JP4920403B2 - コークス炉蓄熱室の煉瓦構造 - Google Patents

Description

本発明は、ピラーウォールと仕切壁とによって区切られるコークス炉蓄熱室の煉瓦構造に関するものである。

室炉式コークス炉においては、特許文献１にも記載の通り、上段に炭化室２と燃焼室３が配置され、下段に蓄熱室１が配置される（図７（ａ））。蓄熱室１は、炭化室長手方向についてはピラーウォール４で区切られ、ピラーウォール４と直角方向については仕切壁６で区切られ、小区画の多数の蓄熱室１が形成され、炭化室長手方向及びその直角方向に整然と配置される（図７（ｂ）（ｃ））。蓄熱室内部には蓄熱体としてギッター煉瓦が積み上げられる。

蓄熱室１の頂部は、ピラーウォールが両側からせり出す形で上すぼまり形状であり、その蓄熱室形状に沿って仕切壁６の形状も上すぼまり形状となっている（図７（ｂ））。

ピラーウォール４が構造壁の役割を担い、その厚さが厚いのに対し、仕切壁６については、隣り合う蓄熱室間のガスの流入を遮断する役割のみを担い、仕切壁煉瓦７の厚さは薄い。ただし、仕切壁煉瓦７の継ぎ目を通してガスが隣の蓄熱室に漏れないように、ガス封止手段が執られている。ここでは、仕切壁６を構成する各煉瓦を、仕切壁要素煉瓦１１と呼ぶ。

隣接する各仕切壁要素煉瓦１１の接触面は、図７（ｅ）に示すように、一方が凹面２１で他方が凸面２２を形成する。そして、仕切壁要素煉瓦１１の接触は、一方の凹面２１と他方の凸面２２が接触し、接触部にはモルタルが封入され、結果として煉瓦接続部を通してのガスの流通を防止している。

ピラーウォール煉瓦５と仕切壁煉瓦７との接触部については、図７（ｄ）に示すように、ピラーウォール煉瓦５に溝２３が形成され、その溝２３に仕切壁煉瓦７が嵌装され、ピラーウォール煉瓦と仕切壁煉瓦接触部におけるガスの流通を防止している。

特開平０７−１２６６２５号公報

仕切壁煉瓦７がピラーウォール煉瓦５に形成された溝２３に嵌装される形態においては、図７（ｄ）に示すように、仕切壁煉瓦７の全体幅は、蓄熱室１の内部空間の幅に両側の溝２３に嵌装される部分の長さを加えた幅となる。従って、仕切壁煉瓦７の全体幅は蓄熱室１の内部空間の幅よりも広い。このような形状において仕切壁煉瓦を容易に構築することを目的として、上下方向に組み上げられる仕切壁煉瓦の格段をそれぞれ複数枚の仕切壁要素煉瓦で構成することが行われる。例えば、図２（ａ）に示すように、蓄熱室頂部に配置される段を除いて、仕切壁煉瓦７の各段をそれぞれ３枚の仕切壁要素煉瓦１１で構成し、３枚のうち中央の仕切壁要素煉瓦ｂは上が広い台形形状をなすものが用いられる。３枚のうち両側の仕切壁要素煉瓦（１１ｘ１、１１ｘ３）は、中央の上が広い台形形状のものに接続できるように上が狭い台形形状をなしている。仕切壁煉瓦各段の築造にあたっては、３枚のうちのピラーウォール煉瓦の溝２３に嵌装する部分をまず配置し、ピラーウォール煉瓦の溝２３に嵌装し（図２（ｂ））、その後に中央の仕切壁要素煉瓦１１ｘ２を上から挿入する（図２（ｃ））。このようにして仕切壁煉瓦を築造することにより、ピラーウォール構築後であっても、仕切壁を構築することができる。

ところが、蓄熱室の頂部については、すでに蓄熱室天井部がピラーウォールとともに構築済みであるから、仕切壁最上段煉瓦については、その上部から最後の仕切壁要素煉瓦を挿入することが不可能である。

