JP6579337B2 - Coke oven cooling method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば老朽化したコークス炉の解体にあたり、高温のれんがの冷却ひいてはコークス炉本体を効率よく冷却するコークス炉の冷却方法に関する。 The present invention relates to a coke oven cooling method for efficiently cooling a high temperature brick and thus a coke oven body, for example, when disassembling an aging coke oven.
老朽化したコークス炉を解体するためには、コークス炉を構成する1000℃以上になっているれんがを冷却した後、冷却したコークス炉を重機等で解体する必要がある(例えば、特許文献1)。 In order to dismantle an aging coke oven, it is necessary to disassemble the cooled coke oven with a heavy machine after cooling the brick that is 1000 ° C. or more constituting the coke oven (for example, Patent Document 1). .
従来、コークス炉を冷却する場合、コークス炉に供給する燃焼ガスを停止して燃焼停止を行ない、コークス炉を自然冷却していた。また、コークス炉の保温性を高めている炉蓋および装入孔蓋を撤去することで、コークス炉内に自然ドラフトによる外気エアー吸引で外気エアーを導入し、冷却速度を大きくする方法も行なわれている。 Conventionally, when cooling a coke oven, the combustion gas supplied to the coke oven is stopped to stop the combustion, and the coke oven is naturally cooled. In addition, by removing the furnace lid and charging hole lid, which enhances the heat retention of the coke oven, outside air is introduced into the coke oven by natural air suction using a natural draft, and the cooling rate is increased. ing.
上述したコークス炉の冷却方法のうち、燃焼ガス停止による放熱での冷却では、重機でのコークス炉解体開始までに相当な時間がかかる問題点があった。また、炉蓋や装入孔蓋等を撤去することにより、自然ドラフトでの外気エアー吸引で冷却速度を加速させる冷却では、冷却すべき炭化室に劣化がなくすべて健全な炭化室であれば、炉蓋や装入孔蓋を撤去することは問題なく有効であった。しかし、老朽したコークス炉では、天井を支えている炭化室れんがの損傷部分やコークス炉の炉壁に発生した穴明き部分に起因して、れんが崩落によりコークス炉全体の崩壊が起きる問題があった。 Among the above-described cooling methods for the coke oven, in the cooling by heat radiation by stopping the combustion gas, there is a problem that it takes a considerable time until the coke oven dismantling starts in the heavy machinery. In addition, by removing the furnace lid, charging hole lid, etc., in the cooling that accelerates the cooling rate by sucking outside air with a natural draft, if the carbonization chamber to be cooled is not deteriorated and is all healthy, Removing the furnace lid and charging hole lid was effective without any problems. However, in an old coke oven, there is a problem that the entire coke oven collapses due to the collapse of the brick due to the damaged portion of the carbonization chamber brick that supports the ceiling or the perforated portion that occurs in the furnace wall of the coke oven. It was.
炉蓋や装入孔蓋を撤去する冷却方法において、れんが崩落によるコークス炉全体の崩壊を防止する為、当該炭化室に耐火物を充填して、れんが崩落を防止することも考えられている。しかし、この場合は、れんが崩落の可能性のある炭化室に炉蓋を取り付けたままでの冷却を行なう必要があり、冷却速度が遅くなる問題点があった。 In the cooling method of removing the furnace lid and the charging hole lid, in order to prevent collapse of the entire coke oven due to brick collapse, it is also considered to prevent the brick collapse by filling the coking chamber with a refractory. However, in this case, it is necessary to perform cooling with the furnace lid attached to the carbonization chamber where the brick may collapse, and there is a problem that the cooling rate is slow.
本発明の目的は、コークス炉の冷却に際し高温のれんがを効率よく(短時間で)冷却し、コークス炉解体の時間短縮を図る上で有効なコークス炉の冷却方法を提案することにある。 An object of the present invention is to propose a method for cooling a coke oven that is effective in efficiently cooling (short time) high-temperature bricks when cooling the coke oven and shortening the time for dismantling the coke oven.
