JP2004137336A

JP2004137336A - 室式コークス炉の炉締装置

Info

Publication number: JP2004137336A
Application number: JP2002301964A
Authority: JP
Inventors: Junichi Otsuka; 大塚　純一
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】コークス押出時に炭化室底部に作用する押出力に対抗するとともに、押出力の変化に対して柔軟に対応する。
【解決手段】炉体全体をバックステイ３により炉締するとともに、炭化室８の底部付近に燃焼室壁固定端専用の補助炉締装置１１を設ける。補助炉締装置１１は、バネ（例えば炉締スプリング）またはアクチュエータの少なくとも一方から構成し、炭化室８の底部から天井までの炭化室壁高さの３０％以下の範囲に配設する。補助炉締装置１１の炉締力は、コークスの押出力情報に基づいて制御する。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室式コークス炉をコークス押出方向に炉締するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室式コークス炉では、炭化室内に充填した石炭の膨張圧に対抗するため、炉体を炉締する必要がある。このため、従来より、室式コークス炉をコークス押出方向に炉締して炉体構造を強化するための技術が種々提案されている。
例えば、コークス炉のバックステイの一部を部分的にサンプルとして採取し、このサンプルに応力等を測定するための歪みゲージを複数個貼り付けた後、曲げ負荷試験により曲げ応力を測定して応力の分布を求めることにより、バックステイの継続使用の条件を具備するか否かを判断するための技術が提案されている（特許文献１参照）。
また、コークス炉の炉頂煉瓦中に埋設した保護パイプ内にクロスタイロッドを挿通し、バックステイを介して所定加重で炉体煉瓦を締付ける装置において、クロスタイロッド表面の任意位置に任意数の突起片を設ける技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術により、保護パイプが位置ずれしても、突起片により保護パイプとクロスタイロッドの直接接触が防止され、クロスタイロッドの温度上昇を抑制して炉締力を安定維持することができ、クロスタイロッドの破損を防止できるとしている。
また、コークス炉の炉頂煉瓦中に埋設した保護管内にクロスタイロッドを挿通し、バックステイを介して所定加重で炉長方向の炉体煉瓦を締付けるコークス炉の炉締装置において、内管の外表面に断熱材を被覆する技術が提案されている（特許文献３参照）。この技術により、火炎吹き出し等に起因する高温クリークによるクロスタイロッドの折損を緩和することができ、コークス炉の炉命を延長できるばかりでなく、クロスアンカー取り替え補修の頻度を減少させることができるとしている。
【０００３】
図４を参照して、従来の室式コークス炉の炉締装置の具体的な一例を説明する。図４は、従来の室式コークス炉の炉締装置の長さ方向の縦断面図である。
従来の室式コークス炉は、図４に示すように、基礎コンクリート１上に炉体煉瓦２を設置し、炉体煉瓦２の両側面を複数のバックステイ３により支持している。両側面のバックステイ３は、その上端部付近において、クロスタイロッド４により連結されるとともに、その下端部付近において基礎コンクリート１中に埋設されたアンカーボルト５に連結されている。クロスタイロッド４の一端およびアンカーボルト５の突出端には、それぞれ炉締スプリング６，７を取り付けてある。
また、炭化室８の両側面にはそれぞれ保護板９が取り付けられており、バックステイ３と保護板９との間には複数のディスタンスピース１０が配設されている。
このように、炉体煉瓦２の上部は、クロスタイロッド４に取り付けた炉締スプリング６の反発力により炉締されており、また、炉体煉瓦２の下部は、アンカーボルト５に取り付けた炉締スプリング７の反発力により炉締されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６７８２号公報
【特許文献２】実開平０４−１０６３４１号公報
【特許文献３】実開平０５−３０１３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の炉締装置において、炭化室部分については、ディスタンスピース、押しボルトまたはコイルバネプランジャを用いて、炭化室の高さ方向の炉締力を調整することができるようになっている。
