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図面 (20)

課題・解決手段

本技術は概して、コークス炉と共に使用される装炭システムを対象とする。いくつかの実施形態において、装炭システムは、装入ヘッドから外向きに延在し、石炭が通って石炭ベッド側縁に向けられ得る、開放経路を残す対面するウイングを有する装入ヘッドを含む。他の実施形態において、突出板は、装入ヘッドの後方面上に位置付けられ、石炭がコークス炉の長さに沿って装入されると、石炭と係合し、圧迫するように配向されている。他の実施形態において、装入板は、対面するウイングの内面から外向きに延在する。

概要

背景

関連出願の相互参照
本出願は、2014年8月28日に出願された米国仮特許出願第62/043,359号に対する優先権の利益を主張し、本開示は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。

コークスは、鋼鉄生産において鉄鉱融解及び低減するために使用される固体炭素燃料及び炭素源である。「トンソンコークス化工程」として既知である一方法において、コークスは、密封され、厳密に制御された大気条件下で24〜48時間非常に高い温度に加熱される炉に、粉状石炭バッチ式で供給することにより生産される。石炭冶金用のコークスに変えるために、コークス炉が何年にもわたって使用されてきた。コークス化工程の間、細かく粉砕された石炭は、制御された温度条件下で加熱されて、石炭を脱揮し、予め定められた多孔度と強度を有するコークスの熔融した塊を形成する。コークスの生産はバッチ式プロセスであるため、複数のコークス炉が同時に操作される。

極端な温度が伴われるため、コークス製造工程のほとんどが自動化されている。例えば、押出機装入装置(「PCM」)は典型的に、いくつかの異なる操作のために炉の石炭側で使用される。一般的なPCM操作順序は、PCMが、炉バッテリーの前を走る一連レールに沿って指定の炉に移動され、PCMの装炭システムを炉に整列させると始まる。押出機側炉扉は、装炭システムの扉取り出し装置を使用して、炉から取り外される。次いで、PCMは、PCMの押出機ラムを炉の中心に整列させるために移動される。押出機ラムは、炉内部からコークスを押し出すために電圧を加えられる。PCMは、装炭システムを炉の中心と整列させるために炉の中心から離して再度移動される。石炭は、トリッパ搬送部によりPCMの装炭システムに送達される。次いで、装炭システムは、炉内部に石炭を装入する。いくつかのシステムにおいて、炉面から漏れ高温ガス排出物質中に混入する粒子状物質は、石炭を装入するステップの間、PCMにより捕捉される。かかるシステムにおいて、粒子状物質は、塵取機のバグハウスを通って排出物質フード中に吸い込まれる。次いで、装入搬送部は、炉から後退する。最後に、PCMの扉取り出し装置が、押出機側炉扉を取り替え、留める。

概要

本技術は概して、コークス炉と共に使用される装炭システムを対象とする。いくつかの実施形態において、装炭システムは、装入ヘッドから外向きに延在し、石炭が通って石炭ベッド側縁に向けられ得る、開放経路を残す対面するウイングを有する装入ヘッドを含む。他の実施形態において、突出板は、装入ヘッドの後方面上に位置付けられ、石炭がコークス炉の長さに沿って装入されると、石炭と係合し、圧迫するように配向されている。他の実施形態において、装入板は、対面するウイングの内面から外向きに延在する。

目的

図19及び20に関して、本技術の特定の実施形態は、細長い装入フレーム102の対面する側方部106及び108の各々の下方の内面に、装入フレーム102の中央部分に向かってわずかに下向きの角度で面するように位置付けられた装入フレーム偏向面162を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

装炭システムであって、遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長装入フレームと、前記細長い装入フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結され、装入ヘッド平面にある平面本体を含み、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有する装入ヘッドであって、前記装入ヘッドは、前記装入ヘッドから間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する一対の対面するウイングであって、前記対面するウイングの内面から延在し前記装入ヘッド平面を通る空間を画定する、一対の対面するウイングをさらに含む、装入ヘッドと、を備える、装炭システム。

請求項2

前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面から前方に延在するように位置付けられる、請求項1に記載の装炭システム。

請求項3

前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面から後方に延在するように位置付けられる、請求項1に記載の装炭システム。

請求項4

前記装入ヘッドから間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する、一対の第2の対面するウイングであって、前記対面するウイングの内面から延在し前記装入ヘッド平面を通る空間を画定する、一対の第2の対面するウイングをさらに備え、前記第2の対面するウイングが、前記他方の対面するウイングが前記装入ヘッドから延在する方向と反対の方向に前記装入ヘッドから延在する、請求項1に記載の装炭システム。

請求項5

前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面に隣接する第1の面と、前記第1の面から前記自由端部分に向かって延在する第2の面とを含む、請求項1に記載の装炭システム。

請求項6

前記対面するウイングの前記第2の面が、前記装入ヘッド平面に平行なウイング平面内にある、請求項5に記載の装炭システム。

請求項7

前記対面するウイングの前記第1の面の各々が、前記装入ヘッド平面から前記装入ヘッドの隣接側方部に向かって角度を付けて配置される、請求項6に記載の装炭システム。

請求項8

前記対面するウイングの前記第1の面の各々が、前記装入ヘッド平面から前記装入ヘッドの隣接側方部に向かって45度の角度で、角度を付けて配置される、請求項7に記載の装炭システム。

請求項9

前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面から前記装入ヘッドの隣接側方部に向かって角度を付けて配置される、請求項1に記載の装炭システム。

請求項10

前記対面するウイングが各々、対面する端部分を有し、前記対面する端部分間の直線経路に沿って延在する、請求項9に記載の装炭システム。

請求項11

前記対面するウイングが各々、対面する端部分を有し、前記対面する端部分間の曲線経路に沿って延在する、請求項9に記載の装炭システム。

請求項12

前記装入ヘッドの前記上縁部分の上部に少なくとも1つの角度を付けて配置される粒子偏向表面をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。

請求項13

前記装入ヘッドの前記上縁部分の上部に少なくとも1つの粒子偏向表面であって、前記粒子偏向表面の実質的な部分を水平配置しないように成形される、粒子偏向表面をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。

請求項14

前記対面するウイングの各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する細長い高密度化バーをさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。

請求項15

前記細長い高密度化バーが、前記装入ヘッド平面に対して角度を付けて配置される長軸を有する、請求項14に記載の装炭システム。

請求項16

前記高密度化バーが、前記対面するウイングの各々と静止位置で連結された曲線下方係合面を備える、請求項14に記載の装炭システム。

請求項17

前記装入ヘッドの前記対面する側方部分の各々の一部分が、前記装入ヘッドの前記正面から前記後方面に向かって角度を付けて配置され、概して前方に面する装入ヘッド偏向面を画定する、請求項1に記載の装炭システム。

請求項18

前記装入ヘッドが、前記装入ヘッドと前記細長い装入フレームとの間で相対的な移動を可能にする複数の溝はめ込み型接合部によって、前記細長い装入フレームと連結されている、請求項1に記載の装炭システム。

請求項19

前記細長い装入フレームの前記対面する側方部の各々が、下向きの角度で前記装入フレームの中央部分に向かって面するように位置付けられた装入フレーム偏向面を含む、請求項1に記載の装炭システム。

