JP4035033B2 - コークス炉炭化室の熱遮断方法及び熱遮断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉炭化室の熱遮断方法及び熱遮蔽装置に係わり、高温状態にあるコークス炉の内壁を補修するに際し、該室内に、作業者が立ち入り可能な低温度領域を形成させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所では、高炉等で使用するコークスを室炉式コークス炉で製造している。今日稼動中の室炉式コークス炉は、図５に示すように、炉体の下部に設けた蓄熱室１の上に、燃焼室２と炭化室３とを交互に多数配列した構造である。すなわち、原料の石炭を貯留する石炭塔４と、払い出した石炭を受け入れて搬送する装炭車５と、該装炭車内５の石炭を投入する装炭口６を備えた炭化室３と、炭化室３を挟んで隣り合い、下方の前記蓄熱室１から供給された燃料ガスを燃焼し、境界の壁を介して炭化室３内の石炭を加熱、乾留する燃焼室２とで形成されている。また、乾留されたコークスを炭化室３から炉外へ押し出すため、炭化室短辺壁の一端側には、炉扉７を開放して挿入される押出機８が、他端側には押し出されたコークスを受けるガイド車９、該ガイド車９から排出されたコークスの消火を行い、該コークスを回収する消火車１０が配置されている。
【０００３】
ところで、コークス炉の操業は、炭化室を高温にしたり、大気に晒して冷却したりの繰り返しである。そのため、長期間にわたる操業が行なわれると、前記炭化室の壁レンガが劣化して、亀裂や割れが生じる。その結果、炭化室の壁レンガが損傷し、前記したコークスの押し出し時に、コークスと壁が接触して押し出しが円滑に行なえないという問題が生じる。また、建設後数十年も経過したコークス炉の炭化室では、壁レンガが内部側に倒れてくるという問題も頻発している。そこで、かかる長期の操業が行なわれたコークス炉では、炭化室壁レンガの補修が必要になる。
【０００４】
この補修は、炭化室内を完全に冷却してから行なうことも考えられるが、そのような冷却には炉操業の長期間にわたる休止が必要となり、操業上及びエネルギー上からも極めて損失が大きいという問題がある。そこで、現在、極めて激しい損傷があり、レンガの積み替えが必要な位置に対しては、炭化室内に箱状の耐火、耐熱材料からなる作業所を挿入し、その中に作業者が入って、まだ内部がかなり高温の状態（以下、熱間という）でレンガの積み替えを行なうようにしている。しかし、レンガの損傷は、炭化室の釜口（炭化室の長手方向両端）近くで発生する。そのため、端部に設置された炉扉（ドア）を開き、炭化室内の輻射熱を遮る耐熱材製の垂れ幕（耐熱カーテンという）を取付け、炭化室を大気開放状態で釜口近くの損傷を修理するが、炭化室開口部内の自然通気が生じ、耐熱カーテンの間隙から、あるいは耐熱カーテンを揺動させ、風向きによっては高温となった通気の熱風が作業者を直撃することがある（特許文献１参照）。
【０００５】
したがって、炭化室開口部を耐熱カーテンで覆って高温通風の直撃を防御しながらの作業では、作業者は熱風を完全に避けることができず、危険であるため、安全にしかも完全な補修を行なうことが難しいという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
実開昭６３−１２３６４９号公報（１頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、コークス炉炭化室の内壁レンガの熱間補修に際して、作業者が炭化室開口部（釜口）の補修位置近傍で補修作業を行っても、高温の炭化室開口側からの高温通気である熱風を完全に遮断でき、補修作業を安心して円滑に実施可能なコークス炉炭化室の熱遮断方法及び熱遮断装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、炭化室開口部を通過する熱風の遮断について鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００９】
すなわち、本発明は、コークスを炉外に押出し、まだ高温状態にあるコークス炉の炭化室天井の装炭口より、萎んだ状態で袋体を装入、懸架した後、該袋体内に粉体粒子を空気と共に吹き込み膨らませて、前記炭化室を長手方向で仕切ることを特徴とするコークス炉炭化室の熱遮断方法である。
【００１０】
この場合、前記粉体粒子が、耐火粘土、アルミナ、シリカ、ムライト及びベントナイトから選ばれた１種又は２種以上であったり、あるいは前記粉体粒子の粒度が０．１〜１００μｍであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、コークス炉の炭化室内に天井の装炭口より装入、懸架される袋体と、該袋体上部の開口を塞ぎ、袋体内に空気を吹込む又は抜き出すバルブ、該空気の圧力を測定するゲージ及び懸架用リングを備えたフランジと、前記空気に混合され、袋体に目詰りを生じさせる粉体粒子の吹込み手段とを備えたコークス炉炭化室の熱遮断装置である。
