JP4972766B2 - Coke oven furnace wall repair device - Google Patents
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本発明は、石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉の炭化室の炉壁煉瓦を補修する方法およびその装置に関し、特に連続作業性に優れるものに関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for repairing a furnace wall brick in a carbonizing chamber of a coke oven for producing coke by dry distillation of coal, and particularly to an apparatus having excellent continuous workability.
図5はコークス炉の概略構造を示し、コークス炉600は燃焼室610と炭化室620が交互に配置される構造で、図6に示すように、炭化室620は、石炭を乾留して製造したコークスを矢印Cの方向に押し出す際、炉壁630に付着したカーボンが押出し抵抗となり、カーボンと炉壁630の一部がコークスと共に押し出されて炉壁630に欠損が生じる。
FIG. 5 shows a schematic structure of a coke oven. A
炉壁630に生じる欠損は深さが最大で36.5mm程度で、押出し力を増大させるため、炉壁630を平滑とする補修が、溶射材と酸素を損傷した炉壁630に吹き付ける溶射補修装置により定期的におこなわれる。
The defect generated in the
特許文献1はコークス炉溶射補修装置及び補修方法に関し、溶射補修装置を炭化室に出入り自由なビームの先端に昇降駆動機を備えたスライド駆動機を取り付け、前記昇降駆動機には溶射バーナと、壁面に溶射された溶射材を平滑にするコテを有するランス駆動機を取り付け、前記ビームには更に溶射に係るユーティリティを取り付けた構造とし、操作性を向上させることにより、操業の空き時間において溶射補修を実施することが記載されている。 Patent Document 1 relates to a coke oven thermal spray repair apparatus and repair method, and a thermal spray repair apparatus is attached to a slide drive machine having a lift drive at the tip of a free beam that enters and exits the carbonization chamber, and the spray drive burner is attached to the lift drive; A lance drive machine with a trowel that smoothes the sprayed material sprayed on the wall surface is attached, and a utility for spraying is attached to the beam to improve the operability, thereby repairing the spraying in idle time of operation. Are described.
特許文献2、3はコークス炉補修装置に関し、特許文献2にはその先端に溶射ノズルなどを取り付けた多段伸縮ランスを水平面内およびランス軸周りに回転可能とし、炭化室の左右2面の炉壁の観察や補修をランス全体を取り替えることなく可能とする補修装置が記載されている。
特許文献3にはコークス炉の炭化室の奥行き方向および幅方向に移動自在な位置決め台車と、当該位置決め台車に載置され炭化室の奥行き方向に移動可能で、溶射ノズルなどが取り付けられる、俯仰可能なビームを設置する差込台車を備えた補修装置が記載されている。
ところで、コークスの実操業は連続操業であり、炭化室の炉壁の補修作業はコークス実操業と並行して行われるため押出機等のコークス炉移動機との干渉を防止するために補修作業時間を最小限にすることが要望される。 By the way, the actual operation of coke is continuous operation, and the repair work of the furnace wall of the carbonization chamber is performed in parallel with the actual operation of coke, so repair work time is required to prevent interference with coke oven moving machines such as extruders. Is required to be minimized.
特に、補修作業能率を向上させるためには、溶射補修作業において溶射条件を適正にすることにより、失火や溶射材がリバウンドし噴射口を塞ぐことによる逆火の発生を防止し、作業能率の低下による補修時間増加を抑制することが強く要望される。 In particular, in order to improve the repair work efficiency, by making the spraying conditions appropriate in the spray repair work, the occurrence of backfire due to rebound of the sprayed material and blocking the injection port is prevented, and the work efficiency is reduced. It is strongly desired to suppress the increase in repair time due to
しかしながら、特許文献1はビームの撓み防止をするために炉底にアウトリガーを設置しているが、コークス炉炭化室の底面は平坦でなく、また、コークス塊が残存しビームの水平度を保証することは困難であり、溶射位置を適切に制御することに問題があり補修効率の低下をきたす。 However, in Patent Document 1, an outrigger is installed at the bottom of the furnace in order to prevent deflection of the beam, but the bottom surface of the coke oven carbonization chamber is not flat and coke lump remains to guarantee the level of the beam. This is difficult, and there is a problem in properly controlling the spraying position, resulting in a reduction in repair efficiency.
