JP4049310B2

JP4049310B2 - コークス炉炭化室壁の熱間補修方法

Info

Publication number: JP4049310B2
Application number: JP2002289206A
Authority: JP
Inventors: 石井章生; 巧真田; 順三長谷川; 誠一西
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP2004123881A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室炉式コークス炉の炭化室壁を熱間で補修する、コークス炉炭化室壁の熱間補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室炉式コークス炉は、炭化室と燃焼室が交互に配置されており、炭化室内に装入された石炭をガス燃焼が行われる燃焼室からの炭化室壁を介した伝導伝熱によって乾留し、コークスを製造する炉である。製造されたコークスは押し出しラムによって排出され、炭化室内には新たな石炭が装入される。このように炭化室壁には常温の石炭の装入による急冷と乾留過程での加熱の繰り返しに伴う熱衝撃に加え、コークス押し出し時の摩耗や側圧等が作用する。このため、炭化室壁には高温における容積安定性、高強度等の特長を有する珪石れんがが一般に使用されているが、長年の操業によってれんがの劣化が進行し、亀裂や角欠けの発生、押し詰まり等の甚だしい外力によって破孔(れんがの局部的な欠損）に繋がることがある。
【０００３】
亀裂や角欠けといった軽微な損傷に対しては、吹き付けや溶射補修で対処することが可能だが、破孔に至った損傷箇所や破孔に至りそうな損傷箇所に対しては熱間での積み替え補修を余儀なくされている。熱間補修に際しては、非補修部位のれんがの損傷が助長されることがないように温度を極力高温に維持し、反面、補修部位については、作業者の肉体的負荷を軽減するために極力冷却し、作業環境を確保することが必要である。
【０００４】
従来、炭化室壁のれんがを熱間で積み替える補修には、炭化室内にボックス状の断熱装置を装入する方法が採用されている。ボックス状の断熱装置としては、例えば、特許文献１には、水平方向に所定長さを有する天井ダクトの一端部に下方向に垂直ダクトを取り付け、該垂直ダクトには内面側に吸引位置を上下に調整可能とした複数個の吸入口を設け、さらに取り外し可能なように適宜間隔にて天井ダクトから垂下する縦補剛材と、前記垂直ダクトおよび縦補剛材の下端部を連結する水平補剛材を取り付けて、天井および垂直ダクトと縦および水平補剛材にて方形の枠を構成し、該方形の枠の片面全面に断熱材を展着した断熱ボックスが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、人力により持ち運び可能に、炭化室内へ装入する方向に幾つかのブロックに分割した断熱ボックスと、各断熱ボックスを炭化室内に案内する小さく分割したガイド板とを組み合わせた断熱装置であって、各段熱ボックスの底部に車輪を有し、各ガイド板がはめ合わせ容易な凹凸構造の接続部と、各断熱ボックスの車輪を誘導するガイド部分を有する断熱装置が開示されている。
【０００６】
一方、炭化室壁れんがの積み替え方法として、特許文献３には、解体補修する壁構造の天井部を支持するに際し、炉団方向の非補修部の壁構造を支点として支持梁を横架し、該支持梁より吊りボルトを吊下して補修部の天井下面を吊り上げ支持するとともに、吊りボルトの上部は締め付けナット下部に挿入した螺旋バネを介して前記支持梁を支持する天井れんがの支持方法が開示されている。
【０００７】
また、れんがを能率的に補修する方法として、特許文献４には、補修すべき壁体を複数のれんがを組み合わせた耐火物集合体を炉外で形成し、コークス炉の壁体補修部を解体除去した後、前記耐火物集合体で壁体を築造するコークス炉の補修方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−４１５３８号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２０００−８０４４号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平６−４９４５１号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開２００１−１９９６８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されているボックス状の断熱装置は大きな一体物であるため、炭化室内に装入するための段取りに多くの人手と時間を要することに加え、５〜７ｍ高さを有する炭化室壁の補修箇所によっては、断熱ボックス内に足場を組む必要があり、補修箇所の面積が大きい場合、単品れんがを数多く積み替えなければならず、足場への上り下りの頻度が増える等、作業者の負荷が非常に大きいという欠点がある。
