JP4434445B2

JP4434445B2 - Observation and repair device for coke oven combustion chamber

Info

Publication number: JP4434445B2
Application number: JP2000219143A
Authority: JP
Inventors: 盛明鶴田; 正美内; 憲明福留; 光春河辺
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: JP2002038159A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉の燃焼室の内壁の損傷部の観察や補修等を行うコークス炉燃焼室の観察補修装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コークス炉は、耐火煉瓦で構成されており、炭化室の両側に燃焼室を配置し、燃焼室の熱を壁を通して炭化室に間接的に伝熱することにより、炭化室内の石炭を乾留してコークスを製造している。
このコークス炉は、３０〜４０年を経過する炉が多く、しかも、温度変化の大きい条件で使用されるため、燃焼室を構成する耐火煉瓦の目地切れや炭化室に導通した亀裂が発生して、炭化室から燃焼室への乾留ガスの洩れ等による黒煙の発生、あるいはコークス炉発生ガスの損失、燃焼室から炭化室への燃焼排ガスの侵入による石炭の酸化等が生じる。
しかも、耐火煉瓦の目地切れや亀裂を放置すれば、熱負荷に伴って耐火煉瓦の欠損や脱落が進行し、急激に劣化してコークス炉の寿命が大幅に低下する等の問題がある。
この対策として、特公平７−４５６６６号公報に記載されているように、コークス炉の天井壁上面（上部）に設けたレール上に、炭化室の長手方向と直交する向きに走行自在な移動台車を設け、この移動台車に炭化室の長手方向に走行する昇降台車と昇降ガイドを設け、昇降ガイドを介してテレビカメラを内蔵した水冷ランスを燃焼室内に昇降して撮像し、この画像を基に、前記コークス炉の上部を同じように走行する別の移動台車に装備した補修用の水冷ランスを昇降して、炭化室内部から補修部位にプラズマ溶射を行うことが行われている。
更に、特公平７−４５６６７号公報に記載されているように、コークス炉の燃焼室内に、炉内観察装置と耐火物の吹き付け装置を内蔵した水冷ランスを挿入し、観察された損傷部に吹き付け装置のノズルを用いてプラズマ溶射することが行われている。
また、特開昭５９−１３６３８１号公報、特開平３−１０５１９５号公報、特開平７−１２６６３６号公報に記載されているように、観察装置、あるいは観察装置とプラズマ溶射等の補修装置を備えた伸縮アームあるいは走行台車等を用いて、炭化室の内壁の観察や補修が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平７−４５６６６号公報、特公平７−４５６６７号公報に記載された方法では、通常のコークス炉の燃焼室の深さ（高さ）が４〜５ｍであり、移動台車に設けた昇降ガイドを介して昇降するテレビカメラあるいはプラズマ溶射ノズルを備えた水冷ランスのストロークも最低限４〜５ｍを要し、昇降ガイド等の部材の構成を考慮した装置の高さが６〜７ｍになる。
一方、コークス炉の上部には、石炭の装入車用の石炭の貯蔵設備が設けられており、この下部の通過許容高さが５ｍ以下と低く、昇降ガイドや水冷ランスからなる装置が通過する際の障害になり、燃焼室の炉長方向全体の観察や補修を行うことが困難である。
しかも、コークス炉上の温度雰囲気が０〜５０℃に大きく変動する悪環境下であること、テレビカメラあるいはプラズマ溶射ノズルを備えた水冷ランスを４〜５ｍの深さの燃焼室に挿入すること等から、昇降ガイド等の熱膨張に伴う誤差が生じ易く、テレビカメラで観察された損傷部に正確にプラズマ溶射ノズルを対向させることができない等の精度上の問題がある。
更に、特公平７−４５６６６号公報、特開昭５９−１３６３８１号公報、特開平３−１０５１９５号公報、特開平７−１２６６３６号公報等に記載された方法では、補修を炭化室内部から行うため、炭化室にプラズマ溶射補修に伴う凹凸が発生し、この凹凸が極端な場合に乾留した後のコークスの押し出し抵抗の増加や押し出し不良等を招く等の問題がある。
このように、従来の燃焼室の観察や補修をする装置では、コークス炉の障害物を回避してストロークを拡大し、燃焼室全体の観察、補修を行うことができず、しかも、観察装置のテレビカメラ位置や補修装置のプラズマ溶射ノズル位置を正確に位置合わせすることが困難であり、実用化し難い問題があった。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、コークス炉上の障害物を回避してコークス炉の燃焼室全体の観察や補修を行い、しかも、ランスのストロークを拡大して燃焼室の深さ方向の全壁の観察や補修を精度良く行うことができるコークス炉燃焼室の観察補修装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置は、コークス炉の炉上に設置された軌条を走行する走行台車に横行台車を載置し、該横行台車に昇降ガイド及び該昇降ガイド内を昇降するランスを保持した昇降台車を設け、該昇降台車が昇降することにより、前記ランスを昇降して前記コークス炉の燃焼室の観察と補修を行う装置において、
前記昇降台車を前記昇降ガイドに取付けた無端軌道に連結し、しかも、前記昇降台車に設けた対となる上側と下側の車輪それぞれが、偏心軸によって、前記昇降ガイドのフレームの溝に異なる方向に押圧された状態にセットされている。