しかしながら、このような従来の炉締装置は、石炭の膨張圧やガス圧等に対して、炭化室壁のほぼ全面に作用する側圧に対抗するものであり、特に炭化室底部に作用する押出力を考慮したものではなかった。
すなわち、コークス押出時には、特に炭化室の底部近傍に集中して押出力が作用し、従来の炉締装置では押出力に対する強度が不足するおそれがあった。また、従来の炉締装置では設計段階で炉体構造の強度が決定されてしまい、操業開始後に微調整を行うことができなかった。
本発明は、上述した従来の技術が有する問題点に鑑み提案されたもので、コークス押出時に炭化室底部に作用する押出力に対抗することができるとともに、押出力の変化に対して柔軟に対応することができる室式コークス炉の炉締装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
＜特徴点＞
本発明に係る室式コークス炉の炉締装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置は、炉体全体をバックステイにより炉締するとともに、
炭化室底部付近の燃焼室壁固定端専用として補助炉締装置を設けたことを特徴とするものである。
ここで、前記補助炉締装置は、バネまたはアクチュエータの少なくとも一方により構成することが可能である。
また、前記補助炉締装置は、炭化室底部から炭化室壁高さの３０％以下の範囲に配設されることが好ましい。
また、前記補助炉締装置の炉締力は、コークスの押出力情報に基づいて制御することが可能である。
【０００７】
＜作用＞
本発明に係る室式コークス炉の炉締装置では、バックステイにより炉体全体を炉締する。さらに、炭化室底部付近に設けた燃焼室壁固定端専用の補助炉締装置により、炭化室底部付近の炉締力を増強する。このため、コークス押出時に炭化室底部付近に集中的に押出力が作用したとしても、この押出力に対抗することができ、炭化室壁の強度を向上させることができる。
また、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置では、バネ、アクチュエータ、あるいはこれらの双方により補助炉締装置を構成することにより、炉締力を容易に調整することができる。
また、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置では、特にコークス押出時の押出力が作用する範囲である炭化室底部から炭化室壁高さの３０％以下の範囲に補助炉締装置を配設することにより、より効果的に炭化室壁の強度を向上させることができる。
また、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置では、補助炉締装置の炉締力は、コークスの押出力情報に基づいて制御されるため、きめ細かな炉締力制御が可能となるとともに、炉締力を遠隔自動制御することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る室式コークス炉の炉締構造の実施の形態について説明する。
図１〜図３は、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置の実施形態を示すもので、図１は室式コークス炉の長さ方向の縦断面図、図２は補助炉締装置の一部を断面とした正面図、図３は補助炉締装置の平面図である。
本発明の実施形態に係る室式コークス炉は、図１に示すように、基礎コンクリート１上に炉体煉瓦２を設置し、炉体煉瓦２の両側面を複数のバックステイ３により支持している。前後のバックステイ３は、その上端部付近において、クロスタイロッド４により連結されるとともに、その下端部付近において基礎コンクリート１中に埋設されたアンカーボルト５に連結されている。クロスタイロッド４の一端およびアンカーボルト５の突出端には、それぞれ炉締スプリング６，７を取り付けてある。
また、炭化室８の前後の側壁面にはそれぞれ保護板９が取り付けられており、バックステイ３と保護板９との間には複数のディスタンスピース１０が配設されている。
【０００９】
さらに、炭化室８の底部から炭化室８の壁高さの３０％以下の範囲には、バックステイ３と保護板９との間に補助炉締装置１１が取り付けられている。補助炉締装置１１をこの範囲に取り付けたのは、特にこの範囲において、コークス押出時における押出力が炭化室８の壁面に作用するためである。
