JP2006083359A - Lid of temperature-rising type coke oven - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークスを製造するコークス炭化室(炉)の出入口(または炉蓋)近傍部に装入された石炭粒子のコークス化を促進する、昇温型のコークスドア(炉蓋)に関するものである。 The present invention relates to a temperature rising type coke door (furnace lid) that promotes coking of coal particles charged in the vicinity of an entrance (or furnace lid) of a coke carbonization chamber (furnace) for producing coke. is there.
コークス炉の炭化炉の出入口を開閉するコークス炉蓋は、炭化炉内に装入された石炭粒子を高温度(900℃以上)で乾留する製造条件から、実開平5−56940号公報や特開2001−288472号公報など多くの特許等公報で紹介される様に、炭化炉の炉口枠(ドアジャム)に当接するナイフエッジ断面形状のシールプレートを介して炭化炉の出入口を厚さ400mm程度の大重量の耐火煉瓦で封印する密閉式の頑丈な鋼鉄製炉蓋構造に組立てられている。しかしながら、大重量の耐火煉瓦が、炭化炉の両側に隣接する加熱室(炉)から石炭粒子を乾留するために供給された高温度の熱を吸収する問題から、炭化炉の出入口側すなわち炉蓋近傍部に装入された石炭粒子は、充分な乾留温度と乾留時間が得られない不良コークスを製造し、他の乾留コークスと共に取り出され(窯出し)、コークスの歩留低下を来す。また乾留コークスに混ざり込んだ不良コークスが、コークス品質劣化を招くため、不良コークスを取除くコークス選別作業を更めて行わねばならないなど、生産性に大きな影響を及ぼす問題があった。 The coke oven lid that opens and closes the inlet / outlet of the carbonizing furnace of the coke oven is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-56940 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-56940 or JP As introduced in many patent publications such as 2001-288472, the entrance / exit of the carbonization furnace has a thickness of about 400 mm through a seal plate having a knife-edge cross-sectional shape in contact with the furnace port frame (door jam) of the carbonization furnace. It is assembled in a sealed, sturdy steel furnace lid structure sealed with heavy refractory bricks. However, due to the problem that the heavy refractory bricks absorb the high temperature heat supplied to dry coal particles from the heating chambers (furnace) adjacent to both sides of the carbonization furnace, The coal particles charged in the vicinity produce defective coke in which sufficient carbonization temperature and carbonization time cannot be obtained, and are taken out together with other carbonization coke (kneading out), resulting in a reduction in coke yield. In addition, defective coke mixed with dry-distilled coke causes deterioration of coke quality, and therefore, there is a problem that greatly affects productivity, such as further coke sorting work to remove defective coke.
この様な問題を解消する目的から、例えば特公平3−40074号公報で紹介される様に「装入物から生成する高温度の気体を、該装入物と接触する少なくとも一つの扉の熱伝導性金属隔壁で、炭化室の内部と分離する扉の中の垂直な通路を通して送気管へ送り、該気体の通路での上昇と該隔壁の熱伝導性によって、該隔壁を介して該隔壁に接触する上記装入物の上方末端領域に該気体の熱の一部を移して前記装入物をコークス化する方法」が開示されている。この方法に基づいて開発されたのが、特公昭61−49353号公報の「炉蓋の炉内側に、スペーサー片を介してコーキングプレートを結合した個々の遮蔽部材の端部を重なり合う様に連設した炉内発生ガス通過用の遮蔽体を取付けたコークス炉蓋」であり、また実公平6−43146号公報の「炉蓋本体の内側にガス通路の金属遮蔽体を設けたコークス炉の炉蓋」である。この様に炉蓋の炉内側に炉内発生ガス通過用の遮蔽体を設ける事によって、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子は、それ以前の炉蓋に較べ昇温速度を促進し、不良コークスの発生を著しく軽減する。さらに遮蔽体内の昇温速度を加速するために、例えば特公平5−38795号公報の様に「遮蔽体内を通過する可燃性ガスを燃焼させるために、該隔離室に外部から空気もしくは酸素を吹込むノズルを設置した炉蓋」、特開平8−283735号公報では「炉蓋金物の炉内側に内張りをした煉瓦質の断熱材とガス通路を内部に形成しカーボンファイバーやセラミックファイバーなどの断熱材料に微小隙間のガス通気孔を設けた断熱凹状の耐熱部材とを密着させて固定すると共に、ガス通路内に空気もしくは酸素の吹込みノズルを設けた炉蓋」など、各種構造の炉蓋が開発されている。 