これにより、昇降ガイド等の装置全体の高さを低くしてランスのストロークを最大にすることができ、コークス炉の障害物を回避し、コークス炉の長手方向に配置された燃焼室列の全体を観察、補修することができる。
しかも、燃焼室の上部から下部の全壁の観察や補修を行うことができ、コークス炉の寿命の延長が図れる。
【０００６】
本発明に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置において、昇降ガイドにラックを設け、ラックに噛み合って転動するスプロケットを介してランスの昇降距離を測定可能な測定器を昇降台車に設けても良い。
昇降ガイドにコークス炉上の温度雰囲気や機械加工誤差等の伸縮が生じた際に、その伸縮量に応じてランスの先端位置を決定することができる。
【０００７】
本発明に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置において、測定器は、リミットスイッチを内蔵したエンコーダを用いても良い。
リミットスイッチを内蔵したエンコーダによる簡便な手段を用い、リミットスイッチの作動開始を基準点にしたラックの移動距離に、無端軌道に連結された昇降台車の移動距離を合わせるので、ランスの先端位置を正確に把握することができる。
【０００８】
本発明に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置において、昇降台車に設けた対となる上側と下側の車輪それぞれが、偏心軸によって、昇降ガイドのフレームの溝に異なる方向に押圧された状態にセットされている。昇降ガイドのフレーム内に嵌装された上下一対の車輪をそれぞれ異なる方向に押圧しているので、昇降台車が昇降する際のランス自重や機械加工の誤差等によるランスの傾きを抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明の一実施の形態に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置の全体図、図２は同水冷ランスの昇降手段の正面図、図３は昇降台車の車輪部の断面図である。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置１０は、コークス炉１１の長手方向の炉上に敷設された軌条１２上を走行自在な走行台車１３と、走行台車１３上をコークス炉１１の幅方向に走行する横行台車１４と、横行台車１４に取付けられた昇降ガイド１７と、この昇降ガイド１７内をランスの一例である水冷ランス１５、１６を保持して昇降する昇降台車１８ａ、１８ｂとを備えている。なお、水冷ランスの昇降手段は、昇降ガイド１７、昇降台車１８ａ、１８ｂを有している。
【００１０】
走行台車１３は、４本の支柱２０で支持された鋼鉄製の架台１９を有し、各支柱２０の基端には、車輪２１が取付けられ、図示しない電動機等の駆動装置により、軌条１２上をコークス炉１１の長手方向に走行している。
更に、走行台車１３の架台１９の上には、コークス炉１１の炉幅方向に横行台車１４用の軌条２２を敷設している。
横行台車１４は、鋼鉄製の架台２３を有し、この架台２３の下方には走行台車１３の架台１９に設けられた軌条２２上を転動する車輪２４が備えられている。
この架台２３には、図示しない油圧シリンダー等により昇降ガイド１７を支持して自在に傾転可能な傾転台２５が載置されている。
【００１１】
昇降ガイド１７は、鋼鉄製であって、例えばＵ形あるいはＨ形のチャンネルを所定の間隔で対向させて配置して連結することにより、内側に図示しない溝が形成された２組のフレーム２６ａ、２６ｂを有して構成され、連結部２６ｃによってフレーム２６ａ、２６ｂが一体的に固定されている。
フレーム２６ａに対向して形成された溝内には、昇降台車１８ａの両側に上下一対に設けた車輪２７ａ、２７ｃと車輪２７ｂ、２７ｄが嵌装されている。
この車輪２７ａ、２７ｃと車輪２７ｂ、２７ｄを軸支した昇降台車１８ａは、電動機２８に連結したスプロケット２９とフレーム２６ａの下端に設けられたスプロケット３０に噛み合ったラックの一例であるチェーン３１によって形成された無端軌道に固定されており、昇降台車１８ａには、先端に溶射用のノズルを備えた補修用の水冷ランス１５を取付けている。
【００１２】
フレーム２６ｂに対向して形成された溝内には、昇降台車１８ｂの両側に上下一対に設けた車輪３２ａ、３２ｃと車輪３２ｂ、３２ｄが嵌装されている。
更に、昇降台車１８ｂは、電動機３３に連結したスプロケット３４とフレーム２６ｂの下端に設けられたスプロケット３５に噛み合ったラックの一例であるチェーン３６によって形成された無端軌道に固定されており、昇降台車１８ｂには、ランスの一例である先端に覗き窓及びカメラ等を備えた観察用の水冷ランス１６を取付けている。
また、昇降台車１８ａ及び昇降台車１８ｂには、スプロケット３７ａ、３７ｂをそれぞれに連結した昇降距離の測定器の一例である、一般に用いられているリミットスイッチを内蔵したエンコーダ３８ａ、３８ｂを取付けている。
【００１３】
このスプロケット３７ａ、３７ｂの歯と噛み合うように、昇降ガイド１７の各フレーム２６ａ、２６ｂに上端と下端を固定し、昇降ガイド１７の上下方向に略張り状態にしたラックの一例である基準チェーン３９、４０を設けている。
そして、昇降台車１８ａ、１８ｂの昇降により、スプロケット３７ａ、３７ｂが基準チェーン３９、４０に噛み合って転動するようにしている。
基準チェーン３９、４０の下端には、エンコーダ３８ａ、３８ｂ（水冷ランス１５、１６用）の図示しない下限の検出用のリミットスイッチをそれぞれ設けている。
【００１４】
更に、昇降台車１８ａ及び昇降台車１８ｂに連結されたチェーン３１、３６には、水冷ランス１５、１６の昇降荷重を軽減するため、無端軌道のチェーン３１、３６にカウンターウェイト４１、４２を取付けている。