また、特許文献2はランスが多段伸縮方式であり、ランスを伸縮した場合に撓みとガタにより変位が大きくなり溶射位置を精度良く制御することができなく補修効率に支障をきたす。また、特許文献3には失火や逆火を防止し補修効率を向上させることについての一切の開示はない。
そこで、本発明は安定した連続補修作業が可能な炉壁補修方法および炉壁補修装置を提供することを目的とする。
Further, in
Then, an object of this invention is to provide the furnace wall repair method and furnace wall repair apparatus which can perform the stable continuous repair work.
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
1.コークス炉の炭化室の幅方向に移動自在な位置決め台車と、該位置決め台車上に載置された前記炭化室の奥行き方向に移動自在な差込台車と、該差込台車上に俯仰自在に設置されたビームと、前記差込台車上に設置された該ビームを俯仰する俯仰駆動手段と、前記ビームの先端に設置された炉壁を補修する溶射装置を備えた炉壁補修装置であって、
前記溶射装置は、筐体内に配置される溶射ノズル、2つのレーザ距離計、および監視用光学系ヘッド、照明装置を有し、前記溶射ノズル、監視用光学系ヘッド、照明装置が、前記筐体と一体となって前記ビームの軸周りに回転可能な構造とされ、
前記2つのレーザ距離計は、互いのビームの照射方向が180°反対方向で、且つ、炉壁と直角方向となるように前記ビームに固定されてなり、
前記レーザ距離計は、距離測定用として波長650nmの可視光半導体レーザを用い、
前記照明装置の照明ランプはイグナイタ内蔵型の安定器を有し、色温度が3000Kであり、
前記レーザ距離計のいずれか一方により溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔を40mm〜47.5mmとして壁面を溶射後、前記筐体を半回転(180°回転)し、溶射ノズルと監視用光学系ヘッド、照明装置を他方の壁面に対向させて前記レーザ距離計の他方の距離計により溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔を40mm〜47.5mmとして壁面を溶射操作可能にした溶射装置であることを特徴とする炉壁補修装置。
The object of the present invention can be achieved by the following means.
1. Positioning cart that can move in the width direction of the carbonization chamber of the coke oven, an insertion cart that can be moved in the depth direction of the carbonization chamber placed on the positioning cart, and can be raised and lowered on the insertion cart A furnace wall repairing device comprising: a beam formed; an elevation driving means for raising and lowering the beam installed on the insertion carriage; and a thermal spraying device for repairing a furnace wall installed at a tip of the beam;
The thermal spraying device has a thermal spray nozzle, two laser distance meters, a monitoring optical system head, and an illumination device arranged in a housing, and the thermal spray nozzle, the monitoring optical system head, and the illumination device are in the housing. And a structure that can rotate around the beam axis,
The two laser rangefinders are fixed to the beam so that the irradiation directions of the beams are opposite to each other by 180 ° and perpendicular to the furnace wall,
The laser distance meter uses a visible light semiconductor laser having a wavelength of 650 nm for distance measurement,
The illumination lamp of the illumination device has a ballast with a built-in igniter and a color temperature of 3000K.
After spraying the wall surface with the distance between the spray nozzle tip and the furnace wall set to 40 mm to 47.5 mm by either one of the laser rangefinders, the casing is rotated half a turn (180 °), and the spray nozzle and the monitoring optics A thermal spraying apparatus in which the system head and the lighting device are opposed to the other wall surface and the distance between the tip of the thermal spray nozzle and the furnace wall is set to 40 mm to 47.5 mm by the other distance meter of the laser rangefinder so that the wall surface can be sprayed. A furnace wall repair device characterized by being.
本発明によれば、炉壁補修の際の溶射において、失火や逆火などの発生が抑制されので、安定な連続炉壁補修作業が可能となり産業上極めて有用である。 According to the present invention, since the occurrence of misfire or flashback is suppressed during thermal spraying during furnace wall repair, stable continuous furnace wall repair work is possible, which is extremely useful industrially.
