JP2018062599A - コークス炉およびその改修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】稼働停止期間を短縮できるコークス炉およびその改修方法を提供する。【解決手段】設置現場Ａ１の周辺に作業現場Ａ２を設置する作業現場設置工程Ｓ１と、作業現場Ａ２で、新炉体を複数の炉体ブロックに分けて製造する新炉体製造工程Ｓ２と、作業現場Ａ２から設置現場Ａ１に至る搬送経路Ａ３を設置する搬送経路設置工程Ｓ３と、設置現場Ａ１で、旧炉体を炉体基礎から撤去する旧炉体撤去工程Ｓ４と、炉体ブロックを搬送経路Ａ３により設置現場Ａ１まで搬送する炉体ブロック搬送工程Ｓ５と、設置現場Ａ１で、炉体基礎に炉体ブロックを固定し、隣接する炉体ブロックどうしを連結する炉体ブロック設置工程Ｓ６と、を有し、旧炉体稼働Ｓ０中に新炉体製造工程Ｓ２を開始するとともに、炉体ブロックは、鋼製ベースの上に炉体煉瓦を積んで構成され、鋼製ベースは、前記炉体ブロックの一部として新炉体に組み込まれる。【選択図】図３

Description

本発明は、コークス炉およびその改修方法に関し、旧炉体を解体した跡に新炉体を再構築する方法および構築される炉に関する。

コークス炉は、炉床構造体の上に蓄熱室を構築し、その上に、耐火煉瓦で構築した炭化室と燃焼室が交互に配置して構成される。
炭化室と燃焼室を構築する耐火煉瓦は、コークス炉の稼動に伴って損耗する。
従来、このような損耗を補修するために、点検時などに小規模な壁面補修（パッドアップ補修）が行われるほか、炉体の一部を交換するような比較的大規模の補修も行われている。

例えば、特許文献１では、燃焼室レンガの構造が複雑な形状を有する室炉式コークス炉のレンガを能率的に補修するために、補修すべき壁体を複数の積層部分に分け、各積層部分と一致する形状に複数のレンガを組み合わせた耐火物集合体を炉外で形成し、コークス炉の壁体補修部を解体除去した後、耐火物集合体で壁体を築造する。

このような補修方法により、炉体を部分的に更新することで、コークス炉寿命の延長を図ることができる。
しかし、近年、長期の稼動に加え、生産性の向上のため操業条件が過酷化し、コークス炉全体の老朽化が加速するとともに、炉壁補修の頻度が上昇している。
このため、長期稼動のコークス炉については、炉壁補修による炉寿命の延長ではなく、炉体の再構築に対する要求が高まっている。

例えば、特許文献２では、長期稼動のコークス炉を解体し、再構築する際に、単に、解体前と同じコークス炉を構築するのではなく、生産性が解体前に比べて向上できるようにする。
具体的には、炉床構造体を残して、炭化室、燃焼室および蓄熱室を解体し、炉床構造体の上に、蓄熱室を解体前の高さより低く構築し、蓄熱室の上に炭化室および燃焼室を、蓄熱室の高さを低くした分、高くして構築する。

前述した特許文献１は、比較的大規模な炉体の部分的な更新を行うものであり、前述した特許文献２は、旧炉体跡に新炉体を再構築するものである。
しかし、いずれの方法も、コークス炉の設置現場での作業が膨大であり、築炉工期つまりコークス炉の稼働停止期間として解体に９ヶ月で築炉に９ヶ月、合わせて１８ヶ月程度が必要であった。

このような築炉工期の問題に対して、コークス炉の稼働中に、炉体の一部撤去と、新たな炉体部分の事前施工と、炉体部分のコークス炉への組込とを実施することで、工期の短縮を可能とするコークス炉の改修方法が提案されている（特許文献３参照）。
特許文献３の改修方法において、事前施工される炉体部分は、炭化室と燃焼室とを仕切る炉壁とされる。

新たな炉壁は、コークス炉の設置現場の近隣で築造され、コークス炉の組込部分へと搬送される。築造の際には、炉長方向に延びる一対の支持金属ビームの間に大型の下部レンガを掛け渡し、その上に炉体となるレンガを築造する。搬送の際には、移動用の起重機で支持金属ビームを持ち上げ、コークス炉の組込部分へと搬送する。搬送には、炉団長方向に延びる押出機の移動経路を、押出機の移動用レールを利用する。新たな炉体は、築造時から炉長方向に形成され、そのままの姿勢で平行移動だけでコークス炉に組み込まれる。組み込まれる炉体に支持金属レールは含まれない。

特開２００１−０１９９６８号公報 特開２０１３−１９９５６０号公報 国際公開第２０１２／０７８０３６号

前述した特許文献３のような炉体の一部の事前施工により、コークス炉の改修工期の短縮が図れる。しかし、さらなる工期短縮のためには、特許文献３の方法は十分ではなかった。
例えば、特許文献３では、事前施工が炉壁に限定されるため、より大きな部分を一括して事前施工することが難しい。とくに、特許文献３では、築造の際に支持金属ビームを用いるため、炉体より大きな厚みに対応することができない。
また、特許文献３は、事前施工が炉壁に限定されることで、燃焼室および炭化室とされるコークス炉上部構造のみにしか適用できない。つまり、コークス炉上部から下部の蓄熱室までをも含むような、高さ方向により大きな部分に適用できないという問題があった。

さらに、特許文献３では、築造ないし搬送の際に支持金属ビームを用いるが、この支持金属ビームはコークス炉に組み込む際に取り外している。このため、作業手順の簡素化が十分に図れないという問題もある。
ここで、取り外しの作業を省略し、炉壁とともに支持金属ビームをコークス炉に組み込んでしまうことも考えられる。しかし、特許文献３では、支持金属ビームが配置されるのが事前施工される炉壁の下部、つまりコークス炉の燃焼室および炭化室の下部であって蓄熱室の上の部位にあたり、温度環境を考慮すると当該部位に金属部品を設置することはコークス炉の構成上好ましくない。
このような理由から、特許文献３では一層の工期短縮が難しく、さらなる工期短縮が可能なコークス炉の改修方法が要望されていた。

