JP2016169897A - レンガ構造体の補修方法及びコークス炉煙道の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンガ構造体の崩落した箇所を短時間で確実に補修するコークス炉煙道の補修方法を提供する。【解決手段】レンガ構造体５の崩落開口部の開口周縁の積み重なり状態がずれているレンガを崩していき、積み重なり状態がずれていないレンガで開口縁部が形成される補修用開口部１０を設ける。この補修用開口部のアーチ方向の開口縁部１０ｂを形成している複数のレンガに対して、それらの積み重なり状態がずれないように連結保持する。また、レンガ構造体の内部を通過するガスが補修用開口部からコンクリート構造体４側に流出するのを断熱性部材１５〜２３を配置することで封じる。【選択図】図１６

Description

本発明は、レンガ構造体の補修方法及びコークス炉煙道の補修方法に関する。

コークス炉は、燃焼室と炭化室が交互に配列されており、燃焼室でガスを燃焼することで炭化室に装入した石炭を乾留してコークス化する。燃焼室で発生した排気ガスは、煙道を通過して煙突から外部に排出される（例えば、特許文献１）。
コークス炉の煙道は、トンネル形状のコンクリート構造体と、このコンクリート構造体の内部に排気ガスのガス道として構築され、多数の耐火レンガを積み重ねてなる半円アーチ形状のレンガ構造体と、を備えている。
レンガ構造体は、経年劣化により天井のレンガの一部が崩落する場合があり、このレンガの崩落が進行してガス道に堆積してしまうと、煙突のドラフト力（吸引効果）が低下し、コークス炉の燃焼が制限され、生産量の低下や燃焼不良による品質低下となるおそれがある。

特開２００６−１８８６０８号公報（図１参照）

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、レンガ構造体の崩落した箇所を、短時間で確実に補修することができるレンガ構造体の補修方法を提供するとともに、レンガ構造体の崩落した箇所を短時間で確実に補修することができるとともに、コークスの生産量の低下や燃焼不良による品質低下を防止することができるコークス炉煙道の補修方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るレンガ構造体の補修方法は、多数のレンガを半円アーチ形状に積み重ねることでトンネル状に構築され、ガス道として使用されており、上記レンガの一部が崩落して崩落開口部が形成されたレンガ構造体を補修する方法である。この方法は、上記崩落開口部の開口周縁の積み重なり状態がずれている上記レンガを崩していき、積み重なり状態がずれていない上記レンガで開口縁部が形成されるように補修用開口部を設ける工程と、この補修用開口部のアーチ方向の開口縁部を形成している複数のレンガに対して、それらの積み重なり状態がずれないように連結保持する工程と、上記レンガ構造体の内部を通過するガスが上記補修用開口部から上記レンガ構造体の外部へ流出するのを封じる工程と、を備えている。

また、本発明の一態様に係るコークス炉煙道の補修方法は、多数のレンガを半円アーチ形状に積み重ねることでトンネル状に構築され、コークス炉の燃焼室で発生した排気ガスを煙突に流すガス道としてのレンガ構造体と、このレンガ構造体を覆っているコンクリート構造体とを備え、上記レンガの一部が崩落して崩落開口部が形成された上記レンガ構造体を補修するコークス炉煙道の補修方法である。この方法は、上記レンガ構造体の上記崩落開口部の開口周縁の積み重なり状態がずれている上記レンガを崩していき、積み重なり状態がずれていない上記レンガで開口縁部が形成される補修用開口部を設ける工程と、この補修用開口部のアーチ方向の開口縁部を形成している複数のレンガに対して、それらの積み重なり状態がずれないように連結保持する工程と、上記レンガ構造体の内部を通過するガスが上記補修用開口部から上記コンクリート構造体側に流出するのを封じる工程と、を備えている。

