JP2023159755A - コークス炉用プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】開口溝を有するコークス炉用プレキャスト耐火ブロックとコークス炉の擁壁との間の隙間にモルタルを流し込んで目地を形成する際に、モルタルが開口溝に流れてしまうことを防止し、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックと擁壁との間に目地をうまく形成することのできるコークス炉プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法を提供する。【解決手段】鉛直方向に延びる開口溝７ａを有するプレキャスト耐火ブロック７をコークス炉の擁壁５の炉内側壁面５ａに隣接して設置する際に、開口溝７ａが擁壁５の炉内側壁面５ａを向きかつ擁壁５の炉内側壁面５ａとの間に隙間Ｗ１を有するようにプレキャスト耐火ブロック７を設置する工程と、背板９を有するスポンジ８を、スポンジ８側を擁壁５の炉内側壁面５ａに向けて開口溝７ａに挿入する工程と、開口溝７ａの内壁面と背板９との間にくさび１０を挿入する工程と、隙間Ｗ１にモルタルを流し込む工程とを実施する。【選択図】図９

Description

本発明は、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法に関する。

室炉式コークス炉とも呼ばれるコークス炉においては、炭化室と燃焼室とが炉幅方向に交互に配置され、炭化室と燃焼室の上部には炉頂部、下部には蓄熱室が配列されている。そして、炉幅方向両端にコンクリート製の擁壁が設けられ、両擁壁間のれんが構築物を保持する機能を果たしている。
このようにコークス炉の擁壁はコンクリート製であり、コンクリートは耐熱性が低く高温に長時間さらされると劣化しやすいことから、擁壁とれんが構築物との間に空気が流通する空洞部として鉛直方向に延びるダクトが設けられることがある（例えば特許文献１）。
このダクトは、珪石れんがを一つ一つ手積みで積み上げて構築する手積み工法により設けられていた。しかし、手積み工法では、れんがとれんがの合わせ面に目地を形成するために、れんがにいちいちモルタルを塗布して積み上げる必要がある等の理由から、膨大な人数の熟練した築炉工が必要であり、近年では十分な人数の築炉工を確保することが困難となってきている。

そこで近年、コークス炉を少人数で築炉するために、大型のプレキャスト耐火ブロックを設置することによりコークス炉を築炉する方法が採られることがある（例えば特許文献２）。この方法により上述のダクトを構築する場合、プレキャスト耐火ブロックには、予めダクトとなる開口溝が設けられる。そして、開口溝が擁壁の炉内側壁面を向き、かつ擁壁の炉内側壁面との間に隙間を有するようにコークス炉用プレキャスト耐火ブロックを設置し、その後、上記の隙間にモルタルを流し込む。
しかし、プレキャスト耐火ブロックには擁壁の炉内側壁面を向く開口溝があることから、上記の隙間にモルタルを流し込むと、そのモルタルが開口溝に流れてしまいプレキャスト耐火ブロックと擁壁との間に目地をうまく形成することが困難であった。

特開２０１５－１８７２１８号公報 特開２０２０－８１９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、開口溝を有するコークス炉用プレキャスト耐火ブロックとコークス炉の擁壁との間の隙間にモルタルを流し込んで目地を形成する際に、モルタルが開口溝に流れてしまうことを防止し、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックと擁壁との間に目地をうまく形成することのできるコークス炉プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、次のコークス炉プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法が提供される。
コークス炉の擁壁の炉内側壁面に隣接して設置されるコークス炉用プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法であって、
前記コークス炉用プレキャスト耐火ブロックは鉛直方向に延びる開口溝を有し、
前記開口溝が前記擁壁の炉内側壁面を向き、かつ前記擁壁の炉内側壁面との間に隙間を有するように前記コークス炉用プレキャスト耐火ブロックを設置する工程と、
背板を有するスポンジを、前記スポンジ側を前記擁壁の炉内側壁面に向けて前記開口溝に挿入する工程と、
前記開口溝の内壁面と前記背板との間にくさびを挿入する工程と、
前記擁壁の炉内側壁面と前記コークス炉用プレキャスト耐火ブロックとの間の前記隙間にモルタルを流し込む工程とを含む、コークス炉プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法。

本発明のコークス炉プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法によれば、開口溝を有するコークス炉用プレキャスト耐火ブロックとコークス炉の擁壁との間の隙間にモルタルを流し込んで目地を形成する際に、モルタルが開口溝に流れてしまうことを防止でき、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックと擁壁との間に目地をうまく形成することができる。