For the purpose of solving such a problem, for example, as introduced in Japanese Patent Publication No. 3-40074, “a high-temperature gas generated from a charge is heated to heat of at least one door in contact with the charge. A conductive metal partition wall is sent to the air pipe through a vertical passage in the door separated from the inside of the carbonization chamber, and the partition wall is connected to the partition wall by the rise of the gas passage and the thermal conductivity of the partition wall. A method of coking the charge by transferring part of the heat of the gas to the upper end region of the charge in contact is disclosed. The method developed based on this method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-49353, “Inside of the furnace lid, the end portions of individual shielding members joined with caulking plates through spacer pieces are overlapped. A coke oven lid provided with a shield for passing gas generated in the furnace, and a “coke oven lid provided with a metal shield for the gas passage inside the furnace lid body” of Japanese Utility Model Publication No. 6-43146. Is. By providing a shield for passing gas generated in the furnace inside the furnace lid in this way, the coal particles charged in the vicinity of the furnace lid accelerate the heating rate compared to the previous furnace lid, Significantly reduce the occurrence of bad coke. Further, in order to accelerate the temperature rise rate in the shield, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-38795, “air or oxygen is blown into the isolation chamber from the outside in order to burn the combustible gas passing through the shield. "Furnace with a nozzle to be installed", Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-283735, "Insulation material such as carbon fiber and ceramic fiber with a brick-like heat insulating material lined inside the furnace and a gas passage inside. Developed various types of furnace lids such as `` furnace lids with air or oxygen blowing nozzles in the gas passages, which are fixed in close contact with heat-insulating concave heat-resistant members with gas gap holes in the gap '' Has been.
この様に熱伝導性の金属隔壁体または金属遮蔽体を炉蓋本体の炉内側に設ける事によって、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の昇温速度を速める効果を有するにも係わらず、実用化に供されていないのが現状である。その理由は定かでないが、本発明者らの推測によれば、次の様な問題があったものと考えられる。金属隔壁体は、前記の特公平3−40074号公報などから明らかな様に薄い金属板で製作されているため、コークス窯出し毎に高温度(膨張)から急冷(収縮)が繰り返されて過大な熱応力の影響を受けて歪に変形し、ガス通気を閉塞しあるいは一層狭める問題がある。さらに金属遮蔽体も金属隔壁体と同様に、乾留中に生成した泥状のタールが通気口に流れ込んで凝固し閉塞する問題、通気口で凝固したタールの除去作業を炉蓋開放中の高い熱を保有する間に行わねばならない問題など、これから解決しなければならない多くの問題があったものと考えられる。
本発明者らはこの様な問題を解消するため、石炭粒子の侵入を防止する金属製短冊板を左右に通気間隙を設けて縦横に並列した無底構造の炉内ガス流通ボックスを、炉蓋本体の炉内側に断熱ボックスを介して付設した、コークス炉蓋を先に開発した。
さらに本発明者らは、炭化炉から流れ込んだ高温度の熱を保有する炉内ガスの炉蓋放出熱を少なめて高温度に昇温しかつ保温性を確保する炉内ガス流通ボックスを設けた昇温型コークス炉蓋を提供する事を目的に種々検討した結果、炉蓋構造体の炉内側に設けた断熱ボックスと炉内ガス流通ボックスとの間に、該断熱ボックス側から土状黒鉛の塗膜層さらに耐熱性バッキングシートの内張層を施す事によって、その目的を達成し、コークス炉口枠やコースス炉蓋で生成し易いタールの発生を著しく軽減する事を知見した。本発明は、この知見に基づいて構成したものである。In order to solve such a problem, the present inventors have provided a bottomless gas distribution box having a bottomless structure in which a metal strip plate that prevents intrusion of coal particles is provided in the left and right with a ventilation gap in parallel in the vertical and horizontal directions. The coke oven lid, which was attached to the inside of the main body through a heat insulation box, was first developed.
