JP5890230B2 - 湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法に係り、煙突機能を維持しつつ改修することができ、例えば湿式コークス消火塔の場合、コークスの消火機能を保持したままで湿式コークス消火塔を改修することが可能で、コークス炉の運転を継続することができる湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法に関する。

製鉄所において、コークス炉からのコークスを消火施設で湿式消火し、発生する水蒸気を煙突から放出する湿式コークス消火塔はよく知られている。例えば特許文献１の「コークス炉の赤熱コークス消火設備」では、水平コークス炉から間欠的に押出された赤熱コークスを容器に収容し、該容器を包含する建屋内に於いて散水により間欠的にコークスを消火する装置であって前記建屋に連通する筒体と該筒体の上方に位置し、前記間欠的消火の際間欠的に発生する水蒸気を凝縮するに足る量の冷却水を散水するノズルと前記筒体上方に位置し、前記間欠的に発生する水蒸気によって押出される建屋及び筒体内の空気を大気中へ放散するための開口を設けている。

実開昭６３−１１９６４２号公報

製鉄所において、コークス炉からのコークスを湿式消火方式で冷却する場合には、消火施設で多量の水をコークスにかけて冷却する。この際に発生する水蒸気は、消火施設から煙突を通じて上空に放出される。

長年使用した湿式コークス消火塔は劣化するので、所定期間経過したら、改修する必要がある。湿式コークス消火塔の改修工事は、コークス炉を停止することなく、運転を継続しながら行うことが好ましく、従って、消火塔の機能を保持したままで施工し得る改修方法の案出が望まれていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法について、煙突機能を維持しつつ改修することが可能であって、例えば湿式コークス消火塔の場合、コークスの消火機能を保持したままで湿式コークス消火塔を改修することが可能で、コークス炉の運転を継続することができる湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる湿式コークス消火塔の改修方法は、コークス炉からのコークスを消火施設で湿式消火し、発生する水蒸気を煙突から放出する湿式コークス消火塔を改修する方法であって、上記湿式コークス消火塔の上記煙突の外回りを取り囲んで、金属板で内張りされた仮設煙突を構築する第１工程と、上記仮設煙突内方で、上記煙突を解体し撤去する第２工程と、上記仮設煙突内方で、新設煙突を構築する第３工程と、上記仮設煙突を解体撤去する第４工程とを含むことを特徴とする。

前記第３工程で構築される前記新設煙突は、該新設煙突の内面を形成する金属板製内側捨て型枠とその外側に配設される木製外型枠との間に、鉄筋を配筋しコンクリートを打設して構築されることを特徴とする。

前記金属板製内側捨て型枠には鋼材が接合され、該鋼材は前記金属板製内側捨て型枠と前記木製外型枠との間に打設される前記コンクリートに埋設されることを特徴とする。

前記第１工程以前から前記第４工程以降までの期間中に、前記消火施設を補修することを特徴とする。

本発明にかかる煙突の改修方法は、煙突を新設煙突に更新するために改修する方法であって、上記煙突の外回りを取り囲んで、金属板で内張りされた仮設煙突を構築する第１工程と、上記仮設煙突内方で、上記煙突を解体し撤去する第２工程と、上記仮設煙突内方で、上記新設煙突を構築する第３工程と、上記仮設煙突を解体撤去する第４工程とを含むことを特徴とする。

本発明にかかる湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法にあっては、煙突機能を維持しつつ改修することができ、例えば湿式コークス消火塔の場合、コークスの消火機能を保持したままで湿式コークス消火塔を改修することができ、コークス炉の運転を継続することができる。

本発明に係る湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法の好適な一実施形態を説明するための、既存の湿式コークス消火塔の一例を示す図であって、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は側面図である。 本実施形態の第１工程を示す、仮設煙突を構築した状態の湿式コークス消火塔の概略平面図である。 図２中、Ａ−Ａ線矢視断面図である。 図２中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。 図１に示した湿式コークス消火塔の煙突の切断割付を示す斜視図である。 図５に示した切断割付に従って煙突を切り分けた様子を示す分解斜視図である。 本実施形態の第２工程を示す、煙突及び接続部分を解体撤去していく様子の図３に対応する図である。 図１に示した湿式コークス消火塔から煙突及び接続部分の解体撤去を完了した状態を示す、図３に対応する図である。 本実施形態の第３工程を示す、新設煙突を構築していく様子の図３に対応する図である。 図９中、Ｃ部拡大断面図である。 図１に示した湿式コークス消火塔の既存の消火施設と新設される接続部分の柱部分における接続態様を示す拡大断面図である。 図１に示した湿式コークス消火塔の既存の消火施設と新設される接続部分の壁部分における接続態様を示す拡大断面図である。 図１に示した湿式コークス消火塔に対し、新設煙突及び新設の接続部分の構築を完了した状態を示す、図３に対応する図である。 本実施形態の第４工程を示す、仮設煙突を解体した後の様子の図３に対応する図である。 図１に示した湿式コークス消火塔の消火施設に対する補修の一例として、梁を修復した様子を示す梁の断面図である。 図１５中、Ｄ部拡大断面図である。