本発明の目的は、稼働停止期間を短縮できるコークス炉およびその改修方法を提供することにある。

本発明のコークス炉は、設置現場の旧炉体を解体して残された炉体基礎の上に新炉体を再構築して形成されるコークス炉であって、前記新炉体は複数の炉体ブロックに分けて製造され、前記炉体ブロックは、鋼製ベースの上に炉体煉瓦を積んで構成され、前記鋼製ベースは、前記炉体ブロックの一部として前記新炉体に組み込まれることを特徴とする。

本発明は、設置現場の旧炉体を解体して残された炉体基礎の上に新炉体を再構築するコークス炉の改修方法であって、前記設置現場の周辺に作業現場を設置する作業現場設置工程と、前記作業現場で、前記新炉体を複数の炉体ブロックに分けて製造する新炉体製造工程と、前記作業現場から前記設置現場に至る搬送経路を設置する搬送経路設置工程と、前記設置現場で、前記旧炉体を前記炉体基礎から撤去する旧炉体撤去工程と、前記炉体ブロックを前記搬送経路により前記設置現場まで搬送する炉体ブロック搬送工程と、前記設置現場で、前記炉体基礎に前記炉体ブロックを固定し、隣接する前記炉体ブロックどうしを連結する炉体ブロック設置工程と、を有し、前記旧炉体の稼働中に前記新炉体製造工程を開始するとともに、前記炉体ブロックは、鋼製ベースの上に炉体煉瓦を積んで構成され、前記鋼製ベースは、前記炉体ブロックの一部として前記新炉体に組み込まれることを特徴とする。

本発明において、炉体ブロックは、コークス炉の炉体を、炉団長方向に複数に分割したブロックとすることができる。
例えば、炉体ブロックは、炉長方向には完結した炉体単位（下段の蓄熱室、上段の燃焼室および炭化室）を有し、この炉体単位が炉団長方向に複数門（３門〜８門程度）並列配置された構成とすることができる。

本発明では、このような炉体ブロックを新炉体製造工程で製造し、炉体ブロック搬送工程で設置現場へと搬送し、炉体ブロック設置工程で炉体ブロックどうしを順次連結することで、設置現場に新炉体を形成することができる。
本発明では、新炉体製造工程を、旧炉体の稼働中に開始する。作業現場設置工程はこれに先立って実施しておく。改修時のコークス炉の稼働停止期間は、旧炉体撤去工程の開始から炉体ブロック設置工程の完了までの期間である。本発明では、新炉体製造工程の開始から旧炉体の稼働停止までの期間は、稼働停止期間に含まれなくなる。

本発明では、鋼製ベースを用いることで、炉体ブロックとしての搬送が可能となる。
もし、鋼製ベースがなければ、煉瓦積みだけの炉体ブロックとなり、搬送時に目地切れないし崩壊する可能性がある。しかし、本発明では、鋼製ベースが炉体ブロックの底部で連続するため、その上の構築される煉瓦積み部分も搬送が可能となる。
なお、鋼製ベースを用いる場合でも、目地切れを防止するために、炉体ブロック搬送工程において、鋼製ベース上の煉瓦積みに圧縮加重がかかるような外力を付与することが好ましい。

本発明では、鋼製ベースは炉体ブロックの一部として新炉体に組み込むため、これを取り外すための作業が必要ない。
そして、鋼製ベースは炉体ブロックの底部に設置されるものであるため、新炉体に組み込まれた状態では新炉体の蓄熱室より下方とすることができ、温度環境が緩くできるので問題を生じることがない。

このように、本発明によれば、事前施工する炉体の一部である炉体ブロックの規模を拡大することができ、かつ鋼製ベースの組込時の取り外し作業も省略でき、これらによりコークス炉の改修の際の稼働停止期間を短縮することができる。
例えば、従来１８ヶ月必要であった稼働停止期間は、５ヶ月程度短縮して１３ヶ月程度とすることができる。

本発明において、前記炉体ブロックは、煉瓦積み部分から鋼製ベースへの伝熱を緩和する伝熱緩和手段を有することが好ましい。
伝熱緩和手段としては、鋼製ベースと煉瓦積み部分との間の断熱材層や、断熱用の空洞が利用できるほか、水冷あるいは空冷を行う冷却用配管などが利用できる。

このような本発明では、伝熱緩和手段により、燃焼室および炭化室から鋼製ベースへの伝熱を緩和することができる。
すなわち、炉体ブロック設置工程で炉体ブロックが連結されて新炉体とされることで、炉体ブロックの鋼製ベースは新炉体の一部として埋め込まれる。そして、稼働状態では、燃焼室および炭化室からの熱が鋼製ベースへと伝達される。このような伝熱があると、鋼製ベースが変形等する可能性がある。
しかし、本発明では、伝熱緩和手段により鋼製ベースへの伝熱を緩和できるため、鋼製ベースへの影響を最小限に回避することができる。

本発明において、前記炉体ブロックは、燃焼室の両側に半割りの炭化室が形成された炉体単位を複数門並列に形成したものであることが好ましい。

このような本発明では、炉体ブロックは燃焼室と炭化室とが所定門数繰り返すとともに、両側が半割の炭化室となる。つまり、炉体ブロックは、コークス炉を炭化室部分で切断された構造となる。そして、炭化室は煉瓦積みも少なく簡単な構造であるため、切断に好適であるとともに、炉体ブロック設置工程で炉体ブロックどうしを連結する際にも、作業負担を軽減することができる。

本発明において、前記搬送経路として、前記炉体基礎に沿って炉団長方向に延びる押出機移動経路を利用するとともに、前記炉体ブロック搬送工程では、前記炉体ブロックの炉長方向が前記炉体基礎の炉団長方向となる状態で、前記炉体ブロックを前記押出機移動経路に沿って移動させ、設置すべき部位に達したら、前記炉体ブロックの炉長方向が前記炉体基礎の炉長方向となるように前記炉体ブロックを方向転換させ、前記炉体ブロックを炉長方向へ移動させて前記炉体基礎の上に搬入することが好ましい。

