JP2019035024A - Integral molding bricks for repairing a combustion chamber of a coke oven and a method for repairing using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉の燃焼室の補修工事において好適に使用できる一体成形煉瓦、およびその一体成形煉瓦を用いて補修工事を行なう補修方法に関するものである。 The present invention relates to an integrally formed brick that can be suitably used in repair work for a combustion chamber of a coke oven, and a repair method for performing repair work using the integrally formed brick.
図1はコークス炉の要部を模式的に示す垂直断面図である。一般にコークス炉は、図1に示すように、石炭を乾留する炭化室2、燃料ガスを燃焼させる燃焼室を内部に備えた壁体3、燃焼排ガスの余熱を利用して燃料ガスや燃焼用空気を予め加熱する蓄熱室4で構成され、燃焼室の壁体3と炭化室2は交互に配置される。なお、図1に示す壁体3は図5に示すような構造になっており、耐火煉瓦を積み上げた壁体3の内側に燃焼室1が形成される。
FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing a main part of a coke oven. As shown in FIG. 1, a coke oven generally has a
そしてコークス炉の操業中に、炭化室2へ石炭を装入し、さらに燃焼室1で発生する燃焼熱によって乾留した後、得られたコークスを炭化室2から排出する作業が繰り返し行なわれる。その結果、耐火煉瓦で形成される壁体3が損耗し、燃焼室1から燃焼排ガスや未燃焼の燃料ガスが炭化室2内に漏出するという問題が生じる。
During the operation of the coke oven, coal is charged into the
また、蓄熱室4を支持する強度部材(以下、柱体という)、および、その柱体の間に積み上げられて熱を蓄える蓄熱体も耐火煉瓦で形成されており、時間の経過とともに劣化して損傷(たとえば変形、亀裂、欠損等)や詰りが生じる。柱体や蓄熱体に損傷・詰りが生じると、燃料ガスや燃焼用空気の流れが部分的に阻害され、壁体の温度分布のばらつきが大きくなり、コークスの品質劣化の原因となる。また、蓄えられる熱量が低下し、燃料ガスの使用量の増加を招く。
In addition, a strength member (hereinafter referred to as a column) that supports the
そこで、燃焼室1と蓄熱室4を適宜補修しなければならないが、コークス炉の燃焼室1と炭化室2を全て停止して補修を行なうのはコークスの生産に支障を来たす。したがって、コークス炉を操業しながら、補修の対象となる燃焼室1のみ燃焼を停止して、補修を行なう。その補修工事の手順は、
(A)補修すべき燃焼室1と蓄熱室4を解体して炉外へ搬出し、
その後、
(B)新たに燃焼室1と蓄熱室4を構築する
という2段階の工程に大別される。
Therefore, the
(A) The
after that,
(B) It is roughly divided into a two-stage process in which a
従来から上記(B)の工程では、作業員が炉内で耐火煉瓦を1個ずつ積み上げて燃焼室1と蓄熱室4を構築している。しかし、耐火煉瓦の積み上げを手作業で行なうので、極めて長時間を要する。しかも作業環境が高温であるから、作業員の安全を確保するための装備が必要となり、施工コストの上昇を招く。
Conventionally, in the process (B), an operator builds the
従来の技術では、燃焼室1の補修が終了した後、蓄熱室端部の耐火煉瓦を取り除き、そこから作業員が入室して蓄熱体を交換していた。ところが、作業場所は狭く、かつ50℃を超える高温であるため、作業効率は非常に悪く、安全上も好ましくなかった。また、蓄熱室4の構造上、作業員が端部から入室できず、補修できないコークス炉も存在する。
In the conventional technique, after the repair of the
そこで、燃焼室1の補修においては、耐火煉瓦を積み上げて所定の形状(たとえば図5参照)に成形した耐火煉瓦集合体(以下、煉瓦集合体ブロックという)を、炉外の地組場で予め製作しておき、上記(B)の工程でその煉瓦集合体ブロックを炉内に搬入して、燃焼室1を構築する補修工事が普及し始めている(特許文献1参照)。煉瓦集合体ブロックを用いることによって、補修工事を効率良く行なうことが可能となり、工期の短縮を図ることができる。しかも、作業員の負荷が軽減され、安全性が向上するという効果も得られる。
Therefore, in the repair of the
また、蓄熱室4の補修では、耐火煉瓦の損傷部に補修材を充填する補修技術が開発されている(特許文献2参照)。ところが、耐火煉瓦に生じた亀裂が深い場合は、その深奥部まで補修材を浸透させ難いので、亀裂を十分に補修することは困難である。耐火煉瓦の欠損が広い範囲にわたって生じた場合は、欠損に補修材を充填するのに長時間を要する。したがって、蓄熱室4の補修においても煉瓦集合体ブロックを使用すれば、工期の短縮、作業負荷の軽減、安全性の向上が期待できる。
Further, in the repair of the
