JP4851128B2 - コークス炉燃焼室の天井レンガの支持方法および支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉の燃焼室の天井あるいは側壁の熱間補修を行なう際に、燃焼室の天井レンガを支持する装置および方法に関するものである。

図４は、コークス炉の炭化室と燃焼室の配置の例を模式的に示す垂直断面図である。
コークス炉は、図４に示すように、耐火レンガ４で構築され、燃料が燃焼する燃焼室１と石炭が装入される炭化室２が交互に配置される。炭化室２に装入された石炭は、燃焼室１で発生する熱によって乾留され、コークスとなる。燃焼室１の天井部には、燃焼室１内の燃焼状況を点検するための点検孔３が設けられる。

コークス炉を長期間にわたって操業すると、耐火レンガ４で構成される天井あるいは側壁の変形や侵食が発生し、耐火レンガ４やその目地に亀裂が生じる。さらに操業を継続すれば、亀裂が燃焼室１から炭化室２まで貫通し、炭化室２内を浮遊する微細な石炭粉や乾留によって発生するＣＯガスが燃焼室１へ流入する。石炭粉やＣＯガスは、燃焼室１内の燃料と空気の混合比率（いわゆる空燃比）を乱すので、多量の煤が発生する。

したがって燃焼室１の天井あるいは側壁の変形や侵食が発生したときには、該当する部位をレンガ積替え等の補修を行なう必要がある。その補修は熱間補修と呼ばれるように、コークス炉内を冷却せず、高温のままで行なう。その主な理由は、
(1) コークス炉を常温まで冷却するのに長時間を要するばかりでなく、補修が終了した後の昇温に再び長時間を要する、
(2) コークス炉内の温度変化に起因して、天井あるいは側壁の変形や耐火物（すなわち耐火レンガ，目地材）の鉱物変化が生じる
等によって、コークス炉の操業に支障を来たすからである。

燃焼室１の天井あるいは側壁を補修する際には、燃焼室１の天井部に配置された耐火レンガ4a（以下、天井レンガという）が崩落しないように支持する必要がある。そこで燃焼室１の天井レンガ4aを支持するために、種々の技術が検討されている。
たとえば特許文献１には、下端部に吊り板を取付けた吊りボルトを点検孔から垂下し、吊りボルトの上端部に取付けた螺旋バネと締付けナットを介して梁に吊りボルトを固定して天井レンガを支持する技術が開示されている。この技術は螺旋バネの反力によって天井レンガを支持するものであるが、高温の燃焼室内に挿入する吊りボルトには熱膨張が生じる。したがって、締付けナットを操作して吊り板の高さを調整しなければならない。しかし吊りボルトが加熱されて昇温されているため、吊りボルトと締付けナットが焼き付いて、締付けナットの操作（すなわち吊り板の高さ調整）が困難になり、天井レンガを安定して確実に支持できなくなる惧れがある。

また特許文献２には、下端部に吊り板を取付けた吊りボルトを点検孔から垂下し、吊りボルトの上端部に取付けた締付けナットを介して吊り棒に吊りボルトを固定して天井レンガを支持するとともに、補修作業の最終段階で吊り板を外して垂木を挿入することによって天井レンガを支持する技術が開示されている。この技術では、特許文献１と同様に、吊りボルトには熱膨張が生じるので、締付けナットを操作して吊り板の高さを調整しなければならない。しかし吊りボルトが加熱されて昇温されているため、吊りボルトと締付けナットが焼き付いて、締付けナットの操作が困難になり、天井レンガを安定して確実に支持できなくなる惧れがある。しかも天然の木片である垂木を高温の燃焼室内で使用するので、天井レンガを支持するに十分な強度は期待できす、天井レンガが崩落する惧れがある。
特開平6-49451 号公報 特許第 3027935号公報

本発明は上記の問題を解消するためになされたものであり、コークス炉の燃焼室の天井あるいは側壁の熱間補修を行なう際に、燃焼室の天井レンガを安定して確実に支持できる装置および方法を提供することを目的とする。

本発明は、コークス炉の燃焼室の天井レンガを支持する天井レンガ支持装置であって、燃焼室の天井部に設けられた点検孔を通して燃焼室内に垂下される支持棒と、支持棒の上端部に設けられたネジに螺合しかつ切断部を１ケ所有し切断部の外側面に一対のフランジを取付けたＣ字状の半割ナットと、半割ナットのフランジを締め付ける締付けボルトと締付けナットと、前記点検孔の上端開口部近傍に載置されかつ半割ナットが固定される横梁と、支持棒の下部に設けられた貫通孔に挿入されるコッターと、コッターによって保持され天井レンガを吊り上げて支持する吊り板とを有する天井レンガ支持装置である。