請求項20

前記細長い装入フレームの前記対面する側方部の各々が、下向きの角度で前記装入フレームに向かって面するように位置付けられた装入フレーム偏向面を含む、請求項1に記載の装炭システム。

請求項21

前記細長い装入フレームの前記対面する側方部の各々の前方端部分が、前記ウイングから後方に位置付けられ、前記細長い装入フレームの前記側方部から前方かつ外向きに面するように配向された装入フレーム偏向面を含む、請求項1に記載の装炭システム。

請求項22

前記装入ヘッドの前記後方面と動作可能に連結された突出板であって、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を有する、突出板をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。

請求項23

前記突出板が、前記装入ヘッドの長さに実質的に沿って延在する、請求項22に記載の装炭システム。

請求項24

前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ上方に面するように配向された上偏向面をさらに含み、前記石炭係合面及び偏向面が互いに動作可能に連結されて、前記装入ヘッドから離れて後方に面する尖頭稜線を有する尖頭形状を画定する、請求項22に記載の装炭システム。

請求項25

前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形される、請求項22に記載の装炭システム。

請求項26

前記対面するウイングの各々の後方面と動作可能に連結された突出板であって、前記ウイングに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を各々有する、突出板をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。

請求項27

前記対面するウイング及び第2の対面するウイングの各々の後方面と動作可能に連結された突出板であって、前記ウイングに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を各々有する、突出板をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。

請求項28

装炭システムであって、遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長い装入フレームと、前記細長い装入フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドであって、装入ヘッド平面内にある平面本体を含み、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有する、装入ヘッドと、前記装入ヘッドの前記後方面と動作可能に連結された突出板であって、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を有する、突出板と、を備える、装炭システム。

請求項29

前記突出板が、前記装入ヘッドの長さに実質的に沿って延在する、請求項28に記載の装炭システム。

請求項30

前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ上方に面するように配向された上偏向面をさらに含み、前記石炭係合面及び偏向面が互いに動作可能に連結されて、前記装入ヘッドから離れて後方に面する尖頭稜線を有する尖頭形状を画定する、請求項28に記載の装炭システム。

請求項31

前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形される、請求項28に記載の装炭システム。

請求項32

石炭をコークス炉に装入する方法であって、細長い装入フレーム、及び、前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドを有する装炭システムを、コークス炉内に少なくとも部分的に位置付けることと、前記装入ヘッドの後方表面近接する前記装炭システム中に石炭を搬送することと、前記装入ヘッドの下方側方部分を貫通し、前記装入ヘッドの装入ヘッド平面から間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する一対の対面するウイングに係合する、一対の対面するウイングの開口を通って石炭の一部分が流れるように前記コークス炉の長軸に沿って前記装炭システムを移動させ、それにより、前記石炭の一部分を、前記装炭システムによって形成される石炭ベッドの側部に向けることと、を含む、方法。

請求項33

前記装炭システムが移動されると、前記対面するウイングの各々の長さに沿って、かつ、それらから下方に延在する細長い高密度化バーを、前記石炭ベッドの一部分と係合することにより、前記対面するウイングの下の前記石炭ベッドの一部分を圧迫することをさらに含む、請求項32に記載の方法。

請求項34

前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドの後方面と動作可能に連結された突出板と係合することにより、前記装炭システム中に搬送される前記石炭の少なくとも一部分を突出し、それにより、前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面の下で圧迫することをさらに含む、請求項32に記載の方法。

請求項35

前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形され、前記石炭の一部分が、前記対面する側方部偏向面によって突出される、請求項34に記載の方法。

請求項36

前記装入ヘッドの下方側方部分を貫通し、前記装入ヘッドの装入ヘッド平面から間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する一対の第2の対面するウイングに係合する、一対の第2の対面するウイングの開口を通って前記石炭の一部分が流れるように前記コークス炉の長軸に沿って、第2の反対の方向に前記装炭システムを移動させ、それにより、前記石炭の一部分を、前記装炭システムによって形成される石炭ベッドの側部に向けることをさらに含み、前記第2の対面するウイングが、前記他方の対面するウイングが前記装入ヘッドから延在する方向と反対の方向に前記装入ヘッドから延在する、請求項32に記載の方法。

請求項37

石炭をコークス炉に装入する方法であって、細長い装入フレーム、及び、前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドを有する装炭システムを、コークス炉内に少なくとも部分的に位置付けることと、前記装入ヘッドの後方表面に近接する前記装炭システム中に石炭を搬送することと、前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドの後方面と動作可能に連結された突出板と係合することにより、前記石炭の一部分が突出されるように、前記コークス炉の長軸に沿って前記装炭システムを徐々に移動させ、それにより、前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面の下で圧迫することと、を含む、方法。

請求項38

前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形され、前記石炭の一部分が、前記対面する側方部偏向面によって突出される、請求項37に記載の方法。

技術分野

0001

本技術は概して、コークス炉装入システム及びその使用法を対象とする。

背景技術

0002

関連出願の相互参照
本出願は、2014年8月28日に出願された米国仮特許出願第62/043,359号に対する優先権の利益を主張し、本開示は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。

0003

コークスは、鋼鉄生産において鉄鉱融解及び低減するために使用される固体炭素燃料及び炭素源である。「トンソンコークス化工程」として既知である一方法において、コークスは、密封され、厳密に制御された大気条件下で24〜48時間非常に高い温度に加熱される炉に、粉状石炭バッチ式で供給することにより生産される。石炭冶金用のコークスに変えるために、コークス炉が何年にもわたって使用されてきた。コークス化工程の間、細かく粉砕された石炭は、制御された温度条件下で加熱されて、石炭を脱揮し、予め定められた多孔度と強度を有するコークスの熔融した塊を形成する。コークスの生産はバッチ式プロセスであるため、複数のコークス炉が同時に操作される。

0004

極端な温度が伴われるため、コークス製造工程のほとんどが自動化されている。例えば、押出機装入装置(「PCM」)は典型的に、いくつかの異なる操作のために炉の石炭側で使用される。一般的なPCM操作順序は、PCMが、炉バッテリーの前を走る一連レールに沿って指定の炉に移動され、PCMの装炭システムを炉に整列させると始まる。押出機側炉扉は、装炭システムの扉取り出し装置を使用して、炉から取り外される。次いで、PCMは、PCMの押出機ラムを炉の中心に整列させるために移動される。押出機ラムは、炉内部からコークスを押し出すために電圧を加えられる。PCMは、装炭システムを炉の中心と整列させるために炉の中心から離して再度移動される。石炭は、トリッパ搬送部によりPCMの装炭システムに送達される。次いで、装炭システムは、炉内部に石炭を装入する。いくつかのシステムにおいて、炉面から漏れ高温ガス排出物質中に混入する粒子状物質は、石炭を装入するステップの間、PCMにより捕捉される。かかるシステムにおいて、粒子状物質は、塵取機のバグハウスを通って排出物質フード中に吸い込まれる。次いで、装入搬送部は、炉から後退する。最後に、PCMの扉取り出し装置が、押出機側炉扉を取り替え、留める。

