特許ウォッチ

公開番号2024122754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030472
出願日2023-02-28
発明の名称石炭の粉砕方法および粉砕設備
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人
主分類B02C 25/00 20060101AFI20240902BHJP(破砕,または粉砕;製粉のための穀粒の前処理)
要約【課題】複数列の配合槽ラインAに硬度範囲別に石炭を振り分けて粉砕を行う場合に、石炭配合計画の変更に応じて石炭の粉砕条件を迅速かつ的確に変更する。
【解決手段】各配合槽ラインAで粉砕される石炭の硬度と送炭量の積を処理量pとした場合、各配合槽ラインAで予め求めた石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との関係の回帰直線rの傾きを求め、それら傾きと処理量pとの関係を座標として描かれる近似曲線aを求めておく。配合計画の変更により処理量pが変更される際に、近似曲線aを利用して、変更後の処理量p_mに対応した「回帰直線の傾きe_m」を求めるとともに、配合計画変更後においても、一定時間、配合計画変更前の粉砕強度のままで石炭の粉砕を継続して粉砕後の石炭粒度を計測し、この計測粒度と目標粒度との差分Δdを求める。「回帰直線の傾きe_m」と「粒度の差分Δd」に基づき、配合計画変更前の粉砕強度fに対する変更量Δfを求め、その粉砕強度f+Δfで石炭を粉砕する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
石炭を貯留する１つ以上の配合槽（１）と、該配合槽（１）から切り出された石炭を粉砕する粉砕機（２）と、該粉砕機（２）で粉砕された石炭の粒度を計測する粒度計（３）を備えた複数列の配合槽ライン（Ａ）を有する石炭の粉砕設備において、複数列の配合槽ライン（Ａ）に硬度範囲別に石炭を振り分けて粉砕処理を行うとともに、各配合槽ライン（Ａ）では、粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との関係を予め求めておき、この関係に基づき、粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が目標粒度となるように粉砕機（２）による石炭の粉砕強度を調整しつつ石炭の粉砕を行う方法であって、
各配合槽ライン（Ａ）において粉砕処理される石炭の硬度と送炭量の積を処理量ｐとした場合、
予め、各配合槽ライン（Ａ）における粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との前記関係を直線に回帰して、それらの回帰直線ｒの傾きを求め、それら回帰直線ｒの傾きと処理量ｐとの関係を座標として描かれる近似曲線ａの式を求めておき、
任意の１つ以上の配合槽ライン（Ａ
ｍ
）において石炭配合計画の変更により処理量ｐが変更される際に、下記（i）～（iii）により、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求め、以後は、その粉砕強度（ｆ＋Δｆ）で石炭を粉砕することを特徴とする石炭の粉砕方法。
（i）石炭配合計画の変更による変更後の処理量ｐ
ｍ
を近似曲線ａの式に適用して、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」を求める。
（ii）石炭配合計画の変更後においても、一定時間、石炭配合計画の変更前の粉砕強度のままで粉砕機（２）による石炭の粉砕を継続して、粒度計（３）で粉砕後の石炭粒度を計測し、この計測粒度と目標粒度との差分Δｄを求める。
（iii）前記（i）で求めた「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」と前記（ii）で求めた「計測粒度と目標粒度との差分Δｄ」に基づく下式（1）により、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求める。
Δｆ＝Δｄ／ｅ
ｍ
…（1）
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
粉砕機（２）がハンマクラッシャーであり、粉砕機（２）による石炭の粉砕強度は、粉砕機（２）のハンマ回転数であることを特徴とする請求項１に記載の石炭の粉砕方法。
【請求項３】
石炭の硬度は、ＨＧＩ（ハードグローブ粉砕性指数）であることを特徴とする請求項１に記載の石炭の粉砕方法。
【請求項４】
各配合槽ライン（Ａ）が複数の配合槽（１）を有し、これら複数の配合槽（１）に異なる硬さの石炭が貯留され、複数の配合槽（１）から切り出された石炭が粉砕処理される場合において、処理量ｐは、各配合槽（１）からの石炭切出量と当該石炭の硬度の積の合計値であることを特徴とする請求項１に記載の石炭の粉砕方法。
【請求項５】
