JP2016113476A - Method for tightening oven body of coke oven - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室炉式コークス炉(以下、単に「コークス炉」という。)における炉体の締付け力を燃焼室の高さ方向に均一に伝達することができる締付け方法に関するものである。 The present invention relates to a tightening method capable of uniformly transmitting a tightening force of a furnace body in a chamber furnace type coke oven (hereinafter simply referred to as “coke oven”) in the height direction of the combustion chamber.
コークス炉の炉長方向の断面図を図6に示す。
コークス炉1は、煉瓦で構築された構造物であり、炉体の下部に燃焼排ガスの顕熱を利用して燃料ガス及び燃焼用空気を予熱する蓄熱室2が設けられ、この蓄熱室2の上部に、燃料ガスを燃焼させる燃焼室4と、石炭を乾留する炭化室3が交互に配列されている。
A cross-sectional view of the coke oven in the furnace length direction is shown in FIG.
The
燃焼室4と炭化室3が重層する図6の紙面に垂直な前後方向を炉団方向と、図6の紙面左右方向を炉長方向という。
The front-rear direction perpendicular to the paper surface in FIG. 6 in which the
燃焼室4は、炉長方向において25〜30余りのフリューに分割されており、これらフリューも煉瓦構造物で構築されている。図6では、説明のために燃焼室4の一部(5フリュー分)を、炭化室3と同一の断面に示している。燃焼室4で燃料ガスを燃焼させた際の燃焼熱は、燃焼室4の炉壁を介して炭化室3に伝達され、炭化室3の内部に装入された石炭を乾留する。
The
このように煉瓦を構築した煉瓦構造物であるコークス炉は、当該煉瓦構造物を保持するために、外部から炉体を締付ける構造となっている。コークス炉における炉体の締付け力を、以下、「炉体締付け力」、あるいは「炉締力」という。 A coke oven, which is a brick structure constructed of bricks as described above, has a structure in which a furnace body is tightened from the outside in order to hold the brick structure. The furnace body clamping force in the coke oven is hereinafter referred to as “furnace body clamping force” or “furnace clamping force”.
燃焼室4や炭化室3を構築した煉瓦構造物の、各燃焼室4の炉長方向両端部には、図6に示すように、炉締力を付与するためのバックステー5が一対配置されている。これらバックステー5と燃焼室4の間には、炉蓋(図示せず)を保持するドアフレーム6とドアフレーム6を取付ける保護板7が設けられ、バックステー5からの炉締力は、ドアフレーム6と保護板7を介して煉瓦構造物である燃焼室4や炭化室3に伝達される。
As shown in FIG. 6, a pair of
図7は前記炉締力の伝達方法を模式的に示した図である。
各燃焼室4の炉長方向両端部に配置されたバックステー5は、コークス炉1の高さ方向の上下端に近い2か所でクロスタイロッド10によって連結され、クロスタイロッド10の両端部に取付けられた炉締スプリング11によって炉締力が加えられている。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a method for transmitting the furnace clamping force.
Back stays 5 disposed at both ends of each
そして、この炉締力は、バックステー5の燃焼室4と相対する部分における高さ方向に複数段設置した炉締金物12によって、ドアフレーム6、保護板7を介して煉瓦構造物である燃焼室4や炭化室3に伝達される。
The furnace clamping force is burned as a brick structure through the
前記炉締力の伝達方法について、図8を用いてさらに詳細に記載する。
図8はコークス炉1における炉締金物12の取付け部を水平方向に断面して示した図である。図8の紙面上下方向は炉長方向を示し、紙面上側が炉外側、紙面下側が炉内側を示す。また、図8の紙面左右方向は炉団方向を示す。
The method for transmitting the furnace clamping force will be described in more detail with reference to FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the attachment portion of the
前記複数段設置した炉締金物12は、それぞれの段毎に、バックステー5の炉団方向左右側に2個配置されており、内蔵したスプリング12aにより、各々決められた荷重で取付けている。この荷重はドアフレーム6と保護板7を介して燃焼室4を構築する煉瓦構造物20に伝達されている。
Two
一般的に、前記炉締金物12は、対を成すバックステー5のそれぞれについて、例えば図7に示すように、燃焼室4の高さ方向に6段、炉団方向左右側に各2個の合計12個設置されている。
In general, for each of the
ところで、コークス炉は操業を開始すると30年〜50年の長期間運転し、その間、石炭を高温で乾留してコークスを生産し続けることになる。特にクロスタイロッドの炉締力を伝達するバックステーは、長期間の使用により燃焼室と相対する部分の高さ方向中間部が燃焼室から離反するように湾曲することを避けることができない。 By the way, when a coke oven starts operation, it operates for a long period of 30 to 50 years, and during that time, coal is carbonized at a high temperature to continue producing coke. In particular, the backstay that transmits the furnace clamping force of the cross tie rod cannot be curved so that the intermediate portion in the height direction of the portion facing the combustion chamber separates from the combustion chamber due to long-term use.