ところが、煉瓦集合体ブロックは耐火煉瓦を積み上げて、さらに固着材(たとえばモルタル等)で耐火煉瓦を接合し固着させたものである。そのため、補修時に煉瓦集合体ブロックを搬送し、さらに組み付ける際に、煉瓦集合体ブロックの破損や煉瓦脱落が生じやすく、また、補修が終了して操業を開始した後、耐火煉瓦と固着材の熱膨張量の差に起因して、耐火煉瓦の接合部(いわゆる目地)や耐火煉瓦に亀裂が生じる、あるいは煉瓦集合体ブロックが変形する等の問題が生じ易い。 However, the brick aggregate block is obtained by stacking refractory bricks, and further joining and fixing the refractory bricks with a fixing material (for example, mortar). Therefore, when the brick assembly block is transported during repair and further assembled, the brick assembly block is likely to break or fall off, and after the repair is completed and the operation is started, the heat of the refractory brick and the fixing material Due to the difference in the amount of expansion, problems such as cracks in the joints of refractory bricks (so-called joints) and refractory bricks, or deformation of the brick aggregate block are likely to occur.
本発明は、従来の技術の問題点を解消し、コークス炉の燃焼室の補修工事を効率良く行なうことが可能であり、ひいては工期の短縮、作業負荷の軽減、安全性の向上を図り、しかも、補修した後の耐用性を高めることができる一体成形煉瓦、およびそれを用いた補修方法を提供することを目的とする。 The present invention eliminates the problems of the prior art, enables efficient repair work of the combustion chamber of the coke oven, and consequently shortens the work period, reduces the work load, and improves safety, An object of the present invention is to provide an integrally formed brick capable of enhancing the durability after repair, and a repair method using the same.
本発明者は、補修工事を効率良く行ない、工期の短縮、作業負荷の軽減、安全性の向上を図るためには煉瓦集合体ブロックが有効であることから、その煉瓦集合体ブロックに生じる亀裂や変形を防止する技術について検討した。そして、煉瓦集合体ブロックが2種類の材料、すなわち所定の形状を有する耐火煉瓦とその耐火煉瓦を貼り合わせる固着材からなることが、亀裂や変形が生じる原因であることに着目して研究した結果、従来の煉瓦集合体ブロックと同様の形状を単一の材料(すなわち固着材を使用せず、大型の耐火煉瓦のみ)で成形すれば、亀裂や変形を防止できることを見出した。つまり、主原料である耐火物(たとえばSiO2等)の粉体を型枠に流し込み、さらにプレス成形した後、焼成して得た煉瓦(以下、一体成形煉瓦という)は、全体の熱膨張量が均一であるから、亀裂や変形を防止できる。 Since the brick assembly block is effective for efficiently carrying out repair work, shortening the work period, reducing the work load, and improving safety, cracks generated in the brick assembly block The technology to prevent deformation was studied. And the result of research focusing on the fact that the brick aggregate block is made up of two types of materials, that is, a refractory brick having a predetermined shape and an adhering material that bonds the refractory brick to cause cracks and deformation. It has been found that cracks and deformation can be prevented if a shape similar to that of a conventional brick aggregate block is formed from a single material (that is, only a large refractory brick without using a fixing material). In other words, bricks (hereinafter referred to as integrally formed bricks) obtained by pouring powder of refractory material (for example, SiO 2 ), which is the main raw material, into a mold, press-molding, and firing are the total thermal expansion Since it is uniform, cracks and deformation can be prevented.
