すようにしてもよい。そ
の後者の方法には、押板を利用して仕切板をセットする
方法あるいは金型の上方もしくは横側からセットする方
法がある。材質としては、鉄板、木板、紙板、プラスチ
ック板、石板等を用いることができるが、その材質やま
た厚さには制約はない。

上述のようにして得られた所定の大きさの圧縮成型炭を
室炉のドアー側から装入するブロック装入法では、圧縮
成型炭の嵩密度は少なくとも１．０湿トン／ｍ３はない
と、装入時は破損したりして炉内への円滑な装入ができ
ない。これが達成されないと、最悪の場合、ドアーの装
着ができない状態となって崩壊するか、そのままで圧縮
成型炭への着火が行われて操業上のトラブルを発生する
。

このため、圧縮成型炭の嵩密度は１．０湿トン／ｍ３以
上、好ましくは１．１５湿トン／ｍ３以上が必要である
。このことから本発明においては、前記押板を押し進め
て装入原料炭を圧縮する圧力を、その加圧によって圧縮
される原料炭が１．０湿トン／ｍ３の嵩密度の成型炭と
なるのに必要な大きさとする。

また、そのために同時に金型内に一部残留させる既圧縮
成型炭の大きさ：即ち上記加圧力に耐え得る摩擦抵抗が
得られるような大きさのものにしなければならない。

すなわち、粉粒状の原料炭を圧力Ｐｔ／ｃｍ２で加圧す
ると、金型の壁面には圧力Ｐｓｔ／ｃｍ２が発生し、摩
擦力μＰｓｔ／ｃｍ２（μ：摩擦係数）を生ずる。第１
図に微小層厚ｄＨにおける圧力Ｐと摩擦力μＰｓの関係
を示した。原料炭の自重は圧力と比較して小さいので、
無視すると、（１）式のように摩擦力μＰｓは圧力Ｐ、
原料炭の層厚Ｈ、加圧面積Ｆおよび金型の周長Ｕの関数
として理解される。

μＰｓ＝ｆ（Ｐ、Ｈ、Ｆ、Ｕ）・・・（１）なお、ブロ
ック装入する対象炉が決まると、炉寸法より金型の周長
Ｕと加圧面積Ｆが決まる。層厚Ｈの位置における圧縮成
型炭は上方の圧力に対して摩擦力μＰｓが生じており、
要するにこの摩擦力μＰｓによって残留既圧縮炭の金型
内での支持力が決定される。そこで、上述のごとく圧力
Ｐと層厚Ｈを与えると摩擦力μＰｓが求まるまで、その
結果（１）式により、残留すべき先行生成させた既圧縮
成型炭の量：すなわち大きさを決めることができる。経
験によれば金型３５０ｍｍ×１０００ｍｍにおいて嵩密
度１．０湿トン／ｍ３の圧縮成型炭を得るために必要な
押板の圧力は５０ｋｇ／ｍ３程度である。そして、嵩密
度１．０湿トン／ｍ３以上の先行的に生成させた既圧縮
成型炭を金型内出口部に残し、新たに原料炭を該金型内
の押板と前記先行既圧縮成型炭との間に装入して加圧す
るとき、前記金型内に残す先行的に生成させた既圧縮成
型炭は、新しく装入する原料炭を圧縮するときの支持力
として機能するのであり、それが押出しの直前、直後に
おける摩擦抵抗でもって新しく装入された原料炭が最大
限に圧縮される。このようにして、残留させる先行的に
生成した既圧縮成型炭の層厚と新しく装入した原料炭の
量：即ち層厚を適切に選ぶことにより嵩密度１．０湿ト
ン／ｍ３の圧縮成型炭を成型するのに必要な圧力（５０
ｋｇ／ｃｍ２）、好ましくは嵩密度１．１５湿トン／ｍ
３の圧縮成型炭を得るのに必要な圧力（１００ｋｇ／ｃ
ｍ２）を、前記押板に付加できるのである。

