JP6588881B2 - コークス炉の燃焼室煉瓦補修用の煉瓦運搬装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉の燃焼室の煉瓦を補修するにあたって、炉外で耐火煉瓦を組み立てて成形したブロック体（以下、ブロック積み煉瓦という）をコークス炉内に搬入するための運搬装置（以下、煉瓦運搬装置という）に関するものである。

図６はコークス炉の要部を模式的に示す水平断面図であり、図７は煉瓦の例を模式的に示す斜視図である。

一般にコークス炉は、図６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（図示せず）で構成され、燃焼室１と炭化室２は横方向に交互に配置される。つまり図７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煉瓦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煉瓦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内へ漏出するという問題が生じる。

そこで、燃焼室１の煉瓦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す。したがって、コークス炉を操業しながら煉瓦３を補修する技術が種々検討されている。

たとえば特許文献１には、補修すべき煉瓦を解体し、さらに炉内から除去する一方で、煉瓦を構成する複数の積層部分を炉外にて耐火煉瓦を組み立てて成形し、得られたブロック積み煉瓦を炉内に搬入して煉瓦を補修する技術が開示されている。しかし特許文献１には、ブロック積み煉瓦を炉内に搬入する手段は具体的に開示されていない。

特許文献２には、図５に示すように、燃焼室の天井に設けられた覗き孔４に天井吊り金物５を設置し、その天井吊り金物５で燃焼室の天井に炉内ビーム６を固定し、さらに炉内ビーム６に沿って移動可能な走行装置７から吊り下げた吊り装置８を用いて炉内に補修用の煉瓦を搬入する技術が開示されている。したがって、炉外で成形したブロック積み煉瓦９を、この技術で炉内に搬入すれば、効率良く煉瓦の補修を行なうことができる。

しかし特許文献２に開示された技術は、補修すべき煉瓦の真上に炉内ビーム６や走行装置７が配置されるので、煉瓦の上層部に配置されるブロック積み煉瓦９を搬入する際には、吊り装置８が炉内ビーム６や走行装置７と干渉して、ブロック積み煉瓦９の搬入が極めて困難になる。そのため、煉瓦の上層部の補修は、炉内に耐火煉瓦を個別に持ち込んで人力で作業せざるを得ず、補修作業の効率低下を招く。

特開2001-19968号公報 特開2001-19969号公報

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、燃焼室の煉瓦を補修するにあたって、煉瓦の下層部のみならず上層部に配置されるブロック積み煉瓦の搬入をも可能にして補修作業の効率向上を図る燃焼室煉瓦補修用の煉瓦運搬装置を提供することを目的とする。

本発明者は、炉外で成形したブロック積み煉瓦をコークス炉内に搬入する際に、吊り装置が炉内ビーム等と干渉するのを防ぐ技術について検討した。そして、炭化室の天井に炉内ビームを固定し、その炉内ビームに沿って移動する走行装置から吊り装置を吊り下げてブロック積み煉瓦を挟持することによって、補修すべき煉瓦の下層部のみならず上層部に配置されるブロック積み煉瓦を炉内に搬入できるという知見を得た。

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。
コークス炉の燃焼室を内蔵する煉瓦を補修するために炉外で成形したブロック積み煉瓦をコークス炉内に搬入する煉瓦運搬装置であって、煉瓦の両側に位置する炭化室の天井にそれぞれ固定される合計２本の炉内ビームと、炉内ビームに沿って移動可能にそれぞれ装着される合計２台の走行装置と、走行装置から吊り下げられてブロック積み煉瓦を挟持する１個の吊り装置と、を有し、吊り装置が、ブロック積み煉瓦の側面に沿って水平に配設される押圧部材と、押圧部材を支持するために垂直に配設される支持部材と、押圧部材の内側に配設されるゴムと、支持部材を回動させるための回動軸を定位置に保持する回動軸保持部材と、回動軸を中心として支持部材を回動させて押圧部材をブロック積み煉瓦に押圧するパワーシリンダーと、支持部材が過剰に回動するのを防止するストッパーと、を有するコークス炉の燃焼室煉瓦補修用の煉瓦運搬装置である。