発明が解決しようとする課題

0005

図1に関して、PCM装炭システム10は一般的に、PCMに搭載され(非描写)、コークス炉に向かって及びコークス炉から離れて往復的に移動可能である細長フレーム12を含む。平面の装入ヘッド14は、細長いフレーム12の自由遠位端に位置付けられる。搬送部16は、細長いフレーム12内に位置付けられ、細長いフレーム12の長さに沿って実質的に延出する。装入ヘッド14を往復運動で使用して、炉内に堆積する石炭を概して平坦化する。しかし、図2A、3A、及び4Aに関して、従来技術の装炭システムは、図2Aに示されるように石炭ベッド側方部に隙間16、及び石炭ベッド表面に窪みを残す傾向がある。これらの隙間は、コークス化サイクル時間にわたってコークス炉により処理され得る石炭の量(石炭処理速度)を制限し、これは概して、コークス化サイクルにわたってコークス炉により生産されるコークスの量(コークス生産速度)を低減する。図2Bは、理想的に装入された平坦なコークスベッド見えるような手法を描写する。

0006

内部水冷システムを含み得る装炭システム10の重量は、80,000ポンド以上であり得る。装入システム10が、装入操作中、炉の中に延出されるとき、装炭システム10は、その自由遠位端で下方に偏向する。これは、装入炭容量を減らす。図3Aは、装炭システム10の偏向により引き起こされたベッド高の降下を示す。図5に描写されるプロットは、炉の長さに沿った石炭ベッドプロファイルを示す。装炭システム偏向に因るベッド高の降下は、装入重量に応じて、押出機側からコークス側の間で5インチ〜8インチである。描写されるように、偏向の影響は、より少ない石炭が炉中に装入されるときにより著しい。概して、装炭システム偏向は、およそ1〜2トンの石炭体積損失を引き起こし得る。図3Bは、理想的に装入された平坦なコークスベッドに見えるような手法を描写する。

0007

装炭システムの重量及びカンチレバーの位置により引き起こされる、その偏向の悪影響にかかわらず、装炭システム10は、石炭ベッドの高密度化においてほとんど利益を提供しない。図4Aに関して、装炭システム10は、内部石炭ベッド密度に最小の改善を提供し、これは石炭ベッドの底部に、第1の層d1、及び第2のより低い密度の層d2を形成する。石炭ベッドの密度を増加させることは、炉のサイクル時間及び炉の生産容量を決定する構成要素である、石炭ベッド全体への伝導熱伝達を促進し得る。図6は、従来技術の装炭システム10を使用して、炉試験に関して取得された密度測定値群を描写する。ダイヤモンド形の表示を有する線は、石炭ベッド表面上の密度を示す。四角形の表示を有する線及び三角形の表示を有する線はそれぞれ、表面より12インチ下及び24インチ下の密度を示す。データは、ベッド密度がコークス側でより低下することを示す。図4Bは、相対的に増加した密度の層D1及びD2を有する、理想的に装入された平坦なコークスベッドに見えるような手法を描写する。

課題を解決するための手段

0008

本技術は概して、コークス炉と共に使用される装炭システムを対象とする。様々な実施形態において、本技術の装炭システムは、水平設置熱回収コークス炉と共に使用するために構成される。しかし、本技術の実施形態は、水平設置型非回収炉などの他のコークス炉と共に使用され得る。いくつかの実施形態において、装炭システムは、装入ヘッドから外向きかつ前方に延在し、石炭がそれを通して石炭ベッドの側縁に向けられ得る開放経路を残す対面するウイングを有する装入ヘッドを含む。他の実施形態において、突出板は、装入ヘッドの後方面上に位置付けられ、石炭がコークス炉の長さに沿って装入されると、石炭と係合し、圧迫するように配向されている。また他の実施形態において、補助扉は、炉中に装入される石炭の量を最大化するために垂直に配向される。

0009

好ましい実施形態を含む、本発明の非限定的であり、かつ包括的ではない実施形態が、以下の図を参照して説明され、図中、別途指定されない限り、様々な図を通して、同様の参照番号は同様の部品を指す。

図面の簡単な説明

0010

従来技術の装炭システムの正面斜視図を描写する。
従来技術の装炭システムを使用してコークス炉中に装入された石炭ベッドの正面図を描写し、石炭ベッドが平坦ではなく、ベッドの側方部に隙間を有することを描写する。
ベッドの側方部に隙間が無く、コークス炉中に理想的に装入された石炭ベッドの正面図を描写する。
従来技術の装炭システムを使用してコークス炉中に装入された石炭ベッドの側立面図を描写し、石炭ベッドが平坦ではなく、ベッドの端部分に隙間を有することを描写する。
ベッドの端部分に隙間が無く、コークス炉中に理想的に装入された石炭ベッドの側立面図を描写する。
従来技術の装炭システムを使用してコークス炉中に装入された石炭ベッドの側立面図を描写し、従来技術の装炭システムにより形成された最小の石炭密度の2つの異なる層を描写する。
相対的に増加した石炭密度の2つの異なる層を有する、コークス炉中に理想的に装入された石炭ベッドの側立面図を描写する。
ベッドの長さにわたるベッド高、及び装炭システム偏向に因るベッド高降下の模擬データのプロットを描写する。
ベッドの長さにわたる表面及び内部石炭容積密度の試験データのプロットを描写する。
本技術による装炭システムの装入フレーム及び装入ヘッドの一実施形態の正面斜視図を描写する。
図7で描写される装入フレーム及び装入ヘッドの上平面図を描写する。
本技術による装入ヘッドの一実施形態の上平面図を描写する。
図9Aで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
図9Aで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
本技術による装入ヘッドの別の実施形態の上平面図を描写する。
図10Aで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
図10Aで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
本技術による装入ヘッドのさらに別の実施形態の上平面図を描写する。
図11Aで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
図11Aで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
本技術による装入ヘッドのまた別の実施形態の上平面図を描写する。
図12Aで描写される装入ヘッドの正面立面図を描写する。
図12Aで描写される装入ヘッドの側立面図を描写する。
本技術による装入ヘッドの一実施形態の側立面図を描写し、ここで、装入ヘッドは、装入ヘッドの上縁部分の上部に粒子偏向表面を含む。
本技術の装入ヘッドの一実施形態の部分的な上立面図を描写し、高密度化バー及びそれが装入ヘッドのウイングと連結され得る1つの手法の一実施形態をさらに描写する。
図14で描写される装入ヘッド及び高密度化バーの側立面図を描写する。
本技術の装入ヘッドの一実施形態の部分的な側立面図を描写し、高密度化バー及びそれが装入ヘッドと連結され得る手法の別の実施形態をさらに描写する。
本技術による装入ヘッド及び装入フレームの一実施形態の部分的な上立面図を描写し、装入ヘッド及び装入フレームを互いに連結する溝はめ込み型接合部の一実施形態をさらに描写する。
図17で描写される装入ヘッド及び装入フレームの部分的な切断側立面図を描写する。
本技術による装入ヘッド及び装入フレームの一実施形態の部分的な正面立面図を描写し、装入フレームに関連し得る装入フレームの偏向面の一実施形態をさらに描写する。
図19で描写される装入ヘッド及び装入フレームの部分的な切断側立面図を描写する。
本技術による突出板の一実施形態の正面斜視図を描写し、それが装入ヘッドの後方面に関連し得る1つの手法をさらに描写する。
図21で描写される突出板及び装入ヘッドの部分的な等角図を描写する。
本技術による突出板の一実施形態の側面斜視図を描写し、それが装入ヘッドの後方面に関連し得、装炭システム中に搬送される石炭を突出すことができる1つの手法をさらに描写する。
本技術による突出板の別の実施形態の上平面図を描写し、それらが装入ヘッドのウイング部材に関連し得る1つの手法をさらに描写する。
図24Aの突出板の側立面図を描写する。
本技術による突出板のまた別の実施形態の上平面図を描写し、それらが、装入ヘッドの前方及び後方の両方に配置される複数組のウイング部材に関連し得る1つの手法をさらに描写する。
図25Aの突出板の側立面図を描写する。
本技術による装入ヘッドの一実施形態の正面立面図を描写し、突出板が、石炭ベッド装入操作で使用されるとき及び使用されないときの石炭ベッド密度の差異をさらに描写する。
石炭ベッドが突出板を使用することなく装入される、石炭ベッドの長さにわたって、石炭ベッド密度のプロットを描写する。
石炭ベッドが突出板を使用して装入される、石炭ベッドの長さにわたって、石炭ベッド密度のプロットを描写する。
本技術による装入ヘッドの一実施形態の上平面図を描写し、装入ヘッドの後方表面に関連し得る突出板の別の実施形態をさらに描写する。