そして、摩擦力μＰｓとの釣合いを超えた圧力Ｐで加圧
をつづけると、金型内に生成した既圧縮成型炭を金型か
ら押し出すことができ、これらの順次操作により、エン
ドレスな圧縮成型炭を製造することができる。上述のよ
うに構成することにより、金型は最小限の装入ブロック
の大きさに対応させれば足りるから経済的で取扱いやす
い大きさのものとすることができ、とくに図示した好適
例の場合のような加圧方向が横方向のケースでは加圧面
積が最小となるので、成型装置を最も小型化できすぐれ
た経済性を発揮する。加圧方向としては、竪方向、横方
向、斜めの方向、いずれの方向でもよい。

また、本発明の場合、仕切板を入れて圧縮することによ
り、所望の大きさの圧縮成型炭を同じ工程の継続の中で
連続的に行うことが可能で、もちろん切断工程が不要と
なる。さらに仕切板を入れて圧縮する部分、即ち圧縮成
型炭の先端部の物理強度の大巾な向上を達成することが
できる。

図面に示す第２図は、横型装置による本発明の代表的な
製造方法の１例を示す。（イ）の段階は金型の出口側に
、先行生成の既圧縮成型炭を残して、その背後の空間に
原料炭を装入した段階を示している。（ロ）に示す図は
、押板の前進によって装入原料炭を圧縮し先行生成の既
圧縮成型炭に、次に加圧してできた新しい圧縮成型炭（
追尾成型炭）を追尾合体させる段階である。さらに、（
ハ）に示す図は既圧縮成型炭および追尾成型炭の摩擦抵
抗を超える圧力を加えて押板を押し進めて既圧縮成型炭
を金型外に出す段階である。この段階の操作によって既
圧縮成型炭が金型から押し出され、新しく生成した追尾
成型炭が金型の出口側へ移動する。

これらを繰返すことによりエンドレス状の任意の大きさ
のものにすることが可能な圧縮成型炭を製造でき、とく
に窯入れする室炉に適合する長さの圧縮成型炭となる。

以下に本発明の実施例について説明する。

図面の第３〜６図は本発明製造方法に供する装置の概略
を示すものであり、図示に示す符号のうち、１は押板駆
動装置、２は押板、３、３′はゲトダンパー駆動装置、
４、４′はゲートダンパー、５、５′は原料炭ホッパー
、６は原料炭、７、７′は金型内部に入れた仕切板、８
は仕切板の駆動装置、９は充填板、１０は充填板駆動装
置、１１は金型、１２は既圧縮成型、１２′は押出され
た圧縮成型炭、１３は圧縮成型炭用ケース、１４はグラ
ウンドプレート、１５は金型出口に入れた仕切板、１６
は仕切板（１５）の駆動装置、１７は仕切板（１５）の
受け装置を示す。

実施例ｌ前述の第２図に示す（イ）、（ロ）、（ハ）の工程を反
復して順次に既圧縮成型炭１２を成型し、その一部を金
型１１内に残す。すなわち、第３、４図で示すように金
型外に押し出された圧縮成型炭１２を一部は金型外のグ
ラウンドプレート１４の上に載せ、残部は金型１１内に
収納する。こうして得られる先行する圧縮成型炭１２′
につづく一体化した既圧縮成型炭１２が任意の所望の長
さに達したならば、上記第２図の工程（ロ）の代りに第
７図において示すような境界に仕切板７を介挿させて圧
縮成型する工程を採用する。

なお、所望の大きさ即ちブロック装入のための指定され
た大きさを形造るまでの第２図で示す工程（イ）、（ロ
）、（ハ）では、充填板９、仕切板７は金型１１の内壁
表面と同一レベルにセットしておくが、仕切板７を入れ
て分離することが必要となる工程では充填板９は後退し
、仕切板７が前進して金型内部を横断して充填板９が後
退した跡へ装入する。

