コークス炉炭化室炉床滑り剤
【課題】コークス炉炭化室の炉床に簡単に敷き詰めることができ、乾留終了後のコークスを炭化室から押し出し排出するに際して、押し出し装置の負荷を著しく低減することができるコークス炉炭化室炉床滑り剤を提供すること。
【解決手段】石炭の投入に先立って、コークス炉炭化室の炉床に敷き詰める滑り剤として、ＳＫ１２以上の耐火度を有し、１〜１５ｍｍの粒径を主体とするセラミックス製の球状体から成り、望ましくは、静止状態から移動を開始するまでの傾斜角度が１０度以下のものを用いる。
【解決手段】石炭の投入に先立って、コークス炉炭化室の炉床に敷き詰める滑り剤として、ＳＫ１２以上の耐火度を有し、１〜１５ｍｍの粒径を主体とするセラミックス製の球状体から成り、望ましくは、静止状態から移動を開始するまでの傾斜角度が１０度以下のものを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉において、乾留終了後のコークスを炭化室から押し出す際の負荷を軽減するために、原料炭の挿入に先立って、炭化室の炉床に敷き詰められる炉床滑り剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は、石炭をコークスに乾留する炭化室と、燃料ガスを燃焼して炭化室を加熱するための燃焼室とが交互に配列した構造を備えており、炭化室と燃焼室の間の隔壁には、耐火煉瓦が用いられている。
炭化室は細長い矩形状の密閉空間となっており、この中で乾留された石炭は、押し出し機によって炭化室から排出側に押し出され、消火、冷却されて製品コークスとなる。このため、炭化室の幅は、乾留終了後のコークスを押し出し易くするために、排出側が僅かに広くなるようにしてある。
【０００３】
しかし、隔壁となる耐火煉瓦は、投入される石炭や、乾留後のコークスとの摩擦により、さらには加熱と冷却との繰り返しによる熱疲労により、次第に表面の状態が荒れて摩擦抵抗が大きくなる。そのため、排出側の幅が広くなっているにも拘わらず、押し出し機による負荷が大きくなったり、押し詰まりが生じたりすることがあり、操業上の問題となっていた。
【０００４】
そこで、現場においては、炭化室の炉床とコークスの摩擦抵抗を低減するため、石炭を投入する前に、木の板を炉床に敷いて石炭と共に炭化させ、炉床とコークスの間に、木材の炭化層を形成することによってコークスの滑り性を向上させ、押し出し機の負荷を軽減することが行われていた。
また、炉壁補修時に落下する耐火性補修剤を炉床に敷き詰めた粒状耐火物で受け止め、補修剤が炉床に付着して炉床面が粗くなることによる押し出し機の負荷増大を防止すると共に、粒状耐火物の崩壊時の滑り効果によって、コークス押し出し時の負荷を軽減する提案もなされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３８９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、木の板を炉床に敷いて、石炭と共に炭化させる方法では、木の板を敷く作業は人が手作業で行わねばならないため、危険を伴い、長い作業時間が必要となる。また、炉床が荒れたコークス炉においては、同様に押し詰まりが生じ、満足する滑り効果が得られなかった。
一方、粒状耐火物を敷き詰める方法においては、投入時の発塵対策として、微粒子状の耐火性材料を０．３〜１０ｍｍに造粒するようにしており、造粒された粒状耐火物が上方及び側方からの力を受けることによって容易に崩壊し、本来の微粒子状態（１０μｍ以下）になることによって滑り性を発揮するものである。したがって、モルタル等の補修剤の付着による炉床面の荒れはある程度防止できるにしても、炉床一面に均一に敷き詰めることが難しく、局所的に堆積することがないとは言えず、このような場合には、かえって押し出し機の負荷が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、コークス炉炭化室の炉床に簡単に敷き詰めることができ、しかも乾留終了後のコークスの押し出しに際して、押し出し機の負荷を著しく低減することができる滑り剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、比較的粗粒のセラミックス製球状粒子の集合体がコークス炉の炉床用滑り剤として、優れた機能を発揮することを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
すなわち、本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤は、コークス炉炭化室の炉床に、石炭の投入に先立って敷き詰める滑り剤であって、耐火度がＳＫ１２以上であり、１〜１５ｍｍの粒径を主体とするセラミックス製球状体から成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＳＫ１２以上の耐火度を備えたセラミックス材料から成り、１〜１５ｍｍの粒径を主体とする無数の球状体から成るものとしたから、このような球状体をコークス炉炭化室の炉床に敷き詰めた状態で石炭を乾留することによって、得られたコークスの押し出しに際して、押し出し機に掛かる負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）本発明の実施例におけるコークス押し出し力の測定要領を示す概略説明図である。（ｂ）図１（ａ）に示した模型炭化室の底面に敷き詰めたシャモット煉瓦の状態を示す平面図である。
【図２】実施例及び比較例による各滑り剤の散布量とコークスの押し出し力との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例に用いた実機コークス炉炭化室の形状を示す概略図である。
【図４】実機コークス炉炭化室を用いた実施例１６及び比較例８による押し出し負荷の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤について、その製造方法などと共に、さらに詳細に説明する。なお、本明細書において「％」は、特記しない限り、質量百分率を意味するものとする。
【００１３】
本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤は、上記したように、粒径が主に１〜１５ｍｍの範囲であり、耐火度がＳＫ１２以上のセラミックス製球状体から成るものであって、炭化室上部の石炭装入口より投入することができる。
当該滑り剤は、比較的大きな球状をなしているため、投入されると炉床でバウンドして炉床一面に広がり、炭化室装入口より投入するだけで、滑り剤を均して拡げる作業を行わなくても、均一に敷き詰めることができ、時間の短縮と作業の安全性向上を図ることができる。
【００１４】
本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤の粒径は１〜１５ｍｍを主体とする。すなわち、滑り剤の粒径が１ｍｍより小さいと、滑り剤同士の摩擦が大きくなり、コークス押し出し排出時における押し出し機の負荷が却って大きくなってしまう。一方、粒径が１５ｍｍより大きくなると、炭化室に投入した際に、炉床の損傷を引き起こす可能性がある。よって、滑り剤の粒径は１〜１５ｍｍとする必要がある。なお、滑り剤粒径のより好ましい範囲は、３〜１０ｍｍである。