粒度計（３）は、粉砕機（２）で粉砕された後、搬送コンベアで搬送される石炭層の表面を撮像し、その画像に基づき石炭の粗粒割合を計測するものであることを特徴とする請求項１に記載の石炭の粉砕方法。
【請求項６】
変更後の処理量ｐ
ｍ
に応じて設定された粉砕強度（ｆ＋Δｆ）で石炭を粉砕した際に、粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が経時的に目標粒度よりも大きい場合には、粉砕機（２）での粉砕方法を変更することを特徴とする請求項１に記載の石炭の粉砕方法。
【請求項７】
粉砕機（２）がハンマクラッシャーであり、粉砕機（２）での粉砕方法の変更は、下記（i）、（ii）の１つ以上であることを特徴とする請求項６に記載の石炭の粉砕方法。
（i）粉砕機（２）のハンマの回転方向を変更する。
（ii）粉砕機（２）のハンマと反撥板の隙間を変更する。
【請求項８】
粉砕機（２）での粉砕方法の変更は、下記（i）を優先して実行し、この粉砕方法の変更後も粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が目標粒度よりも大きい場合に、下記（ii）を実行することを特徴とする請求項７に記載の石炭の粉砕方法。
（i）粉砕機（２）のハンマの回転方向を変更する。
（ii）粉砕機（２）のハンマと反撥板の隙間を変更する。
【請求項９】
石炭を貯留する１つ以上の配合槽（１）、該配合槽（１）から切り出された石炭を粉砕する粉砕機（２）、該粉砕機（２）の粉砕強度を調整するコントローラ（７）、および粉砕機（２）で粉砕された石炭の粒度を計測する粒度計（３）を備えた複数列の配合槽ライン（Ａ）と、予め求められた、各配合槽ライン（Ａ）における粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との関係に基づき、粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が目標粒度となるように、コントローラ（７）を介して粉砕機（２）の石炭の粉砕強度を制御する演算制御装置（６）を有し、複数列の配合槽ライン（Ａ）に硬度範囲別に石炭を振り分けて粉砕処理を行う石炭の粉砕設備であって、
演算制御装置（６）は、各配合槽ライン（Ａ）において粉砕処理される石炭の硬度と送炭量の積を処理量ｐとした場合、予め、各配合槽ライン（Ａ）における粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との前記関係を直線に回帰して、それらの回帰直線ｒの傾きを求め、それら回帰直線ｒの傾きと処理量ｐとの関係を座標として描かれる近似曲線ａの式を求めておき、任意の１つ以上の配合槽ライン（Ａ
ｍ
）において石炭配合計画の変更により処理量ｐが変更される際に、下記（i）～（iii）により、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求め、以後は、その粉砕強度（ｆ＋Δｆ）で石炭を粉砕するように、コントローラ（７）を介して粉砕機（２）の粉砕強度を制御することを特徴とする石炭の粉砕設備。
（i）石炭配合計画の変更による変更後の処理量ｐ
ｍ
を近似曲線ａの式に適用して、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」を求める。
（ii）石炭配合計画の変更後においても、一定時間、石炭配合計画の変更前の粉砕強度のままで粉砕機（２）による石炭の粉砕を継続して、粒度計（３）で粉砕後の石炭粒度を計測し、この計測粒度と目標粒度との差分Δｄを求める。
（iii）前記（i）で求めた「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」と前記（ii）で求めた「計測粒度と目標粒度との差分Δｄ」に基づく下式（1）により、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求める。
Δｆ＝Δｄ／ｅ
ｍ
…（1）
【請求項１０】
粉砕機（２）がハンマクラッシャーであり、粉砕機（２）による石炭の粉砕強度は、粉砕機（２）のハンマ回転数であることを特徴とする請求項９に記載の石炭の粉砕設備。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークスの製造工程等において、石炭配合計画の変更に対応して、石炭の粉砕粒度を適切に調整・管理することができる石炭の粉砕技術に関するものである。
続きを表示（約 4,600 文字）【背景技術】
【０００２】
高炉で使用するコークスは、炉内の通気性を確保するために高強度で品質（粒度および強度）が均一であることが要求される。高強度で品質が均一なコークスを製造するには、石炭をコークス炉で加熱し乾留させる際に石炭粒子間に強固な接触が生じるように、コークス炉に装入する石炭の嵩密度を高める必要がある。そのためには、コークス炉に装入する石炭の粒度を最適化することが重要である。