従来技術が抱えている前述の課題を解決し、前記の目的を実現するために鋭意研究した結果、発明者らは、以下に述べる新規なコークス炉の冷却方法を開発するに到った。即ち、本発明は、コークス炉を冷却するにあたり、崩壊の可能性のある炭化室の両端から炉蓋を取り外し、炭化室の両端に通気性および耐熱性を有する充填物流出防止壁を設け、炭化室内に耐熱性を有する充填耐火物を充填し、コークス炉全体を冷却することを特徴とするコークス炉の冷却方法である。 As a result of diligent research in order to solve the above-mentioned problems of the prior art and realize the above-mentioned object, the inventors have developed a novel coke oven cooling method described below. That is, according to the present invention, when cooling the coke oven, the furnace lids are removed from both ends of the carbonization chamber which may collapse, and the outflow prevention walls having air permeability and heat resistance are provided at both ends of the carbonization chamber. A cooling method for a coke oven, which is characterized by filling a room with a filled refractory having heat resistance and cooling the entire coke oven.
なお、前記のように構成される本発明に係るコークス炉の冷却方法においては、
(1)前記充填耐火物の充填を、炭化室の両端の充填物流出防止壁に炉蓋を再度取り付けた後実施し、前記充填耐火物の充填後炭化室の両端から再度炉蓋を取り外して、コークス炉全体を冷却すること、
(2)前記充填物流出防止壁が、格子状に組み上げたれんが壁であること、
(3)前記充填耐火物が、塊状れんがであること、
がより好ましい解決手段となるものと考えられる。
In the coke oven cooling method according to the present invention configured as described above,
(1) The filling of the filled refractory is carried out after re-installing the furnace lid on the filling outflow prevention walls at both ends of the carbonization chamber, and the furnace lid is removed again from both ends of the carbonization chamber after filling with the filled refractory. Cooling the entire coke oven,
(2) The filling outflow prevention wall is a brick wall assembled in a lattice shape,
(3) The filled refractory is a block brick,
Is considered to be a more preferable solution.
本発明のコークス炉の冷却方法によれば、れんが崩落の可能性のある炭化室内に事前に炉蓋の炭化室側に通気性および耐熱性を有する充填物流出防止壁を設置するようにしたので、炭化室内に充填耐火物を充填しても、コークス炉の冷却時に炉蓋を撤去することができるようになった。そのため、充填耐火物を充填した炭化室に炉蓋をする必要のあった従来の方法と比較して、炭化室を構成する高温のれんがを短時間で冷却することができる。その結果、コークス炉解体の時間短縮を図ることができる。 According to the method for cooling a coke oven of the present invention, a filler outflow prevention wall having air permeability and heat resistance is installed in advance in the carbonization chamber side of the furnace lid in the carbonization chamber where brick may collapse. Even if the refractory is filled in the carbonization chamber, the furnace lid can be removed when the coke oven is cooled. Therefore, compared with the conventional method which needed to cover the carbonization chamber filled with the filled refractory, the high-temperature brick constituting the carbonization chamber can be cooled in a short time. As a result, it is possible to shorten the time for dismantling the coke oven.