このような状況になると、バックステー5とドアフレーム6との間の距離(図8中の寸法L1)が広がる形になり、炉締金物12のスプリング12aが緩んで炉締力が低下する。
In such a situation, the distance between the
炉締力が低下すると、バックステー5の燃焼室4と相対する部分において高さ方向に設けられた炉締金物12の炉締力が均一とならず、燃焼室4と相対する部分の高さ方向中間部に位置する炉締金物12の炉締力が極端に低下する。この炉締力の低下は、煉瓦で構築された燃焼室4の堅牢性を損ない、コークス炉1の炉寿命短縮につながる事態となる。
When the furnace clamping force decreases, the furnace clamping force of the
また、上記理由などによって燃焼室の炉団方向左右側に配置された炉締金物の一方の炉締力が低下した場合、もう片方の炉締金物でしか炉締力を与えることができなくなって燃焼室の煉瓦構造体に不均一な炉締力が作用することになる。この不均一な炉締力により、煉瓦構造物に変形等が発生する危険性がある。 In addition, when the furnace clamping force of one of the furnace clamps arranged on the left and right sides of the combustion chamber in the furnace group direction decreases due to the above reasons, the furnace clamping force can be applied only with the other furnace clamp. A non-uniform furnace clamping force will act on the brick structure of the combustion chamber. Due to this non-uniform furnace clamping force, there is a risk that the brick structure will be deformed.
また、上記したようにドアフレームは炭化室に設置される炉蓋を保持する部材であり、その端部が燃焼室側に張り出しており、また、炉締金物はバックステーから直接ドアフレームを押し付ける構造である。 In addition, as described above, the door frame is a member that holds the furnace lid installed in the carbonization chamber, the end of the door frame projects to the combustion chamber side, and the furnace clamp presses the door frame directly from the backstay. It is a structure.
従って、炉締金物が、炉団方向(図8の紙面左右方向)において、炭化室に近い位置で配置されることになってしまい、炭化室から高温となったコークスを排出する際には炉締金物の温度が高温となって、内蔵されたスプリングが熱劣化する危険性がある。 Therefore, the furnace clamps are arranged at a position close to the carbonization chamber in the furnace group direction (left and right direction in FIG. 8), and when discharging the high-temperature coke from the carbonization chamber, There is a risk that the temperature of the clamp becomes high and the built-in spring is thermally deteriorated.
そこで、炉締金物による炉締力をスプリングで得るのではなく、油圧や空圧による加圧機構によって常時一定の炉締力に維持する装置が特許文献1で開示されている。
Therefore,
特許文献1で開示された装置は、バックステーの変形に関わらず燃焼室に一定の炉締力を加圧することができるという利点がある。しかしながら、炉締金物と比較した場合、設備コストが高くなる。コークス炉1基当りの炭化室、燃焼室の数は通常40〜50であり、燃焼室の両端のバックステーに各6個の炉締装置を配置するとしても、480〜600もの数となり、多額の設備投資が必要となる。
The apparatus disclosed in
また、操業時に高温のコークスを排出したり、高温の炭化室を開放したりする環境下で使用されるので、加圧媒体として使用されることが多い油圧流体が漏洩した際には火気事故を伴う危険性もある。 Also, since it is used in an environment where high temperature coke is discharged during operation or a high temperature carbonization chamber is opened, a fire accident may occur if hydraulic fluid, which is often used as a pressurized medium, leaks. There is also a risk involved.