本発明に係るレンガ構造体の補修方法によれば、レンガ構造体の崩落した箇所を、短時間で確実に補修することができる。
また、本発明に係るコークス炉煙道の補修方法によれば、レンガ構造体の崩落した箇所を短時間で確実に補修することができるとともに、コークスの生産量の低下や燃焼不良による品質低下を防止することができる。

本発明に係るコークス炉設備を示す概略図である。 本発明に係るコークス炉の煙道を示す長手方向断面図である。 コークス炉の煙道を示す短尺方向断面図である。 煙道を構成するレンガ構造体に崩落開口部が形成された状態を示す図である。 レンガ構造体の崩落開口部の開口周縁のレンガを崩して補修用開口部を形成した状態を示す図である。 補修用開口部のアーチ方向の開口周縁の形状を示した図である。 図７のVII−VII矢視から示した図である。 煙道を構成するコンクリート構造体に作業用開口部を形成した状態を示す長手方向断面図である。 本発明に係る断熱性部材の構造を示す図である。 補修用開口部の周囲とコンクリート構造体の内壁との間に断熱性部材を配置している初期の作業工程を示す図である。 図１０のXI−XI線矢視断面図である。 補修用開口部の周囲とコンクリート構造体の内壁との間に断熱性部材を配置する中期の作業工程を示す図である。 図１２のXIII−XIII線矢視断面図である。 補修用開口部の周囲とコンクリート構造体の内壁との間に断熱性部材を配置する最後の作業工程を示す図である。 図１４のXV−XV線矢視断面図である。 コンクリート構造体に形成した作業用開口部を閉塞する状態を示す長手方向断面図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第１実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るコークス炉設備を示すものである。符号１で示すコークス炉は、燃焼室と炭化室が交互に配列されている。炭化室に石炭を挿入し、燃焼室で燃料ガスを燃焼することで、燃焼室及び炭化室の間に配置したレンガを介して炭化室に挿入した石炭を乾留してコークス化する。そして、コークス炉１の燃焼室で発生した排気ガスは、煙道２を通過して煙突３から外部に排出される。
煙道２は、図２及び図３に示すように、トンネル状のコンクリート構造体４と、コンクリート構造体４の内部に構築されたレンガ構造体５と、レンガ構造体５に設置された煙道バタフライ弁６とを備えている。
レンガ構造体５は、多数の耐火レンガ７を積み重ねて形成した半円アーチ形状の構造物であり、コークス炉１の燃焼室で発生した排気ガスを煙突３まで流すガス道である。煙道バタフライ弁６は、コークス炉１の燃焼室への燃料ガスの供給量変更時に排ガス量を変更するための装置であり、加えて一時的に停止する場合に、煙突３から冷気が流入してコークス炉１の温度が低下するのを防止するために、レンガ構造体５のガス道を全閉にする装置である。

図４は、経年劣化したレンガ構造体５を示すものであり、天井８を構成している耐火レンガ７の一部が崩落して崩落開口部９が形成されている。この崩落開口部９の開口縁部９ａは、耐火レンガ７の重なり状態がずれている。
次に、本発明の第１実施形態に係る煙道（コークス炉煙道）２の補修方法について説明する。
この第１実施形態は、レンガ構造体５に崩落開口部９が形成された場合に、コークス炉１の燃焼室で発生した排気ガスが煙突３に正常に流れるように煙道２を修復する方法である。

この第１実施形態は、先ず、図４の崩落開口部９の開口縁部９ａの積み重なり状態がずれている耐火レンガ７を崩していき、図５に示すように、開口周縁を形成する耐火レンガ７の積み重なり状態が正常な（耐火レンガ７の積み重なり状態がずれていない）補修用開口部１０を形成する。
すなわち、図５の補修用開口部１０の開口周縁には長手方向の開口周縁１０ａ及びアーチ方向の開口周縁１０ｂが形成されており、これら開口周縁１０ａ，１０ｂを、積み重なり状態が正常な耐火レンガ７とする。