0011

本技術のいくつかの実施形態の具体的な詳細は、図7〜29に関して以下に記載される。押出機システム、装入システム、及びコークス炉にしばしば関連する周知の構造及びシステムを記載する他の詳細は、本技術の様々な実施形態の記述を不要に不明確にすることを回避するために以下の開示には記載されていない。図で示される詳細、寸法、角度、及び他の特徴の多くは、本技術の特定の実施形態を単に例示しているに過ぎない。したがって、他の実施形態は、本技術の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の詳細、寸法、角度、及び特徴を有し得る。よって、当業者は、本技術が追加の要素を含む他の実施形態を有し得るか、または本技術が、図7〜29に関連して下記に示され、かつ記載される特徴のいくつかを含まない他の実施形態を有し得ることを適宜理解するだろう。

0012

本件の石炭装入技術が、扉取り出し装置、押出機ラム、トリッパ搬送部などのPCMに共通する1つ以上の他の構成要素を有する押出機装入装置(「PCM」)と組み合わせて使用されるであろうことが企図される。しかし、本技術の態様はPCMとは別に使用され得、個別にまたはコークス化システムに関連する他の機器と共に使用され得る。したがって、本技術の態様は、「装炭システム」またはこれらの構成要素として単に記載され得る。周知である石炭搬送部などの装炭システムに関連する構成要素は、本技術の様々な実施形態の記述を不要に不明確にすることを回避するために、仮に記載されるとしても、詳細に記載されない場合がある。

0013

図7〜9Cに関して、細長い装入フレーム102及び装入ヘッド104を有する装炭システム100が描写される。様々な実施形態において、装入フレーム102は、遠位端部分110と近位端部分112との間に延在する対面する側方部106及び108を有するように構成されるであろう。様々な適用において、近位端部分112は、石炭装入操作中、コークス炉内部への及びコークス炉内部からの装入フレーム102の選択的な延出及び後退を可能にする手法でPCMと連結され得る。コークス炉床及び/または石炭ベッドに対して装入フレーム102の高さを選択的に調節する高さ調節システムなどの他のシステムもまた、装炭システム100に関連され得る。

0014

装入ヘッド104は、細長い装入フレーム102の遠位端部分110と連結されている。様々な実施形態において、装入ヘッド104は、上縁部分116、下縁部分118、対面する側方部分120及び122、正面124、ならびに後方面126を有する平面本体114により画定される。いくつかの実施形態において、本体114の実質的な部分は、装入ヘッド平面内にある。これは、本技術の実施形態が1つ以上追加の平面を占める態様を有する装入ヘッド本体を提供しないであろうことを示唆するものではない。様々な実施形態において、平面本体は、正方形または長方形の断面形状を有する複数の管により形成される。特定の実施形態において、管は、6インチ〜12インチの幅で提供される。少なくとも1つの実施形態において、管は8インチの幅を有し、これは、装入操作中、歪曲に対する著しい抵抗性を示す。

0015

図9A〜9Cをさらに参照すると、装入ヘッド104の様々な実施形態は、自由端部分132及び134を有するように成形される一対の対面するウイング128及び130を含む。いくつかの実施形態において、自由端部分132及び134は、装入ヘッド平面から前方に間隔を置いた関係で位置付けられる。特定の実施形態において、自由端部分132及び134は、装入ヘッド104のサイズ、ならびに対面するウイング128及び130の幾何学的形状に応じて、装入ヘッド平面から前方に6インチ〜24インチの距離で離される。この位置で、対面するウイング128及び130は、対面するウイング128及び130から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。これらの空間設計のサイズが増加すると、より多くの材料が石炭ベッドの側方部に分配される。空間が小さくなると、より少ない材料が石炭ベッドの側方部に分配される。したがって、コークス化システムごとに特定の特質が示されるため、本技術は適合可能である。

0016

図9A〜9Cで描写されるものなどのいくつかの実施形態において、対面するウイング128及び130は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第1の面136及び138を含む。特定の実施形態において、第1の面136及び138は、45度の角度で装入平面から外向きに延在する。第1の面が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム100の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び平坦化操作中に予測される条件に応じて、10度〜60度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、対面するウイング128及び130は、第1の面136及び138から外向きに、自由遠位端部分132及び134に向かって延在する第2の面140及び142をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング128及び130の第2の面140及び142は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第2の面140及び142は、およそ10インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第2の面140及び142は、第1の面136及び138のために選択される長さ、ならびに第1の面136及び138が装入平面から離れて延在する角度を含む、1つ以上の設計留意点に応じて、0〜10インチの範囲である長さを有してよい。図9A〜9Cで描写されるように、装炭システム100が、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング128及び130は、装入ヘッド104の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。少なくともこの手法において、装炭システム100は、図2Aに示されるような石炭ベッドの側方部の隙間の可能性を低減し得る。むしろ、ウイング128及び130は、図2Bで描写される平坦な石炭ベッドを促進するのを支援する。試験は、対面するウイング128及び130の使用が、これらの側方部隙間を充填することにより、装入重量を1〜2トン増加し得ることを示している。さらに、ウイング128及び130の形状は、石炭が炉の押出機側から戻ること及びこぼれ落ちることを低減し、これは、こぼれ落ちた石炭を回収するための労働力の無駄及び経費を低減する。

0017

図10A〜10Cに関して、装入ヘッド204の別の実施形態が、上縁部分216、下縁部分218、対面する側方部分220及び222、正面224、ならびに後方面226を有する平面本体214を有するように描写される。装入ヘッド204は、装入ヘッド平面から前方に間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分232及び234を有するように成形される一対の対面するウイング228及び230をさらに含む。特定の実施形態において、自由端部分232及び234は、装入ヘッド平面から前方に6インチ〜24インチの距離で離される。対面するウイング228及び230は、対面するウイング228及び230から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング228及び230は、45度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する第1の面236及び238を含む。特定の実施形態において、装入及び平坦化操作中に予測される状態に応じて、第1の面236及び238が装入ヘッド平面から離れる角度は10度〜60度である。装炭システムが、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング228及び230は、装入ヘッド204の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。