次にゲートダンパー４を開いて仕切板７と押板２との間
に新たな原料炭６を充填した後ゲートダンパー４を閉め
る。上述した状態にある工程の側面図を第３図として、
またそのときの平面１４を第４図として示してある。

第１図の（イ）は仕切板７を入れて、押板２に圧力を加
えて圧縮し、追尾成型炭を成型させた状態、第７図の（
ロ）は仕切板７を取除いて追尾成型炭が既圧縮成型炭と
合体せずに直に分離する状態で隣接接触している様子を
示している。

第７図の（ハ）は、第２図で示す工程（ハ）を操作し、
既圧縮成型炭を金型外に押し出して圧縮成型炭をグラウ
ンドプレート１４の上にのせて圧縮成型炭用ケース１３
内に収納する一方、追尾成型炭の方を金型１１内に残し
た状態を示している。以上説明した工程を反復継続し、
ブロック装入に適した任意の大きさの圧縮成型炭を製造
する。

第８図の（イ）は任意の長さで合体せずに接触している
製品圧縮型炭１２、１２′が２個連なった状態でケース
１８内に収納されているもようを示している。これらの
圧縮成型炭１２、１２′は互いに接しているが、合体し
ていないので容易に分離することができる。

室炉長さよりやや短かい圧縮成型炭を製造し、その長さ
に相当するグラウンドプレート１４、ケース１８に収納
して、ケース１３を移動し、圧縮成型炭１２、１２′を
分離した状態を第８図（ロ）に示している。

上述したようにして、任意の長さで合体していない圧縮
成型炭を連続的に製造することができるのである。

実施例２実施例１と同じ工程において、圧縮成型炭１２′既圧縮
成型炭１２が任意の長さに達したなら、第９図で示すよ
うに、仕切板７′を入れて新たに原料炭６を装入し、そ
の仕切板７′をそのまま金型１１内に残したままで押板
２に圧力を加えて圧縮し、以後実施例１と同じ工程を反
復継続して製品とする。仕切板７′は圧縮成型炭と合体
しないので、この実施例の場合も任意の長さの圧縮成型
炭に容易に分離できる。

実施例３実施例１と同じ工程において、圧縮成型炭１２′既圧縮
成型炭１２が任意の長さに達したら、圧縮成型炭１２、
１２′を全て金型１１外に押し出し、ひきつづき金型１
１の出口部に別の仕切板１５を第５図・第６図で示すよ
うにセットし、原料ホッパ−５′から新らたな原料炭を
装入し、圧縮して既圧縮成型炭を生成する。仕切板ｌ５
をセットしたままあるいは取除いてから、原料ホッパー
５から新たに原料炭６を装入し圧縮する。前者の場合、
仕切板１５を取除いてから同様な工程を反復継続する。