このような本発明では、搬送経路として、通常コークス炉の炉体基礎に沿って炉団長方向に延びる押出機移動経路を活用することができ、周囲に多様な設備が密集するコークス炉においても、搬送経路を確保することができる。

また、押出機移動経路を搬送する際に、炉体ブロックをその炉長方向が炉体基礎の炉団長方向になるような姿勢とすることで、十分な幅が得にくい押出機移動経路でも炉体ブロックを通過させることができる。押出機移動経路の幅が広ければ、炉体ブロックの炉体単位の門数を増すことができ、押出機移動経路の幅が狭ければ、炉体ブロックの炉体単位の門数を減らす等の調整を行うことができる。

本発明において、前記炉体ブロック搬送工程では、前記炉体ブロックを載置する移動架台を用い、前記移動架台の上に前記炉体ブロックを搬入あるいは搬出する際には、前記鋼製ベースと前記移動架台の上面との間にエアキャスターを設置するとともに、前記移動架台および前記炉体ブロックを移動させる際にはドーリーを用いることが好ましい。

このような本発明では、移動架台およびドーリーを用いることで、ドーリーで移動できる区間の搬送経路の地盤補強を簡略化できる。また、エアキャスターを用いることで、移動架台への炉体ブロックの搬入あるいは搬出を簡略に行うことができる。
さらに、前述した、炉体基礎への設置の際に方向転換を行う場合には、エアキャスターを用いて炉体ブロックを搬送架台上に支持することで、方向転換の作業も簡略に行うことができる。
なお、エアキャスターで炉体ブロックを支持する際に、鋼製ベースの周辺では持ち上げ高さを比較的高くし、中央付近では比較的低くすることで、鋼製ベースの上の煉瓦積み構造に圧縮力を与えることができ、目地切れの防止を図ることができる。

本発明において、前記新炉体製造工程、前記旧炉体撤去工程、前記炉体ブロック搬送工程および前記炉体ブロック設置工程は、互いに期間的に重複させてもよい。
例えば、コークス炉の一部では旧炉体撤去工程が行われ、隣接する既に旧炉体が撤去された部分に炉体ブロックが搬送され、既に搬入されている炉体ブロックに対しては炉体ブロック設置工程が行われる、といった並行処理を行ってもよい。

さらに、先行する炉体ブロックの炉体ブロック設置工程と、他の炉体ブロックの前記新炉体製造工程を期間的に重複させてもよい。すなわち、本発明では、新炉体製造工程を旧炉体の稼働中に開始するが、新炉体製造工程は旧炉体の稼働停止後、旧炉体撤去工程ないし他の部分（他の炉体ブロック）の炉体ブロック設置工程の実施中にまで継続していてもよい。
このような並行処理により、稼働停止期間をさらに短縮することができる。

本発明によれば、コークス炉の改修の際の稼働停止期間を短縮することができる。

本発明の一実施形態の設置現場、作業現場および搬送経路を示す平面図。 前記実施形態で改修するコークス炉を示す断面図。 前記実施形態の工程を示す図。 前記実施形態の作業現場を示す平面図。 前記実施形態の作業現場を示す正面図。 前記実施形態の移動架台および炉体ブロックを示す正面図。 前記実施形態のドーリーを示す正面図。 前記実施形態のドーリーを示す側面図。 前記実施形態のエアキャスターを示す側面図。 前記実施形態のエアキャスターの支持状態を示す側面図。 前記実施形態の搬送経路を示す平面図。 前記実施形態の接続架台および補助架台を示す背面図。 前記実施形態の炉体ブロックの移載位置への搬入を示す平面図。 前記実施形態の炉体ブロックの方向転換を示す平面図。 前記実施形態の炉体ブロックの炉体基礎への移載を示す平面図。 前記実施形態の炉体ブロックの炉体基礎への移載を示す背面図。 前記実施形態の炉体基礎に配列された炉体ブロックを示す平面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔改修の概要〕
図１において、本実施形態では、コークス炉１の炉体基礎３を残して上側の炉体２（旧炉体２Ｐ）を撤去し、その跡に新たな炉体２（新炉体２Ｎ）を構築する。
本実施形態では、新炉体２Ｎの製造を旧炉体２Ｐの稼働中から行うために、旧炉体２Ｐとは別の場所で新炉体２Ｎを製造する。
そして、旧炉体２Ｐが撤去された炉体基礎３へと製造した新炉体２Ｎを搬入するために、新炉体２Ｎは複数の炉体ブロック４として製造する。

このような改修作業を実現するべく、本実施形態では、コークス炉１が設置される場所（設置現場Ａ１）、炉体ブロック４を製造する場所（作業現場Ａ２）、炉体ブロック４を搬送する経路（搬送経路Ａ３）が用いられる。

作業現場Ａ２は、設置現場Ａ１の近傍に確保された平坦な場所であり、設置現場Ａ１と略同レベルで連続した場所である。作業現場Ａ２には、複数の炉体ブロック４を製造するのに必要な所定の広さが確保される。
搬送経路Ａ３は、作業現場Ａ２から設置現場Ａ１まで連続した通行スペースであり、本実施形態ではドーリーが通行可能な平坦で強度を有する地盤が用いられる。

〔改修対象のコークス炉１〕
図２は、本実施形態で改修するコークス炉１の炉体２および炉体基礎３を示す。
図２において、改修対象であるコークス炉１は、煉瓦積みで築造された炉体２を有し、炉体２は炉体基礎３の上に設置されている。同図において、左右方向がコークス炉１の炉長方向、図面直交方法がコークス炉１の炉団長方向である。