また、特許文献2には、炉締金物を使用せずにコークス炉からの伝熱を利用する技術が開示されている。すなわち、バックステーのプロテクションプレートに接触する部分を断熱材で被覆することで、断熱材を被覆した部分とその反対側部分との温度差によって熱歪みを発生させ、燃焼室と相対する部分の高さ方向中間部を燃焼室から離反するように湾曲することを防ぐものである。
しかしながら、特許文献2で開示された方法は、熱歪みを利用するものである。従って、コークス炉の稼働率の変化による乾留温度の変動、夏季冬季の季節変動、雨天時の冷却等によってバックステーの表裏部の温度差が変動するとバックステーの変形量もおのずと変化することになって、燃焼室への炉締力を常時一定に維持することが難しい。
However, the method disclosed in
また、一般的な断熱材は、その内部に気孔を多く保持して断熱機能を確保している。この気孔中にコークス製造時の粉塵やコークス炉ガス中のタール分等が侵入すると、断熱性能が徐々に低下し、次第に熱伝導性が助長されてバックステーが燃焼室から離反するように変形して湾曲し、炉締力が燃焼室の高さ方向中間部に過大にかかる事態となる。このような事態になれば、燃焼室煉瓦の損傷につながる危険性もある。 Moreover, a general heat insulating material retains many pores in its interior to ensure a heat insulating function. If dust generated during coke production or tar in the coke oven gas penetrates into the pores, the heat insulation performance gradually deteriorates, and the thermal conductivity is gradually promoted, and the backstay is deformed so that it separates from the combustion chamber. And the furnace tightening force is excessively applied to the intermediate portion in the height direction of the combustion chamber. If this happens, there is a risk of damage to the combustion chamber bricks.
本発明が解決しようとする問題点は、常時一定の炉締力に維持することを目的とする特許文献1,2で開示された方法は、以下の課題を有するという点である。
The problem to be solved by the present invention is that the methods disclosed in
すなわち、特許文献1で開示された方法は、多額の設備投資が必要となるほか、油圧流体が漏洩した際には火気事故を伴う危険性があるという点である。
That is, the method disclosed in
また、特許文献2で開示された方法は、熱歪みを利用するので燃焼室への炉締力を常時一定に維持することが難しく、また、断熱性能が低下した場合は燃焼室煉瓦の損傷につながる危険性があるという点である。
Further, since the method disclosed in
本発明は、コークス炉の炉締力を、燃焼室を構成する煉瓦構造物に燃焼室と相対する部分において高さ方向に均一に伝達でき、しかも、長期間熱的な負荷の高い環境においても安定的に継続できるようにすることを目的とするのである。 The present invention can transmit the coking oven furnace clamping force uniformly to the brick structure constituting the combustion chamber in the height direction in the portion facing the combustion chamber, and also in an environment where the thermal load is high for a long time. The purpose is to be able to continue stably.
本発明は、
上記目的を達成するために、
コークス炉の各燃焼室の炉長方向両端の炉外側に配置され、コークス炉の高さ方向の上下端に近い2か所に設置したクロスタイロッドで連結されたバックステーの燃焼室側の、燃焼室と相対する部分の、高さ方向に複数段、炉団方向に各2個ずつ炉締金物を設置し、前記クロスタイロッドの両端に設けた炉締スプリングによって得た炉締力を、前記炉締金物、燃焼室の炉長方向両端に配置したドアフレームと保護板を介して燃焼室の炉長方向に付与するコークス炉の炉体締付け方法において、
前記バックステーの、前記ドアフレームと前記炉締金物の間に設けた開口部に炉締伝達装置を貫通させ、前記炉締金物から前記炉締伝達装置を介してドアフレームに炉締力を伝達するようにしたことを最も主要な特徴としている。
The present invention
To achieve the above objective,
Combustion on the combustion chamber side of the backstay, which is placed outside the furnace at both ends in the furnace length direction of each combustion chamber of the coke oven and connected by cross tie rods installed at two locations close to the upper and lower ends in the height direction of the coke oven The furnace clamping force obtained by the furnace clamping springs provided at both ends of the cross tie rod is installed in a portion facing the chamber in a plurality of stages in the height direction and two each in the furnace group direction. In the method of tightening the furnace body of the coke oven, which is applied in the furnace length direction of the combustion chamber through the door frame and the protective plate disposed at both ends of the metal clamp, the furnace length direction of the combustion chamber,
A furnace clamping transmission device is passed through the opening of the backstay between the door frame and the furnace clamp, and the furnace clamping force is transmitted from the furnace clamp to the door frame via the furnace clamp transmission device. The most important feature is to do this.
本発明では、炉締金物からドアフレームに伝達する炉締力を、バックステーの、ドアフレームと炉締金物の間に設けた開口部を貫通させた炉締伝達装置を介して伝達するようにしている。 In the present invention, the furnace clamping force transmitted from the furnace clamp to the door frame is transmitted via a furnace clamp transmission device that penetrates the opening of the backstay provided between the door frame and the furnace clamp. ing.
