JP2015137291A - Furnace casing hardware of coke oven - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉の炉体レンガを支持する炉体金物に関するものである。 The present invention relates to a furnace body hardware that supports furnace bricks of a coke oven.
一般的に、コークス炉としては、室炉式コークス炉が使用されている(例えば、特許文献1参照)。 In general, a chamber-type coke oven is used as the coke oven (see, for example, Patent Document 1).
室炉式コークス炉は、カールスチール式やオットー式等に分類されるが、ここでは、代表例として、カールスチール式の室炉式コークス炉を対象にして述べる。 The chamber furnace type coke oven is classified into a curl steel type, an Otto type, and the like. Here, as a representative example, a curl steel type coke oven will be described.
室炉式コークス炉(以下、単に「コークス炉」ともいう)の炉前面側の部分断面平面図を図4に示す。 FIG. 4 shows a partial cross-sectional plan view of the furnace front side of a chamber furnace type coke oven (hereinafter also simply referred to as “coke oven”).
図4に示すように、室炉式コークス炉1は多数の燃焼室31と炭化室32とを交互に炉幅方向に配置し構成されている。そして、燃焼室31と炭化室32の炉体レンガ40は各種の金物によって表面を覆われて支持されている。
As shown in FIG. 4, the chamber-
これらの金物は炉体金物11と称されており、炭化室32の窯口10を形成するドアフレーム35、燃焼室31のレンガを押さえるプロテクションレッジ37およびプロテクションプレート38、ヘッドプレート34、フラッシュプレート33、フックボルト36、さらに燃焼室31や炭化室32の上部のレンガ40を押さえる上部ウォールプレート(図示せず)、同じく下部のレンガ40を押さえる下部ウォールプレート(図示せず)などからなっている。
These hardwares are referred to as
なお、上記の炉体金物11の内、窯口10の近傍に配置されている金物(ドアフレーム35、プロテクションレッジ37、プロテクションプレート38、ヘッドプレート34、フラッシュプレート33、フックボルト36等)は窯口金物12と呼ばれている。
Of the above-mentioned
通常の操業時においては、これらの炉体金物11をバックステー2が支持し、これを炉頂部や炉下部に配置したテンションロッド(図示せず)で締め付けて炉体3を保持している。
During normal operation, the
ここで、図4における窯口10近傍部分の拡大図を図3に示す。図3に示すように、従来、窯口10近傍には、炉体金物11(窯口金物12)として、プロテクションレッジ37、プロテクションプレート38、ヘッドプレート34等が設置されている。
Here, the enlarged view of the vicinity of the
ただし、室炉式コークス炉1では炭化室32と燃焼室31の部分の高さが8〜10m程度あり、また、この部分のレンガ40は石炭の炭化(乾留)に必要な1000℃を超える高温を内部に保持するものであるから、炉体金物11の温度も高温となるため、長期間の操業の間に、コークスの押出負荷に加えて、上記の熱負荷によって、炉体金物11そのものの変形やバックステー2の変形さらに接続ボルトの折損等が生じ、炉体金物11(特に、窯口金物12)が脱落して、炉体3の変形が進み、最終的には炉体レンガ40が崩れるという不具合が生じる場合がある。
However, in the chamber furnace
そして、現有するコークス炉1の寿命は40年を越えるものが多くなり、炉体3の変形、炉体レンガ40の損耗、炉体金物11の劣化が増加している。
And the lifespan of the existing
しかしながら、コークス炉1の建設には膨大な費用を必要とするため、コークス炉1の寿命の延長を図ることで費用削減を達成することが指向されている。
However, since the construction of the
このため、変形や脱落が生じた炉体金物11の補修・交換や、変形したバックステー2の交換を行うことにより、炉体3の健全性を維持するようになってきた。
For this reason, the soundness of the furnace body 3 has been maintained by repairing and replacing the deformed or dropped
上述したように、コークス炉1では、炉体金物11の温度も高温となるため、長期間の操業の間に炉体金物11そのものの変形やバックステー2の変形、さらには接続ボルトの折損等が生じ、炉体金物11(特に、窯口金物12)が脱落して、炉体3の変形が進み、最終的には炉体レンガ40が崩れるという不具合が生じる場合がある。
As described above, in the
これに対して、変形や脱落が生じた炉体金物11の補修・交換や変形したバックステー2の交換を行うようになってきており、これまでは、炉体3の健全性を維持するようにしてきた。
On the other hand, repair and replacement of the deformed and dropped
しかしながら、このように、変形や脱落が生じた炉体金物11の補修・交換や変形したバックステー2の交換を行うことも、かなりの時間や費用が掛かってしまう。
However, it takes considerable time and cost to repair / replace the
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、コークス炉の炉体金物として、コークス押出負荷や熱負荷の影響下でも、炉体金物自体の変形や脱落さらにはバックステーの変形を的確に防止することができる炉体金物を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and as a furnace body hardware of a coke oven, even under the influence of a coke extrusion load or a heat load, the furnace body hardware itself is deformed or dropped, and the backstay An object of the present invention is to provide a furnace body hardware capable of accurately preventing deformation.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、炉体金物11のうち、特に問題となるプロテクションレッジ37とプロテクションプレート38に注目し、そのプロテクションレッジ37とプロテクションプレート38が変形したり脱落したりすることを防止するためには、プロテクションレッジ37とプロテクションプレート38をヘッドプレート34と一体化する(一体構造にする)ことが非常に有効であることを見出した。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors pay attention to the
本発明は、上記の知見に基づいており、以下の特徴を備えている。 The present invention is based on the above findings and has the following features.