本発明の煉瓦運搬装置においては、炭化室の天井に設けられた装炭口に設置される固定金具で炉内ビームを固定することが好ましい。また、炭化室内の炉内ビームの最奥端に支持柱を取り付け、支持柱の下端を炭化室の床面に固定することが好ましい。

本発明によれば、燃焼室の煉瓦を補修するにあたって、煉瓦の下層部のみならず上層部に配置されるブロック積み煉瓦の搬入をも可能にして補修作業の効率向上を図ることが可能となり、産業上格段の効果を奏する。

本発明の煉瓦運搬装置を構成する吊り装置の例を模式的に示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。 本発明の煉瓦運搬装置でブロック積み煉瓦を炉内に搬入する例を模式的に示す垂直断面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面の例を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面の他の例を示す断面図である。 従来の煉瓦運搬装置でブロック積み煉瓦を炉内に搬入する例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６の煉瓦の例を模式的に示す斜視図である。

図１は、本発明の煉瓦運搬装置を構成する吊り装置の例を模式的に示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。図１(a)では、支持部材21の回動を明示するために、回動軸保持部材23（図１(b)参照）の図示を省略する。

まず、図１を参照して吊り装置８について説明する。
吊り装置８は、垂直に配設される支持部材21を備えており、支持部材21の下端部には押圧部材18が水平に配設される。押圧部材18のブロック積み煉瓦（図示せず）に当接する側（以下、内側という）にはゴム19が配設される。押圧部材18の内側にゴム19を配設することによって、後述するブロック積み煉瓦を吊り上げる際に、ブロック積み煉瓦の損傷を防止しながら、ゴム19の摩擦力でブロック積み煉瓦の滑落を防止できる。押圧部材18の内側にゴム19を配設する手段は特に限定せず、押圧部材18に設けた溝や窪みにゴム19を嵌め込む、専用の治具（たとえばピン等）を用いてゴム19を固定する、接着剤でゴム19を貼り付ける等の手段を用いる。

支持部材21の中央部には、回動軸22を挿入するための貫通孔が設けられる。その回動軸22は回動軸保持部材23で定位置に保持されるので、支持部材21は回動軸22を中心として回動することができる。

支持部材21の上端部には、モーター、ギヤ、ネジで構成される電動シリンダー24（いわゆるパワーシリンダー）が配設され、パワーシリンダー24が作動することによって、支持部材21が回動軸22を中心として自在に回動する。つまり、パワーシリンダー24を操作することによって、ブロック積み煉瓦を押圧部材18で挟持する、あるいはブロック積み煉瓦を解放することが可能となる。さらに、支持部材21が過剰に回動するのを防止するためにストッパー25を取り付ける。

なお、油圧シリンダーを用いても支持部材21を回動させることは可能であるが、油圧シリンダーの作動油が漏出する惧れがある。コークス炉の燃焼室の補修は、高温の環境で行なうので、作動油の漏出は作業の安全性に関わる問題（たとえば漏出した作動油からの出火等）を引き起こす。したがって、本発明ではパワーシリンダー24を使用する。

次に、このような吊り装置８を備えた煉瓦運搬装置を用いてブロック積み煉瓦をコークス炉内に搬入する作業について、図２を参照して説明する。

図２は、本発明の煉瓦運搬装置を用いてブロック積み煉瓦を炉内に搬入する例を模式的に示す垂直断面図である。補修すべき煉瓦3aの両側に位置する炭化室の天井に、それぞれ炉内ビーム６（合計２本）を固定し、その炉内ビーム６に沿って移動可能な走行装置７を各炉内ビーム６に１台ずつ（合計２台）装着する。そして、走行装置７から吊り装置８を吊り下げて、炉外で成形したブロック積み煉瓦９を挟持し、走行装置７を走行させてコークス炉内に搬入する。

図２に示すように、本発明の煉瓦運搬装置を用いる場合も、補修すべき煉瓦3aを解体した後で崩落するのを防止するために、覗き孔４に天井吊り金物５を設置して、その煉瓦3aの上部を保持する。ただし天井吊り金物５に炉内ビーム６を固定する必要はないので、図５に示すような従来の煉瓦運搬装置に比べて、高い位置まで吊り装置８を上昇させることができる。