【００１３】
また、特許文献２に開示されている断熱装置は人力により持ち運び可能に断熱ボックスが分割され、各断熱ボックスを炭化室内に案内するために凹凸構造の接続部を有するガイド板が炭化室の底部に連結されている。このような装置では、６００〜８００℃の高温下にある炭化室においてガイド板の熱変形により各断熱ボックスの連結に支障を来すと共に、炭化室壁の非補修箇所の位置によっては前記と同様、作業足場の設置が必要になる等の問題がある。
【００１４】
特許文献３に開示されている炭化室壁れんがの積み替え方法は、天井れんがの脱落防止対策に多くの人手と時間を要する欠点がある。
【００１５】
また、特許文献４に開示されている補修方法は、炭化室の端部から数燃焼室を複数のれんがを組み合わせた耐火物集合体で築造するものであるが、前記と同様、天井れんがの脱落防止対策に多くの人手と時間を要する欠点がある。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するため、コークス炉の熱間での補修において、簡便で高効率なコークス炉炭化室壁の熱間補修方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コークス炉の炭化室内に断熱ボックスを設けこの断熱ボックス内に作業者が入ってコークス炉炭化室壁を補修する方法であって、コークス炉の炉蓋側に、昇降ポストを立設し、この昇降ポストにコークス炉の炭化室内へ水平方向に延びる昇降フレームを昇降可能に設け、この昇降フレーム上を水平方向に移動可能に断熱ボックスを設け、昇降フレームの上下方向の移動及び断熱ボックスの水平方向への移動によって、炭化室内の任意の場所で補修作業を行うコークス炉炭化室壁の熱間補修方法である。
【００１８】
本発明では、昇降フレームが上下方向に昇降しかつ断熱ボックスが昇降フレーム上を水平方向へ移動できるため、炭化室内で断熱ボックスを任意の位置に配置することができる。このため、狭い断熱ボックス内で作業者が昇降したり、水平方向に移動することがないので、効率良く補修作業が出来る。さらに、断熱ボックスの高さを低くすることができるので、断熱ボックスがコンパクトになる。このため、断熱ボックスを保持する装置がコンパクトかつ安価になる。
【００１９】
また、断熱ボックスを複数に分割することで、断熱ボックスを昇降フレームに載せたり下ろしたりする作業が簡便になる。
【００２０】
また、水平方向の損傷位置に合わせて断熱ボックスの連結数を変えることができるので、昇降フレームの炉外側を短くすることができる。
本発明において、炭化室の中央部を中繰り工法によって損傷箇所のれんが解体、積み替えを実施する際、最大２つの燃焼室長さ相当に区切って実施するので、燃焼室を仕切っているビンダーれんがにより天井れんがが支持されるので、脱落防止対策が不要である。
【００２１】
そして、前記断熱ボックス内にブロック保持装置を設け、このブロック保持装置によって大型ブロックを断熱ボックスの作業口を通過させて補修箇所へ嵌め込むことで、作業者が直接大型ブロックを持ち運ぶことなく補修作業を行うことができる。つまり、昇降フレームと断熱ボックスの移動により、目的の補修箇所に正確に位置することができるので、ブロック保持装置と組み合わせることで、より作業を軽労化するこができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１はコークス炉炭化室壁の熱間補修行うための装置の一例を示す概略図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図である。図１では、コークス炉の炉蓋側に、昇降ポスト８を立設し、この昇降ポスト８にコークス炉の炭化室内へ水平方向に延びる昇降フレーム９を昇降可能に設け、この昇降フレーム９上を水平方向に移動可能に断熱ボックス１を設けたものである。
【００２３】