このカウンターウェイト４１、４２の取付け位置は、図１に示すように、昇降台車１８ａ及び昇降台車１８ｂが上限位置にある時に、下限位置にくるように取付けている。
また、水冷ランス１５、１６の上端部に設けたランスヘッド４３、４４には、水冷ランス１５、１６を旋回する図示しない旋回手段を設けており、ランスヘッド４３には、冷却水、溶射材、ガス等の供給系路が、ランスヘッド４４には、冷却水、信号ケーブル、パージ用の気体の供給系路がそれぞれ接続できるように、例えばカップリング等を設けている。
【００１５】
次に、本発明の一実施の形態に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置１０の動作について説明する。
コークス炉１１の長手方向の炉上に敷設された軌条１２上に走行台車１３を走行させて、炉幅方向に設けられた図示しないフリュー孔列（通常一列に２０〜３０個）の観察を行う位置に走行台車１３の中心を合わせて走行台車１３を停止する。
その後、横行台車１４をコークス炉１１の炉幅方向に移動させて観察を行うフリュー孔に観察用の水冷ランス１６を位置合わせする。
フリュー孔に対して水冷ランス１６の位置が決定したら、電動機３３の駆動により、スプロケット３４を回転させて、昇降台車１８ｂに連結した無端軌道のチェーン３６を巻き降ろす。
【００１６】
無端軌道のチェーン３６を巻き降ろすことにより、昇降ガイド１７のフレーム２６ｂの溝に嵌装した車輪３２ａ〜３２ｄが回転しながら、フレーム２６ｂの溝に沿って昇降台車１８ｂが下降する。
同時に、昇降台車１８ｂに固定され、直径が１００〜１２０ｍｍ、長さが４〜５ｍの観察用の水冷ランス１６も図示しないフリュー孔内に下降する。
この水冷ランス１６の下降開始と同時に、エンコーダ３８ｂのリミットスイッチとスプロケット３７ｂの作動が開始され、この時点をエンコーダ３８ｂにおける基準点とし、昇降ガイド１７と同一の伸縮性を備えた基準チェーン４０に噛み合って転動するスプロケット３７ｂの回転数から、下降した距離を計測する。
【００１７】
このエンコーダ３８ｂによって計測される下降距離に、昇降台車１８ｂの下降の停止位置を合わせることにより、コークス炉１１上の変化の大きい雰囲気による伸縮によって無端軌道のチェーン３６に発生する昇降距離の誤差を補正することができ、観察用の水冷ランス１６によるフリュー壁（燃焼室壁）の測定位置を精度良く決定することができる。
この観察は、ランスヘッド４４を旋回させて、水冷ランス１６の向きを左右にそれぞれ０〜１８０°の範囲で変えることにより、周囲３６０°の範囲のフリュー壁を観察することができる。
【００１８】
しかも、水冷ランス１６を連結した昇降台車１８ｂを無端軌道のチェーン３６を用いて昇降するため、昇降ガイド１７のフレーム２６ｂや、昇降ガイド１７の上に載置した電動機３３等の全体の高さを低くでき、コークス炉１１の装入車用貯炭装置等の高さ制約を回避することができる。
しかも、水冷ランス１６の最大ストロークを確保してフリュー壁の全体の目地切れや欠損部等を観察することができる。
【００１９】
更に、フリュー孔の直径が１００〜１２０ｍｍと小さく、このフリュー孔に水冷ランス１６を挿入するには、昇降ガイド１７のフレーム２６ｂと昇降台車１８ｂの車輪３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄとの間隙、あるいは機械加工上のやむ終えない誤差等によって、水冷ランス１６が傾き、先端の位置が大きくずれる。
この傾きを防止するため、図３に示すように、フレーム２６ｂの溝に嵌装した昇降台車１８ｂの上側の車輪３２ａ、３２ｂと下側の車輪３２ｃ、３２ｄに偏心軸を用いて、それぞれが異なる方向に押圧された状態にし、この時点で、水冷ランス１６が垂直になるように、水冷ランス１６の位置を調整することにより、水冷ランス１６の昇降時の傾きを無くすことができる。
その結果、直径の小さいフリュー孔の内部に容易に水冷ランス１６を挿入することができる。
【００２０】
そして、水冷ランス１６によって、燃焼室の壁に発生した目地切れや亀裂の状態と、その発生位置が正確にモニター等の表示器に表示される。
また、水冷ランス１６が下降して、燃焼室の底部近傍になると、基準チェーン４０の下部に設けたリミットスイッチが作動して、下降動作が停止する。
観察を終了した水冷ランス１６は、電動機３３を駆動してスプロケット３４の回転により、チェーン３６が巻き上げられて昇降台車１８ｂと水冷ランス１６が上昇してフリュー孔の系外に待機する。
また、走行台車１３を移動させて観察を行う際に、水冷ランス１６及び水冷ランス１５の昇降ガイド１７を傾転台２５の操作によって傾転させ、コークス炉１１の炉上の障害物を容易に回避することができる。
【００２１】
次に、補修を行う場合は、補修用の水冷ランス１５を載せた横行台車１４を走行させ、フリュー孔の直上位置に移動する。
そして、昇降台車１８ａに連結したチェーン３１をスプロケット２９の回転により巻き降ろして昇降台車１８ａを下降させる。
この昇降台車１８ａの下降により、昇降台車１８ａに取付けられた補修用の水冷ランス１５も同時に下降し、フリュー内に挿入される。
水冷ランス１５は、昇降ガイド１７のフレーム２６ａの溝に嵌装した上側の車輪２７ａ、２７ｂと下側の車輪２７ｃ、２７ｄをフレーム２６ａの溝に、上下が異なる方向に押圧することで、水冷ランス１５の自重や機械加工等による水冷ランス１５の傾きを無くすことができ、直径が１００〜１２０ｍｍのフリュー孔内に容易に挿入することができる。
【００２２】
しかも、水冷ランス１６と同様に、昇降ガイド１７と同一の伸縮性を備えた基準チェーン３９を用い、エンコーダ３８ａによる基準点（リミットスイッチ作動開始点）と、それからの下降距離が計測される。