0018

図11A〜11Cに関して、装入ヘッド304のさらなる実施形態が、上縁部分316、下縁部分318、対面する側方部分320及び322、正面324、ならびに後方面326を有する平面本体314を有するように描写される。装入ヘッド300は、装入ヘッド平面から前方に間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分332及び334を有する一対の湾曲した対面するウイング328及び330をさらに含む。特定の実施形態において、自由端部分332及び334は、装入ヘッド平面から前方に6インチ〜24インチの距離で離される。湾曲した対面するウイング328及び330は、湾曲した対面するウイング328及び330から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、湾曲した対面するウイング328及び330は、湾曲した対面するウイング328及び330の近位端部分から45度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する第1の面336及び338を含む。特定の実施形態において、第1の面336及び338が装入ヘッド平面から離れる角度は10度〜60度である。この角度は、湾曲した対面するウイング328及び330の長さに沿って動的に変化する。装炭システムが、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング328及び330は、装入ヘッド304の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。

0019

図12A〜12Cに関して、装入ヘッド404の実施形態は、上縁部分416、下縁部分418、対面する側方部分420及び422、正面424、ならびに、後方面426を有する平面本体414を含む。装入ヘッド400は、装入ヘッド平面から前方に間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分432及び434を有する対面するウイング428及び430の第1の対をさらに含む。対面するウイング428及び430は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第1の面436及び438を含む。いくつかの実施形態において、第1の面436及び438は、45度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する。第1の面が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム400の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び平坦化操作中に予測される条件に応じて、10度〜60度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、自由端部分432及び434は、装入ヘッド平面から前方に6インチ〜24インチの距離で離される。対面するウイング428及び430は、湾曲した対面するウイング428及び430から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング428及び430は、第1の面436及び438から外向きに、自由遠位端部分432及び434に向かって延在する第2の面440及び442をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング428及び430の第2の面440及び442は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第2の面440及び442は、およそ10インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第2の面440及び442は、第1の面436及び438のために選択される長さ、ならびに第1の面436及び438が装入平面から離れて延在する角度を含む、1つ以上の設計留意点に応じて0〜10インチの範囲である長さを有してよい。装炭システム400が、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング428及び430は、装入ヘッド404の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。

0020

様々な実施形態において、様々な幾何学的形状の対面するウイングが、本技術による装炭システムに関連する装入ヘッドから後方に延在し得ることが企図される。図12A〜12Cを引き続き参照すると、装入ヘッド400は、装入ヘッド平面から後方に間隔を置いた関係で位置付けられた、各々が自由端部分448及び450を含む対面するウイング444及び446の第2の対をさらに含む。対面するウイング444及び446は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第1の面452及び454を含む。いくつかの実施形態において、第1の面452及び454は、45度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する。第1の面452及び454が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム400の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び平坦化操作中に予測される条件に応じて、10度〜60度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、自由端部分448及び450は、装入ヘッド平面から後方に6インチ〜24インチの距離で離される。対面するウイング444及び446は、対面するウイング444及び446から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング444及び446は、第1の面452及び454から外向きに、自由遠位端部分448及び450に向かって延在する第2の面456及び458をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング444及び446の第2の面456及び458は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第2の面456及び458は、およそ10インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第2の面456及び458は、第1の面452及び454のために選択される長さ、ならびに第1の面452及び454が装入平面から離れて延在する角度を含む、1つ以上の設計留意点に応じて0〜10インチの範囲である長さを有してよい。装炭システム400が、装入される石炭ベッドに沿って延出されるのと同時に、対面するウイング444及び446は、装入ヘッド404の正面424からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。

0021

図12A〜12Cを引き続き参照すると、後方を向いている対面するウイング444及び446が、前方を向いている対面するウイング428及び430の上に位置付けられているように描写される。しかし、この特定の配設は、いくつかの実施形態において、本技術の範囲から逸脱することなく反対にされてもよいことが企図される。同様に、後方を向いている対面するウイング444及び446ならびに前方を向いている対面するウイング428及び430は各々、互いに対して角度を付けて配置される面の第1の及び第2の組を有する角度を付けて配置されたウイングとして描写される。しかし、対面するウイングのいずれかまたは両方の組が、直線的で角度を付けて配置された対面するウイング228及び230、または湾曲したウイング328及び330により示されるような、異なる幾何学的形状で提供され得ることが企図される。混合されたか、または対である既知の形状の他の組み合わせが企図される。さらに、本技術の装入ヘッドが、前方を向いているウイングはなく、装入ヘッドから後方だけを向いている対面するウイングの1つ以上の組を提供され得るであろうことがさらに企図される。かかる事例において、後方に位置付けられた対面するウイングは、装炭システムが前進(装入)するとき、石炭ベッドの側方部分に石炭を分配する。

0022

図13に関して、石炭が炉中に装入されるとき、及び、装炭システム100(または類似の手法の装入ヘッド200、300、または400)が石炭ベッドを越えて引き出されると、バラバラの石炭が、装入ヘッド104の上縁部分116上に積み重なり始め得ることが企図される。したがって、本技術のいくつかの実施形態は、装入ヘッド104の上縁部分116の上部に1つ以上の角度を付けて配置された粒子偏向表面144を含むであろう。描写される例において、一対の反対に向いている粒子偏向表面144は組み合わさって、尖頭のある構造を形成し、これは、装入ヘッド104の前及びその裏側に不規則粒子材料を分散する。特定の事例において、粒子材料を、主として装入ヘッド104の前またはその裏側の両方ではなくいずれかに着地させることが望ましい場合があることが企図される。したがって、かかる事例において、単一の粒子偏向表面144は、石炭を適宜分散するために選ばれた配向を提供され得る。粒子偏向表面144が、非平面または角度付けられていない他の構成で提供され得ることがさらに企図される。特に、粒子偏向表面144は、平ら曲線、凸状、凹状、複合、またはこれらの様々な組み合わせであり得る。いくつかの実施形態は、粒子偏向表面144を水平配置しないように、単に配置するのみであろう。いくつかの実施形態において、粒子表面は、装入ヘッド104の上縁部分116と一体的に形成され得、これは、水冷特徴をさらに含み得る。

0023

石炭ベッド容積密度は、コークスの質を決定し、特に炉壁の近くの焼失を最小限に抑える上で大きな役割を果たす。石炭装入操作中、装入ヘッド104は、石炭ベッドの上部分に対して後退する。この手法において、装入ヘッドは、石炭ベッドの上部の形状に寄与する。しかし、本技術の特定の態様は、装入ヘッドの一部分が石炭ベッドの密度を増加させることをもたらす。図14及び15に関して、対面するウイング128及び130は、いくつかの実施形態において、対面するウイング128及び130各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する1つ以上の細長い高密度化バー146を提供され得る。図14及び15で描写されるようなものなどのいくつかの実施形態において、高密度化バー146は、対面するウイング128及び130の底表面から下方に延在し得る。図16も描写されるようなものなどの他の実施形態において、高密度化バー146は、対面するウイング128及び130のいずれかもしくは両方の前方面もしくは後方面、ならびに/または装入ヘッド104の下縁部分118と動作可能に連結され得る。図14で描写されるようなものなどの特定の実施形態において、細長い高密度化バー146は、装入ヘッド平面に対して角度を付けて配置された長軸を有する。高密度化バー146が、高温度材料から形成された、パイプまたはロッドなどの、概して水平な軸、または様々な形状の静止して取り付けられた構造の周りを回転するローラーから形成され得ることが企図される。細長い高密度化バー146の外部形状は、平面または曲線であってよい。さらに、細長い高密度化バーは、その長さに沿って湾曲、または角度を付けて配置されてもよい。