従って、結局のところ、ピラーウォール煉瓦及び蓄熱室天井煉瓦を構築した後に仕切壁煉瓦を構築することは不可能である。

そのため、コークス炉の蓄熱室を築造するにあたっては、図８に示すように、炭化室長手方向の中央又は一方の端部から築造を開始し、１室の蓄熱室築造に際してピラーウォール煉瓦５、仕切壁煉瓦７、及び蓄熱室内に配置されるギッター煉瓦８を同時に下の段から順次矢印３６方向に築造する手段が執られる。そして１室ずつ蓄熱室の築造が完了すると、炭化室長手方向の矢印３７方向に次の列の蓄熱室を築造することとなる。

コークス炉の老朽化に伴い、蓄熱室内のギッター煉瓦を交換する必要が生じた場合には、炭化室長手方向の一方の側からギッター煉瓦を交換する蓄熱室までの間の仕切壁をすべて取り払い、ギッター煉瓦を交換し、次いで仕切壁煉瓦を順次張り替える。仕切壁煉瓦の構造として図２に示すような３枚の仕切壁要素煉瓦１１を配置する構成とすれば、蓄熱室天井部を除く部分については、シール性良好に仕切壁を形成することができる。ところが、ピラーウォール煉瓦と蓄熱室頂部煉瓦は存在しているので、蓄熱室頂部に配置する仕切壁煉瓦を元通りに配置することは不可能である。そこで、蓄熱室頂部については、ガス漏れを防止するための凹凸嵌合付き煉瓦を用いることができず、接触部が平面である煉瓦を挿入せざるを得ないので、ガス流通防止のためのシールが不完全とならざるを得ないという問題があった。

本発明は、コークス炉蓄熱室の煉瓦構造であって、各蓄熱室はピラーウォールと仕切壁とによって区切られ、ピラーウォール煉瓦が構築された状態で仕切壁を築造することができ、かつガス流通防止のためのシールを十分に行うことのできるコークス炉蓄熱室の煉瓦構造を提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）コークス炉蓄熱室の煉瓦構造であって、各蓄熱室１はピラーウォール４と仕切壁６とによって区切られ、蓄熱室１の頂部は上すぼまり形状であって、仕切壁６の形状も蓄熱室形状に沿ってその頂部が上すぼまり形状であり、仕切壁煉瓦７はピラーウォール煉瓦５の溝２３に嵌装され、上下方向に組み上げられる仕切壁煉瓦７の各段はそれぞれ複数枚の仕切壁要素煉瓦１１で構成され、最上段を含む１段又は２段以上の仕切壁煉瓦については、仕切壁要素煉瓦１１を配置した段階で仕切壁に開口１２が形成され、開口１２に蓋煉瓦１３をかぶせることによって仕切壁が密閉される形状であることを特徴とするコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
（２）隣接する各仕切壁要素煉瓦１１の接触面は一方が凹面２１で他方が凸面２２を形成して接触しており、蓋煉瓦１３はその上部において蓄熱室天井煉瓦の溝２４に嵌装され、蓋煉瓦の下部において蓋煉瓦１３と仕切壁要素煉瓦１１の接触面は一方が凹面２１で他方が凸面２２を形成して接触しており、蓋煉瓦１３と左右の仕切壁要素煉瓦１１の接触面はそれぞれ段差２５を有して組み合う形態であることを特徴とする上記（１）に記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
（３）開口１２を有する仕切壁煉瓦は最上段及びその下の段であり、最上段の仕切壁煉瓦は２枚の仕切壁要素煉瓦１１で構成され、その下の仕切壁煉瓦は２枚乃至４枚の仕切壁要素煉瓦１１で構成されることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
（４）上下方向に組み上げられる仕切壁煉瓦の各段は開口１２を有する段を除いてそれぞれ３枚の仕切壁要素煉瓦１１で構成され、３枚のうち中央の仕切壁要素煉瓦１１ｂは上が広い台形形状であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
（５）蓋煉瓦１３は、着脱時のハンドリングのための突起１４又は凹部１５を有していることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。

