JP2010215710A - コークス炉炉壁の熱間補修用断熱板及び熱間補修時の補修部と非補修部の遮断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】炭化室に突出するように変形したコークス炉の炭化室と燃焼室を仕切る炉壁を熱間補修する際に、炭化室内に断熱板を容易にかつ安全に設置できるようにする。
【解決手段】水平室炉式コークス炉の炭化室１と燃焼室２を仕切る炉壁３の熱間補修に用いる断熱板１１である。炭化室１の炉団方向長さ（幅）と略同等の幅Ｗを有し、炭化室１の高さより若干短い長さＬを有する断熱板１１の、前記長さ方向に、適宜の間隔を存して複数個の索条又はチェーン１６を取り付ける。前記長さ方向の上端には、炭化室１の天井に、炭化室窯口１ａから炉長方向に挿入したレール２１に案内されて移動する移動ローラ２２の回転部２３への取付け部１５を設ける。
【効果】壁面が突出するように変形して狭小化した炭化室内にも、炉外から作業者が容易に、かつ安全に設置できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コークス炉の燃焼室と炭化室を仕切る炉壁を熱間で補修する際に、作業者の保護と、その設置作業の容易化を可能とするコークス炉炉壁の熱間補修用断熱板、及びこの断熱板を用いた熱間補修時の補修部と非補修部の遮断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、炭化室と燃焼室が炉団方向に交互に配列された構成であり、炭化室に装入した石炭を、隣接する燃焼室からの熱で間接加熱して乾留することでコークスを製造している。

図１０は、コークス炉の構造を模式的に示す図であり、同図（ａ）は炉団方向の鉛直断面図である。同図（ａ）に示すように、炉団方向に互いに隣接する炭化室１と燃焼室２は、炉長方向に設けられた炉壁３で仕切られている。この炉壁３は、炭化室炉壁煉瓦、燃焼室炉壁煉瓦、または単に炉壁煉瓦と称される耐火煉瓦（以下、「炉壁煉瓦」という。）によって構築される。

一方、同図（ｂ）は炉長方向の鉛直断面図である。この同図（ｂ）では、便宜上、紙面右側に炭化室１の領域を、紙面左側に燃焼室２の領域を、それぞれ半分ずつ示している。

同図（ｂ）に示すように、燃焼室２内は、上部が互いに連通した２つのフリューを一組として炉長方向に区画されており、この燃焼室２内を、炉団方向に設けられた壁（以下、「仕切壁」という。）４で複数のフリューに仕切っている。この仕切壁４は、燃焼室フリュー仕切煉瓦、または単にフリュー仕切煉瓦と称される耐火煉瓦（以下、「仕切煉瓦」という。）と、炉団方向の両側部で炉壁３を構築する一部の炉壁煉瓦によって構成される。

炭化室と燃焼室を仕切る炉壁は、燃焼室での燃焼により１０００〜１２００℃程度に加熱された高温状態から、炭化室に常温の石炭が装入されることによって急冷され、その後昇温されて、石炭乾留のために２０〜２４時間程度に亘って高温状態を維持される。

このように、コークスの製造に際しては、炭化室と燃焼室を仕切る炉壁が急激な温度降下と上昇を繰り返し受ける。また、炭化室側の炉壁表面は、コークス排出時に摺擦される。これらに起因して、炭化室と燃焼室を仕切る炉壁には、亀裂や摩耗や欠損等の損傷が発生する。

炉壁に発生する前記損傷は、３０〜５０年程度の寿命期間内に亘って繰り返されることにより増大するが、炉壁の損傷が軽度の場合は、損傷箇所に耐火材を吹き付ける等して簡易的に対処する。一方、炉壁の損傷が重度の場合は、炉壁煉瓦及び／又は仕切煉瓦の積み替えを行う。

ところで、補修作業を行うコークス炉内は高温であるため、非補修部からの熱を補修部へ伝えることを防ぐ必要がある。一方、非補修部の煉瓦は冷却による損傷、劣化を少なくする必要がある。

