JP2000178561A - コークス炉内作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運搬が容易でコストがかからず、さらに作業
精度を向上させることが可能なコークス炉内装置を提供
する。 【解決手段】 コークス炉（炭化室20）の幅方向に移動
可能な基台30と、基台30上に載置され、コークス炉内に
向かって進退可能な作業装置本体40と、作業装置本体40
を支持するための脚機構50と、作業装置本体40をコーク
ス炉内に向かって進退させるための挿入駆動装置60と、
挿入駆動装置60を駆動するための駆動部100とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉の内壁
に施工した耐火煉瓦を検査・補修するための炉内作業装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉は、複数の炭化室と蓄熱室と
を交互に配設することにより構成されている。このよう
なコークス炉では、炭化室に石炭を挿入し、蓄熱室より
炉壁を介して炭化室に９００℃〜１１００℃の高熱を約
２０時間連続して加えて石炭を乾留することによりコー
クスを製造する。そして、乾留が完了するとコークスを
排出した後、新たに石炭を挿入してコークス生成工程を
繰り返す。各炭化室は、高さが約６．５ｍ、幅が約０．
４ｍ、長さが約１６ｍとなっており、幅が狭く奥行きが
深い炉空間を形成している。この炭化室の内壁には耐火
レンガが施工されている。

【０００３】ところで、コークス炉は、各炭化室に隣接
する蓄熱室を高温に加熱し、その熱によって炭化室の内
壁に施工された耐火レンガを高温に熱することによって
炭化室に熱を供給する。したがって、炭化室の内壁に使
用されている耐火レンガは、長期間高温にさらされると
ともに、石炭のコークス化が完了する毎にコークス押し
出し機によってコークスが押し出されるため、熱的、化
学的あるいは機械的な要因により損傷するおそれがあ
り、定期的に補修しなくてはならない。

【０００４】従来より、コークス炉の内壁に施工された
耐火レンガを補修するために、種々の炉内作業装置が提
案されている。例えば、コークス炉上方にある開閉可能
な数個の開口部より、作業装置あるいは作業装置の先端
部を挿入して耐火レンガの補修を行う方法があった（特
開平５−３１１１７３号公報等）。また、長尺なアーム
構造の先端に作業装置あるいは作業装置の先端部を取り
付けて、炉の片側あるいは両側から炉内に作業装置を挿
入して耐火レンガの補修を行う方法もあった（特開平９
−３０２３５４号公報等）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のコークス炉の内壁の補修方法では、以下の問題点があ
った。すなわち、コークス炉上方にある開閉可能な開口
部より作業装置を挿入して耐火レンガの補修を行う方法
では、開口部の個数が限られているため、開口部間の領
域の作業が困難であった。また、挿入物のサイズが開口
部のサイズ以下に限定されるため、細いランス状の作業
装置しか挿入できず、炉内における作業精度の確保が困
難であった。

【０００６】一方、長尺なアーム構造の先端に作業装置
を取り付けて炉内に挿入する方法では、長尺アームを支
持するための支持機構と、これを挿入するための駆動装
置が炉外に固定されることとなり、炉外に大規模な構造
を必要とし、コストが上昇するとともに運搬が不便であ
った。また、長尺アームは剛性を確保することが困難で
あり、この長尺アームを炉外のみで片持ち支持すると、
アーム先端での作業精度の確保が困難であった。さら
に、コークス炉の両側から作業装置を挿入すると、作業
装置の数が倍増し、コストが上昇するという問題点があ
った。本発明は、上述した事情に鑑み提案され、運搬が
容易でコストがかからず、さらに作業精度を向上させる
ことが可能なコークス炉内装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために提案されたもので、以下の特徴点を備
えている。請求項１記載の発明に係るコークス炉内作業
装置は、複数の炭化室と蓄熱室とを交互に配設したコー
クス炉内において熱間作業を行うための作業装置であっ
て、前記コークス炉の幅方向に移動可能な基台と、前記
基台上に載置され、前記コークス炉内に向かって進退可
能な作業装置本体と、前記作業装置本体を支持するため
の脚機構と、前記作業装置本体に搭載し、作業装置本体
を前記コークス炉内に向かって進退させるための挿入駆
動装置と、前記挿入駆動装置を駆動するための駆動部と
を備えたことを特徴とするものである。

