JP3785910B2 - コークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材の付着防止方法および装置 - Google Patents
コークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材の付着防止方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークスが押し出されて高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材がコークス炉炭化室の炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉は、石炭をコークスに乾留する多数の炭化室と燃料ガスを燃焼する燃焼室とを交互に配列した構造であり、炭化室と燃焼室とを仕切っている隔壁は、一般に珪石質耐火煉瓦が使用されている。珪石質耐火煉瓦は、珪石質原料を粉砕し、水で混和した後に型枠に入れて乾燥させ、1200℃前後で焼成することにより製造される。このようにして製造した珪石質耐火煉瓦を用いて築炉したコークス炉は、炭化室を均一な温度で乾燥して煉瓦の応力を除去した後、炭化室の耐火煉瓦として実際のコークス炉の運転に供される。
【０００３】
珪石質耐火煉瓦は断熱性を高める目的で、高い気孔率を有し、粒子間接触により形成されているので、築炉の初期には平滑であった煉瓦壁の表面は、装入される石炭やコークスとの摩擦や頻繁な加熱と冷却との繰り返しによる剥離や割れ等によってしだいに荒れが大きくなる。このため、摩擦抵抗が高まるばかりか、荒れ面は処理石炭、燃焼により生じるカーボンや灰分の付着が助長され、操業上の問題となる。
【０００４】
炭化室と燃焼室とは、前述のように珪石質耐火煉瓦で構成された隔壁により仕切られている。また、炭化室の高さは約６〜７ｍ、奥行き15〜16ｍ、幅0.4 〜0.5 ｍの長方形の空洞でありコークスを炉外に押し出し易くするために、幅はコークス排出側の方が僅かに広くなっている。原料である配合石炭は、炭化室の天井側に配置されている装入口から装入車で間欠的に供給され、コークス排出側とは反対方向に配置されているコークス押出機に付属するレベラで均一な高さに調整した後、両側の燃焼室内で燃焼するガスの燃焼熱により加熱された隔壁を介して加熱乾留される。乾留終了後は両方のドアが開放され、コークス押出機によってコークス排出側に押し出され、さらに消火装置にて消化冷却されて製品コークスとなる。
【０００５】
ところで、炭化室内でのコークス化の過程では、配合石炭中のタール質がガス化されると共に炭化室の耐火煉瓦は過酷な高温条件に晒されている。また、コークス強度を高める目的で、装入前の配合石炭を乾燥（通常８〜12％の水分を５〜６％付近になるまで乾燥する) させ、炭化室に装入される配合石炭の嵩密度を高める操業が行われ、強度の高いコークスが製造されている。
【０００６】
前述のように耐火煉瓦からなる壁面の平滑さが失われると、コークス化の過程で生じる配合石炭中のカーボンが表面に固着してさらに凹凸の著しい表面となると共に、カーボンの固着により炭化室の幅が狭くなってコークスの押し出し抵抗が高まり、コークス押出機への負荷が増加するのでコークス炉操業上の大きな問題点となる。また、無理な押し出しにより、目地と呼ばれる煉瓦と煉瓦の隙間を埋めている部分が損傷し、炭化室内で石炭の乾留により発生した生ガスが隔壁の隙間を通じて燃焼室に流入し、不完全燃焼により煙突から黒煙を排出する原因となり、公害上の不都合を生じる。
【０００７】
炭化室耐火煉瓦へのカーボン付着を防止するため、特開昭59-174585 号公報には、耐火煉瓦に表面保護材を塗布して熱処理する手段、また特開昭63-236783 号公報には、素地段階で表面保護材を塗布した耐火煉瓦を使用する手段等が開示されている。さらに、本出願人は特定成分のシリカ純度が高く、高強度の平滑な表面層を形成可能な高温耐火材を特開平8-11977 号公報で提案した。この高温耐火材は、ケイ酸ナトリウム、硼酸ナトリウムおよび有機シリコーン化合物を水で溶解したものであり、この高温耐火材粘度が所定の状態で、まだ500 〜1200°C の高温の炭化室の耐火煉瓦壁面に、スプレーノズルを用いて塗布し、その後の昇温により、ガラス面のように平滑で、亀裂もなく、機械的強度も優れたシリカ純度の高い表面層を形成する。
【０００８】
前記のように炭化室の耐火煉瓦に表面保護材を塗布する装置として、特開平９−125068号公報が開示されている。この塗布装置は、炭化室のコークス押出機側に設けられ、炉外から炭化室の長手方向に向かい前後進する移動台車と、この移動台車に後端部に取り付けられて、前記炭化室の下部で長手方向に向かって一端から他端まで水平に進退自在に設けられた水平ランスと、この水平ランスの先端部で炭化室の高さ方向に立設された直立ランスと、この直立ランスの高さ方向に沿って炭化室の壁面に対向するように多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルとを備えたものである。
【０００９】
前記従来の塗布装置は、確かに炭化室の炉壁煉瓦面には平滑な表面保護材の表面層を塗布形成することができるが、実際には炉壁煉瓦面に衝突して跳ね返り（以下、リバウンドという）により飛散するものもあり、これが炭化室炉壁煉瓦面の下部に蓄積されると、それが昇温によって硬化して再付着し、余分な表面層として突き出してしまう。このようになると、押し出されるコークスの邪魔になってコークス押出機の負荷が大きくなってしまう。
【００１０】
このような問題点を解決するため、特開平10-46153号公報には、表面保護材の粘度とそれが塗布された後のコークス押出機の押し出し負荷との関係に基づいて、当該表面保護材の粘度に応じた単位面積当たりの塗布量を設定することとし、さらに温度依存性のある表面保護材の粘度を考慮し、塗布むらや垂れあるいはリバウンドロスを抑制可能な単位面積当たりの塗布量の設定方法を提供するとともに、炉壁煉瓦面から下方に飛散する表面保護材を直立ランスの高さ方向に沿って炭化室の壁面に対向するように多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルの下方にあって炭化室の下部を幅方向に覆いかつ少なくともスプレーノズルとともに進退するように配設されて、吹き付け時、リバウンドによって飛散する表面保護材を受け部で受けて、それが再付着しないようにする表面保護材の塗布方法と装置が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平10-46153号公報に開示された表面保護材の塗布方法と装置では、直立ランスの高さ方向に沿って多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルから炭化室の壁面に向けて表面保護材を噴出すると、炭化室の炉壁煉瓦面に平滑な表面保護材の表面層を塗布形成することができ、また、炉壁煉瓦面に衝突するときにリバウンドして下方に飛散する表面保護材は、その大部分が下方に配置した受け部に受けとることができる。
【００１２】
しかしながら、受け部と炉壁煉瓦面との間に形成された隙間を通過した表面保護材が、炭化室炉壁煉瓦面の下端部と炉底壁煉瓦面とのなすコーナ部に蓄積され、それが昇温によって硬化して再付着し、余分な表面層として突き出すのを防ぐことができない。このようになると、押し出されるコークスの邪魔になってコークス押出機の負荷が大きくなってしまう。また、リバウンドして受け部に堆積した表面保護材は、後で取り除く必要があり、手間が係るという欠点がある。
【００１３】
