JP3122452U - コークス炭化炉用加熱炉蓋 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱寿命を改善し耐久性に優れたコークス炭化炉用加熱炉蓋を提供する。
【解決手段】コークス炭化炉１のコークス押出機出入口５または乾留コークス押出口５を閉塞する開閉自在な炉蓋構造体３のコークス炭化炉側に、上方側には耐火煉瓦１１を内張しまた下方側には空気供給ノズル１３を内蔵した燃焼用炉内ガス流通ボックス１４を断熱ボックス１２を介して内張したコークス炭化炉用加熱炉蓋である。
【選択図】図１

Description

本考案は、コークス炭化炉の炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の昇温速度を速め、耐熱寿命の延長化を図った加熱型のコークス炭化用炉蓋に関するものである。

コークス炭化炉のコークス押出機側とコークス排出側の出入口を開閉する炉蓋は、コークス炭化炉に装入された石炭粒子を乾留する際の高温度の熱に耐えまた乾留中の石炭粒子から生成する炉内ガスの侵食にも耐えられる要求から、例えば特開昭５２−１０５９０３号公報の「耐熱鋳鉄製炉蓋本体のコークス炭化炉側に、耐火煉瓦を突出する如く内張した炉蓋」や特開２００２−３０９２５９号公報の「耐熱鋳鉄製炉蓋フレームのコークス炭化炉側に、スライドプレートや可撓性シールプレートや炉内プレートなどを一体的に締結した炉口気密重合部材を介して耐火煉瓦を突設する如く内張りした、環境汚染防止が目的の炉口気密性炉蓋」などの様に、耐火煉瓦を内張したコークス炭化炉用炉蓋が使用されている。この種の炉蓋は、大重量の耐火煉瓦を使用するため長い耐熱寿命を有するが、乾留されたコークスを押し出し終わるまで出入口を開放し大気中に放置するため耐火煉瓦の保熱温度が下がり、出入口閉塞後も暫くの間高温度に昇温される事がなく、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子を充分に乾留する事もなく、不良コークスを多く発生する問題があった。

この問題を解消するために開発されたコークス炭化炉蓋がある。例えば特公平３−４００７４号公報は「炉蓋本体の内側に、石炭粒子の装入物から生成する熱いコークス生成ガスの通路または該ガス捕集室を形成する垂直な熱伝導性金属隔壁の中空体を設けたコークス炭化炉蓋」、また特公昭６１−４９３５３号公報や実開平３−９２７４３号公報は「多数の遮蔽部材が重なり合ったコーキングプレートと断熱構造物の絶縁層（または断熱）との間にスペーサ片を介して結合したガス捕集室を、炉蓋本体の石炭粒子装入物側に設けたコークス炭化炉蓋」、さらには特許第２９５３３１９号公報や特開平８−２８３７３５号公報は「コークス生成ガスの通路または該ガス捕集室に、空気や酸素を吹き込むノズルを設けたコークス炭化炉蓋」である。これらいずれのコークス炭化炉蓋も、コークス炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の乾留速度を促進せしめ良質なコークスの生産性を高める炉蓋であるが、コークス生成ガスすなわち炉内ガスの通路または該ガス捕集室を形成するコーキングプレート材に経済性を考慮して使用したステンレス鋼板が、炉蓋の開閉毎に加熱（膨張）と冷却（収縮）を繰り返す過大な熱応力の影響を受けて歪に変形し、ガス通路を狭めまたは遮断する問題から、長期間の使用に耐えられず、実用化するに至っていない。