炉体２は、上部煉瓦２Ｕと下部煉瓦２Ｌとを有する。下部煉瓦２Ｌの内部には蓄熱室が形成され、上部煉瓦２Ｕの内部には燃焼室および炭化室が炉団長方向に交互に形成されている。
炉体基礎３は、地盤に築造された強固な構造物である。炉体２の両側には、炉団長方向に延びる煙道５が形成され、その上面は平坦に形成されている。煙道５の上面は、前述した炉体基礎３の上面よりやや下方に形成されている。図中左側の煙道５に沿って、炉団長方向に延びる押出機移動経路６が形成されている。

本実施形態では、図示の線Ｐ以下の炉体基礎３を残して上側の炉体２（旧炉体２Ｐ）を撤去し、その跡に複数の炉体ブロック４（図１参照）を配列し、これらを連結して新たな炉体２（新炉体２Ｎ）を構築する。
炉体ブロック４は、コークス炉１の炉体２を炉団長方向に複数に分割したブロックである。図４、図５、図６にも示すように、炉体ブロック４は、炉長方向には完結した炉体単位（下段の蓄熱室、上段の燃焼室および炭化室）を有し、この炉体単位が炉団長方向に複数門（本実施形態では５門）並列配置された構成とされている。

〔改修手順の概要〕
図３は、本実施形態におけるコークス炉１の改修手順を示す。
図３において、本実施形態においては、設置現場Ａ１で旧炉体２Ｐが稼働（旧炉体稼働工程Ｓ０）している状態で、作業現場Ａ２を準備する（作業現場設置工程Ｓ１）。そして、作業現場Ａ２で、新炉体２Ｎとなるべき炉体ブロック４の製造を開始する（新炉体製造工程Ｓ２）。
新炉体製造工程Ｓ２と並行して、搬送経路Ａ３を設置する（搬送経路設置工程Ｓ３）。

新炉体製造工程Ｓ２で所定数の炉体ブロック４が搬送可能となり、搬送経路Ａ３の準備ができたら、旧炉体稼働工程Ｓ０を停止し、旧炉体２Ｐの撤去を開始する（旧炉体撤去工程Ｓ４）。
炉体２の一部の撤去が進行し、炉体ブロック４の受入可能な状態となったら、搬送経路Ａ３により、炉体ブロック４を順次、作業現場Ａ２から設置現場Ａ１へと搬送する（炉体ブロック搬送工程Ｓ５）。そして、作業現場Ａ２において、搬送した炉体ブロック４を炉体基礎３に移載し、順次連結して新炉体２Ｎを形成してゆく（炉体ブロック設置工程Ｓ６）。
なお、新炉体製造工程Ｓ２は、必要な数の炉体ブロック４が製造できた段階で終了する。炉体ブロック搬送工程Ｓ５は、全ての炉体ブロック４が搬送された段階で終了する。

以上のような各工程Ｓ１〜Ｓ６により、炉体基礎３の上に複数の炉体ブロック４が炉団長方向に配列され、各々を連続させることで一連の新炉体２Ｎが完成する。
そして、炉体２に対する周辺装置の接続などの仕上げが完了したら、新炉体２Ｎでの稼働を開始する（新炉体稼働工程Ｓ７）。
これにより、旧炉体２Ｐが撤去された跡の炉体基礎３に新炉体２Ｎが再構築され、コークス炉１の改修が完了する。

本実施形態において、コークス炉１の稼働停止期間は、旧炉体稼働工程Ｓ０の停止から、新炉体稼働工程Ｓ７の開始までの期間になる。この際、新炉体製造工程Ｓ２は作業現場Ａ２で別途行うことで、一部が旧炉体稼働工程Ｓ０の停止前に開始することができ、稼働停止期間に影響しない。
また、旧炉体撤去工程Ｓ４、炉体ブロック搬送工程Ｓ５および炉体ブロック設置工程Ｓ６を同時並行で実行することで、稼働停止期間が更に短縮される。
以下、本実施形態において、前述のような改修を実現するための詳細な構成について説明する。

〔炉体ブロック４の製造〕
炉体ブロック４は、作業現場Ａ２で製造される（新炉体製造工程Ｓ２）。作業現場Ａ２は、コークス炉１が稼働する設置現場Ａ１の近傍に設置される（作業現場設置工程Ｓ１）。

図４および図５において、作業現場Ａ２には、作業用建屋１０が建築される。
作業用建屋１０は、内部に、炉体２に必要な数の炉体ブロック４を並列に配置できる作業ステージ１１を有する。作業ステージ１１は、地盤に打ち込まれた杭などで補強され、炉体ブロック４の荷重に対して十分な剛性を有する。作業ステージ１１の両側には、それぞれ十分な作業スペース１２が確保されている。作業スペース１２には、作業用のクレーン１３が配置される。

作業ステージ１１において、炉体ブロック４の製造は、それぞれ移動架台２０の上で行われる。
移動架台２０の上面には、鋼製ベース３０が載置される。
炉体ブロック４は、鋼製ベース３０の上に下部煉瓦２Ｌを積み、その内部に蓄熱室を形成するとともに、その上に上部煉瓦２Ｕを積み、その内部には燃焼室および炭化室を形成することで製造される。鋼製ベース３０は、炉体ブロック４の一部とされてその底面を構成する。

〔炉体ブロック４の搬送用の移動架台２０〕
移動架台２０は、図５および図６のように、鋼材を軸組みしたものであり、上面が平坦に形成されるとともに、支柱２１の間には空間２２が形成されている。
空間２２には、炉体ブロック搬送工程Ｓ５で用いるドーリー２３が進入可能である。

図７および図８に示すように、本実施形態では、移動架台２０には４列の空間２２が形成され、各々には搬送時にドーリー２３が導入される。
各列のドーリー２３は、４輪×６軸のものを二連とし、さらに４輪×３軸のものを連結したものとされる。
各列のドーリー２３は、いずれかに設置された操縦席により連携制御される。そして、ドーリー２３の上面を上昇させて空間２２の天井を持ち上げ、この状態で走行することで、移動架台２０を移動させることができる。

