JP3687242B2

JP3687242B2 - コークス炉の炉壁補修方法

Info

Publication number: JP3687242B2
Application number: JP34864296A
Authority: JP
Inventors: 常夫荒木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JPH10183132A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉の炉壁の貫通損傷部にSiCl₄含有ガスを侵入させ、SiO₂を析出させて炉内壁を補修する方法における補修用ガス発生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉では石炭を収納する炭化室と加熱ガスを発生させる燃焼室とが炉壁を介して交互に配置されている。加熱ガスによって炉壁が加熱され、炉壁を通じて熱が炭化室の石炭に伝えられて、これが熱分解して、石炭の乾留が進行する。出来上がった高温のコークスはコークス炉両サイドの押し出し側およびガイド車側の蓋を外し、押出機によりガイド車側へ排出される。次いで、次チャージの石炭が上部の装炭口より装入され、上述と同様のサイクルが繰り返される。炉壁は押し出されるコークスによる摩耗や、加熱、冷却の繰り返しにより、目地切れ、煉瓦の破損を起こす。これが炭化室と燃焼室が貫通する亀裂損傷に至ると、乾留ガスが炭化室から燃焼室へ漏洩するので石炭の乾留は、困難となる。このため、いくつかの補修方法が適用されている。
【０００３】
例えば、空にした炭化室へ耐火物粉末を空気、窒素等の媒体を使用し、気流輸送にて貫通亀裂部の閉塞を図る方法および炉蓋近傍の炉壁の補修方法として、耐火物粉末と水との混合物を損傷部に吹き付ける湿式吹き付け法が知られているが、これらは、一時的にガス漏れを減少させることは可能であるが、効果は長続きしない。
【０００４】
また、耐火物粉末を酸素−燃料ガスからなる火炎中に供給するか、あるいはアルミニウムやケイ素の燃焼で半溶融または溶融状態にして炉壁へ接着させる溶射法がある。この溶射法においては、溶融した溶射材料は、被補修部に衝突し急冷凝固し、ガラス相を主体とした溶射補修体を形成する。このガラス相は、冷却過程でさらに結晶相に移転するが、その際に体積収縮が起こり、ひび割れが発生する。このため、溶射補修体は母材との結合が不十分となり、長期にわたる使用に耐えない。特に溶射に伴う局部加熱で母材が変質して強度低下した場合には、母材側から亀裂が進展して溶射体が脱落する。
【０００５】
また、炉壁を構成するケイ石煉瓦の損傷が甚だしい場合には、損傷した煉瓦の積替えが行われる。積替えは煉瓦の冷却に伴う損傷を避けるために熱間で行われる。しかし、熱間での補修作業は高温重筋労働を伴うだけでなく、長時間にわたってコークスの生産を停止させるので経済的損失も大きい。
【０００６】
このように、従来法には問題が多いが、従来法の中では溶射法が優れ、施工した溶射体の耐用性にも比較的優れているが、未だ不十分であり、溶射体の寿命は、溶射体自身の強度や耐スポーリング性だけでは決まらず、上述したような溶射体の脱落の問題もあり寿命は約半年である。
【０００７】
本出願人は、上述した問題を解決するために、特願平０７−３０３６８３号と特願平０８−１０９８１３号で熱間で炉壁補修を行う方法１および２を提案した。これらの方法を図２により次に説明する。１は炭化室、２は燃焼室、３はSiO₂を主成分としCaO₂、Al₂O₃およびFe₂O₃を合計で５ｗｔ．％程度含み、開口率２０％程度のケイ石煉瓦とそれを固定するSiO₂を主成分とする目地からなるケイ石煉瓦の炉壁、５は石炭の装入蓋である。コークス炉は炭化室１と燃焼室２が炉壁３を間にして交互に連なっている。燃料と空気をガス入口４から燃焼室２に供給し、燃焼ガス９を発生させ、この燃焼ガスの熱により炉壁３を介して炭化室１を加熱した後、上部開口から図示しない蓄熱室に排出する。６は炉壁３に発生した１ｍｍ以上の開口部を有する貫通損傷部、７は１ｍｍ未満の微細な開口部を有する貫通損傷部である。
【０００８】
方法１は、上記の貫通損傷部の中で、微細な開口部を有する貫通損傷部７の補修に適する方法であり、先ず、炭化室１を空窯の状態にして、装入蓋５に設けたガス入口８からSiCl₄含有ガス１０を炭化室１に供給する。そして、炭化室１内圧力を燃焼室２内圧力より高く保持し、貫通損傷部７の内部に浸透させる。次に、炭化室１内圧力を燃焼室２内圧力より低く保持して、燃焼ガス９を燃焼室２側から貫通損傷部７に浸透させる。このように、炭化室１内圧力と燃焼室２内圧力の差を正負に変動させることにより、貫通損傷部７にSiCl₄含有ガス１０と燃焼ガス９を交互に浸透させる。その結果、SiCl₄ガスと燃焼ガス中のH₂O （水蒸気）が反応してSiO₂が生成し、貫通損傷部７がこのSiO₂により充填されて、補修がなされる。
【０００９】
