JP2007051229A - コークス炉炭化室で使用する補修用足場およびその積み上げ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コークス炉の炭化室の熱間補修を行なう際に、作業員が簡便な手段で安全確実に作業を行なうための補修用足場およびその積み上げ方法を提供する。
【解決手段】 炭化室の天井面に対向する作業用上面６と、炭化室の床面に対向する摺動用下面７と、摺動用下面の上方に作業用上面を固定して支持する長さ0.4〜１ｍの支柱８とを有し、摺動用下面の幅を作業用上面の幅より小さくし、作業用上面の少なくとも３辺の端部に突起１０を設けた補修用足場を使用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コークス炉の炭化室の熱間補修を行なう際に、作業員が炭化室内で使用する補修用足場およびその積み上げ方法に関するものである。

図２は、コークス炉の炭化室と燃焼室の配置の例を模式的に示す水平断面図である。なお図２では、片側の端部近傍（すなわち左側）のみを図示し、他方の端部近傍（すなわち右側）は図示を省略する。
コークス炉は、図２に示すように、燃料が燃焼する燃焼室１と石炭が装入される炭化室２が交互に配置される。炭化室２に装入された石炭は、燃焼室１で発生する熱によって乾留され、コークスとなる。燃焼室１は壁レンガ3aと柱レンガ3bとで構成され、燃焼室１の端部には窯口金物４を取り付けて壁レンガ3aの迫り出しを抑えている。

コークス炉を長期間にわたって操業すると、壁レンガ3aで構成される壁面の変形や侵食が発生し、壁面に亀裂が生じる。さらに操業を継続すれば、亀裂が燃焼室１から炭化室２まで貫通し、炭化室２内を浮遊する微細な石炭粉や乾留によって発生するＣＯガスが燃焼室１へ流入する。石炭粉やＣＯガスは、燃焼室１内の燃料と空気の混合比率（いわゆる空燃比）を乱すので、多量の煤が発生する。また、壁面が炭化室２側に突出するように変形すれば、コークスを炭化室２から押し出すのが困難になる。

したがって炭化室２と燃焼室１を区切る壁面の変形や侵食が発生したときには、該当する部位をレンガ積替等の補修を行なう必要がある。その際には、燃焼室１内には作業員が入れないので、炭化室２側から補修を行なう。しかも、その補修は熱間補修と呼ばれるように、炭化室２内を冷却せず、高温のままで行なう。その主な理由は、
(1) 炭化室２を常温まで冷却するのに長時間を要するばかりでなく、補修が終了した後の昇温に再び長時間を要する、
(2) 炭化室２内の温度変化に起因して、壁面の変形や耐火物（すなわち壁レンガ，目地材）の鉱物変化が生じる
等によって、コークス炉の操業に支障を来たすからである。

そこで、高温の環境で補修作業（すなわち熱間補修）を行なう作業員を保護するために、種々の技術が検討されている。
たとえば特許文献１には、炭化室内で補修作業を行なう作業員を保護する断熱ボックスが開示されている。この技術では、断熱ボードを用いて直方体に成形した断熱ボックスを炭化室内に挿入し、その断熱ボックス内で作業員が補修作業を行なうので、作業員は炭化室内の熱から保護される。しかし壁面が炭化室２側に突出するように変形した場合には、断熱ボックスを炭化室内に挿入するのは困難である。しかも冷却水を用いて断熱ボックスを冷却するので、水漏れが発生すると水蒸気爆発を引き起こす惧れがある。

また特許文献２には、鋼製の外板を直方体に成形し、外板の内側に断熱材を張り付けたボックス状補修装置が開示されている。この技術では、ボックス状補修装置が鋼板の成形体であるから、壁面が炭化室２側に突出するように変形した場合には、ボックス状補修装置を炭化室内に挿入するのは困難である。しかも、この技術ではボックス下部より冷気を送風するとあるが、この方式ではボックス下部の補修が不可能であり、必要部位を任意に補修するという機能を満たさないことになる。