このエンコーダ３８ａによって計測される下降距離に、昇降台車１８ａの停止位置を合わせることにより、補修用の水冷ランス１５の先端の位置を精度良く決定することができる。
そして、フリュー内に挿入された水冷ランス１５は、前述した水冷ランス１６によって観察された目地切れや欠損部の位置に下降して停止し、先端に設けた図示しない溶射ノズルから耐火材を吹き付けて、目地切れの閉塞や欠損部の修復を行う。
【００２３】
この補修は、ランスヘッド４３を旋回することにより、左右それぞれ０〜１８０°の範囲で水冷ランス１５の向きを変え、周囲のフリュー壁に発生した目地切れや欠損部を補修することができる。
溶射を終了した水冷ランス１５は、電動機２８を駆動してスプロケット２９の回転により、チェーン３１が巻き上げられて昇降台車１８ａと水冷ランス１５が上昇し、フリュー孔の系外に待機する。
【００２４】
このようにして、昇降台車１８ｂに連結した観察用の水冷ランス１６によるフリュー壁の観察と、昇降台車１８ａに連結した補修用の水冷ランス１５による目地切れや欠損部の溶射補修とが繰り返し行われる。しかも、昇降ガイド１７を低くして水冷ランス１５、１６の昇降ストロークを最大になるようにしているので、コークス炉１１上の障害物を回避し、コークス炉１１のフリュー壁の高さ方向の全面の観察や補修を精度良く行うことができる。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、ラックとしては、チェーンの他に、マグネットスケール等を用いることもできる。
更に、下降距離を測定するエンコーダの他に、一般に用いられているレーザー光を用いた距離測定手段、タコメーター等を用いることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１〜３記載のコークス炉燃焼室の観察補修装置においては、ランスを保持した昇降台車を、昇降ガイドに取付けた無端軌道に連結しているので、コークス炉上の障害物を容易に回避し、コークス炉の長手方向に配置した燃焼室の全体及び燃焼室の上下方向の壁面を観察、補修することができると共に、コークス炉での黒鉛の発生や炭化室での発生ガスの損失を抑制し、この結果、コークス炉の寿命の延長を図ることができる。
そして、このコークス炉燃焼室の観察補修装置においては、昇降台車に設けた上側と下側の一対の車輪のそれぞれが、昇降ガイドのフレームの溝に異なる方向に押圧されているので、昇降台車が昇降する際のランスの傾きを抑制して、フリュー孔に正確にランスを挿入することができ、このためランスの先端の破損を防止することができる。
【００２７】
特に、請求項２記載のコークス炉燃焼室の観察補修装置においては、昇降ガイドにラックを固定し、ラックに噛み合って転動するスプロケットを介してランスの昇降距離を測定可能な測定器を昇降台車に設けているので、昇降ガイドに雰囲気温度や機械加工誤差等による伸縮が生じても、フリュー孔内に挿入されたランスの先端位置を決定することができ、また、観察用ランスの撮像位置と補修用ランスの位置を安定して合わせることができ、従って補修の精度を向上することができる。
【００２８】
請求項３記載のコークス炉燃焼室の観察補修装置においては、測定器は、リミットスイッチを内蔵したエンコーダを用いるので、簡単な構成を用い、低コストでランスの基準点と移動距離を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコークス炉燃焼室の観察補修装置の全体図である。
【図２】同水冷ランスの昇降手段の正面図である。
【図３】昇降台車の車輪部の断面図である。
【符号の説明】
１０：コークス炉燃焼室の観察補修装置、１１：コークス炉、１２：軌条、１３：走行台車、１４：横行台車、１５、１６：水冷ランス（ランス）、１７：昇降ガイド、１８ａ、１８ｂ：昇降台車、１９：架台、２０：支柱、２１：車輪、２２：軌条、２３：架台、２４：車輪、２５：傾転台、２６ａ、２６ｂ：フレーム、２６ｃ：連結部、２７ａ〜２７ｄ：車輪、２８：電動機、２９、３０：スプロケット、３１：チェーン、３２ａ〜３２ｄ：車輪、３３：電動機、３４、３５：スプロケット、３６：チェーン、３７ａ、３７ｂ：スプロケット、３８ａ、３８ｂ：エンコーダ（測定器）、３９、４０：基準チェーン、４１、４２：カウンターウェイト、４３、４４：ランスヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an observation / repair device for a coke oven combustion chamber for observing or repairing a damaged portion of an inner wall of the combustion chamber of a coke oven.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, coke ovens are made of refractory bricks, and combustion chambers are arranged on both sides of the carbonization chamber, and the heat in the combustion chamber is indirectly transferred to the carbonization chamber through the wall, so that the coal in the carbonization chamber is dry-distilled. And coke is manufactured.