Furthermore, the present inventors have provided an in-furnace gas distribution box that raises the temperature of the in-furnace gas discharged from the carbonization furnace, which holds the high-temperature heat, to a high temperature while ensuring heat retention. As a result of various studies for the purpose of providing a temperature rising type coke oven lid, as a result of the earth graphite from the thermal insulation box side between the thermal insulation box provided inside the furnace of the furnace lid structure and the gas distribution box in the furnace. It was found that by applying a coating layer and a lining layer of a heat-resistant backing sheet, the object was achieved, and the generation of tar that was easily generated in the coke oven frame and the coarse furnace lid was significantly reduced. The present invention is configured based on this finding.
その要旨は、石炭粒子を装入した炭化炉の炉口枠を押圧するエッジ断面形状のフランジ部材を周設した耐熱金属製シールプレートを介して該炭化炉の出入口を開閉する炉蓋構造体の炉内側に設けた断熱ボックスに、土状黒鉛の塗装膜、耐熱性パッキングシートと耐熱性金属シートを積層張りし、さらにその炉内側に耐熱金属製短冊板または耐熱金属製フレームの隣接間に通気用間隙を設けて並列した有底または無底枠体構造の炉内ガス流通ボックスを設けた構造の昇温型コークス炉蓋である。さらに本発明は、前記した無底枠体構造の炉内ガス流通ボックスに、前記炉蓋構造体の炉外側に空気供給源を持つ空気噴出ノズルを設けた構造の昇温型コークス炉蓋である。 The gist of the furnace lid structure that opens and closes the entrance / exit of the carbonization furnace through a heat-resistant metal seal plate provided with a flange member having an edge cross-sectional shape that presses the furnace opening frame of the carbonization furnace charged with coal particles. Laminated graphite film, heat-resistant packing sheet and heat-resistant metal sheet are laminated in a heat-insulating box provided inside the furnace, and air is passed between adjacent heat-resistant metal strips or heat-resistant metal frames inside the furnace. It is a temperature rising type coke oven lid having a structure in which a gas distribution box having a bottomed or bottomless frame structure is provided in parallel with a gap for use. Furthermore, the present invention is a temperature rising type coke furnace lid having a structure in which an air injection nozzle having an air supply source is provided outside the furnace lid structure in the in-furnace gas distribution box having the bottomless frame structure. .
以上述べた本発明の昇温型コークス炉蓋によれば、断熱ボックスに土状黒鉛の塗装膜を施して耐熱性パッキングシートと耐熱性金属シートを積層張りする事によって、該断熱ボックスの耐熱性を維持しまた炉蓋放出熱を少なめて炉内ガス流通ボックス内の昇温性と保温性を確保すると共に、炭化炉から流れ込んだ炉内ガスの燃焼熱あるいは該炉内ガス流通ボックス内に流れ込んだ石炭粒子を燃焼熱で炉蓋近傍部に装入された石炭粒子を乾留しコークス化し、また生成した泥状タールを燃焼し分解消滅する効果を奏する。 According to the temperature rising type coke oven lid of the present invention described above, the heat resistance of the heat insulation box is obtained by laminating a heat resistant packing sheet and a heat resistant metal sheet by applying a coating film of earthy graphite to the heat insulation box. In addition, the heat released from the furnace lid is reduced to ensure the temperature rise and heat retention in the in-furnace gas distribution box, and the in-furnace gas combustion heat flowing from the carbonization furnace or into the in-furnace gas distribution box The coal particles charged in the vicinity of the furnace lid with combustion heat are carbonized and coke, and the produced mud tar is burned and decomposed and extinguished.