なお、ここで言う「粒径」とは、当該滑り剤を構成するセラミックス製球状体の長径と短径との平均値を意味する。
【００１５】
本発明の炉床滑り剤の粒径は、上記した理由により１〜１５ｍｍの範囲内とするが、工業製品である以上、所定の篩いによって分級したとしても、１ｍｍ未満、１５ｍｍ超過の粒径の球状体が若干混入しないとも限らない。この場合、これら所定粒径範囲外の球状体の混入が質量比で２％を超えなければ、滑り剤としての性能にほとんど影響しないことを確認している。本発明において「１〜１５ｍｍの粒径を主体とする」とは、このように１〜１５ｍｍの粒径の球状体が９８％以上を占めていることを意味する。
【００１６】
また、本発明の滑り剤が炭化室の炉床一面により均一に広がるためには、当該滑り剤の安息角が４０度以下であること、さらには、水平な基盤上に滑り剤を載置して、基盤を傾斜させた場合に、当該滑り剤が移動を開始する時の傾斜角度が１０度以下と小さいことが望ましい。
【００１７】
上記滑り剤の安息角を４０度以下としたのは、これが４０度より大きいと炭化室装入口より投入した際に、装入口の真下に溜まって山を作り、押し出し時の負荷を大きくしてしまう傾向があることによる。
安息角については、ＪＩＳ Ｒ ９３０１−２−２に規定された方法に準じて測定することができる。但し、上記方法においては、ノズルの内径６ｍｍのロートを使用するよう規定されているが、これよりも大きい粒径の滑り剤の場合には、それに応じた内径のものを使用することが必要となる。
【００１８】
水平な基盤上に載置した状態から基盤を傾けた際に、滑り剤が移動し始める角度で表わされる傾斜角度が１０度より小さいと、炭化室装入口より投入した滑り剤が装入口の真下に山を作る前に転がり、山状に堆積することなく炉床一面に分散して、均一に敷き詰められるようになる。
上記傾斜角度の測定については、ガラス板を任意の角度に傾け、その上に球状体をゆっくりと置き、球状体が転がり出すか、静置して動かないかを調べ、滑り剤を構成する球状体を任意の数で試験を行い、動いた数が半分以上のときのガラス板の角度を傾斜角とした。
【００１９】
本発明の滑り剤を構成する個々の球状体の真球度については、真球度を長径（ＤＬ）と短径（ＤＳ）の比（ＤＳ／ＤＬ）で表すとき、この比が０．９以上であることが好ましい。 この真球度が０．９に満たないと、滑り剤がラグビーボール状になって、転がる方向が制限され、良好な滑り性が発揮できなくなる傾向がある。なお、０．９５以上であることがより好ましい。
【００２０】
また、本発明の滑り剤の耐火度については、ＳＫ１２（１３５０℃）以上であることが望ましい。
耐火度がＳＫ１２より低くなると、コークスを乾留する際に滑り剤の表面が軟化することがないとは言えず、こうした場合には、表面に粘着性が生じて、滑り性が発揮できないばかりか、押し詰まりの原因となる場合がある。なお、耐火度はＳＫ１８（１５００℃）以上であることがより望ましい。
【００２１】
さらに、滑り剤の強度、すなわち、個々のセラミックス製球状体の圧潰強度については、９０Ｎ以上であることが望ましく、５００Ｎ以上であることがさらに望ましい。圧潰強度が９０Ｎに満たないと、コークスの投入時に、あるいは押し出し時に押し潰されて、滑り性を発揮できなくなる傾向がある。
【００２２】
本発明のコークス炉用炉床滑り剤の製造に用いる原材料としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２などの一般的な耐火性成分を含む材料、例えば珪砂、ケイ石、アルミナ粉、ジルコンサンド、ルチルサンド、カオリナイト、シャモット（焼成粘度）、タルクなどを使用することができる。
特にアルミニウムの含水珪酸塩鉱物であるカオリナイトは、磁器の材料として有名であり、その含有量を高めることによって、高温に耐える焼成物を作ることができる。
【００２３】
上記滑り剤の原材料には、上記に加えてアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物や鉄化合物などの結合剤、具体的には、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、メタケイ酸カリウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化鉄（III）、酸化鉄（II, III）、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム及びケイ酸ソーダガラス粉、ホウケイ酸ガラス粉等のフリット成分等が配合される。
【００２４】
本発明のコークス炉用炉床滑り剤の組成は、ＳｉＯ２：４５〜８８質量％、Ａｌ２Ｏ３：１０〜４８質量％、その他の成分：２〜７質量％であることが製造コストの点から好ましい。
ここで、ＳｉＯ２が４５質量％未満で、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％を超えると、滑り剤の融点が高くなり、焼成温度を高くしなければならないため、製造が困難になる。一方、ＳｉＯ２が８８質量％を超え、Ａｌ２Ｏ３が１０質量％未満となると、炉床滑り剤を構成する球状体の強度が小さくなり、コークス投入時に破損して優れた滑り性を発揮できなくなることがある。
【００２５】
その他の成分としては、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３以外の成分ということになり、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなど接合剤に由来する成分と、当該接合剤を含めた原料中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３以外の不純物成分の合計量を意味するが、接合剤の添加量が過剰となって、その他成分が７質量％を超えると、耐火度が低くなり、コークスを乾留する際に熱により滑り剤が溶融したり、滑り剤表面に粘着性が生じたりして、滑り剤同士がくっつき、滑り性が発揮できないばかりか、押し詰まりの原因となることがある。
一方、接合剤の添加量が少なくて、その他成分が２質量％に満たない場合には、耐火度は高くなるものの、接合成分不足により圧潰強度が低くなり、容易に粉砕され、滑り効果を発揮できなくなる傾向がある。
【００２６】
本発明の滑り剤は、所定の耐火度を示し、所定粒径のセラミックス製の球状体から成るものである限り、その成分については、特に限定されることはなく、ＴｉＯ２やＺｒＯ２を含むものであっても差し支えないが、これらを多量に含むものは、原料コストの増大を避けることが難しい。
したがって、安価で実用的な組成としては、上記したように、ＳｉＯ２：４５〜８８質量％、Ａｌ２Ｏ３：１０〜４８質量％、その他成分：２〜７質量％であり、好ましくはＳｉＯ２：６７〜７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：１９〜３０質量％、その他成分：３〜６質量％である。
【００２７】