Many of these coke ovens have been used for 30 to 40 years, and since they are used under conditions with large temperature changes, there are breaks in the joints of the refractory bricks that constitute the combustion chamber and the carbonization chamber. In addition, black smoke is generated due to leakage of dry distillation gas from the carbonization chamber to the combustion chamber, or loss of coke oven gas is generated, and coal is oxidized due to intrusion of combustion exhaust gas from the combustion chamber into the carbonization chamber.
Moreover, if the joints and cracks of the refractory brick are left unattended, there is a problem that the refractory brick is lost or dropped with the heat load, rapidly deteriorates and the life of the coke oven is greatly reduced.
As a countermeasure, as described in Japanese Patent Publication No. 7-45666, a movable carriage that can run in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the carbonization chamber on a rail provided on the upper surface (upper part) of the coke oven ceiling wall. This moving carriage is provided with a lifting carriage and a lifting guide that run in the longitudinal direction of the carbonization chamber, and a water-cooled lance with a built-in TV camera is taken up and down into the combustion chamber via the lifting guide, and images are taken. A plasma spraying is performed from the inside of the carbonization chamber to the repair site by moving up and down a repair water-cooled lance equipped on another moving carriage that travels in the same manner above the coke oven.
Furthermore, as described in Japanese Patent Publication No. 7-45667, a water-cooled lance with a built-in furnace observation device and a refractory spraying device is inserted into the combustion chamber of the coke oven, and sprayed onto the observed damaged part. Plasma spraying is performed using a nozzle of the apparatus.
In addition, as described in JP 59-136381, JP 3-105195 A, and JP 7-126636 A, an observation apparatus or a repair apparatus such as an observation apparatus and plasma spraying is provided. The inner wall of the carbonization chamber is observed and repaired using a telescopic arm or a traveling carriage.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the methods described in Japanese Patent Publication No. 7-45666 and Japanese Patent Publication No. 7-45667, the depth (height) of the combustion chamber of a normal coke oven is 4 to 5 m, and it is provided on a movable carriage. The stroke of a water-cooled lance equipped with a TV camera or a plasma spray nozzle that moves up and down via a lifting guide also requires a minimum of 4 to 5 m, and the height of the apparatus considering the configuration of members such as a lifting guide becomes 6 to 7 m. .
On the other hand, the upper part of the coke oven is provided with a coal storage facility for charging coal, and the allowable passage height in the lower part is as low as 5 m or less, and a device composed of a lifting guide and a water-cooled lance passes therethrough. It is difficult to observe and repair the entire furnace length direction of the combustion chamber.
Moreover, the temperature atmosphere on the coke oven is in a bad environment where the temperature varies greatly from 0 to 50 ° C., and a water-cooled lance equipped with a TV camera or a plasma spray nozzle is inserted into a combustion chamber having a depth of 4 to 5 m. Therefore, there is a problem in accuracy such that an error accompanying thermal expansion of the lifting guide or the like is likely to occur, and the plasma spray nozzle cannot be accurately opposed to the damaged portion observed by the television camera.
Further, in the methods described in Japanese Patent Publication No. 7-45666, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-136381, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-105195, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-126636, etc., the repair is performed from the inside of the carbonization chamber. In addition, irregularities associated with plasma spray repair are generated in the carbonization chamber, and when these irregularities are extreme, there are problems such as an increase in the extrusion resistance of coke after dry distillation and an extrusion failure.
As described above, in the conventional apparatus for observing and repairing the combustion chamber, it is not possible to observe and repair the entire combustion chamber by avoiding the obstacles in the coke oven and expanding the stroke. There is a problem that it is difficult to accurately align the position of the TV camera and the plasma spray nozzle position of the repair device, which is difficult to put into practical use.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the obstacles on the coke oven are avoided to observe and repair the entire combustion chamber of the coke oven, and the lance stroke is expanded to increase the depth of the combustion chamber. An object of the present invention is to provide a coke oven combustion chamber observation / repair device capable of accurately observing and repairing all walls in the direction.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The observation repair device for coke oven combustion chamber according to the present invention along the aim is to place the transverse carriage to the running carriage traveling on the rail installed on the furnace the coke oven, elevation guide and the elevator to the transverse carriage the lifting carriage holding the lance lifting in the guide provided by the lifting carriage moves up and down, in the apparatus for performing repairs to the previous SL combustion chamber of the coke oven observed by lifting the lance,
Coupled to an endless track mounted to the lifting carriage to the lifting guide, moreover, the respective wheels of the upper and lower forming a pair provided on the lifting carriage is by an eccentric shaft in a direction different from the grooves of the elevation guide frame It is set in the state pressed.
As a result, the overall height of the lance can be maximized by lowering the height of the entire apparatus such as the lifting guide, avoiding obstacles in the coke oven, and the entire combustion chamber array arranged in the longitudinal direction of the coke oven. Can be observed and repaired.
In addition, the entire wall from the top to the bottom of the combustion chamber can be observed and repaired, and the life of the coke oven can be extended.
[0006]
In the observation and repair device for the coke oven combustion chamber according to the present invention, a rack may be provided on the lifting guide, and a measuring instrument capable of measuring the lifting distance of the lance via a sprocket that meshes with the rack and rolls may be provided on the lifting carriage. .