この補助炉締装置１１は、図２，図３に示すように、複数の炉締スプリング１２（コイルバネ）を備えて構成されている。炉締スプリング１２は、スプリングガイドロッド１３およびスプリング締付金物１４と、炉締ロッド１５とにより、バックステイ３に取り付けられている。なお、炉締スプリング１２は、左右一対となるようにして、バックステイ３の高さ方向に複数段取り付けられている。以下、バックステイ３において、炭化室８側の部分を内側フランジ３ａと称し、これに対向する部分を外側フランジ３ｂと称して説明を行う。
バックステイ３の外側フランジ３ｂには、内側フランジ３ａへ向かって突出するようにしてスプリングガイドロッド１３が固定されている。また、詳細には図示しないが、スプリング締付金物１４は、略円盤状の部材で、略中心部にスプリングガイドロッド１３にネジで位置決めするための雌ネジ孔が開設されている。また、スプリングガイドロッド１３の外周面には、雄ネジ部が形成されており、スプリング締付金物１４の雌ネジ孔の内周面には雌ネジ部が形成されている。したがって、スプリングガイドロッド１３にスプリング締付金物１４をネジ止めすることにより、スプリング締付金物１４は、スプリングガイドロッド１３のネジ部の長さの範囲内で移動することができる。
【００１０】
バックステイ３の内側フランジ３ａには、筒状の炉締ロッドガイド１６が固定されており、この炉締ロッドガイド１６に炉締ロッド１５が挿通されている。炉締ロッド１５は、円盤状のスプリング押えフランジ１５ａと、このスプリング押えフランジ１５ａから突出したロッド部１５ｂとからなる。なお、炉締ロッド１５は、スプリング押えフランジ１５ａがバックステイ３の外側フランジ３ｂ側に位置し、ロッド部１５ｂがバックステイ３の内側フランジ３ａ側に位置するようにして、炉締ロッドガイド１６に挿通されている。また、ロッド部１５ｂの先端は、保護板９に当接している。
この補助炉締装置１１では、炉締スプリング１２の反発力により、炉締ロッド１５の先端（ロッド部１５ｂの先端）が保護板９に押しつけられることにより、炉締力を発生するようになっている。そして、スプリング締付金物１４を回転させて炉締スプリング１２の反発力を調整することにより、炉締力を調整することができる。
【００１１】
上述した実施形態では、炉締スプリング１２により補助炉締装置１１を構成したが、補助炉締装置１１は、空気圧または油圧により作動するアクチュエータにより構成することができる。さらに、炉締スプリング１２とアクチュエータを組み合わせて、補助炉締装置１１を構成してもよい。
アクチュエータを用いて補助炉締装置１１を構成した場合には、コークスの押出力情報に基づいて補助炉締装置１１を制御することができる。この押出情報とは、操業毎における窯単位の押出電流のピーク値や押出トルクのことである。この場合、押出中の推移値を用いることもできる。押出機のラムヘッド面圧のピーク値は、押出電流のピーク値あるいは押出トルクに基づいて、通常の設備技術の知識を用いて算出することができる。
【００１２】
押出電流は操業工程においてばらつきがあり、このばらつきに対して、本実施形態に係る補助炉締装置１１を作動させることにより、炉締力を微調整することができる。例えば、押出電流は、定格（炉高６ｍのコークス炉において２５０〜３００Ａ程度）に対して、１炉団（約５０〜１００窯）では、１０〜２０％のばらつきがあり、また、各窯に対して炉締調整後、日間５％、月間１０％、年間３０％程度の変動があり、本実施形態に係る補助炉締装置１１を作動させることにより、安定した操業を行うことができる。
押出電流に対応して押出力も同様に変動する。したがって、コークス炉の寿命を延長するために、本実施形態に係る補助炉締装置１１を作動させる頻度は、手作業の場合に、１回／週〜月程度とすることが好ましい。また、アクチュエータを用いた場合には、毎回の押出電流値をコンピュータにインプットし、毎回の押出後にオンラインにて自動制御することが可能となる。
【００１３】
本実施形態に係る炉締装置では、炉体煉瓦２の上部において、クロスタイロッド４に取り付けた炉締スプリング６の反発力より炉締力を作用し、また、炉体煉瓦２の下部においては、アンカーボルト５に取り付けた炉締スプリング７の反発力により炉締力を作用する。したがって、バックステイ３、クロスタイロッド４、およびアンカーボルト５を用いて炉体全体を炉締することができる。さらに、補助炉締装置１１により炉底付近に集中的に炉締力を作用し、コークス押出時における押出力に対抗することができる。