本発明のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造は、最上段を含む１段又は２段以上の仕切壁煉瓦については、仕切壁要素煉瓦を配置した段階で仕切壁に開口が形成され、該開口に蓋煉瓦をかぶせることによって仕切壁が密閉される形状であるため、ピラーウォール煉瓦を構築した状態で仕切壁煉瓦を築造することが可能であり、なおかつガス流通防止のためのシールを十分に行うことができる。

図７に示すように、本発明のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造において、各蓄熱室１はピラーウォール４と仕切壁６とによって区切られ、蓄熱室１の頂部は上すぼまり形状であって、仕切壁６の形状も蓄熱室形状に沿ってその頂部が上すぼまり形状である。仕切壁煉瓦７はピラーウォール煉瓦５の溝２３に嵌装される。仕切壁煉瓦７とピラーウォール煉瓦５の接点においてガス流通を防止するためである。上下方向に組み上げられる仕切壁煉瓦の各段はそれぞれ複数枚の仕切壁要素煉瓦１１で構成される。

最上段を含む１段又は２段以上の仕切壁煉瓦の構造が本発明の特徴である。この段において、仕切壁要素煉瓦１１を配置した段階で仕切壁に開口１２が形成される。例えば図１の例において、上から２段目は左側に２枚、右側に２枚の仕切壁要素煉瓦１１で構成され、まず両側の仕切壁要素煉瓦（１１ｂ１、１１ｂ４）をピラーウォール煉瓦の溝２３に嵌装させ（図１（ｂ））、ついでその内側の仕切壁要素煉瓦（１１ｂ２、１１ｂ３）を配置する（図１（ｃ））。中央部に開口１２が形成される。最上段は左右に各１枚の仕切壁要素煉瓦（１１ａ１、１１ａ２）で構成され、その側面でピラーウォール煉瓦の溝２３に嵌装されるとともに、その上部で天井煉瓦の溝２４に嵌装される。左側の仕切壁要素煉瓦１１ａ１をまず天井煉瓦の溝２４に嵌装させ、そのまま左側にずらしていくと、ピラーウォール煉瓦の溝２３に嵌装させて配置を完了することができる。右側の仕切壁要素煉瓦１１ａ２についても同様である。そして中央部に開口が形成され、上から２段目にできる開口と連続した開口１２となる（図１（ｄ））。蓋煉瓦１３は、この開口１２にちょうど合致した形状である。この開口１２に蓋煉瓦１３をかぶせることによって仕切壁が密閉される（図１（ｅ））。

以上のとおりであるから、ピラーウォール煉瓦を構築した状態で仕切壁煉瓦を築造することが可能であり、なおかつガス流通防止のためのシールを十分に行うことができる。

仕切壁において、隣接する各仕切壁要素煉瓦間のガスシールを十分に行うことが重要である。本発明において、図２（ｅ）（ｆ）に示すように、隣接する各仕切壁要素煉瓦１１の接触面は一方が凹面２１で他方が凸面２２を形成して接触すると好ましい。凹面２１と凸面２２とが相互に嵌合するので、ガスシールを十分に行うことができる。凹面２１と凸面２２との接触面にモルタル１６を充填することにより、ガスシールをより確実にすることができる。また、ピラーウォール煉瓦の溝２３、天井煉瓦の溝２４に繊維状の耐火断熱材１７を配置した上で仕切壁要素煉瓦を溝（２３、２４）に挿入すると好ましい。