[1]コークス炉の煉瓦を締め付けるための炉体金物であって、ヘッドプレートとプロテクションレッジとプロテクションプレートを一体構造とした一体構造炉体金物であることを特徴とするコークス炉の炉体金物。 [1] A furnace body hardware for fastening a brick of a coke oven, which is an integrally structured furnace body structure in which a head plate, a protection ledge, and a protection plate are integrally structured.
[2]肉抜きが施されていることを特徴とする前記[1]に記載のコークス炉の炉体金物。 [2] The furnace body metal of the coke oven according to [1], wherein the meat is cut out.
[3]前記[1]または[2]に記載の炉体金物が設置されていることを特徴とするコークス炉。 [3] A coke oven in which the furnace body hardware according to [1] or [2] is installed.
本発明においては、コークス押出負荷や熱負荷の影響下でも、炉体金物の変形や脱落、さらにはバックステーの変形を的確に防止することができる。その結果、炉体金物やバックステーの補修・交換回数を極力少なくしながら、炉体の健全性を保ち、コークス炉の長寿命化が可能になる。 In the present invention, it is possible to accurately prevent the deformation and dropping of the furnace body and the deformation of the backstay even under the influence of the coke extrusion load and the heat load. As a result, it is possible to maintain the soundness of the furnace body and extend the life of the coke oven while minimizing the number of repairs and replacements of the furnace body hardware and backstay.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、上述したように、カールスチール式の室炉式コークス炉を対象にして述べる。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, as described above, the description will be made on the curl steel type chamber coke oven.
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る炉体金物を示す図であり、従来の炉体金物を示した図3に対応している。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a view showing a furnace body according to
図1に示すように、この実施形態1においては、図3に示したヘッドプレート34とプロテクションレッジ37とプロテクションプレート38を一体化して、一体構造炉体金物50としている。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the
このような一体構造炉体金物50とすることによって、従来のように個別の炉体金物(ヘッドプレート34、プロテクションレッジ37、プロテクションプレート38)に分かれている場合(分離構造炉体金物)に比べて、コークス押出負荷や熱負荷に対する耐久性が向上する上に、それら個別の炉体金物間を接続していた接続ボルトも不要になる。
By adopting such a
これによって、実施形態1においては、一体構造炉体金物50自体の変形や脱落、さらにはバックステー2の変形を的確に抑止することができる。
As a result, in the first embodiment, deformation and dropping of the
ここで、一体構造炉体金物50に作用する熱負荷を調査するために、一体構造炉体金物50と分離構造炉体金物のそれぞれについて、有限要素法による熱応力解析を行った。なお、材質は一般的に炉体金物に使用されているFC400とした。
Here, in order to investigate the thermal load acting on the
その結果、一体構造炉体金物50の熱応力は、分離構造炉体金物の熱応力と大きな差異はなかった。特に、一体構造炉体金物50では、図1に示す曲がり部50aに熱による応力集中(熱応力集中)が発生するが、その熱応力集中が発生して最も熱応力条件が厳しくなる曲がり部50aでも十分に許容できる熱応力レベルであった。
As a result, the thermal stress of the integrally structured
なお、FC400は一定の温度(例えば300℃)を超えると温度の上昇とともに耐力が低下するが、耐火鋼は高温領域(例えば300℃〜600℃)でも常温に比べて耐力がほとんど低下しないので、一体構造炉体金物50に耐火鋼を用いれば、コークス炉の高温操業にも対応でき、稼働率を向上させることができる。
It should be noted that the strength of FC400 decreases with increasing temperature when the temperature exceeds a certain temperature (for example, 300 ° C), but refractory steel hardly deteriorates in strength compared to room temperature even in a high temperature region (for example, 300 ° C to 600 ° C). If refractory steel is used for the monolithic
[実施形態2]
図2は、本発明の実施形態2に係る炉体金物を示す図であり、本発明の実施形態1に係る炉体金物を示した図1に対応している。
[Embodiment 2]
FIG. 2 is a diagram illustrating a furnace body according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 1 illustrating the furnace body according to the first embodiment of the present invention.
図2に示すように、この実施形態2に係る炉体金物50は、基本的な構造は実施形態1に係る炉体金物50と同様であるが、それに加えて、肉抜きが施された肉抜き部51(最も薄いところでも残りの厚みが30mm以上)が設けられている。
As shown in FIG. 2, the basic structure of the
これによって、実施形態2においては、一体構造炉体金物50自体の変形や脱落さらにはバックステー2の変形を的確に抑止することができる上に、軽量化が達成されて、更新工事時等における工事負荷を低減させることができる。
As a result, in the second embodiment, the deformation and dropping of the
この場合も上記と同様、有限要素法による熱応力の解析を行ったが、分離構造炉体金物や実施形態1の一体構造炉体金物の熱応力と特段の差異は認められず、十分使用に耐えるレベルであった。 In this case as well, the thermal stress was analyzed by the finite element method in the same manner as described above. However, there was no particular difference between the thermal stress of the separated structural furnace body and the integrally structured furnace body of the first embodiment, and it was sufficiently used It was a level to endure.
1 室炉式コークス炉
2 バックステー
3 炉体
10 窯口
11 炉体金物
12 窯口金物
31 燃焼室
32 炭化室
33 フラッシュプレート
34 ヘッドプレート
35 ドアフレーム
36 フックボルト
37 プロテクションレッジ
38 プロテクションプレート
40 レンガ
50 一体構造炉体金物
50a 曲がり部
51 肉抜き部
DESCRIPTION OF
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JP2014008484A JP2015137291A (en) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | Furnace casing hardware of coke oven |
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-
2014
- 2014-01-21 JP JP2014008484A patent/JP2015137291A/en active Pending
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