JP2018053125A - コークス掻出し装置及びコークス掻出し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】室炉式コークス炉の炭化室内に押し詰まりしたコークスを掻き出すに際し、コークス掻出し機の傾斜を補正することのできるコークス掻出し装置及びコークス掻出し方法を提供する。【解決手段】走行台車上で昇降する上部フレーム２１と、４本の昇降ポスト２０と、上部フレーム上に配置されたコークス掻出し機とを有するコークス掻出し装置において、昇降ポスト２０は、相互に摺動する複数の筒体３９と、昇降シリンダー３５とを有し、走行台車１６に対して回転可能に接続され、筒体と筒体との間の炉団長方向の間隙が、片側で０．２ｍｍ〜２ｍｍの範囲である。昇降シリンダー３５の上部接続部３７は回転可能に相手側と接続される。昇降シリンダー３５の昇降距離の調整により、上部フレーム２１の炉団長方向９の傾斜を修正し、その後にコークス掻出し機によって炭化室内の詰まりコークスを掻き出す。【選択図】図１

Description

本発明は、室炉式コークス炉において、炭化室内に押し詰まりしたコークスを除去するためのコークス掻出し装置及びコークス掻出し方法に関するものである。

室炉式コークス炉は、多数の炭化室と燃焼室が交互に連接して構成され、炭化室に石炭を装入し、炉壁を介して燃焼室より炭化室に９００℃〜１１００℃の高熱を約２０時間連続して加え、石炭を乾留し、一窯当たり１５〜３０トンのコークスを製造する。この乾留が完了すると、コークスを排出し、そして石炭を装入してまた加熱を開始する。炭化室は、高さが約６ｍ、幅が０．４５ｍ、長さが約１６ｍであり、非常に幅が狭く奥行きが深い（長さが長い）炉空間を形成している。炭化室の炉底及び炉壁は耐火煉瓦で構成されている。

炭化室内でコークス乾留が完了すると、押出機側窯口から押出機の押出ラムヘッドを挿入することにより、炭化室内の赤熱コークスをガイド車側窯口から排出する。窯口から排出された赤熱コークスは、窯口両側のガイド格子によってガイドされ、ガイド車下方の消火車又はバケットに収納される。

コークス炉の使用期間が長くなると、炭化室が変形し、あるいは炭化室の炉壁耐火物や炉底耐火物の凹凸が大きくなり、赤熱コークスを押し出す際の押し出し抵抗が高くなる。そのため、押出機の押し出しビームによって押し出しラムヘッドを炭化室内に挿入した際、赤熱コークスの押し出し抵抗によって押出機の挿入が困難となり、赤熱コークスがガイド車側から押し出されない押し詰まりが発生する。押し詰まりが発生すると、炭化室内部に滞留した赤熱コークスについては、人がスコップなどでこれら滞留コークスを掘り出すこととなる。しかしコークスは赤熱しており、炭化室の炉壁や炉底も１０００℃前後と高温であるため作業負荷が高く、また作業に長時間を要するため大きな生産障害となる。押し詰まりを解消すべく、押出機で強引に押し出そうとすると、炉壁に大きな力が加わり、破孔が発生するなどの危険がある。コークスの押し詰まりが発生した場合には、内部の赤熱コークスを押出機以外の手段で排出する必要がある。

特許文献１には、自走台車の先端に多関節アームを備え、多関節アームの先端に破砕機を備えたコークス詰まり除去装置が開示されている。特許文献２には、特許文献２の破砕機に替えて鍬アームを用いたものが開示されている。

特許文献３には、炉団長方向に走行する台車上にブームとアームとアーム先端にバケットを連結して設け、ブーム、アーム、バケットはそれぞれ水平軸まわりに回動自在であるものが開示されている。押し詰まりを起こした炭化室内において、ブーム、アームを操作し、バケットを回転操作することにより、コークスを掻き崩し落下させるものである。

特許文献４には、押出機を搭載する押出機台車とは別にコークス排出装置を設け、コークス排出装置は押出機が床面との間に形成する空間部を通過可能であり、コークスを掻き出すためのラムは昇降・旋回が可能である装置が開示されている。走行時はラムを炉団長方向に向けることによって押出機の下の空間を通過可能とし、コークス排出時はラムを旋回して炉長方向に向けて炭化室内に挿入し、詰まりコークスを掻き出す。ラムの先端にはスコップが取り付けられ、スコップを炭化室内で前進させることによって詰まりコークスを排除するとしている。

特開２０１３−２２７４７８号公報 特開２０１５−７１６７７号公報 特開平７−３１６５６０号公報 特開２０１４−１１８４９６号公報 特開２００４−２１０８８８号公報

特許文献１〜３に記載のコークス詰まり除去装置においては、炉団長方向に走行する台車上に設けた多関節アームなどのアーム機構の先端にコークスを掻き出すための装置を備え、詰まりコークスを除去すべき炭化室の位置に走行し、押出機側又はガイド車側の窯口からアーム機構を炭化室内に挿入し、詰まりコークスの掻出しを行っている。コークス詰まり除去装置の走行台車について、例えばガイド車側に設置するのであれば、消火車レールの上を走行する台車とすることができる。