炭化室２の熱間補修においては、このような作業領域の断熱性に関わる技術（たとえば特許文献１，２参照）のみならず、高所作業を安全確実に行なうための技術が求められる。すなわち、炭化室２の高さは７ｍ程度であり、炭化室２の壁面や天井を補修する際には、高所における補修作業を可能にする足場が不可欠である。
たとえば特許文献３には、コークス炉の築炉工事で使用する足場が開示されている。この技術では、天井走行クレーンを用いて足場を炭化室内に搬入する。つまり、この技術は築炉工事にて炭化室の壁面を構築する作業に適用できる。しかしながら炭化室の天井を構築した後で、この技術を適用するためには、炭化室の天井を取り外さなければならない。したがって、操業を開始したコークス炉の炭化室の壁面を補修するために、特許文献３に開示された技術を適用するのは困難である。

また特許文献３には、炉内足場と炉外足場を連結して足場全体の安定性を確保する技術が開示されている。特許文献３に記載されている通り築炉工事であれば、この炉外足場を使用することは可能である。ところが、炭化室の熱間補修はコークス炉を稼動しながら該当する炭化室の補修作業を行なう。そのため熱間補修では、作業中に炉前を押出し機やガイド車が走行するので、炉外足場を設置することは困難である。

つまり特許文献３に開示された技術を炭化室の熱間補修に適用するのは困難である。
特開平8-81681 号公報 特開平5-239463号公報 特公昭60-49675号公報

本発明は上記の問題を解消するためになされたものであり、コークス炉の炭化室の熱間補修を行なう際に、作業員が簡便な手段で安全確実に作業を行なうための補修用足場およびその積み上げ方法を提供することを目的とする。

本発明は、コークス炉の炭化室内に挿入される箱状の補修用足場であって、炭化室の天井面に対向する作業用上面と、炭化室の床面に対向する摺動用下面と、摺動用下面の上方に作業用上面を固定して支持する長さ0.4〜１ｍの支柱とを有し、摺動用下面の幅を作業用上面の幅より小さくし、作業用上面の少なくとも３辺の端部に突起を設ける補修用足場である。

また本発明は、コークス炉の炭化室内に挿入される箱状の補修用足場の組立て方法において、長さ0.4〜１ｍの支柱を用いて摺動用下面の上方に作業用上面を固定して支持し、摺動用下面の幅を作業用上面の幅より小さくし、作業用上面の少なくとも３辺の端部に突起を設けた補修用足場を、炭化室内に挿入してバックステイ金物に捕縛して固定し、次いで補修用足場の作業用上面に２段目の補修用足場を積み上げてバックステイ金物に捕縛して固定し、順次、上段に位置する補修用足場を積み上げてバックステイ金物に捕縛して固定する補修用足場の積み上げ方法である。

本発明によれば、炭化室の熱間補修を行なうにあたって、作業員が簡便な手段で安全確実に作業できる。

図１は、本発明の補修用足場の例を模式的に示す斜視図である。本発明の補修用足場は、炭化室の天井面に対向する作業用上面６と、炭化室の床面に対向する摺動用下面７と、摺動用下面７の上方に作業用上面６を固定して支持する支柱８とを有する。
支柱８の高さは0.4〜１ｍの範囲内を満足する必要がある。支柱８の高さが0.4ｍ未満では、炭化室壁面の上方を補修する際に多数の補修用足場を積み上げることになるので、補修作業の安全性を確保できなくなる惧れがあるばかりでなく、補修用足場の積み上げ作業に多大な時間を要する。一方、支柱８の高さが１ｍを超えると、補修足場の重量が増大し、しかも作業員が補修作業に用いる耐火材や機具を作業用上面６に持ち上げる負荷が増大する。

図１には６本の支柱８を設ける例を示したが、本発明では、１基の補修用足場に設ける支柱８の本数は特定の数値に限定せず、補修用足場を運搬する車両の積載荷重の制限や補修を要する炭化室壁面の寸法等に応じて適宜設定する。ただし、補修用足場の軽量化を図る観点から、支柱８は鋼管や形鋼を使用するのが好ましい。また支柱８を補強する梁９は、必ずしも設ける必要はない。本発明では、１基の補修用足場に設ける梁９の本数は特定の数値に限定せず、補修用足場の寸法や重量等に応じて適宜設定する。