本発明は、直立ランスの高さ方向に沿って多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルから炭化室の壁面に向けて表面保護材が噴霧して炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布する際に、炉壁煉瓦面からリバウンドして下方に飛散する表面保護材が、炭化室の炉底煉瓦面に落下して付着するのを防止することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１記載の本発明は、高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止方法であって、前記コークス炉炭化室の炉底煉瓦面に炭化室内の温度よりも高い融点の粉粒状剥離剤を供給し、該炉底煉瓦面を粉粒状剥離剤で被覆した状態として、前記コークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を吹き付け塗布し、該炉壁煉瓦面で跳ね返る表面保護材を前記炉底煉瓦面を被覆した粉粒状剥離剤の上に落下させることを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法である。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、前記炉底煉瓦面の全面を、表面保護材の吹き付け塗布に先立ち粉粒状剥離剤で被覆することを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法である。
請求項３記載の本発明は、前記炉底煉瓦面の粉粒状剥離剤による被覆を、該炉底煉瓦面へ表面保護材が飛散して落下する領域より先行した部分被覆域となすことを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法である。
【００１６】
請求項４記載の本発明は、高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止装置であって、前記コークス炉炭化室の長手方向に移動自在な水平フレームと、炭化室内の温度よりも高い融点の粉粒状剥離剤を貯蔵する剥離剤貯蔵ホッパとを具備し、前記剥離剤貯蔵ホッパは前記水平フレームの先端部に配設され、かつ前記水平フレーム上に表面保護材塗布装置が配設されたことを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００１７】
請求項５記載の本発明は、前記剥離剤貯蔵ホッパを水冷構造としたことを特徴とする請求項４記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
請求項６記載の本発明は、前記剥離剤貯蔵ホッパの出口に設けた剥離剤用供給口内に流量調整用ダンパまたはロータリフィーダを配置したことを特徴とする請求項４または５記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００１８】
請求項７記載の本発明は、水平フレームが、表面保護材塗布装置の水平ランスであるときに、水平ランスの先端に表面保護材の飛散範囲を超える長さの片持フレームを介して剥離剤貯蔵ホッパを支持させたことを特徴とする請求項４、５または６記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００１９】
請求項８記載の本発明は、高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止装置であって、前記コークス炉炭化室の長手方向に移動自在な水平フレームと、この水平フレームの先端部に配設された剥離剤用エジェクタタンクと、この剥離剤用エジェクタタンクの入口に接続した圧縮エア供給管と、該剥離剤用エジェクタタンクの出口に接続した剥離剤輸送管とを具備し、かつ前記水平フレーム上に表面保護材塗布装置が配設されたことを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００２０】
請求項９記載の本発明は、前記剥離剤用エジェクタタンクを水冷構造としたことを特徴とする請求項８記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００２１】
請求項10記載の本発明は、前記水平フレームが、表面保護材塗布装置の水平ランスであるときに、水平ランスの先端部に配置した剥離剤用エジェクタタンクの出口に表面保護材の飛散範囲を超える長さの剥離剤輸送管を接続することを特徴とする請求項８または９記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
図11に示すように、炭化室１内で17〜24時間かけて乾留されたコークスケーキ２は、コークス押出機３の側（マシーンサイド）およびコークスガイド車４の側（コークスサイド）にセットしてあるドアを取り外した状態として、コークス押出機３が備えたピニオン７の回転駆動によりラック８を介して押出ラム５を前進させて押し出され、コークスガイド車４を介して消火車６に排出される。
【００２３】
本発明では、空になったまだ1000〜1200℃の高温が維持されている炭化室１の炉底煉瓦面９にリバウンドした表面保護材が付着するのを防止するため、炭化室内の温度よりも高い融点温度を有する粉粒状剥離剤（例えば、珪酸ジルコニウム：60％、アルミナ：40％、比重：3.5 を使用）を供給し、予め、炉底煉瓦面９を粉粒状剥離材で被覆した状態としておく。図１に示すように、炭化室１のマシーンサイドおよびコークスサイドから炉底煉瓦面９に粉粒状剥離剤10をスコップを用いて投入後、スコップで投入できない炉中央部に押出ラム５の空押しで炉底煉瓦面９上での展延により敷き詰め、被覆状態とするテストを行った。45は押出ラム５の先端部に配設したスライドシューを示す。
【００２４】
次に、図８に示すように、コークス押出機３上に配置されている押出ラム５の近傍における作業スペースを利用して設置した表面保護材塗布装置11を用いて炭化室１を形成する炉壁煉瓦面25に表面保護材を塗布する。この際、まず、コークス押出機３を炭化室１の幅方向に移動して水平ランス12を炭化室1 の幅方向センタに位置合わせする。表面保護材用タンク13には、例えば、珪酸ナトリウム（SiO2/Na2O モル比＝3.5 ）35部と、有機シリコーン化合物〔CH3-Si(OH)2ONa〕３部に水を加えて調整した表面保護材が貯留されている。
【００２５】
図９に示すように、表面保護材供給管21に配設した電動弁32A は閉じたまま電動弁22A および電動弁23A の開度を調整し、給水管22から冷却水を供給すると、冷却水は表面保護材・冷却水用ケーブルベア29（図８参照）を介して水平ランス12の基部側で内管15と中管16との間を通り、環状仕切板18より先端部側で内管15と外管17との間を通る。さらに、直立ランス14の内管15と外管17との間を通過して上昇した後、排出斜管19を経由して水平ランス12の基部を逆方向に通過し、排水管23に排出される。このようにして水平ランス12、直立ランス14および排出斜管19に冷却水を流入して冷却状態が確保されたら、図８に示す移動台車20に設けた駆動装置20B を前進側に駆動させ、車輪20A を介して移動台車20が作業床40上に配置された固定ガイドレール41に沿って前進する。
【００２６】
これによって、移動台車20に後端部を取り付けてある水平ランス12が作業床40上に設置してある複数のキャリアロール42に支持されて炭化室１の一端から他端まで水平に移動される。水平ランス12の長手方向下部にはスライドシュー34が長手方向に複数配設してあり、水平ランス12を炭化室１内に挿入したとき、炉底煉瓦面９に摺動可能に当接して水平ランス12を支持するようになっている。
【００２７】
その際、直立ランス14が炭化室１の入口端に到達した段階で、圧力空気を表面保護材用タンク13に入れて昇圧し、表面保護材用タンク13から圧送ポンプ43を介して表面保護材が、表面保護材供給管21の長さを調整する表面保護材・冷却水用ケーブルベア29を経由して水平ランス12および直立ランス14の各内管15を通り、塗布用スプレーノズル24に供給される。塗布用スプレーノズル24から炭化室１を形成する炉壁煉瓦面25に向けて表面保護材を噴霧しながら水平ランス12を炭化室１の一端から他端まで所定の速度で移動させる。図10に示すように、塗布用スプレーノズル24は炭化室１の炉壁煉瓦面25に斜めに対向するように、同一水平面上で傾斜角をもって２列に直立ランス14に多段に配設してある。各塗布用スプレーノズル24のノズル孔径が調整してあるために、炭化室１の炉壁煉瓦面25に表面保護材を均一に塗布することができる。
【００２８】