コークス炉の構造を概念的に示す斜視図。 コークス炉の擁壁及びバックステーの配列形態を概念的に示す斜視図。 コークス炉の擁壁及びバックステーの配列形態を概念的に示す概略平面図。 コークス炉の擁壁の炉内側壁面に隣接して設置されるコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの斜視図。 コークス炉の擁壁の炉内側壁面に隣接して、複数のプレキャスト耐火ブロックを炉長方向に配列した状態を示す斜視図。 コークス炉の擁壁の炉内側壁面に隣接して、複数のプレキャスト耐火ブロックを炉長方向に配列した状態を示す平面図。 プレキャスト耐火ブロックの開口溝に、背板を有するスポンジを挿入した状態を示す斜視図。 プレキャスト耐火ブロックの開口溝に、背板を有するスポンジを挿入した状態を示す平面図。 背板を有するスポンジを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図。 コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの開口溝の内壁面と背板との間にくさびを挿入した状態を示す平面図。 くさびを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。 コークス炉の擁壁の炉内側壁面とコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの背面との間の隙間、コークス炉の炉長方向に配列されたコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの側面どうしの間の隙間にモルタルを流し込んだ状態を示す平面図。

図１に、コークス炉の構造を概念的に示している。また、図２Ａ及び図２Ｂにはコークス炉の擁壁及びバックステーの配列形態を概念的に示している。
コークス炉Ａにおいては、炭化室１と燃焼室２とが炉幅方向Ｘに交互に配置され、炭化室１と燃焼室２の上部には炉頂部３、下部には蓄熱室４が配列されている。そして炉幅方向Ｘ両端にコンクリート製の擁壁５が設けられ、両擁壁５，５間の耐火物構造物を保持する機能を果たしている。また、コークス炉Ａの炉長方向Ｙ両端の炉外側には、耐火物構造物に炉締力を付与するためのバックステー６ａ，６ｂが互いに対向するように設置されている。

図３に擁壁５の炉内側壁面５ａに隣接して設置されるコークス炉用プレキャスト耐火ブロックを斜視図で示している。また、図４Ａ及び図４Ｂには、擁壁５の炉内側壁面５ａに隣接して、複数のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックを炉長方向Ｙに配列した状態を示している。
ここで、プレキャスト耐火ブロックとは、粒状の耐火物組成物に水を加えて混練し、型枠に流し込み、乾燥させることで得られる耐火ブロックである。コークス炉用プレキャスト耐火ブロックとしては代表的には溶融シリカ質プレキャスト耐火ブロック、粘土質プレキャストブロックを用いることができる。溶融シリカ質プレキャスト耐火ブロックは、耐火物組成物の原料配合において主原料として溶融シリカを配合して得られるプレキャスト耐火ブロックである。粘土質プレキャスト耐火ブロックは、耐火物組成物の原料配合において主原料としてシャモットを配合して得られるプレキャスト耐火ブロックである。
なお、以下の説明では、「コークス炉用プレキャスト耐火ブロック」のことを単に「プレキャスト耐火ブロック」という。

図３に示しているようにプレキャスト耐火ブロック７は、擁壁５の炉内側壁面５ａと対向することになる背面に、鉛直方向に延びる４条の開口溝７ａを有する。ここで、開口溝とはプレキャスト耐火ブロックの背面に開口する溝のことをいう。また、鉛直方向とはコークス炉Ａの方向でいえば炉高方向Ｚのことである。なお、プレキャスト耐火ブロック７は、吊り具で吊り上げて所定の設置位置まで移動させる際にその吊り具と連結する吊り環を装着するための装着穴７ｂを上面に有する。

以下、図３に示しているプレキャスト耐火ブロック７をコークス炉Ａの擁壁５の炉内側壁面５ａに隣接して設置する場合を例として、本発明のプレキャスト耐火ブロックのシール施工方法の実施形態について説明する。
なお、図４Ａ及び図４Ｂ並びに後述する図５Ａ及び図５Ｂにおいて、コークス炉の炉長方向Ｙの一端側に設置されているプレキャスト耐火ブロック７は、開口溝７ａの条数が２条であり図３とは異なるが、以下の説明では特に区別することなく、いずれもプレキャスト耐火ブロック７として説明する。
本実施形態において、開口溝７ａはプレキャスト耐火ブロック７の一側面側に設けられている。言い換えると、プレキャスト耐火ブロック７の上端、下端及び一側面が開口している。また、開口溝７ａはプレキャスト耐火ブロック７の上端から下端の全長に亘って連続している。