従って、炭化室より炉団方向に離れた位置、すなわち燃焼室の炉団方向中心寄りの位置に炉締金物を設置することができるので、炭化室からの高温による炉締金物のスプリングの熱劣化を抑制することができる。 Therefore, the furnace clamp can be installed at a position away from the carbonization chamber in the direction of the furnace group, that is, at a position closer to the center of the combustion chamber in the combustion chamber direction. Therefore, the thermal deterioration of the spring of the furnace clamp due to the high temperature from the carbonization chamber. Can be suppressed.
また、炉団方向に設置した2個の炉締金物の一方の炉締力が低下しても、残りの炉締金物の炉締力が炉締伝達装置を介してドアフレームに伝達するので、燃焼室の煉瓦構造物に不均一な荷重が作用することがない。 Moreover, even if the furnace clamping force of one of the two furnace clamps installed in the furnace group direction decreases, the furnace clamping force of the remaining furnace clamps is transmitted to the door frame via the furnace clamp transmission device. A non-uniform load does not act on the brick structure of the combustion chamber.
本発明では、バックステーの、ドアフレームと炉締金物の間に設けた開口部に貫通させた炉締伝達装置を介して炉締金物からドアフレームに炉締力を伝達するので、燃焼室の煉瓦構造体に常に均等に炉締力が押し付けられることになり、コークス炉の寿命延長が図れる。 In the present invention, the furnace clamping force is transmitted from the furnace clamp to the door frame via the furnace clamp transmission device that is passed through the opening provided between the door frame and the furnace clamp in the backstay. The furnace clamping force is always pressed evenly against the brick structure, and the coke oven life can be extended.
本発明は、炉締金物からドアフレームに伝達する炉締力を、燃焼室の煉瓦構造物に燃焼室と相対する部分において高さ方向に均一に伝達でき、しかも、長期間熱的な負荷の高い環境においても安定的に継続するという目的を実現するものである。 The present invention can uniformly transmit the furnace clamping force transmitted from the furnace clamp to the door frame to the brick structure of the combustion chamber in the height direction at the portion facing the combustion chamber, and can be subjected to a thermal load for a long period of time. It achieves the objective of continuing stably even in high environments.
そして、前記目的を、炉締金物からドアフレームに伝達する炉締力を、バックステーの、ドアフレームと炉締金物の間に設けた開口部を貫通させた炉締伝達装置を介して伝達することで実現した。 Then, the furnace clamping force for transmitting the object from the furnace clamp to the door frame is transmitted via a furnace clamp transmission device that penetrates an opening provided between the door frame and the furnace clamp in the backstay. That was realized.
以下、本発明の炉体締付け方法を図1〜図5を用いて説明する。なお、図6〜図8と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Hereinafter, the furnace body fastening method of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本発明では、炉締力を付与するために、バックステー5の燃焼室4と相対する部分に、燃焼室4の高さ方向に複数段設置する(図5では7段設置した例を示している。)炉締金物12で、ドアフレーム6を直接押し付けないようにしたことが特徴である。
In the present invention, in order to apply the furnace clamping force, a plurality of stages are installed in the height direction of the
すなわち、本発明では、前記各段のバックステー5の、ドアフレーム6と炉団方向に各2個設置した炉締金物12の間に設けた開口部5aを貫通した炉締伝達装置21を介して、間接的にドアフレーム6を押し付けるようにしている。
That is, in the present invention, the
但し、ドアフレーム6を介して保護板7から燃焼室4の煉瓦構造物20に炉締力を伝達していることは、従来方法と同じである。
However, the furnace clamping force is transmitted from the
図1に示した例では、バックステー5は、いわゆるダブルH型鋼を採用しているが、H型鋼などを採用してもよい。なお、H型鋼は、横断面のH型の縦2本をフランジ、横1本をウェブと称する。また、ダブルH型鋼とは、通常のH型鋼と比較して、ウェブを2本としたものである。
In the example shown in FIG. 1, the
バックステー5は、図1に示すように、フランジ5bが炉団方向、ウェブ5cが炉長方向に沿う方向となるように設置する。そして、バックステー5に設ける開口部5aは、バックステー5のウェブ5cを開口して形成したものであり、炉締伝達装置21は、当該開口部5aを貫通して設置する。
As shown in FIG. 1, the
図2は本発明の炉締金物12の近傍を炉団方向から見た図であり、紙面上下方向が炉長方向で、紙面上側が炉外側、紙面下側が炉内側である。また、図3は図1の矢視A−A図である。