前述のような表面保護材の噴霧では、表面保護材が炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返る、いわゆるリバウンドと呼ばれる現象が発生し、リバウンドした表面保護材（以下、リバウンド表面保護材という）が、炉底煉瓦面９上に落下するのは避けられない。本発明では、炉底煉瓦面９の全面が予め粉粒状剥離剤10により被覆状態としてあるため、リバウンド表面保護材は粉粒状剥離剤10の層上に落下する。その結果、リバウンド表面保護材が炉底煉瓦面９に直接接触するのを防止できる。炉底煉瓦面９に供給する粉粒状剥離剤10の量は、例えば、長さ16ｍ、高さ4.5 ｍ、幅0.45ｍ、底面積7.2 m2の炭化室１では、炉底煉瓦面９に対して60kg程度を供給するのが適当であり、単位面積当たり60/7.2≒8.3 kg/m2 で足りることも判明した。
【００２９】
炭化室１を形成する炉底煉瓦面９上に粉粒状剥離剤10をスコップを用いて投入し、押出ラム５の空押しで炉底煉瓦面９の中央部に粉粒状剥離剤10を展延により被覆するのでは、作業性が悪く、非能率である。そこで、図２に示すように、コークスケーキの押し出しが完了した段階で、コークス押出機３（図11参照）が備えた押出ラム５の先端に剥離剤用ホッパ26を取り付ける。例えば、剥離剤用ホッパ26の側面に固定した側面板27を押出ラム５の先端下部にボルト28等を用いて着脱自在とする。図３に示すように、剥離剤用ホッパ26の下部出口を開放した自然落下式の剥離剤用供給口30を備えている。なお、剥離剤用供給口30には、粉粒状剥離剤10の切り出し量を調整するととももに切り出しを停止できる流量調整用ダンパ（図示せず）を設けるのが好ましい。
【００３０】
また、図４に示すように、剥離剤用ホッパ26の下部出口にロータリフィーダ31を配設し、剥離剤用ホッパ26内に貯留した粉粒状剥離剤10をロータリフィーダ31の回転数をコントロールすることにより切り出し量を調整するのが好適である。この場合、コークスケーキを排出した炭化室１内は、高温であるため剥離剤用ホッパ26を水冷構造としてロータリフィーダ31が焼損するのを防止する必要がある。剥離剤用ホッパ26の水冷構造としては、剥離剤用ホッパ26の外周面に下側から上側に半割冷却管をスパイラル状に取り巻いて溶接し、半割冷却管の下端部に給水管を接続し、半割冷却管の上端部に排水管を接続するか、図４に示すように、剥離剤用ホッパ26を二重シェル構造として内部に仕切板（図示せず）を設けて水路を形成し、冷却水を下端部の給水管35から供給し、剥離剤用ホッパ26の水路を経て上端部の排水管36に導く構造としてもよい。
【００３１】
剥離剤用ホッパ26に収容してある60kg余りの粉粒状剥離剤は、下部出口から自然落下（図３参照）、またはロータリフィーダ31の回転制御により切り出され（図４参照）、炭化室１の炉底煉瓦面９上に散布され、押出ラム５の前進空押しにより延展される。このようにして炉底煉瓦面９の全面に粉粒状剥離剤10をほぼ均一な厚みに敷き詰め、被覆状態とした後、前述と同様の手順にてコークス押出機３に搭載した表面保護材塗布装置11を用いて炭化室１の炉壁煉瓦面25に塗布用スプレーノズル24から噴霧して表面保護材を塗布する。
【００３２】
炭化室１の珪石質耐火煉瓦で築炉された炉壁煉瓦面25に塗布された前述の表面保護材は、1000〜1200℃の高温となるため、アルカリ成分が大幅に低下し、炉壁煉瓦面25へのアルカリ浸透のない、シリカ純度の高いガラス面のように平滑で密度が高くかつ強度の高い溶融塗着層が耐火煉瓦の1.0 〜1.5mm の深さに形成される。強固に保護された炭化室１の炉壁煉瓦面25は、数カ月の連続操業を可能にするため、炉壁煉瓦面25への表面保護剤の塗布は数カ月に１度となり、炭化室１の炉底煉瓦面９への粉粒状剥離剤10も、数カ月に１度の実施頻度となる。
【００３３】
図５に示すように、炭化室１の炉底煉瓦面９には、予め粉粒状剥離剤10が敷き詰めてあるので、直立ランス14の高さ方向に多段に配設された塗布用スプレーノズル24から炉壁煉瓦面25に向けた表面保護材の噴霧では、表面保護材が炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返り、リバウンド表面保護材33として粉粒状剥離剤10の層上に落下する。粉粒状剥離剤10は炭化室１の温度よりも高い材料であるため、溶融することなく固体粉粒体として存在し、リバウンド表面保護材33が溶融しても炉底煉瓦面９に直接接触するのが防止され、リバウンド表面保護材33の付着が皆無となる。
【００３４】
次回の炭化室１への原料石炭投入による乾留終了後、コークス押出機を用いてコークスケーキを炉外に押し出す際に、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10は、そのほとんどが押し詰まりを生じることなくリバウンド表面保護材33と一緒に炉外に押し出される。炭化室１から押し出されるコークスケーキは、その重量が20ｔレベルであるのに対して粉粒状剥離剤10は60kg程度と微量であるためコークスケーキの品質に悪影響を及ぼす心配はない。
【００３５】
以下、自然落下式またはロータリフィーダ式の剥離剤用ホッパ26を、表面保護材塗布装置11に設置する本発明の他の実施態様について説明する。
図６に示すように、表面保護材塗布装置11が備えた直立ランス14の下部に片持フレーム37を前方に向け水平に設け、その先端に剥離剤用ホッパ26を配置する。ここでは、剥離剤用ホッパ26としてロータリフィーダ式のタイプを説明するが、自然落下式にも同様にして適用できる。片持フレーム37を水冷構造とするとともに、剥離剤用ホッパ26を二重シェル構造として内部に仕切板（図示せず）を設けて水路を形成する。片持フレーム37の給水路37A は水平ランス12の先端部で外管17に接続され、また、片持フレーム37の排水路44は排水斜管11に接続される。
【００３６】
水平ランス12および直立ランス14を冷却する冷却水の一部を片持フレーム37の給水路37A を経由して剥離剤用ホッパ26に形成した水路に導かれ、剥離剤用ホッパ26を水冷した後、冷却水を排水路37B を経由して排水斜管11に戻す。これにより剥離剤用ホッパ26の下部出口に配設したロータリフィーダ31が高温に晒されるのを防止する。片持フレーム37の長さは、直立ランス14に２列に配設された多段の塗布用スプレーノズル24から噴霧され、炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド表面保護材が、炉底煉瓦面９上に落下する範囲よりも前方位置となるように選定され、例えば、3.5 ｍ程度とする。なお、片持フレーム37の熱により撓みを防ぐため、片持フレーム37の先端下面部（剥離剤用ホッパ26の手前）にスライドシュー（図示せず）を設けて支持してもよい。
【００３７】
本実施態様の作動について説明する。
水平ランス12、直立ランス14および排出斜管19並びに片持フレーム37、剥離剤用ホッパ26に冷却水を流入して冷却状態が確保されたら、表面保護材塗布装置11が備えた水平ランス12を前進させつつ、直立ランス14の下部から前方に水平に張り出す片持フレーム37の先端に配置した剥離剤用ホッパ26が炭化室１の入口端に到達した段階で、ロータリフィーダ31の回転駆動を行い、剥離剤用ホッパ26から粉粒状剥離剤10を切り出して炉底煉瓦面９上への散布を開始する。次に、直立ランス14が炭化室１の入口端に到達した段階で、水平ランス12および直立ランス14の各内管15を経由する表面保護材を塗布用スプレーノズル24を介して炉壁煉瓦面25に対する噴霧を開始する。
【００３８】
水平ランス12を炭化室１の一端から他端まで所定の速度で移動させる際に、先行の剥離剤用ホッパ26から散布される粉粒状剥離剤10により炉底煉瓦面９が被覆される。そして、後行の塗布用スプレーノズル24から噴霧される表面保護剤が、炭化室１の炉壁煉瓦面25に塗布される。このとき、表面保護材が炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド保護材が、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10の上に落下する。その結果、リバウンド表面保護材が炉底煉瓦面９に直接接触するのを防止することができるのは前述の通りである。本実施態様では、炉底煉瓦面９への粉粒状剥離剤10の散布と、炉壁煉瓦面25への表面保護剤の塗布作業を同時進行させることで能率よく短時間で実施できるメリットがある。
【００３９】