図３は、図２のＡ−Ａ矢視の断面図である。なお、図２では炉外ビーム11およびそれに付随するウインチ13、ワイヤ14は図示を省略する。

図３に示すように、吊り装置８はブロック積み煉瓦９の側面に沿って押圧部材18を有する。押圧部材18の内側にはゴム19を配設しており、そのゴム19の摩擦力で、ブロック積み煉瓦９の滑落を防止しながら、ブロック積み煉瓦９の側面を挟持して吊り上げることが可能となり、吊り装置８の全高を減少することができる。

また、図３に示すように、炭化室内の炉内ビーム６の最奥部に支持柱10を取り付け、その支持柱10の下端を炭化室の床面に固定することによって、炉内ビーム６を炭化室の天井に固定することが好ましい。その理由は、炭化室の天井に石炭を装入するための開口部12（以下、装炭口という）が設けられているが、燃焼室に設けられる覗き孔４よりも数が少ないからである。つまり、炉内ビーム６と装炭口12が図３に示すように配置される場合、炉内ビーム６の長手方向に装炭口12が１ケ所しかないので、その装炭口12に固定金具（図示せず）を設置するだけでは、炉内ビーム６を固定しかつ安定せることが困難である。

ただし、炉内ビーム６の長手方向に複数の装炭口12が配置される場合は、それぞれの装炭口12に固定金具を設置して炉内ビーム６を固定しかつ安定せることができるので、支持柱10を必ずしも取り付ける必要はない。あるいは、支持柱10と装炭口12の固定金具とを併用しても良い。

また図３には、炉内ビーム６に連結して炉外に延長するための炉外ビーム11を示す。図３に示す炉外ビーム11は、折り畳み式であり、炭化室の開口部の上面に設けたウインチ13でワイヤ14を送り出すことによって炉外ビーム11を図３に示す作業姿勢に保つことができる。一方、ウインチ13でワイヤ14を巻き上げれば、炉外ビーム11を直立させて待機姿勢に保つことができる。

コークス炉の燃焼室の煉瓦を補修する場合、本発明の煉瓦運搬装置を設置するために補修すべき燃焼室の両側の炭化室の稼働を停止するが、その他の炭化室の操業は継続するので、押出機やガイド車が随時走行する状態で該当する燃焼室の煉瓦の補修を行なう。そのため押出機やガイド車が通過するときは、炉外ビーム11を直立させて待機姿勢に保つ必要がある。

そして押出機やガイド車が通過した後、図３に示すように炉外ビーム11を図３に示す作業姿勢に保って、ブロック積み煉瓦９を炉内に搬入する。その際、ブロック積み煉瓦９を補修すべき煉瓦の位置まで台車15で運搬し、吊り装置８で挟持して吊り上げ、さらに走行装置７を炉外ビーム11から炉内ビーム６へ走行させて、ブロック積み煉瓦９を炉内に搬入する。

図４は、炉外ビーム11の他の例を示す断面図である。図４に示す例は、台車移動式であり、台車15上に組立てた固定脚16に炉外ビーム11を固定し、ブロック積み煉瓦９を載置した台車15を補修すべき煉瓦の位置まで移動することによって、炉外ビーム11を炉内ビーム６に連結し、さらに、ブロック積み煉瓦９を吊り装置８で挟持して吊り上げ、走行装置７を炉外ビーム11から炉内ビーム６へ走行させて、ブロック積み煉瓦９を炉内に搬入する。固定脚16の骨組みは、吊り装置８の移動や走行装置７の走行と干渉しないように組立てる。また、押出機やガイド車が走行するときは、台車15を退避させる。

このようにして炭化室の天井に固定した炉内ビーム６と、折り畳み式や台車移動式の炉外ビーム11とを連結して、ブロック積み煉瓦９を炉内に搬入すれば、燃焼室の崩落を防止するための天井吊り金物５に炉内ビーム６を固定する必要はないので、炉内ビーム６と吊り装置８の干渉がなくなる。その結果、高い位置まで吊り装置８を上昇させることができ、ひいては煉瓦３の上層部までブロック積み煉瓦９を搬入して補修することが可能となり、補修作業を短時間で効率良く行なうことができる。