粒径の大きい粗粒の石炭粒子は、コークス炉内での加熱乾留時に隣接する石炭粒子との収縮率の差により接触界面にひび割れが生じ、コークス強度を低下させる。一方、粒子が小さい細粒の石炭粒子は、コークス炉に装入時に空気中に舞い、嵩密度を低下させる。したがって、高強度で品質が均一なコークスを製造するためには、石炭を粉砕機で粉砕処理する際に、目標とする粒度となるように粉砕条件を選択し、粒度のばらつきを低減させる必要がある。
【０００３】
粉砕機による石炭の粉砕粒度は、粉砕機のハンマと反撥板（磨砕板）の隙間、粉砕機のモータの電流値、粉砕機のハンマの回転数などにより変わるため、これらを調整することで、粉砕後の石炭粒度を目標とする粒度に合わせ込む方法が一般的である。
石炭の粉砕方法に関する従来技術としては、粉砕後の石炭粒度を測定して粉砕機のハンマと反撥板の隙間を調整する方法（特許文献１）、同じく粉砕機のハンマの回転数を調整する方法（特許文献２）、石炭の粉砕エネルギーと粉砕前後の粒度分布の関係を示す式を用い、粉砕前の石炭の粒度と水分量に応じて粉砕機の電流値を調整する方法（特許文献３）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－３１９６６３号公報
特開２００４－１６９８３号公報
特開２０１６－１５９１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２のような粉砕後の石炭粒度（測定値）に基づいて粉砕条件を変更する方法では、石炭配合計画が変更された場合に石炭の粉砕粒度を目標粒度範囲に調整することが難しい。すなわち、コークスの製造では、コークスの生産性や品質確保の観点から頻繁に石炭配合計画が変更され、その都度、銘柄によって硬度（ＨＧＩなど）が異なる石炭の配合割合が変わるため、特許文献１、２のように粉砕後の石炭粒度に基づいて粉砕条件を変更するだけでは、石炭配合計画が変更された場合に、粉砕後の石炭粒度を目標粒度範囲に調整することは困難である。このため、石炭配合計画が変更される毎に、粉砕条件を変えた粉砕を複数回行って粉砕粒度を測定し、粉砕条件と粉砕粒度との関係を求める必要があり、石炭の粉砕条件を迅速かつ的確に変更できないという問題がある。
また、特許文献３のように粉砕前の石炭の粒度と水分量に応じて粉砕機の電流値を調整する方法でも、石炭配合計画が変更された場合に粉砕後の石炭粒度を目標粒度範囲に調整することは困難である。さらに、特許文献３の方法では、粉砕後の石炭粒度を把握することができないため、粉砕後の石炭粒度に基づいて粉砕条件を調整することもできない。
【０００６】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、粉砕後の石炭粒度を把握して粉砕条件を調整することができるとともに、石炭配合計画の変更に対応して、石炭の粉砕条件を迅速かつ的確に変更し、石炭の粉砕粒度を適切に調整・管理することができる石炭の粉砕方法および粉砕設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］石炭を貯留する１つ以上の配合槽（１）と、該配合槽（１）から切り出された石炭を粉砕する粉砕機（２）と、該粉砕機（２）で粉砕された石炭の粒度を計測する粒度計（３）を備えた複数列の配合槽ライン（Ａ）を有する石炭の粉砕設備において、複数列の配合槽ライン（Ａ）に硬度範囲別に石炭を振り分けて粉砕処理を行うとともに、各配合槽ライン（Ａ）では、粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との関係を予め求めておき、この関係に基づき、粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が目標粒度となるように粉砕機（２）による石炭の粉砕強度を調整しつつ石炭の粉砕を行う方法であって、
各配合槽ライン（Ａ）において粉砕処理される石炭の硬度と送炭量の積を処理量ｐとした場合、
予め、各配合槽ライン（Ａ）における粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との前記関係を直線に回帰して、それらの回帰直線ｒの傾きを求め、それら回帰直線ｒの傾きと処理量ｐとの関係を座標として描かれる近似曲線ａの式を求めておき、
任意の１つ以上の配合槽ライン（Ａ
ｍ
）において石炭配合計画の変更により処理量ｐが変更される際に、下記（i）～（iii）により、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求め、以後は、その粉砕強度（ｆ＋Δｆ）で石炭を粉砕することを特徴とする石炭の粉砕方法。
（i）石炭配合計画の変更による変更後の処理量ｐ
ｍ
を近似曲線ａの式に適用して、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」を求める。
（ii）石炭配合計画の変更後においても、一定時間、石炭配合計画の変更前の粉砕強度のままで粉砕機（２）による石炭の粉砕を継続して、粒度計（３）で粉砕後の石炭粒度を計測し、この計測粒度と目標粒度との差分Δｄを求める。