<本発明の適用対象となるコークス炉について>
図1は本発明の適用対象となるコークス炉の一例を説明するための図である。図1に示す例において、コークス炉1は、石炭を装入する炭化室2と炭化室2を加熱する燃焼室3とが交互に配置された構造体(炉団)である。炭化室2においては、上部の装入孔32から装入した石炭を蒸し焼き(乾留)して、コークスを製造している。製造したコークスは、炭化室2の前後方向の端部に着脱自在に取り付けられ、炭化室を塞いでいる炉蓋4を開放し、水平方向に図示しない押し出しラムにより押し出すことで、炭化室2から取り出される。
<Coke oven to which the present invention is applied>
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a coke oven to which the present invention is applied. In the example shown in FIG. 1, the
燃焼室3の下部には、一体に蓄熱室5が設けられており、燃焼室3と蓄熱室5とにより、燃料ガス6を空気13により燃焼して燃焼排ガス7としてコークス炉1の外部に排出することで、隣接する炭化室2を石炭が乾留される温度まで加熱している。上記構成のコークス炉1は、石炭処理能力が高く、熱効率も良好で、強度の高いコークスを得ることができる。
A
図1に示す構成のコークス炉1では、図2に燃焼室3および蓄熱室5の構成を示すように、燃焼室3および蓄熱室5が長さ方向に燃焼−冷却側と加熱側とに仕切り壁12により2分割されており、燃料ガス6と燃焼した燃焼ガスを、図1に矢印で示すように、(蓄熱室5の燃焼側)→(燃焼室3の燃焼側)→(燃焼室3の引き落とし側)→(蓄熱室5の引き落とし側)と流通させて、隣接する炭化室2を、石炭を乾留するための温度例えば約1100℃に加熱している。そして、この状態を20〜30分程度継続したら、ガスの流れを反対向きにして燃焼と排気の切り替えを行い、燃焼側と引き落とし側を入れ替えて加熱することを繰り返す操業を行う。
In the
コークス炉1の寿命は一般に30〜50年であり、寿命の過ぎたコークス炉1は解体される。その解体にあたって、高温の炭化室を含むコークス炉1を冷却しなければならない。コークス炉1の冷却には時間がかかるため、冷却にかかる時間を短時間とする技術の開発が望まれていた。本発明のコークス炉の冷却方法は、このようなコークス炉1の解体前の冷却に好適に適用されるものであり、従来よりもコークス炉1の冷却時間を短くすることができる。
The life of the
<本発明を適用する炭化室について>
図2(a)、(b)は、それぞれ、本発明のコークス炉の冷却方法において、充填物流出防止壁を設けるべき炭化室の一例を説明するための図である。図2(a)に示す例では、炭化室2の長手方向のれんがの炉壁2aに穴明き部分21が存在する例を示している。このような穴明き部分21は炭化室の窯口から目視で確認することができる。図2(b)に示す例では、炭化室2の天井部分2bに損傷部分22が存在する例を示している。炭化室の天井部分2bは、一般に複数段のれんが積で構成されており、図2(b)の損傷部分22は、そのれんが積の一部が支えを失って崩落している、ないしは崩落しやすくなっている状態を表現している。いずれの例においても、そのまま炭化室2を冷却すると、冷却途中で炭化室2を構成するれんがの崩落によりコークス炉全体の崩壊が発生し、冷却中に炭化室2の天井部分や近傍にいて作業をする作業員が危険にさらされる恐れがあった。
<About the carbonization chamber to which the present invention is applied>
2 (a) and 2 (b) are diagrams for explaining an example of a carbonization chamber in which a filler outflow prevention wall is to be provided in the coke oven cooling method of the present invention. In the example shown in FIG. 2A, an example is shown in which a
本発明のコークス炉の冷却方法においては、炭化室の炉蓋を取り外して炭化室内に外気エアーを流通させる冷却方法を原則としている。そして、炭化室のうち損傷の生じていて炭化室の崩落の可能性のある炭化室であって、その炭化室に充填耐火物を充填する必要のある炭化室に対し、炉蓋の内側に充填物流出防止壁を設けている。そのため、損傷のない健全な炭化室には充填物流出壁を設ける必要はない。 In the coke oven cooling method of the present invention, a cooling method in which outside air is circulated through the carbonization chamber by removing the furnace lid of the carbonization chamber is a principle. Then, the inside of the furnace lid is filled in the carbonization chamber, which is damaged and has a possibility of collapsing the carbonization chamber, and which needs to be filled with filled refractory. An anti-spill wall is provided. Therefore, it is not necessary to provide a packing outflow wall in a healthy carbonization chamber that is not damaged.
<本発明の炭化室の冷却方法の各工程について>
図3(a)〜(e)は、それぞれ、本発明に係るコークス炉の冷却方法の各工程の一実施例を説明するための図である。本実施例のコークス炉の冷却方法では、コークス炉を冷却するにあたり、崩壊の可能性のある炭化室の両端から炉蓋を取り外し、炭化室の両端に通気性および耐熱性を有する充填物流出防止壁を設け、炭化室内に耐熱性を有する充填耐火物を充填し、コークス炉全体を冷却する。
<About each process of the cooling method of the carbonization chamber of this invention>
FIGS. 3A to 3E are diagrams for explaining an example of each process of the coke oven cooling method according to the present invention. In the cooling method of the coke oven of the present embodiment, when cooling the coke oven, the furnace lid is removed from both ends of the carbonization chamber that may collapse, and the outflow prevention of the filler having air permeability and heat resistance at both ends of the carbonization chamber is performed. A wall is provided, and the refractory material having heat resistance is filled in the carbonization chamber, and the entire coke oven is cooled.