本発明は、溶射による炉壁補修において、溶射装置を小型化し、溶射装置と炉壁との間隔を溶射中に失火や逆火が発生しない距離とすることを特徴とする。以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。 The present invention is characterized in that, in repairing a furnace wall by thermal spraying, the thermal spraying apparatus is miniaturized, and the distance between the thermal spraying apparatus and the furnace wall is set to a distance that does not cause misfire or flashback during thermal spraying. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、炭化室61の炉壁63を溶射補修する際の、押出し機側(以下、PS)の窯口における溶射装置7と炉壁63との位置関係を示す図で、溶射装置7は炉壁補修装置(図示しない)のビーム3の先端に取り付けられ、溶射装置7と炉壁63との間隔lは、溶射中は一定とする。
FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the
図において間隔lは溶射装置7における溶射ノズルの先端と炉壁63との間隔とする。尚、一般的に炭化室61はPSからコークガイド車側(以下、CS)にかけて末広がりの形状で、PSの窯口において、間隔lは最も短い距離となる。
In the figure, the interval l is the interval between the tip of the thermal spray nozzle in the
また、図では溶射装置7と炉壁63との間隔を左右で同じとしているが、本発明を限定するものではない。
Moreover, although the space | interval of the
本発明に係る炉壁補修方法では、溶射装置の溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔lを40mm以上として溶射する。溶射装置の溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔が40mm未満では失火または逆火が発生し、溶射が不可能となるため、40mm以上とする。 In the furnace wall repairing method according to the present invention, thermal spraying is performed with the interval l between the tip of the thermal spray nozzle of the thermal spray apparatus and the furnace wall being 40 mm or more. If the distance between the tip of the thermal spray nozzle of the thermal spraying device and the furnace wall is less than 40 mm, misfire or flashback occurs and spraying becomes impossible.
図1は本発明に係る炉壁補修方法の実施に好適な炉壁補修装置の一例を示す図で、図において1は炉壁補修装置、2は差込台車、3はビーム、4は俯仰駆動機構、5は位置決め台車、6は炭化室、7は溶射装置、8はビーム支持手段を示す。
FIG. 1 is a view showing an example of a furnace wall repairing apparatus suitable for carrying out the furnace wall repairing method according to the present invention. In the figure, 1 is a furnace wall repairing apparatus, 2 is an insertion carriage, 3 is a beam, 4 is an
炉壁補修装置1は、位置決め台車5と、差込台車2と、その先端に溶射装置7を取り付けたビーム3と、ビーム3の俯仰駆動機構4を備える。
The furnace wall repair device 1 includes a
位置決め台車5はコークス炉の炭化室6のPSの窯口の前に敷設された軌道上(押出し機軌条)を移動して炭化室6の幅方向に移動可能なように駆動機構(図示しない)を備え、当該位置決め台車5の上には炭化室6の奥行き方向に移動自在な差込台車2が載置される。
The positioning
そして、当該差込台車2の上には俯仰自在に設置された、その先端に溶射装置7を取り付けたビーム3と、当該ビーム3をビーム支持手段8を介して俯仰する俯仰駆動手段4が載置されている。
A
尚、炉壁補修作業は、PSとCSの窯口に順次、実施しても、いずれか一方の窯口から実施しても良く本発明では特に規定しない。 The furnace wall repair work may be carried out sequentially at the PS and CS kilns, or from either kiln, and is not particularly defined in the present invention.
図3は、本発明に係る炉壁補修方法での使用に好適な溶射装置7の構造の一例を説明する概略図でビーム3の軸方向の延長上における断面(以下、長手方向断面)を示す。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the structure of the
図において、7は溶射装置、71は溶射ノズル、72a,72bは溶射ノズル71と炉壁63との距離lを制御するためのレーザ距離計、73は溶射状況を監視するための監視用の光学系ヘッド、74は溶射状況の監視が可能なように溶射部を照射する照明装置、75はレーザ距離計72a,72bによる距離の測定と監視用光学系ヘッド73の監視が可能なように設けられた開口部、76は照明装置74により溶射部の照明が可能なように設けられた開口部、77は溶射材供給ホースと溶射用気体供給ホースを束ねた溶射ノズル供給系、78は光学系ヘッド73の電源ー信号ケーブル、79は筐体を示す。