コークス掻出しのためのアーム機構を載せるフレームを上部フレームとし、昇降機構によって上部フレームの昇降を可能とすれば、コークス掻出し時には上部フレームを上昇させて炭化室内にアーム機構を挿入し、収納時にはアーム機構を折りたたんだ上で上部フレームを下降させることとすれば、収納時にコークス掻出し装置をコンパクトな形状とできるので、例えばコークス掻出し装置をガイド車側の消火車レール上を走行させる場合、ガイド車の下の空間をくぐり抜けて炉団長方向に移動できるので好ましい。

前述のように、炭化室は、高さが約６ｍ、幅が０．４５ｍであって高さが高い割に幅がきわめて狭い形状を有している。コークス掻出し機のアーム機構とコークス掻出しツールを炭化室内に挿入し、炭化室の底部付近から高い位置までのコークス掻出し作業を行うに際し、コークス掻出し機が炉長方向を軸にして傾斜する傾きを有していると、コークス掻出し機が炭化室の窯口や炉壁に接触し、炭化室内への挿入が困難になり、あるいは炉壁接触によって炉壁を損傷する恐れがある。

長期間にわたって使用され老朽化が進行したコークス炉においては、走行台車が走行するレール部分が沈下や隆起によって水平を保てなくなる場合がある。このような場合、走行台車が炉団長方向に傾斜し（即ち、炉長方向を軸にして傾斜し）、これに対応して走行台車上の上部フレームに配置されたコークス掻出し機も傾斜することになる。これでは、コークス掻出し機のアーム機構とコークス掻出しツールを炭化室内に挿入することが困難になり、あるいは炭化室炉壁を損傷することとなる。

特許文献５は、コークス炉の診断補修装置に関するものである。同文献には、走行台車上に配置した診断装置や補修装置を挿入台車によって炭化室内に挿入し、炭化室内耐火物の診断・補修を行う発明が開示されている。同文献に記載の発明は、傾斜補正装置を有し、走行台車に傾きが生じた場合、傾斜補正装置によって挿入台車の傾斜を補正し、診断装置や補修装置が窯口に衝突しない角度とすることができる。ただし、この方法をコークス掻出し装置に採用するためには、アーム機構を備えるコークス掻出し機を設けるとともに、コークス掻出し機の傾斜を補正するための傾斜補正装置をあわせて設けることが必須となり、構造が複雑かつ高重量になるので好ましくない。

本発明は、コークス炉の炉団長方向に走行する走行台車と、走行台車上で昇降する上部フレームと、上部フレーム上に配置されて炭化室内の詰まりコークスを掻き出すためのコークス掻出し機とを有するコークス掻出し装置において、コークス掻出し機の傾斜を補正するための傾斜補正装置を特別に設けることなく、傾斜を解消することのできるコークス掻出し装置、及びそのコークス掻出し装置を用いたコークス掻出し方法を提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）コークス炉の炉団長方向に走行する走行台車と、走行台車上で昇降する上部フレームと、走行台車と上部フレームとを接続する４本の昇降ポストと、上部フレーム上に配置されて炭化室内の詰まりコークスを掻き出すためのコークス掻出し機とを有するコークス掻出し装置であって、
前記昇降ポストは、相互に摺動する複数の筒体と、昇降シリンダーとを有し、前記筒体のうち、最上段の筒体は上部フレームに固定され、最下段の筒体は炉長方向を軸として回転可能に走行台車に接続され、上部フレームは、前記昇降シリンダーの伸縮によって上部位置と下部位置との間を昇降可能であり、前記昇降シリンダーの上部接続部は炉長方向を軸として回転可能に相手側と接続され、前記複数の筒体のうち相互に摺動する２本の筒体は、少なくとも上部フレームが上部位置にあるとき、上方の筒体の下端位置と下方の筒体との間の炉団長方向の間隙、又は下方の筒体の上端位置と上方の筒体との間の炉団長方向の間隙が、片側で０．２ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることを特徴とするコークス掻出し装置。
（２）前記昇降ポストはそれぞれ３本の筒体を有し、前記昇降シリンダーは３段のテレスコープシリンダーであることを特徴とする上記（１）に記載のコークス掻出し装置。
（３）前記走行台車は炉団長方向に設置された２本のレール上を走行し、前記走行台車は、各レールについて炉団長方向に少なくとも２個のレール押付装置を有し、前記レール押付装置は下端側にレール押付具を有し、レール押付具は上昇位置と下降位置の間を昇降可能であり、レール押付具が下端位置にあるとき、レール押付具がレールに接触して走行台車を押し上げることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス掻出し装置。
（４）前記昇降ポスト位置における上部フレームと走行台車との間の距離を測定する装置を、昇降ポストそれぞれについて有することを特徴とする上記（１）から（３）までのいずれか１つに記載のコークス掻出し装置。
（５）前記コークス掻出し機として、上部フレーム上に常設された専用のアーム機構を有するものを用いることを特徴とする上記（１）から（４）までのいずれか１つに記載のコークス掻出し装置。
（６）前記コークス掻出し機として、アーム機構を有する汎用建設機械を用いることを特徴とする上記（１）から（４）までのいずれか１つに記載のコークス掻出し装置。
（７）上記（１）から（６）までのいずれか１つに記載のコークス掻出し装置を用いたコークス掻出し方法であって、前記昇降シリンダーの昇降距離の調整により、上部フレームの炉団長方向の傾斜を修正し、その後にコークス掻出し機によって炭化室内の詰まりコークスを掻き出すことを特徴とするコークス掻出し方法。