なお、本発明において、接合剤としては、上記したような化合物が用いられ、これら化合物は、焼結後のセラミックス球状体としての分析においては、Ｓｉ，Ａｌ，Ｎａ，Ｋ，Ｂなどとして検出されることになるが、Ｓｉ及びＡｌについては、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３として、主成分に繰り入れられることになる。一方、Ｎａ，Ｋ，Ｂ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｆｅについては、便宜上Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，Ｂ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｆｅ２Ｏ３に換算されて表記されることになる。
本発明において、「その他の成分」とは、上記したように、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３以外の成分を意味し、上記のような結合剤に由来する成分と、原料の不純物に由来する成分の合計量となる。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明を実施例及び比較例に基づいて、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【００２９】
〔炉床滑り剤の製造〕
滑り剤１（発明例）
ケイ酸ジルコニウムを主体とする原材料をミキサーに入れ、水を噴霧しながらミキサーを回転させて、造粒し、乾燥させた後、１３００℃で焼成し、６メッシュ及び７メッシュの篩を用いて分級することによって、表１に示すようなＺｒＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤１とした。
なお、このとき、結合剤としてケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３０】
滑り剤２（発明例）
ルチルサンド及びカオリナイトを主体とする原材料を用いて、上記滑り剤１と同様に造粒、焼成し、３・１／２メッシュ及び４メッシュの篩を用いて分級することによって、表１中に併せて示すようなＴｉＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤２とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３１】
滑り剤３（発明例）
カオリナイト及びアルミナ粉を主体とする原材料を用いて、同様に造粒したのち、１８５０℃で焼成し、６メッシュ及び９メッシュの篩を用いて分級することによって、表１に併せて示すように、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤３とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸カリウムを使用した。
【００３２】
滑り剤４（発明例）
カオリナイト及び珪砂を主体とする原材料を用いて、上記滑り剤１と同様に造粒、焼成、９メッシュ及び１６メッシュの篩を用いて分級することによって、表１中に併せて示すように、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤４とした。結合剤としては、ケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３３】
滑り剤５（発明例）
３メッシュ及び４メッシュの篩を用いたこと以外は、上記滑り剤４の場合と同じ操作を繰り返すことによって、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤５とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３４】
滑り剤６（比較例）
カオリナイト及びアルミナ粉を主体とする原材料を用いて、同様に造粒したのち、１８５０℃で焼成し、３５メッシュ及び４２メッシュの篩を用いて分級することによって、表１に併せて示すように、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に該当しない滑り剤６とし、本発明との比較剤とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸ナトリウム及び炭酸マグネシウムを用いた。
【００３５】
【表１】
【００３６】
〔粒径の測定〕
上記によって調製したそれぞれの滑り剤について、粒径を測定した。 なお、測定に当たっては、各滑り剤を構成する球状体を金属製物差しと共にデジタルカメラで撮影し、拡大してプリントアウトし、その画像の球状体の長径と短径、及び物差しの目盛をノギスで測定し、目盛とノギスの数値の比から、それぞれの長径と短径を求め、その平均値をその球状体の粒径とした。
【００３７】
〔安息角の測定〕
上記によって調整したそれぞれの滑り剤について、ＪＩＳ Ｒ ９３０１−２−２の規定に準じ、内径１４ｍｍのノズルを有する粉末ロートを使用して安息角を測定した。
なお、ロートの足の先端から基盤までの距離については、上記規格と同じく４０ｍｍに設定した。ただし、山の高さが４０ｍｍを超えるような場合には、ロートの高さを徐々に上げていき、山の頂上がロートに当たらないように調節した。その結果を表２に併せて示す。
【００３８】
〔傾斜角度の測定〕
任意の角度に傾けたガラス板の上に、上記によって得られた各滑り剤を構成する球状体を静かに載置し、球状体が転がり出すか否かを観察した。そして、それぞれの滑り剤を構成する球状体２０個について上記の観察を行い、動いた数がその半分になったときのガラス板の角度をもって傾斜角度とした。
その結果を表２に併せて示す。
【００３９】
〔耐火度の測定〕
上記によって調製した各滑り剤を構成する球状体を粉砕し、水を混ぜて練り込み、ＪＩＳ Ｒ ８１０１（１９９９）に準じて、ゼーゲルコーン２種の寸法で成形し、乾燥させたのち、耐火度を測定した。その結果を表２に併せて示す。
【００４０】
〔真球度の測定〕
上記によって調整したそれぞれの滑り剤を構成する球状体について、任意に１０個を抜き取り、上記した粒径の測定と同様の方法によって、それぞれの最大径（ＤＬ）と最小径（ＤＳ）を求め、その比（ＤＳ／ＤＬ）の平均値を算出して真球度した。その結果を表２に併せて示す。
【００４１】
〔圧潰強度の測定〕
上記によって調整した各滑り剤から、任意に１０個の球状体を抜き取り、それぞれ圧縮試験によって圧潰強度を測定し、その平均値をもって、当該滑り剤の圧潰強度とした。
その結果を表２に併せて示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
〔模擬試験による押し出し力の測定〕
上記によって得られた各滑り剤を用いた場合のコークス押し出し力を測定するため、炭化室の模型を作製し、以下の要領でそれぞれ試験を行った。
【００４４】
すなわち、図１（ａ）は、試験に使用した装置の模式図であって、図中の符号１はフォークリフト、２は荷重測定用のロードセル、３は押し出し板、４はコークス、５は模型炭化室の底面に敷き詰めたシャモット煉瓦ＳＫ−３２をそれぞれ示す。
上記炭化室としては、幅０．２５ｍ、長さ１．８ｍ、高さ０．６ｍの金属枠の底面と側面にブリキ板を貼り、底面のブリキ板上に、図１（ｂ）に示すように、上記シャモット煉瓦５を斜めに敷き詰めた。
【００４５】