なお、表面保護材塗布装置11が備えた直立ランス14の下部に設けた片持フレーム37を省略し、直立ランス14の下部に剥離剤用ホッパ26を直接配置することも可能である。この場合には、まず、剥離剤用ホッパ26から供給する粉粒状剥離剤10を炭化室１の炉底煉瓦面９の一端から他端まで被覆した状態とした後、表面保護材塗布装置11が備えた塗布用スプレーノズル24から表面保護剤を炭化室１の炉壁煉瓦面25の一端から他端まで噴霧して炉壁煉瓦面９を被覆する必要がある。このため処理時間が長くなり能率低下を伴うのは止むを得ないが、リバウンド表面保護材が飛び過ぎて粉粒状剥離剤10の下になる危険性は回避される。
【００４０】
さらに、別の実施態様として、図７に示すように、水平ランス12の先端部に剥離剤用エジェクタタンク32を配置し、剥離剤用エジェクタタンク32入口に圧縮エア供給管38を接続するとともに、出口に剥離剤輸送管39を接続する。剥離剤輸送管39の長さは、塗布用スプレーノズル24から噴霧され、炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド表面保護材が、炉底煉瓦面９上に落下する範囲よりも前方位置となるように選定する。
【００４１】
水平ランス12を炭化室１の一端から他端まで所定の速度で移動させる際に、先行の剥離剤用エジェクタタンク32内に入れた粉粒状剥離剤10を、圧縮エア供給管38から供給する圧縮エアーによるエジェクタ作用により剥離剤輸送管39からエアとともに粉粒状剥離剤10を炭化室１の炉底煉瓦面９上に供給して、粉粒状剥離剤10で被覆する。
【００４２】
後行の塗布用スプレーノズル24から噴霧される表面保護剤が、炭化室１の炉壁煉瓦面25に塗布される。表面保護材が炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド保護材33が、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10の上に落下するので、リバウンド保護材が炉底煉瓦面９に直接接触するのを防止することができるのは前述の通りであり、その作用、効果は同様である。なお、剥離剤用エジェクタタンク32は、高温に晒されるので水冷構造にするのが好ましい。また、必要であればこのタイプを、コークス押出機に配置することも可能である。
【００４３】
また、剥離剤輸送管39の長さを短くしてその先端を塗布用スプレーノズル24の直下に臨ませることも可能である。この場合には、剥離剤輸送管39から供給される粉粒状剥離剤10により炉底煉瓦面９の全面を被覆した状態とした後、塗布用スプレーノズル24から噴霧される表面保護剤により炉壁煉瓦面25を塗布して、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10の上にリバウンド保護材33を落下させる。
【００４４】
前記実施態様では、剥離剤用ホッパあるいは剥離剤用エジェクタタンクをコークス押出機の押出ラムや表面保護材塗布装置の水平ランスを利用して設置する場合について説明したが、必要があればコークス押出機上に専用の粉粒状剥離剤供給装置を設置し、これに搭載した水平フレームに剥離剤用ホッパあるいは剥離剤用エジェクタタンクを設置するようにすることも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コークスが押し出された高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布する前の段階で、コークス炉炭化室の炉底煉瓦面に炭化室内の温度よりも高い融点温度を有する粉粒状剥離剤を供給し、粉粒状剥離剤で予め被覆した状態として、炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を吹き付け塗布する。側壁煉瓦面から跳ね返るリバウンド表面保護材を、粉粒状剥離剤の上に落下させることにより、リバウンド表面保護材が炉底壁煉瓦面に付着するのが確実に防止され、コークス押出機の押し詰まりトラブルが解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】炭化室の炉底煉瓦面への粉粒状剥離剤散布によるテスト状況を示す側面図である。
【図２】コークス押出機が備えた押出ラムに剥離剤用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図３】コークス押出機が備えた押出ラムに自然流下式の剥離剤用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図４】コークス押出機が備えた押出ラムにロータリフィーダ式の剥離剤用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図５】炭化室の炉底煉瓦面への粉粒状剥離剤散布後に、炉壁煉瓦面に表面保護材を噴射する状況を示す正面図である。
【図６】表面保護材塗布装置が備えた水平ランスに片持フレームを介して設けたロータリフィーダ式の剥離用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図７】表面保護材塗布装置が備えた水平ランスに設けた剥離剤エジェクタタンクから剥離剤輸送管を介して粉粒状剥離剤を炭化室の炉底煉瓦面に散布する状況を示す側面図である。
【図８】炭化室炉壁煉瓦面への表面保護材を塗布する従来の表面保護材塗布装置を示す全体側面図である。
【図９】図８の表面保護材塗布装置の前部構造を示す縦断面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ矢視方向を示す平面図である。
【図１１】従来のコークス炉全体配置を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 炭化室
２ コークスケーキ
３ コークス押出機
４ コークスガイド車
５ 押出ラム
６ 消火車
７ ピニオン
８ ラック
９ 炉底煉瓦面
10 粉粒状剥離材
11 表面保護材塗布装置
12 水平ランス
13 表面保護材用タンク
14 直立ランス
15 内管
16 中管
17 外管
18 環状仕切管
19 排出斜管
20 移動台車
20A 車輪
20B 駆動装置
21 表面保護材供給管
22 給水管
22A 、23A 、32A 電動弁
23 排水管
24 塗布用スプレーノズル
25 炉壁煉瓦面
26 剥離剤用ホッパ
27 側面板
28 ボルト
29 ケーブルベア
30 剥離剤用供給口
31 ロータリフィーダ
32 剥離剤用エジェクタタンク
32A 電磁弁
33 リバウンド保護材
34、45 スライドシュー
35 給水管
36 排水管
37 片持フレーム
37A 給水路
37B 排水路
38 圧縮エア供給管
39 剥離剤輸送管
40 作業床
41 固定ガイドレール
42 キャリアロール
43 圧送ポンプ
44 排水路
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークスが押し出されて高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材がコークス炉炭化室の炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉は、石炭をコークスに乾留する多数の炭化室と燃料ガスを燃焼する燃焼室とを交互に配列した構造であり、炭化室と燃焼室とを仕切っている隔壁は、一般に珪石質耐火煉瓦が使用されている。珪石質耐火煉瓦は、珪石質原料を粉砕し、水で混和した後に型枠に入れて乾燥させ、1200℃前後で焼成することにより製造される。このようにして製造した珪石質耐火煉瓦を用いて築炉したコークス炉は、炭化室を均一な温度で乾燥して煉瓦の応力を除去した後、炭化室の耐火煉瓦として実際のコークス炉の運転に供される。
【０００３】
珪石質耐火煉瓦は断熱性を高める目的で、高い気孔率を有し、粒子間接触により形成されているので、築炉の初期には平滑であった煉瓦壁の表面は、装入される石炭やコークスとの摩擦や頻繁な加熱と冷却との繰り返しによる剥離や割れ等によってしだいに荒れが大きくなる。このため、摩擦抵抗が高まるばかりか、荒れ面は処理石炭、燃焼により生じるカーボンや灰分の付着が助長され、操業上の問題となる。
【０００４】