まず、本実施形態では図４Ａ及び図４Ｂに示しているように、開口溝７ａが擁壁５の炉内側壁面５ａを向き、かつ擁壁５の炉内側壁面５ａとの間に隙間Ｗ１を有するように複数のプレキャスト耐火ブロック７を設置する工程を実施する。この工程において、複数のプレキャスト耐火ブロックは、炉長方向Ｙに隙間Ｗ２を介して配列される。

次に、図５Ａ及び図５Ｂに示しているように、背板９を有するスポンジ８を、スポンジ８側を擁壁５の炉内側壁面５ａに向けて開口溝７ａに挿入する工程を実施する。
ここで、スポンジ８及び背板９は、プレキャスト耐火ブロック７の開口溝７ａの全長よりも長くなるように構成されている。また、スポンジ８は開口溝７ａを構成するプレキャスト耐火ブロック７の内壁のうちコークス炉の炉長方向Ｙの二つの内壁に当接させている。これら二つの内壁とスポンジ８はプレキャスト耐火ブロック７の上端から下端までの全長に亘って当接している。

図６に示しているようにスポンジ８は、背板９の背面に例えば接着剤によって接合されることで、背板９を有する構成となっている。スポンジ８自体は例えばポリウレタンフォームよりなり、背板９は例えばベニヤ板によりなるが、スポンジ８及び背板９の材質はこれらに限定されない。
一方、背板９の正面には、後述するくさびの傾斜面と面合する傾斜受け面９ａ－１を有するくさび受け板９ａがビス９ｂにより取り付けられている。くさび受け板９ａも例えばベニヤ板によりなる。なお、本実施形態では図５Ａに示しているように、背板９のくさび受け板９ａの上部及びスポンジ８の上部が、開口溝７ａの上端から突出するように背板９を有するスポンジ８を挿入する。

背板９を有するスポンジ８を開口溝７ａに挿入する工程が終わったら、図７に示すように、開口溝７ａの内壁面と背板９との間にくさび１０を挿入する工程を実施する。なお、図７では図５Ａに表れている養生テープ１２を省略して示している。
図８に示しているようにくさび１０は板状の形状を有し、その先端部に向かうに連れてくさび１０の厚みが小さくなるように傾斜する傾斜面１０ａを正面側の全長に亘って有する。そして、くさび１０を挿入するときは、傾斜面１０ａが、上述の背板９のくさび受け板９ａの正面に形成されている傾斜受け面９ａ－１と面合するように挿入する。ここで、くさび１０（傾斜面１０ａ）の長さ及び幅は、くさび受け板９ａ（傾斜受け面９ａ－１）の長さ及び幅と同じであり、傾斜受け面９ａ－１は先端部に向かうに連れてくさび受け板９ａの厚みが大きくなるように傾斜している。したがって、くさび１０の傾斜面１０ａが背板９の傾斜受け面９ａ－１と面合するようにくさび１０を挿入することで、くさび１０の挿入によって、スポンジ８が擁壁５の炉内側壁面５ａに向かって押圧されるくさび効果が背板９の全長に亘って確実かつ均等に得られる。ただし、背板９及びくさび１０の形状は本実施形態の形状に限定されず、要するに開口溝７ａの内壁面と背板９との間にくさび１０を挿入したときに、スポンジ８に対してくさび効果を与える形状であればよい。

くさび１０を挿入する工程が終わったら、図９に示しているように、擁壁５の炉内側壁面５ａとプレキャスト耐火ブロック７の背面との間の隙間Ｗ１、及び炉長方向Ｙに配列されたプレキャスト耐火ブロック７の側面どうしの間の隙間Ｗ２にモルタル１１を流し込む工程を実施するが、この工程の前に、図５Ａに示しているように隙間Ｗ１及び隙間Ｗ２からモルタルが流出しないようにするため適宜箇所を養生テープ１２で養生する。その後、隙間Ｗ１及び隙間Ｗ２にモルタルを流し込んで目地を形成する。その際、図７及び図９に示しているように、開口溝７ａの開口部と擁壁５の炉内側壁面５ａとの間には、上述のくさび１０によるくさび効果によって、スポンジ８が押圧されているので、モルタル１１が開口溝７ａに流れてしまうことを防止でき、プレキャスト耐火ブロック７と擁壁５との間に目地をうまく形成することができる。

