焦炭的擠出力估計方法以及煉焦?fàn)t的修補(bǔ)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及估計從煉焦?fàn)t擠出焦炭所需要的擠出力的焦炭的擠出力估計方法、使用了通過該方法估計出的擠出力的煉焦?fàn)t的修補(bǔ)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在燃燒室與炭化室交替連接構(gòu)成的水平室式煉焦?fàn)t(以下，僅稱為“煉焦?fàn)t”。)中，利用供給到鄰接的燃燒室內(nèi)的燃燒氣體來加熱裝入及填充到炭化室內(nèi)的煤炭(裝入炭)并進(jìn)行干餾，從而生產(chǎn)焦炭。得到的焦碳餅通過擠出機(jī)從各炭化室擠出并排出到爐外，經(jīng)冷卻而成為產(chǎn)品。
[0003]這樣的煉焦?fàn)t隨著運(yùn)轉(zhuǎn)年數(shù)增長，由于老化而在爐壁形成的凹凸會導(dǎo)致擠出焦炭所需要的擠出力增加，會產(chǎn)生從炭化室排出焦炭變得困難即被稱為擠出停止、煉焦?fàn)t堵塞的現(xiàn)象。這些擠出停止、煉焦?fàn)t堵塞的產(chǎn)生會導(dǎo)致擠出機(jī)的擠出周期的降低等使生產(chǎn)性下降的情況，所以在對煉焦?fàn)t進(jìn)行操作時，擠出力的把握變得重要。
[0004]例如，專利文獻(xiàn)I公開了基于與在炭化室的側(cè)壁面產(chǎn)生的凹凸有關(guān)的信息導(dǎo)出擠出焦炭時受到的阻力指標(biāo)的方法。另外，專利文獻(xiàn)2公開了通過進(jìn)行試驗用焦碳餅的擠出試驗來求出焦碳餅的擠出負(fù)荷的方法。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 201993號公報
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012 — 62366號公報
[0007]然而，在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，雖然基于觀測爐壁獲得的凹凸信息來求出阻力指數(shù)，但求出的阻力指數(shù)僅是間接的指標(biāo)，而由于僅根據(jù)該阻力指數(shù)與實(shí)際的擠出負(fù)荷的相關(guān)關(guān)系評價爐壁的狀態(tài)，所以直接地估計焦炭的擠出力較困難。另外，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，需要預(yù)先生產(chǎn)試驗用焦碳餅來使用，并反復(fù)實(shí)施模擬了實(shí)際煉焦?fàn)t的炭化室的擠出負(fù)荷試驗，所以存在估計擠出力所需要的工時、成本增大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述而完成的，目的在于提供能夠考慮炭化室的爐壁的變形而高精度地估計焦炭的擠出力的焦炭的擠出力估計方法以及能夠有效地抑制焦炭的排出困難的擠出停止、煉焦?fàn)t堵塞的產(chǎn)生的煉焦?fàn)t的修補(bǔ)方法。
[0009]為了解決上述的課題，并實(shí)現(xiàn)目，本發(fā)明所涉及的焦炭的擠出力估計方法是估計沿擠出方向擠出構(gòu)成煉焦?fàn)t的炭化室內(nèi)的焦炭時所需要的擠出力的焦炭的擠出力估計方法，其特征在于，包括:測量上述炭化室的內(nèi)壁面的凹凸來獲取爐壁側(cè)面像的步驟；基于上述爐壁側(cè)面像來估計在上述炭化室內(nèi)生產(chǎn)的上述焦炭的外形形狀的步驟；基于上述爐壁側(cè)面像、和上述估計出的上述焦炭的外形形狀，在焦炭寬度比爐寬度窄的上述焦炭的側(cè)面位置定義主動狀態(tài)，并在焦炭寬度比爐寬度寬的上述焦炭的側(cè)面位置定義被動狀態(tài)的步驟；以及基于針對上述焦炭的上述側(cè)面位置的上述主動狀態(tài)或者上述被動狀態(tài)的定義，使用預(yù)先設(shè)定的上述焦炭的虛表楊氏模量來計算上述焦炭的每個上述側(cè)面位置的爐壁摩擦力，并基于該爐壁摩擦力來估計上述擠出力的步驟。