本発明のコークス掻出し装置及びコークス掻出し方法は、昇降ポストの昇降距離の調整によって上部フレームの傾斜を修正することができるので、コークス掻出し機の傾斜を補正するための傾斜補正装置を特別に設けることなく、傾斜を解消することができる。

本発明の昇降ポストについて説明する部分図であり、（Ａ）は上部フレームが上部位置にあるときの図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図、（Ｃ）は上部フレームが下部位置にあるときの図である。 本発明のコークス掻出し装置を示す部分図であり、（Ａ）は上部フレームが上部位置にあるときの図、（Ｂ）は上部フレームが下部位置にあるときの図である。 本発明で上部フレームに傾きを持たせる状況を示す説明図である。 走行台車が炉団長方向に傾斜する場合について説明する図であり、（Ａ）は上部フレームの傾き補正を行っていない場合、（Ｂ）は上部フレームの傾き補正を行っている場合である。 走行台車のレール押付装置について説明する図であり、（Ａ）はレール押付装置のレール押付具が下降位置にある場合、（Ｂ）はレール押付具が上昇位置にある場合である。 コークス掻出し装置のコークス掻出し機を説明する図であり、上部フレーム上に常設された専用のアーム機構を有するコークス掻出し機を用いた場合を示す。 コークス掻出し装置のコークス掻出し機を説明する図であり、アーム機構を有する汎用建設機械を用いた場合を示す。 本発明の昇降ポストの別の態様について説明する部分図である。 筒体相互間の間隙について説明する図である。

図１〜図９に基づいて本発明の詰まりコークス除去装置の説明を行う。

本発明は、室炉式コークス炉の窯口から炭化室内に詰まったコークスを除去するためのコークス掻出し装置であって、炭化室１の押出機側、あるいはガイド車側のいずれかの窯口２からコークス３を除去する。本発明のコークス掻出し装置をガイド車側に設けたときに特に優れた効果を発揮することができる。以下、コークス掻出し装置をガイド車側に設けた場合を例にとって説明を行う。

コークス掻出し装置は、炉団長方向９に走行する走行台車１６を有する。ガイド車側に設ける場合、既設の消火車レール７の上を走行する走行台車１６とすると好ましい。押出機側に設ける場合には、押出機レールの上を走行する走行台車とすると好ましい。

コークス掻出し装置は、コークス炉の炉団長方向９に走行する走行台車１６と、走行台車１６上で昇降する上部フレーム２１と、走行台車１６と上部フレーム２１とを接続する４本の昇降ポスト２０と、上部フレーム２１上に配置されて炭化室内の詰まりコークスを掻き出すためのコークス掻出し機１８とを有する。コークス掻出し機１８としては、上部フレーム２１上に常設された専用のアーム機構２２を有するものを用いると好ましい（図６）。また、アーム機構２２を有する汎用建設機械１０を用いることもできる（図７）。専用のアーム機構を有するコークス掻出し機１８の場合、上部フレーム２１上に配置され複数のアーム２３を回転可能な回転軸で接続したアーム機構２２を有する。コークス除去作業中は上部フレーム２１を上昇して上部位置２７とし、アーム機構２２を動作させてアーム機構２２のアーム２３を炭化室１内に挿入することができる。アーム機構２２の先端にはコークス掻出しツール２４を有し、アーム機構２２のアーム２３を動作させることによって炭化室内に詰まったコークスを除去することができる。コークス除去作業を行わないときは、アーム機構２２のアーム２３を収納した上で、上部フレームを下降させて下部位置２８とすることでコンパクトな形状とし、走行台車１６での炉団長方向９の走行を容易とする。

図６に示す例では、アーム機構２２は第１アーム２３ａ、第２アーム２３ｂ、第３アーム２３ｃの３つのアーム２３を有し、各アームは相互に回転可能に設けられる。第３アーム２３ｃの先端にはコークス掻出しツール２４が設けられる。上部フレーム２１は昇降ポスト２０によって上昇して上部位置２７にあり、第１アーム２３ａ、第２アーム２３ｂ、第３アーム２３ｃはそれぞれの回転駆動装置によって回転させ、第３アーム先端に設けられたコークス掻出しツール２４を炭化室内のコークス詰まりが発生している所定の場所に到達させている。図６に示す例では、水冷ホイール方式のコークス掻出しツール２４を用い、ホイールを回転させながら第２アーム２３ｂを上方から下方に回転させている。これにより、ホイールが回転しながらコークスに接触しつつ下降するので、接触された詰まりコークス３が切り崩され、炭化室外へ排出可能な状態となる。図６において、アーム２３ｂ、アーム２３ｃを実線で示した位置ではコークス掻出しツール２４が炭化室１の上方にあり、アーム２３ｂ、アーム２３ｃを２点鎖線で示した位置ではコークス掻出しツール２４が炭化室１の下方にある。コークス掻出しツール２４としては、図６に示す水冷ホイール方式のほか、槌を旋回して詰まりコークスを切り崩す水冷槌方式、振動するブレーカで詰まりコークスを崩すブレーカ方式、水冷スコップ方式などから選択して付け替え可能とすると好ましい。