〔炉体ブロック４の鋼製ベース３０〕
鋼製ベース３０は、鋼材を軸組みしたものであり、上面が平坦に形成されるとともに、下面側には空間３１が形成されている。
空間３１には、炉体ブロック搬送工程Ｓ５で用いるエアキャスター３２が収容されている。
エアキャスター３２は、鋼製ベース３０の短辺方向に６列（図７参照）、長辺方向に１１列（図８参照）設置されている。

エアキャスター３２は、図９に示すように、空気を抜いた状態では上面が降下し、空間３１に挿入することができる。
一方、加圧空気を供給することで、図１０に示すように、エアキャスター３２の外周に沿ったリング状のスカートが膨張し、上面が上昇して空間３１の天井を持ち上げる。
エアキャスター３２において、スカートを膨張させた空気は、下面の中央から外周に向かって流出する。これにより、エアキャスター３２の下面とその支持面（ここでは移動架台２０の上面）との間は薄い空気膜で荷重支持され、摩擦抵抗がない状態で水平方向へ移動可能となる。

エアキャスター３２で炉体ブロック４を持ち上げ支持する際には、鋼製ベース３０の下面に配列されたエアキャスター３２のうち、鋼製ベース３０の外周に沿ったものについては持ち上げ高さを高くし、鋼製ベース３０の中央付近に至るにつれて漸次低くなるように制御する。
このような制御により、鋼製ベース３０は上面の周辺部分が高く、中央部分が低い凹状となるように緩やかに湾曲される。そして、このような鋼製ベース３０の湾曲により、鋼製ベース３０の上面に積まれた煉瓦積み構造では、各煉瓦の目地間に圧縮力が与えられ、炉体ブロック４として搬送される際の目地切れの防止に有効である。
なお、エアキャスター３２による炉体ブロック４の持ち上げは、後述する炉体ブロック４の方向転換を行う際に開始され、炉体基礎３への移載まで継続される。

鋼製ベース３０には、伝熱緩和手段としての空洞３３が形成されている。
空洞３３は、図６から図１０の各図に示すように、鋼製ベース３０の内部に、鋼製ベース３０の上面に沿って、鋼製ベース３０の全面にわたって形成されている。
このような空洞３３により、コークス炉１が稼働した際に、煉瓦積み部分から鋼製ベース３０への伝熱が緩和され、鋼製ベース３０への熱の影響を緩和することができる。
なお、伝熱緩和手段としては、空洞３３に断熱材を充填した断熱材層や、水冷あるいは空冷を行う冷却用配管などを設置したものでもよい。

〔炉体ブロック４の搬送〕
炉体ブロック４は、作業現場Ａ２から搬送経路Ａ３をへて設置現場Ａ１へと搬送される（炉体ブロック搬送工程Ｓ５）。
図１１において、設置現場Ａ１では、旧炉体２Ｐが撤去され（旧炉体撤去工程Ｓ４）、その跡に炉体基礎３が残されている。実際には、並行作業を行うために、一部の旧炉体２Ｐが未撤去の状態で炉体ブロック４の搬送を開始する。

搬送経路Ａ３は、作業現場Ａ２から設置現場Ａ１まで連続した通路４１を有する。
通路４１は、本実施形態では、前述したドーリー２３が、移動架台２０および炉体ブロック４を支持した状態で通行できるように、平坦で十分な強度を有する舗装面としておく。
通路４１の設置現場Ａ１側の端部は、押出機移動経路６の一端に連結され、押出機移動経路６が搬送経路Ａ３の一部として利用されている。

図１１および図１２に示すように、搬送経路Ａ３は、押出機移動経路６と炉体基礎３との間（煙道５の上面）に設置された接続架台４２と、押出機移動経路６の接続架台４２とは反対側に設置された補助架台４３とを有する。
これらの接続架台４２および補助架台４３は、それぞれの高さが炉体基礎３の上面と同じ高さとなるように設定されている。

さらに、移動架台２０の高さは、押出機移動経路６に導入された際に、炉体基礎３の上面と同じ高さとなるように設定されている。
従って、押出機移動経路６に導入された移動架台２０の上面、接続架台４２の上面、補助架台４３の上面および炉体基礎３の上面は、全て同じ高さで連続した平面を構成することができる。

〔炉体ブロック４の方向転換〕
図１３に示すように、本実施形態では、移動架台２０で搬送される炉体ブロック４は、押出機移動経路６に導入できるように、炉体ブロック４の炉長方向が炉体基礎３の炉団長方向となる状態とされている。そこで、図１４に示すように、押出機移動経路６に導入された後、炉体ブロック４の向きを直角に方向転換する。

図１３において、移動架台２０は、載置している炉体ブロック４に従って、炉体基礎３の所定の設置位置に対向する位置で停止し、ドーリー２３による支持を解除する。これにより、移動架台２０は、押出機移動経路６の底面に支持される。
この状態で、移動架台２０の両側に、接続架台４２および補助架台４３を配置し、各々の上面が平坦となるように調整する。

さらに、炉体基礎３の上面には、鋼製ベース３０の下面のエアキャスター３２に対応した６列の敷レール４４を敷いておく。
敷レール４４は、表面が平滑な金属製板材であり、次に移載される炉体ブロック４の設置部位に応じて、炉体基礎３の所定位置に設置される。

図１４において、エアキャスター３２に加圧空気を供給し、鋼製ベース３０ないし炉体ブロック４が、移動架台２０の上面を摺動可能な状態とする。
この状態で、鋼製ベース３０ないし炉体ブロック４を回動させ、図１４に二点鎖線で示す状態へと方向転換する。
この方向転換により、炉体ブロック４の炉長方向は、炉体基礎３の炉長方向（つまり炉体２の炉長方向）に揃う。