When expansion / contraction of the temperature guide on the coke oven or machining error occurs in the lifting guide, the tip position of the lance can be determined according to the expansion / contraction amount.
[0007]
In the observation and repair device for the coke oven combustion chamber according to the present invention, the measuring instrument may use an encoder incorporating a limit switch.
Using a simple means with an encoder with a built-in limit switch, the moving distance of the lifting carriage connected to the endless track is matched to the moving distance of the rack with the start of limit switch operation as the reference point. Can grasp.
[0008]
In the observation and repair device for the coke oven combustion chamber according to the present invention, the upper and lower wheels, which form a pair provided on the lifting carriage, are pressed in different directions by the eccentric shafts into the grooves of the lifting guide frame. that it has been set. Since the pair of upper and lower wheels fitted in the frame of the lifting guide are pressed in different directions, the inclination of the lance due to the weight of the lance when the lifting carriage moves up and down, machining errors, etc. can be suppressed. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
FIG. 1 is an overall view of an observation and repair device for a coke oven combustion chamber according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a lifting means of the water cooling lance, and FIG. 3 is a sectional view of a wheel portion of the lifting carriage. .
As shown in FIGS. 1 and 2, a coke oven combustion chamber observation / repair device 10 according to an embodiment of the present invention can run on a rail 12 laid on a furnace in the longitudinal direction of a coke oven 11. A traveling carriage 13, a traversing carriage 14 that travels in the width direction of the coke oven 11 on the traveling carriage 13, an elevating guide 17 attached to the traversing carriage 14, and a water-cooled lance 15 that is an example of a lance inside the elevating guide 17. , 16, and elevating carriages 18 a, 18 b that move up and down. In addition, the raising / lowering means of the water cooling lance has the raising / lowering guide 17 and the raising / lowering carts 18a and 18b.
[0010]
The traveling carriage 13 has a steel pedestal 19 supported by four struts 20. Wheels 21 are attached to the base ends of the respective struts 20, and are mounted on the rails 12 by a driving device such as an electric motor (not shown). Is running in the longitudinal direction of the coke oven 11.
Further, a rail 22 for the traversing carriage 14 is laid on the frame 19 of the traveling carriage 13 in the furnace width direction of the coke oven 11.
The traversing carriage 14 has a steel mount 23, and below the mount 23, wheels 24 that roll on a rail 22 provided on the mount 19 of the traveling carriage 13 are provided.
On this pedestal 23, there is placed a tilting table 25 that can tilt freely while supporting the lifting guide 17 by a hydraulic cylinder (not shown) or the like.
[0011]
The elevating guide 17 is made of steel, for example, by arranging and connecting U-shaped or H-shaped channels facing each other at a predetermined interval, whereby two sets of frames 26a each having a groove (not shown) formed therein, 26b, and the frames 26a and 26b are integrally fixed by a connecting portion 26c.
A pair of upper and lower wheels 27a and 27c and wheels 27b and 27d are fitted on both sides of the lift carriage 18a in a groove formed facing the frame 26a.
The lift carriage 18a that supports the wheels 27a and 27c and the wheels 27b and 27d is formed by a chain 31 that is an example of a rack that meshes with a sprocket 29 connected to the electric motor 28 and a sprocket 30 provided at the lower end of the frame 26a. A repairing water cooling lance 15 having a nozzle for thermal spraying at the tip is attached to the lift carriage 18a.
[0012]
In a groove formed facing the frame 26b, a pair of upper and lower wheels 32a and 32c and wheels 32b and 32d are fitted on both sides of the lifting carriage 18b.
Further, the lift carriage 18b is fixed to an endless track formed by a chain 36 which is an example of a rack meshed with a sprocket 34 connected to the electric motor 33 and a sprocket 35 provided at the lower end of the frame 26b. Is attached with a water-cooling lance 16 for observation provided with a viewing window and a camera at the tip, which is an example of the lance.
Further, encoders 38a and 38b having built-in limit switches that are generally used are attached to the elevator carriage 18a and the elevator carriage 18b, which are examples of measuring instruments for raising and lowering distances connected to the sprockets 37a and 37b, respectively.
[0013]
A reference chain 39, which is an example of a rack in which the upper and lower ends are fixed to the frames 26a and 26b of the elevating guide 17 so as to mesh with the teeth of the sprockets 37a and 37b and the elevating guide 17 is substantially tensioned in the vertical direction, 40 is provided.
Then, lifting carriage 18a, by the lifting of 18b, sprocket 37a, 37b is so as to roll each other only engage in the standard chain 39 and 40.
At the lower ends of the reference chains 39, 40, limit switches for detecting the lower limit (not shown) of the encoders 38a, 38b (for the water cooling lances 15, 16) are provided.
[0014]
Further, counterweights 41 and 42 are attached to the endless track chains 31 and 36 in order to reduce the lifting load of the water cooling lances 15 and 16 on the chains 31 and 36 connected to the lifting carriage 18a and the lifting carriage 18b. .
As shown in FIG. 1, the counterweights 41 and 42 are attached so that they are located at the lower limit position when the elevator carriage 18 a and the elevator carriage 18 b are at the upper limit position.