以下に、本発明にかかる湿式コークス消火塔及び煙突の改修方法の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、以下、湿式コークス消火塔を改修する場合を例にとって説明する。図１には、本実施形態に係る湿式コークス消火塔の改修方法が適用される既存の湿式コークス消火塔１の正面断面図と側面図が示されている。

本実施形態で例示している湿式コークス消火塔１は、地盤Ｇ上に構築され、消火塔１の下部部分を構成する消火施設２と、消火施設２の直上に構築される平断面四角形状の煙突３と、煙突３と消火施設２との間に設けられ、これらを接続する接続部分４とから構成されている。

消火施設２では、隣接するコークス炉から搬入されるコークスに水をかけて冷却することで、湿式消火が行われる。コークスに水をかけて冷却することで発生する水蒸気は、接続部分４を介して、煙突３に送り込まれ、煙突３から大気へ放出される。湿式消火作業は時間間隔をおいて実施され、その作業の際に、水蒸気が煙突３から放出される。

本実施形態に係る湿式コークス消火塔の改修方法は、図２〜図４に示すように、先ず、既存の湿式コークス消火塔１の煙突の外回りを取り囲んで、金属板、例えば鉄板５が内張りされた仮設煙突６を構築する第１工程が施工される。図２は、仮設煙突６を構築した状態の湿式コークス消火塔１の概略平面図、図３は、図２中Ａ−Ａ線矢視断面図、図４は、図２中Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。

湿式コークス消火塔１の正面及び背面には、地盤Ｇ上に、ほぼ接続部分４の上端に達する高さで、仮設構造物７が構築される。この仮設構造物７の外方にも必要に応じて、追加の仮設構造物８が構築される。

湿式コークス消火塔１の正面及び背面のこれら仮設構造物７の上面上及び接続部分４の陸屋根上には、これらにわたって煙突３の外周囲を包囲して、平面外形輪郭を四角形状とした仮設鉄骨フレーム９が構築される。仮設鉄骨フレーム９は立体構造であって、煙突３の上端に達する高さで構築される。仮設鉄骨フレーム９は、各種作業の足場として利用される。

仮設鉄骨フレーム９には、煙突３に面して鉄板５が取り付けられる。鉄板５は具体的には、湿式コークス消火塔１の正面及び背面では、仮設鉄骨フレーム９の内面に張り付けられて２面を構成するとともに、湿式コークス消火塔１の左右両側面では、仮設鉄骨フレーム９の外面に張り付けられて２面を構成し、これら４面を構成する鉄板５により煙突３の四周が取り囲まれる。

仮設鉄骨フレーム９に鉄板５を張り付けることにより、鉄板５を内張りした仮設煙突６が構築される。煙突３は、仮設煙突６で水蒸気放出機能が代替される。仮設煙突６の内部にも、必要に応じて、ブラケットなどで支持して、足場が設けられる。仮設煙突６は、本来の改修対象である煙突３や改修して構築される新設煙突１０の外側を包囲するように、これら煙突３，１０よりも口径が大きく形成されるので、足場を設置しても、ほとんど排煙機能を妨げることがない。

次に、仮設煙突６内方で、煙突３を解体し撤去する第２工程が施工される。図５〜図７には、解体・撤去の様子が示されている。図５は、煙突３の切断割付の斜視図、図６は、煙突３を切り分けた様子の分解斜視図、図７は、煙突３及び接続部分４の解体撤去の様子を示す、図３に対応する図である。

煙突３は、クレーン等の揚重機器で揚重可能な切断割付に従って、上方から下方に向かって順次切断しつつ撤去される。煙突３の切断は、ダイヤモンドワイヤーソーなどを用いて行われ、煙突３は細かいブロック片３ａに切断される。切断された各ブロック片３ａは、図示しない揚重機器により、仮設煙突６内方から外方へ運び出される。本実施形態にあっては、煙突３に加え、接続部分４も解体撤去される。

散水機能のために備えられるタンク３０及び散水配管３１は、改修対象ではない消火施設２へ接続されていて、継続的に運転されるコークス炉に対し散水機能を維持することができる（図７参照）。

図８には、仮設煙突６内方から煙突３及び接続部分４を撤去した後の様子が示されている。次いで、仮設煙突６内方で、新設煙突１０を構築する第３工程が施工される。図９は、新設煙突１０の構築途中を示す、図３に対応する図である。