図3(a)〜(e)に従って、以下に、本実施例のコークス炉の冷却方法の各工程を説明する。なお、図3(a)〜(e)に示す例では、炭化室の一方の端部のみを示しているが、他方の端部でも同じ操作をする。まず、図3(a)に示すように、崩壊の可能性のある炭化室2を特定する。この例では、炭化室2の炉壁に穴明き部分が存在するものとする。次に、図3(b)に示すように、崩壊の可能性があると特定された炭化室2から炉蓋31を取り外す。次に、図3(c)に示すように、炭化室2の両端に通気性および耐熱性を有する充填物流出防止壁41を設ける。充填物流出防止壁41の詳細は後述する。次に、図3(d)に示すように、炭化室2内に天井部分の装入孔32から充填耐火物33を充填する。充填耐火物33は炭化室2の天井部分の近傍の高さまで充填される。最後に、図3(e)に示すように、崩壊の可能性のある炭化室2の両端から炉蓋31を取り外した状態で、また、他の健全な炭化室2の両端からも炉蓋31を取り外した状態で、コークス炉1の全体を冷却する。
Each process of the cooling method of the coke oven of a present Example is demonstrated below according to Fig.3 (a)-(e). In addition, in the example shown to Fig.3 (a)-(e), although only one edge part of the carbonization chamber is shown, the same operation is performed also in the other edge part. First, as shown in FIG. 3 (a), a
図4(a)〜(f)は、それぞれ、本発明に係るコークス炉の冷却方法の各工程の他の実施例を説明するための図である。本実施例のコークス炉の冷却方法では、コークス炉を冷却するにあたり、崩壊の可能性のある炭化室の両端から炉蓋を取り外し、炭化室の両端に通気性および耐熱性を有する充填物流出防止壁を設け、炭化室の両端の充填物流出防止壁に炉蓋を再度取り付け、炭化室内に耐熱性を有する充填耐火物を充填し、炭化室の両端から再度炉蓋を取り外した後、コークス炉全体を冷却する。 4 (a) to 4 (f) are diagrams for explaining other examples of the respective steps of the coke oven cooling method according to the present invention. In the cooling method of the coke oven of the present embodiment, when cooling the coke oven, the furnace lid is removed from both ends of the carbonization chamber that may collapse, and the outflow prevention of the filler having air permeability and heat resistance at both ends of the carbonization chamber is performed. After installing the walls, reattaching the furnace lids to the packing spill prevention walls at both ends of the carbonization chamber, filling the carbonization chamber with heat-resistant filling refractories, removing the furnace lids from both ends of the carbonization chamber, and then coke oven Cool the whole thing.