昇降ポスト８は、プラットホーム５を切り欠いた開口部から鉄板で補強したコンクリート床７に立設している。プラットホーム５は、地面に立脚している。この昇降ポスト８には、水冷構造を有する昇降フレーム９が横架され、この昇降フレーム上には軌条が敷設されている。
【００２４】
断熱ボックス１は、下に車輪１１を有し、水冷パイプの骨組みと断熱材とで構成されラック機構によって水平方向に移動可能になっている。
【００２５】
本発明において、昇降ポスト８をコンクリート床７に立てるためにプラットホーム５を切り欠いているが、プラットホーム５の荷重耐力が勝るのであれば、プラットホーム上に昇降ポスト８を立ててもよい。
【００２６】
また図２は断熱ボックス１の断面詳細図であり、所定ピッチの水冷パイプ２の骨組み（図示せず）で剛性を確保し、極低熱伝導性断熱材（商品名ＷＤＳ）３を水冷パイプ間にライニングすることによって所定の断熱性能を持たせている。この断熱ボックス１を幅が４００ｍｍ程度の炭化室内に装入できるようにするために断熱ボックス１と炭化室壁とに若干のクリアランスを設けているため、断熱ボックス内は狭隘で作業者が接触することによって極低熱伝導性断熱材（商品名ＷＤＳ）３の損傷が懸念されることから断熱ボックス１の内表面はステンレスの薄板４で被覆している。また、断熱ボックス１の外表面も装入時の接触による断熱材の損傷を防止するためにステンレスの薄板で被覆しているが、６００〜８００℃に曝されることによる熱変形を許容範囲に収めるために小割化している。また損傷範囲が上下に拡がっている場合、電気チェーンブロック１４によって断熱ボックス１を昇降させ、メカニカルストッパー（図示せず）で保持した後、前記と同様のれんが解体及びブロック施工を行えばよく、本発明の方法によれば炭化室壁１５の任意の損傷箇所の補修ができる。
【００２７】
次にこの断熱ボックス１を炭化室内に装入する方法を図１で説明する。先ず、予め切り欠いておいたプラットホーム５の開口部を通して鉄板６で補強したコンクリート床７に重機（図示せず）を利用して昇降ポスト８を立てる。次いで天端に軌条を装備した水冷式の昇降フレーム９をこの昇降ポスト８に横架させ、片持ち支持が可能となるようバランスウエイト１０によってバランスを取りながら炭化室内に取り込む。その後、断熱ボックス１の底部に設けた車輪１１を前記水冷式昇降フレーム９の軌条に載せ、断熱ボックス駆動用電動機１２でラック機構を働かせて断熱ボックス１を炭化室内に引き込む。同じように２番目の断熱ボックスを前記水冷式昇降フレーム９の軌条に載せ、１番目の断熱ボックス１とワンタッチで連結して、断熱ボックス駆動用電動機１２でラック機構を働かせて炭化室内に引き込む。このように順次断熱ボックス１を炭化室内に引き込むことによって所定の被補修箇所に作業者がアクセスするための通路兼作業スペースが確保でき、先頭の断熱ボックス１に設けている作業口１３から炭化室壁の補修を行うことができる。こうすることによって、断熱ボックス１はコンパクトにでき、被補修箇所が炭化室壁の手前であれ、中央部であろうと断熱ボックス１の装入数を調整することで対処が可能となる。尚、図示していないが、断熱ボックス１を連結する都度、カップラー接続により水冷パイプ内に冷却水を供給している。また、断熱ボックス１を昇降フレーム上で水平方向に移動するためには、軌条以外に、フレームの溝を車輪が移動したりする方法でもよく、水平方向に移動できる手段であれば特に軌条に限定されるものではない。
【００２８】
次に単品れんがの積み替え作業負荷の軽減が図れ、且つ天井れんがの脱落防止対策が不要な補修方法を図３、図４、図５及び図６で説明する。図３は炭化室壁１５の斜視図であり、一般に５００ｍｍピッチのビンダーれんが１６で仕切られた燃焼室１７と背中合わせにある炭化室壁１５が損傷した場合、図４に示すようにロイファーれんが１８、ハンマーれんが１９の解体撤去範囲２０が最大２つの燃焼室相当の長さであれば、解体撤去範囲２０の両端に位置するビンダーれんが１６で天井部（図示せず）の荷重が支持されるので、特段の天井れんがの脱落防止対策を講じる必要がない。
【００２９】
図４は一例として炭化室壁１５のれんが３段分相当をビンダーれんが１６のセンター位置で解体したものである。図５は図４の炭化室壁１５の撤去範囲に見合ったサイズの大型ブロック２１の一例であるが、ブロックの両端は前記ビンダーれんが１６のセンター位置で既設の炭化室壁１５と取り合い、ブロック下面の凸部と既設壁の凹部との嵌め合いで構造の安定性が図られる。
【００３０】
