JP2012007000A - コークス炉炭化室の天井煉瓦熱間積替え時の断熱板設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コークス炉炭化室の天井煉瓦を補修する際に、炭化室の天井に断熱板を設置する。
【解決手段】水平室炉式コークス炉の炭化室Ａの天井煉瓦を熱間補修する場合に、炭化室Ａの天井に断熱板１を設置する方法である。先ず、天井煉瓦を積替えない炉頂の装入口Ａｃ部に架台４を設置する。次に、炉蓋を開放して、拡幅可能な断熱板１を窯口Ａａから炭化室Ａ内に挿入した後、断熱板１の拡幅機構部に突出状に取付けた吊りボルト２を装入口Ａｃから炉外に曳き出して架台４に仮取付けする。その後、吊りボルト２を回動させて炭化室Ａの炉幅方向に断熱板１を拡幅させた後、架台４に吊りボルト２を本取付けして断熱板１を固定する。
【効果】窯口から天井煉瓦の積替え補修部を超えた位置の天井に、断熱板を密接するように設置できるので、炉頂解体時に炭化室の開口部から吹き出る熱気を防止でき、天井煉瓦の熱間での積替補修を安全実施が可能になる。
【選択図】図４

Description

本発明は、コークス炉炭化室の天井煉瓦を熱間で解体して積替える時に、炭化室の天井に断熱板を設置する方法に関するものである。

通常の水平室炉式コークス炉（以下、単に「コークス炉」という。）は、炭化室と燃焼室が交互に配列された構造を有している。

燃焼室では、燃料ガスを燃焼することにより、乾留に必要な熱を炭化室と燃焼室間の隔壁（「炉壁煉瓦」ともいう。）を介して間接的に炭化室に伝達する。炉頂に設けられた装入口から炭化室に装入された石炭は、前記間接加熱された熱により加熱乾留されてコークスとなり、炭化室外に排出される一方、乾留中に発生したガスは逐次副産物として回収される。

このようなコークス炉では、長期間の稼動にともない、石炭の装入時やコークス排出時などに、石炭やコークスと接する部位の損傷進展が顕著である。従って、炭化室と燃焼室間の炉壁煉瓦や炭化室底部の煉瓦を熱間で積替補修することは、一般に広く実施されている。一方、石炭やコークスと接触する機会の殆どない炭化室の天井煉瓦は、損傷があまり進展しないので、炭化室の天井煉瓦単独での積替補修は行われていなかった。なお、本発明では、炭化室と燃焼室が交互に配列する方向を炉幅方向、コークスを押し出して排出する方向を炉長方向と称する。

つまり、従来、炭化室の天井煉瓦や炉頂部を補修する目的は、目地切れ・亀裂部からの発生ガス洩れを防止することである。従って、炭化室の天井煉瓦の目地切れ・亀裂に耐火物を充填したり、炭化室の天井煉瓦を残したまま発生ガスの流通経路である炉頂部を積替えるというものであった。

このうち、炭化室の天井煉瓦の目地切れ・亀裂に耐火物を充填する補修方法としては、特許文献１が開示されている。この特許文献１で開示された方法は、炭化室に、気体であるSiCl4を導入して水蒸気と反応させ、生成したSiO₂を炭化室の天井煉瓦に発生した目地切れ・亀裂部に充填させるものである。

一方、炉頂部を積替える補修方法としては、特許文献２が開示されている。この特許文献２で開示された方法は、炭化室の天井煉瓦や炉頂部に生じた目地切れ・亀裂部を通り道として石炭乾留時の発生ガスが炭化室から燃焼室や炉上に流れ込むことを防止することを目的としている。

すなわち、特許文献２で開示された方法は、炭化室の天井煉瓦の上の発生ガスの流通経路である炉頂部分を積替えて発生ガスの流通経路を遮断すれば、発生ガスが炭化室から燃焼室や炉上に流れ込むことを防止できるので、炭化室の天井煉瓦は積替えずにその上の炉頂部を積替えるというものである。

炭化室の天井煉瓦を積替えない理由は、炭化室の天井煉瓦がなくなると、炭化室内部の熱気（炭化室内部は１０００℃程度の高温）が炉頂の作業環境に噴き出すため、その危険を回避するためと考えられる。