【００１２】
そして、前記袋体が、耐熱布、ブランケット及び耐火布の三重構造であり、あるいは前記袋体の底部に重りを備えたりするのが良く、さらに、前記袋体の外側底面に、逆さ吊り用リングを備えていると一層良い。
【００１３】
本発明によれば、コークス炉炭化室の熱間補修に際して、高温領域側からの輻射熱を十分に遮断できるようになる。その結果、作業者が補修位置近傍の室内に立ち入って、補修作業を安心して円滑に実施できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
まず、発明者は、補修作業を円滑に行なうには、補修位置にできるだけ作業者が近づける、少なくとも１０分程度はその位置に留まれることが望ましい。そして、開口部より反対側で且つ補修個所の近傍に、前記した耐熱カーテンを設置することを考えた。しかしながら、耐熱カーテンでは、前記したように熱風を完全に遮断することができず、また該カーテンを取付けること自体も難しかった。そこで、引き続き検討を重ね、炭化室の天井に設けられている装炭口の利用と、所謂「風船」方式の遮断体を着想した。装炭口は、炭化室の長手方向に数個設けられているので、開口部より反対側で且つ補修個所に最も近い位置にあるものを利用すれば、遮断体の設置に役立つからである。また、「風船」方式としたのは、炭化室の縦断面をできるだけ隙間無く遮断するには、遮断体が可撓性があり、レンガ壁となじむ必要があるからである。つまり、風船のような袋体１１であれば、図２に平面で示すように、高温状態にあるコークス炉の炭化室天井に設けた装炭口６より、萎んだ状態で室内に装入し、装炭口６に懸架した後、該袋体１１内に空気供給して膨らませれば、前記炭化室長手方向のある位置を縦断面でほぼ完全に遮断し、仕切ることができると考えたのである。
【００１６】
ただし、そのような袋体は、耐熱性があり、着火せず、且つ膨張状態を長時間維持する必要がある。そこで、発明者は、まず耐熱、耐火性の問題を解決するためにさらなる検討を重ね、図３に示すような耐熱布１２、ブランケット１３及び耐火布１４を三重構造とした袋体１１を製作した。また、継目部分２１も耐熱布とした。そして、この袋体１１に空気を供給して膨らませたところ、ある程度の膨張状態を維持できた。しかし、このままであれば、空気の漏れがまだ大きいので、レンガ壁を十分に押して遮断を完全にできない恐れがあった。この問題を解決するため、発明者は、バグフィルタの原理を利用して袋体１１、特にブランケット１３で目詰まりを積極的に起こさせることにした。具体的には、吹き込む空気に粉体粒子を混合し、袋体１１に目詰りを生じさせるようにしたのである。その結果、袋体１１内の空気圧は、長い時間にわたって袋体１１の膨張に必要な、例えば２００〜５００ｋＰａを維持できるようになり、これに、図４に示すように、該袋体上部の開口を塞ぎ、袋体１１内に空気を吹込む又は抜き出すバルブ１５、該空気の圧力を測定するゲージ１６及び懸架用リング１７を備えたフランジ１８を取付けることで、本発明を完成させた。
【００１７】
ちなみに、本発明に係る熱遮断装置の一例を図１に示す。図１の袋体１１は、長さが８ｍで、断面は上端及び下端ともに直径５００ｍｍφの円に近い形状である。但し、本発明では、その形状やサイズについては特に限定しないことにした。炭化室３の内部に応じて決めれば良いからである。要は、炭化室３の内部より、膨張時に袋体１１がわずかに大きくなるようにすることにより、袋体１１と炭化室３の内壁とは密着することになり、ここに密封空間が形成され、熱風の通過が阻止される。なお、粉体粒子の吹込み手段としては、コンプレッサ等を空気源にして配管し、該配管の途中に粉体粒子を落とし込むようなもので十分である。
【００１８】
また、その際に利用する粉体粒子としては、耐火粘土、アルミナ、シリカ、ムライト及びベントナイトから選ばれた１種又は２種以上であれば良い。これらは、耐熱及び耐火性があるし、比較的安価に入手し易いからである。また、袋体の圧力損失の調査から、それら粉体粒子の粒度は、０．１〜１００μｍが好ましいこともわかった。空気の漏れを十分に防止できるからである。なお、粉体粒子を混合吹き込み膨張させるが、袋体の目詰まりを完全に防止する必要はなく、常時膨張のための空気を供給して袋体１１の膨張を維持できれば十分である。供給した空気が袋体１１より漏れることで、内部は高温下におかれることがなくなる。また、本発明で用いる袋体１１は、空気の漏れを完全に防ぐ必要がないので、通常空気等の気体の漏れ防止に利用されるゴム層を不要とし、耐熱性の維持構造は簡単である。
【００１９】
