JP6036042B2 - コークス炉炭化室のコークス詰まり除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉の炉幅方向に燃焼室と交互に配置されているコークス炉炭化室のコークス詰まりを除去する装置に関する。

図９はコークス炉を示すものであり、蓄熱室１の上部に多数の炭化室２と燃焼室３とが交互に形成され、各炭化室２には、炭槽４に貯蔵された石炭がコークス炉の炉頂部上に配設された軌道５上を走行する装炭車６から装入されるようになっている。そして、装炭車６から炭化室２に装入された石炭は、燃焼室３で発生した熱により乾留されてコークスとなった後、押出し機７により、炭化室２の一方（押出し機７側）の窯口から他方の窯口に向けて押し出される。

炭化室２の他方の窯口から押し出されたコークスは、ガイド車８から消火車９に供給され、この消火車９で消火されるようになっている。なお、ガイド車８は、プラットフォーム１０上に配設された軌道１１上を走行し、コークスの押し出しが行われる所定の炭化室２の窯口まで移動する。
このようなコークス炉の操業において、ガイド車８側の炭化室２で乾留されたコークスが詰まってしまい、押出し機７による押し出し作業が困難となる場合がある。
このようなコークスの押し詰りが発生した場合、従来は、オペレータが、ガイド車８側の炭化室２の窯口のコークスを、長尺の鉄棒を用いて突き崩し、コークス塊を窯口前のプラットフォーム１０上に排出するという、人力による炭化室のコークス詰まり除去作業を行っていた。

しかし、このような人力による炭化室のコークス詰まり除去作業は、オペレータが高温の赤熱コークスから輻射熱を浴びながらコークスの突き崩し作業を行うので、安全性に問題があるとともに、コークス除去作業の効率の面で問題がある。
そこで、コークス除去作業の機械化を図ったものとして、例えば、特許文献１及び特許文献２の装置がある。
特許文献１の装置は、プラットフォームに設けた走行台車専用の軌道と、この軌道上を走行する走行台車と、走行台車に設けたガイドポストに沿って昇降する昇降枠と、この昇降枠に設けたガイドフレームに沿って炭化室２の窯口に前後進可能なエアブレーカーと、このエアブレーカーに装着されている窯口コークス突き崩し用ロッド状タガネとを備えたコークス排出装置である。

また、特許文献２の装置は、走行台車上に垂直軸廻りに回動自在な旋回体を配設し、該旋回体にブーム及びアームを設けて窯口コークスを崩し落下させるバケットと、バケット先端に引っかき金具とを備えた窯堀装置である。
特許文献１の装置は、走行台車を走行してコークスの突き崩しを行う炭化室２の窯口に横付けし、その窯口に昇降枠を対面配置し、昇降枠を昇降し、且つエアブレーカーを前進させることで、窯口のコークス塊にエアブレーカーを突き当て、エヤブレーカーのエアーハンマを作動し、その前後方向の振動運動を、ロッド状タガネを介してコークス塊に与えることで、窯口コークスの突き崩し動作を行う。

また、特許文献２の装置では、特許文献１と同様に、台車を走行させコークスの突き崩しを行う炭化室２の窯口に横付けし、その窯口に旋回体を対面配置し、旋回体に設けたバケットを窯口のコークス塊に当て、バケット及びバケット先端に設けた引っかき金具を回転させることでコークスを崩す動作を行う。

特開平７−２６２６６号公報 特開平７−３１６５６０号公報

しかし、特許文献１の装置は、走行台車をコークスの突き崩しを行う炭化室の窯口に横付けして作業を行うので、装置を操作しているオペレータに向けてコークスが崩れてくるおそれがあり、作業安全性の面で問題がある。
また、特許文献１の装置は、炭化室２の窯口に向けて配置したエアブレーカーの向きを微調整する機構を備えておらず、ロッド状タガネの強振動が炭化室２の壁部（レンガ）を損傷するおそれがある。
また、特許文献２の装置にしても、旋回体を搭載している走行台車に向けてコークスが崩れてくるおそれがあり、装置保全の面で問題がある。