すなわち、補修部は温度低下を図り、非補修部はなるべく高温状態を維持することが望まれている。この目的のために、炉壁の補修に際しては、炭化室内の炭化室窯口から補修部までの間と、補修部から反炭化室窯口側の非補修部の境界を断熱処置することが行われる。

この断熱処置に際しては、断熱板や断熱板を組み合わせた形状の断熱ボックス等、種々の装置を用いた方法が検討されている。特に、燃焼室側から炭化室側に炉壁が突出している補修部の場合に、炭化室の内部に容易に挿入できるよう、変形が可能な断熱ボックスが開示されている（例えば特許文献１）。

この断熱ボックス５は、前記補修部Ａを有する炭化室１の内部に挿入する場合には、図１１に実線で示すように、断熱ボックス５の幅を狭めておく。

この状態で狭小化した補修部Ａを通過させた後は、断熱ボックス５の可変部５ａを動かして幅を元の状態に戻して断熱ボックス５を設置し（図１１に想像線で示す状態）、補修部Ａと非補修部Ｂを遮断する。

特許文献１には、断熱ボックスを炭化室内に挿入する手段や、変形させた断熱ボックスを炭化室に挿入した後に元の状態に戻す手段について、具体的な開示はなされていないが、いずれも作業者が人力で行うものと考えられる。

しかしながら、コークス炉の炭化室の長さは１０m〜１７m、幅は４００mm〜４５０mmと非常に細長い形状であり、断熱未処理の炭化室窯口から高熱を受けながらの挿入作業となるので、作業者にとっては極めて困難で過酷な作業となる。

また、補修部よりも炭化室窯口（図１１に１ａで示す。）側の炉壁（図１１に３ａで示す。）が高温であるため、狭小化した補修部を通過させた後に、作業者が炭化室内に入って断熱ボックスを元の形に復元させることは困難である。従って、ランス等を使用して炉外から復元させる必要があるが、炭化室は炉底部から天井まで４m〜７mの高さがあるので非常に労力の必要な作業となる。

また、特許文献２には、図１２に示すように、補修する燃焼室２の断熱煉瓦６を、隣り合う炭化室１の炉外から垂直に積む方法が開示されている。しかしながら、この方法は、煉瓦押し治具７を用いて断熱煉瓦６を一個ずつ積み上げていくので施工期間が長くなる。また、壁面が突出するような変形した炭化室内であれば、煉瓦押し治具７が突出部に引っ掛かるので、煉瓦積みは困難な状況となる。なお、図１２中の８は、補修時、炭化室窯口３ａに取付ける防熱カバーを示す。

特開２００６−３４２２９１号公報 実公昭６２−１１９５１号公報

本発明が解決しようとする問題点は、炭化室側に突出するように変形した炭化室と燃焼室を仕切る炉壁を熱間で補修する場合、従来の技術では、炭化室に断熱板を容易に設置したり、この設置作業を安全に行うことができないという点である。

本発明のコークス炉炉壁の熱間補修用断熱板は、
炭化室に突出するように変形したコークス炉の炭化室と燃焼室を仕切る炉壁を熱間補修する際に、炭化室内に断熱板を容易にかつ安全に設置できるようにするために、
炭化室の炉団方向長さ（幅）と略同等の幅を有し、炭化室の高さより若干短い長さを有する断熱板の、前記長さ方向に、適宜の間隔を存して複数個の索条又はチェーンを取り付けるとともに、前記長さ方向の上端には、炭化室の天井に、炭化室窯口から炉長方向に挿入したレールに案内されて移動する移動部材の回転部への取付け部を設けたことを最も主要な特徴としている。

本発明は、上記構成を採用することで、炭化室内への断熱板の挿入が容易に行え、また、断熱板を両側面が挿入方向の前後となるように挿入することで、炭化室と燃焼室を仕切る炉壁の補修部が炭化室内に突出して窯幅が狭小化している場合にも容易に通り抜けることができる。そして、所定の挿入位置で、索条又はチェーンを用いて９０°回転させるだけで設置が完了する。