走行台車１６上で上部フレーム２１を昇降するための４本の昇降ポスト２０は、相互に摺動する複数の筒体３９と、昇降シリンダー３５とを有する。図１に示す例では、３本の筒体３９を有し、最上段の筒体３９Ｕが最外周、最下段の筒体３９Ｌが最内周となり、最上段の筒体３９Ｕと中段の筒体３９Ｍ、中段の筒体３９Ｍと最下段の筒体３９Ｌが相互に摺動する。隣り合う筒体３９の重なり長さが長くなるほど昇降ポスト２０全体の長さは短くなり、逆に重なり合う筒体３９の重なり長さが短くなるほど昇降ポスト２０全体の長さは長くなる。このようにして昇降ポスト２０全体の長さが変化する。昇降シリンダー３５は、筒体３９の内部に配置されている。昇降シリンダー３５の上部接続部３７は最上段の筒体３９Ｕの上端位置において接続され、昇降シリンダー３５の下部接続部３８は最下段の筒体３９Ｌの下端位置において接続されている。昇降シリンダー３５は動力によって伸縮が可能であり、昇降シリンダー３５を伸張させると昇降ポスト２０の全長が長くなり、昇降シリンダー３５を短縮すると昇降ポスト２０の全長が短くなる。

上部フレーム２１は、上部位置２７と下部位置２８の間を昇降する。上部フレーム２１が下部位置２８にあるとき（図２（Ｂ））、さらに上部フレーム２１に設けたアーム機構を折りたたむことにより、コークス掻出し装置をコンパクトに収納することができる。上部フレーム２１が上部位置２７にあるとき（図２（Ａ）、図６）、上部フレーム２１に設けたアーム機構２２を展開することにより、アーム機構２２を炭化室内に挿入して詰まりコークスの掻出しを行うことができる。

昇降ポスト２０を構成する筒体３９のうち、最上段の筒体３９Ｕは上部フレーム２１に上部フレーム接続部３６で固定されている。一方、最下段の筒体３９Ｌは、炉長方向１３を軸として回転可能に走行台車１６に接続されている。図１に示す例では、筒体回転軸５２の軸方向が炉長方向１３であり、筒体回転軸５２は走行台車１６に固定されており、最下段の筒体３９Ｌは筒体回転軸５２まわりに回転可能であり、即ち炉団長方向９に回転可能である。上部フレーム２１は、昇降シリンダー３５の伸縮によって上部位置２７と下部位置２８との間を昇降可能である。

専用のアーム機構２２とコークス掻出しツール２４で炭化室１の中のコークス３を掻出すコークス掻出し装置（図６）もしくは、バックフォーなどの汎用建設機械１０（図７）のいずれかで炭化室内のコークス３を掻出す際に、コークス掻出しツール２４と炭化室１の中のコークス３が触れることで、コークス掻出しツール２４およびアーム機構２２全体（汎用建設機械１０の場合は、レバー１１）が炭化室１の幅方向に振れて、炭化室１を構成する煉瓦壁に接触して破損する危険性がある。そのため、アーム機構２２（汎用建設機械１０の場合は、レバー１１）と炭化室１の窯口２の炉団長方向９の相対角度を極力合わせる必要がある。例えば最小の窯口２の幅である４２０ｍｍに対して３７０ｍｍと、アーム側面と煉瓦壁の片側間隔を２５ｍｍとしているような場合、アーム機構２２（汎用建設機械１０の場合は、レバー１１）と炭化室１の窯口２の炉団長方向９の相対角度があり、コークス掻出しツール２４が煉瓦壁に接触しそうな場合は炭化室１内のコークス３を掻き出すことができない。

図４（Ａ）に示す例では、走行台車１６が走行するレール７の部分が水平ではなく角度φの傾斜を有している。この場合、走行台車１６もレール７の傾斜にそって炉団長方向９に同じ角度φで傾斜してしまう。このままではコークス掻出し機１８も角度φで傾斜するため、コークス掻出し機１８のアーム機構２２やコークス掻出しツール２４を炭化室内に正常に挿入することができない。

本発明においては、上部フレーム２１の炉団長方向９の傾斜を修正して水平に近づけることを特徴とする。走行台車１６が傾斜していたとしても、上部フレーム２１が水平であれば、上部フレーム２１上のコークス掻出し機１８の傾きも修正されるので、その後にコークス掻出し機１８によって炭化室内の詰まりコークスを掻き出すことができる。