蓋煉瓦１３の形状については、図３（ｃ）に示すように、蓋煉瓦上部３３において蓄熱室天井煉瓦の溝２４に嵌装されるようにすると、蓋煉瓦１３と天井煉瓦９の接触部におけるガスシールを十分にすることができると同時に、蓋煉瓦１３が天井煉瓦９で拘束されるので、蓋煉瓦１３の転倒を防止することができる。また図３（ｃ）に示すように、蓋煉瓦下部３４において蓋煉瓦１３と仕切壁要素煉瓦１１の接触面は一方が凹面２１で他方が凸面２２を形成して接触すると好ましい。凹面２１と凸面２２とが相互に嵌合するので、ガスシールを十分に行うことができる。凹面２１と凸面２２との接触面にモルタル１６を充填することにより、ガスシールをより確実にすることができる。蓋煉瓦１３は蓋煉瓦下部３４に接する仕切壁要素煉瓦１１と凹面２１と凸面２２との嵌合をなしており、蓋煉瓦１３の重量によって蓋煉瓦下部３４に接する仕切壁要素煉瓦１１に押し付けられ、かつモルタル１６によって接合されるので、蓋煉瓦１３の位置ずれが起こることがない。蓋煉瓦側部３５で蓋煉瓦１３と接する仕切壁要素煉瓦１１の接触面については、凹面と凸面との嵌合とすることができない。凹面と凸面との組み合わせとしたのでは、開口１２に蓋煉瓦１３を嵌め込むことができないからである。そこで本発明においては、図３（ｂ）に示すように、仕切壁要素煉瓦１１の蓋煉瓦側部３５と接する部分に段差２５ａを設け、蓋煉瓦１３の仕切壁要素煉瓦と接する部分にも段差２５ｂを設け、それぞれの段差２５が互いに組み合う形態とすると好ましい。仕切壁要素煉瓦と蓋煉瓦との接触部にモルタル１６を配置すると好ましい。凹凸の嵌合部に比較するとガスシール性が低下するものの、平面同士が接触する形状と比較するとガスシール性は優れており、蓄熱室の仕切壁として十分なガスシール性を実現することができる。

蓋煉瓦１３を開口１２に配置するに際しては、図３（ｄ）に示すように、まず蓋煉瓦１３を天井煉瓦の溝２４に挿入し、次いで図３（ｃ）に示すように蓋煉瓦１３の下部に位置する仕切壁要素煉瓦１１と嵌合させる。蓋煉瓦下部３４又はそこに接する仕切壁要素煉瓦のいずれかの面が凸面２２となっているので、蓋煉瓦１３を配置するに当たっては、蓋煉瓦１３を溝２４に挿入する際、蓋煉瓦１３を最終位置よりも高い位置まで持ち上げる必要がある。従って、溝２４の深さは、蓋煉瓦１３を十分に持ち上げられるような余裕をもった深さとする。また、溝２４に予め繊維状の耐火断熱材１７を配置した上で蓋煉瓦１３を挿入すると、繊維状の耐火断熱材は弾力性を有するので、蓋煉瓦１３を挿入したときに十分に高い位置まで持ち上げられると同時に、蓋煉瓦１３を最終位置に固定した後も十分なガス封止能力を保持することができる。

開口１２を有する仕切壁煉瓦は、最上段を含む１段又は２段以上とすることができるが、最上段及びその下の段とすると好ましい。最上段の仕切壁煉瓦は２枚の仕切壁要素煉瓦で構成され、その下の仕切壁煉瓦は２枚乃至４枚の仕切壁要素煉瓦で構成される場合、好ましく築造することができる。

図１、４に示す例においては、上から３段目及びそれより下の段の仕切壁煉瓦については、それぞれ３枚の仕切壁要素煉瓦で構成され、３枚のうち中央の仕切壁要素煉瓦は上が広い台形形状である。下の段から順に、例えば上から３段目であれば、左右の仕切壁要素煉瓦（１１ｃ１、１１ｃ３）をピラーウォール煉瓦の溝２３に嵌装して配置し、その後に中央の台形の仕切壁要素煉瓦１１ｃ２を挿入する。そのようにして上から３段目までの仕切壁煉瓦を配置することができる。