[0010]另外，本發(fā)明所涉及煉焦?fàn)t的修補(bǔ)方法的特征在于，包括:利用本發(fā)明所涉及的焦炭的擠出力估計方法估計擠出力的步驟；使一個以上的凸部以及/或者凹部平坦化來修正上述爐壁側(cè)面像的步驟；使用上述焦炭的擠出力估計方法來估計將上述爐壁側(cè)面像作為上述修正后的爐壁側(cè)面像的情況下的擠出力的步驟；以及根據(jù)上述爐壁側(cè)面像的修正前后的上述擠出力的增減量來將進(jìn)行了上述平坦化的凸部以及/或者凹部確定為修補(bǔ)位置的步驟，進(jìn)行上述修補(bǔ)位置的修補(bǔ)作業(yè)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能夠考慮炭化室的爐壁的變形而高精度地估計焦炭的擠出力。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地抑制焦炭的排出變得困難的擠出停止、煉焦?fàn)t堵塞的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示擠出力估計裝置的構(gòu)成例的框圖。
[0013]圖2是表示構(gòu)成煉焦?fàn)t的一個炭化室的俯視圖。
[0014]圖3 — I是表示從爐壁變形的炭化室擠出焦炭的樣子的剖視圖。
[0015]圖3 — 2是表示從爐壁變形的炭化室擠出焦炭的樣子的其他的剖視圖。
[0016]圖4是表示擠出力估計處理的處理順序的流程圖。
[0017]圖5 — I是表示炭化室的一個爐壁的爐壁側(cè)面像的一個例子的圖。
[0018]圖5 — 2是表示炭化室的另一個爐壁的爐壁側(cè)面像的一個例子的圖。
[0019]圖6是表示設(shè)定于焦炭的計算網(wǎng)格的圖。
[0020]圖7是表示每個沖頭位置的擠出力的估計值與測量值的圖。
[0021]圖8是表示修補(bǔ)位置確定處理的處理順序的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，參照附圖，對用于實(shí)施本發(fā)明的焦炭的擠出力估計方法以及煉焦?fàn)t的修補(bǔ)方法的方式進(jìn)行說明。此外，并不通過該實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行限定。另外，在附圖的記載中，對同一部分附加同一符號來表不。
[0023]圖1是表示本實(shí)施方式的擠出力估計裝置I的構(gòu)成例的框圖。該擠出力估計裝置I例如使用工作站、個人計算機(jī)等通用計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行用于估計在煉焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭的擠出力的處理(擠出力估計處理)。如圖1所示，擠出力估計裝置I作為主要的功能部，包括輸入部11、顯示部13、記錄部15以及處理部17。這里，煉焦?fàn)t通過交替地連接配置燃燒室和炭化室而構(gòu)成，將煤炭裝入、填充到各炭化室并且向各燃燒室供給燃料氣體，通過兩側(cè)的燃燒室產(chǎn)生的熱量加熱各炭化室，從而對裝入、填充到各炭化室內(nèi)的煤炭(裝入炭)進(jìn)行干餾而生產(chǎn)焦炭。
[0024]輸入部11例如通過鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸面板、各種開關(guān)等輸入裝置實(shí)現(xiàn)，將與操作輸入對應(yīng)的輸入信號輸出給處理部17。顯示部13通過IXD、EL顯示器、CRT顯示器等顯示裝置實(shí)現(xiàn)，基于從處理部17輸入的顯示信號顯示各種畫面。