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、コークス炉の燃焼室を補修するための一体成形煉瓦であって、長さLが900〜1830mm(すなわち2〜4フリュー)、幅Wが900〜1000mm、高さHが260〜540mm(すなわち2〜4段)の外形を有し、かつ燃焼室およびガス孔は補修部の形状とほぼ同等とする一体成形煉瓦である。
The present invention has been made based on such knowledge.
That is, the present invention is an integrally formed brick for repairing a combustion chamber of a coke oven, having a length L of 900 to 1830 mm (ie, 2 to 4 flue), a width W of 900 to 1000 mm, and a height H of 260 to It is an integrally formed brick having an outer shape of 540 mm (that is, 2 to 4 steps), and the combustion chamber and the gas hole being substantially equivalent to the shape of the repaired portion.
また本発明は、コークス炉の燃焼室と蓄熱室を補修する補修方法において、長さLが900〜1830mm(すなわち2〜4フリュー)、幅Wが900〜1000mm、高さHが260〜540mm(すなわち2〜4段)の外形を有し、かつ燃焼室およびガス孔は補修部の形状とほぼ同等である形状に一体的に成形した一体成形煉瓦を予め製作しておき、壁体を解体して炉外へ搬出した後、一体成形煉瓦を搬入して新たに壁体を構築するコークス炉の補修方法である。 The present invention also relates to a repair method for repairing a combustion chamber and a heat storage chamber of a coke oven, in which a length L is 900 to 1830 mm (that is, 2 to 4 flue), a width W is 900 to 1000 mm, and a height H is 260 to 540 mm ( In other words, an integrally formed brick that has an outer shape of 2 to 4 steps), and the combustion chamber and gas holes are integrally formed in a shape that is substantially the same as the shape of the repaired portion, is manufactured in advance, and the wall body is disassembled. This is a method for repairing a coke oven in which an integrally formed brick is carried in and then a new wall body is constructed after being carried out of the furnace.
本発明によれば、コークス炉の燃焼室の補修工事を効率良く行なうことが可能であり、ひいては工期の短縮、作業負荷の軽減、安全性の向上を図り、しかも、補修した後の耐用性を高めることができるので、産業上格段の効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to efficiently perform the repair work of the combustion chamber of the coke oven, thereby shortening the work period, reducing the work load, improving the safety, and improving the durability after the repair. Since it can be increased, it has a remarkable industrial effect.