本発明において、炭化室の炉団方向長さ（幅）と略同等の幅とは、炭化室の幅と可能な限り等しい幅で、かつ、炭化室内で９０°回転できることが可能な幅をいう。また、炭化室の高さより若干短い長さとは、前記長さ方向の上端に設けた取付け部を、移動部材の回転部に取り付けた場合に、断熱板の長さ方向下端と炭化室の床面との隙間が可能な限り小さい長さをいう。

水平室炉式コークス炉の燃焼室と炭化室を仕切る炉壁を熱間補修する場合に、前記本発明の断熱板を用いて補修部と非補修部を遮断するに際しては、次のように行う。

補修する炉壁で仕切られた炭化室の天井に、炉長方向に延びるレールを挿入した後、
先ず、炭化室窯口部で、前記レールに案内されて移動する移動部材の回転部に、請求項１に記載の断熱板を取り付け、その後、補修部を通過して非補修部に位置するまで、押し金物を用いて当該断熱板を両側面が挿入方向の前後となるようにして挿入し、この挿入した位置で、索条又はチェーンを用いて当該断熱板を９０°回転させて前記非補修部と前記補修部を遮断し、
次に、炭化室窯口部で、前記レールに案内されて移動する移動部材の回転部に、適宜の幅を有し、前記断熱板と同様、炭化室の高さより若干短い長さを有し、この長さ方向の上端に、前記レールに案内されて移動する移動部材の回転部への取付け部を設けた側面防熱板を取り付けた後、押し金物を用いて当該側面防熱板を両側面が挿入方向の前後となるようにして挿入して、補修する炉壁と相対する炭化室の炉壁を覆い、
最後に、炭化室壁面と前記断熱板の隙間及び断熱板と側面防熱板の隙間を断熱材で密閉する。これが本発明の熱間補修時の補修部と非補修部の遮断方法である。

本発明によれば、炭化室と燃焼室を仕切る炉壁を熱間補修する際に、壁面が突出するように変形して狭小化した炭化室内にも、炉外から作業者が容易に、かつ安全に設置できるようになる。

また、本発明の断熱板と、適宜の幅を有し、炭化室の高さより若干短い長さを有する断熱板の、前記長さ方向の上端に、レールに案内されて移動する移動部材の回転部への取付け部を設けた側面防熱板を使用すれば、補修部と非補修部を容易に遮断できる。

本発明の断熱板の平面図である。 本発明の断熱板を示した図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 炭化室と燃焼室を仕切る炉壁の補修部を説明するコークス炉の側面図である。 熱間補修するに際し、炭化室の天井にレールを挿入した後の状態を示した補修箇所の側面図である。 レールと本発明の断熱板を吊り下げる部位の詳細図である。 補修部と非補修部を遮断する際に、炭化室にレールを挿入した状態を示した図である。 断熱板を炭化室内に押し込む状態を示した図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 炉外より断熱材を吹付けて熱気を遮断する方法を示した図である。 本発明方法により補修部と非補修部を遮断した場合の平面図である。 水平室炉式コークス炉の概要を示す図で、（ａ）は炉団方向の鉛直断面図、（ｂ）は炉長方向の鉛直断面図である。 変形可能な断熱ボックスを炭化室内に設置する方法を説明する平面図である。 断熱煉瓦設置時の炭化室側面図である。

本発明では、炭化室と燃焼室を仕切る炉壁が突出するように変形した炭化室に、断熱板を容易に、かつ安全に挿入するという目的を、レールに案内されて移動する断熱板を９０°回転可能に構成することで実現した。

以下、本発明のコークス炉炉壁の熱間補修用断熱板について説明した後、この断熱板を使用して熱間補修時に補修部と非補修部を遮断する方法について説明する。

本発明の断熱板を図１及び図２に示す。図１は平面図、図２（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
本発明の断熱板１１は、炭化室１と燃焼室２を仕切る炉壁３を熱間で補修する際に、図３に示すような、炭化室１の炉内側の非補修部Ｂと補修部Ａを遮断するものである。