上から２段目については、図４（ａ）に示すように２枚の仕切壁要素煉瓦（１１ｂ１、１１ｂ２）で構成される場合は、左右それぞれの仕切壁要素煉瓦を順次組み付ける。図１（ｃ）に示すように４枚の仕切壁要素煉瓦（１１ｂ１〜１１ｂ４）で構成される場合は、まず左右の端部仕切壁要素煉瓦をピラーウォール煉瓦の溝に嵌装し、次いで内側の仕切壁要素煉瓦を配置する。図４（ｂ）に示すように一方の側が１枚、他方の側が２枚で合計３枚でも良い。左右の仕切壁要素煉瓦の内側に開口が形成される。

次いで最上段の仕切壁煉瓦を築造する（図１（ｄ））。左右いずれかの仕切壁要素煉瓦をまず天井煉瓦の溝２４に嵌装し、次いで横移動してピラーウォール煉瓦の溝２３に嵌装する。もう一方の側の仕切壁要素煉瓦も同様である。

この状態で、仕切壁煉瓦最上段と２段目の位置に開口１２が形成されるので（図１（ｄ））、この開口１２に蓋煉瓦１３を装着する（図１（ｅ））。仕切壁要素煉瓦と蓋煉瓦との接触部の形状、蓋煉瓦の装着方法については、上述のとおりである。

開口を有する段以外の段の仕切壁煉瓦については、図５（ａ）に示すように、各段で１枚の仕切壁要素煉瓦とすることも不可能ではない。また図５（ｂ）（ｃ）に示すように、各段で２枚の長さの異なる仕切壁要素煉瓦とし、各段ごとにまず一方の仕切壁要素煉瓦を配置し、その後に他方の仕切壁要素煉瓦を配置することができる。２枚の仕切壁要素煉瓦の接触部については、直角とすることもでき（図５（ｂ））、やや斜めとすることもできる（図５（ｃ））。各段の仕切壁要素煉瓦を３枚とし、隣り合った仕切壁要素煉瓦の接触部については直角とすることができる（図５（ｄ））。

開口を有する段以外の段の仕切壁煉瓦について好ましくは、図２に示すように、仕切壁煉瓦の各段は３枚の仕切壁要素煉瓦で構成され、３枚のうち中央の仕切壁要素煉瓦は上が広い台形形状とする。左右の仕切壁要素煉瓦についても、中央の仕切壁要素煉瓦と接触する部分は、中央の仕切壁要素煉瓦と接触するように斜め形状とする。３枚の仕切壁要素煉瓦で構成することにより、溝２３に挿入する仕切壁要素煉瓦については、溝２３に直角方向に挿入するので、溝２３内に繊維状の耐火断熱材を配置した状態で円滑に仕切壁要素煉瓦を配置することができる。また、中央の仕切壁要素煉瓦は上が広い台形形状とすることにより、各段の仕切壁要素煉瓦の形状を同一形状としても、目地が重なることがなく、ガス遮断が確実にできる。また、煉瓦構造体としての強度の確保が可能となる。

本発明の蓋煉瓦は、着脱時のハンドリングのための突起１４又は凹部１５を有していると好ましい。図６（ａ）（ｂ）に示すように突起１４を有していれば、蓋煉瓦１３の着脱時に突起１４をつまむことによって容易に着脱することができる。図6（ｃ）（ｄ）に示すように凹部１５を有していれば、蓋煉瓦１３の着脱時に凹部１５に指をかけて持ち上げることにより、容易に着脱を行うことができる。