また本発明は、コークス炉の燃焼室の天井レンガを支持する天井レンガ支持方法において、燃焼室の天井部に設けられた点検孔の上端開口部近傍に横梁を載置し、横梁に切断部を１ケ所有し切断部の外側面に一対のフランジを取付けたＣ字状の半割ナットを固定し、点検孔を通して燃焼室内に支持棒を垂下し、支持棒の上端部に設けられたネジを半割ナットに螺合し、支持棒の下部に設けられた挿入孔にコッターを挿入して吊り板を保持し、半割ナットに螺合した支持棒を回転させてコッターを上昇させることによって天井レンガを吊り上げて支持する天井レンガ支持方法である。

本発明によれば、コークス炉の燃焼室の天井あるいは側壁の熱間補修を行なう際に、燃焼室の天井レンガを安定して確実に支持できる。

図１は、本発明を適用して、燃焼室の天井レンガを支持する例を模式的に示す垂直断面図である。
コークス炉の燃焼室１の天井部には、燃焼状況を点検するための点検孔３が設けられている。この点検孔３に支持棒５を通して、燃焼室１内に垂下する。図１中の支持棒５とコッター６を拡大して図２に示す。支持棒５の下部には貫通孔７が設けられ、その貫通孔７にコッター６が挿入される。さらに図１に示すように、コッター６上に吊り板８が載置される。

吊り板８の中心部には中心孔９が設けられており、支持棒５がその中心孔９を通る。支持棒５の下部には貫通孔７が設けられており、その貫通孔７が吊り板８の下方に位置する状態で、コッター６を貫通孔７に挿入する。中心孔９の直径に比べてコッター６の長さが大きいので、吊り板８は落下せず、コッター６上に保持される。
図１には一例として平板状の吊り板８を示したが、必要に応じて吊り板８に補強部材を取付けても良い。天井レンガ4aの荷重や燃焼室１の温度等の炉内状況に応じて、吊り板８の形状や材質を適宜選択して使用する。

一方、コークス炉の上面には横梁12が載置される。横梁12の位置は、点検孔３の上端がコークス炉上面に開口した部位（以下、上端開口部という）の近傍である。コークス炉上面の横梁12と点検孔３の上端開口部との距離は、後述する半割ナット11の大きさに応じて決まる。
支持棒５の上端部にはネジ10が設けられ、そのネジ10はＣ字状の半割ナット11と螺合する。図３は、半割ナット11の例を模式的に示す平面図である。半割ナット11は、ナットの一部を切り落としてＣ字状に加工し、切り落とされた部位の互いに対向する面17（以下、切断面という）の外側面に一対のフランジ13を取付けたものである。この半割ナット11が横梁12に固定される。

支持棒５の上端部にはネジ10が設けられており、そのネジ10が半割ナット11と螺合する。しかし、半割ナット11は、図３に示すように、ナットの一部が切り落とされているので、十分な締付け力は得られない。そこで、締付け用のボルト14（以下、締付けボルトという）をフランジ13の連通孔16に通し、さらに締付け用のナット15（以下、締付けナットという）を締付けることによって、半割ナット11に十分な締付け力を付与する。

このようして半割ナット11に支持棒５を螺合することによって、支持棒５を燃焼室１内に垂下して保持することが可能となる。さらに、支持棒５が半割ナット11に螺合した状態で半割ナット11を回転させることによって吊り板８の高さを調整し、図１に示すように吊り板８の上面を天井レンガ4aに当接させて、天井レンガ4aを支持する。なお、図１には半割ナット11を２個使用する例を示したが、本発明では半割ナット11の個数は特定の数値に限定しない。天井レンガ4aの荷重に応じて、使用する半割ナット11の個数を設定する。

燃焼室１内に垂下された支持棒５には熱膨張が生じるので、吊り板８の位置が下方に移動する。支持棒５の熱膨張によって吊り板８が下降すると、天井レンガ4aが崩落する惧れがあるので、支持棒５が半割ナット11に螺合した状態で半割ナット11を回転させて吊り板８を上昇させる必要がある。その際には、締付けボルト14と締付けナット15による締付けを緩めて、支持棒５が脱落しない程度に半割ナット11の切断面17の間隔を開く。つまり半割ナット11の直径を拡大することによって、支持棒５と半割ナット11の焼付きを生じることなく、円滑に支持棒５を引き上げることができる。