図１（ａ）に示すように、フォークリフト１のツメ先端にデジタルフォースゲージのロードセル２を固定し、シャモット煉瓦５の上に、後述するように各滑り剤を敷き詰めた上で、コークス４を約５０ｋｇ載せ、フォークリフト１を前進させることにより押し出し板３を押してコークス４を動かし、その際に押し出し板３に掛かる圧力をロードセル２で測定した。
【００４６】
（実施例１〜３）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤１（ＺｒＯ２系、粒径：２．７９〜３．３３ｍｍ）をそれぞれ２ｋｇ／ｍ２、５ｋｇ／ｍ２及び１０ｋｇ／ｍ２敷き詰め、その上から約５０ｋｇのコークス４を載せ、フォークリフト１によってコークス４を押し出した時に要した力をロードセル２によってそれぞれ測定した。
【００４７】
（実施例４〜６）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤２（ＴｉＯ２系、粒径：４．７０〜５．６１ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００４８】
（実施例７〜９）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤３（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、粒径：１．９８〜３．３３ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００４９】
（実施例１０〜１２）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤４（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、粒径：１．００〜１．９８ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５０】
（実施例１３〜１５）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤５（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３系、粒径：４．７０〜６．６８ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５１】
（比較例１）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、滑り剤を散布することなく、直接５０ｋｇのコークス４を載せ、その押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５２】
（比較例２〜４）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤６（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、粒径：０．３５〜０．４２ｍｍ）をそれぞれ２ｋｇ／ｍ２、５ｋｇ／ｍ２及び１０ｋｇ／ｍ２敷き詰め、その上から約５０ｋｇのコークス４を載せ、その押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５３】
（比較例５〜７）
木の板を使用している現状を把握するため、模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、粒径１．６８〜４．７０ｍｍの木炭をそれぞれ２ｋｇ／ｍ２、５ｋｇ／ｍ２、１０ｋｇ／ｍ２敷き詰め、その上から約５０ｋｇのコークス４を載せ、コークス４の押し出しに要した力を同様の方法により測定した。
以上の測定結果を表３及び図２に併せて示す。
【００５４】
【表３】
【００５５】
以上の結果、滑り剤の押し出し力の結果は、滑り剤５≧滑り剤３＞滑り剤２＞滑り剤１＞滑り剤４≫滑り剤６≧木炭≫比較例１の序列であることが判明した。
本発明の滑り剤１〜５（実施例１〜１５）は、比較例１〜７に比べて非常に優れた滑り性能を発揮している。中でも滑り剤５，３，２は特に優れていることが確認された。
【００５６】
〔実機試験における押し出し力の測定〕
さらに、実際の操業に即したコークス押し出し負荷を測定するため、実機コークス炉の炭化室を用いて、以下の要領でそれぞれ試験を行った。
【００５７】
すなわち、図３は実機試験に使用した実機コークス炉炭化室の概略図であって、図中の符号１１は石炭装入口、１２は炉床、１３は押し出し機をそれぞれ示す。
上記炭化室としては、炉幅Ｍ／Ｓ：０．３８８ｍ、Ｃ／Ｓ：０．４５２ｍ、炉高６．８５ｍ、炉長１５．９ｍである。
【００５８】
（実施例１６）
実機コークス炉炭化室に石炭を投入する前に、炭化室上部の石炭装入口４か所より滑り剤５をそれぞれ１５ｋｇずつ、合計６０ｋｇ投入した。投入された滑り剤５は炭化室炉床に落下した衝撃で大きくバウンドして炉床一面に広がり、均一に散布した状態になった。
滑り剤５を投入した後、石炭３２ｔを炭化室上部の石炭装入口４か所から投入し、１２００℃で１９．５時間乾留し、乾留された石炭を押し出し機にて炭化室から押し出し、その際に押し出し機にかかる負荷（ピークアンペア）を測定した。
コークス炉炭化室の窯を変えて上記と同様の試験を合計９回行い、その平均値を求めた。
【００５９】
（比較例８）
実施例１６と同じコークス炉炭化室の窯を用いて、滑り剤を投入することなく、実施例１６と同様の試験を行い、押し出し機にかかる負荷（ピークアンペア）を測定した。
以上の測定結果を表４及び図４に併せて示す。
【００６０】
【表４】
【００６１】
以上の押し出し測定結果より、表４に示すように、滑り剤５は、炭化室に投入することによって、炉床面に均一な散布状態となり、乾留後の押し出し負荷を軽減していることが確認され、非常に優れた滑り性能を発揮していることが判明した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉において、乾留終了後のコークスを炭化室から押し出す際の負荷を軽減するために、原料炭の挿入に先立って、炭化室の炉床に敷き詰められる炉床滑り剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は、石炭をコークスに乾留する炭化室と、燃料ガスを燃焼して炭化室を加熱するための燃焼室とが交互に配列した構造を備えており、炭化室と燃焼室の間の隔壁には、耐火煉瓦が用いられている。
炭化室は細長い矩形状の密閉空間となっており、この中で乾留された石炭は、押し出し機によって炭化室から排出側に押し出され、消火、冷却されて製品コークスとなる。このため、炭化室の幅は、乾留終了後のコークスを押し出し易くするために、排出側が僅かに広くなるようにしてある。
【０００３】
しかし、隔壁となる耐火煉瓦は、投入される石炭や、乾留後のコークスとの摩擦により、さらには加熱と冷却との繰り返しによる熱疲労により、次第に表面の状態が荒れて摩擦抵抗が大きくなる。そのため、排出側の幅が広くなっているにも拘わらず、押し出し機による負荷が大きくなったり、押し詰まりが生じたりすることがあり、操業上の問題となっていた。
【０００４】