さらに、特許文献１，２の装置は、プラットフォーム上に走行台車専用の軌道を設けるため、ガイド車の走行方向と重なり、互いに移動の制約を受ける。そのため、ガイド車の移動が必要になるたびコークス詰まり除去装置の退避が必要になるが、軌道機械のためその退避は困難であり、コークス詰り除去作業の中断が発生する、或いは、ガイド車側では、コークス詰まり除去作業中は、コークス押し出し周期を変更するなどコークス生産作業上重大な支障をきたす問題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、炭化室の窯口に存在するコークス塊を、安全、高効率且つ低設置費用で除去することができるとともに、コークス除去作業の際に炭化室の壁部損傷を防止することができるコークス炉炭化室のコークス詰まり除去装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載のコークス炉炭化室のコークス詰まり除去装置は、コークス炉の所定の炭化室の窯口近くで詰まったコークスを除去する装置であって、前記コークス炉の炉幅方向に沿って設けたプラットフォーム上を走行する自走車両と、前記自走車両の前後方向の先端に搭載したアーム水平旋回部と、複数のアームが関節部を介して回動自在に連結しており、前記アーム水平旋回部に下端のアームが連結している多関節アームと、この多関節アームの先端に装着された鍬アームと、を備え、前記アーム水平旋回部は、前記自走車両の車幅方向を向くように旋回することで、前記多関節アーム及び前記鍬アームを所定の炭化室の窯口に対向させ、前記多関節アームは、前記複数のアームが前記関節回りに回動する動作を繰り返すことで、前記鍬アームの掘削部を前記窯口近くの塊状のコークスに突き当てて掻き出す動作を行い、前記コークスを崩していくとともに、前記多関節アームは、前記鍬アームに対して前記所定の炭化室の幅方向に移動させる機構を有していることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のコークス炉炭化室のコークス詰まり除去装置において、前記自走車両の走行と、前記アーム水平旋回部及び前記多関節アームの駆動は、所定の炭化室の窯口から離れた位置で遠隔操作により行われている。

本発明に係るコークス炉炭化室のコークス詰まり除去装置によれば、自走車両の前後方向の先端に設けたアーム水平旋回部を、車幅方向を向くように水平回転させると、多関節アーム及び鍬アームが、コークス詰まりが発生している所定の炭化室の窯口に対向配置され、多関節アームの複数のアームが前記関節回りに回動する動作を繰り返すことで、鍬アームの掘削部が、前記窯口近くの塊状のコークスに突き当てて掻き出す動作を行い、コークスを崩していくことができるので、作業安全性を高め、高効率に、さらには低設置費用でコークスの除去を行うことができる。

本発明に図るコークス詰まり除去装置を示す側面図である。 本発明に図るコークス詰まり除去装置を示す平面図である。 コークス詰まり除去装置を構成する鍬アームの先端形状を示す図である。 コークス詰まりが発生している所定の炭化室の窯口に対して多関節アーム及び鍬アームが対向配置されているコークス詰まり除去装置を車幅方向から示した図である。 コークス詰まりが発生している所定の炭化室の窯口に対して多関節アーム及び鍬アームが対向配置されているコークス詰まり除去装置を進行方向から示した図である。 コークス詰まり除去装置の多関節アームが鍬アームを上方配置した状態を示す図である。 コークス詰まり除去装置の多関節アームの先端に配置した鍬アームが、炭化室内のコークス塊を掻き出している状態を示す図である。 コークス詰まり除去装置の多関節アームが、鍬アームを炭化室の幅方向に移動させている状態を示す図である。 コークス炉の構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図９で示した構成と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
図１は、本発明に係るコークス詰まり除去装置１２を示した側面図であり、図２は、コークス詰まり除去装置１２を平面視で示した図である。
本実施形態のコークス詰まり除去装置１２は、自走車両１３と、自走車両１３の前方先端に設けたアーム水平旋回部１４と、アーム水平旋回部１４に下端部が連結している多関節アーム１５と、多関節アーム１５の先端に設けた鍬アーム１６と、を備えた装置である。