0024

いくつかの実施形態において、様々なシステムの装入ヘッド及び装入フレームは、冷却システムを含まない場合がある。炉の極端な温度は、かかる装入ヘッド及び装入フレームの部分が、互いに対して、わずかにかつ異なる速度で拡張することをもたらすであろう。かかる実施形態において、構成要素の急速で不規則な加熱及び拡張は、装炭システムに負荷を与え得、装入ヘッドを歪曲させ得るか、そうでなければ装入フレームに対して不整列にし得る。図17及び18に関して、本技術の実施形態は、装入ヘッド104と細長い装入フレーム102との間で相対的な移動を可能にする複数の溝はめ込み型接合部を使用して、装入フレーム102の側方部106及び108に装入ヘッド104を連結する。少なくとも1つの実施形態において、第1のフレーム板150は、細長いフレーム102の側方部106及び108の内面から外向きに延在する。第1のフレーム板150は、第1のフレーム板150を貫通する1つ以上の細長い取付け溝152を含む。いくつかの実施形態において、第2のフレーム板154も、側方部106及び108の内面から外向きに、第1のフレーム板150の下に延在するように提供される。細長いフレーム102の第2のフレーム板154も、第2のフレーム板154を貫通する1つ以上の細長い取付け溝152を含む。第1のヘッド板156は、装入ヘッド104の後方面126の対面する側方部から外向きに延在する。第1のヘッド板156は、第1のヘッド板156を貫通する1つ以上の取付け孔158を含む。いくつかの実施形態において、第2のヘッド板160も、装入ヘッド104の後方面126から外向きに、第1のヘッド板156の下に延在するように提供される。第2のヘッド板160も、第2のヘッド板158を貫通する1つ以上の取付け孔158を含む。装入ヘッド104は、第1のフレーム板150が第1のヘッド板156と整列し、第2のフレーム板154が第2のヘッド板160と整列するように、装入フレーム102と整列される。機械的留め具161が、第1のフレーム板150及び第2のフレーム板152の細長い取付け溝152、ならびに対応する取付け孔160を通り抜ける。この手法において、機械的留め具161は、取付け孔160に対して定位置で設置されるが、装入ヘッド104が装入フレーム102に対して移動するとき、細長い取付け溝152の長さに沿って移動することは可能である。装入ヘッド104及び細長い装入フレーム102のサイズ及び構成に応じて、より多いかまたはより少ない様々な形状及びサイズの装入ヘッド板及びフレーム板が用いられて、装入ヘッド104及び細長い装入フレーム102を互いに動作可能に連結し得るであろうことが企図される。

0025

図19及び20に関して、本技術の特定の実施形態は、細長い装入フレーム102の対面する側方部106及び108の各々の下方の内面に、装入フレーム102の中央部分に向かってわずかに下向きの角度で面するように位置付けられた装入フレーム偏向面162を提供する。この手法において、装入フレーム偏向面162は、バラバラに装入された石炭と係合し、石炭を下に向け、装入される石炭ベッドの側方に向かわせる。偏向面162の角度は、石炭ベッドの縁部分の密度の増加を支援する手法で石炭を下方にさらに圧迫する。別の実施形態において、細長い装入フレーム102の対面する側方部106及び108の各々の前方端部分は、ウイングから後方にも位置付けられるが、装入フレームから前方かつ下方に面するように配向された装入フレーム偏向面163を含む。この手法において、偏向面163は、石炭ベッドの密度を増加し、石炭ベッドをより完全に平坦化するよう試みる上で石炭を外向きに石炭ベッドの縁部分に向かわせるのをさらに支援し得る。

0026

多くの従来の装炭システムは、装入ヘッド及び装入フレームの重量に因り、少量の圧縮を石炭ベッド表面に提供する。しかし、圧縮は典型的に、石炭ベッド表面より12インチ下に制限される。石炭ベッド試験中のデータは、この領域における容積密度測定値が石炭ベッドの中で3〜10単位のポイントの差異になることを示した。図6グラフを用いて、模造の炉試験中に取得された密度測定値を描写する。上の線は、石炭ベッド表面の密度を示す。下方2つの線は、石炭ベッド表面の12インチ下及び24インチ下における密度をそれぞれ描写する。試験データより、ベッド密度が炉のコークス側でより著しく低下すること結論づけることができる。

0027

図21〜29に関して、本技術の様々な実施形態が、装入ヘッド104の後方面126と動作可能に連結された1つ以上の突出板166を位置付ける。いくつかの実施形態において、突出板166は、装入ヘッド104に対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面168を含む。この手法において、装入ヘッド104の裏側の炉中に装入されるバラバラの石炭は、突出板166の石炭係合面168と係合するであろう。装入ヘッド104の裏側に堆積している石炭の圧力に因り、石炭係合面168は、石炭を下方に圧縮し、これは、突出板166の下の石炭ベッドの石炭密度を増加させる。様々な実施形態において、突出板166は、石炭ベッドのかなりの幅にわたって密度を最大化するために、実質的に装入ヘッド104の長さに沿って延在する。図21及び22を引き続き参照すると、突出板166は、装入ヘッド104に対して後方かつ上方に面するように配向された上偏向面170をさらに含む。この手法において、石炭係合面168及び上偏向面170は互いに連結されて、装入ヘッド104から離れて後方に面する尖頭稜線を有する尖頭形状を画定する。したがって、上偏向面170上に落ちるいずれの石炭も、突出板166から離れて、入ってくる石炭が突出される前にそこに加わるように向けられる。

0028

使用において、石炭は、装入ヘッド104の裏側にある、装炭システム100の前端部分に混ぜる。石炭は、搬送部と装入ヘッド104との間の開口に積み重なり、搬送鎖圧力が、およそ2500〜2800psiに到達するまで徐々に高まり始める。図23に関して、石炭が、装入ヘッド104の裏側の本システム中に供給され、装入ヘッド104が、炉を通って後方に後退する。突出板166は石炭を圧縮し、それを石炭ベッド中に突出す。

0029

図24A〜25Bに関して、本技術の実施形態は、突出板を、装入ヘッドから延在する1つ以上のウイングと関連させ得る。図24A及び24Bは、突出板266が、対面するウイング128及び130から後方に延在する場合の1つのかかる実施形態を描写する。かかる実施形態において、突出板266は、互いに連結されて、対面するウイング128及び130から離れて後方に面する尖頭稜線を有する尖頭形状を画定する石炭係合面268及び上偏向面270を提供される。石炭係合面268は、装炭システムが炉を通って後退すると石炭を下方に圧縮するように位置付けられ、これは、突出板266の下の石炭ベッドの石炭密度を増加させる。図25A及び25Bは、石炭係合面468及び上偏向面470を有する突出板466が、対面するウイング428及び430から後方に延在するように位置付けられることを除いて、図12A〜12Cで描写されるのと類似する装入ヘッドを描写する。突出板466は、突出板266と同様に機能する。追加の突出板466は、装入ヘッド400の裏側に位置付けられる対面するウイング444及び446から前方に延在するように位置付けられ得る。かかる突出板は、装炭システムが炉を通って前進すると石炭を下方に圧縮し、これは、突出板466の下の石炭ベッドの石炭密度をさらに増加させる。