上部フレーム２１の傾斜の修正は、昇降ポスト２０に配置した昇降シリンダー３５の昇降距離の調整によって行う。図４（Ｂ）においては、炉団長方向９に並ぶ２本の昇降ポスト２０（２０Ａ、２０Ｂ）のうち、走行台車１６が下がっている側の昇降ポスト２０Ａの伸張代を、走行台車１６が上がっている側の昇降ポスト２０Ｂの伸張代よりも大きくする。伸張代の差を、昇降ポスト位置における走行台車の高さ差に等しくなるように調整すれば、図４（Ｂ）に示すように、上部フレーム２１の炉団長方向９の傾斜を修正することができる。

本発明のコークス掻出し装置は、以下のような構造を採用することにより、上記のように、昇降ポスト２０の伸張代を昇降ポスト２０毎に異ならせることを可能にした。

ここでは、昇降ポスト２０を構成する筒体３９が３本である場合を例にとって、図３に基づいて説明する。前述のように、最上段の筒体３９Ｕは上部フレーム２１に固定されている。上部フレーム２１と最上段の筒体３９Ｕの間の角度を直角とすることにより、上部フレーム２１と昇降ポスト２０の間は常に直角に保持することができる。本発明においては、昇降ポスト２０の伸張代を昇降ポスト２０毎に異ならせることにより、走行台車１６と上部フレーム２１とが平行から乖離するように傾ける。図３の例では、走行台車１６を平行に描き、一方で上部フレーム２１を時計回りに角度θだけ傾かせている。左側の昇降ポスト２０Ａの上昇代に対して、右側の昇降ポスト２０Ｂの上昇代を小さくしていることによる。一方、最下段の筒体３９Ｌは、炉長方向１３を軸とする筒体回転軸５２まわりに回転可能に走行台車１６に接続されている。これにより、最上段の筒体（３９ＡＵ、３９ＢＵ）が垂直に対して角度θで傾斜することに対応して、最下段の筒体（３９ＡＬ、３９ＢＬ）及び昇降シリンダー（３５Ａ、３５Ｂ）を傾斜させることができる。最上段の筒体３９Ｕ、中段の筒体３９Ｍ、最下段の筒体３９Ｌとは相互に摺動している。相互に摺動する両方の筒体３９の間の間隙４８が僅かである場合、以上のように上部フレーム２１を角度θで傾斜させることが困難となる。

本発明においては、少なくとも上部フレーム２１が上部位置２７にあるとき、相互に摺動する２本の筒体３９は、図９に示すように、上方の筒体の下端位置と下方の筒体との間の炉団長方向の間隙４８（ｔ_L）、又は下方の筒体の上端位置と上方の筒体との間の炉団長方向の間隙４８（ｔ_U）が、片側で０．２ｍｍ〜２ｍｍの範囲とすることにより、この問題を解決した。相互に摺動する２本の筒体３９は、常に２本の間で高さ方向に重なりを有している。昇降ポスト高さが高くなるほど重なりは小さくなり、昇降ポスト高さが低くなるほど重なりは大きくなる。上部フレーム２１が上部位置２７になるときの筒体の重なり長さを、ここでは図９に示すように「上部位置重なり長さＬ_O」とする。最上段の筒体３９Ｕと中段の筒体３９Ｍとの間が上部位置重なり長さＬ_Oで重なっているとき、上方の筒体の下端位置と下方の筒体との間の炉団長方向の間隙４８（ｔ_L）、下方の筒体の上端位置と上方の筒体との間の炉団長方向の間隙４８（ｔ_U）をそれぞれ定めることができる。筒体相互間でこのような間隙４８を有している結果として、図３に示すように、例えば昇降ポスト２０Ａについて見ると、最上段の筒体３９ＡＵと中段の筒体３９ＡＭとの間、中段の筒体３９ＡＭと最下段の筒体３９ＡＬとの間に適度な遊びが生じ、結果として上部フレーム２１を走行台車１６に対して傾けさせることが可能となる。上記定義した間隙が０．２ｍｍ以上であれば、昇降ポスト２０を構成する筒体３９の数が３本であるとき、走行台車１６に対する上部フレーム２１の炉団長方向傾きθの最大値を０．７°とすることができる。一方、上記定義した間隙が大きすぎると、上部フレーム２１の位置（走行台車１６に対する炉長方向位置、炉団長方向位置）にガタが生じることになるが、間隙が２ｍｍ以下であれば上部フレーム２１の位置変動を抑えることができる。