（iii）前記（i）で求めた「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」と前記（ii）で求めた「計測粒度と目標粒度との差分Δｄ」に基づく下式（1）により、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求める。
Δｆ＝Δｄ／ｅ
ｍ
…（1）
【０００８】
［2］上記［1］の粉砕方法において、粉砕機（２）がハンマクラッシャーであり、粉砕機（２）による石炭の粉砕強度は、粉砕機（２）のハンマ回転数であることを特徴とする石炭の粉砕方法。
［3］上記［1］または［2］の粉砕方法において、石炭の硬度は、ＨＧＩ（ハードグローブ粉砕性指数）であることを特徴とする石炭の粉砕方法。
［4］上記［1］～［3］のいずれかの粉砕方法において、各配合槽ライン（Ａ）が複数の配合槽（１）を有し、これら複数の配合槽（１）に異なる硬さの石炭が貯留され、複数の配合槽（１）から切り出された石炭が粉砕処理される場合において、処理量ｐは、各配合槽（１）からの石炭切出量と当該石炭の硬度の積の合計値であることを特徴とする石炭の粉砕方法。
［5］上記［1］～［4］のいずれかの粉砕方法において、粒度計（３）は、粉砕機（２）で粉砕された後、搬送コンベアで搬送される石炭層の表面を撮像し、その画像に基づき石炭の粗粒割合を計測するものであることを特徴とする石炭の粉砕方法。
【０００９】
［6］上記［1］～［5］のいずれかの粉砕方法において、変更後の処理量ｐ
ｍ
に応じて設定された粉砕強度（ｆ＋Δｆ）で石炭を粉砕した際に、粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が経時的に目標粒度よりも大きい場合には、粉砕機（２）での粉砕方法を変更することを特徴とする石炭の粉砕方法。
［7］上記［6］の粉砕方法において、粉砕機（２）がハンマクラッシャーであり、粉砕機（２）での粉砕方法の変更は、下記（i）、（ii）の１つ以上であることを特徴とする石炭の粉砕方法。
（i）粉砕機（２）のハンマの回転方向を変更する。
（ii）粉砕機（２）のハンマと反撥板の隙間を変更する。
［8］上記［7］の粉砕方法において、粉砕機（２）での粉砕方法の変更は、下記（i）を優先して実行し、この粉砕方法の変更後も粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が目標粒度よりも大きい場合に、下記（ii）を実行することを特徴とする石炭の粉砕方法。
（i）粉砕機（２）のハンマの回転方向を変更する。
（ii）粉砕機（２）のハンマと反撥板の隙間を変更する。
【００１０】
［9］石炭を貯留する１つ以上の配合槽（１）、該配合槽（１）から切り出された石炭を粉砕する粉砕機（２）、該粉砕機（２）の粉砕強度を調整するコントローラ（７）、および粉砕機（２）で粉砕された石炭の粒度を計測する粒度計（３）を備えた複数列の配合槽ライン（Ａ）と、予め求められた、各配合槽ライン（Ａ）における粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との関係に基づき、粒度計（３）で計測された粉砕後の石炭粒度が目標粒度となるように、コントローラ（７）を介して粉砕機（２）の石炭の粉砕強度を制御する演算制御装置（６）を有し、複数列の配合槽ライン（Ａ）に硬度範囲別に石炭を振り分けて粉砕処理を行う石炭の粉砕設備であって、
演算制御装置（６）は、各配合槽ライン（Ａ）において粉砕処理される石炭の硬度と送炭量の積を処理量ｐとした場合、予め、各配合槽ライン（Ａ）における粉砕機（２）による石炭の粉砕強度と粉砕後の石炭粒度との前記関係を直線に回帰して、それらの回帰直線ｒの傾きを求め、それら回帰直線ｒの傾きと処理量ｐとの関係を座標として描かれる近似曲線ａの式を求めておき、任意の１つ以上の配合槽ライン（Ａ
ｍ
）において石炭配合計画の変更により処理量ｐが変更される際に、下記（i）～（iii）により、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求め、以後は、その粉砕強度（ｆ＋Δｆ）で石炭を粉砕するように、コントローラ（７）を介して粉砕機（２）の粉砕強度を制御することを特徴とする石炭の粉砕設備。
（i）石炭配合計画の変更による変更後の処理量ｐ
ｍ
を近似曲線ａの式に適用して、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」を求める。
（ii）石炭配合計画の変更後においても、一定時間、石炭配合計画の変更前の粉砕強度のままで粉砕機（２）による石炭の粉砕を継続して、粒度計（３）で粉砕後の石炭粒度を計測し、この計測粒度と目標粒度との差分Δｄを求める。
（iii）前記（i）で求めた「回帰直線の傾きｅ
ｍ
」と前記（ii）で求めた「計測粒度と目標粒度との差分Δｄ」に基づく下式（1）により、変更後の処理量ｐ
ｍ
に対応した、石炭配合計画の変更前の粉砕強度ｆに対する粉砕強度の変更量Δｆを求める。
Δｆ＝Δｄ／ｅ
ｍ
…（1）
（【００１１】以降は省略されています）

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