図4(a)〜(f)に従って、以下に、本実施例のコークス炉の冷却方法の各工程を説明する。まず、図4(a)に示すように、崩壊の可能性のある炭化室2を特定する。この例では、炭化室2の炉壁に穴明き部分が存在するものとする。次に、図4(b)に示すように、崩壊の可能性があると特定された炭化室2から炉蓋31を取り外す。次に、図4(c)に示すように、炭化室2の両端に通気性および耐熱性を有する充填物流出防止壁41を設ける。充填物流出防止壁41の詳細は後述する。次に、図4(d)に示すように、炭化室2の両端の充填物流出防止壁41に炉蓋31を再度取り付ける。次に、図4(e)に示すように、炭化室2内に天井部分の装入孔32から充填耐火物33を充填する。充填耐火物33は炭化室2の天井部分の近傍の高さまで充填される。最後に、図4(f)に示すように、炭化室2の両端から再度炉蓋31を取り外した後、他の健全な炭化室2の両端からも炉蓋31を取り外した状態で、コークス炉1の全体を冷却する。
Each process of the cooling method of the coke oven of a present Example is demonstrated below according to Fig.4 (a)-(f). First, as shown in FIG. 4 (a), a
図4(a)〜(f)に示した実施例においては、図3(a)〜(e)に示した実施例と比べて、充填耐火物33を炭化室2内に充填する際、炭化室2の両端に充填物流出防止壁41だけでなくその外側に炉蓋31が存在するため、充填物流出防止壁41の強度にかかわらず、充填耐火物33を炭化室2内に好適に充填することができる。
In the embodiment shown in FIGS. 4A to 4F, the
図5(a)〜(c)は、それぞれ、本発明のコークス炉の冷却方法で用いる充填物流出防止壁41の一例を説明するための図である。図5(a)に示す例では、板状または直方体状のれんが51をモルタルで固定して組み上げて充填物流出防止壁41を構成している。この例では、れんが51の組み上げ時に開口52を構成して通気性を確保するとともに、れんがを使用することで耐熱性も確保することができる。図5(b)に示す例では、炭化室2の幅と同じ大きさで開口53を有するれんがブロック54をモルタルで固定して組み上げて充填物流出防止壁41を構成している。この例では、れんがブロック54の有する開口53で通気性を確保するとともに、れんがを使用することで耐熱性も確保することができる。図5(c)に示す例では、開口55を有するチェッカーれんが56をモルタルで固定して組み上げて充填物流出防止壁41を構成している。この例では、チェッカーれんが56の有する開口55で通気性を確保するとともに、れんがを使用することで耐熱性も確保することができる。
FIGS. 5A to 5C are views for explaining an example of the filling
上述した例では、炭化室2の大きさにもよるが、板状または直方体状のれんが51の厚さは40mm程度であり、長さおよび幅は構成する充填物流出防止壁41に応じて適宜選択する。この時、充填物流出防止壁41の強度を維持するため、水平方向に配置されたれんが51の端部は、炭化室の内壁に接するよう配設されることが好ましい。また、水平方向に配置されたれんが51は、炭化室の幅方向中央に垂直方向に配置されたれんがの位置で2つに分割されていてもよい。また、いずれの充填物流出防止壁41でも材質としてれんがの例を示したが、本発明のコークス炉の冷却方法では、通気性と耐熱性を有し所定の開口を構成できるものであれば、それ以外の材質のものでも使用することができる。
In the above-described example, although depending on the size of the
さらに、充填耐火物33として、粒径50mm程度の塊状れんがを用いることができる。充填耐火物33としては、炭化室2に充填した場合でも、炭化室2内に通気性が確保できて耐熱性も確保できるように、空隙率が確保出来る塊状れんが33を使用することが好ましい。また、充填耐火物33の材質としてれんがの例を示したが、本発明のコークス炉の冷却方法では、通気性と耐熱性を有し、充填した時に十分な空隙率が確保できるものであれば、それ以外の材質のものでも使用することができる。
Further, as the filled refractory 33, a block brick having a particle size of about 50 mm can be used. As the filled
ただし、充填物流出防止壁41および充填耐火物33としてれんがを使用した場合は、解体時にれんがからなるコークス炉とともに解体して、そのまま廃棄または再利用できる。そのため、充填物流出防止壁41および充填耐火物33として材質としてれんがを使用することが好ましい。また、充填物流出防止壁41の開口52、53、55の大きさは、充填する充填耐火物33が開口を通過しないような大きさとする。
However, when brick is used as the filling
上述した本発明のコークス炉の冷却方法によれば、れんが崩落の可能性のある炭化室内に事前に炉蓋の炭化室側に通気性および耐熱性を有する充填物流出防止壁を設置するようにしたので、炭化室内に充填耐火物を充填しても、コークス炉の冷却時に炉蓋を撤去することができるようになった。そのため、充填耐火物を充填した炭化室に炉蓋をする必要のあった従来の方法と比較して、高温のれんがから構成される炭化室を短時間で冷却することができる。その結果、コークス炉解体の時間短縮を図ることができる。 According to the above-described method for cooling a coke oven of the present invention, a filler outflow prevention wall having air permeability and heat resistance is installed in advance in the carbonization chamber side of the furnace lid in the carbonization chamber where the brick may collapse. Therefore, even if the refractory is filled in the carbonization chamber, the furnace lid can be removed when the coke oven is cooled. Therefore, the carbonization chamber composed of high-temperature bricks can be cooled in a short time compared to the conventional method in which it is necessary to cover the carbonization chamber filled with the filled refractory. As a result, it is possible to shorten the time for dismantling the coke oven.