本発明の仕切壁の構造を示す図であり、（ａ）は上から３段目までの仕切壁煉瓦構築時、（ｂ）は上から２段目の仕切壁要素煉瓦構築途中、（ｃ）は上から２段目の仕切壁要素煉瓦構築後、（ｄ）は最上段の仕切壁要素煉瓦構築後、（ｅ）は蓋煉瓦設置後を示すそれぞれ正面断面図であり、（ａ）〜（ｅ）はＡ−Ａ矢視断面図、（ｆ）はＦ−Ｆ矢視断面図、（ｇ）はＧ−Ｇ矢視断面図である。 仕切壁の構造を示す図であり、（ａ）は全体正面断面図、（ｂ）（ｃ）は２段目構築中の正面断面図、（ｄ）はＤ−Ｄ矢視断面図、（ｅ）はＥ−Ｅ矢視断面図、（ｆ）はＦ−Ｆ矢視断面図である。 本発明の仕切壁の構造を示す図であり、（ａ）は部分正面断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢視断面図、（ｄ）は蓋煉瓦装着中の断面図である。 本発明の仕切壁の構造を示す部分正面断面図である。 仕切壁の構造を示す部分正面断面図である。 蓋煉瓦の構造を示す図であり、（ｂ）（ｄ）はそれぞれＢ−Ｂ矢視断面図、Ｄ−Ｄ矢視断面図である。 室炉式コークス炉の構造を示す図であり、（ａ）は全体側面断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）（ｄ）はＣ−Ｃ矢視部分断面図、（ｅ）はＥ−Ｅ矢視断面図である。 従来の蓄熱室築造手順を示す図である。

符号の説明

１ 蓄熱室
２ 炭化室
３ 燃焼室
４ ピラーウォール
５ ピラーウォール煉瓦
６ 仕切壁
７ 仕切壁煉瓦
８ ギッター煉瓦
９ 天井煉瓦
１１ 仕切壁要素煉瓦
１２ 開口
１３ 蓋煉瓦
１４ 突起
１５ 凹部
１６ モルタル
１７ 繊維状の耐火断熱材
２１ 凹面
２２ 凸面
２３ 溝（ピラーウォール煉瓦）
２４ 溝（天井煉瓦）
２５ 段差
３３ 蓋煉瓦上部
３４ 蓋煉瓦下部
３５ 蓋煉瓦側部
３６ 矢印
３７ 矢印

Claims (5)

1. コークス炉蓄熱室の煉瓦構造であって、各蓄熱室はピラーウォールと仕切壁とによって区切られ、蓄熱室の頂部は上すぼまり形状であって、仕切壁の形状も蓄熱室形状に沿ってその頂部が上すぼまり形状であり、
   仕切壁煉瓦はピラーウォール煉瓦の溝に嵌装され、上下方向に組み上げられる仕切壁煉瓦の各段はそれぞれ複数枚の仕切壁要素煉瓦で構成され、
   最上段を含む１段又は２段以上の仕切壁煉瓦については、仕切壁要素煉瓦を配置した段階で仕切壁に開口が形成され、該開口に蓋煉瓦をかぶせることによって仕切壁が密閉される形状であることを特徴とするコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
2. 隣接する各仕切壁要素煉瓦の接触面は一方が凹面で他方が凸面を形成して接触しており、前記蓋煉瓦はその上部において蓄熱室天井煉瓦の溝に嵌装され、蓋煉瓦の下部において蓋煉瓦と仕切壁要素煉瓦の接触面は一方が凹面で他方が凸面を形成して接触しており、蓋煉瓦と左右の仕切壁要素煉瓦の接触面はそれぞれ段差を有して組み合う形態であることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
3. 前記開口を有する仕切壁煉瓦は最上段及びその下の段であり、最上段の仕切壁煉瓦は２枚の仕切壁要素煉瓦で構成され、その下の仕切壁煉瓦は２枚乃至４枚の仕切壁要素煉瓦で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
4. 上下方向に組み上げられる仕切壁煉瓦の各段は開口を有する段を除いてそれぞれ３枚の仕切壁要素煉瓦で構成され、３枚のうち中央の仕切壁要素煉瓦は上が広い台形形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。
5. 前記蓋煉瓦は、着脱時のハンドリングのための突起又は凹部を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコークス炉蓄熱室の煉瓦構造。

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