次に、図７に示すように、アーチ方向の開口周縁１０ｂを形成している正常に積み重なっている複数の耐火レンガ７の補修用開口部１０を向く端面のそれぞれに、短尺なアンカー１１、長尺なアンカー１２の一端側を打ち込んでいく。これら短尺なアンカー１１、長尺なアンカー１２の他端には、ワイヤー通し部１１ａ、１２ａが形成されている。
アーチ方向の開口周縁１０ｂを形成する複数の耐火レンガ７は、補修用開口部１０側に突出している端面とへこんだ端面とがアーチ方向に交互に繰り返されている。耐火レンガ７の突出した端面に短尺なアンカー１１が打ち込まれ、耐火レンガ７のへこんだ端面に長尺なアンカー１２が打ち込まれるとともに、短尺なアンカー１１及び長尺なアンカー１２の他端に形成したワイヤー通し部１１ａ、１２ａが、アーチ方向の開口周縁１０ｂに沿って同一レベルで延在する。

次に、図６に示すように、アーチ方向の開口周縁１０ｂに沿って同一レベルで延在している短尺なアンカー１１のワイヤー通し部１１ａ、長尺なアンカー１２のワイヤー通し部１２ａの全てにワイヤー１３を通し、アーチ方向の両端部に位置するワイヤー通し部１１ａ、１１ａに、緊張力を付与したワイヤー１３の両端部を溶接等で結合する。これにより、緊張力が付与されたワイヤー１３の復元力により、アーチ方向に積み重なっている複数の耐火レンガ７に圧縮力が作用する。
なお、各ワイヤー通し部１１ａ，１２ａと、これらに通過しているワイヤー１３の部位と、を溶接などで結合してもよい。

次に、図８に示すように、コンクリート構造体４の上壁４ａに、レンガ構造体５の補修用開口部１０に向けて開口する作業用開口部１４を形成する。
次に、図１０から図１６で示すように、断熱性部材１５〜２３を、作業用開口部１４を使用して外部から搬入し、コンクリート構造体４とレンガ構造体５との間に配置する。
断熱性部材１５〜２３は、図９に示すように、一対の金網２５，２６の間に板状の断熱材２７を挟んだ部材であり、部材毎に外観形状が異なっている。
断熱性部材１５〜２３のレンガ構造体５及びコンクリート構造体４への配置について、図１０から図１６を参照して説明する。

先ず、図１０及び図１１に示すように、断熱性部材１５は、補修用開口部１０のアーチ方向の開口周縁１０ｂ近傍の天井８の最上部とコンクリート構造体４の上壁４ａの下面との間の隙間が埋まるように配置される。
次いで、図１１に示すように、断熱性部材１６は、コンクリート構造体４の短尺方向（一対の側壁４ｂに向う方向）に断熱性部材１５に連続して上壁４ａの下面に固定される。この断熱性部材１６の固定は、自身を貫通した固定釘（不図示）が上壁４ａに打ち込まれることで行われる。

次いで、図１０及び図１１に示すように、断熱性部材１７は、補修用開口部１０の長手方向の開口周縁１０ａの一部及びアーチ方向の開口周縁１０ｂの全域に当接し、その上面を断熱性部材１５，１６の下面に当接して隙間が埋まるように固定される。この断熱性部材１７の固定は、自身を貫通した固定釘がアーチ方向の開口周縁１０ｂの端面に打ち込まれることで行われる。
次いで、図１２及び図１３に示すように、断熱性部材１８は、補修用開口部１０に対して上方位置のコンクリート構造体４の上壁４ａに作業用開口部１４を閉塞し、断熱性部材１５に隣接して固定される。この断熱性部材１８の固定も、自身を貫通した固定釘が上壁４ａに打ち込まれることで行われる。