全45段の煉瓦で構成される燃焼室の煉瓦３を下から42段まで補修する工事を行なった。その手順を以下に説明する。

図２に示すように、燃焼室の煉瓦３を下から42段まで解体した後、炉外で成形したブロック積み煉瓦９を本発明の煉瓦運搬装置を用いて、炉内に搬入した。吊り装置８は、押圧部材18の内側にゴム19を配設して、パワーシリンダー24を操作することによってゴム19を押し付けてブロック積み煉瓦９を挟持する型式（図１参照）のものを使用した。煉瓦３の最上層３段（＝45段−42段）の煉瓦は、崩落を防止するために、天井吊り金物５で固定した。炉外ビーム11は、図３に示すような折り畳み式を採用した。これを発明例とする。

一方で従来は、同じコークス炉の煉瓦３の補修の際に、図５に示すように、天井吊り金物５の直下に配置した炉内ビーム６を用いて、ブロック積み煉瓦９を炉内に搬入していた。吊り装置８は、上部にジャッキボルト20を配設して、ブロック積み煉瓦９を挟持する型式のものを使用していた。これを従来例とする。

発明例では、炉内ビームと吊り装置は干渉せず、高い位置まで吊り装置を上昇させることができるので、炉内でブロック積み煉瓦を積み上げて、下から39段まで補修することができた。上層部の残り３段（＝42段−39段）は人力で煉瓦を積み上げて補修した。

従来例は、炉内ビームと吊り装置が干渉し、しかも吊り装置の上部に配設したジャッキボルトによって吊り装置の全高が大きくなるので、下から30段まで補修した後、上層部の残り12段（＝42段−30段）を人力で補修していた。

したがって発明例では、人力で煉瓦を積み上げる補修作業を大幅に削減し、従来例の１／４（＝３／12）とすることができた。

１ 燃焼室
２ 炭化室
３ 煉瓦
3a 補修すべき煉瓦
４ 覗き孔
５ 天井吊り金物
６ 炉内ビーム
７ 走行装置
８ 吊り装置
９ ブロック積み煉瓦
10 支持柱
11 炉外ビーム
12 装炭口
13 ウインチ
14 ワイヤ
15 台車
16 固定脚
18 押圧部材
19 ゴム
20 ジャッキボルト
21 支持部材
22 回動軸
23 回動軸保持部材
24 パワーシリンダー
25 ストッパー

Claims (3)

1. コークス炉の燃焼室を内蔵する煉瓦を補修するために炉外で成形したブロック積み煉瓦を前記コークス炉内に搬入する煉瓦運搬装置であって、前記煉瓦の両側に位置する炭化室の天井にそれぞれ固定される合計２本の炉内ビームと、該炉内ビームに沿って移動可能にそれぞれ装着される合計２台の走行装置と、該走行装置から吊り下げられて前記ブロック積み煉瓦を挟持する１個の吊り装置と、を有し、該吊り装置が、前記ブロック積み煉瓦の側面に沿って水平に配設される押圧部材と、該押圧部材を支持するために垂直に配設される支持部材と、前記押圧部材の内側に配設されるゴムと、前記支持部材を回動させるための回動軸を定位置に保持する回動軸保持部材と、前記回動軸を中心として前記支持部材を回動させて前記押圧部材を前記ブロック積み煉瓦に押圧するパワーシリンダーと、前記支持部材が過剰に回動するのを防止するストッパーと、を有することを特徴とするコークス炉の燃焼室煉瓦補修用の煉瓦運搬装置。
2. 前記炭化室の天井に設けられた装炭口に設置される固定金具で前記炉内ビームを固定することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の燃焼室煉瓦補修用の煉瓦運搬装置。
3. 前記炭化室内の前記炉内ビームの最奥端に支持柱を取り付け、該支持柱の下端を前記炭化室の床面に固定することを特徴とする請求項１または２に記載のコークス炉の燃焼室煉瓦補修用の煉瓦運搬装置。

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