0030

図26は、突出板166の有益性を受けた装入炭の密度(石炭ベッドの左側)及び突出板166の有益性を受けない装入炭の密度(石炭ベッドの右側)への影響を描写する。描写されるように、突出板166の使用は、増加した石炭ベッドの容積密度の「D」範囲、及び突出板が存在しない石炭ベッドのより少ない容積密度「d」の範囲を提供する。この手法において、突出板166は、表面密度の改善を示すだけでなく、全体の内部ベッドの容積密度も改善する。下記の図27及び28で描写される試験結果は、突出板166を使用する(図28)及び突出板166を使用しない(図27)ベッド密度の改善を示す。データは、表面密度及び石炭ベッド表面の24インチ下の両方への著しい影響を示す。いくつかの試験において、突出板166は、10インチ(装入ヘッド104の後ろから、石炭係合面168及び上偏向面170が合致する突出板166の尖頭稜線までの距離)の尖頭を有する。6インチの尖頭が使用された他の試験において、石炭密度は増加したが、10インチの尖頭突出板166の使用から得られた程度には至らなかった。データは、10インチの尖頭突出板の使用が、石炭ベッドの密度を増加させ、これは、およそ2.5トンの装入重量の増加を可能にしたことを明らかにする。本技術のいくつかの実施形態において、例えば尖頭高さが5〜10インチの、より小さな突出板、または例えば尖頭高さが10〜20インチの、より大きな突出板が使用され得るであろうことが企図される。

0031

図29に関して、本技術の他の実施形態は、装入ヘッド104に対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する偏向面172を含むように成形される突出板166を提供する。対面する側方部偏向面172を含むように突出板166を成形することにより、試験は、より多くの突出された石炭が、それが突出されながらベッドの両側に向かって流れたことを示した。この手法において、突出板166は、図2Bで描写される平坦な石炭ベッド、及び石炭ベッドの幅にわたる石炭ベッドの密度の増加の促進を支援する。

0032

装入システムが、装入操作中、炉の中に延出するとき、典型的におよそ80,000ポンドの重量である装炭システムは、それらの自由な遠位端で下方に偏向する。この偏向は、装入炭容量を減らす。図5は、装炭システム偏向に因るベッド高の降下が、装入重量に応じて、押出機側からコークス側の間で5インチ〜8インチであることを示す。概して、装炭システム偏向は、およそ1〜2トンの石炭体積の損失を引き起こし得る。装入操作中、石炭は、搬送部と装入ヘッド104との間の開口に積み重なり、搬送鎖圧力が、高まり始める。従来の装炭システムは、およそ2300psiの鎖圧力で稼働する。しかし、本技術の装炭システムは、およそ2500〜2800psiの鎖圧力で操作され得る。鎖圧力のこの増加は、装炭システム100の剛性を、その装入フレーム102の長さに沿って増加させる。試験は、およそ2700psiの鎖圧力で装炭システム100を操作することが、装炭システム偏向の偏向をおよそ2インチ低減させ、これは、より高い装入重量及び増加した生産と等しいことを示す。試験は、およそ3000〜3300psiのより高い鎖圧力で装炭システム100を操作することが、より有効な装入を生み出し得、上述されるような1つ以上の突出板166の使用により、より大きな利益をさらに実現し得ることをさらに示した。