炭化室と燃焼室とは、前述のように珪石質耐火煉瓦で構成された隔壁により仕切られている。また、炭化室の高さは約６〜７ｍ、奥行き15〜16ｍ、幅0.4 〜0.5 ｍの長方形の空洞でありコークスを炉外に押し出し易くするために、幅はコークス排出側の方が僅かに広くなっている。原料である配合石炭は、炭化室の天井側に配置されている装入口から装入車で間欠的に供給され、コークス排出側とは反対方向に配置されているコークス押出機に付属するレベラで均一な高さに調整した後、両側の燃焼室内で燃焼するガスの燃焼熱により加熱された隔壁を介して加熱乾留される。乾留終了後は両方のドアが開放され、コークス押出機によってコークス排出側に押し出され、さらに消火装置にて消化冷却されて製品コークスとなる。
【０００５】
ところで、炭化室内でのコークス化の過程では、配合石炭中のタール質がガス化されると共に炭化室の耐火煉瓦は過酷な高温条件に晒されている。また、コークス強度を高める目的で、装入前の配合石炭を乾燥（通常８〜12％の水分を５〜６％付近になるまで乾燥する) させ、炭化室に装入される配合石炭の嵩密度を高める操業が行われ、強度の高いコークスが製造されている。
【０００６】
前述のように耐火煉瓦からなる壁面の平滑さが失われると、コークス化の過程で生じる配合石炭中のカーボンが表面に固着してさらに凹凸の著しい表面となると共に、カーボンの固着により炭化室の幅が狭くなってコークスの押し出し抵抗が高まり、コークス押出機への負荷が増加するのでコークス炉操業上の大きな問題点となる。また、無理な押し出しにより、目地と呼ばれる煉瓦と煉瓦の隙間を埋めている部分が損傷し、炭化室内で石炭の乾留により発生した生ガスが隔壁の隙間を通じて燃焼室に流入し、不完全燃焼により煙突から黒煙を排出する原因となり、公害上の不都合を生じる。
【０００７】
炭化室耐火煉瓦へのカーボン付着を防止するため、特開昭59-174585 号公報には、耐火煉瓦に表面保護材を塗布して熱処理する手段、また特開昭63-236783 号公報には、素地段階で表面保護材を塗布した耐火煉瓦を使用する手段等が開示されている。さらに、本出願人は特定成分のシリカ純度が高く、高強度の平滑な表面層を形成可能な高温耐火材を特開平8-11977 号公報で提案した。この高温耐火材は、ケイ酸ナトリウム、硼酸ナトリウムおよび有機シリコーン化合物を水で溶解したものであり、この高温耐火材粘度が所定の状態で、まだ500 〜1200°C の高温の炭化室の耐火煉瓦壁面に、スプレーノズルを用いて塗布し、その後の昇温により、ガラス面のように平滑で、亀裂もなく、機械的強度も優れたシリカ純度の高い表面層を形成する。
【０００８】
前記のように炭化室の耐火煉瓦に表面保護材を塗布する装置として、特開平９−125068号公報が開示されている。この塗布装置は、炭化室のコークス押出機側に設けられ、炉外から炭化室の長手方向に向かい前後進する移動台車と、この移動台車に後端部に取り付けられて、前記炭化室の下部で長手方向に向かって一端から他端まで水平に進退自在に設けられた水平ランスと、この水平ランスの先端部で炭化室の高さ方向に立設された直立ランスと、この直立ランスの高さ方向に沿って炭化室の壁面に対向するように多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルとを備えたものである。
【０００９】
前記従来の塗布装置は、確かに炭化室の炉壁煉瓦面には平滑な表面保護材の表面層を塗布形成することができるが、実際には炉壁煉瓦面に衝突して跳ね返り（以下、リバウンドという）により飛散するものもあり、これが炭化室炉壁煉瓦面の下部に蓄積されると、それが昇温によって硬化して再付着し、余分な表面層として突き出してしまう。このようになると、押し出されるコークスの邪魔になってコークス押出機の負荷が大きくなってしまう。
【００１０】
このような問題点を解決するため、特開平10-46153号公報には、表面保護材の粘度とそれが塗布された後のコークス押出機の押し出し負荷との関係に基づいて、当該表面保護材の粘度に応じた単位面積当たりの塗布量を設定することとし、さらに温度依存性のある表面保護材の粘度を考慮し、塗布むらや垂れあるいはリバウンドロスを抑制可能な単位面積当たりの塗布量の設定方法を提供するとともに、炉壁煉瓦面から下方に飛散する表面保護材を直立ランスの高さ方向に沿って炭化室の壁面に対向するように多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルの下方にあって炭化室の下部を幅方向に覆いかつ少なくともスプレーノズルとともに進退するように配設されて、吹き付け時、リバウンドによって飛散する表面保護材を受け部で受けて、それが再付着しないようにする表面保護材の塗布方法と装置が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平10-46153号公報に開示された表面保護材の塗布方法と装置では、直立ランスの高さ方向に沿って多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルから炭化室の壁面に向けて表面保護材を噴出すると、炭化室の炉壁煉瓦面に平滑な表面保護材の表面層を塗布形成することができ、また、炉壁煉瓦面に衝突するときにリバウンドして下方に飛散する表面保護材は、その大部分が下方に配置した受け部に受けとることができる。
【００１２】
しかしながら、受け部と炉壁煉瓦面との間に形成された隙間を通過した表面保護材が、炭化室炉壁煉瓦面の下端部と炉底壁煉瓦面とのなすコーナ部に蓄積され、それが昇温によって硬化して再付着し、余分な表面層として突き出すのを防ぐことができない。このようになると、押し出されるコークスの邪魔になってコークス押出機の負荷が大きくなってしまう。また、リバウンドして受け部に堆積した表面保護材は、後で取り除く必要があり、手間が係るという欠点がある。
【００１３】
本発明は、直立ランスの高さ方向に沿って多段に配設された耐火材塗布用スプレーノズルから炭化室の壁面に向けて表面保護材が噴霧して炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布する際に、炉壁煉瓦面からリバウンドして下方に飛散する表面保護材が、炭化室の炉底煉瓦面に落下して付着するのを防止することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１記載の本発明は、高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止方法であって、前記コークス炉炭化室の炉底煉瓦面に炭化室内の温度よりも高い融点の粉粒状剥離剤を供給し、該炉底煉瓦面を粉粒状剥離剤で被覆した状態として、前記コークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を吹き付け塗布し、該炉壁煉瓦面で跳ね返る表面保護材を前記炉底煉瓦面を被覆した粉粒状剥離剤の上に落下させることを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法である。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、前記炉底煉瓦面の全面を、表面保護材の吹き付け塗布に先立ち粉粒状剥離剤で被覆することを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法である。
請求項３記載の本発明は、前記炉底煉瓦面の粉粒状剥離剤による被覆を、該炉底煉瓦面へ表面保護材が飛散して落下する領域より先行した部分被覆域となすことを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法である。
【００１６】
請求項４記載の本発明は、高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止装置であって、前記コークス炉炭化室の長手方向に移動自在な水平フレームと、炭化室内の温度よりも高い融点の粉粒状剥離剤を貯蔵する剥離剤貯蔵ホッパとを具備し、前記剥離剤貯蔵ホッパは前記水平フレームの先端部に配設され、かつ前記水平フレーム上に表面保護材塗布装置が配設されたことを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００１７】
請求項５記載の本発明は、前記剥離剤貯蔵ホッパを水冷構造としたことを特徴とする請求項４記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