この断熱板１１は、炭化室１の炉団方向長さ（幅）と略同等の幅Ｗを有し、炭化室１の高さより若干短い長さＬを有している。そして、例えば前記幅Ｗ方向に適宜の間隔を存して配置された２個の鋼製のフレーム金枠１２の周囲に、断熱ボード１３と断熱ウール１４を取り付けた構造である。前記断熱ウール１４は、炭化室１内を通過させ易くするために、例えば針金で結束して極力圧縮しておくことが望ましい。

本発明の断熱板１１は、図４に示した吊りビーム（以下、レールという。）２１を使用して、炉外から炭化室１内へ設置する。なお、図４は補修部Ａの煉瓦を表示していない。（以下、図６，図７、図８も同様である。）この際のレール２１と断熱板１１を吊り下げる部位の詳細を図５に示す。

例えばレール２１は溝型鋼を背中合わせに２個配置した構造であり、炭化室１の天井と接触する部分には、例えば断熱ウール２１ａを設けている。そして、前記２個の溝型鋼に、レール２１に沿って移動が自在な移動ローラ２２がそれぞれ取り付けられている。

本発明の断熱板１１は、長さＬ方向の上端に、前記移動ローラ２２から吊り下げられた回転部（ボルト）２３への取付け部１５を有することで、前記回転部２３に吊り下げられた状態で、炭化室１内の補修部Ａへの移動と回転が行えるようにしている。

前記吊り下げ状態で回転するための手段として、本発明では、断熱板１１の前記長さＬ方向に、適宜の間隔を存して例えば４本のチェーン１６を、前記幅Ｗ方向の一方側に取り付けている。なお、前記チェーン１６を断熱板１１の幅Ｗ方向のどちら側に取付けるのかは、回転方向によって決定される。

次に、この断熱板１１を使用して熱間補修時に補修部Ａと非補修部Ｂを遮断する方法について説明する。

図６は、補修部Ａと非補修部Ｂを遮断する際に、炭化室１にレール２１を挿入した状態を示した図である。炭化室１にレール２１を挿入した後は、炉外に配置した断熱板１１を予め取り付けている作業台車２４と炭化室１に挿入した前記レール２１とを連結する。作業台車２４とレール２１を連結した後は、断熱板１１を炭化室１内に移動させる。

図７は、断熱板１１を炭化室１内に押し込む状態を示した図である。作業台車２４から作業者が押し金物２５を用いて断熱板１１を炭化室１内へ押し込む。この押しこみ時、断熱板１１は炭化室１の補修部Ａと非補修部Ｂを遮断する状態より９０°回転させた状態、すなわち厚さの一番薄い両側を押しこみ方向の前後になるようにする。

前記状態で押し込むことにより、炉壁３が突出するように変形した補修部Ａも容易に通過することができる。断熱板１１を所定の位置まで移動させた後は、断熱板１１を９０°回転させて炭化室１内の非補修部Ｂと補修部Ａを遮断する。この回転は、断熱板１１に予め取り付けておいたチェーン１６を、炭化室１の外から作業者が引っ張ることによって行う。

続いて、側面防熱板１７を同様の方法で炭化室１内に挿入して、補修する炉壁３と相対する炭化室１の炉壁３を覆う。この側面防熱板１７は、適宜の幅を有し、前記断熱板１１と同様、炭化室１の高さより若干短い長さを有し、前記長さ方向の上端に、前記レール２１に案内されて移動する移動ローラ２２の回転部２３への取付け部を設けている。

断熱板１１を９０°回転させただけ、或いは側面防熱板１７を挿入したでは、断熱板１１と側面防熱板１７の間、及び断熱板１１及び側面防熱板１７と炭化室１の炉壁３、天井、床との間に隙間が存在する。

従って、側面防熱板１７を炭化室１内に設置した後に、作業者が炭化室１内に入って前記隙間を遮断することになるが、炉壁３が突出するように変形した炭化室１では、作業者が断熱板１１の設置位置まで入っていけない場合もある。

従って、突出した炉壁３を撤去して断熱板１１、側面防熱板１７を固定することになるが、断熱板１１や側面防熱板１７を設置したばかりの炭化室１の壁面は、まだ温度が下がりきっておらず、作業者が容易に炭化室１内に入って作業を行える状況ではない。