【０００８】このような特徴点を備えたことにより、装
置をコンパクトなものとすることができ、製造コストが
低減するとともに、容易に運搬することが可能となる。
また、作業装置本体は脚機構により支持されているた
め、炉内における作業精度を確保することが可能とな
る。

【０００９】請求項２記載の発明に係るコークス炉内作
業装置は、前記請求項１記載の発明の特徴点に加えて、
前記駆動部は、前記作業装置本体の作業位置にかかわら
ず前記コークス炉外に配置されるとともに、駆動力伝達
機構を介して前記挿入駆動装置と連絡することを特徴と
するものである。このような特徴点を備えたことによ
り、駆動部の大きさに制約が無くなるとともに、駆動部
に対して特別な防熱処置を施す必要が無くなり、製造コ
ストが低減するとともに、装置の耐久性を向上させるこ
とが可能となる。

【００１０】請求項３記載の発明に係るコークス炉内作
業装置は、前記請求項１または２記載の発明の特徴点に
加えて、前記作業装置本体は、炉内作業を行うための先
端作業部を着脱可能としたことを特徴とするものであ
る。このような特徴点を備えたことにより、先端作業部
を交換することにより、多種類の作業に対応することが
できる。すなわち、先端作業部に設けた装置により、コ
ークス炉内の炉壁の状態を観察したり、炉壁に施工され
た耐火物を補修したりすることが可能となる。

【００１１】請求項４記載の発明に係るコークス炉内作
業装置は、前記請求項３記載の発明の特徴点に加えて、
前記脚機構は、前記先端作業部に取り付けられた車輪型
脚機構であることを特徴とするものである。このような
特徴点を備えたことにより、駆動部から先端作業部まで
の剛性を緩和して、駆動抵抗を軽減することが可能とな
る。

【００１２】請求項５記載の発明に係るコークス炉内作
業装置は、前記請求項３または４記載の発明の特徴点に
加えて、前記先端作業部には、前記挿入駆動装置と独立
した第２駆動部を有するとともに、前記先端作業部を前
記挿入駆動装置と同方向に移動させるための伸縮機構を
備えたことを特徴とするものである。このような特徴点
を備えたことにより、炉内における作業精度をさらに向
上させることが可能となる。

【００１３】請求項６記載の発明に係るコークス炉内作
業装置は、前記請求項３から５のいずれか１項記載の発
明の特徴点に加えて、前記先端作業部は、コークス炉内
に施工した耐火物レンガの状態を観察するための観察装
置であることを特徴とするものである。このような特徴
点を備えたことにより、高い作業精度の下で、コークス
炉内に施工した耐火物レンガの状態を観察することが可
能となる。

【００１４】請求項７記載の発明に係るコークス炉内作
業装置は、前記請求項３から５のいずれか１項記載の発
明の特徴点に加えて、前記先端作業部は、コークス炉内
に施工した耐火物レンガを補修するための補修装置であ
ることを特徴とするものである。このような特徴点を備
えたことにより、高い作業精度の下で、コークス炉内に
施工した耐火物レンガを補修することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
係るコークス炉内作業装置の実施形態を説明する。図１
は、本発明に係るコークス炉内作業装置10の概略構成を
示す側面図である。本発明に係るコークス炉内作業装置
10は、複数の炭化室20と蓄熱室（図示せず）とを交互に
配設したコークス炉内の主として炭化室20において、熱
間作業を行うための作業装置である。

【００１６】このコークス炉内作業装置10は、図１に示
すように、コークス炉（炭化室20）の幅方向に沿って移
動可能な基台30を備えており、この基台30上に、炭化室
20内に向かって進退可能な作業装置本体40が載置されて
いる。前記基台30には、その下面から下方に向かって一
対の支持脚31,31が設けられており、支持脚31,31の下端
部にはそれぞれ車輪（図示せず）が取り付けられてい
る。なお、コークス炉の側方の床面には、コークス炉の
幅方向に沿って一対のレール（図示せず）が敷設されて
おり、このレール上に基台30を設置することにより、基
台30がコークス炉の幅方向に沿って移動可能となってい
る。

【００１７】前記作業装置本体40の下部には、その前方
に作業装置本体40を支持するための脚機構50が設けられ
ており、後方には作業装置本体40を炭化室20内に向かっ
て進退させるための挿入駆動装置60が設けられている。
また、作業装置本体40の先端部には、炉内作業を行うた
めの先端作業部70が取り付けられている。この先端作業
部70は、後に詳述するように、観察装置80（図３に示
す）や補修装置90（図４に示す）等からなる。

