JP7356038B2 - 耐火物ブロック及びその設置方法 - Google Patents

Description

本発明は耐火物ブロック及びその設置方法に関する。

石炭を乾留し工業的に使用可能なコークスを製造する装置として、室炉式コークス炉がある。図１２に典型的なコークス炉の鳥観図を示した。図１２のように、コークス炉は炭化室１と燃焼室２とが炉団長方向Ｂに交互に配置された構造を有している。燃焼室２は炉長方向Ａに配列されたフリュー３からなり、炭化室１と燃焼室２との隔壁及びフリュー３同士の隔壁はいずれも煉瓦積み構造で形成される。隣接するフリュー３同士の隔壁をビンダー壁１２と呼び、炭化室１とフリュー３との隔壁をロイファー壁１３と呼ぶ。通常、炭化室１は炉高方向Ｃに４～７．５ｍ余、炉団長方向Ｂに３００～５５０ｍｍ、炉長方向Ａに１３～１７ｍ程度の長さを有している。

室炉式コークス炉に用いられる耐火物としては、高温領域で機械的強度が大きく、かつ体積変化が少なく、熱伝導性が比較的良好であるとともに、材料が安価で大量に入手できる等の理由から、その多くが珪石煉瓦で構築されている。室炉式コークス炉の稼働中の温度は、コークス炉ガス、高炉ガスの単独または混合ガスを燃料ガスとして燃焼させることによって、最も高い燃焼室で１１００～１３００℃程度に、また、炭化室の石炭への熱伝達表面では約１０００℃程度となっている。

図１３に典型的な炉壁の平面構造を示す。図１３のようにビンダー壁１２及びロイファー壁１３は複数種の耐火物ブロックを組み合わせることで構成されている。これら耐火物ブロックは上述のように珪石煉瓦で構成される。珪石煉瓦は原料の珪石を焼成して製造する焼成煉瓦であり、これにより形成される珪石煉瓦の炉高方向Ｃは１００～１５０ｍｍ程度である。炉長方向Ａ及び炉団長方向Ｂの長さはフリュー３の形状から定まる。硅石煉瓦１個あたりの質量は２０ｋｇ弱である。また、煉瓦と煉瓦との合わせ面を目地４と称し、各目地４には図１４に示すように凹凸ダボ２１が形成されている。このような凹凸ダボ２１に珪石煉瓦と同材質のモルタルを敷設することで、煉瓦構造強度を上げるとともに、ガスシール性を高めることができる。

図１５に典型的な炭化室１の窯口の構成を記載する。この窯口はプッシャーサイド１０、コークスサイド１１共に同様な構造である。燃焼室２の炉長方向両端には、垂直な状態のバックステー８が配置され、対向するバックステー８の上下２カ所にクロスタイロッドを通し、両端からスプリング等の締め込む機構によって所定荷重で締め付け、バックステー８を介して燃焼室煉瓦を締め付けている。燃焼室２の炉長方向端部の煉瓦（端部フリュー３ａ）とバックステー８との間には保護板６及びドアフレーム７が配置されている。また、炭化室１は通常炉蓋９によって閉鎖されている。炭化室１に装入した石炭の乾留が完了してコークスができあがると、炉蓋９を取り外して窯口を開放し、プッシャーサイドの窯口から押出機の押出装置で、コークサイドの窯口からコークスを押し出す。コークスを押し出す際の押出抵抗を抑制するために、炭化室１の窯幅３０はプッシャーサイド１０からコークスサイド１１にかけて広がっている。したがって燃焼室２の炉団長方向Ｂの長さは、プッシャーサイド１０の方がコークスサイド１１より広い構造となっている。この炉団長方向Ｂの長さが炉長方向Ａの位置によって変化する構造は水平テーパと称されている。