In the figure, 7 is a spraying device, 71 is a spraying nozzle, 72a and 72b are laser distance meters for controlling the distance l between the spraying
図4は溶射装置7の、ビーム3の軸方向と直交する断面方向(以下、直角方向断面)における溶射ノズル71、レーザ距離計72a,72b、監視用光学系ヘッド73の配置を説明する概略図で、(a)は筐体79内におけるレーザ距離計72a,72bと監視用光学系ヘッド73の配置、(b)は筐体79内における溶射ノズル71の配置を示す。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the
溶射装置7の筐体79の内部には、その先端部から取り付けられているビーム3にかけて、溶射ノズル71、レーザ距離計72a,72b、監視用光学系ヘッド73、照明装置74の順に配置される。
Inside the
溶射ノズル71は溶射方向が炉壁63と直角方向となるように配置し、レーザ距離計72a,72bは溶射ノズル71の先端から炉壁63までの距離(以下、溶射距離)lが正確に測定できるように、可能な限り溶射ノズル71の近くに配置する。
The
溶射部の観察照明装置74と監視用光学系ヘッド73は、照明装置74の照射光が開口部76を通過して、溶射部を照射し、炉壁補修装置の操作者が開口部75を通して監視用光学系ヘッド73で溶射状況を観察できる位置であれば良く、筐体79の内部において適宜選定する。
The
溶射装置7は、筐体79内に配置される溶射ノズル71、レーザ距離計72a,72b、監視用光学系ヘッド73、照明装置74のうち、溶射ノズル71、監視用光学系ヘッド73、照明装置74が、筐体79と一体となってビーム3の軸周りに回転可能な構造とする。
The
レーザ距離計72a,72bは、距離を正確に測定するため、図示しない支持機構により、互いのビームの照射方向dが180°反対方向で、且つ、炉壁63と直角方向となるようにビーム3に固定する。
In order to accurately measure the distance, the
炭化室の炉壁を補修する場合、一方の炉壁63を、レーザ距離計72aで測定される炉壁63と溶射ノズル71との距離を本発明範囲内として溶射後、筐体79を半回転(180°回転)し、溶射ノズル71と監視用光学系ヘッド73、照明装置74を他方の壁面に対向させて溶射する。
When repairing the furnace wall of the carbonization chamber, after spraying one
この際、炉壁63と溶射ノズル71との距離は、レーザ距離計72bからのレーザが筐体の開口部75から照射されることにより測定される。
At this time, the distance between the
レーザ距離計72a,72bは、距離測定用として波長650nmの可視光半導体レーザを用い、照明装置74はランプとしてイグナイタ内蔵型の安定器を有し、色温度が3000Kであるものを使用すると、溶射装置3が小型化され、一般的な寸法形状を有する炭化室の炉壁溶射補修において、溶射ノズル(3)と炉壁63との間隔lを40mm以上とすることが可能となる。
The
奥行きが16m、高さ6mで窯口がPSが0.395m、CSが0.465mの炭化室を、PSの窯口からのみ図1に示す炉壁溶射装置を差込んで炉壁補修を行った。 The furnace wall is repaired by inserting the furnace wall spraying device shown in Fig. 1 into the carbonization chamber with a depth of 16m, a height of 6m, a kiln opening of PS of 0.395m, and a CS of 0.465m. It was.
溶射装置は、図3に示す溶射装置においてレーザ距離計は、距離測定用として波長650nmの可視光半導体レーザを用い、照明装置はランプとしてイグナイタ内蔵型の安定器を有し、色温度が3000Kであるものを使用し、溶射装置の外径を300mmとした。 In the thermal spraying apparatus shown in FIG. 3, the laser distance meter uses a visible light semiconductor laser having a wavelength of 650 nm for distance measurement, the illuminating device has a ballast with a built-in igniter as a lamp, and the color temperature is 3000K. A certain thing was used and the outer diameter of the thermal spraying apparatus was 300 mm.
溶射装置の溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔を47.5mm、40mmとした場合の其々について溶射補修を行った場合は、いずれの場合も溶射作業中に失火・逆火が発生しなかった。 When the thermal spray repair is performed for the case where the distance between the tip of the thermal spraying nozzle of the thermal spraying apparatus and the furnace wall is 47.5 mm and 40 mm, no misfire or flashback occurs during the thermal spraying operation in any case. It was.
溶射能力として、溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔が47.5mmの場合は49kg/hr、40mmの場合は40kg/hrの溶射量が得られた。 As the spraying capability, a spraying amount of 49 kg / hr was obtained when the distance between the tip of the spraying nozzle and the furnace wall was 47.5 mm, and 40 kg / hr when 40 mm.