なお、押板２で原料炭６を圧縮する加圧力は、仕切板１
５を介して受け装着１７で受ける。

以上説明したように、本発明によれば、任意長さの圧縮
成型炭を自動的に製造できるので、連続的な製造装置を
使うにもかかわらず、成型炭の切断工程が不要となる長
所がある。この意味で本発明は圧縮成型炭を分割して室
炉へ装入する場合に顕著な効果を発渾する。また、圧縮
成型炭の外殻部は崩壊等に耐える物理強度が大きいこと
が望まれるが仕切板を使うのでとくに圧縮される面の強
度が大きくなりしかもそれは加圧力を大きくすることに
より増大し、例えば嵩密度１．２０湿トン／ｍ３以上に
することかでき、圧縮成型炭の物理強度を大幅に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧力と摩擦力との関係を示す模式図、第２図
は、圧縮成型過程を示す断面図で（イ）は加圧する初期
の状態を示す工程、（ロ）は先行成型の既圧縮成型炭に
後続して成型させた追尾成型炭が押し出され、その追尾
成型炭が置換して金型の出口側に移動した状態を示す工
程の図、第３図は仕切板を使って成型するもようを示す縦断面図
、第４図は充填板、仕切板を使って成型するもようを示す
水平断面図、第５図および第６図は、本発明の別の実施例を示す縦断
面図・水平断面図、第７図の（イ）〜（ハ）は、第８、４図に対応する本発
明実施例の工程図、第８図の（イ）、（ロ）は、いずれも圧縮成型炭をケー
ス内に収納したもようを示す平面図、第９図は仕切板を介挿させたまま順次成型を行う実施例
の断面図である。１・・・押板駆動装置、２・・・押板、３、３′・・・
ゲートダンパー駆動装置、４、４′・・・ゲートダンパ
ー、５、５′・・・原料炭ホッパー、６・・・原料炭、
７、７′・・・金型内部に入れた仕切板、８・・・仕切
板（７）の駆動装置、９・・・充填板、１０・・・充填
板駆動装置、１１・・・金型、１２・・・既圧縮成型炭
、１２′・・・押出された圧縮成型炭、１３・・・圧縮
成型炭用ケース、１４・・・グラウンドプレート、ｌ５
・・・金型出口に入れた仕切板、１６・・・仕切板（ｌ
５）駆動装置、１７・・・仕切板（１５）受け装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１．成型金型内に原料炭を装入し押板により加圧して圧
縮成型炭を得る方法において、加圧方向端を開口させた
成型金型内に原料を装入し、前記押板を押し進めて金型
内で圧縮成型炭を成型するとともに、さらに押し進めて
加圧方向先の前記開口出口から押し出すに当り、（イ）先行させて成型した既圧縮成型炭を金型出口部に
残留させる工程、（ロ）該圧縮成型炭と押板との間に新たに原料炭を装入
し、圧力を押板に加えて圧縮し、後続的に生成させる追
尾成型炭を既圧縮成型炭と合体させる工程、（ハ）合体させた圧縮成型炭に対し圧力を押板に加えて
既圧縮成型炭の先行する部分を金型外に押し出す順次操
作の反復によって所望の大きさの圧縮成形炭を得る工程
、（ニ）その後所望の大きさに達した一部が金型内に残留
する圧縮成型炭の尾端面に、その後取除くかそのまま残
留させたままにおく仕切板を押し当て、その仕切板と押
板との間に新らたな原料炭を装入して該押板を押し進め
て加圧圧縮、再び所望の大きさの圧縮成型炭を得る工程
、からなる順次操作の反復によって、ブロック毎に直ちに
分離できる任意の大きさの圧縮成型炭を連続して連なり
状態で成型製造することを特徴とする圧縮成型炭の製造
方法。
２．成型金型内に原料炭を装入し押板により加圧して圧
縮成型炭を得る方法において、加圧方向端を開口させた
成型金型内に原料を装入し、前記押板を押し進めて金型
内で圧縮成型炭を成型するとともに、さらに押し進めて
加圧方向先の前記開口出口から押し出すに当り、（イ）先行させて成型した既圧縮成型炭を金型出口部に
残留させる工程、（ロ）該既圧縮編成型炭と押板との間に新たに原料炭を
装入し、圧力を押板に加えて圧縮し、後続的に生成させ
る追尾成型炭を既圧縮成型炭と合体させる工程、（ハ）合体させた圧縮成型炭に対し圧力を押板に加えて
既圧縮成型炭の先行する部分を金型外に押し出す順次操
作の反復によって所望の大きさの圧縮成型炭を得る工法
、（ニ）その後所望の大きさに達した上記（ハ）の工程で
得られた圧縮成型炭を一旦全部金型外に押し出し、上記
金型出口端に着脱可能に仕切板をセットして、再び前記
（イ）〜（ハ）の工程を経て、次の圧縮成型炭を成型す
る工程、からなる順次操作の反復によって、ブロック毎に直ちに
分離できる任意の大きさの圧縮成型炭を連続して連なり
状態で成型製造することを特徴とする圧縮成型炭の製造
法。