請求項６記載の本発明は、前記剥離剤貯蔵ホッパの出口に設けた剥離剤用供給口内に流量調整用ダンパまたはロータリフィーダを配置したことを特徴とする請求項４または５記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００１８】
請求項７記載の本発明は、水平フレームが、表面保護材塗布装置の水平ランスであるときに、水平ランスの先端に表面保護材の飛散範囲を超える長さの片持フレームを介して剥離剤貯蔵ホッパを支持させたことを特徴とする請求項４、５または６記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００１９】
請求項８記載の本発明は、高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止装置であって、前記コークス炉炭化室の長手方向に移動自在な水平フレームと、この水平フレームの先端部に配設された剥離剤用エジェクタタンクと、この剥離剤用エジェクタタンクの入口に接続した圧縮エア供給管と、該剥離剤用エジェクタタンクの出口に接続した剥離剤輸送管とを具備し、かつ前記水平フレーム上に表面保護材塗布装置が配設されたことを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００２０】
請求項９記載の本発明は、前記剥離剤用エジェクタタンクを水冷構造としたことを特徴とする請求項８記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００２１】
請求項10記載の本発明は、前記水平フレームが、表面保護材塗布装置の水平ランスであるときに、水平ランスの先端部に配置した剥離剤用エジェクタタンクの出口に表面保護材の飛散範囲を超える長さの剥離剤輸送管を接続することを特徴とする請求項８または９記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
図11に示すように、炭化室１内で17〜24時間かけて乾留されたコークスケーキ２は、コークス押出機３の側（マシーンサイド）およびコークスガイド車４の側（コークスサイド）にセットしてあるドアを取り外した状態として、コークス押出機３が備えたピニオン７の回転駆動によりラック８を介して押出ラム５を前進させて押し出され、コークスガイド車４を介して消火車６に排出される。
【００２３】
本発明では、空になったまだ1000〜1200℃の高温が維持されている炭化室１の炉底煉瓦面９にリバウンドした表面保護材が付着するのを防止するため、炭化室内の温度よりも高い融点温度を有する粉粒状剥離剤（例えば、珪酸ジルコニウム：60％、アルミナ：40％、比重：3.5 を使用）を供給し、予め、炉底煉瓦面９を粉粒状剥離材で被覆した状態としておく。図１に示すように、炭化室１のマシーンサイドおよびコークスサイドから炉底煉瓦面９に粉粒状剥離剤10をスコップを用いて投入後、スコップで投入できない炉中央部に押出ラム５の空押しで炉底煉瓦面９上での展延により敷き詰め、被覆状態とするテストを行った。45は押出ラム５の先端部に配設したスライドシューを示す。
【００２４】
次に、図８に示すように、コークス押出機３上に配置されている押出ラム５の近傍における作業スペースを利用して設置した表面保護材塗布装置11を用いて炭化室１を形成する炉壁煉瓦面25に表面保護材を塗布する。この際、まず、コークス押出機３を炭化室１の幅方向に移動して水平ランス12を炭化室1 の幅方向センタに位置合わせする。表面保護材用タンク13には、例えば、珪酸ナトリウム（SiO2/Na2O モル比＝3.5 ）35部と、有機シリコーン化合物〔CH3-Si(OH)2ONa〕３部に水を加えて調整した表面保護材が貯留されている。
【００２５】
図９に示すように、表面保護材供給管21に配設した電動弁32A は閉じたまま電動弁22A および電動弁23A の開度を調整し、給水管22から冷却水を供給すると、冷却水は表面保護材・冷却水用ケーブルベア29（図８参照）を介して水平ランス12の基部側で内管15と中管16との間を通り、環状仕切板18より先端部側で内管15と外管17との間を通る。さらに、直立ランス14の内管15と外管17との間を通過して上昇した後、排出斜管19を経由して水平ランス12の基部を逆方向に通過し、排水管23に排出される。このようにして水平ランス12、直立ランス14および排出斜管19に冷却水を流入して冷却状態が確保されたら、図８に示す移動台車20に設けた駆動装置20B を前進側に駆動させ、車輪20A を介して移動台車20が作業床40上に配置された固定ガイドレール41に沿って前進する。
【００２６】
これによって、移動台車20に後端部を取り付けてある水平ランス12が作業床40上に設置してある複数のキャリアロール42に支持されて炭化室１の一端から他端まで水平に移動される。水平ランス12の長手方向下部にはスライドシュー34が長手方向に複数配設してあり、水平ランス12を炭化室１内に挿入したとき、炉底煉瓦面９に摺動可能に当接して水平ランス12を支持するようになっている。
【００２７】
その際、直立ランス14が炭化室１の入口端に到達した段階で、圧力空気を表面保護材用タンク13に入れて昇圧し、表面保護材用タンク13から圧送ポンプ43を介して表面保護材が、表面保護材供給管21の長さを調整する表面保護材・冷却水用ケーブルベア29を経由して水平ランス12および直立ランス14の各内管15を通り、塗布用スプレーノズル24に供給される。塗布用スプレーノズル24から炭化室１を形成する炉壁煉瓦面25に向けて表面保護材を噴霧しながら水平ランス12を炭化室１の一端から他端まで所定の速度で移動させる。図10に示すように、塗布用スプレーノズル24は炭化室１の炉壁煉瓦面25に斜めに対向するように、同一水平面上で傾斜角をもって２列に直立ランス14に多段に配設してある。各塗布用スプレーノズル24のノズル孔径が調整してあるために、炭化室１の炉壁煉瓦面25に表面保護材を均一に塗布することができる。
【００２８】
前述のような表面保護材の噴霧では、表面保護材が炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返る、いわゆるリバウンドと呼ばれる現象が発生し、リバウンドした表面保護材（以下、リバウンド表面保護材という）が、炉底煉瓦面９上に落下するのは避けられない。本発明では、炉底煉瓦面９の全面が予め粉粒状剥離剤10により被覆状態としてあるため、リバウンド表面保護材は粉粒状剥離剤10の層上に落下する。その結果、リバウンド表面保護材が炉底煉瓦面９に直接接触するのを防止できる。炉底煉瓦面９に供給する粉粒状剥離剤10の量は、例えば、長さ16ｍ、高さ4.5 ｍ、幅0.45ｍ、底面積7.2 m2の炭化室１では、炉底煉瓦面９に対して60kg程度を供給するのが適当であり、単位面積当たり60/7.2≒8.3 kg/m2 で足りることも判明した。
【００２９】
炭化室１を形成する炉底煉瓦面９上に粉粒状剥離剤10をスコップを用いて投入し、押出ラム５の空押しで炉底煉瓦面９の中央部に粉粒状剥離剤10を展延により被覆するのでは、作業性が悪く、非能率である。そこで、図２に示すように、コークスケーキの押し出しが完了した段階で、コークス押出機３（図11参照）が備えた押出ラム５の先端に剥離剤用ホッパ26を取り付ける。例えば、剥離剤用ホッパ26の側面に固定した側面板27を押出ラム５の先端下部にボルト28等を用いて着脱自在とする。図３に示すように、剥離剤用ホッパ26の下部出口を開放した自然落下式の剥離剤用供給口30を備えている。なお、剥離剤用供給口30には、粉粒状剥離剤10の切り出し量を調整するととももに切り出しを停止できる流量調整用ダンパ（図示せず）を設けるのが好ましい。
【００３０】
また、図４に示すように、剥離剤用ホッパ26の下部出口にロータリフィーダ31を配設し、剥離剤用ホッパ26内に貯留した粉粒状剥離剤10をロータリフィーダ31の回転数をコントロールすることにより切り出し量を調整するのが好適である。この場合、コークスケーキを排出した炭化室１内は、高温であるため剥離剤用ホッパ26を水冷構造としてロータリフィーダ31が焼損するのを防止する必要がある。剥離剤用ホッパ26の水冷構造としては、剥離剤用ホッパ26の外周面に下側から上側に半割冷却管をスパイラル状に取り巻いて溶接し、半割冷却管の下端部に給水管を接続し、半割冷却管の上端部に排水管を接続するか、図４に示すように、剥離剤用ホッパ26を二重シェル構造として内部に仕切板（図示せず）を設けて水路を形成し、冷却水を下端部の給水管35から供給し、剥離剤用ホッパ26の水路を経て上端部の排水管36に導く構造としてもよい。