消火施設２の直上には、新設で接続部分１１が構築され、新設接続部分１１の直上には、下方から上方へ向かって新設煙突１０が構築される。新設煙突１０は、以前の煙突３の高さに達するように構築される。新設煙突１０は図１０に示すように、当該新設煙突１０の内面を形成する金属板製内側捨て型枠１２とその外側に間隔を隔てて配設される木製板状外型枠１３との間に、鉄筋１４を配筋しコンクリート１５を打設して構築される。

内側捨て型枠１２には、耐腐食性に優れるステンレス鋼が用いられる。本実施形態では、ステンレス鋼でなる内側捨て型枠１２には、外型枠１３に面する板面に、当該内側捨て型枠１２を打設コンクリート１５に定着させるために、Ｈ形鋼などの鋼材１６が接合される。鋼材１６は上下方向に長く形成され、内側捨て型枠１２に対して煙突１０の周方向に適宜間隔を隔てて複数配列される。

新設煙突１０の平断面四角形状の外形輪郭に沿って、煙突１０の内面位置に内側捨て型枠１２を配置すると共に、煙突１０の厚みを隔てた位置に外型枠１３を配置し、これら型枠１２，１３の間に鉄筋１４を配筋し、その後、型枠１２，１３間にコンクリート１５を打設することで、鉄筋１４及び鋼材１６を埋設したコンクリート構造の新設煙突１０が構築される。

外型枠１３は撤去する一方で、鋼材１６付きの内側捨て型枠１２をそのまま残置することで、新設煙突１０は、ステンレス鋼を内張りした鉄筋コンクリート製で構築される。新設煙突１０は、打設コンクリート１５中に埋設した状態で残される鋼材１６によっても補強される。新設煙突１０下の接続部分１１は、新設煙突１０と同様にして構築される。

特に、新設煙突１０の内面となる内側捨て型枠１２の内側に位置させて、足場を設ける必要がまったくない。内側捨て型枠１２を建て込んでいくときには、仮設鉄骨フレーム９や仮設煙突６に設けた足場が利用される。また、内側捨て型枠１２は、そのまま残置して新設煙突１０に組み込まれるので、内側捨て型枠１２を撤去することはなく、従って新設煙突１０の内部で当該内側捨て型枠１２を撤去するための足場を組む必要もない。このように新設煙突１０の施工段階全般にわたり、内側捨て型枠１２の内側に、排煙機能を損なう足場等が一切無いので、消火塔１の改修作業中であっても、設計通りの適正な排煙作用を確保することができる。

図１１及び図１２には、撤去しない既存の消火施設２とその上の新設接続部分１１との接合方法が示されている。図１１には、柱部分での接続態様が示されていると共に、図１２には、壁部分での接続態様が示されている。

柱部分では、消火施設２の天面から露出する既存柱鉄筋１７に、新設接続部分１１に埋設される新設柱鉄筋１８を溶接接合し、その上で新設接続部分１１の柱コンクリート１９を打設する。壁部分では、消火施設２の天面にケミカルアンカー２０を施工し、このケミカルアンカー２０と新設接続部分１１に埋設される新設壁鉄筋２１とを重ね継手して、新設接続部分１１の壁コンクリート２２を打設する。

図１３には、仮設煙突６内方で、新設煙突１０の構築を完了した様子が示されている。新設煙突１０の構築が完了することで、水蒸気放出機能は、仮設煙突６から新設煙突１０へ移し替えられる。次いで、仮設煙突６を解体撤去する第４工程を施工する。図１４は、仮設煙突６を撤去した後の様子を示す、図３対応する図である。第４工程を完了することで、湿式コークス消火塔１の改修が終了する。

以上説明した新設煙突１０等の改修作業と並行して、第１工程以前から第４工程以降までの期間中、好ましくは第１工程から第４工程の期間中に消火施設２が補修される。本実施形態では、接続部分４及び煙突３を解体撤去して新設するようにしていて、消火施設２に対しては補修が実施される。補修項目としては例えば、ひび割れ箇所を補修して表面仕上げを行ったり、消火施設２の梁２３等を修復することなどが挙げられる。

梁２３の修復については、図１５及び図１６に示すように、例えば、梁２３の既設コンクリート２４周りを清浄化して表面処理２５を施し、表面処理２５の上に耐火キャスタブル２６を施工した後、当該耐火キャスタブル２６を覆ってステンレス板２７を張り付け、これらステンレス板２７及び耐火キャスタブル２６をアンカー２８で既設コンクリート２４に定着すればよい。