方法２は、上記貫通損傷部の中で、比較的大きな開口部を有する貫通損傷部６の補修に適する方法であり、先ず炭化室１を空窯の状態にして、炭化室１側から、MgO,CaO,ZrO₂等の無機酸化物粉末を気流輸送して、貫通損傷部６に侵入させて無機酸化物粉末の充填体を形成させる。次いで、装入蓋５に設けたガス入口８からSiCl₄含有ガス１０を炭化室３に供給し、炭化室１内圧力を燃焼室２内圧力より高く保持し、貫通損傷部６に充填された無機酸化物粉末粒子間にSiCl₄含有ガス１０を浸透させる。無機酸化物粉末とSiCl₄含有ガス１０とを反応させてSiO₂と塩化物を生成させる。次に、炭化室１内圧力を燃焼室２内圧力より低く保持して、燃焼ガス９を燃焼室２側から貫通損傷部６の充填体に浸透させる。燃焼ガス９中のH₂O （水蒸気）が充填体中に副生した塩化物と反応して非SiO₂の酸化物が生成する。このように、炭化室１内圧力と燃焼室２内圧力の差を正負に変動させることにより、貫通損傷部６の充填体にSiCl₄含有ガス１０と燃焼ガス９を交互に浸透させる。その結果、貫通損傷部６の充填体中にSiO₂と非SiO₂の酸化物が生成し、充填体の密度が向上し、補修がなされる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の方法１、２は、炭化室外に液体SiCl₄を加熱してSiCl₄含有ガスを発生させるガス発生機を設ける必要があり、設備が大掛かりとなり、または加熱源が必要となる。
【００１１】
本発明は、大掛かりな設備とガスを発生させるための特別な加熱源を必要としない炉壁補修用ガス発生方法を用いたコークス炉の炉壁補修方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を、炉壁の補修に係る炭化室を空にした後、液体SiCl₄をスプレーノズルを介して炭化室内に噴霧し、炭化室の保有熱によりガス化するコークス炉の炉壁補修用ガス発生方法を用いたコークス炉の炉壁補修方法により達成する。
【００１３】
「作用」
液体SiCl₄の沸点は、５７．６℃であり、炭化室の雰囲気温度は、８００〜９００℃の高温であるから、液体SiCl₄をスプレーノズルを介して炭化室内に噴霧すれば、直ちにガス化する。
【００１４】
液体SiCl₄を噴霧せずに供給すると、液体SiCl₄が炉壁煉瓦に付着し、その部分が局部的に急冷されて煉瓦に割れが生じる危険性がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明方法の説明図である。図では炭化室を断面図で示している。１は炭化室、５は装入蓋、１１は上昇管、１２は上昇管１１の頂部に設けられたガス放散弁、１３は水封弁である。本発明方法を実施するために、炭化室１外に以下の機器が配設される。
【００１６】
２０は液体SiCl₄を貯蔵するタンク、２１は炭化室１とタンク２０の間に配設された配管、２２はタンク２０の液体SiCl₄を配管２１を介して炭化室１に、加圧して供給するポンプ、２３はポンプ２２の吐出側の配管２１の途中に設けられた電磁弁、２４は炭化室１内の配管２１の先端に取付けられたスプレーノズルである。２５は液体SiCl₄の供給量を計測する流量指示計、２６は炭化室１の温度を計測する温度指示計、２７は炭化室１の圧力を計測する圧力指示計である。２８は、流量指示計２５、温度指示計２６および圧力指示計２７の計測値により電磁弁の開閉を制御する制御器である。制御器２８には、炭化室の容積から算出された液体SiCl₄の供給量、電磁弁２３に閉の信号を出す温度値、電磁弁２３に一定開度減の信号を出す圧力値が設定されている。閉の信号を出す温度値は、温度低下による炉壁煉瓦の割れ防止のため、７００℃に設定され、また一定開度減の信号を出す圧力値は、水封弁１３の水封切れ防止のため、５０ｍｍＡＱに設定される。
【００１７】
本発明方法を次に説明する。
（１）炉壁の補修に係わる炭化室を空にした後、装入蓋５、炉蓋１４および水封弁１３を閉じ、ガス放散弁１２を開ける。
（２）ポンプ２２を運転して液体SiCl₄を炭化室１内に供給する。このとき、液体SiCl₄はスプレーノズル２４により微粒となって炭化室内に散布され、炭化室の雰囲気温度により直ちにガス化する。このガスは、炭化室にある空気の比重より重いので、ガスは、液体SiCl₄供給当初は炭化室の底部に溜まり、その後上方に体積を増加してゆく。これにより、炭化室内の空気は体積を増加するガスに排除され、上昇管１１を介して大気中に放散される。
（３）流量指示計２５からの積算流量が、その炭化室の供給量に達すると、制御器２８から電磁弁２３に閉信号が出され電磁弁２３が閉となり、またポンプ２２に停止信号が出されポンプ２２は運転停止する。
（４）ガス放散弁１２を閉じる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、液体SiCl₄を炭化室内に噴霧し、炭化室の保有熱利用してガス化するから、大掛かりな設備を必要とせず、またガス化するための加熱源が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の説明図である。
【図２】 SiCl₄ガスによるコークス炉の炉壁補修方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
１炭化室
５装入蓋
１１上昇管
１２ガス放散弁
１３水封弁
１４炉蓋
２０タンク
２１配管
２２ポンプ
２３電磁弁
２４スプレーノズル
２５流量指示計
２６温度指示計
２７圧力指示計
２８制御器

Claims

コークス炉の炉壁の貫通損傷部に SiCl ₄ 含有ガスを侵入させ、前記貫通損傷部に SiO ₂ を析出させて炉内壁を補修する方法において、前記炉壁の補修に係る炭化室を空にした後、液体SiCl₄をスプレーノズルを介して前記炭化室内に噴霧し、炭化室の保有熱により前記液体 SiCl ₄ をガス化することを特徴とするコークス炉の炉壁補修方法。