自走車両１３は、オペレータが乗り込む運転席１７と、運転席１７の下部に設けた一対の無限軌道１８とを備えている。なお、以下の操作は、運転席１７に乗り込んでいるオペレータが行う。
アーム水平旋回部１４は、自走車両１３の車両前方部に垂直軸２０を介して回動自在に連結されている旋回台２１と、この旋回台２１及び前記車両前方部の間に連結され、油圧駆動により旋回台２１を垂直軸２０回り（図２のＲ１方向）に回動させる油圧アクチュエータ２２とを備えている。
多関節アーム１５は、第１アーム２３、第２アーム２４、第３アーム２５及び第４アーム２６を備えている。

第１アーム２３は水平軸２７を介して旋回台２１に回動自在に連結されているとともに、油圧駆動により第１アーム２３を水平軸２７回り（図２のＲ２方向）に回動させる油圧アクチュエータ２８を備えている。
第２アーム２４は垂直軸２９，３０を介して第１アーム２３及び第３アーム２５に連結されているとともに、油圧駆動により第２アーム２４を垂直軸２９回り（図２のＲ３方向）に回動させる油圧アクチュエータ３１を備えている。
第３アーム２５は水平軸３２を介して第４アーム２６に連結されているとともに、油圧駆動により第４アーム２６を水平軸３２回り（図１のＲ４方向）に回動させる油圧アクチュエータ３３を備えている。そして、第４アーム２６の先端に鍬アーム１６が設けられている。

鍬アーム１６は、図３に示すように、長尺アームの先端にフォーク１６ａが形成されている部材である。
ここで、本発明の掘削部が、鍬アーム１６のフォーク１６ａに相当し、本発明の多関節アームに備えられており、鍬アームに対して所定の炭化室の幅方向に移動させる機構は、圧駆動により第２アーム２４を垂直軸２９回りに回動させる油圧アクチュエータ３１に相当している。

次に、所定の炭化室２のガイド車側の窯口に乾留されたコークスが詰まって押出し機７による押し出し作業が困難となった場合に、上記構成のコークス詰まり除去１２を使用したコークス詰まりの除去手順について説明する。
先ず、コークス詰まり除去装置１２をガイド車側のプラットフォーム１０上に配置する。
次いで、所定の炭化室２の窯口の前方にアーム水平旋回部１４が位置するように自走車両１３を走行させる。この際、オペレータが乗り込んでいる運転席１７は、所定の炭化室２の窯口に対して離れた位置となる。

次いで、図４及び図５に示すように、アーム水平旋回部１４の油圧アクチュエータ２２を駆動することで、旋回台２１を、自走車両１３の車幅方向を向くように略９０゜の角度まで水平回転させる（図２で示したＲ１方向）。
この旋回台２１の水平回転とともに、多関節アーム１５全体が、所定の炭化室２の窯口に対向して配置され、先端に配置した鍬アーム１６を炭化室２の窯口内部に向けて移動可能とする。

次いで、図６に示すように、多関節アーム１５の油圧アクチュエータ２８，３３を駆動することで、仰角が大きくなるように第１アーム２３及び第４アーム２６を回動し（図１で示したＲ２，Ｒ４方向）、鍬アーム１６を上方に配置する。
次いで、図７に示すように、油圧アクチュエータ２８の縮小動作を行うことで第１アーム２３の仰角を小さくしていき、鍬アーム１６の先端のフォーク１６ａを炭化室２の窯口内部のコークス塊Ｇに突き刺しながら掻き出していき、コークス塊Ｇを崩していく。

この図６及び図７の動作、即ち、鍬アーム１６の掻き出し動作を繰り返し行うことで、炭化室２のガイド車側の窯口に詰まっているコークスを除去し、押出し機７による押し出し作業を可能とする。
ここで、図８に示すように、多関節アーム１５の油圧アクチュエータ３１を駆動して第２アーム２４を水平旋回（図２で示したＲ３方向に回動）させることで、炭化室２の幅方向に対する鍬アーム１６の位置調整を容易行うことができる。