【００３１】
剥離剤用ホッパ26に収容してある60kg余りの粉粒状剥離剤は、下部出口から自然落下（図３参照）、またはロータリフィーダ31の回転制御により切り出され（図４参照）、炭化室１の炉底煉瓦面９上に散布され、押出ラム５の前進空押しにより延展される。このようにして炉底煉瓦面９の全面に粉粒状剥離剤10をほぼ均一な厚みに敷き詰め、被覆状態とした後、前述と同様の手順にてコークス押出機３に搭載した表面保護材塗布装置11を用いて炭化室１の炉壁煉瓦面25に塗布用スプレーノズル24から噴霧して表面保護材を塗布する。
【００３２】
炭化室１の珪石質耐火煉瓦で築炉された炉壁煉瓦面25に塗布された前述の表面保護材は、1000〜1200℃の高温となるため、アルカリ成分が大幅に低下し、炉壁煉瓦面25へのアルカリ浸透のない、シリカ純度の高いガラス面のように平滑で密度が高くかつ強度の高い溶融塗着層が耐火煉瓦の1.0 〜1.5mm の深さに形成される。強固に保護された炭化室１の炉壁煉瓦面25は、数カ月の連続操業を可能にするため、炉壁煉瓦面25への表面保護剤の塗布は数カ月に１度となり、炭化室１の炉底煉瓦面９への粉粒状剥離剤10も、数カ月に１度の実施頻度となる。
【００３３】
図５に示すように、炭化室１の炉底煉瓦面９には、予め粉粒状剥離剤10が敷き詰めてあるので、直立ランス14の高さ方向に多段に配設された塗布用スプレーノズル24から炉壁煉瓦面25に向けた表面保護材の噴霧では、表面保護材が炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返り、リバウンド表面保護材33として粉粒状剥離剤10の層上に落下する。粉粒状剥離剤10は炭化室１の温度よりも高い材料であるため、溶融することなく固体粉粒体として存在し、リバウンド表面保護材33が溶融しても炉底煉瓦面９に直接接触するのが防止され、リバウンド表面保護材33の付着が皆無となる。
【００３４】
次回の炭化室１への原料石炭投入による乾留終了後、コークス押出機を用いてコークスケーキを炉外に押し出す際に、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10は、そのほとんどが押し詰まりを生じることなくリバウンド表面保護材33と一緒に炉外に押し出される。炭化室１から押し出されるコークスケーキは、その重量が20ｔレベルであるのに対して粉粒状剥離剤10は60kg程度と微量であるためコークスケーキの品質に悪影響を及ぼす心配はない。
【００３５】
以下、自然落下式またはロータリフィーダ式の剥離剤用ホッパ26を、表面保護材塗布装置11に設置する本発明の他の実施態様について説明する。
図６に示すように、表面保護材塗布装置11が備えた直立ランス14の下部に片持フレーム37を前方に向け水平に設け、その先端に剥離剤用ホッパ26を配置する。ここでは、剥離剤用ホッパ26としてロータリフィーダ式のタイプを説明するが、自然落下式にも同様にして適用できる。片持フレーム37を水冷構造とするとともに、剥離剤用ホッパ26を二重シェル構造として内部に仕切板（図示せず）を設けて水路を形成する。片持フレーム37の給水路37A は水平ランス12の先端部で外管17に接続され、また、片持フレーム37の排水路44は排水斜管11に接続される。
【００３６】
水平ランス12および直立ランス14を冷却する冷却水の一部を片持フレーム37の給水路37A を経由して剥離剤用ホッパ26に形成した水路に導かれ、剥離剤用ホッパ26を水冷した後、冷却水を排水路37B を経由して排水斜管11に戻す。これにより剥離剤用ホッパ26の下部出口に配設したロータリフィーダ31が高温に晒されるのを防止する。片持フレーム37の長さは、直立ランス14に２列に配設された多段の塗布用スプレーノズル24から噴霧され、炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド表面保護材が、炉底煉瓦面９上に落下する範囲よりも前方位置となるように選定され、例えば、3.5 ｍ程度とする。なお、片持フレーム37の熱により撓みを防ぐため、片持フレーム37の先端下面部（剥離剤用ホッパ26の手前）にスライドシュー（図示せず）を設けて支持してもよい。
【００３７】
本実施態様の作動について説明する。
水平ランス12、直立ランス14および排出斜管19並びに片持フレーム37、剥離剤用ホッパ26に冷却水を流入して冷却状態が確保されたら、表面保護材塗布装置11が備えた水平ランス12を前進させつつ、直立ランス14の下部から前方に水平に張り出す片持フレーム37の先端に配置した剥離剤用ホッパ26が炭化室１の入口端に到達した段階で、ロータリフィーダ31の回転駆動を行い、剥離剤用ホッパ26から粉粒状剥離剤10を切り出して炉底煉瓦面９上への散布を開始する。次に、直立ランス14が炭化室１の入口端に到達した段階で、水平ランス12および直立ランス14の各内管15を経由する表面保護材を塗布用スプレーノズル24を介して炉壁煉瓦面25に対する噴霧を開始する。
【００３８】
水平ランス12を炭化室１の一端から他端まで所定の速度で移動させる際に、先行の剥離剤用ホッパ26から散布される粉粒状剥離剤10により炉底煉瓦面９が被覆される。そして、後行の塗布用スプレーノズル24から噴霧される表面保護剤が、炭化室１の炉壁煉瓦面25に塗布される。このとき、表面保護材が炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド保護材が、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10の上に落下する。その結果、リバウンド表面保護材が炉底煉瓦面９に直接接触するのを防止することができるのは前述の通りである。本実施態様では、炉底煉瓦面９への粉粒状剥離剤10の散布と、炉壁煉瓦面25への表面保護剤の塗布作業を同時進行させることで能率よく短時間で実施できるメリットがある。
【００３９】
なお、表面保護材塗布装置11が備えた直立ランス14の下部に設けた片持フレーム37を省略し、直立ランス14の下部に剥離剤用ホッパ26を直接配置することも可能である。この場合には、まず、剥離剤用ホッパ26から供給する粉粒状剥離剤10を炭化室１の炉底煉瓦面９の一端から他端まで被覆した状態とした後、表面保護材塗布装置11が備えた塗布用スプレーノズル24から表面保護剤を炭化室１の炉壁煉瓦面25の一端から他端まで噴霧して炉壁煉瓦面９を被覆する必要がある。このため処理時間が長くなり能率低下を伴うのは止むを得ないが、リバウンド表面保護材が飛び過ぎて粉粒状剥離剤10の下になる危険性は回避される。
【００４０】
さらに、別の実施態様として、図７に示すように、水平ランス12の先端部に剥離剤用エジェクタタンク32を配置し、剥離剤用エジェクタタンク32入口に圧縮エア供給管38を接続するとともに、出口に剥離剤輸送管39を接続する。剥離剤輸送管39の長さは、塗布用スプレーノズル24から噴霧され、炭化室１の炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド表面保護材が、炉底煉瓦面９上に落下する範囲よりも前方位置となるように選定する。
【００４１】
水平ランス12を炭化室１の一端から他端まで所定の速度で移動させる際に、先行の剥離剤用エジェクタタンク32内に入れた粉粒状剥離剤10を、圧縮エア供給管38から供給する圧縮エアーによるエジェクタ作用により剥離剤輸送管39からエアとともに粉粒状剥離剤10を炭化室１の炉底煉瓦面９上に供給して、粉粒状剥離剤10で被覆する。
【００４２】
後行の塗布用スプレーノズル24から噴霧される表面保護剤が、炭化室１の炉壁煉瓦面25に塗布される。表面保護材が炉壁煉瓦面25に当たって跳ね返ったリバウンド保護材33が、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10の上に落下するので、リバウンド保護材が炉底煉瓦面９に直接接触するのを防止することができるのは前述の通りであり、その作用、効果は同様である。なお、剥離剤用エジェクタタンク32は、高温に晒されるので水冷構造にするのが好ましい。また、必要であればこのタイプを、コークス押出機に配置することも可能である。
【００４３】
