JP6502434B2 - コークス炉の炉床煉瓦の補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉の炉床煉瓦を補修する方法に関するものである。

図２はコークス炉の要部を模式的に示す水平断面図、図３は燃焼室の壁体の例を模式的に示す斜視図、図４は燃焼室の壁体と蓄熱室の配置の例を模式的に示す垂直断面図である。なお、図４中の燃焼室１の壁体３は、図２のＡ−Ａ矢視の断面図として示す。

一般にコークス炉は、図２、４に示すように、石炭を乾留する炭化室２、燃料ガスを燃焼させる燃焼室１、燃焼排ガスの余熱を利用して燃料ガスや燃焼用空気を予め加熱する蓄熱室４で構成され、燃焼室１と炭化室２は交互に配置される。つまり図３に示すように、互いに隣接する炭化室２を隔離する耐火煉瓦の壁体３の内部に燃焼室１が形成される。

そしてコークス炉の操業中に、炭化室２へ石炭を装入し、さらに燃焼室１で発生する燃焼熱によって乾留した後、得られたコークスを炭化室２から排出する作業が繰り返し行なわれる。その結果、耐火煉瓦で形成される壁体３が損耗し、燃焼室１から燃焼排ガスや未燃焼の燃料ガスが炭化室２内に漏出するという問題が生じる。

そこで、燃焼室１の壁体３を適宜補修しなければならないが、コークス炉の燃焼室１と炭化室２を全て停止して補修を行なうのはコークスの生産に支障を来たす。したがって、コークス炉を操業しながら、補修の対象となる燃焼室１のみ燃焼を停止して、補修を行なう。その補修工事の手順は、
(A)補修すべき燃焼室１の壁体３と天井を解体して炉外へ搬出し、
その後、
(B)新たに壁体３と天井を構築する
という２段階の工程に大別される。

そして補修工事において、上記(A)の工程が終了した後、(B)の工程を開始する前に、炭化室２の炉床に配設された炉床煉瓦（以下、炭化室炉床煉瓦という）および燃焼室１の炉床に配設された炉床煉瓦（以下、燃焼室炉床煉瓦という）を点検し、損耗が著しい場合はその炉床煉瓦の補修を行なっている。

炉床煉瓦を補修する技術として、特許文献１には、炭化室炉床煉瓦を水平かつ平坦に均す補修技術が開示されている。しかし特許文献１に開示された技術は、燃焼室炉床煉瓦の補修に適用できない。

燃焼室の壁体３を組み立てるための耐火煉瓦５は、図４に示すように、凸型嵌合突起5aおよび凹型嵌合溝5bを有しており、上下あるいは左右に隣り合う耐火煉瓦５の凸型嵌合突起5aと凹型嵌合溝5bを嵌め合わせることによって、構造物としての強度と安定性を高めている。したがって燃焼室炉床煉瓦６には、壁体３の最下段の耐火煉瓦５の凸型嵌合突起5aと嵌め合わせるための凹型嵌合溝5bを設ける必要がある。ところが特許文献１に開示された技術を適用して燃焼室炉床煉瓦６の補修を行なった場合に、水平かつ平坦に均すことは可能であるが、その作業に併行して凹型嵌合溝5bを設けることはできない。作業が終了した後で、別途、工具を用いて燃焼室炉床煉瓦６の上面を削って凹型嵌合溝5bを設けることは可能であるが、長時間を要するので、施工コストが上昇するという問題が生じる。

つまり、炭化室炉床煉瓦および燃焼室炉床煉瓦を短時間で効率良く補修する技術は、未だ確立されていない。

特開2007-145890号公報

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、コークス炉の炉床煉瓦（すなわち炭化室炉床煉瓦および燃焼室炉床煉瓦）を短時間で効率良く補修することが可能な補修方法を提供することを目的とする。

本発明者は、炉床煉瓦を効率良く補修するために、不定形耐火物（いわゆるキャスター）を用いて補修する技術について検討した。そして、作業の効率向上の観点から、炭化室炉床煉瓦の補修には不定形耐火物を使用しない方が望ましく、その一方で、燃焼室炉床煉瓦は不定形耐火物を用いて補修しても問題はないし、しかも凹型嵌合溝を容易に設けることが可能であることが判明した。

つまり、炭化室の炉床は、コークスを排出する際の摩擦で著しく損耗するので、不定形耐火物を使用して炭化室炉床煉瓦を補修する場合は、多量の不定形耐火物を流し込む必要があり、作業に長時間を要する。したがって、炭化室炉床煉瓦の補修においては、不定形耐火物を使用しない方が良い。

一方で、燃焼室の炉床は、摩擦は発生せず、燃料ガスの燃焼熱による劣化が損耗の原因であるから、劣化する領域、すなわち補修すべき範囲は限られている。したがって、不定形耐火物を用いて短時間で補修できる。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、コークス炉の炉床に配設される炉床煉瓦の補修方法において、燃焼室の壁体を解体して炉外へ搬出した後、コークス炉の炭化室の炉床を形成する炭化室炉床煉瓦を新品と交換し、燃焼室の炉床を形成する燃焼室炉床煉瓦の損耗した部位を研削除去して研削窪みを形成し、研削窪みに不定形耐火物を流し込み、不定形耐火物が乾燥する前にその上面に鋼製丸棒または丸鋼管を押し付けて溝部を設けるコークス炉の炉床煉瓦の補修方法である。