そこで、現場においては、炭化室の炉床とコークスの摩擦抵抗を低減するため、石炭を投入する前に、木の板を炉床に敷いて石炭と共に炭化させ、炉床とコークスの間に、木材の炭化層を形成することによってコークスの滑り性を向上させ、押し出し機の負荷を軽減することが行われていた。
また、炉壁補修時に落下する耐火性補修剤を炉床に敷き詰めた粒状耐火物で受け止め、補修剤が炉床に付着して炉床面が粗くなることによる押し出し機の負荷増大を防止すると共に、粒状耐火物の崩壊時の滑り効果によって、コークス押し出し時の負荷を軽減する提案もなされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３８９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、木の板を炉床に敷いて、石炭と共に炭化させる方法では、木の板を敷く作業は人が手作業で行わねばならないため、危険を伴い、長い作業時間が必要となる。また、炉床が荒れたコークス炉においては、同様に押し詰まりが生じ、満足する滑り効果が得られなかった。
一方、粒状耐火物を敷き詰める方法においては、投入時の発塵対策として、微粒子状の耐火性材料を０．３〜１０ｍｍに造粒するようにしており、造粒された粒状耐火物が上方及び側方からの力を受けることによって容易に崩壊し、本来の微粒子状態（１０μｍ以下）になることによって滑り性を発揮するものである。したがって、モルタル等の補修剤の付着による炉床面の荒れはある程度防止できるにしても、炉床一面に均一に敷き詰めることが難しく、局所的に堆積することがないとは言えず、このような場合には、かえって押し出し機の負荷が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、コークス炉炭化室の炉床に簡単に敷き詰めることができ、しかも乾留終了後のコークスの押し出しに際して、押し出し機の負荷を著しく低減することができる滑り剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、比較的粗粒のセラミックス製球状粒子の集合体がコークス炉の炉床用滑り剤として、優れた機能を発揮することを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
すなわち、本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤は、コークス炉炭化室の炉床に、石炭の投入に先立って敷き詰める滑り剤であって、耐火度がＳＫ１２以上であり、１〜１５ｍｍの粒径を主体とするセラミックス製球状体から成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＳＫ１２以上の耐火度を備えたセラミックス材料から成り、１〜１５ｍｍの粒径を主体とする無数の球状体から成るものとしたから、このような球状体をコークス炉炭化室の炉床に敷き詰めた状態で石炭を乾留することによって、得られたコークスの押し出しに際して、押し出し機に掛かる負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）本発明の実施例におけるコークス押し出し力の測定要領を示す概略説明図である。（ｂ）図１（ａ）に示した模型炭化室の底面に敷き詰めたシャモット煉瓦の状態を示す平面図である。
【図２】実施例及び比較例による各滑り剤の散布量とコークスの押し出し力との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例に用いた実機コークス炉炭化室の形状を示す概略図である。
【図４】実機コークス炉炭化室を用いた実施例１６及び比較例８による押し出し負荷の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤について、その製造方法などと共に、さらに詳細に説明する。なお、本明細書において「％」は、特記しない限り、質量百分率を意味するものとする。
【００１３】
本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤は、上記したように、粒径が主に１〜１５ｍｍの範囲であり、耐火度がＳＫ１２以上のセラミックス製球状体から成るものであって、炭化室上部の石炭装入口より投入することができる。
当該滑り剤は、比較的大きな球状をなしているため、投入されると炉床でバウンドして炉床一面に広がり、炭化室装入口より投入するだけで、滑り剤を均して拡げる作業を行わなくても、均一に敷き詰めることができ、時間の短縮と作業の安全性向上を図ることができる。
【００１４】
本発明のコークス炉炭化室炉床滑り剤の粒径は１〜１５ｍｍを主体とする。すなわち、滑り剤の粒径が１ｍｍより小さいと、滑り剤同士の摩擦が大きくなり、コークス押し出し排出時における押し出し機の負荷が却って大きくなってしまう。一方、粒径が１５ｍｍより大きくなると、炭化室に投入した際に、炉床の損傷を引き起こす可能性がある。よって、滑り剤の粒径は１〜１５ｍｍとする必要がある。なお、滑り剤粒径のより好ましい範囲は、３〜１０ｍｍである。
なお、ここで言う「粒径」とは、当該滑り剤を構成するセラミックス製球状体の長径と短径との平均値を意味する。
【００１５】
本発明の炉床滑り剤の粒径は、上記した理由により１〜１５ｍｍの範囲内とするが、工業製品である以上、所定の篩いによって分級したとしても、１ｍｍ未満、１５ｍｍ超過の粒径の球状体が若干混入しないとも限らない。この場合、これら所定粒径範囲外の球状体の混入が質量比で２％を超えなければ、滑り剤としての性能にほとんど影響しないことを確認している。本発明において「１〜１５ｍｍの粒径を主体とする」とは、このように１〜１５ｍｍの粒径の球状体が９８％以上を占めていることを意味する。
【００１６】
また、本発明の滑り剤が炭化室の炉床一面により均一に広がるためには、当該滑り剤の安息角が４０度以下であること、さらには、水平な基盤上に滑り剤を載置して、基盤を傾斜させた場合に、当該滑り剤が移動を開始する時の傾斜角度が１０度以下と小さいことが望ましい。
【００１７】
上記滑り剤の安息角を４０度以下としたのは、これが４０度より大きいと炭化室装入口より投入した際に、装入口の真下に溜まって山を作り、押し出し時の負荷を大きくしてしまう傾向があることによる。
安息角については、ＪＩＳ Ｒ ９３０１−２−２に規定された方法に準じて測定することができる。但し、上記方法においては、ノズルの内径６ｍｍのロートを使用するよう規定されているが、これよりも大きい粒径の滑り剤の場合には、それに応じた内径のものを使用することが必要となる。
【００１８】
水平な基盤上に載置した状態から基盤を傾けた際に、滑り剤が移動し始める角度で表わされる傾斜角度が１０度より小さいと、炭化室装入口より投入した滑り剤が装入口の真下に山を作る前に転がり、山状に堆積することなく炉床一面に分散して、均一に敷き詰められるようになる。
上記傾斜角度の測定については、ガラス板を任意の角度に傾け、その上に球状体をゆっくりと置き、球状体が転がり出すか、静置して動かないかを調べ、滑り剤を構成する球状体を任意の数で試験を行い、動いた数が半分以上のときのガラス板の角度を傾斜角とした。
【００１９】
本発明の滑り剤を構成する個々の球状体の真球度については、真球度を長径（ＤＬ）と短径（ＤＳ）の比（ＤＳ／ＤＬ）で表すとき、この比が０．９以上であることが好ましい。 この真球度が０．９に満たないと、滑り剤がラグビーボール状になって、転がる方向が制限され、良好な滑り性が発揮できなくなる傾向がある。なお、０．９５以上であることがより好ましい。