作業用上面６は、補修作業の際に作業員の作業場となる平面である。また炭化室壁面の高い位置を補修する際には、この作業用上面６上に補修用足場を積み上げていく。したがって、作業用上面６の少なくとも３辺の端部に突起10を設けて、上段の補修用足場が滑落するのを防止する。この作業用上面６上に積み上げた補修用足場の滑落を防止するためには、作業用上面６の４辺すべての端部に突起10を設けることが好ましい。ただし後述するように、補修用足場を積み上げる際に、作業用上面６上で上段の補修用足場を摺動させることを考慮すると、作業用上面６の１辺には突起10を設けず、他の３辺の端部に突起10を設けることが好ましい。

この突起10の高さは30〜50mmの範囲内が好ましい。突起10の高さが30mm未満では、本発明の補修用足場を積み上げた時に不安定になる。一方、突起10の高さが50mmを超えると、後述する足場板13より高くなり、作業者が躓く危険性が高くなる。また突起10の一例として、図１には、作業用上面６の端部にＬ形鋼を接合する例を示したが、本発明では、突起10は特定の構造物に限定しない。たとえば作業用上面６の端部を上方に折り曲げて突起10を形成することも可能である。

摺動用下面７は、補修用足場を炭化室内に挿入する際に、炭化室の床面上を摺動する平面である。つまり図２に示すコークス炉の水平断面図において、補修用足場は炭化室２の開口部から床面上を摺動させて挿入される。また、補修用足場を炭化室２から取り出すときも床面上を摺動させる。したがって摺動用下面７の進行方向の端部を上方に反らせておくことが好ましい。ここでは、摺動用下面７の端部を上方に反らせた部位を反り部11と記す。

また、炭化室２内の高所を補修するために補修用足場を積み上げる場合には、下段の補修用足場の作業用上面６上を摺動させる。摺動用下面７の端部に反り部11を設けて、テーブルリフター等の高所作業用の機器を用いることによって、容易に補修用足場を積み上げることが可能となる。
このようにして補修用足場を積み上げることを考慮すると、摺動用下面７の幅を、作業用上面６の幅（すなわち突起10の外側面の間隔）より小さくする必要がある。

図３は、炭化室２内に補修用足場を挿入した例を模式的に示す垂直断面図である。図３中の炭化室2a，2bの壁面を補修する際には、反対側の健全な壁面と天井部を耐火物12で覆うことによって、壁面から発生する輻射熱を遮断して作業員を保護する。補修しない壁面と天井部を耐火物12によって覆うためには断熱ボックス等を使用すれば良い。ただし、壁面から発生する輻射熱の遮断は、本発明の目的ではないので、ここでは詳細な説明を省略する。

炭化室2aの壁面の補修部位は低位置であるから、炭化室2a内に補修用足場を１基のみ挿入する。さらに、作業用上面６上に足場板13を載置する。足場板13の厚さは、突起10の高さと同等であることが好ましい。作業用上面６上に足場板13を載置することによって、作業員が突起10に躓いて転倒するのを防止できる。
一方、炭化室2bの壁面の補修部位は高位置であるから、炭化室2b内で補修用足場を積み上げる。その場合は、下段の作業用上面６上で上段の摺動用下面７を摺動させて、順次、補修用足場を積み上げる。図３には４基の補修用足場を積み上げる例を示す。そして作業員が突起10に躓いて転落するのを防止するために、最上段の作業用上面６上に足場板13を載置する。

なお図３中の符号14は、炭化室の補修作業の際に天井部が落下するのを防止するための天井吊り具である。ただし、天井部の落下防止は、本発明の目的ではないので、ここでは天井吊り具14の説明を省略する。
このようにして炭化室の開口部から補修用足場を炭化室内に挿入するので、炭化室の天井を取り外す必要はない。しかも天井吊り具14を使用して健全な天井部を保存することによって、壁面の補修作業が終了した後、補修した壁面と健全な天井部とを結合させることも可能である。また、天井部の補修が必要な場合は、補修用足場をさらに積み上げることによって、作業員が天井部の補修を行なうことが可能である。なお、高所における補修用足場の挿入，取り出しは、テーブルリフター等の高所作業用の機器を用いることによって容易に行なうことができる。