方向転換された炉体ブロック４は、中間部分は移動架台２０に支持されたままであるが、炉体基礎３に近い側は接続架台４２に載せられ、炉体基礎３から遠い側は補助架台４３に載せられる。
この際、移動架台２０と接続架台４２との継ぎ目、および移動架台２０と補助架台４３との継ぎ目は、エアキャスター３２が通過することになる。
従って、これらの継ぎ目については、エアキャスター３２が円滑に通過できるように、平坦かつ隙間がない状態としておく。

〔炉体ブロック４の移載〕
図１５および図１６に示すように、方向転換された炉体ブロック４は、炉長方向へ移動させることで、炉体基礎３上へと移載される。
移載にあたっては、先ず、方向転換された炉体ブロック４は、鋼製ベース３０下面のエアキャスター３２が、それぞれ６列の敷レール４４の延長線上にくるように位置（炉体基礎３の炉団長方向の位置）を調整しておく。

さらに、炉体基礎３の移動架台２０と反対側に、センターホールジャッキ４５を設置する。そして、センターホールジャッキ４５からのワイヤを、６列の敷レール４４のうち最外側の２本に沿って引き延ばし、炉体ブロック４の鋼製ベース３０に接続しておく。
この状態で、センターホールジャッキ４５を作動させて炉体ブロック４を牽引する。この牽引により、炉体ブロック４は、移動架台２０の上から接続架台４２を経て敷レール４４の上を移動し、炉体基礎３の上へと搬入される。

炉体ブロック４が炉体基礎３上に配置できたら、炉体基礎３に対する正確な位置出しを行ったのち、エアキャスター３２による持ち上げを停止し、炉体ブロック４を炉体基礎３上に着地させる。これにより、炉体ブロック４の炉体基礎３上への移載が完了する。作業を終えたエアキャスター３２は、鋼製ベース３０下面から順次引き出す。

以上に述べた、移動架台２０による搬送、炉体ブロック４の方向転換、炉体基礎３への移載により、炉体ブロック４の炉体ブロック搬送工程Ｓ５が完了する。
このような炉体ブロック搬送工程Ｓ５は、全ての炉体ブロック４について繰り返される。

〔炉体ブロック４の設置〕
炉体基礎３上に設置された炉体ブロック４は、隣接する炉体ブロック４と相互に連結され、これにより新炉体２Ｎが形成されてゆく（炉体ブロック設置工程Ｓ６）。
図１７に示すように、炉体基礎３の上には、複数の炉体ブロック４が配列されている。

炉体ブロック４どうしの間には、予め隙間が形成され、この隙間には継ぎ目用の煉瓦２Ｊが積まれる。このような継ぎ目用の煉瓦２Ｊにより、隣接する炉体ブロック４が相互に連結され、一連の新炉体２Ｎが形成されてゆく。
そして、炉体基礎３上において、全ての炉体ブロック４が配列され、相互に連結されることで、炉体ブロック設置工程Ｓ６が完了し、新炉体２Ｎが完成することになる。

この後、新炉体２Ｎに対する周辺装置の接続などの仕上げが完了したら、新炉体２Ｎでの稼働を開始する（新炉体稼働工程Ｓ７）。
これにより、旧炉体２Ｐが撤去された跡の炉体基礎３に新炉体２Ｎが再構築され、コークス炉１の改修が完了する。

〔実施形態の効果〕
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、コークス炉１の炉体２を複数に分割した炉体ブロック４を用い、このような炉体ブロック４を新炉体製造工程Ｓ２で製造し、炉体ブロック搬送工程Ｓ５で設置現場Ａ１へと搬送し、炉体ブロック設置工程Ｓ６で炉体ブロック４どうしを順次連結することで、設置現場Ａ１に新炉体を形成することができる。

本実施形態では、旧炉体の稼働中（旧炉体稼働工程Ｓ０の実行中）に、作業現場設置工程Ｓ１を実施したうえ、新炉体製造工程Ｓ２を開始する。このため、新炉体製造工程Ｓ２の開始から旧炉体稼働工程Ｓ０の停止までの期間は、稼働停止期間に含まれなくなる。
そして、コークス炉の稼働停止期間は、旧炉体稼働工程Ｓ０の停止つまり旧炉体撤去工程Ｓ４の開始から、新炉体稼働工程Ｓ７の開始つまり炉体ブロック設置工程Ｓ６の完了までの期間となる。

従って、本実施形態によれば、コークス炉１の改修の際の稼働停止期間を短縮することができる。例えば、従来１８ヶ月必要であった稼働停止期間は、５ヶ月程度短縮して１３ヶ月程度とすることができる。

本実施形態では、鋼製ベース３０を用いることで、炉体ブロック４としての搬送を確実に行うことができる。
もし、鋼製ベース３０がなければ、煉瓦積みだけの炉体ブロック４となり、搬送時に目地切れないし崩壊する可能性がある。しかし、本実施形態では、鋼製ベース３０が炉体ブロック４の底部で連続するため、その上の構築される煉瓦積み部分も搬送が可能となる。
さらに、本実施形態では、炉体ブロック搬送工程Ｓ５において、鋼製ベース３０の外周側および内側のエアキャスター３２の高さ制御により、鋼製ベース３０上の煉瓦積みに圧縮加重がかかるような外力を付与することができ、目地切れの防止をさらに効果的にすることができる。

本実施形態では、鋼製ベース３０に、伝熱緩和手段としての空洞３３を形成したので、新炉体２Ｎの稼動時に燃焼室および炭化室から鋼製ベース３０への伝熱を緩和することができる。
すなわち、炉体ブロック設置工程Ｓ６で炉体ブロック４が連結されて新炉体２Ｎとされることで、炉体ブロック４の鋼製ベース３０は新炉体２Ｎの一部として埋め込まれる。そして、稼働状態では、燃焼室および炭化室からの熱が鋼製ベース３０へと伝達される。このような伝熱があると、鋼製ベース３０が変形等する可能性がある。
しかし、本実施形態では、空洞３３を用いた伝熱緩和手段により、鋼製ベース３０への伝熱を緩和できるため、鋼製ベース３０への影響を最小限に回避することができる。