【００２０】
また、本発明の滑り剤の耐火度については、ＳＫ１２（１３５０℃）以上であることが望ましい。
耐火度がＳＫ１２より低くなると、コークスを乾留する際に滑り剤の表面が軟化することがないとは言えず、こうした場合には、表面に粘着性が生じて、滑り性が発揮できないばかりか、押し詰まりの原因となる場合がある。なお、耐火度はＳＫ１８（１５００℃）以上であることがより望ましい。
【００２１】
さらに、滑り剤の強度、すなわち、個々のセラミックス製球状体の圧潰強度については、９０Ｎ以上であることが望ましく、５００Ｎ以上であることがさらに望ましい。圧潰強度が９０Ｎに満たないと、コークスの投入時に、あるいは押し出し時に押し潰されて、滑り性を発揮できなくなる傾向がある。
【００２２】
本発明のコークス炉用炉床滑り剤の製造に用いる原材料としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２などの一般的な耐火性成分を含む材料、例えば珪砂、ケイ石、アルミナ粉、ジルコンサンド、ルチルサンド、カオリナイト、シャモット（焼成粘度）、タルクなどを使用することができる。
特にアルミニウムの含水珪酸塩鉱物であるカオリナイトは、磁器の材料として有名であり、その含有量を高めることによって、高温に耐える焼成物を作ることができる。
【００２３】
上記滑り剤の原材料には、上記に加えてアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物や鉄化合物などの結合剤、具体的には、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、メタケイ酸カリウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化鉄（III）、酸化鉄（II, III）、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム及びケイ酸ソーダガラス粉、ホウケイ酸ガラス粉等のフリット成分等が配合される。
【００２４】
本発明のコークス炉用炉床滑り剤の組成は、ＳｉＯ２：４５〜８８質量％、Ａｌ２Ｏ３：１０〜４８質量％、その他の成分：２〜７質量％であることが製造コストの点から好ましい。
ここで、ＳｉＯ２が４５質量％未満で、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％を超えると、滑り剤の融点が高くなり、焼成温度を高くしなければならないため、製造が困難になる。一方、ＳｉＯ２が８８質量％を超え、Ａｌ２Ｏ３が１０質量％未満となると、炉床滑り剤を構成する球状体の強度が小さくなり、コークス投入時に破損して優れた滑り性を発揮できなくなることがある。
【００２５】
その他の成分としては、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３以外の成分ということになり、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなど接合剤に由来する成分と、当該接合剤を含めた原料中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３以外の不純物成分の合計量を意味するが、接合剤の添加量が過剰となって、その他成分が７質量％を超えると、耐火度が低くなり、コークスを乾留する際に熱により滑り剤が溶融したり、滑り剤表面に粘着性が生じたりして、滑り剤同士がくっつき、滑り性が発揮できないばかりか、押し詰まりの原因となることがある。
一方、接合剤の添加量が少なくて、その他成分が２質量％に満たない場合には、耐火度は高くなるものの、接合成分不足により圧潰強度が低くなり、容易に粉砕され、滑り効果を発揮できなくなる傾向がある。
【００２６】
本発明の滑り剤は、所定の耐火度を示し、所定粒径のセラミックス製の球状体から成るものである限り、その成分については、特に限定されることはなく、ＴｉＯ２やＺｒＯ２を含むものであっても差し支えないが、これらを多量に含むものは、原料コストの増大を避けることが難しい。
したがって、安価で実用的な組成としては、上記したように、ＳｉＯ２：４５〜８８質量％、Ａｌ２Ｏ３：１０〜４８質量％、その他成分：２〜７質量％であり、好ましくはＳｉＯ２：６７〜７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：１９〜３０質量％、その他成分：３〜６質量％である。
【００２７】
なお、本発明において、接合剤としては、上記したような化合物が用いられ、これら化合物は、焼結後のセラミックス球状体としての分析においては、Ｓｉ，Ａｌ，Ｎａ，Ｋ，Ｂなどとして検出されることになるが、Ｓｉ及びＡｌについては、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３として、主成分に繰り入れられることになる。一方、Ｎａ，Ｋ，Ｂ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｆｅについては、便宜上Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，Ｂ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｆｅ２Ｏ３に換算されて表記されることになる。
本発明において、「その他の成分」とは、上記したように、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３以外の成分を意味し、上記のような結合剤に由来する成分と、原料の不純物に由来する成分の合計量となる。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明を実施例及び比較例に基づいて、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【００２９】
〔炉床滑り剤の製造〕
滑り剤１（発明例）
ケイ酸ジルコニウムを主体とする原材料をミキサーに入れ、水を噴霧しながらミキサーを回転させて、造粒し、乾燥させた後、１３００℃で焼成し、６メッシュ及び７メッシュの篩を用いて分級することによって、表１に示すようなＺｒＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤１とした。
なお、このとき、結合剤としてケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３０】
滑り剤２（発明例）
ルチルサンド及びカオリナイトを主体とする原材料を用いて、上記滑り剤１と同様に造粒、焼成し、３・１／２メッシュ及び４メッシュの篩を用いて分級することによって、表１中に併せて示すようなＴｉＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤２とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３１】
滑り剤３（発明例）