ここで、間隙４８を炉団長方向９に「片側で」と規定したのは、相互に摺動する２本の筒体３９の軸中心を一致させたときに、炉団長方向９のそれぞれの側で同じ間隙４８を有していることを意味する。また、間隙４８について「炉団長方向９に」と規定しているので、炉長方向１３（図３の用紙に垂直な方向）については間隙を有していなくても良い。さらに、間隙４８について「少なくとも上部フレーム２１が上部位置２７にあるとき」と規定しているのは、通常は上部フレーム２１の傾斜を修正するのは上部フレーム２１が上部位置２７にあるときであって、上部フレーム２１がそれ以外の位置にあるときは上部フレーム２１と走行台車１６とを平行に保持したままとすることができるので、筒体同士の間隙を必ずしも定める必要がないからである。なお、上方の筒体の下端位置と下方の筒体との間の炉団長方向の間隙４８（ｔ_L）を構成する最も隙間が狭い部分は、必ずしも上方の筒体の最下端に位置している必要はない。上方の筒体の最下端付近、例えば上部位置重なり長さＬ_O×１／３程度、上方の筒体の最下端から離れた位置であってもかまわない。下方の筒体の上端位置と上方の筒体との間の炉団長方向の間隙４８（ｔ_U）についても同様である。

本発明ではさらに、図１、図３に示すように、昇降シリンダー３５の上部接続部３７は炉長方向１３（図１の用紙に垂直な方向）を軸として回転可能に相手側と接続する。上部フレーム２１と走行台車１６の間が平行であるときは、上部フレーム２１と昇降シリンダー３５との間の角度、走行台車１６と昇降シリンダー３５との間の角度はいずれも直角である。それに対し、上部フレーム２１と走行台車１６の間を平行と異ならせたとき、炉長方向１３に見たときに最上段の筒体３９Ｌと最下段の筒体３９Ｕとの間は平行ではなくなる（図３参照）。このような角度変化を許容するためには、昇降シリンダー３５の上部接続部３７は炉長方向１３を軸として回転可能に相手側と接続していなければならないからである。

以上のように、昇降ポスト２０を構成する最下段の筒体３９Ｌは炉長方向を軸として回転可能に走行台車１６に接続し、筒体相互間の間隙４８を調整するとともに、昇降シリンダー３５の上部接続部３７を回転可能に設け、その上で昇降ポスト２０相互の長さを異ならせることにより、走行台車１６と上部フレーム２１との間を、炉団長方向９について平行から異ならせることが可能となる。

本発明のコークス掻出し装置において好ましくは、昇降ポスト２０はそれぞれ３本の筒体３９を有し、昇降シリンダー３５が３段のテレスコープシリンダーであるとよい。昇降ポスト２０が２本の筒体３９で構成される場合、上部フレーム２１の上部位置２７と下部位置２８との間の高さ差を十分に確保することが難しくなる、あるいは、上部フレーム２１の上方に突出する最上段の筒体３９Ｕの突出代が大きくなりすぎる。一方、昇降ポスト２０が４本以上の筒体３９で構成される場合、構造が複雑になりすぎるとともに、前記上部位置重なり長さＬ_Oを十分に確保することが困難となる。昇降ポスト２０が３本の筒体３９を有する場合、上部フレーム２１の上部位置２７と下部位置２８との間の高さ差を十分に確保できるとともに、構造を過度に複雑にすることがない。昇降ポスト２０が３本の筒体３９を有する場合、対応する昇降シリンダー３５についても、３段のテレスコープシリンダーを採用することが好適である。ここで３段のテレスコープシリンダーとは、外側のシリンダーの中に配置する外側のピストンが中側のシリンダーを兼ね、中側のシリンダーの中に中側のピストンが配置されている昇降シリンダーを意味する。

昇降ポスト２０を構成する複数の筒体３９は、相互に重なりを有している。例えば３本の筒体３９を用いる場合、最外層、中層、最内層の筒体３９から構成される。本発明の昇降ポスト２０とする際、最外層の筒体３９を最上段の筒体３９Ｕに用いることも、最内層の筒体３９を最上段の筒体３９Ｕに用いることもできる。最外層の筒体３９を最上段の筒体３９Ｕに用いることとするとより好ましい。最上段の筒体３９Ｕに上部フレーム２１を固定するに際し、最上段の筒体３９Ｕの最上部ではなく、筒体の下方よりに上部フレーム接続部３６を設けることができるからである。

本発明のコークス掻出し装置の走行台車１６は、通常は炉団長方向９に設置された２本のレール７上を走行する。レール７上を走行する車輪１７と走行台車本体との間は、図４に示すように、スプリングなどを有する懸架装置４３で接続されている。各車輪に設けられた懸架装置４３のスプリングの圧縮代は、そのスプリングにかかる荷重によって変化する。そのため、上部フレーム２１の上のコークス掻出し機１８のアーム機構２２を動作させることでコークス掻出し装置の重心位置が変化し、あるいは詰まりコークスを掻き出す際にコークス掻出し機１８が衝撃を受けると、各車輪のスプリングの圧縮代が不均一になり、結果として走行台車１６が炉団長方向９と炉長方向１３へ傾くことになる。本発明で好ましくは、走行台車１６は、図５に示すように、各レール７について炉団長方向９に少なくとも２個のレール押付装置４０を有する。レール押付装置４０は下端側にレール押付具４１を有し、レール押付具４１は上昇位置と下降位置の間を昇降可能である。レール押付具４１が下降位置にあるとき（図５（Ａ）参照）、レール押付具４１がレール７に接触して走行台車１６を押し上げる。各レール７について２個、２本のレール７で合計４個のレール押付具４１で走行台車１６を押し上げることにより、走行台車１６とレール７との位置関係がスプリングの圧縮代で変動することがなくなる。なお、レール押付装置４０で走行台車１６の本体を上昇させるとき、車輪１７のスプリング負荷がゼロになるまで上昇させる必要はない。また、レール押付装置４０のレール押付具４１が上昇位置にあるとき（図５（Ｂ）参照）、レール押付具４１とレール７との間には間隔が形成され、レール押付具４１とレール７とが接触することはない。レール押付装置４０のレール押付具４１の昇降は、油圧によって行うことができる。