次いで、図１３に示すように、断熱性部材１９は、コンクリート構造体４の短尺方向に断熱材１８に連続して上壁４ａの下面に固定される。この断熱性部材１８の固定も、自身を貫通した固定釘が上壁４ａに打ち込まれることで行われる。
次いで、図１４及び図１５に示すように、断熱性部材２０，２１，２２は、コンクリート構造体４の側壁４ｂに当接し、補修用開口部１０の長手方向の開口周縁１０ａに固定される。これら断熱性部材２０，２１，２２の固定も、自身を貫通した固定釘が長手方向の開口周縁１０ａの端面に打ち込まれることで行われる。

次いで、図１４及び図１５に示すように、断熱性部材２３は、補修用開口部１０に対して側方位置のコンクリート構造体４の側壁４ｂに固定される。その際、断熱性部材２３の上面は断熱性部材１９に当接し、側面は断熱性部材１７に当接し、下面は断熱材２０，２１，２２に当接して隙間が埋まるように固定する。この断熱性部材２３の固定も、自身を貫通した固定釘が側壁４ｂに打ち込むことで行われる。
最後に、図１６に示すように、板状の断熱材２４ａを下面に一体化した蓋部材２４で作業用開口部１４を閉塞する。

次に、上述した第１実施形態の作用効果について説明する。
第１実施形態では、経年劣化により崩落開口部９が形成されたレンガ構造体５に対して、崩落開口部９の開口縁部９ａの積み重なり状態がずれている耐火レンガ７を崩していき、積み重なり状態が正常な耐火レンガ７で開口周縁（長手方向の開口周縁１０ａ及びアーチ方向の開口周縁１０ｂ）を構成した補修用開口部１０を形成する。
そして、この補修用開口部１０のアーチ方向の開口周縁１０ｂを形成している各耐火レンガ７の端面にアンカー１１，１２の一端側を打ち込んでいき、これらアンカー１１，１２の他端のワイヤー通し部１１ａ、１２ａにワイヤー１３を通し、アーチ方向の両端部に位置するワイヤー通し部１１ａ、１１ａに、緊張力を付与したワイヤー１３の両端部を結合する。

これにより、耐火レンガ７同士を連結しているワイヤー１３，アンカー１１，１２が、各耐火レンガ７のアーチ方向に積み重なっている方向に圧縮力を作用するので、補修用開口部１０のアーチ方向の開口周縁１０ｂを形成する耐火レンガ７の崩れの進行が確実に防止される。
したがって、レンガ構造体５の耐火レンガ７の崩落が防止されてガス道にはレンガが堆積しないので、煙突のドラフト力（吸引効果）が低下せず、コークスの生産量の低下や燃焼不良による品質低下を防止することができる。

また、コンクリート構造体４の内壁（上壁４ａ，側壁４ｂ）とレンガ構造体５の補修用開口部１０の周囲との間に配置した断熱性部材１５〜２３は、レンガ構造体５の内部を流れる排ガスが補修用開口部１０からコンクリート構造体４側に流れるのを阻止する気密部材として機能するので、レンガ構造体５は、コークス炉１の燃焼室で発生した排気ガスを煙突３まで正常に流すことができる。
また、レンガ構造体５の補修用開口部１０に対面しているコンクリート構造体４の上壁４ａ，側壁４ｂを覆って断熱性部材１５〜２３が配置されており、レンガ構造体５を流れる高温の排ガスにコンクリート構造体４が接触しないので、コンクリート構造体４の熱による劣化を防止することができる。

上記のように、本発明は第１実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかである。例えば、断熱性部材１５〜２３の一部は断熱材の吹きつけ施行によって代替することができる。

１ コークス炉
２ 煙道
３ 煙突
４ コンクリート構造体
５ レンガ構造体
６ 煙道バタフライ弁
７ 耐火レンガ（レンガ）
８ 天井
９ 崩落開口部
９ａ 開口縁部
１０ 補修用開口部
１０ａ 長手方向の開口周縁
１０ｂ アーチ方向の開口周縁
１１ 短尺なアンカー
１２ 長尺なアンカー
１１ａ、１２ａ ワイヤー通し部（線材通し部）
１３ ワイヤー（線材）
１４ 作業用開口部
１５〜２３ 断熱性部材
２４ 蓋部材
２４ａ 断熱材
２５，２６ 金網
２７ 板状の断熱材