さらに、本発明では、補修終了後での袋体の回収作業にも眼を向け、袋体１１の底部に重り１９を備えるようにした。つまり、補修終了後は、前記バルブ１５を開けて空気を抜き出し、懸架用リング１７をクレーン（図示せず）で吊って袋体１１を装炭口６から引き上げるが、その際の萎みを促進するためには底部に重り１９の存在が有効である。また、引き上げを行なった後には、再利用のため、袋体１１の内部に溜まった粉体粒子を除去しておく必要がある。そこで、本発明では、該袋体１１の外側底面に、逆さ吊り用リング２０を備えるようにもした。
【００２０】
【実施例】
炭化室の消火車が配置されている端部側より内部に１ｍ入った位置で内壁レンガが損傷したので、耐火物の吹き付けによる補修を行なった。なお、該炭化室の内部縦断面の幅は４３０ｍｍ，高さは８ｍである。
【００２１】
まず、コークスが抜き出された該炭化室に隣接する燃焼室の運転を停止し、炭化室のドアを開放し内部の冷却を行なった。０．５日後に、補修個所に最も近い位置の装炭口の蓋を開け、本発明に係る袋体を萎んだ状態でクレーンに吊り、上方から内部に落とし込んだ。なお、袋体の素地は、耐熱布がイソライト（株）社製のネクステル ＃２６、ブランケットがＢＬ−８，耐火布がレフラシル Ｃ１００−４８である。そして、直ちに粉体粒子を混合した空気を吹き込み、袋体を膨張させ、その位置で炭化室を封鎖した。これにより高温部側からの輻射熱が完全に遮断され、開口側の温度は常温程度になった、そこで、耐火物の吹き付け装置を持った作業者が開口側から入り、補修個所に至近距離から耐火物を吹き付け、４時間程度で補修を完了させた。その後、前記袋体を引き上げ、補修個所を乾燥してから操業を再開した。
【００２２】
これと同様の補修を従来の耐熱カーテンを利用した方法で行なうと、少なくとも３日間は必要であったので、本発明が非常に優れていることは明らかである。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、コークス炉炭化室の熱間補修に際して、高温領域側からの輻射熱を十分に遮断できるようになる。その結果、作業者が補修位置近傍の室内に立ち入って、補修作業を安心して円滑に実施できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱遮断装置の袋体を示す図であり、（ａ）は全体イメージを、（ｂ）は上端部の平断面、（ｃ）は下端部の平断面である。
【図２】コークス炉の炭化室、焔道及び燃焼室の位置関係を示す平面図である。
【図３】本発明に係る袋体の素地構造を説明する横断面図である。
【図４】本発明に係る袋体の上端に取付けるフランジを示す横断面図である。
【図５】一般的な室炉式コークス炉の斜視図である。
【符号の説明】
１ 蓄熱室
２ 燃焼室
３ 炭化室
４ 石炭塔
５ 装炭車
６ 装炭口
７ 炉扉
８ 押出機
９ ガイド車
１０ 消火車
１１ 袋体（遮断体）
１２ 耐熱布
１３ ブランケット
１４ 耐火布
１５ バルブ
１６ ゲージ
１７ 懸架用リング
１８ フランジ
１９ 重り
２０ 逆さ吊り用リング
２１ 継目部分

Claims (7)

1. コークスを炉外に押出し、まだ高温状態にあるコークス炉の炭化室天井の装炭口より、萎んだ状態で袋体を装入、懸架した後、該袋体内に粉体粒子を空気と共に吹き込み膨らませて、前記炭化室を長手方向で仕切ることを特徴とするコークス炉炭化室の熱遮断方法。
2. 前記粉体粒子が、耐火粘土、アルミナ、シリカ、ムライト及びベントナイトから選ばれた１種又は２種以上であ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熱遮断方法。
3. 前記粉体粒子の粒度が０．１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のコークス炉炭化室の熱遮断方法。
4. コークス炉の炭化室内に天井の装炭口より装入、懸架される袋体と、該袋体上部の開口を塞ぎ、袋体内に空気を吹込む又は抜き出すバルブ、該空気の圧力を測定するゲージ及び懸架用リングを備えたフランジと、前記空気に混合され、袋体に目詰りを生じさせる粉体粒子の吹込み手段とを備えたコークス炉炭化室の熱遮断装置。
5. 前記袋体が、耐熱布、ブランケット及び耐火布の三重構造であることを特徴とする請求項４記載のコークス炉炭化室の熱遮断装置。
6. 前記袋体の底部に重りを備えたことを特徴とする請求項４又は５記載のコークス炉炭化室の熱遮断装置。
7. 前記袋体の外側底面に、逆さ吊り用リングを備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のコークス炉炭化室の熱遮断装置。

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