本発明のコークス掻出し装置は、昇降ポスト２０位置における上部フレーム２１と走行台車１６との間の距離（以下「ポスト伸縮距離」という。）を測定する装置（側長器４５）を、昇降ポスト２０それぞれについて有すると好ましい（図２参照）。それぞれの昇降ポスト２０について、ポスト伸縮距離を時々刻々と計測することができれば、計測したポスト伸縮距離を昇降ポスト昇降制御で用いることができる。上部フレーム２１を下部位置２８から上部位置２７まで移動するに際し、各昇降ポスト２０のポスト伸縮距離が一致しつつ上昇するように制御を行えば、走行台車１６と上部フレーム２１の平行を保持しつつ上部フレーム２１を上昇させることができる。上部フレーム２１が上部位置２７に到達して昇降を停止したとき、上部フレーム２１の炉団長方向９の傾き（水平に対する傾き）を確認する。傾きの計測については、上部フレーム２１の上に置いたデジタル水準器を用いると好ましい。４本の昇降ポスト２０それぞれについて、上部フレームの傾き実測値に基づいて、上部フレーム２１を水平にするための微修正代を求めることができる。微修正代が定まったら、各昇降ポスト２０の追加のポスト伸縮距離が目標微修正代に等しくなるように昇降制御を行う。これによって、上部フレーム２１を水平に保持することができる。なお、本発明において上部フレーム２１の炉長方向１３の傾きについても、修正できる範囲で修正してもかまわない。この場合には、上部フレーム２１の炉長方向１３の傾きを計測するためのデジタル水準器を用いることができる。

上部フレーム２１を下降するに際しても、まず４本の昇降ポスト２０のポスト伸縮距離が同一の値になるように昇降の微修正を行う。これによって上部フレーム２１と走行台車１６との間が平行になるので、それ以降、各昇降ポスト２０のポスト伸縮距離が一致しつつ下降するように制御を行えば、走行台車１６と上部フレーム２１の平行を保持しつつ上部フレーム２１を下降させることができる。

ポスト伸縮距離を測定する側長器４５としては、ワイヤ式リニアエンコーダ（精度±０．１ｍｍ）を用いることができる。ワイヤ式リニアエンコーダのワイヤ周辺には防塵用の伸縮ベローズを設けると好ましい。

上部フレーム２１の上に設けるコークス掻出し機１８として、図６に示すように、上部フレーム２１上に常設された専用のアーム機構２２を有するものを用いることができる。アーム機構２２のアーム２３は、上部フレーム２１の上に回転軸を経由して設置されている。即ち、アーム機構２２は、上部フレーム２１の上に設けられたコークス掻出し専用のアーム機構２２である。アーム機構２２のアーム２３の先端にコークス掻出しツール２４を設ける。このように、専用のアーム機構２２を設けることとすれば、最適なアーム機構を設計することができるので好ましい。

一方、上記のように専用のアーム機構２２を設けるのではなく、図７に示すように、上部フレーム２１上に載置した汎用建設機械１０が有するアーム機構２２を用いることとしても良い。この場合、炉団長方向９に走行する走行台車１６の上に設けられた上部フレーム２１が昇降ポスト２０によって昇降し、上部フレーム２１上に汎用建設機械１０を載置する。汎用建設機械１０は、複数のレバー１１を回転可能な回転軸で接続したアーム機構２２を有するものである。汎用建設機械１０のアーム機構２２の先端にはコークス掻出しツール２４を有し、アーム機構２２のアーム２３を動作させることによって炭化室内に詰まったコークスを掻き出すことができる。

上部フレーム２１を上昇して上部位置２７に配置し、さらに昇降ポスト２０の高さ調整を行って上部フレーム２１の水平を確保した後、図６に示すように、アーム機構２２とコークス掻出しツール２４と炭化室１の窯口２の高さ方法の隙間を第２アーム２３ｂの内蔵カメラ４６もしくは全景カメラ４７で確認しながら、さらに昇降ポスト２０の高さ調整を再度個別に行なうこととしてもよい。この操作場所は、アーム機構２２とコークス掻出しツール２４を視ることができ、内蔵カメラ４６もしくは全景カメラ４７のモニターを有し、また、デジタル水準器の数値を表示する運転室４９となる（図５参照）。