【００１８】前記脚機構50は、その下面に下向き凸状の
湾曲部51を備えており、この湾曲部51を炭化室20の床面
に接触させることにより作業装置本体40を支持する。ま
た、この湾曲部51により、作業装置本体40を進退させた
際の摩擦抵抗を低減させることができる。前記挿入駆動
装置60は、例えば、車輪と、この車輪を回転駆動させる
ためのモータ等から構成される。したがって、モータを
駆動して車輪を回転させることにより、作業装置本体40
を炭化室20内に向かって進退させることができる。

【００１９】前記基台30上には、挿入駆動装置60を駆動
するための電源等からなる駆動部100が設置されてお
り、駆動部100と挿入駆動装置60とは、水冷ケーブルベ
ア等よりなる駆動力伝達機構110により連絡されてい
る。このような構成とすることにより、作業装置本体40
が炭化室20内に進入した際にも、駆動部100は基台30上
にあって炭化室20の外に位置しているので、駆動部100
が高温下にさらされることがない。

【００２０】図２は、他の実施形態にかかるコークス炉
内作業装置120の概略構成を示す側面図であり、図３
は、着脱可能な先端作業部70の一例を示す側面図であ
る。この実施形態に係るコークス炉内作業装置120は、
図２に示すように、上述したコークス炉内作業装置10と
ほぼ同様の構成を備えているが、先端作業部70が作業装
置本体40に対して着脱可能である点と、作業装置本体40
を進退させるための挿入駆動装置60が常に炭化室20外に
位置するように配置されている点が異なる。したがっ
て、上述したコークス炉内作業装置10と同様の機能を有
する部材には同一の符号を付すとともに、これらの部材
については詳細な説明を省略する。

【００２１】図２に示す実施形態に係る作業装置120
は、挿入駆動装置60から前方に向かって延びる連絡部13
0を備えており、連絡部130の先端に、先端作業部70を着
脱するための着脱部140が設けられている。前記連絡部1
30は、作業装置本体40が炭化室20の最奥部まで進入した
際に、挿入駆動装置60が炭化室20の外部に位置するよう
な長さとなっている。したがって、作業装置本体40が炭
化室20内の最奥部まで進入した際にも、挿入駆動装置60
は基台30上にあって炭化室20の外に位置しているので、
挿入駆動装置60が高温下にさらされることがない。

【００２２】前記着脱部140は、前方に先端作業部70を
着脱するための着脱機構を備えている。この着脱機構
は、図示しないが、例えばボルトとナットからなる連結
具等を用いて着脱部140と先端作業部70を連結するよう
な機構となっている。また、着脱部140の下部には、着
脱部140を下方から支持するとともに、着脱部140の移動
を円滑に行うための車輪141が設けられている。

【００２３】前記先端作業部70の下部には、先端作業部
70を下方から支持するための車輪型脚機構150,150が設
けられている。この車輪型脚機構150,150により、先端
作業部70を下方から支持するとともに、先端作業部70の
移動を円滑に行うことができる。また、本実施形態にお
いても、基台30上に挿入駆動装置60を駆動するための電
源等からなる駆動部100が設置されており、駆動部100と
挿入駆動装置60とは、水冷ケーブルベア等よりなる駆動
力伝達機構110により連絡されている。

【００２４】図３に示す着脱可能な先端作業部70は、炭
化室20内に施工した耐火物レンガの状態を観察するため
の観察装置80からなる。この観察装置80は、着脱部140
に着脱するための基部81から前方に向かってフレーム82
を設け、このフレーム82の先端部に複数のカメラ（図示
せず）を取り付けて構成されている。また、基部81の下
部には、基部81を下方から支持するとともに、基部81の
移動を補助するための補助輪83が取り付けられている。

【００２５】この観察装置80では、複数のカメラから得
られた撮像データに基づいて、炭化室20内に施工された
耐火レンガの亀裂等の損傷を観察することができる。な
お、観察装置80の構造は、図３に示すものに限られず、
炭化室20内に施工された耐火レンガの状態を観察できる
ものであればどのような装置であってもよい。