炭化室２内に挿入した補修用足場は、その開口部の近傍に設けられているバックステイ金物に捕縛して固定し、炭化室２内の所定の位置から移動するのを防止する。炭化室２内に挿入した補修用足場を所定の位置に固定する一例を図４に示す。図４に示す例では、クランプ15を介してバックステイ金物５に固定部材16を固定し、さらにジョイント17を介して固定部材16に補修用足場の支柱８を固定する。ただし本発明では、補修用足場を所定の位置に固定する手段は、図４に示す構成に限定するものではない。たとえばジョイント17の代わりにチェーンやワイヤ等を用いて固定部材16に補修用足場の支柱８を固定することも可能である。

以上に説明したように、本発明によれば、炭化室の熱間補修を行なうにあたって、作業員が簡便な手段で安全確実に作業できる。

図１に示す構成の補修用足場を作製した。作業用上面６（ＪＩＳ規格SS400 の鋼板）の３辺の端部にＬ形鋼（ＪＩＳ規格G3192 ）を接合して突起10（高さ40mm）を形成した。この突起10の外側面の距離（すなわち作業用上面６の幅）は 240mmとした。摺動用下面６（ＪＩＳ規格SS400 の鋼板）の進行方向には反り部11を設けた。支柱８は長さ 900mmの鋼管（ＪＩＳ規格A8951 ）を６本使用した。また梁９は３ケ所に鋼管（ＪＩＳ規格G3452 ）を使用した。

次いで図３に示すように、この補修用足場を炭化室内に挿入して、壁面の補修部位の高さに応じて、適宜、補修用足場を積み上げて熱間補修を行なった。最上段の補修用足場の作業用上面６には足場板13を載置した。足場板13の厚さは40mmであった。また、補修しない壁面と天井部を耐火物12で覆うために、所定の形状の断熱ボックスを使用した。さらに、天井吊り具14を用いて天井部の落下を防止した。

その際、図４に示すように、クランプ15，固定部材16，ジョイント17を用いてバックステイ金物に補修用足場の支柱８を固定した。
このようして30日間にわたって炭化室壁面の熱間補修を行ないながら、コークス炉を操業した。その期間中に補修用足場の変形や崩壊は発生せず、支障なく作業を行なうことができた。

本発明の補修用足場の例を模式的に示す斜視図である。 コークス炉の炭化室と燃焼室の配置の例を模式的に示す水平断面図である。 炭化室に補修用足場を挿入した例を模式的に示す垂直断面図である。 炭化室内に挿入した補修用足場を所定の位置に固定する一例を模式的に示す水平断面図である。

符号の説明

１ 燃焼室
２ 炭化室
3a 壁レンガ
3b 柱レンガ
４ 窯口金物
５ バックステイ金物
６ 作業用上面
７ 摺動用下面
８ 支柱
９ 梁
10 突起
11 反り部
12 耐火物
13 足場板
14 天井吊り具
15 クランプ
16 固定部材
17 ジョイント

Claims (2)

1. コークス炉の炭化室内に挿入される箱状の補修用足場であって、炭化室の天井面に対向する作業用上面と、前記炭化室の床面に対向する摺動用下面と、前記摺動用下面の上方に前記作業用上面を固定して支持する長さ0.4〜１ｍの支柱とを有し、前記摺動用下面の幅を前記作業用上面の幅より小さくし、前記作業用上面の少なくとも３辺の端部に突起を設けることを特徴とする補修用足場。
2. コークス炉の炭化室内に挿入される箱状の補修用足場の組立て方法において、長さ0.4〜１ｍの支柱を用いて摺動用下面の上方に作業用上面を固定して支持し、前記摺動用下面の幅を前記作業用上面の幅より小さくし、前記作業用上面の少なくとも３辺の端部に突起を設けた補修用足場を、炭化室内に挿入してバックステイ金物に捕縛して固定し、次いで前記補修用足場の作業用上面に２段目の補修用足場を積み上げてバックステイ金物に捕縛して固定し、順次、上段に位置する補修用足場を積み上げてバックステイ金物に捕縛して固定することを特徴とする補修用足場の積み上げ方法。
   

Images