カオリナイト及びアルミナ粉を主体とする原材料を用いて、同様に造粒したのち、１８５０℃で焼成し、６メッシュ及び９メッシュの篩を用いて分級することによって、表１に併せて示すように、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤３とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸カリウムを使用した。
【００３２】
滑り剤４（発明例）
カオリナイト及び珪砂を主体とする原材料を用いて、上記滑り剤１と同様に造粒、焼成、９メッシュ及び１６メッシュの篩を用いて分級することによって、表１中に併せて示すように、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤４とした。結合剤としては、ケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３３】
滑り剤５（発明例）
３メッシュ及び４メッシュの篩を用いたこと以外は、上記滑り剤４の場合と同じ操作を繰り返すことによって、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に相当する滑り剤５とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸ナトリウムを使用した。
【００３４】
滑り剤６（比較例）
カオリナイト及びアルミナ粉を主体とする原材料を用いて、同様に造粒したのち、１８５０℃で焼成し、３５メッシュ及び４２メッシュの篩を用いて分級することによって、表１に併せて示すように、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２を主成分とするセラミックスの球状体を作製し、本発明に該当しない滑り剤６とし、本発明との比較剤とした。このとき、結合剤としては、ケイ酸ナトリウム及び炭酸マグネシウムを用いた。
【００３５】
【表１】
【００３６】
〔粒径の測定〕
上記によって調製したそれぞれの滑り剤について、粒径を測定した。 なお、測定に当たっては、各滑り剤を構成する球状体を金属製物差しと共にデジタルカメラで撮影し、拡大してプリントアウトし、その画像の球状体の長径と短径、及び物差しの目盛をノギスで測定し、目盛とノギスの数値の比から、それぞれの長径と短径を求め、その平均値をその球状体の粒径とした。
【００３７】
〔安息角の測定〕
上記によって調整したそれぞれの滑り剤について、ＪＩＳ Ｒ ９３０１−２−２の規定に準じ、内径１４ｍｍのノズルを有する粉末ロートを使用して安息角を測定した。
なお、ロートの足の先端から基盤までの距離については、上記規格と同じく４０ｍｍに設定した。ただし、山の高さが４０ｍｍを超えるような場合には、ロートの高さを徐々に上げていき、山の頂上がロートに当たらないように調節した。その結果を表２に併せて示す。
【００３８】
〔傾斜角度の測定〕
任意の角度に傾けたガラス板の上に、上記によって得られた各滑り剤を構成する球状体を静かに載置し、球状体が転がり出すか否かを観察した。そして、それぞれの滑り剤を構成する球状体２０個について上記の観察を行い、動いた数がその半分になったときのガラス板の角度をもって傾斜角度とした。
その結果を表２に併せて示す。
【００３９】
〔耐火度の測定〕
上記によって調製した各滑り剤を構成する球状体を粉砕し、水を混ぜて練り込み、ＪＩＳ Ｒ ８１０１（１９９９）に準じて、ゼーゲルコーン２種の寸法で成形し、乾燥させたのち、耐火度を測定した。その結果を表２に併せて示す。
【００４０】
〔真球度の測定〕
上記によって調整したそれぞれの滑り剤を構成する球状体について、任意に１０個を抜き取り、上記した粒径の測定と同様の方法によって、それぞれの最大径（ＤＬ）と最小径（ＤＳ）を求め、その比（ＤＳ／ＤＬ）の平均値を算出して真球度した。その結果を表２に併せて示す。
【００４１】
〔圧潰強度の測定〕
上記によって調整した各滑り剤から、任意に１０個の球状体を抜き取り、それぞれ圧縮試験によって圧潰強度を測定し、その平均値をもって、当該滑り剤の圧潰強度とした。
その結果を表２に併せて示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
〔模擬試験による押し出し力の測定〕
上記によって得られた各滑り剤を用いた場合のコークス押し出し力を測定するため、炭化室の模型を作製し、以下の要領でそれぞれ試験を行った。
【００４４】
すなわち、図１（ａ）は、試験に使用した装置の模式図であって、図中の符号１はフォークリフト、２は荷重測定用のロードセル、３は押し出し板、４はコークス、５は模型炭化室の底面に敷き詰めたシャモット煉瓦ＳＫ−３２をそれぞれ示す。
上記炭化室としては、幅０．２５ｍ、長さ１．８ｍ、高さ０．６ｍの金属枠の底面と側面にブリキ板を貼り、底面のブリキ板上に、図１（ｂ）に示すように、上記シャモット煉瓦５を斜めに敷き詰めた。
【００４５】
図１（ａ）に示すように、フォークリフト１のツメ先端にデジタルフォースゲージのロードセル２を固定し、シャモット煉瓦５の上に、後述するように各滑り剤を敷き詰めた上で、コークス４を約５０ｋｇ載せ、フォークリフト１を前進させることにより押し出し板３を押してコークス４を動かし、その際に押し出し板３に掛かる圧力をロードセル２で測定した。
【００４６】
（実施例１〜３）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤１（ＺｒＯ２系、粒径：２．７９〜３．３３ｍｍ）をそれぞれ２ｋｇ／ｍ２、５ｋｇ／ｍ２及び１０ｋｇ／ｍ２敷き詰め、その上から約５０ｋｇのコークス４を載せ、フォークリフト１によってコークス４を押し出した時に要した力をロードセル２によってそれぞれ測定した。
【００４７】
（実施例４〜６）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤２（ＴｉＯ２系、粒径：４．７０〜５．６１ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００４８】
（実施例７〜９）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤３（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、粒径：１．９８〜３．３３ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００４９】
（実施例１０〜１２）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤４（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、粒径：１．００〜１．９８ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５０】
（実施例１３〜１５）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤５（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３系、粒径：４．７０〜６．６８ｍｍ）を同様に敷き詰め、コークス４の押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５１】