コークス炉の稼動年数増加にともない、最近は炭化室天井煉瓦の損傷も進展してきており、目地切れや亀裂だけでなく、炭化室の天井煉瓦にも欠損が認められるようになってきている。

ところで、炭化室の天井煉瓦の上部には、炉頂部を構成する耐火物が位置しているので、炭化室の天井煉瓦は、前記耐火物の荷重を受けることになって、構造体として重要な役割を担っている。加えて、炉頂耐火物の上は、装炭車が走行したり、炉上作業者が行き来している。

従って、炭化室の天井煉瓦の欠損は、炉頂で作業する作業員の安全を脅かすものであり、可及的すみやかに補修する必要がある。

炭化室の天井部を熱間で補修するには、炭化室から発生する熱気から補修作業者を保護する必要がある。コークス炉の熱間補修時における熱気対策としては、従来から、炭化室と燃焼室を仕切る炉壁煉瓦を積替補修する際に、断熱板を炭化室内に挿入・設置する方法が提案されている。

例えば、特許文献３では、断熱板挿入用レールを炭化室内に挿入し、次にそのレールを使用して作業区画内に設置する断熱板を挿入する方法が開示されている。

特許文献３で開示された方法は、炉壁煉瓦を補修する際に使用する断熱板を設置する方法である。そのため、断熱板挿入用レールを用いて炭化室内に断熱板を設置して炭化室内で炉壁積替が可能となるような作業環境を確保した上で、炭化室天井煉瓦を解体・積替することは可能である。しかしながら、この方法では、炭化室天井煉瓦を積み替えるだけであるのに、炭化室の炉底から断熱板挿入用天井レールまでの高さをもつ大型の断熱板を設置しなくてはならず、断熱板の資材費がかかることや、断熱板の挿入・設置作業が煩雑になるという不具合をもつ。また、断熱板挿入用レールは、炭化室天井煉瓦の解体・積替えのための作業足場として用いるには危険があるので、別途作業足場の設置が必要となる。

以上の背景から、炭化室の天井煉瓦を補修する際における断熱板の設置方法の確立が望まれていた。

特開２００１−２００２５６号公報 特開平３−２１０３８７号公報 特開平９−３０２３５２号公報

本発明が解決しようとする問題点は、現在は、コークス炉炭化室の天井煉瓦を補修する際における断熱板の設置方法についての提案はなされていないという点である。

本発明のコークス炉炭化室の天井煉瓦熱間積替え時の断熱板設置方法は、
コークス炉炭化室の天井煉瓦を補修する際に、炭化室の天井に断熱板を設置できるようにするために、
水平室炉式コークス炉の炭化室天井煉瓦を熱間補修する場合に、炭化室の天井に断熱板を設置する方法であって、
先ず、天井煉瓦を積替えない炉頂の装入口部に架台を設置し、
次に、炉蓋を開放して、炭化室天井を覆うことを目的とした断熱板を窯口から炭化室内に挿入、吊り上げを行って、断熱板の平面部分に突出状に取付けた吊りボルトを前記装入口から炉外に曳き出して前記架台に取付け、断熱板を固定することを最も主要な特徴としている。

上記本発明では、炭化室の天井煉瓦の積替え補修に際し、炭化室の窯口から積替補修部までの天井を断熱板で覆うことができる。その際、拡幅が可能な断熱板を使用すれば、炭化室の窯口から積替え補修部までの天井全面をより確実に覆うことができる。

本発明では、窯口から天井煉瓦の積替え補修部を超えた位置の天井に、断熱板を密接するように設置できるので、炉頂解体時に炭化室の開口部から吹き出る熱気を防止することができ、炭化室の天井煉瓦の熱間での積替え補修を安全に実施することが可能になる。

（ａ）は本発明方法に使用する断熱板の一例を説明する分解斜視図、（ｂ）は組立てた状態の斜視図、（ｃ）組立て状態の断熱板を耐火物被覆で覆った状態の斜視図である。 本発明方法により炭化室の窯口側天井部に断熱板を仮取付けした状態を説明する図で、（ａ）は炉幅方向と直交する方向の断面図、（ｂ）は炉長方向と直交する方向の断面図である。 本発明方法により炭化室の窯口側天井部に仮取付けした断熱板を拡幅する状態を説明する図で、（ａ）は炉幅方向と直交する方向の断面図、（ｂ）は炉長方向と直交する方向の断面図である。 本発明方法により炭化室の窯口側天井部に断熱板の設置が完了した状態を説明する図で、（ａ）は炉幅方向と直交する方向の断面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。