実際に、一部の炭化室に損傷があり充填耐火物を充填して冷却するコークス炉に対し、図3(a)〜(e)に示した本発明のコークス炉の冷却方法に従って、損傷のある炭化室の両端に図5(a)に示す構成の充填物流出防止壁を設け、炭化室内に塊状れんがを充填し、炉蓋を取り外してコークス炉を冷却した本発明例と、従来のコークス炉の冷却方法に従って、損傷のある炭化室の両端に炉蓋を取り付けたまま塊状れんがを充填し、炉蓋を取り付けたままコークス炉を冷却した従来例とに対し、炉体温度と経過日数との関係を求めた。なお、本実施例で用いるコークス炉としては、本発明例および従来例とにおいて、同じ大きさで43個の炭化室のうち14箇所の炭化室に損傷があり充填耐火物を充填したコークス炉を用いた。結果を図6に示す。 Actually, a coke oven in which some of the carbonization chambers are damaged and filled with a refractory filling is cooled according to the cooling method of the coke oven of the present invention shown in FIGS. 3 (a) to 3 (e). An example of the present invention in which a coal outflow prevention wall having the structure shown in FIG. 5 (a) is provided at both ends of a carbonizing chamber, the brick is filled in the carbonizing chamber, the furnace lid is removed, and the coke oven is cooled, and the conventional coke. According to the cooling method of the furnace, compared to the conventional example in which the coke oven was cooled with the furnace lids being filled and the coke oven was cooled with the furnace lids attached to both ends of the damaged carbonization chamber, Sought the relationship. In addition, as a coke oven used in the present embodiment, a coke oven in which 14 carbonization chambers of 43 carbonization chambers are damaged and filled with a filled refractory in the present invention example and the conventional example. Using. The results are shown in FIG.
図6の結果から、炉蓋を取り外した本発明例の冷却速度は99℃/日であるのに対し、炉蓋を取り付けたままの従来例の冷却速度は36℃/日であり、本発明例の冷却速度は従来例の冷却速度の2.7倍になることがわかった。また、解体可能なコークス炉の炉体温度である300℃までにかかるコークス冷却時間も、本発明例は従来例の約1/3に短縮できることがわかった。 From the results of FIG. 6, the cooling rate of the example of the present invention with the furnace lid removed is 99 ° C./day, whereas the cooling rate of the conventional example with the furnace lid attached is 36 ° C./day. It was found that the cooling rate of the example was 2.7 times that of the conventional example. Further, it was found that the coke cooling time required to reach 300 ° C., which is the furnace temperature of the coke oven that can be dismantled, can be shortened to about 1/3 that of the conventional example.
なお、上述した実施例で使用した図1〜図5はそれぞれ概略図であり、図1〜図5に示す各構成部分の大きさは実際のものと異なり、本発明のコークス炉の冷却方法の説明がわかりやすくなるように変更している。 1 to 5 used in the above-described embodiments are schematic views, and the size of each component shown in FIGS. 1 to 5 is different from the actual one. The explanation has been changed to make it easier to understand.
1 コークス炉
2 炭化室
2a 炉壁
2b 天井部分
3 燃焼室
4 炉蓋
5 蓄熱室
6 燃料ガス
7 燃焼排ガス
12 仕切り壁
13 空気
21 穴明き部分
22 損傷部分
31 炉蓋
32 装入孔
33 充填耐火物
41 充填物流出防止壁
51 れんが
52、53、55 開口
54 れんがブロック
56 チェッカーれんが
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