[0025]記錄部15通過能夠更新記錄的閃存、內(nèi)置或者利用數(shù)據(jù)通信端子連接的硬盤、存儲卡等信息記錄介質(zhì)以及其讀寫裝置等實(shí)現(xiàn)，能夠適當(dāng)?shù)夭捎门c用途對應(yīng)的記錄裝置來使用。在該記錄部15預(yù)先保存有用于使擠出力估計裝置I動作，實(shí)現(xiàn)該擠出力估計裝置I具備的各種功能的程序、該程序的執(zhí)行中所使用的數(shù)據(jù)等，或者每次處理暫時地保存。
[0026]處理部17由CPU等實(shí)現(xiàn)，基于從輸入部11輸入的輸入信號、保存于記錄部15的程序、數(shù)據(jù)等，進(jìn)行對構(gòu)成擠出力估計裝置I的各部的指示、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)送等來控制擠出力估計裝置I的動作。該處理部17具備爐壁側(cè)面像獲取部171、焦炭形狀估計部173以及擠出力估計部175。
[0027]首先，對擠出力估計裝置I進(jìn)行的擠出力估計處理的原理進(jìn)行說明。圖2是表示構(gòu)成煉焦?fàn)t的一個炭化室3的俯視圖。此外，在圖2等中，將炭化室3的爐寬度方向設(shè)為X方向，將高度方向設(shè)為Y方向，并將進(jìn)深方向(擠出方向Al)設(shè)為Z方向進(jìn)行圖示。如圖2所示，炭化室3與鄰接的燃燒室(未圖示)之間通過爐壁31、33劃分而構(gòu)成，在其內(nèi)部生產(chǎn)焦炭C。生產(chǎn)的焦炭C通過從煉焦?fàn)t的擠出機(jī)側(cè)(圖2的下側(cè))插入的擠出機(jī)35的沖頭向擠出方向Al擠出，并交接給在與擠出機(jī)側(cè)隔著炭化室3相反側(cè)的引導(dǎo)車側(cè)待機(jī)的引導(dǎo)車(未圖示)。這里，爐壁31、33的內(nèi)壁面為了從炭化室3高效地擠出焦炭C而形成為引導(dǎo)車側(cè)的爐寬比擠出機(jī)側(cè)的爐寬寬的錐狀。
[0028]這里，本發(fā)明在估計焦炭的擠出力時，利用求解護(hù)墻等作用于與土接觸的面的土壓力的土壓力理論來估計焦炭的擠出力。即，將煉焦?fàn)t壁(炭化室3的爐壁31、33)視為護(hù)墻，將在可能產(chǎn)生凹凸等變形的煉焦?fàn)t壁的內(nèi)壁面內(nèi)側(cè)生產(chǎn)的焦碳餅(焦炭C)視為土，并基于爐壁側(cè)面像估計土壓力理論所說的位置的主動土壓力以及被動土壓力的產(chǎn)生狀態(tài)，從而進(jìn)行焦炭C的直接的擠出力估計。土壓力中的主應(yīng)力的方向為垂直方向的護(hù)墻遠(yuǎn)離土?xí)r受到的土壓力被稱為主動土壓力，主應(yīng)力的方向為水平方向的護(hù)墻朝向土(按壓土)時受到的土壓力被稱為被動土壓力，在這些主動土壓力和被動土壓力中，被動土壓力的垂直阻力大。
[0029]為了實(shí)現(xiàn)上述那樣的擠出力估計，在本實(shí)施方式的擠出力估計處理中，將在爐壁31、33的內(nèi)壁面內(nèi)側(cè)進(jìn)行干餾而生產(chǎn)的焦炭C作為一個彈性體(或塑性體)來處理，在其兩側(cè)面內(nèi)將對置的爐壁31、33的內(nèi)壁面向外側(cè)拓寬而從焦炭C遠(yuǎn)離的側(cè)面位置定義為主動狀態(tài)，將對置的爐壁31、33的內(nèi)壁面朝向內(nèi)側(cè)收窄而接近焦炭C的側(cè)面位置定義為被動狀態(tài)。
[0030]首先，在是最初建設(shè)的爐壁31、33的情況下，即，未產(chǎn)生老化所帶來的爐壁31、33的變形而內(nèi)壁面維持圖2所示的錐狀的期間，在向擠出方向Al擠出焦炭C的過程中焦炭C的寬度(焦炭寬