本発明では、コークス炉炭化室の天井に断熱板を設置するという目的を、窯口から挿入した断熱板に取付けた吊りボルトを、天井煉瓦を積替えない炉頂部の装入口から炉外に曳き出して当該装入口部に設置した架台に取付けることで実現した。

以下、本発明方法に使用する断熱板の一例を説明した後、この断熱板を使用して水平室炉式コークス炉の炭化室天井煉瓦を熱間補修する場合に、炭化室の天井に断熱板を設置する方法について説明する。

図１は本発明方法に使用する断熱板の一例を説明する図である。
本発明方法に使用する断熱板１は、炭化室Ａの天井煉瓦を熱間で積替え補修する際に、窯口Ａａから天井煉瓦の積替え補修部Ｂを超えた位置の天井Ａｂを覆うものであり、以下のような構成となっている。

断熱板１は、例えば、炭化室Ａの炉幅方向の長さ（以下、炉幅という。）の１／２より大きい幅を有する所定長さの２枚の断熱ボード１ａ，１ｂと、これら２枚の断熱ボード１ａ，１ｂを繋ぐ等しい長さの複数のリンク１ｃで平行クランクを形成したものである。

そして、前記リンク１ｃのうちの中央部に位置するリンク１ｃの長手方向の中心部に、吊りボルト２を固定し、この吊りボルト２の正逆回動によりリンク１ｃを正逆回動させて、２枚の断熱ボード１ａ，１ｂを適宜の幅だけ重ね合わせた状態で、炭化室Ａの炉幅方向に拡げたり、狭めたりする。

３は、前記断熱ボード１ａ，１ｂの、炭化室Ａへの挿入側端部に取付けた落下防止固定用チェーン、９は吊りボルト２を正逆回動させるべく吊りボルト２の先端に固定するハンドル、１１は断熱板１と炭化室ＡのＡｂ間に介在させる耐火物被覆である。

炭化室Ａの天井煉瓦を熱間で積替え補修する際に、窯口Ａａから天井煉瓦の積替え補修部Ｂを超えた位置の天井Ａｂを、上記構成の断熱板１で覆うべく設置する方法を図２〜図４を用いて説明する。

先ず、天井煉瓦を積替えない炉頂の装入口Ａｃ部に架台４を設置する。この架台４は、例えば所定の間隔を存して並列に配置した、ウェブが対向するように配置した対をなす溝型鋼４ａ，４ｂの長手方向中央部に、２本の溝型鋼４ｃ，４ｄをウェブが対向するように載置したものである。この場合、炭化室Ａの装入口Ａｃの炉幅方向両側に対をなす溝型鋼４ａ，４ｂ を載置することで、２本の溝型鋼４ｃ，４ｄは、装入口Ａｃの直上位置に位置することになる。

次に、天井煉瓦の積替えを行う炭化室Ａの炉蓋を開放し、吊りボルト２を取付けた断熱板１を、窯口Ａａから炭化室Ａ内に挿入する。

挿入後は、吊りボルト２に取付けた吊り上げチェーン５を介して断熱板１を引き上げ、吊りボルト２を前記装入口Ａｃから炉外に曳き出して固定ナット６ａで架台４に仮取付けする。

また、落下防止用固定用チェーン３も同時に引き上げ、前記装入口Ａｃより奥に位置する天井煉瓦を積替えない炉頂の装入口Ａｃから炉外に曳き出して固定架台７に固定ナット６ｂで仮取付けする。なお、固定架台７として、本例では、２本の溝型鋼７ａ，７ｂをウェブが対向するように載置したものを示したが、落下防止用固定用チェーン３の取付けができるものであれば、その構成は問わない。