本実施形態では、炉体ブロック４は、燃焼室の両側に半割りの炭化室が形成された炉体単位を５門並列に形成した。
このため、炉体ブロック設置工程Ｓ６では、隣接する炉体ブロック４の半割の炭化室どうしを接続すればよく、継ぎ目用の煉瓦２Ｊの煉瓦積みを簡略化することができる。
すなわち、炭化室は煉瓦積みも少なく簡単な構造であるため、切断に好適であるとともに、炉体ブロック設置工程で炉体ブロックどうしを連結する際にも、作業負担を軽減することができる。

本実施形態では、搬送経路Ａ３の一部として、炉体基礎３に沿って炉団長方向に延びる押出機移動経路６を利用するようにした。
押出機移動経路６は、通常コークス炉１の炉体基礎３に沿って設置されており、この押出機移動経路６を活用することで、周囲に多様な設備が密集するコークス炉１においても、搬送経路Ａ３を容易に確保することができる。

さらに、本実施形態の炉体ブロック搬送工程Ｓ５では、炉体ブロック４の炉長方向が炉体基礎３の炉団長方向となる状態で、炉体ブロック４を押出機移動経路６に沿って移動させ、設置すべき部位に達したところで、炉体ブロック４の方向転換を行い、その炉長方向が炉体基礎３の炉長方向となるようにし、さらに、炉体ブロック４を炉長方向へ移動させて炉体基礎３の上に移載した。

このように、押出機移動経路６を搬送する際に、炉体ブロック４をその炉長方向が炉体基礎３の炉団長方向になるような姿勢とすることで、十分な幅が得にくい押出機移動経路６でも炉体ブロック４を通過させることができる。
なお、押出機移動経路６の幅が広ければ、炉体ブロック４の炉体単位の門数を増すことができ、押出機移動経路６の幅が狭ければ、炉体ブロック４の炉体単位の門数を減らす等の調整を行うことで、柔軟な対応を行うことができる。

本実施形態において、炉体ブロック搬送工程Ｓ５では、鋼製ベース３０を含む炉体ブロック４を載置する移動架台２０を用いた。さらに、移動架台２０および炉体ブロック４を一体に移動させる際にドーリー２３を用いた。
このような移動架台２０およびドーリー２３を用いることで、搬送経路Ａ３の通路４１つまりドーリー２３で移動する区間については、その地盤補強を簡略化できる。

本実施形態において、移動架台２０の上に炉体ブロック４を搬入あるいは搬出する際に、鋼製ベース３０と移動架台２０の上面との間にエアキャスター３２を用いた。
このようなエアキャスター３２を用いることで、移動架台２０上での炉体ブロック４の方向転換および炉体基礎３への移載を簡略に行うことができる。

本実施形態では、エアキャスター３２で炉体ブロック４を支持する際に、鋼製ベース３０の周辺では持ち上げ高さを比較的高くし、中央付近では比較的低くする制御を行うことで、鋼製ベース３０の上の煉瓦積み構造に圧縮力を与えることができ、目地切れの防止を図ることができるという効果も得られる。

本実施形態では、前述した、旧炉体の稼働中（旧炉体稼働工程Ｓ０の実行中）に新炉体製造工程Ｓ２を開始することによる稼働停止期間の短縮に加えて、新炉体製造工程Ｓ２、旧炉体撤去工程Ｓ４、炉体ブロック搬送工程Ｓ５および炉体ブロック設置工程Ｓ６を、互いに期間的に重複させることで、稼働停止期間をさらに短縮することができる。

すなわち、設置現場Ａ１で旧炉体稼働工程Ｓ０ないし旧炉体撤去工程Ｓ４を行いつつ新炉体製造工程Ｓ２で炉体ブロック４の製造を行う、という並行処理を行うことができるとともに、コークス炉１の一部で旧炉体撤去工程Ｓ４を行い、隣接する既に旧炉体２Ｐが撤去された炉体基礎３上に炉体ブロック４を搬入し（炉体ブロック搬送工程Ｓ５）、既に搬入されている炉体ブロック４に対して炉体ブロック設置工程Ｓ６を行う、といった多重の並行処理を行うことができる。
このような並行処理により、稼働停止期間をさらに短縮することができる。

〔変形例〕
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、新炉体製造工程Ｓ２、旧炉体撤去工程Ｓ４、炉体ブロック搬送工程Ｓ５および炉体ブロック設置工程Ｓ６を、互いに期間的に重複させることで、稼働停止期間をさらに短縮した。ただし、重複の程度および並列処理する工程は、実施にあたって適宜変更してもよい。

例えば、新炉体製造工程Ｓ２で全ての炉体ブロック４が製造できてから、旧炉体撤去工程Ｓ４、炉体ブロック搬送工程Ｓ５および炉体ブロック設置工程Ｓ６を並列処理してもよく、新炉体製造工程Ｓ２の完了時期に合わせて旧炉体撤去工程Ｓ４を実施しておき、その後、炉体ブロック搬送工程Ｓ５および炉体ブロック設置工程Ｓ６を並列的に繰り返してもよい。

前記実施形態では、作業現場設置工程Ｓ１による作業現場Ａ２として、炉体ブロック４を炉団長方向へ一次元的に配列したが、縦横つまり炉体ブロック４の炉団長方向および炉長方向に二次元的に配列してもよい。

前記実施形態では、新炉体製造工程Ｓ２において、炉体ブロック４を予め移動架台２０の上で製造したが、固定架台の上に鋼製ベース３０を形成し、その上に煉瓦積みして炉体ブロック４を形成し、この炉体ブロック４をエアキャスター３２で移動架台２０に移載する等としてもよい。

前記実施形態では、炉体ブロック搬送工程Ｓ５において、移動架台２０をドーリー２３で移動させ、移動架台２０から炉体基礎３への移載にエアキャスター３２を用いたが、これらには別の搬送手段を用いてもよい。
例えば、作業現場Ａ２から押出機移動経路６までの移送に、ドーリー２３に代えて、低摩擦性のプレートと牽引用のジャッキとを用いた摺動式の搬送手段を用いてもよい。また、移動架台２０から炉体基礎３への移載にも、同様な摺動式の搬送手段を用いてもよい。