次に、本実施形態のコークス詰まり除去装置１２の作用効果について説明する。
本実施形態のコークス詰まり除去装置１２は、コークス詰まりが発生している所定の炭化室の窯口からコークスを除去する際に、アーム水平旋回部１４が所定の炭化室の窯口に対向するように自走車両１３を停止させるので、運転席１７は窯口から離れた位置となる。したがって、運転席１７に乗車しているオペレータは、窯口近くに存在する赤熱コークスから輻射熱を浴びないので、オペレータの安全を確保することができる。

また、自走車両１３の前方先端に設けたアーム水平旋回部１４を車幅方向を向くように水平回転させると、多関節アーム１５及び鍬アーム１６が所定の炭化室２の窯口に対向配置され、所定のアクチュエータ２２，２８，３１，３３を駆動して多関節アーム１５の伸縮動作により鍬アーム１６の掻き出し動作を行うことで、遠隔操作で窯口近傍のコークス塊Ｇを崩していくことができる。したがって、作業安全性を高めながら高効率の作業によりコークスの除去を行うことができる。

また、コークス詰まり除去装置１２の自走車両１３は、プラットフォーム１０に軌道を設けず無限軌道１８で走行するので、軌道機械式での退避困難という問題も解消することができる。
さらに、図８で示したように、多関節アーム１５の油圧アクチュエータ３１を駆動して第２アーム２４を水平旋回させることで、鍬アーム１６の先端のビット３４が炭化室２の壁部（レンガ）を損傷しないように、炭化室２の幅方向の鍬アーム１６の位置調整を容易に行うことができる。

なお、本実施形態のコークス詰まり除去装置１２は、運転席１７に乗り込んだオペレータが、自走車両１３を走行させ、アーム水平旋回部１４及び多関節アーム１５を駆動操作しているが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、例えば、コークス詰まりが発生している所定の炭化室２の窯口を眺望できるように遠くの位置に立っているオペレータが、遠隔操作により自走車両１３の自動走行、アーム水平旋回部１４及び多関節アーム１５の自動駆動を行うことで、鍬アーム１６の掻き出し動作により窯口近傍のコークス塊Ｇを崩すようにしてもよい。そのようにすると、さらに作業安全性を高めることができる。

２…炭化室、３…燃焼室、７…押出し機、８…ガイド車、１０…プラットフォーム、１１…軌道、１２…コークス詰まり除去装置、１３…自走車両、１４…アーム水平旋回部、１５…多関節アーム、１６…鍬アーム、１６ａ…フォーク、１７…運転席、１８…無限軌道、２０…垂直軸、２１…旋回台、２２…油圧アクチュエータ、２３…第１アーム、２４…第２アーム、２５…第３アーム、２６…第４アーム、２７，３２…水平軸、２８，３１，３３…油圧アクチュエータ、２９，３０…垂直軸、３４…ビット、３５…ロックボルト、３６…油圧ブレーカー、３７…ガイドシェル、３８… 固定ブラケット、Ｇ…コークス塊

Claims (2)

1. コークス炉の所定の炭化室の窯口近くで詰まったコークスを除去する装置であって、
   前記コークス炉の炉幅方向に沿って設けたプラットフォーム上を走行する自走車両と、
   前記自走車両の前後方向の先端に搭載したアーム水平旋回部と、
   複数のアームが関節部を介して回動自在に連結しており、前記アーム水平旋回部に下端のアームが連結している多関節アームと、
   この多関節アームの先端に装着された鍬アームと、を備え、
   前記アーム水平旋回部は、前記自走車両の車幅方向を向くように旋回することで、前記多関節アーム及び前記鍬アームを所定の炭化室の窯口に対向させ、
   前記多関節アームは、前記複数のアームが前記関節回りに回動する動作を繰り返すことで、前記鍬アームの掘削部を前記窯口近くの塊状のコークスに突き当てて掻き出す動作を行い、前記コークスを崩していくとともに、
   前記多関節アームは、前記鍬アームに対して前記所定の炭化室の幅方向に移動させる機構を有していることを特徴とするコークス炉炭化室のコークス詰まり除去装置。
2. 前記自走車両の走行と、前記アーム水平旋回部及び前記多関節アームの駆動は、所定の炭化室の窯口から離れた位置で遠隔操作により行われていることを特徴とする請求項１記載のコークス炉炭化室のコークス詰まり除去装置。

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