そこで本発明者らは、コークス炭化炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の加熱を速めた例えば特開２００４−１８８５２号公報や特開２００４−９９８５９号公報などで紹介する様に、「石炭粒子を装入する炭化炉の炉口枠に押圧するシールプレートを介して炭化炉の出入口を開閉する炉蓋構造体の炉内側に断熱ボックスを設けると共に、該断熱ボックスの炉高方向を複数段に分割する位置に間隔横体枠を設け、さらに該間隔横体枠の上下離隔間に耐熱鋳鋼の石炭粒子侵入遮蔽用短冊板を左右に微細な通気用隙間を設けて縦横に並列した燃焼用炉内ガス流通ボックスを設けた、昇温促進用コークス炉蓋」や「燃焼用炉内ガス流通ボックス内に、炉内ガス燃焼用空気供給ノズルを設けたコークス炭化炉加熱炉蓋」を開発した。この様なコークス炉蓋は、耐熱金属の石炭粒子侵入遮蔽用短冊板を使用する事によって石炭粒子の押圧力や過酷な熱サイクルの熱応力に影響される事なく長期間使用する事ができる。さらに、炉内ガス流通ボックスに流入した炉内ガスを燃焼させる事によって該ボックス内の温度が上昇し、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の乾留速度を促進し、低温時に発生するタールを凝固させる事なく直ちにガス化するため、炉蓋あるいはコークス炉口枠に付着するタールの抑制効果も大きい。
特開２００４−１８８５２号公報 特開２００４−９９８５９号公報

しかしながら、炉内ガス燃焼用流通ボックスの上方側に並設された耐熱金属製の石炭粒子侵入遮蔽用短冊板は、長期間使用する中で下方側の該短冊板に較べ、コークス炭化炉の高温度の熱の影響を受けて著しく酸化する。特に炉内ガスの排出路にあたる上方側の石炭粒子侵入遮蔽用短冊板にあっては、コークス炭化炉に装入された石炭粒子から発生し上昇する高温度の炉内ガスに曝され、該炉内ガス中に存在するＣＯ_２の一部分の酸素が拡散滲入し鉄の酸化物を生成し、厚いスケールに成長し剥離する。また事前に石炭粒子水分を６％前後に調整し石炭微細粒子の発塵を考慮する調湿炭装入法を採用するコークス操業法において、石炭粒子侵入遮蔽用短冊板は、一層強い酸化性雰囲気の影響を受けて表面に粗く厚いスケールの生成と剥離を繰り返しながら極細化し、耐熱寿命を著しく劣化する問題があった。

本考案は、炉蓋構造体の炉内側に断熱ボックスを介して設けた燃焼用炉内ガス流通ボックスの上方側に並列する耐熱金属製の石炭粒子侵入遮蔽用短冊板の上記問題点を解消し、耐熱寿命を改善し耐久性に優れたコークス炭化炉用加熱炉蓋を提供する事を目的としたものである。

本考案はこの目的を達成したもので、その要旨とは、石炭粒子を装入し乾留するコークス炭化炉のコークス押出機出入口または乾留コークス押出口を閉塞する開閉自在な炉蓋構造体のコークス炭化炉側に、上方側には耐火煉瓦を内張しまた下方側には空気供給ノズルを内蔵した燃焼用炉内ガス流通ボックスを断熱ボックスを介して内張して構成したコークス炭化炉用加熱炉蓋である。

上記した本考案によれば、コークス炭化炉で発生し燃焼用炉内ガス流通ボックスに流入した炉内ガス中の未燃焼ガスを燃焼させる事で、該ボックス内の温度を高めまた炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の乾留速度を速めコークス歩留を向上せしめると共に、コークス炭化炉の上層部すなわち燃焼用炉内ガス流通ボックス上方側の一部に耐火煉瓦を内張する事によって、コークス炭化炉用加熱炉蓋の耐熱寿命を著しく延長化する効果を奏する。