The lance heads 43 and 44 provided at the upper ends of the water-cooled lances 15 and 16 are provided with turning means (not shown) for turning the water-cooled lances 15 and 16, and the lance head 43 includes cooling water, sprayed material, For example, a coupling or the like is provided in the lance head 44 so that a cooling water, a signal cable, and a purge gas supply system can be connected to the lance head 44.
[0015]
Next, operation | movement of the observation repair apparatus 10 of the coke oven combustion chamber which concerns on one embodiment of this invention is demonstrated.
A traveling carriage 13 is caused to travel on a rail 12 laid on the longitudinal furnace of the coke oven 11 and observation of a row of flutes (not shown) provided in the furnace width direction (usually 20 to 30) is performed. The traveling carriage 13 is stopped by aligning the center of the traveling carriage 13 with the position.
Thereafter, the traversing carriage 14 is moved in the furnace width direction of the coke oven 11 and the observation water-cooled lance 16 is aligned with the flue hole for observation.
When the position of the water-cooled lance 16 is determined with respect to the flue hole, the sprocket 34 is rotated by driving the electric motor 33, and the chain 36 of the endless track connected to the lifting carriage 18b is unwound.
[0016]
By rolling down the endless track chain 36, the wheels 32a to 32d fitted in the groove of the frame 26b of the lifting guide 17 rotate, and the lifting carriage 18b descends along the groove of the frame 26b.
At the same time, the water cooling lance 16 for observation, which is fixed to the elevating carriage 18b and has a diameter of 100 to 120 mm and a length of 4 to 5 m, is also lowered into a flew hole (not shown).
Simultaneously with the start of the descent of the water cooling lance 16, the limit switch of the encoder 38b and the operation of the sprocket 37b are started, and this point is set as a reference point in the encoder 38b and meshes with the reference chain 40 having the same elasticity as the lifting guide 17. Then, the lowered distance is measured from the rotational speed of the sprocket 37b that rolls.
[0017]
By adjusting the lowering stop position of the lifting carriage 18b to the lowering distance measured by the encoder 38b, an error in the lifting distance generated in the chain 36 of the endless track due to expansion / contraction due to a large change in the atmosphere on the coke oven 11 is corrected. Thus, the measurement position of the flue wall (combustion chamber wall) by the observation water cooling lance 16 can be determined with high accuracy.
In this observation, by rotating the lance head 44 and changing the direction of the water-cooled lance 16 left and right within the range of 0 to 180 °, it is possible to observe the flue wall in the range of 360 ° around.
[0018]
Moreover, since the lifting carriage 18b connected with the water cooling lance 16 is lifted and lowered using the chain 36 of the endless track, the overall height of the frame 26b of the lifting guide 17 and the electric motor 33 mounted on the lifting guide 17 is set. Therefore, the height restriction of the coal storage device for the charging car of the coke oven 11 can be avoided.
In addition, the maximum stroke of the water-cooled lance 16 can be secured and the joints and missing parts of the entire flue wall can be observed.
[0019]
Further, the diameter of the flue hole is as small as 100 to 120 mm, and in order to insert the water cooling lance 16 into the flue hole, the gap between the frame 26b of the elevating guide 17 and the wheels 32a, 32b, 32c, 32d of the elevating carriage 18b, or The water-cooled lance 16 is inclined due to an inevitable error in machining, and the position of the tip is greatly shifted.
In order to prevent this inclination, as shown in FIG. 3, the upper wheels 32a and 32b and the lower wheels 32c and 32d of the elevating carriage 18b fitted in the groove of the frame 26b are different from each other by using eccentric shafts. In this state, by adjusting the position of the water-cooled lance 16 so that the water-cooled lance 16 becomes vertical at this point, the inclination of the water-cooled lance 16 when moving up and down can be eliminated.
As a result, the water-cooled lance 16 can be easily inserted into the small diameter flue hole.
[0020]
Then, the water cooling lance 16 displays the state of joint breakage and cracks generated on the wall of the combustion chamber and the occurrence position thereof on a display device such as a monitor.
Further, when the water cooling lance 16 is lowered and near the bottom of the combustion chamber, a limit switch provided at the lower part of the reference chain 40 is activated, and the lowering operation is stopped.
After the observation, the water-cooled lance 16 drives the electric motor 33 and the sprocket 34 rotates, so that the chain 36 is wound up, and the lift carriage 18b and the water-cooled lance 16 are raised and stand by outside the system of the flue hole.
Further, when the traveling carriage 13 is moved for observation, the water cooling lance 16 and the lifting guide 17 of the water cooling lance 15 are tilted by operating the tilting table 25 to easily obstruct the obstacle on the coke oven 11. It can be avoided.
[0021]
Next, when repairing is performed, the traversing carriage 14 on which the water-cooled lance 15 for repair is mounted is traveled and moved to a position directly above the flew hole.
Then, the chain 31 connected to the lifting carriage 18a is unwound by the rotation of the sprocket 29 to lower the lifting carriage 18a.
As the elevating carriage 18a is lowered, the repairing water cooling lance 15 attached to the elevating carriage 18a is also lowered and inserted into the fuse.
The water cooling lance 15 presses the upper wheels 27a, 27b and the lower wheels 27c, 27d fitted in the grooves of the frame 26a of the lifting guide 17 into the grooves of the frame 26a in different directions, so that the water cooling lance 15 The inclination of the water-cooled lance 15 due to its own weight, machining or the like can be eliminated, and it can be easily inserted into a flue hole having a diameter of 100 to 120 mm.