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。
図面は本発明の一実施例を示したもので、図1は、炭化炉のコークス排出側(またはコークス押出機側)の出入口を閉塞したコークス炭化炉蓋とその近傍部の炭化炉の断面図を示す。図1において、1は炭化炉で、石炭粒子2が装入されている。すなわち、炭化炉1は、両側に設けた加熱炉(図示せず)で、石炭粒子2を乾留する構造に設けられている。3は炉蓋構造体である。炉蓋構造体3は、炭化炉1の炉口枠4に押圧する圧縮バネや螺子ボルトなど通常の締結用部材を組合わせて構成した通常の締結構造5を付設した鋼鉄製炭化炉蓋フレーム6の炭化炉側に、スライドプレート7、ナイフエッジ断面形状のフランジ部材8を周設した炉口枠4に当接する耐熱金属製のシールプレート9や炉内プレート10などを装着して構成したもので、炭化炉1の出入口11を開閉するものである。本発明における炉蓋構造体3は、上記した構造に限定されるものでなく、炭化炉1の出入口11から炉内ガスの漏洩を防止するものであれば如何なる構造であってもよい。12は断熱ボックスである。断熱ボックス12は、金属製ボックスにアルミナシリケートやセラミックスなど一般に使用される断熱材を充填したもので、炉蓋構造体3の炉内側に設けて炉内ガスが保有する高温度の熱の放出を防止する。13は、炉内ガス流通ボックスである。炉内ガス流通ボックス13は、炭化炉1の石炭粒子2から発生する炉内ガスが流入し易い構造の有底または無底の耐熱金属製中空構造物で、断熱ボックス12の炉高方向を複数段に分割する位置に横支持枠14を設け、さらに該横支持枠14の上下離隔間に耐熱金属製短冊板15を左右または上下あるいは両方の隣接間に通気用間隙16を設けて縦横に配列したものである。また本発明においては、炉高方向に多数の環状または不連続環状の耐熱金属製短冊フレームの上下隣接間に通気用間隙16を設けて横設した炉内ガス流通ボックス13を設けてもよい。22は進退自在な押圧具で、シールプレート9のフランジ部材8を炉口枠4に押圧するシリンダーやバネなどを使用して押圧構造に設けられている。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a coke carbonization furnace lid in which the inlet / outlet on the coke discharge side (or coke extruder side) of the carbonization furnace is closed and the carbonization furnace in the vicinity thereof. Indicates. In FIG. 1,
さらに本発明においては、図2に図1のA−A線断面炭化炉側を拡大斜視図で示す様に、断熱ボックス12に土状黒鉛の塗装膜17、耐熱性パッキングシート18、耐熱性金属シート19を積層張りした後、炉内ガス流通ボックス13を取り付ける。本発明おいて、この積層張り層は、高温度に昇温する炉内ガス流通ボックス13の熱を遮断し、断熱ボックス12の形状変化や焼損を防止する効果を奏する。特に土状黒鉛の塗装膜17は、鱗状黒鉛に較べ結晶性が劣るため塗装密着性がよくまたTiO2やFe2O3成分の含有量が少ないため軟化温度も高いなどの理由から、断熱ボックス12と耐熱性パッキングシート18とを長期間にわたって堅く密着する効果を有する。また耐熱性パッキングシート18は、耐熱性ゴムの他にセラミックファイバーやグラファイト材などのシートで、耐熱性を有しかつ断熱ボックス12や耐熱性金属シート19などの金属材料の熱変化で起こる変形押圧力(応力)を吸収し、炉蓋構造の整形性を長期間維持する効果を奏する。Further, in the present invention, as shown in FIG. 2 in an enlarged perspective view of the cross-section carbonization furnace side of the line AA in FIG. 1, the insulating film 12 is coated with a ground graphite coating film 17, a heat resistant packing sheet 18, a heat resistant metal. After laminating the sheets 19, the in-furnace gas distribution box 13 is attached. In the present invention, the laminated layer has an effect of blocking the heat of the in-furnace gas distribution box 13 that is heated to a high temperature and preventing the shape change and the burnout of the heat insulating box 12. In particular, the coating film 17 of earthy graphite has a lower crystallinity than scale graphite, so that the coating adhesion is good, and since the content of TiO 2 and Fe 2 O 3 components is small, the softening temperature is high, and thus the heat insulating box. 12 and the heat-resistant packing sheet 18 are firmly adhered over a long period of time. The heat-resistant packing sheet 18 is a sheet made of ceramic fiber or graphite material in addition to heat-resistant rubber, and has a heat resistance and is a deforming and pressing material that occurs due to a heat change of a metal material such as the heat insulating box 12 or the heat resistant metal sheet 19. Absorbs pressure (stress) and has the effect of maintaining the shape of the furnace lid structure for a long period of time.