また、剥離剤輸送管39の長さを短くしてその先端を塗布用スプレーノズル24の直下に臨ませることも可能である。この場合には、剥離剤輸送管39から供給される粉粒状剥離剤10により炉底煉瓦面９の全面を被覆した状態とした後、塗布用スプレーノズル24から噴霧される表面保護剤により炉壁煉瓦面25を塗布して、炉底煉瓦面９を被覆した粉粒状剥離剤10の上にリバウンド保護材33を落下させる。
【００４４】
前記実施態様では、剥離剤用ホッパあるいは剥離剤用エジェクタタンクをコークス押出機の押出ラムや表面保護材塗布装置の水平ランスを利用して設置する場合について説明したが、必要があればコークス押出機上に専用の粉粒状剥離剤供給装置を設置し、これに搭載した水平フレームに剥離剤用ホッパあるいは剥離剤用エジェクタタンクを設置するようにすることも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コークスが押し出された高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布する前の段階で、コークス炉炭化室の炉底煉瓦面に炭化室内の温度よりも高い融点温度を有する粉粒状剥離剤を供給し、粉粒状剥離剤で予め被覆した状態として、炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を吹き付け塗布する。側壁煉瓦面から跳ね返るリバウンド表面保護材を、粉粒状剥離剤の上に落下させることにより、リバウンド表面保護材が炉底壁煉瓦面に付着するのが確実に防止され、コークス押出機の押し詰まりトラブルが解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】炭化室の炉底煉瓦面への粉粒状剥離剤散布によるテスト状況を示す側面図である。
【図２】コークス押出機が備えた押出ラムに剥離剤用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図３】コークス押出機が備えた押出ラムに自然流下式の剥離剤用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図４】コークス押出機が備えた押出ラムにロータリフィーダ式の剥離剤用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図５】炭化室の炉底煉瓦面への粉粒状剥離剤散布後に、炉壁煉瓦面に表面保護材を噴射する状況を示す正面図である。
【図６】表面保護材塗布装置が備えた水平ランスに片持フレームを介して設けたロータリフィーダ式の剥離用ホッパから炭化室の炉底煉瓦面に粉粒状剥離剤を散布する状況を示す側面図である。
【図７】表面保護材塗布装置が備えた水平ランスに設けた剥離剤エジェクタタンクから剥離剤輸送管を介して粉粒状剥離剤を炭化室の炉底煉瓦面に散布する状況を示す側面図である。
【図８】炭化室炉壁煉瓦面への表面保護材を塗布する従来の表面保護材塗布装置を示す全体側面図である。
【図９】図８の表面保護材塗布装置の前部構造を示す縦断面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ矢視方向を示す平面図である。
【図１１】従来のコークス炉全体配置を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 炭化室
２ コークスケーキ
３ コークス押出機
４ コークスガイド車
５ 押出ラム
６ 消火車
７ ピニオン
８ ラック
９ 炉底煉瓦面
10 粉粒状剥離材
11 表面保護材塗布装置
12 水平ランス
13 表面保護材用タンク
14 直立ランス
15 内管
16 中管
17 外管
18 環状仕切管
19 排出斜管
20 移動台車
20A 車輪
20B 駆動装置
21 表面保護材供給管
22 給水管
22A 、23A 、32A 電動弁
23 排水管
24 塗布用スプレーノズル
25 炉壁煉瓦面
26 剥離剤用ホッパ
27 側面板
28 ボルト
29 ケーブルベア
30 剥離剤用供給口
31 ロータリフィーダ
32 剥離剤用エジェクタタンク
32A 電磁弁
33 リバウンド保護材
34、45 スライドシュー
35 給水管
36 排水管
37 片持フレーム
37A 給水路
37B 排水路
38 圧縮エア供給管
39 剥離剤輸送管
40 作業床
41 固定ガイドレール
42 キャリアロール
43 圧送ポンプ
44 排水路
Claims (10)
- 高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止方法であって、前記コークス炉炭化室の炉底煉瓦面に炭化室内の温度よりも高い融点の粉粒状剥離剤を供給し、該炉底煉瓦面を粉粒状剥離剤で被覆した状態として、前記コークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を吹き付け塗布し、該炉壁煉瓦面で跳ね返る表面保護材を前記炉底煉瓦面を被覆した粉粒状剥離剤の上に落下させることを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法。
- 前記炉底煉瓦面の全面を、表面保護材の吹き付け塗布に先立ち粉粒状剥離剤で被覆することを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法。
- 前記炉底煉瓦面の粉粒状剥離剤による被覆を、該炉底煉瓦面へ表面保護材が飛散して落下する領域より先行した部分被覆域となすことを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止方法。
- 高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止装置であって、前記コークス炉炭化室の長手方向に移動自在な水平フレームと、炭化室内の温度よりも高い融点の粉粒状剥離剤を貯蔵する剥離剤貯蔵ホッパとを具備し、前記剥離剤貯蔵ホッパは前記水平フレームの先端部に配設され、かつ前記水平フレーム上に表面保護材塗布装置が配設されたことを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置。
- 前記剥離剤貯蔵ホッパを水冷構造としたことを特徴とする請求項４記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置。
- 前記剥離剤貯蔵ホッパの出口に設けた剥離剤用供給口内に流量調整用ダンパまたはロータリフィーダを配置したことを特徴とする請求項４または５記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置。
- 前記水平フレームが、表面保護材塗布装置の水平ランスであるときに、水平ランスの先端に表面保護材の飛散範囲を超える長さの片持フレームを介して剥離剤貯蔵ホッパを支持させたことを特徴とする請求項４、５または６記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置。
- 高温状態にあるコークス炉炭化室の炉壁煉瓦面に表面保護材を塗布するときにリバウンドした表面保護材が炉底煉瓦面へ付着するのを防止する表面保護材付着防止装置であって、前記コークス炉炭化室の長手方向に移動自在な水平フレームと、この水平フレームの先端部に配設された剥離剤用エジェクタタンクと、この剥離剤用エジェクタタンクの入口に接続した圧縮エア供給管と、該剥離剤用エジェクタタンクの出口に接続した剥離剤輸送管とを具備し、かつ前記水平フレーム上に表面保護材塗布装置が配設されたことを特徴とするコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置。
- 前記剥離剤用エジェクタタンクを水冷構造としたことを特徴とする請求項８記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置。
- 前記水平フレームが、表面保護材塗布装置の水平ランスであるときに、水平ランスの先端部に配置した剥離剤用エジェクタタンクの出口に表面保護材の飛散範囲を超える長さの剥離剤輸送管を接続することを特徴とする請求項８または９記載のコークス炉炭化室の炉底煉瓦面への表面保護材付着防止装置。
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