しかしながら、前記の状態で、作業可能な状態まで放置することは、炭化室１の内側からの熱気などで、設置した断熱板１１や側面防熱板１７が変形してしまう危険性がある。

そこで、それまでの間、炭化室１内からの熱気を防止するために、炭化室１外より断熱材を吹付けて熱気の遮断を行う。吹き付けには種々の方法が考えられるが、例えば綿上の断熱ウールをモルタルに混合した断熱材を、圧縮エアーを利用し、長尺ランス２６を用いて当該箇所を吹付ける。吹付け状態を図８に示す。この断熱材の吹付けにより、炭化室１内の作業温度をさらに低下させることができ、断熱板１１、側面防熱板１７の固定作業までの時間短縮が可能となる。

以上の吹き付け作業が終了すると、最後に断熱板１１と側面防熱板１７を溶接して一体化させる（図９参照）。

以上のようにして補修部Ａと非補修部Ｂを遮断した場合、作業者の安全を確保しつつ変形した炭化室１内に断熱板１１を容易に設置できることになって、炭化室１内の余熱から作業者を守りつつ作業スペースを確保できる。また、炭化室１内の作業終了後、チェーン１６を炭化室窯口１ａから引き出すことで、断熱板１１の取り外しも容易に出来る。

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１１を回転する手段としてチェーン１６を示したが、チェーン１６に換えてワイヤロープを使用しても良い。

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

Ａ 補修部
Ｂ 非補修部
１ 炭化室
２ 燃焼室
３ 炉壁
１１ 断熱板
１５ 取付け部
１６ チェーン
１７ 側面防熱板
２１ レール
２２ 移動ローラ
２３ 回転部
２５ 押し金物
２６ 長尺ランス

Claims (3)

1. 水平室炉式コークス炉の炭化室と燃焼室を仕切る炉壁の熱間補修に用いる断熱板であって、
   炭化室の炉団方向長さ（幅）と略同等の幅を有し、炭化室の高さより若干短い長さを有する断熱板の、前記長さ方向に、適宜の間隔を存して複数個の索条又はチェーンを取り付けるとともに、前記長さ方向の上端には、炭化室の天井に、炭化室窯口から炉長方向に挿入したレールに案内されて移動する移動部材の回転部への取付け部を設けたことを特徴とするコークス炉炉壁の熱間補修用断熱板。
2. 水平室炉式コークス炉の燃焼室と炭化室を仕切る炉壁を熱間補修する場合に、請求項１に記載の断熱板を用いて補修部と非補修部を遮断する方法であって、
   補修する炉壁で仕切られた炭化室の天井に、炉長方向に延びるレールを挿入した後、
   先ず、炭化室窯口部で、前記レールに案内されて移動する移動部材の回転部に、請求項１に記載の断熱板を取り付け、その後、補修部を通過して非補修部に位置するまで、押し金物を用いて当該断熱板を両側面が挿入方向の前後となるようにして挿入し、この挿入した位置で、索条又はチェーンを用いて当該断熱板を９０°回転させて前記非補修部と前記補修部を遮断し、
   次に、炭化室窯口部で、前記レールに案内されて移動する移動部材の回転部に、適宜の幅を有し、前記断熱板と同様、炭化室の高さより若干短い長さを有し、この長さ方向の上端に、前記レールに案内されて移動する移動部材の回転部への取付け部を設けた側面防熱板を取り付けた後、押し金物を用いて当該側面防熱板を両側面が挿入方向の前後となるようにして挿入して、補修する炉壁と相対する炭化室の炉壁を覆い、
   最後に、炭化室壁面と前記断熱板の隙間及び断熱板と側面防熱板の隙間を断熱材で密閉することを特徴とする熱間補修時の補修部と非補修部の遮断方法。
3. 炭化室壁面と断熱板の隙間及び断熱板と側面防熱板の隙間を密閉する断熱材を、炉外からの吹付けにより行うことを特徴とする請求項２に記載の熱間補修時の補修部と非補修部の遮断方法。

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