前記実施形態では、搬送経路Ａ３の一部として押出機移動経路６を用いたが、これは必須ではない。他に搬送経路Ａ３として好適な空間が確保できれば、それを用いることができる。そして、十分なスペースが得られるのであれば、炉体ブロック４の寸法的制約が解除できるほか、搬送経路Ａ３を炉体基礎３の炉長方向とし、前記実施形態のような炉体ブロック４の方向転換も省略することができる。

前記実施形態では、移動架台２０と炉体基礎３との間に接続架台４２を用い、その反対側に補助架台４３を用いた。しかし、炉体ブロック４の方向転換が必要でない場合、あるいは移動架台２０が十分に大きくできる場合には、補助架台４３は省略してよい。また、移動架台２０を炉体基礎３に十分に近接させることができれば、接続架台４２も省略することができる。

前記実施形態では、炉体ブロック４として、燃焼室の両側に半割りの炭化室が形成された炉体単位を５門並列に形成したが、これらは適宜変更してよい。例えば、押出機移動経路６などの寸法的な制約、あるいは搬送手段の荷重的な制約に応じて、門数は変更すればよい。

本発明は、旧炉体を解体した跡に新炉体を再構築するコークス炉およびその改修に利用できる。

１…コークス炉、１０…作業用建屋、１１…作業ステージ、１２…作業スペース、１３…クレーン、２…炉体、２０…移動架台、２１…支柱、２２…空間、２３…ドーリー、２Ｊ…継ぎ目用の煉瓦、２Ｌ…下部煉瓦、２Ｎ…新炉体、２Ｐ…旧炉体、２Ｕ…上部煉瓦、３…炉体基礎、３０…鋼製ベース、３１…空間、３２…エアキャスター、３３…伝熱緩和手段である空洞、４…炉体ブロック、４１…通路、４２…接続架台、４３…補助架台、４４…敷レール、４５…センターホールジャッキ、５…煙道、６…押出機移動経路、Ａ１…設置現場、Ａ２…作業現場、Ａ３…搬送経路、Ｓ０…旧炉体稼働工程、Ｓ１…作業現場設置工程、Ｓ２…新炉体製造工程、Ｓ３…搬送経路設置工程、Ｓ４…旧炉体撤去工程、Ｓ５…炉体ブロック搬送工程、Ｓ６…炉体ブロック設置工程、Ｓ７…新炉体稼働工程。

Claims (7)

1. 設置現場の旧炉体を解体して残された炉体基礎の上に新炉体を再構築して形成されるコークス炉であって、
   前記新炉体は複数の炉体ブロックに分けて製造され、前記炉体ブロックは、鋼製ベースの上に炉体煉瓦を積んで構成され、前記鋼製ベースは、前記炉体ブロックの一部として前記新炉体に組み込まれることを特徴とするコークス炉。
2. 設置現場の旧炉体を解体して残された炉体基礎の上に新炉体を再構築するコークス炉の改修方法であって、
   前記設置現場の周辺に作業現場を設置する作業現場設置工程と、
   前記作業現場で、前記新炉体を複数の炉体ブロックに分けて製造する新炉体製造工程と、
   前記作業現場から前記設置現場に至る搬送経路を設置する搬送経路設置工程と、
   前記設置現場で、前記旧炉体を前記炉体基礎から撤去する旧炉体撤去工程と、
   前記炉体ブロックを前記搬送経路により前記設置現場まで搬送する炉体ブロック搬送工程と、
   前記設置現場で、前記炉体基礎に前記炉体ブロックを固定し、隣接する前記炉体ブロックどうしを連結する炉体ブロック設置工程と、を有し、
   前記旧炉体の稼働中に前記新炉体製造工程を開始するとともに、前記炉体ブロックは、鋼製ベースの上に炉体煉瓦を積んで構成され、前記鋼製ベースは、前記炉体ブロックの一部として前記新炉体に組み込まれることを特徴とするコークス炉の改修方法。
3. 請求項２に記載のコークス炉の改修方法において、
   前記炉体ブロックは、煉瓦積み部分から鋼製ベースへの伝熱を緩和する伝熱緩和手段を有することを特徴とするコークス炉の改修方法。
4. 請求項２または請求項３に記載のコークス炉の改修方法において、
   前記炉体ブロックは、燃焼室の両側に半割りの炭化室が形成された炉体単位を複数門並列に形成したものであることを特徴とするコークス炉の改修方法。
5. 請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のコークス炉の改修方法において、
   前記搬送経路として、前記炉体基礎に沿って炉団長方向に延びる押出機移動経路を利用するとともに、
   前記炉体ブロック搬送工程では、前記炉体ブロックの炉長方向が前記炉体基礎の炉団長方向となる状態で、前記炉体ブロックを前記押出機移動経路に沿って移動させ、設置すべき部位に達したら、前記炉体ブロックの炉長方向が前記炉体基礎の炉長方向となるように前記炉体ブロックを方向転換させ、前記炉体ブロックを炉長方向へ移動させて前記炉体基礎の上に搬入することを特徴とするコークス炉の改修方法。
6. 請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のコークス炉の改修方法において、
   前記炉体ブロック搬送工程では、前記炉体ブロックを載置する移動架台を用い、前記移動架台の上に前記炉体ブロックを搬入あるいは搬出する際には、前記鋼製ベースと前記移動架台の上面との間にエアキャスターを設置するとともに、前記移動架台および前記炉体ブロックを移動させる際にはドーリーを用いることを特徴とするコークス炉の改修方法。
7. 請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のコークス炉の改修方法において、
   前記新炉体製造工程、前記旧炉体撤去工程、前記炉体ブロック搬送工程および前記炉体ブロック設置工程は、互いに期間的に重複させたことを特徴とするコークス炉の改修方法。

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