（比較例１）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、滑り剤を散布することなく、直接５０ｋｇのコークス４を載せ、その押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５２】
（比較例２〜４）
模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、上記により調製した滑り剤６（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、粒径：０．３５〜０．４２ｍｍ）をそれぞれ２ｋｇ／ｍ２、５ｋｇ／ｍ２及び１０ｋｇ／ｍ２敷き詰め、その上から約５０ｋｇのコークス４を載せ、その押し出しに要した力を同様に測定した。
【００５３】
（比較例５〜７）
木の板を使用している現状を把握するため、模型炭化室のシャモット煉瓦５の上に、粒径１．６８〜４．７０ｍｍの木炭をそれぞれ２ｋｇ／ｍ２、５ｋｇ／ｍ２、１０ｋｇ／ｍ２敷き詰め、その上から約５０ｋｇのコークス４を載せ、コークス４の押し出しに要した力を同様の方法により測定した。
以上の測定結果を表３及び図２に併せて示す。
【００５４】
【表３】
【００５５】
以上の結果、滑り剤の押し出し力の結果は、滑り剤５≧滑り剤３＞滑り剤２＞滑り剤１＞滑り剤４≫滑り剤６≧木炭≫比較例１の序列であることが判明した。
本発明の滑り剤１〜５（実施例１〜１５）は、比較例１〜７に比べて非常に優れた滑り性能を発揮している。中でも滑り剤５，３，２は特に優れていることが確認された。
【００５６】
〔実機試験における押し出し力の測定〕
さらに、実際の操業に即したコークス押し出し負荷を測定するため、実機コークス炉の炭化室を用いて、以下の要領でそれぞれ試験を行った。
【００５７】
すなわち、図３は実機試験に使用した実機コークス炉炭化室の概略図であって、図中の符号１１は石炭装入口、１２は炉床、１３は押し出し機をそれぞれ示す。
上記炭化室としては、炉幅Ｍ／Ｓ：０．３８８ｍ、Ｃ／Ｓ：０．４５２ｍ、炉高６．８５ｍ、炉長１５．９ｍである。
【００５８】
（実施例１６）
実機コークス炉炭化室に石炭を投入する前に、炭化室上部の石炭装入口４か所より滑り剤５をそれぞれ１５ｋｇずつ、合計６０ｋｇ投入した。投入された滑り剤５は炭化室炉床に落下した衝撃で大きくバウンドして炉床一面に広がり、均一に散布した状態になった。
滑り剤５を投入した後、石炭３２ｔを炭化室上部の石炭装入口４か所から投入し、１２００℃で１９．５時間乾留し、乾留された石炭を押し出し機にて炭化室から押し出し、その際に押し出し機にかかる負荷（ピークアンペア）を測定した。
コークス炉炭化室の窯を変えて上記と同様の試験を合計９回行い、その平均値を求めた。
【００５９】
（比較例８）
実施例１６と同じコークス炉炭化室の窯を用いて、滑り剤を投入することなく、実施例１６と同様の試験を行い、押し出し機にかかる負荷（ピークアンペア）を測定した。
以上の測定結果を表４及び図４に併せて示す。
【００６０】
【表４】
【００６１】
以上の押し出し測定結果より、表４に示すように、滑り剤５は、炭化室に投入することによって、炉床面に均一な散布状態となり、乾留後の押し出し負荷を軽減していることが確認され、非常に優れた滑り性能を発揮していることが判明した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉炭化室の炉床に敷き詰める滑り剤であって、耐火度がＳＫ１２以上であり、１〜１５ｍｍの粒径を主体とするセラミックス製球状体から成ることを特徴とするコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項２】
安息角が４０度以下であることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項３】
静止状態から移動を開始するまでの傾斜角度が１０度以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項４】
上記球状体の長径ＤＬと短径ＤＳの比（ＤＳ／ＤＬ）で表される真球度が０．９以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項５】
上記球状体の圧潰強度が９０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項６】
Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して４５〜８８質量％、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して１０〜４８質量％、その他の成分を２〜７質量％含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項１】
コークス炉炭化室の炉床に敷き詰める滑り剤であって、耐火度がＳＫ１２以上であり、１〜１５ｍｍの粒径を主体とするセラミックス製球状体から成ることを特徴とするコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項２】
安息角が４０度以下であることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項３】
静止状態から移動を開始するまでの傾斜角度が１０度以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項４】
上記球状体の長径ＤＬと短径ＤＳの比（ＤＳ／ＤＬ）で表される真球度が０．９以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項５】
上記球状体の圧潰強度が９０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【請求項６】
Ｓｉ成分をＳｉＯ２に換算して４５〜８８質量％、Ａｌ成分をＡｌ２Ｏ３に換算して１０〜４８質量％、その他の成分を２〜７質量％含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のコークス炉炭化室炉床滑り剤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−５７８４１（Ｐ２０１１−５７８４１Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０８６３５（Ｐ２００９−２０８６３５）
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００１０８５４６）株式会社タイホーコーザイ (28)
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００１０８５４６）株式会社タイホーコーザイ (28)
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
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