さらに本発明の他の一実施例として炉内ガス流通ボックス13を流通する炉内ガスを燃焼するために、図1で示す様に、上記した炉内ガス流通ボックス13の中空内を炉高方向に沿って、炉蓋構造体3の炉外側に炉内圧制御で自動的にまたは機械的に開閉する動作の空気供給バルブ20を持つ空気噴出ノズル21の1個または任意な間隔で2個以上を設けてもよい。図1は、炉内ガス流通ボックス13に任意な間隔を設けて3個の空気噴出ノズル21を配置した場合の一実施例を示す。すなわち、炭化炉1から炉内ガス流通ボックス13に流れ込んだ炉内ガスが燃焼するに必要な量の空気が、空気供給バルブ20から供給され、空気噴出ノズル21から噴出され、該炉内ガス流通ボックス13の中空内を昇温させ、さらに炉蓋近傍部の炭化炉1に装入された石炭粒子2を加熱し乾留する構造に設けられている。 Further, as another embodiment of the present invention, in order to burn the in-furnace gas flowing through the in-furnace gas distribution box 13, as shown in FIG. In addition, one or more air jet nozzles 21 having an air supply valve 20 that automatically or mechanically opens and closes by furnace pressure control on the outside of the furnace cover structure 3 at the furnace pressure control, or at two or more intervals It may be provided. FIG. 1 shows an embodiment in which three air ejection nozzles 21 are arranged at an arbitrary interval in the in-furnace gas distribution box 13. That is, an amount of air necessary for combustion of the in-furnace gas flowing into the in-furnace gas distribution box 13 from the
上記の様に構成された本発明のコークス炉蓋は、前記した従来のコークス製造作業と同様に炭化炉1の出入口11を閉塞した後、該炭化炉1に石炭粒子2を装入し、しかる後炭化炉1に隣接する加熱炉(図示せず)から高温度の熱を供給しながら、乾留する。乾留中に発生した高温度の熱を保有する炉内ガスは、炉内ガス流通ボックス13へ流動しながら耐熱金属製短冊板15を加熱し、さらに該炉内ガス流通ボックス13の中空内から耐熱金属製短冊板15を介して炭化炉1の炉蓋側に装入された石炭粒子2を加熱し、良好な乾留コークスを製造する。また炉内ガス流通ボックス13の中空内に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気が、空気供給バルブ20と空気噴出ノズル21から供給され、炉内ガス流通ボックス13の該中空内を高温化し、耐熱金属製短冊板15を介して炭化炉1の炉蓋側に装入された石炭粒子2を加熱する。特に本発明のコークス炉蓋は、炉内ガス流通ボックス13と断熱ボックス12との間に土状黒鉛の塗装膜17や耐熱性パッキングシート18などの積層内張りが施されているため、断熱ボックス12から自然放出される熱を遮断し、炉内ガス流通ボックス13の中空内を高温度に昇温し、炉蓋近傍部の石炭粒子2まで良質なコークスを製造し、歩留りを向上する。また高温度に昇温された炉内ガス流通ボックス13に流れ込んだ炉内ガスの未燃焼ガスを燃焼し、タールの発生を著しく軽減するため、炉蓋のタールクリーナ作業時間を著しく短縮し、時にはクリーナ作業を省略する事もある。この効果は、炉内ガス流通ボックス13に空気噴出ノズル21を設けた場合に大きく現れる。 The coke oven lid of the present invention configured as described above closes the inlet / outlet port 11 of the
耐熱性と耐久性に優れた本発明の昇温型コークス炉蓋は、炭化炉蓋付近に装入された石炭粒子の加熱を速めて良好なコークスの生産量を増やし、安定した操業をし続けるなど多くの利点から、コークス製造業において今後実用化に供される可能性が高い。 The temperature rising type coke oven lid of the present invention, which has excellent heat resistance and durability, accelerates the heating of the coal particles charged near the carbonization oven lid, increases the production of good coke, and continues to operate stably. Because of its many advantages, it is likely to be put to practical use in the coke manufacturing industry.
1 炭化炉
2 石炭粒子
3 炉蓋構造体
4 炉口枠
8 フランジ部材
9 シールプレート
12 断熱ボックス
13 炉内ガス流通ボックス
15 耐熱金属製短冊板
16 通気用間隙
17 土状黒鉛の塗装膜
18 耐熱性パッキングシート
19 耐熱性金属シート
20 空気供給バルブ
21 空気噴出ノズルDESCRIPTION OF
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- 2004-09-14 JP JP2004302163A patent/JP2006083359A/en active Pending
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