【００１４】
次に、本実施形態に係る炉締装置を用いた場合の締付け力の調整規模を炉高６ｍのコークス炉を例に取り具体的に説明する。
炉高６ｍのコークス炉において、本発明技術適用の場合、バックステイ３の上下部におけるクロスタイロッド４およびアンカーボルト５の締付力は、合計約２０ｔであり、補助炉締装置１１により約５ｔの炉締力を炉底付近に集中的に作用する。従来技術では、この炉底付近の押出力に抗する炉締力を作用することはできず、合計約１５ｔ程度の炉締力としている。
また、補助炉締装置１１による締付力約５ｔは、炭化室両側面の各バックステイ３について、炉締スプリング１２を３段程度設置し、作用させることとした。この炉締スプリングの設置段数は種々設定可能である。また、本実施形態に係る補助炉締装置では、約２５０〜１５００ｋｇの範囲で締付力を微調整することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る室式コークス炉の炉締装置は、上述した構成を備えているため、以下に説明する効果を奏する。
すなわち、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置によれば、バックステイにより炉体全体を炉締するとともに、補助炉締装置により炭化室底部付近の炉締力を増強することができる。
したがって、コークス押出時に炭化室底部付近に集中的に押出力が作用したとしても、この押出力に対抗することができ、炭化室壁の強度を向上させることが可能となる。また、高嵩密度化操業を行った場合や、コークス焼き減り量等の操業変化に対応して押出力も変化するが、このような実際の操業における押出力の変化に対しても柔軟に対応することが可能となる。
また、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置によれば、バネ、アクチュエータ、あるいはこれらの双方により補助炉締装置を構成することができる。したがって、バネ、アクチュエータ等を用いて容易に炉締力を調整することが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置によれば、特にコークス押出時の押出力が作用する範囲である炭化室底部から炭化室壁高さの３０％以下に補助炉締装置を配設することにより、より効果的に炭化室壁の強度を向上させることが可能となる。
更に、本発明に係る室式コークス炉の炉締装置によれば、コークスの押出力情報に基づいて補助炉締装置の炉締力を制御することができる。したがって、きめ細かな炉締力制御が可能となる。また、アクチュエータを用いた場合には、コークスの押出力情報に基づいてアクチュエータを作動させることにより、炉締力を遠隔自動制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る室式コークス炉の長さ方向の縦断面図。
【図２】補助炉締装置の一部を断面とした正面図。
【図３】補助炉締装置の平面図。
【図４】従来の室式コークス炉の長さ方向の縦断面図。
【符号の説明】
１　基礎コンクリート
２　炉体煉瓦
３　バックステイ
３ａ　内側フランジ
３ｂ　外側フランジ
４　クロスタイロッド
５　アンカーボルト
６　クロスタイロッドの炉締スプリング
７　アンカーボルトの炉締スプリング
８　炭化室
９　保護板
１０　ディスタンスピース
１１　補助炉締装置
１２　補助炉締装置の炉締スプリング
１３　スプリングガイドロッド
１４　スプリング締付金物
１５　炉締ロッド
１５ａ　スプリング押えフランジ
１５ｂ　ロッド部
１６　炉締ロッドガイド

Claims

室式コークス炉をコークス押出方向に炉締するための装置であって、
前記炉体全体をバックステイにより炉締するとともに、
炭化室底部付近に燃焼室壁固定端専用の補助炉締装置を設けたことを特徴とする室式コークス炉の炉締装置。
前記補助炉締装置は、バネまたはアクチュエータの少なくとも一方からなることを特徴とする請求項１記載の室式コークス炉の炉締装置。
前記補助炉締装置は、炭化室底部から炭化室壁高さの３０％以下の範囲に配設されることを特徴とする請求項１または２記載の室式コークス炉の炉締装置。
前記補助炉締装置の炉締力は、コークスの押出力情報に基づいて制御されることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の室式コークス炉の炉締装置。