以下、本考案について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本考案の一実施例で、コークス炭化炉の乾留コークス押出側（またはコークス押出機側）の出入口を閉塞したコークス炭化炉用加熱炉蓋の縦断面図を示す。１はコークス炭化炉で、石炭粒子２が装入されている。すなわち、コークス炭化炉１は、両側に設置した加熱炉（図示せず）で、石炭粒子２をコークスに乾留する炉体構造に設けられている。３は炉蓋本体で、頑丈な鋼鉄製の炉蓋フレーム４でコークス炭化炉１の出入口５を開閉する構造に組立てられ、コークス炭化炉側にスライドプレート６やナイフエッジ断面形状のフランジ部材７を周設し炉口枠８に当接する耐熱金属製のシールプレート９や炉内プレート１０などを一体的に装着して組立てた耐熱構造物である。すなわち、炉蓋本体３は、コークス炭化炉１の出入口５を開閉し、コークス炭化炉内を気密保持しまた開放する構造に設けられている。１１は耐火煉瓦で、炉蓋本体３の高温になる部分すなわち上方側に内張されている。耐火煉瓦１１は、高温度になる炉蓋本体３の上方側の焼損と放熱を防止するものであって、高温度の炉内ガスの排出路となるコークス押出側に内張する事が特に好ましい。炉蓋本体３に内張した耐火煉瓦１１の下方側には、断熱ボックス１２を介して空気供給ノズル１３を内蔵した燃焼用炉内ガス流通ボックス１４が内張されている。断熱ボックス１２は、耐熱金属ボックスにアルミナシリケートやセラミックスなど一般に使用される断熱材を充填したもので、炉蓋本体３からコークス炭化炉１が保有する高温度の熱放出を防止するものである。また燃焼用炉内ガス流通ボックス１４は、断熱ボックス１２の炉高方向を複数段に分割する位置に固定した横支持枠１５に耐熱金属製の短冊板１６を左右または上下あるいはその両者にガス流通間隙１７を設け、かつ着脱自在な係合手段を利用し縦横に架設した構造物である。燃焼用炉内ガス流通ボックス１４は、図示する構造物以外に、環状または不連続環状の水平型耐熱製短冊フレームあるいはコークス炭化炉側を低く断熱ボックス側を高く傾斜した環状または不連続環状の傾斜型耐熱短冊フレームの上下側にガス流通間隙を設けあるいは該フレームにガス流通孔を穿設し多段状に横設した中空構造体であってもよい。本発明における燃焼用炉内ガス流通ボックス１４とは、炉内ガスが流れ込む構造に設けられたものであればよく、その構造について特に限定するものでない。また空気供給ノズル１３には、燃焼用炉内ガス流通ボックス１４に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な空気を供給する空気流入遮断弁または必要な量の空気を供給する空気供給量制御弁１８が連接されている。

上記の様に構成された本考案のコークス炭化炉用加熱炉蓋は、前記した従来のコークス炭化炉蓋と同じ様にコークスを取出す毎にコークス炭化炉１の出入口５の閉塞と開放が行われ、閉塞時の石炭粒子乾留過程で燃焼用炉内ガス流通ボックス１４に流入した炉内ガスを燃焼させるに必要な空気を供給する事で該炉内ガスが燃焼し、炉蓋近傍の石炭粒子２を昇温する。

世界的にコークス供給量の不足が叫ばれる中で、コークスの乾留速度を速めコークスの歩留りを向上すると共に、コークス炭化炉用加熱炉蓋の耐熱寿命を改善し耐久性を著しく延長する利点から、各コークス炭化炉においては今後大いに実用化される可能性が高い。

本考案の一実施例で、コークス炭化炉の乾留コークス押出側の出入口近傍を閉塞したコークス炭化炉用加熱炉蓋とその近傍の縦断面を示す。

符号の説明

１ コークス炭化炉
２ 石炭粒子
３ 炉蓋本体
４ 炉蓋フレーム
５ 出入口
６ スライドプレート
７ フランジ部材
８ 炉口枠
９ シールプレート
１０ 炉内プレート
１１ 耐火煉瓦
１２ 断熱ボックス
１３ 空気供給ノズル
１４ 燃焼用炉内ガス流通ボックス
１５ 横支持枠
１６ 耐熱金属製短冊板
１７ ガス流通間隙
１８ 空気供給量制御弁

Claims (1)

1. 石炭粒子を装入し乾留するコークス炭化炉のコークス押出機出入口または乾留コークス押出口を閉塞する開閉自在な炉蓋構造体のコークス炭化炉側に、上方側には耐火煉瓦を内張しまた下方側には空気供給ノズルを内蔵した燃焼用炉内ガス流通ボックスを断熱ボックスを介して内張した事を特徴とするコークス炭化炉用加熱炉蓋。

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