0033

以下の実施例は、本技術のいくつかの実施形態を例示する。
1.装炭システムであって、
遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長い装入フレームと、
前記細長い装入フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結され、装入ヘッド平面にある平面本体を含み、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有する装入ヘッドであって、
前記装入ヘッドは、前記装入ヘッドから間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する一対の対面するウイングであって、前記対面するウイングの内面から延在し前記装入ヘッド平面を通る空間を画定する、一対の対面するウイングをさらに含む、装入ヘッドと、を備える、装炭システム。
2.前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面から前方に延在するように位置付けられる、請求項1に記載の装炭システム。
3.前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面から後方に延在するように位置付けられる、請求項1に記載の装炭システム。
4.前記装入ヘッドから間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する、一対の第2の対面するウイングであって、前記対面するウイングの内面から延在し前記装入ヘッド平面を通る空間を画定する、一対の第2の対面するウイングをさらに備え、
前記第2の対面するウイングが、前記他方の対面するウイングが前記装入ヘッドから延在する方向と反対の方向に前記装入ヘッドから延在する、請求項1に記載の装炭システム。
5.前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面に隣接する第1の面と、前記第1の面から前記自由端部分に向かって延在する第2の面とを含む、請求項1に記載の装炭システム。
6.前記対面するウイングの前記第2の面が、前記装入ヘッド平面に平行なウイング平面内にある、請求項5に記載の装炭システム。
7.前記対面するウイングの前記第1の面の各々が、前記装入ヘッド平面から前記装入ヘッドの隣接側方部に向かって角度を付けて配置される、請求項6に記載の装炭システム。
8.前記対面するウイングの前記第1の面の各々が、前記装入ヘッド平面から前記装入ヘッドの隣接側方部に向かって45度の角度で、角度を付けて配置される、請求項7に記載の装炭システム。
9.前記対面するウイングが、前記装入ヘッド平面から前記装入ヘッドの隣接側方部に向かって角度を付けて配置される、請求項1に記載の装炭システム。
10.前記対面するウイングが各々、対面する端部分を有し、前記対面する端部分間の直線経路に沿って延在する、請求項9に記載の装炭システム。
11.前記対面するウイングが各々、対面する端部分を有し、前記対面する端部分間の曲線経路に沿って延在する、請求項9に記載の装炭システム。
12.前記装入ヘッドの前記上縁部分の上部に少なくとも1つの角度を付けて配置される粒子偏向表面をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。
13.前記装入ヘッドの前記上縁部分の上部に少なくとも1つの粒子偏向表面であって、前記粒子偏向表面の実質的な部分を水平配置しないように成形される粒子偏向表面をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。
14.前記対面するウイングの各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する細長い高密度化バーをさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。
15.前記細長い高密度化バーが、前記装入ヘッド平面に対して角度を付けて配置された長軸を有する、請求項14に記載の装炭システム。
16.前記高密度化バーが、前記対面するウイングの各々と静止位置で連結された曲線下方係合面を備える、請求項14に記載の装炭システム。
17.前記装入ヘッドの前記対面する側方部分の各々の一部分が、前記装入ヘッドの前記正面から前記後方面に向かって角度を付けて配置され、概して前方に面する装入ヘッド偏向面を画定する、請求項1に記載の装炭システム。
18.前記装入ヘッドが、前記装入ヘッドと前記細長い装入フレームとの間で相対的な移動を可能にする複数の溝はめ込み型接合部によって、前記細長い装入フレームと連結されている、請求項1に記載の装炭システム。
19.前記細長い装入フレームの前記対面する側方部の各々が、下向きの角度で前記装入フレームの中央部分に向かって面するように位置付けられた装入フレーム偏向面を含む、請求項1に記載の装炭システム。
20.前記細長い装入フレームの前記対面する側方部の各々が、下向きの角度で前記装入フレームに向かって面するように位置付けられた装入フレーム偏向面を含む、請求項1に記載の装炭システム。
21.前記細長い装入フレームの前記対面する側方部の各々の前方端部分が、前記ウイングから後方に位置付けられ、前記細長い装入フレームの前記側方部から前方かつ外向きに面するように配向された装入フレーム偏向面を含む、請求項1に記載の装炭システム。
22.前記装入ヘッドの前記後方面と動作可能に連結された突出板であって、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を有する、突出板をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。
23.前記突出板が、前記装入ヘッドの長さに実質的に沿って延在する、請求項22に記載の装炭システム。
24.前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ上方に面するように配向された上偏向面をさらに含み、前記石炭係合面及び偏向面が互いに動作可能に連結されて、前記装入ヘッドから離れて後方に面する尖頭稜線を有する尖頭形状を画定する、請求項22に記載の装炭システム。
25.前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形される、請求項22に記載の装炭システム。
26.前記対面するウイングの各々の後方面と動作可能に連結された突出板であって、前記ウイングに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を各々有する、突出板をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。
27.前記対面するウイング及び第2の対面するウイングの各々の後方面と連結された突出板であって、前記ウイングに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を各々有する、突出板をさらに備える、請求項1に記載の装炭システム。
28.装炭システムであって、
遠位端部分、近位端部分、及び対面する側方部を有する細長い装入フレームと、
前記細長い装入フレームの前記遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドであって、装入ヘッド平面内にある平面本体を含み、上縁部分、下縁部分、対面する側方部分、正面、及び後方面を有する、装入ヘッドと、
前記装入ヘッドの前記後方面と動作可能に連結された突出板であって、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面を有する、突出板と、を備える、請求項1に記載の装炭システム。
29.前記突出板が、前記装入ヘッドの長さに実質的に沿って延在する、請求項28に記載の装炭システム。
30.前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ上方に面するように配向された上偏向面をさらに含み、前記石炭係合面及び偏向面が互いに動作可能に連結されて、前記装入ヘッドから離れて後方に面する尖頭稜線を有する尖頭形状を画定する、請求項28に記載の装炭システム。
31.前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形される、請求項28に記載の装炭システム。
32.石炭をコークス炉に装入する方法であって、
細長い装入フレーム、及び前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドを有する装炭システムを、コークス炉内に少なくとも部分的に位置付けることと、
前記装入ヘッドの後方表面に近接する前記装炭システム中に石炭を搬送することと、
前記装入ヘッドの下方側方部分を貫通し、前記装入ヘッドの装入ヘッド面から間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する一対の対面するウイングに係合する、一対の対面するウイングの開口を通って石炭の一部分が流れるように前記コークス炉の長軸に沿って前記装炭システムを移動させ、それにより、前記石炭の一部分を、前記装炭システムによって形成される石炭ベッドの側部に向けることと、を含む、方法。
33.前記装炭システムが移動されると、前記対面するウイングの各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する細長い高密度化バーを、前記石炭ベッドの一部分と係合することにより、前記対面するウイングの下の前記石炭ベッドの一部分を圧迫することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
34.前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドの後方面と動作可能に連結された突出板と係合することにより、前記装炭システム中に搬送される前記石炭の少なくとも一部分を突出し、それにより、前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面の下で圧迫することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
35.前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形され、前記石炭の一部分が、前記対面する側方部偏向面によって突出される、請求項34に記載の方法。
36.
前記装入ヘッドの下方側方部分を貫通し、前記装入ヘッドから間隔を置いた関係で位置付けられる自由端部分を有する一対の第2の対面するウイングに係合する、一対の第2の対面するウイングの開口を通って前記石炭の一部分が流れるように前記コークス炉の長軸に沿って、第2の反対の方向に前記装炭システムを移動させ、それにより、前記石炭の一部分を、前記装炭システムによって形成された石炭ベッドの側部に向けることをさらに含み、
前記第2の対面するウイングが、前記他方の対面するウイングが前記装入ヘッドから延在する方向と反対の方向に前記装入ヘッドから延在する、請求項32に記載の方法。
37.石炭をコークス炉に装入する方法であって、
細長い装入フレーム、及び前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドを有する装炭システムを、コークス炉内に少なくとも部分的に位置付けることと、
前記装入ヘッドの後方表面に近接する前記装炭システム中に石炭を搬送することと、
前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドの後方面と動作可能に連結された突出板と係合することにより、前記石炭の一部分が突出されるように、前記コークス炉の長軸に沿って前記装炭システムを徐々に移動させ、それにより、前記石炭の一部分を、前記装入ヘッドに対して後方かつ下方に面するように配向された石炭係合面の下で圧迫することと、を含む、方法。
38.前記突出板が、前記装入ヘッドに対して後方かつ横方向に面するように配向された対面する側方部偏向面を含むように成形され、前記石炭の一部分が、前記対面する側方部偏向面によって突出される、請求項37に記載の方法。

実施例

0034

本技術は、特定の構造、材料、及び方法ステップについて具体的である言葉で記載されるが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明が、記載される具体的な構造、材料、及び/またはステップに必ずしも制限されないことを理解されたい。むしろ、具体的な態様及びステップは、特許請求される発明を実現する形態として記載される。さらに、特定の実施形態に関連して記載される新しい技術の特定な態様は、他の実施形態において、組み合わされてもよいかまたは削除されてもよい。さらに、本技術の特定の実施形態に関連する利点が、それらの実施形態と関連して記載され、他の実施形態もまた、かかる利点を示し得、全ての実施形態が、必ずしも本技術の範囲内のかかる利点を示す必要があるわけではない。したがって、本開示及び関連技術は、本明細書に明確に示されないか、または記載されない他の実施形態を包含し得る。よって、本開示は、添付の特許請求の範囲によって制限される以外には制限されない。別途示されない限り、本明細書(特許請求の範囲以外)で使用される、寸法、物理的特質などを表すものなどの全ての数字または表現は、用語「およそ」により全ての事例において修正されていると理解される。少なくとも、特許請求の範囲との同等物原理の適用を制限することを試みるのではなく、用語「およそ」により修正される、本明細書または特許請求の範囲で列挙された各数値パラメーターは少なくとも、列挙された有効桁数の観点で及び通常の四捨五入を適用することにより、解釈されるべきである。さらに、本明細書で開示される全ての範囲は、本明細書に含まれるいずれか及び全ての部分範囲、またはいずれか及び全ての個別の値を列挙する特許請求の範囲に対する裏付けを包含し、かつ提供することを理解されたい。例えば、記述される1〜10の範囲は、最小値1〜最大値10の間及び/またはそれらを含む、つまり、全ての部分範囲は最小値1以上で始まり、最大値10以下(例えば、5.5〜10、2.34〜3.56など)で終わる、または1〜10(例えば、3、5.8、9.9994など)の任意の値である、いずれか及び全ての部分範囲または個別の値を列挙する特許請求の範囲に対する裏付けを含み、かつ提供すると見なされるべきである。

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