【００２６】図４は、図１に示す実施形態に係る作業装
置本体40を示すもので、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平
面図をそれぞれ示す。図４に示す作業装置本体40は、先
端作業部70として、炭化室20内に施工した耐火物レンガ
を補修するための補修装置90を備えている。また、作業
装置本体40は、挿入駆動装置60に連絡する基体部41と、
基体部41から前方に向かって伸縮可能な伸縮部42とを備
えている。基体部41内には、伸縮部42を伸縮させるため
の伸縮機構160と、挿入駆動装置60と独立して、伸縮機
構160を駆動するためのモータ等からなる第２駆動部100
とを備えている。

【００２７】前記伸縮機構160は、作業装置本体40の長
さ方向に設けられるとともに、第２駆動部170の駆動に
より回転する長尺な雄ネジ部161と、伸縮部42の下部に
設けられ、雄ネジ部161に噛み合う雌ネジ部162とを備え
ている。また、基体部41内の下部には、作業装置本体40
の長さ方向に支持レール163が設けられている。一方、
伸縮部42には、支持レール163上をスライドするととも
に、伸縮部42を下方から支持するためのスライド部164
が設けられている。したがって、第２駆動部170を駆動
して雄ネジ部161を回転させると、スライド部164が支持
レール163上をスライドし、伸縮部42が作業装置本体40
の前後に向かって伸縮する。

【００２８】前記伸縮部42の先端には、先端作業部70と
して機能する補修装置90が傾動可能に取り付けられてい
る。この補修装置90は、図４に示すように、溶射バーナ
91と、作業部位を観察するためのカメラ等からなる先端
部熱間観察装置92と、作業部位までの距離を計測するた
めのレーザ距離計93等を備えいている。なお、補修装置
90は、上述した溶射バーナ91等に限られるものではな
く、例えば、耐火レンガを掘削するためのデスケーリン
グハンマ等であってもよい。

【００２９】また、伸縮部42には、炭化室20内を観察す
るためのカメラ等からなる熱間観察装置180を取り付け
てもよい。図４に示す実施形態では、上下に一対の熱間
観察装置180,180が取り付けてられている。前記補修装
置90は、伸縮部42内に設けたウォーム歯車190により上
下方向に傾動可能となっており、ウォーム歯車190は、
伸縮部42内に設けたモータ等からなる駆動装置200によ
り駆動することができる。したがって、駆動装置200の
駆動によりウォーム歯車190を作動させると、補修装置9
0を上下方向に傾動させることができる。

【００３０】このように、挿入駆動装置60により補修装
置90を炭化室20内に進入させ、伸縮機構160により補修
装置90の位置を微調整しながら、補修装置90を上下方向
に傾動させることにより、炭化室20内の全域にわたって
耐火レンガの補修を行うことができる。そして、当該炭
化室20における観察あるいは補修が終了すると、基台30
をコークス炉の幅方向に移動させることにより、次の炭
化室20における観察あるいは補修を行うことができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、上記した構成を有するので、
以下に示すような効果を奏する。請求項１記載の発明に
係るコークス炉内作業装置によれば、コークス炉内に向
かって進退する作業装置本体を設け、この作業装置本体
を脚機構によって支持しながら、駆動機構によって駆動
している。

【００３２】したがって、作業装置本体と駆動機構とを
分離しているので、装置をコンパクトなものとすること
ができ、製造コストが低減するとともに、容易に運搬す
ることが可能となる。また、作業装置本体は脚機構によ
り支持されているため、長尺なアームの先端に作業装置
本体を取り付けた場合のように、アームが撓んで作業装
置本体の位置が不安定になることが無く、炉内における
作業精度を確保することが可能となる。

【００３３】請求項２記載の発明に係るコークス炉内作
業装置によれば、駆動部が、作業装置本体の作業位置に
かかわらずコークス炉外に配置されている。したがっ
て、狭いコークス炉内へ駆動部を挿入する必要がないの
で、駆動部の大きさに制約がなくなるとともに、駆動部
に対する耐熱処置が緩和されるので、製造コストを低減
することが可能となる。また、高温のコークス炉内へ駆
動部を挿入しないので、装置の耐久性を向上させること
が可能となる。

【００３４】請求項３記載の発明に係るコークス炉内作
業装置によれば、作業装置本体の先端部にある先端作業
部を着脱可能とし、多種類の先端作業部を付け替えて作
業を行うことができるようにしている。したがって、先
端作業部を交換することにより、一つの作業装置で多種
類の作業に対応することが可能となり、装置の汎用性を
高めることができる。