図８に示す例は、本発明の別の態様について、炉団長方向９に向かう方向から見た昇降ポスト２０の断面を示す図である。最下段の筒体３９Ｌの下端位置において、筒体回転軸５２は、上記説明した、最下段の筒体３９Ｌを炉団長方向９に回転させるための回転軸である。図８に示す別の態様では、さらに、最下段の筒体３９Ｌを炉長方向１３に回転するために、軸が炉団長方向９を向いている筒体第２回転軸５３を具備している。その結果、図８に示す例では、最下段の筒体３９Ｌが、筒体第２回転軸５３を軸として、炉長方向１３に回転することが可能となっている。また、図８に示す例では、昇降シリンダーの下部接続部３８において、昇降シリンダー３５が炉長方向１３に回転可能に設けられている。これらの機構を具備した結果として、図８に示す態様においては、炉長方向１３に並んでいる昇降ポスト２０相互間の伸張高さを異ならせることにより、上部フレーム２１を炉長方向１３においてもスムーズに傾斜させることが可能となる。図６、図７に示すように、走行台車１６は２本のレール７の上を走行する。２本のレール７の高さが相互に不一致となると、それに伴って走行台車１６も炉長方向１３に傾斜することとなる。従来であれば、これによって上部フレーム２１も炉長方向に傾斜する。それに対して、本発明の図８に示す態様であれば、たとえレール７の高さが不一致であっても、炉長方向１３に並んでいる昇降ポスト２０相互間の伸張高さを異ならせることにより、上部フレーム２１を炉長方向に平行に保持することができる。上部フレーム２１が、近接するプラットホームなどに当接して位置を固定する機能を有するような場合、上部フレーム２１を炉長方向に平行に保持することにより、近接する設備と当接する機能を安定して発揮することが可能となる。

１ 炭化室
２ 窯口
３ コークス
７ レール
９ 炉団長方向
１０ 汎用建設機械
１１ レバー
１３ 炉長方向
１６ 走行台車
１７ 車輪
１８ コークス掻出し機
２０ 昇降ポスト
２１ 上部フレーム
２２ アーム機構
２３ アーム
２４ コークス掻出しツール
２７ 上部位置
２８ 下部位置
３５ 昇降シリンダー
３６ 上部フレーム接続部
３７ 上部接続部
３８ 下部接続部
３９ 筒体
３９Ｕ 最上段の筒体
３９Ｍ 中段の筒体
３９Ｌ 最下段の筒体
４０ レール押付装置
４１ レール押付具
４３ 懸架装置
４５ 測長器
４６ 内蔵カメラ
４７ 全景カメラ
４８ 隙間
４９ 運転室
５２ 筒体回転軸
５３ 筒体第２回転軸

Claims (7)

1. コークス炉の炉団長方向に走行する走行台車と、走行台車上で昇降する上部フレームと、走行台車と上部フレームとを接続する４本の昇降ポストと、上部フレーム上に配置されて炭化室内の詰まりコークスを掻き出すためのコークス掻出し機とを有するコークス掻出し装置であって、
   前記昇降ポストは、相互に摺動する複数の筒体と、昇降シリンダーとを有し、前記筒体のうち、最上段の筒体は上部フレームに固定され、最下段の筒体は炉長方向を軸として回転可能に走行台車に接続され、上部フレームは、前記昇降シリンダーの伸縮によって上部位置と下部位置との間を昇降可能であり、
   前記昇降シリンダーの上部接続部は炉長方向を軸として回転可能に相手側と接続され、
   前記複数の筒体のうち相互に摺動する２本の筒体は、少なくとも上部フレームが上部位置にあるとき、上方の筒体の下端位置と下方の筒体との間の炉団長方向の間隙、又は下方の筒体の上端位置と上方の筒体との間の炉団長方向の間隙が、片側で０．２ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることを特徴とするコークス掻出し装置。
2. 前記昇降ポストはそれぞれ３本の筒体を有し、前記昇降シリンダーは３段のテレスコープシリンダーであることを特徴とする請求項１に記載のコークス掻出し装置。
3. 前記走行台車は炉団長方向に設置された２本のレール上を走行し、前記走行台車は、各レールについて炉団長方向に少なくとも２個のレール押付装置を有し、前記レール押付装置は下端側にレール押付具を有し、レール押付具は上昇位置と下降位置の間を昇降可能であり、レール押付具が下端位置にあるとき、レール押付具がレールに接触して走行台車を押し上げることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコークス掻出し装置。
4. 前記昇降ポスト位置における上部フレームと走行台車との間の距離を測定する装置を、昇降ポストそれぞれについて有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のコークス掻出し装置。
5. 前記コークス掻出し機として、上部フレーム上に常設された専用のアーム機構を有するものを用いることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のコークス掻出し装置。
6. 前記コークス掻出し機として、アーム機構を有する汎用建設機械を用いることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のコークス掻出し装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のコークス掻出し装置を用いたコークス掻出し方法であって、前記昇降シリンダーの昇降距離の調整により、上部フレームの炉団長方向の傾斜を修正し、その後にコークス掻出し機によって炭化室内の詰まりコークスを掻き出すことを特徴とするコークス掻出し方法。

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