以上説明した本実施形態に係る湿式コークス消火塔の改修方法にあっては、湿式コークス消火塔１の煙突の外回りを取り囲んで、鉄板５で内張りされた仮設煙突６を構築する第１工程と、仮設煙突６内方で、煙突３を解体し撤去する第２工程と、仮設煙突６内方で、新設煙突１０を構築する第３工程と、仮設煙突６を解体撤去する第４工程とを含むので、煙突３を解体撤去する際には、水蒸気放出機能を仮設煙突６に移行でき、また新設煙突１０の構築後は、水蒸気放出機能を仮設煙突６から新設煙突１０に移行することができるので、コークスの消火機能を保持したままで湿式コークス消火塔１を改修することができ、コークス炉の運転を継続することができる。

第３工程で構築する新設煙突１０は、新設煙突１０の内面を形成するステンレス鋼製内側捨て型枠１２とその外側に配設される木製外型枠１３との間に、鉄筋１４を配筋しコンクリート１５を打設して構築されるので、新設煙突１０の施工途中から、水蒸気放出機能を新設煙突１０側に移行することができ、煙突機能を継続的に保持することができる。この際、内側捨て型枠１２の内側に足場等を設ける必要はまったくなく、新設煙突１０の構築作業段階全般において、当該新設煙突１０に対し適正な排煙性能を確保することができる。

内側捨て型枠１２により、コンクリート製の新設煙突１０を構築するための通常の内側型枠は不要であり、また当該内側捨て型枠１２を脱型することなく、そのまま煙突１０の内張りに転用することができ、施工効率を向上することができて、短期間で改修することができる。

ステンレス板製内側捨て型枠１２に鋼材１６を接合し、鋼材１６を内側捨て型枠１２と外型枠１３との間に打設されるコンクリート１５に埋設するようにしたので、埋設する鋼材１６によって、内側捨て型枠１２を新設煙突１０に確実に定着して内張りに流用することができると共に、新設煙突１０を補強することもできる。

第１工程以前から第４工程以降までの期間中に、消火施設２を補修するようにしたので、短工期で湿式コークス消火塔１全体を改修することができる。

仮設煙突６を、仮設鉄骨フレーム９に鉄板５などの金属板を張り付けて構築するようにしたので、仮設煙突６は、構造が簡単であって短工期で構築することができ、改修期間を短縮化することができる。

上記実施形態では、湿式コークス消火塔１の煙突３を改修する場合について説明したが、一般的な煙突３を新設煙突１０に更新するために改修する場合にも適用できることはもちろんである。すなわち、上記実施形態と同様に、煙突３の外回りを取り囲んで、鉄板５等の金属板で内張りされた仮設煙突６を構築する第１工程と、仮設煙突６内方で、煙突３を解体し撤去する第２工程と、仮設煙突６内方で、新設煙突１０を構築する第３工程と、仮設煙突６を解体撤去する第４工程とを順次施工するようにすればよい。特に、改修に必要な各種作業を、ロボットなどの遠隔操作可能な作業機械で行うことにより、排煙しつつ、新設煙突１０に改修することができる。

１ 湿式コークス消火塔
２ 消火施設
３ 煙突
５ 鉄板
６ 仮設煙突
１０ 新設煙突
１２ 内側捨て型枠
１３ 外型枠
１４ 鉄筋
１５ コンクリート
１６ 鋼材

Claims (5)

1. コークス炉からのコークスを消火施設で湿式消火し、発生する水蒸気を煙突から放出する湿式コークス消火塔を改修する方法であって、
   上記湿式コークス消火塔の上記煙突の外回りを取り囲んで、金属板で内張りされた仮設煙突を構築する第１工程と、
   上記仮設煙突内方で、上記煙突を解体し撤去する第２工程と、
   上記仮設煙突内方で、新設煙突を構築する第３工程と、
   上記仮設煙突を解体撤去する第４工程とを含むことを特徴とする湿式コークス消火塔の改修方法。
2. 前記第３工程で構築される前記新設煙突は、該新設煙突の内面を形成する金属板製内側捨て型枠とその外側に配設される木製外型枠との間に、鉄筋を配筋しコンクリートを打設して構築されることを特徴とする請求項１に記載の湿式コークス消火塔の改修方法。
3. 前記金属板製内側捨て型枠には鋼材が接合され、該鋼材は前記金属板製内側捨て型枠と前記木製外型枠との間に打設される前記コンクリートに埋設されることを特徴とする請求項２に記載の湿式コークス消火塔の改修方法。
4. 前記第１工程以前から前記第４工程以降までの期間中に、前記消火施設を補修することを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の湿式コークス消火塔の改修方法。
5. 煙突を新設煙突に更新するために改修する方法であって、
   上記煙突の外回りを取り囲んで、金属板で内張りされた仮設煙突を構築する第１工程と、
   上記仮設煙突内方で、上記煙突を解体し撤去する第２工程と、
   上記仮設煙突内方で、上記新設煙突を構築する第３工程と、
   上記仮設煙突を解体撤去する第４工程とを含むことを特徴とする煙突の改修方法。

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