以上に説明した通り、本発明によれば、燃焼室１の天井あるいは側壁の補修を行なう際に、天井レンガ4aを支持することができる。しかも支持棒５と半割ナット11の焼付きは生じないので、補修作業中に支持棒５の熱膨張が生じて、吊り板８の位置が下降した場合にも、容易に吊り板８の高さを調整できる。
したがって本発明を適用することによって、燃焼室１の補修作業の開始から終了まで、天井レンガ4aを安定して確実に支持することが可能となる。

図１に示すように本発明を適用して天井レンガ4aを支持しつつ、燃焼室１の熱間補修を行なった。吊り板８は厚さ９mmの鋼板（JIS SS400 相当）を使用した。吊り板８には補強部材としてリブ板（図示せず）を取付けた。リブ板は吊り板８と同じ鋼板を使用し、吊り板８の下面に溶接して取付けた。支持棒５は、直径36mmの丸鋼（JIS SS400 相当）を使用した。横梁12は、厚さ25mmの鋼板（JIS SS400 相当）と形鋼を使用した。横梁12には、２個の半割ナット11をネジ止め固定した。

横梁12の高さは装炭車の走行に支障のない高さとし、支持棒５が横梁12の上方に突出する部位も装炭車の走行に支障のない高さで切断した。
このようにして天井レンガ4aを支持して、燃焼室１の側壁の補修を行なった。その間、支持棒５が半割ナット11に螺合した状態で半割ナット11を必要に応じて回転し、吊り板８を上昇させて天井レンガ4aを支持した。以下では、吊り板８を上昇させるための半割ナット11の回転を正回転と記し、吊り板８を下降させるための半割ナット11の回転を逆回転と記す。

燃焼室１の天井を補修するときには、半割ナット11を逆回転することによって吊り板８を一旦下降させ、補修部位の天井レンガを解体して除去した後、直ちに半割ナット11を正回転して吊り板８を上昇させ、天井レンガ4aを支持した。
このようにして燃焼室１の側壁および天井を熱間補修する間に、支持棒５が半割ナット11に螺合した状態で半割ナット11を必要に応じて正回転あるいは逆回転させた。その際には、締付けボルト14と締付けナット15による締付けを緩めて、支持棒５が脱落しない程度に半割ナット11の切断面17の間隔を開いたので、支持棒５と半割ナット11の焼付きは発生せず、円滑に半割ナット11を容易に正回転，逆回転できた。

つまり、本発明を適用して吊り板８の高さを円滑に調整することによって、熱間補修の開始から終了まで、天井レンガ4aを安定して確実に支持できる。
したがって本発明を適用して燃焼室の補修を10回行なったが、天井レンガ4aの崩落は発生しなかった。

本発明を適用して、燃焼室の天井レンガを支持した例を模式的に示す垂直断面図である。 図１中の支持棒とコッターを拡大して示す斜視図である。 半割ナットの例を模式的に示す平面図である。 コークス炉の炭化室と燃焼室の配置の例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 燃焼室
２ 炭化室
３ 点検孔
４ 耐火レンガ
4a 天井レンガ
５ 支持棒
６ コッター
７ 貫通孔
８ 吊り板
９ 中心孔
10 ネジ
11 半割ナット
12 横梁
13 フランジ
14 締付けボルト
15 締付けナット
16 連通孔
17 切断面

Claims (2)

1. コークス炉の燃焼室の天井レンガを支持する天井レンガ支持装置であって、前記燃焼室の天井部に設けられた点検孔を通して前記燃焼室内に垂下される支持棒と、前記支持棒の上端部に設けられたネジに螺合しかつ切断部を１ケ所有し該切断部の外側面に一対のフランジを取付けたＣ字状の半割ナットと、該半割ナットのフランジを締め付ける締付けボルトと締付けナットと、前記点検孔の上端開口部近傍に載置されかつ前記半割ナットが固定される横梁と、前記支持棒の下部に設けられた貫通孔に挿入されるコッターと、前記コッターによって保持され前記天井レンガを吊り上げて支持する吊り板とを有することを特徴とする天井レンガ支持装置。
2. コークス炉の燃焼室の天井レンガを支持する天井レンガ支持方法において、前記燃焼室の天井部に設けられた点検孔の上端開口部近傍に横梁を載置し、前記横梁に切断部を１ケ所有し該切断部の外側面に一対のフランジを取付けたＣ字状の半割ナットを固定し、前記点検孔を通して前記燃焼室内に支持棒を垂下し、前記支持棒の上端部に設けられたネジを前記半割ナットに螺合し、前記支持棒の下部に設けられた貫通孔にコッターを挿入して吊り板を保持し、前記半割ナットを回転させて前記支持棒を上昇させることによって前記天井レンガを吊り上げて前記半割ナットのフランジを締付けボルトと締付けナットによって締付けて支持することを特徴とする天井レンガ支持方法。

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