【００３５】請求項４記載の発明に係るコークス炉内作
業装置によれば、先端作業部は車輪型脚機構により支持
されている。したがって、作業先端部が確実に支持され
るので、駆動部から先端作業部までの剛性を緩和するこ
とが可能となる。また、作業先端部は車輪に支持されて
移動するので、駆動抵抗を軽減することが可能となる。

【００３６】請求項５記載の発明に係るコークス炉内作
業装置によれば、作業先端部に伸縮機構を設け、この伸
縮機構を挿入駆動装置とは独立した第２駆動部により駆
動している。したがって、作業先端部の位置を微調整す
ることが可能となり、炉内における作業精度をさらに向
上させることができる。

【００３７】請求項６記載の発明に係るコークス炉内作
業装置によれば、先端作業部を、コークス炉内に施工し
た耐火物レンガの状態を観察するための観察装置として
いる。したがって、高い作業精度の下で、コークス炉内
に施工した耐火物レンガの状態を観察することが可能と
なるので、補修精度を向上させることができるととも
に、製品品質の向上にも貢献することができる。

【００３８】請求項７記載の発明に係るコークス炉内作
業装置によれば、先端作業部を、コークス炉内に施工し
た耐火物レンガを補修するための補修装置としている。
したがって、高い作業精度の下で、コークス炉内に施工
した耐火物レンガを補修することが可能となるので、こ
の点においても、補修精度を向上させることができると
ともに、製品品質の向上にも貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコークス炉内作業装置の概略構成
を示す側面図である。

【図２】他の実施形態にかかるコークス炉内作業装置の
概略構成を示す側面図である。

【図３】着脱可能な先端作業部の一例を示す側面図であ
る。

【図４】図１に示す実施形態に係る作業装置本体を示す
もので、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平面図である。

【符号の説明】

10,120 コークス炉内作業装置 20 炭化室 30 基台 31 支持脚 40 作業装置本体 41 基体部 42 伸縮部 50 脚機構 51 湾曲部 60 挿入駆動装置 70 先端作業部 80 観察装置 81 基部 82 フレーム 83 補助輪 90 補修装置 91 溶射バーナ 92 先端部熱間観察装置 93 レーザ距離計 100 駆動部 110 駆動力伝達機構 130 連絡部 140 着脱部 141 車輪 150 車輪型脚機構 10 伸縮機構 11 雄ネジ部 12 雌ネジ部 13 支持レール 14 スライド部 170 第２駆動部 180 熱間観察装置 190 ウォーム歯車 200 駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 亮平 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4H012 EA00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の炭化室と蓄熱室とを交互に配設し
   たコークス炉内において熱間作業を行うための作業装置
   であって、 前記コークス炉の幅方向に移動可能な基台と、 前記基台上に載置され、前記コークス炉内に向かって進
   退可能な作業装置本体と、 前記作業装置本体を支持するための脚機構と、 前記作業装置本体に搭載し、作業装置本体を前記コーク
   ス炉内に向かって進退させるための挿入駆動装置と、 前記挿入駆動装置を駆動するための駆動部と、を備えた
   ことを特徴とするコークス炉内作業装置。
2. 【請求項２】 前記駆動部は、 前記作業装置本体の作業位置にかかわらず前記コークス
   炉外に配置されるとともに、駆動力伝達機構を介して前
   記挿入駆動装置と連絡することを特徴とする請求項１記
   載のコークス炉内作業装置。
3. 【請求項３】 前記作業装置本体は、 炉内作業を行うための先端作業部を着脱可能としたこと
   を特徴とする請求項１または２記載のコークス炉内作業
   装置。
4. 【請求項４】 前記脚機構は、 前記先端作業部に取り付けられた車輪型脚機構であるこ
   とを特徴とする請求項３記載のコークス炉内作業装置。
5. 【請求項５】 前記先端作業部には、 前記挿入駆動装置と独立した第２駆動部を有するととも
   に、前記先端作業部を前記挿入駆動装置と同方向に移動
   させるための伸縮機構を備えたことを特徴とする請求項
   ３または４記載のコークス炉内作業装置。
6. 【請求項６】 前記先端作業部は、 コークス炉内に施工した耐火物レンガの状態を観察する
   ための観察装置であることを特徴とする請求項３から５
   のいずれか１項記載のコークス炉内作業装置。
7. 【請求項７】 前記先端作業部は、 コークス炉内に施工した耐火物レンガを補修するための
   補修装置であることを特徴とする請求項３から５のいず
   れか１項記載のコークス炉内作業装置。