[0022]
In addition, as with the water-cooled lance 16, a reference chain 39 having the same elasticity as the lifting guide 17 is used to measure a reference point (limit switch operation start point) by the encoder 38a and a descending distance therefrom.
By aligning the stop position of the lift carriage 18a with the descending distance measured by the encoder 38a, the position of the tip of the water cooling lance 15 for repair can be determined with high accuracy.
Then, the water-cooled lance 15 inserted into the flue is lowered and stopped at the position of the joint breakage or defect observed by the water-cooled lance 16 described above, and sprayed with a refractory material from a spray nozzle (not shown) provided at the tip. , Repair occluded or missing joints.
[0023]
In this repair, by turning the lance head 43, the direction of the water-cooled lance 15 can be changed in the range of 0 to 180 degrees on each of the left and right sides, and joint cuts and missing portions generated on the surrounding flue wall can be repaired.
After the thermal spraying, the water-cooled lance 15 is driven by the motor 28 and the sprocket 29 is rotated so that the chain 31 is wound up, the elevator carriage 18a and the water-cooled lance 15 are raised, and stand by outside the system of the flew hole.
[0024]
In this way, the observation of the flue wall by the observation water-cooled lance 16 connected to the lift carriage 18b and the thermal spray repair of the joint breakage and the defective portion by the repair water-cooling lance 15 connected to the lift carriage 18a are repeatedly performed. . Moreover, since the elevating guide 17 is lowered so as to maximize the elevating stroke of the water-cooled lances 15, 16, obstacles on the coke oven 11 are avoided, and the entire height direction of the flue wall of the coke oven 11 is avoided. Can be observed and repaired with high accuracy.
[0025]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.
For example, a magnet scale or the like can be used as the rack in addition to the chain.
Further, in addition to the encoder for measuring the descending distance, a generally used distance measuring means using a laser beam, a tachometer, or the like can be used.
[0026]
【The invention's effect】
In the observation and repair device for the coke oven combustion chamber according to claims 1 to 3, since the elevating carriage holding the lance is connected to an endless track attached to the elevating guide, an obstacle on the coke oven can be easily avoided. In addition, the entire combustion chamber arranged in the longitudinal direction of the coke oven and the vertical wall surface of the combustion chamber can be observed and repaired, and the generation of graphite in the coke oven and the loss of gas generated in the carbonization chamber are suppressed. As a result, the life of the coke oven can be extended.
And in this coke oven combustion chamber observation and repair device, each of the pair of upper and lower wheels provided on the lift carriage is pressed in different directions by the grooves of the frame of the lift guide. The inclination of the lance when moving up and down can be suppressed, and the lance can be accurately inserted into the flue hole, so that the tip of the lance can be prevented from being damaged.
[0027]
In particular, in the observation and repair device for the coke oven combustion chamber according to claim 2, the measuring device capable of measuring the lifting distance of the lance via a sprocket that is fixed to the lifting guide and is engaged with the rack and rolled. Therefore, the tip position of the lance inserted into the flue hole can be determined even if the lifting guide expands or contracts due to atmospheric temperature, machining errors, etc. can Ru align the repair lance stable, hence it is possible to improve the accuracy of the repairs.
[0028]
In the observation and repair device for the coke oven combustion chamber according to claim 3, since the measuring instrument uses an encoder with a built-in limit switch, a simple configuration is used, and the reference point and moving distance of the lance are grasped at low cost. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a coke oven combustion chamber observation and repair apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of lifting means of the water cooling lance.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a wheel portion of a lifting carriage.
[Explanation of symbols]
10: coke oven combustion chamber observation and repair device, 11: coke oven, 12: rail, 13: traveling carriage, 14: traversing carriage, 15, 16: water cooling lance (lance), 17: lifting guide, 18a, 18b: lifting Dolly, 19: frame, 20: support, 21: wheel, 22: rail, 23: frame, 24: wheel, 25: tilting table, 26a, 26b: frame, 26c: connecting part, 27a-27d: wheel, 28 : Electric motor, 29, 30: Sprocket, 31: Chain, 32a to 32d: Wheel, 33: Electric motor, 34, 35: Sprocket, 36: Chain, 37a, 37b: Sprocket, 38a, 38b: Encoder (measuring instrument), 39 , 40: reference chain, 41, 42: counterweight, 43, 44: lance head

Claims

A traversing carriage is placed on a traveling carriage that runs on a rail installed on a furnace of a coke oven, and an elevator carriage that holds an elevating guide and a lance that moves up and down in the elevating guide is provided on the traversing carriage. In the apparatus for observing and repairing the combustion chamber of the coke oven by raising and lowering the lance by raising and lowering,
The elevating carriage is connected to an endless track attached to the elevating guide , and the upper and lower wheels, which are provided in the elevating carriage, have different directions in the grooves of the frame of the elevating guide by eccentric shafts. An apparatus for observing and repairing a coke oven combustion chamber, wherein the apparatus is set in a state where the coke oven is pressed .

2. The apparatus for observing and repairing a coke oven combustion chamber according to claim 1, wherein a measuring instrument capable of measuring a lifting distance of the lance via a sprocket which is provided with a rack in the lifting guide and rolls in engagement with the rack. A coke oven combustion chamber observation and repair device characterized in that it is provided in

3. The observation and repair apparatus for a coke oven combustion chamber according to claim 2, wherein the measuring device is an encoder having a built-in limit switch.