FIG. 2 is a view of the vicinity of the
炉締金物12は、図2に示すように、炉外側はバックステー5の炉外側のフランジ5bに、炉内側は炉締伝達装置21の本体部21aに接するように設置する。
As shown in FIG. 2, the
炉締伝達装置21は、同じ高さレベルに設置した炉団方向左右一対の炉締金物12からの炉締力を一体として受けるために、バックステー5の開口部5aを貫通する本体部21aの両端部に、ドアフレーム6と接触する先端部21bを設けた構成となされている。従って、炉締伝達装置21の本体部21aは、ドアフレーム6間の内側寸法L2に、一対の先端部21bを加えた程度の長さを有するようにする。
The furnace
なお、炉締伝達装置21の材質は、例えば一般構造用圧延鋼材(SS材)を採用する。これより強度の高い材質を選択しても使用上の問題は無いが、コストや調達面から、SS材を採用することが好ましい。
In addition, the material of the furnace clamping
前記炉締伝達装置21には、ドアフレーム6とバックステー5の間の距離L1の変化を調整できる機能を持たせることが望ましい。
It is desirable that the furnace tightening
そのためには、炉締伝達装置21の先端部21bを単純な構造部材とするのではなく、図4に示すように、本体部21aに溶接等で固定される部材21baと本体部21aには固定されない部材21bbに分離し、両部材21baと21bbの炉長方向(図1の紙面上下方向)の相対位置を例えば30〜50mm程度調整可能なようにすればよい。
For this purpose, the
例えば、図4では、本体部21aに固定する部材21baは円柱形としてその外周に雄ねじを形成する一方、本体部21aに固定しない部材21bbは円筒形の内部に前記雄ねじに嵌合する雌ねじを形成している。前記部材21bbは、筒状でもよいが、粉塵環境においてねじ部を保護する観点からは、図4に示すように、底部を有するソケット状とすることが好ましい。
For example, in FIG. 4, the member 21ba fixed to the
上記のように、炉締伝達装置21の先端部21bを構成すれば、バックステー5が湾曲して図1中のL1で示す寸法が拡大しても、前記雄ねじと前記雌ねじの嵌合量を調整して前記L1の拡大寸法分だけ短くなるように調整するだけで、炉締金物12部の寸法L3を一定に保つことができ、炉締力が変化することはない。
As described above, if the
上記本発明では、炉締伝達装置21を設置することで、炉締金物12を炭化室3より離れた燃焼室4の炉団方向中心寄りの位置に設置することができ、炭化室3の熱による炉締金物12のスプリング12a力の劣化を抑制することが可能となる。
In the present invention, by installing the furnace clamping
また、炉団方向に配置された炉締金物12の一方の炉締力が低下しても、もう片方の炉締力は炉締伝達装置21を介することにより炉団方向に与えられることになって、燃焼室4の煉瓦構造物20への不均一な荷重が防止される。
Even if the furnace clamping force of one of the furnace clamps 12 arranged in the furnace group direction decreases, the other furnace clamping force is applied in the furnace group direction via the furnace clamping
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よいことは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above examples, and it goes without saying that the embodiments may be changed as appropriate within the scope of the technical idea described in each claim.
1 コークス炉
4 燃焼室
5 バックステー
5a 開口部
6 ドアフレーム
7 保護板
10 クロスタイロッド
11 炉締スプリング
12 炉締金物
21 炉締伝達装置
21a 本体部
21b 先端部
21ba 部材
21bb 部材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記バックステーの、前記ドアフレームと前記炉締金物の間に設けた開口部に炉締伝達装置を貫通させ、前記炉締金物から前記炉締伝達装置を介してドアフレームに炉締力を伝達するようにしたことを特徴とするコークス炉の炉体締付け方法。 Combustion on the combustion chamber side of the backstay, which is placed outside the furnace at both ends in the furnace length direction of each combustion chamber of the coke oven and connected by cross tie rods installed at two locations close to the upper and lower ends in the height direction of the coke oven The furnace clamping force obtained by the furnace clamping springs provided at both ends of the cross tie rod is installed in a portion facing the chamber in a plurality of stages in the height direction and two each in the furnace group direction. In the method of tightening the furnace body of the coke oven, which is applied in the furnace length direction of the combustion chamber through the door frame and the protective plate disposed at both ends of the metal clamp, the furnace length direction of the combustion chamber,
A furnace clamping transmission device is passed through the opening of the backstay between the door frame and the furnace clamp, and the furnace clamping force is transmitted from the furnace clamp to the door frame via the furnace clamp transmission device. A method for fastening a furnace body of a coke oven, characterized in that:
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