図2は、図1の壁体3と蓄熱室4を解体して炉外へ搬出した例を模式的に示す垂直断面図である。図2中の符号4aは蓄熱室4を支持する耐火煉瓦の柱体、符号4bは柱体4aの間に積み上げられて熱を蓄える耐火煉瓦の蓄熱体である。
FIG. 2 is a vertical sectional view schematically showing an example in which the
図3は、図2の空間に蓄熱室を新たに構築した例を模式的に示す垂直断面図である。そして、図4に示すように、一体成形煉瓦7を積み上げて、燃焼室1の壁体3を構築する。図6は、壁体3用の一体成形煉瓦7の例を模式的に示す斜視図である。
壁体3用の一体成形煉瓦7は、原料粉体を型枠に充填し、さらにプレス成形した後、焼成することによって、一体的に成形したものである。
FIG. 3 is a vertical sectional view schematically showing an example in which a heat storage chamber is newly constructed in the space of FIG. Then, as shown in FIG. 4, the integrally formed
The integrally formed
また、一体成形煉瓦7の1個分の重量が小さすぎると、炉内へ搬入する回数が増えるので、燃焼室の補修工事の効率が低下する。一方で、重量が大きすぎると、炉内への搬入に長時間を要するので、燃焼室の補修工事の効率が低下する。したがって、一体成形煉瓦7の長さLは900〜1830mm(すなわち2〜4フリュー)、幅Wは900〜1000mm、高さHは260〜540mm(すなわち2〜4段)の外形を有し、かつ燃焼室およびガス孔は補修部の形状とほぼ同等とする一体成形煉瓦である。
こうすることによって、一体成形煉瓦7の重量は概ね300〜3000kg/個の範囲内となり、燃焼室の補修工事の効率低下を防止できる。
Moreover, since the frequency | count of carrying in in a furnace will increase if the weight for one piece of the integrally-molded
By doing so, the weight of the integrally formed
図2に示すように、コークス炉(炉高6m、炉長34フリュー)の1燃焼室の壁体、およびその下方の蓄熱室の柱体と両側の蓄熱体を全て解体して炉外へ搬出(上記(A)の工程)した後、図3に示すように、蓄熱室を新たに構築した。 As shown in Fig. 2, the wall of one combustion chamber of the coke oven (furnace height 6m, furnace length 34 flues), the column of the heat storage chamber below it, and the heat storage bodies on both sides are dismantled and carried out of the furnace. After the step (A), a heat storage chamber was newly constructed as shown in FIG.
次いで、図4に示すように、蓄熱室の上部の空間に壁体用の一体成形煉瓦を積み上げて、燃焼室の壁体を新たに構築した。使用した一体成形煉瓦(重量500kg/個)は、長さLが1377mm(すなわち3フリュー)、幅Wが918〜924mm、高さHが400mm(すなわち3段)であった。
これを発明例とする。
Next, as shown in FIG. 4, a wall for the combustion chamber was newly constructed by stacking integrally formed bricks for the wall in the upper space of the heat storage chamber. The integrally formed brick (weight 500 kg / piece) used had a length L of 1377 mm (ie, 3 flue), a width W of 918 to 924 mm, and a height H of 400 mm (ie, 3 steps).
This is an invention example.
一方、従来は、壁体を全て解体して炉外へ搬出(上記(A)の工程)した後、作業員が耐火煉瓦を積み上げて、壁体を再構築(上記(B)の工程)していた。また蓄熱室は、上記の燃焼室の壁体の積み上げが完了した後、蓄熱室の端部の耐火煉瓦を取り除き、そこから作業員が入室して蓄熱体を交換していた。
これを従来例とする。
On the other hand, after dismantling all the wall bodies and carrying them out of the furnace (step (A) above), workers built up the refractory bricks and rebuilt the wall bodies (step (B) above). It was. In addition, after the accumulation of the wall of the combustion chamber was completed, the heat storage chamber removed the refractory brick at the end of the heat storage chamber, and an operator entered the room to replace the heat storage body.
This is a conventional example.
発明例と従来例について、上記(B)の工程に要した日数を比較したところ、発明例の所要日数Mは、従来例の所要日数Nに対してM/Nが約1/2であった。
さらに、発明例では、補修工事が終了した後、再び稼動を開始して6ケ月が経過した時に点検孔から炉内を点検したところ、一体成形ブロックの亀裂や変形は認められなかった。
When the number of days required for the process (B) was compared between the invention example and the conventional example, the required number M of the invention example was about 1/2 of the required number N of the conventional example. .
Furthermore, in the example of the invention, after repair work was completed, when the operation was started again and six months had passed, the inside of the furnace was inspected from the inspection hole, and no crack or deformation of the integrally formed block was found.
1 燃焼室
2 炭化室
3 壁体
4 蓄熱室
4a 柱体
4b 蓄熱体
5 新たに構築した柱体
6 新たに構築した蓄熱体
7 壁体用の一体成形煉瓦
1
4a Column
4b
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