次に、レーザ距離計を、距離測定用として波長780nmの赤外半導体レーザとし、照明装置はランプとしてイグナイタ別置き型の安定器を有し、色温度が6500Kのものを使用して、外径を330mmとした溶射装置を用い、溶射装置の溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔を32.5mm、25mmとした場合の其々についてPSからのみ溶射を行った。 Next, the laser distance meter is an infrared semiconductor laser with a wavelength of 780 nm for distance measurement, and the illumination device has an igniter-separated ballast as a lamp, and has a color temperature of 6500K. A thermal spraying apparatus having a thickness of 330 mm was used, and thermal spraying was performed only from PS for each of cases where the distance between the tip of the thermal spraying nozzle of the thermal spraying apparatus and the furnace wall was 32.5 mm and 25 mm.
その結果、いずれの場合も、溶射作業中に失火・逆火が発生し、溶射能力は、溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔が32.5mmの場合は22kg/hr、25mmの場合は20kg/hrの溶射量であった。 As a result, in both cases, misfires and flashbacks occurred during the spraying operation, and the spraying capability was 22 kg / hr when the distance between the tip of the spray nozzle and the furnace wall was 32.5 mm, and 20 kg when 25 mm. The amount of thermal spraying was / hr.
1 炉壁補修装置
2 差込台車
3 ビーム
4 俯仰駆動機構
5 位置決め台車
6 炭化室
7 溶射装置
8 ビーム支持手段
61 炭化室
62 燃焼室
63 炉壁
71 溶射ノズル
72a,72b レーザ距離計
73 監視用の光学系ヘッド
74 照明装置
75、76 開口部
77 溶射材供給ホースと溶射用気体供給ホースを束ねた溶射ノズル供給系
78 光学系ヘッドの電源ー信号ケーブル
79 筐体
600 コークス炉
610 燃焼室
620 炭化室
630 炉壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace
Claims (1)
前記溶射装置は、筐体内に配置される溶射ノズル、2つのレーザ距離計、および監視用光学系ヘッド、照明装置を有し、前記溶射ノズル、監視用光学系ヘッド、照明装置が、前記筐体と一体となって前記ビームの軸周りに回転可能な構造とされ、
前記2つのレーザ距離計は、互いのビームの照射方向が180°反対方向で、且つ、炉壁と直角方向となるように前記ビームに固定されてなり、
前記レーザ距離計は、距離測定用として波長650nmの可視光半導体レーザを用い、
前記照明装置の照明ランプはイグナイタ内蔵型の安定器を有し、色温度が3000Kであり、
前記レーザ距離計のいずれか一方により溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔を40mm〜47.5mmとして壁面を溶射後、前記筐体を半回転(180°回転)し、溶射ノズルと監視用光学系ヘッド、照明装置を他方の壁面に対向させて前記レーザ距離計の他方の距離計により溶射ノズル先端と前記炉壁との間隔を40mm〜47.5mmとして壁面を溶射操作可能にした溶射装置であることを特徴とする炉壁補修装置。 Positioning cart that can move in the width direction of the carbonization chamber of the coke oven, an insertion cart that can be moved in the depth direction of the carbonization chamber placed on the positioning cart, and can be raised and lowered on the insertion cart A furnace wall repairing device comprising: a beam formed; an elevation driving means for raising and lowering the beam installed on the insertion carriage; and a thermal spraying device for repairing a furnace wall installed at a tip of the beam;
The thermal spraying device has a thermal spray nozzle, two laser distance meters, a monitoring optical system head, and an illumination device arranged in a housing, and the thermal spray nozzle, the monitoring optical system head, and the illumination device are in the housing. And a structure that can rotate around the beam axis,
The two laser rangefinders are fixed to the beam so that the irradiation directions of the beams are opposite to each other by 180 ° and perpendicular to the furnace wall,
The laser distance meter uses a visible light semiconductor laser having a wavelength of 650 nm for distance measurement,
The illumination lamp of the illumination device has a ballast with a built-in igniter and a color temperature of 3000K.
After spraying the wall surface with the distance between the spray nozzle tip and the furnace wall set to 40 mm to 47.5 mm by either one of the laser rangefinders, the casing is rotated half a turn (180 °), and the spray nozzle and the monitoring optics A thermal spraying apparatus in which the system head and the lighting device are opposed to the other wall surface and the distance between the tip of the thermal spray nozzle and the furnace wall is set to 40 mm to 47.5 mm by the other distance meter of the laser rangefinder so that the wall surface can be sprayed. A furnace wall repair device characterized by being.
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