Claims (7)

1. 多数のレンガを半円アーチ形状に積み重ねることでトンネル状に構築され、ガス道として使用されており、前記レンガの一部が崩落して崩落開口部が形成されたレンガ構造体を補修する方法であって、
   前記崩落開口部の開口周縁の積み重なり状態がずれている前記レンガを崩していき、積み重なり状態がずれていない前記レンガで開口縁部が形成されるように補修用開口部を設ける工程と、
   この補修用開口部のアーチ方向の開口縁部を形成している複数のレンガに対して、それらの積み重なり状態がずれないように連結保持する工程と、
   前記レンガ構造体の内部を通過するガスが前記補修用開口部から前記レンガ構造体の外部に流出するのを封じる工程と、を備えていることを特徴とするレンガ構造体の補修方法。
2. 前記補修用開口部の前記アーチ方向の前記開口縁部を形成している前記複数のレンガを連結保持する工程では、
   前記アーチ方向に積み重なっている各レンガの端面に複数のアンカーの一端を打ち込み、これらアンカーの他端に設けた線材通し部に線材を通すとともに、この線材に緊張力を付与して前記アーチ方向の両端部の前記線材通し部に結合することで、前記アーチ方向に積み重なっている各レンガに圧縮力を作用させることを特徴とする請求項１記載のレンガ構造体の補修方法。
3. 多数のレンガを半円アーチ形状に積み重ねることでトンネル状に構築され、コークス炉の燃焼室で発生した排気ガスを煙突に流すガス道としてのレンガ構造体と、このレンガ構造体を覆っているコンクリート構造体とを備え、前記レンガの一部が崩落して崩落開口部が形成された前記レンガ構造体を補修するコークス炉煙道の補修方法であって、
   前記レンガ構造体の前記崩落開口部の開口周縁の積み重なり状態がずれている前記レンガを崩していき、積み重なり状態がずれていない前記レンガで開口縁部が形成される補修用開口部を設ける工程と、
   この補修用開口部のアーチ方向の開口縁部を形成している複数のレンガに対して、それらの積み重なり状態がずれないように連結保持する工程と、
   前記レンガ構造体の内部を通過するガスが前記補修用開口部から前記コンクリート構造体側に流出するのを封じる工程と、を備えていることを特徴とするコークス炉煙道の補修方法。
4. 前記補修用開口部の前記アーチ方向の前記開口縁部を形成している前記複数のレンガを連結保持する工程では、
   前記アーチ方向に積み重なっている各レンガの端面に複数のアンカーの一端を打ち込み、これらアンカーの他端に設けた線材通し部に線材を通すとともに、この線材に緊張力を付与して前記アーチ方向の両端部の前記線材通し部に結合することで、前記アーチ方向に積み重なっている各レンガに圧縮力を作用させることを特徴とする請求項３記載のコークス炉煙道の補修方法。
5. 前記レンガ構造体の前記補修用開口部から前記コンクリート構造体側に前記ガスが流出するのを封じる工程では、前記コンクリート構造体の内壁と前記レンガ構造体の前記補修用開口部の周囲との間に、気密性を保持する気密性部材を埋め込むことを特徴とする請求項３又は４記載のコークス炉煙道の補修方法。
6. 前記気密性部材は、断熱性を有する部材で構成されていることを特徴とする請求項５記載のコークス炉煙道の補修方法。
7. 前記レンガ構造体の前記補修用開口部に対面している前記コンクリート構造体の内壁を、断熱性を有する断熱性部材で覆うことを特徴とする請求項請求項３乃至５の何れか１項記載のコークス炉煙道の補修方法。

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