尚、大型ブロック２１は熱間状態で炭化室壁１５に嵌め込まれると、復熱によって急激に温度が上昇するため、炭化室壁に一般に使用されている、特異な熱膨張挙動を呈する珪石質では亀裂の発生を招くので好ましくなく、極めて熱膨張率が小さい溶融シリカ質が好適である。大型ブロック２１の材質として溶融シリカ質であれば、前記の通り極めて熱膨張率が小さいために膨張代が不要である。その他の材質として特開平２０００−３２７４０８号に開示されているような熱衝撃抵抗性珪石れんがを大型ブロック２１に用いた場合、熱膨張率に見合った所要の膨張代を設ける必要がある。
【００３１】
次に大型ブロック２１の据え付け作業は狭隘な断熱ボックス内で行われるため、作業者は蟹歩き並びに片手操作を余儀なくされることから施工治具が必要となる。図６は施工治具の一例を示したブロック保持装置２２である。炉外でモルタルを塗布した大型ブロック２１を断熱ボックス内のブロック保持装置２２に載せ、前記断熱ボックス１の底面に敷設した軌条２３の上を走行させ、所定の開口箇所に到着したら作業者が昇降用レバー２４及び旋回用レバー２５を操作することによって作業口を通して前記大型ブロック２０を嵌め込んで炭化室壁を修復する。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ワンタッチで連結できる複数個の断熱ボックスを炭化室内に取り込み、電気チェーンブロックによって断熱ボックスを昇降させることで、断熱ボックスをコンパクトにすることができると共に、任意の損傷箇所を容易に補修できるという利点がある。
【００３３】
また、最大２つの燃焼室長さ相当の範囲で炭化室壁を解体すれば天井れんがの脱落防止対策を講じる必要が無く、当該解体によって生じた開口部に見合ったサイズの大型ブロックをブロック保持装置に搭載し、断熱ボックス底部に敷設した軌条上を走行させ、所定の開口部に到着したらブロック保持装置に装備されている昇降用レバー及び旋回用レバーを作業者が片手で操作することによって大型ブロックをこの開口部に嵌め込むことで炭化室壁の修復ができる。このように本発明はコークス炉炭化室壁の熱間補修における作業効率向上に資するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱間補修に使用する断熱ボックスの一例を示す図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明の断熱ボックスの断面詳細図である。
【図３】炭化室壁の斜視図である。
【図４】炭化室壁の解体の一例を示す図である。
【図５】本発明の熱間補修に使用する大型ブロックの一例を示す図である。
【図６】本発明の熱間補修に使用する施工治具の一例であるブロック保持装置の説明図である。
【符号の説明】
１：断熱ボックス２：水冷パイプ
３：極低熱伝導性断熱材４：ステンレスの薄板
５：プラットホーム６：鉄板
７：コンクリート床８：昇降ポスト
９：水冷式昇降フレーム１０：バランスウエイト
１１：車輪１２：断熱ボックス駆動用電動機
１３：作業口１４：電気チェーンブロック
１５：炭化室壁１６：ビンダーれんが
１７：燃焼室１８：ロイファーれんが
１９：ハンマーれんが２０：解体撤去範囲
２１：大型ブロック２２：ブロック保持装置
２３：軌条２４：昇降用レバー
２５：旋回用レバー

Claims

コークス炉の炭化室内に断熱ボックスを設けこの断熱ボックス内に作業者が入ってコークス炉炭化室壁を補修する方法であって、コークス炉の炉蓋側に、昇降ポストを立設し、この昇降ポストにコークス炉の炭化室内へ水平方向に延びる昇降フレームを昇降可能に設け、この昇降フレーム上を水平方向に移動可能に断熱ボックスを設け、昇降フレームの上下方向の移動及び断熱ボックスの水平方向への移動によって、炭化室内の任意の場所で補修作業を行うことを特徴とするコークス炉炭化室壁の熱間補修方法。
断熱ボックスが複数に分割されていることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉炭化室壁の熱間補修方法。
炭化室壁に、最大２つの燃焼室長さ相当の幅の開口部を設け、この開口部に見合ったサイズの大型ブロックをこの開口部に嵌め込むことを特徴とするコークス炉炭化室壁の請求項１または２に記載の熱間補修方法。
前記断熱ボックス内に配置されたブロック保持装置によって大型ブロックを断熱ボックスの作業口を通過させて補修箇所へ嵌め込むことを特徴とする請求項３に記載のコークス炉炭化室壁の熱間補修方法。