前記吊りボルト２と、落下防止固定用チェーン３を仮取付けするのは、次の操作において、断熱板１の拡幅を容易にするためである。

断熱板１を仮取付けした後は、炭化室Ａ内に冷気が侵入するのを防止するために 窯口Ａａに仮炉蓋８を装着し、その後、吊りボルト２の先端部にハンドル９を固定して炉頂部から吊りボルト２を回動させ、炭化室Ａの炉幅方向に断熱板１を拡幅させる。

断熱板１を炭化室の炉幅いっぱいまで拡幅した後は、先ず、吊りボルト２の固定ナット６ａを締付けて断熱板１を完全に固定する。次に、断熱板１を持ち上げるように落下防止固定用チェーン３を強く引っ張り、そのまま固定ナット６ｂで固定する。最後に、断熱板１の窯口側端部を保持すべく、窯口Ａａに設置されたバックステーＣに、保持部材１０を溶接固定する。

以上説明したように、本発明方法によれば、窯口Ａａから天井煉瓦の積替え補修部Ｂを超えた位置の天井Ａｂに、断熱板１を密接するように設置することができるので、炉頂解体時に炭化室Ａの開口部から吹き出る熱気を防止することができる。

また、本発明方法により設置した断熱板１は、吊りボルト２、落下防止固定用チェーン３、保持部材１０の３点で 断熱板１の落下を防止しているため、断熱板１が落下する可能性は非常に小さく、炭化室Ａの天井煉瓦の解体・積替作業で断熱板１を作業足場とすることも可能である。

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば、断熱板１は必ずしも拡幅可能なものでなくても、炭化室Ａの炉幅と略同程度の幅を有する１枚の断熱ボードでも良い。この場合は、上記発明例のように仮取付けする必要はない。

また、天井煉瓦の積替え補修部Ｂが窯口Ａａから奥で、窯口Ａａから積替補修部Ｂまでに装入口Ａｃが複数ある場合は、吊りボルト２による固定が複数個所になるので、落下防止固定用チェーン３や保持部材１０による固定は必ずしも必要ではない。

また、上記の発明例では断熱板１と炭化室Ａの天井Ａｂの間に耐火物被覆１１を介在させているが、この耐火物被覆１１は必ずしも介在させなくても良い。

以上の本発明は、炭化室の天井煉瓦の熱間補修だけでなく、その他の炉の天井部の熱間補修にも有効である。

Ａ 炭化室
Ａａ 窯口
Ａｂ 天井
Ａｃ 装入口
Ｂ 積替え補修部
Ｃ バックステー
１ 断熱板
２ 吊りボルト
３ 落下防止固定用チェーン
４ 架台
６ａ，６ｂ 固定ナット
７ 固定架台
１０ 保持部材

Claims (3)

1. 水平室炉式コークス炉の炭化室天井煉瓦を熱間補修する場合に、炭化室の天井に断熱板を設置する方法であって、
   先ず、天井煉瓦を積替えない炉頂の装入口部に架台を設置し、
   次に、炉蓋を開放して、断熱板を窯口から炭化室内に挿入した後、断熱板の平面部分に突出状に取付けた吊りボルトを前記装入口から炉外に曳き出して前記架台に取付け、断熱板を固定することを特徴とするコークス炉炭化室の天井煉瓦熱間積替え時の断熱板設置方法。
2. 水平室炉式コークス炉の炭化室天井煉瓦を熱間補修する場合に、炭化室の天井に断熱板を設置する方法であって、
   先ず、天井煉瓦を積替えない炉頂の装入口部に架台を設置し、
   次に、炉蓋を開放して、拡幅可能な断熱板を窯口から炭化室内に挿入した後、断熱板の拡幅機構部に突出状に取付けた吊りボルトを装入口から炉外に曳き出して前記架台に仮取付けし、
   その後、吊りボルトを回動させて炭化室の炉幅方向に断熱板を拡幅させた後、前記架台に吊りボルトを本取付けして断熱板を固定することを特徴とするコークス炉炭化室の天井煉瓦熱間積替え時の断熱板設置方法。
3. 前記断熱板の炭化室への挿入側端部に落下防止固定用チェーンを取付け、このチェーンを装入口から炉外に曳き出して炉外に固定すると共に、前記断熱板の窯口側端部を保持する保持部材を窯口に設置されたバックステーに固定す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の天井煉瓦熱間積替え時の断熱板設置方法。

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