本発明によれば、コークス炉の炉床煉瓦を短時間で効率良く補修することができるので、産業上格段の効果を奏する。

本発明を適用して炉床煉瓦を補修する手順を模式的に示す垂直断面図である。 コークス炉の要部を模式的に示す水平断面図である。 図２の壁体の例を模式的に示す斜視図である。 図２の壁体と蓄熱室の配置の例コークス例を模式的に示す垂直断面図である。

図１は、本発明を適用して炉床煉瓦を補修する手順を模式的に示す垂直断面図である。図１(a)は、図４に示す健全な燃焼室炉床煉瓦６と炭化室炉床煉瓦７がコークス炉の操業によって損耗した状態で、壁体３を解体して炉外へ搬出（上記(A)の工程）した例を示す。

図１(a)に示す炉床煉瓦を補修するにあたって、図１(b)に示すように、損耗した炭化室炉床煉瓦７を炉外へ搬出して新品と交換する。その新品は、無膨張煉瓦製の炭化室炉床煉瓦７を使用する。無膨張煉瓦は熱による寸法変化が抑えられるので、新品の炭化室炉床煉瓦７を所定の位置に素早く組み込むことができる。

次に、燃焼室炉床煉瓦６の損耗した部位を研削除去して、研削窪み８を形成する（図１(b)参照）。研削窪み８を形成するための工具は、特に限定せず、従来から知られている工具（たとえば回転研磨工具等）が使用できる。

そして、図１(c)に示すように、研削窪み８に不定形耐火物９を流し込む。不定形耐火物９の成分は、アルミナ：62質量％以上、シリカ：33質量％以上であり、かつ固形物粒子の粒度分布は、粒径3.35mm超え：9.5質量％、粒径3.35〜0.15mm：51.5質量％、粒径0.15mm未満：39.0質量％であることが好ましい。その理由は、流し込むときの流動性、および、乾燥した後の強度を確保できるからである。

引き続き、不定形耐火物９が乾燥する前に、その上面に丸鋼管10を埋没しないように押し付けた後（図１(c)参照）、丸鋼管10を取り除く。このようにして、図１(d)に示すような溝部11を設けることができる。この溝部11は、上記(B)の工程において、凹型嵌合溝5bとして機能する。図１(c)に示すような丸鋼管10を用いる代わりに、中実の鋼製丸棒を用いて溝部11（図１(d)参照）を設けることも可能である。

なお図１(a)〜(d)には、互いに隣り合う２つの燃焼室を解体して補修する例を示したが、燃焼室を１つだけ解体（たとえば図４中の右側の燃焼室のみ解体）して補修する場合にも、本発明を適用して燃焼室炉床煉瓦と炭化室炉床煉瓦を補修することは可能である。

コークス炉（炉高６ｍ、炉長34フリュー）の互いに隣り合う燃焼室の壁体と天井を全て解体して炉外へ搬出（上記(A)の工程）した後、燃焼室炉床煉瓦と炭化室炉床煉瓦の補修を、図１に示す本発明の手順で行なった。炭化室の炉床の補修のために使用した新品の炭化室炉床煉瓦は、無膨張煉瓦で製作した。燃焼室の炉床の補修のために使用した不定形耐火物の組成は、アルミナが62質量％、シリカが33質量％、酸化カルシウムが５質量％以下であり、また、不定形耐火物の固形物粒子の粒度分布は、粒径3.35mm超えの粒子が9.5質量％、粒径3.35〜0.15mmの粒子が51.5質量％、粒径0.15mm未満の粒子が39.0質量％であった。これを発明例とする。

一方、従来は、燃焼室の壁体に加えて、燃焼室炉床煉瓦と炭化室炉床煉瓦を解体して炉外へ搬出した後、燃焼室炉床煉瓦と炭化室炉床煉瓦を新品と交換していた。これを従来例とする。

発明例における炭化室炉床煉瓦の解体を開始して、その搬出から燃焼室炉床煉瓦と炭化室炉床煉瓦の補修を終了するまでの所要日数をＭとし、従来例における燃焼室炉床煉瓦と炭化室炉床煉瓦の解体を開始して、その搬出から補修を終了するまでの所要日数をＮとすると、Ｍ／Ｎは約１／２であった。

１ 燃焼室
２ 炭化室
３ 壁体
４ 蓄熱室
５ 壁体の耐火煉瓦
5a 凸型嵌合突起
5b 凹型嵌合溝
６ 燃焼室炉床煉瓦
７ 炭化室炉床煉瓦
８ 研削窪み
９ 不定形耐火物
10 丸鋼管
11 溝部

Claims (1)

1. コークス炉の炉床に配設される炉床煉瓦の補修方法において、燃焼室の壁体を解体して炉外へ搬出した後、前記コークス炉の炭化室の炉床を形成する炭化室炉床煉瓦を新品と交換し、前記燃焼室の炉床を形成する燃焼室炉床煉瓦の損耗した部位を研削除去して研削窪みを形成し、該研削窪みに不定形耐火物を流し込み、該不定形耐火物が乾燥する前にその上面に鋼製丸棒または丸鋼管を押し付けて溝部を設けることを特徴とするコークス炉の炉床煉瓦の補修方法。

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