モルタル１２が硬化したら、背板９を有するスポンジ８及びくさび１０を開口溝７ａから引き抜く。ここで、本実施形態では図６及び図８に表れているように、背板９に接続金具９ｃを設けると共にくさび１０に接続金具１０ｂを設け、接続金具９ｃと接続金具１０ｂとを図示しない連結紐で連結することにより、背板９とくさび１０とを連結紐で連結するようにしている。これにより、モルタル１２の硬化後に背板９を有するスポンジ８及びくさび１０を開口溝７ａから引き抜く際に、例えばくさび１０が開口溝７ａに落下して回収できなくなる等の落下問題が起きることを防止できる。

このようにして１段目のプレキャスト耐火ブロック７の設置施工が終わったら、２段目のプレキャスト耐火ブロック７の設置施工を行う。２段目のプレキャスト耐火ブロック７の設置施工は、１段目のプレキャスト耐火ブロック７の上面に同じ形状のプレキャスト耐火ブロック７を設置し、あとは１段目のプレキャスト耐火ブロック７の設置施工と同じ要領で設置施工を実施する。３段目以降のプレキャスト耐火ブロック７の設置施工も同様である。このようにして最上段のプレキャスト耐火ブロック７の設置施工が終わると、各段のプレキャスト耐火ブロック７の開口溝７ａが鉛直方向に連通し、擁壁７とプレキャスト耐火ブロック７の構築物との間に空気が流通する空洞部として鉛直方向に延びるダクトが形成される。

以上の通り本実施形態によれば、開口溝７ａを有するプレキャスト耐火ブロック７とコークス炉の擁壁５との間の隙間Ｗ１にモルタル１１を流し込んで目地を形成する際に、モルタル１１が開口溝７ａに流れてしまうことを防止し、プレキャスト耐火ブロック７と擁壁５との間に目地をうまく形成することができる。
また、本実施形態では、くさび１０の傾斜面１０ａが背板９の傾斜受け面９ａ－１と面合するようにくさび１０を挿入することから、くさび１０の挿入によるくさび効果が背板９の全長に亘って確実かつ均等に得られる。

Ａ コークス炉
Ｘ 炉幅方向
Ｙ 炉長方向
Ｚ 炉高方法
Ｗ１，Ｗ２ 隙間
１ 炭化室
２ 燃焼室
３ 炉頂部
４ 蓄熱室
５ 擁壁
５ａ 擁壁の炉内側壁面
６ａ，６ｂ バックステー
７ プレキャスト耐火ブロック
７ａ 開口溝
７ｂ 装着穴
８ スポンジ
９ 背板
９ａ くさび受け板
９ａ－１ 傾斜受け面
９ｂ ビス
９ｃ 接続金具
１０ くさび
１０ａ 傾斜面
１０ｂ 接続金具
１１ モルタル
１２ 養生テープ

Claims (2)

1. コークス炉の擁壁の炉内側壁面に隣接して設置されるコークス炉用プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法であって、
   前記コークス炉用プレキャスト耐火ブロックは鉛直方向に延びる開口溝を有し、
   前記開口溝が前記擁壁の炉内側壁面を向き、かつ前記擁壁の炉内側壁面との間に隙間を有するように前記コークス炉用プレキャスト耐火ブロックを設置する工程と、
   背板を有するスポンジを、前記スポンジ側を前記擁壁の炉内側壁面に向けて前記開口溝に挿入する工程と、
   前記開口溝の内壁面と前記背板との間にくさびを挿入する工程と、
   前記擁壁の炉内側壁面と前記コークス炉用プレキャスト耐火ブロックとの間の前記隙間にモルタルを流し込む工程とを含む、コークス炉プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法。
2. 前記くさびは、当該くさびの先端部に向かうに連れて当該くさびの厚みが小さくなるように傾斜する傾斜面を有し、前記背板には前記傾斜面と面合する傾斜受け面が設けられており、
   前記くさびを挿入する工程では、前記くさびの傾斜面が前記背板の傾斜受け面と面合するように当該くさびを挿入する、請求項１に記載のコークス炉プレキャスト耐火ブロックのシール施工方法。

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