炭化室１と燃焼室２との窯口を構成する煉瓦は、炉蓋の開放のたびに温度が低下し、これに伴って煉瓦が損傷しやすく、損傷が進行すると積み替えによる補修が行われている。従来の珪石煉瓦の大きさでは、積み替えに際して取り込み回数が多くなり施工効率が良くなかった。そこで珪石煉瓦にかえて、耐火物ブロックを大型化し積み替える事で施工効率を改善する情報が考案されている。

特許文献１には、コークス炉燃焼室の補修用耐火物を大型化し、補修に際してバックステーなどの金物を撤去する必要がなく、築炉工事の施工効率を改善することのできる、コークス炉燃焼室用Ｌ字型耐火物ブロックが開示されている。またブロックの高さが２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが記載されている。

特許文献２には、燃焼室の上部に位置する水平焔道の下部を形成する下ブロックと、水平焔道の上部を形成する上ブロックとからなり、下ブロックが長さ１３００～２３００ｍｍ、幅６００～１２００ｍｍ、高さ３１０～４８０ｍｍ、厚さ１５０～２１０ｍｍのＵ字形状を呈し、かつ、底床部にコークス炉の燃焼室に連通してガスの通路となるガス流通孔を有し、上ブロックが長さ１３００～２３００ｍｍ、幅６００～１２００ｍｍ、高さ４００～８００ｍｍ、厚さ１５０～２１０ｍｍの逆Ｕ字形状を呈し、かつ、天井部に点検孔を有する成形ブロックが開示されている。

特許文献３には燃焼室、さらには蓄熱室、さらにはソールフリューを構成する耐火物の９０％（質量比）以上について、大型プレキャスト耐火物ブロックを用いて築炉することを特徴とする室炉式コークス炉の築炉方法及び室炉式コークス炉の耐火物構造が開示されている。燃焼室の耐火物ブロックは、炭化室の高さの１／２０以上、長さ（炉長方向）が燃焼室の１フリュー以上、幅（炉団長方向）が燃焼室の幅に等しい耐火物ブロックが開示されている。通常燃焼室の寸法は、高さ４～７．５ｍ余であるので、耐火物ブロックの寸法におきかえると、高さは２００～３７５ｍｍ以上であると考えられる。また大型プレキャスト耐火物ブロックの大きさは、製造コスト、ハンドリングの容易さの観点から、高さ７５０ｍｍ以下、幅（炉団長方向）１０００ｍｍ以下、長さ（炉長方向）２０００ｍｍ以下であると好ましいと記載されている。さらに特許文献３の図３には、石炭膨張圧と大型ブロックの高さの関係が記載されており、耐火物ブロックの高さを大きくすると、変位量が小さくなる事が記載されている。

コークス炉燃焼室２の補修用耐火物を大型化でき、補修に際してバックステーなどの金物を撤去する必要がなく、築炉工事の施工効率を改善することのできるコークス炉燃焼室用耐火物ブロック１１を提供する。 特許文献４、５には大型の耐火物ブロックを吊り上げる装置が記載されており、特許文献４は吊りピン方式、特許文献５はトング方式の装置が開示されている。

特開２０１７－１４３４６号公報 実用新案登録第３２１３３３７号公報 特開２０１９－１１２５０３号公報 実用新案登録第３０３５３１４号公報 特開２０１９－１６３３５１号公報

上述の文献はいずれも、大型の耐火物ブロックを用いる事で、積み替えの際の取り込み回数を低減することができ、築炉工事の施工効率を改善できる方法である。耐火物ブロックの大きさについて、幅は燃焼室の幅に準ずるのでその大きさに制限が生ずるが、長さ、高さには制限はない。しかしながら、特許文献３に記載されているように、製造コスト、ハンドリングの容易さ、積み替え時の安全性の観点で耐火物ブロックの大型化が制限されている。

一般的に、大型の耐火物ブロックは所定の装置により吊り上げて、コークス炉に取り込まれる。大型の耐火物ブロックを吊り上げる方法としては、大型コンクリート等に用いる吊りベルト（スリング）が多く用いられている。また、特許文献５に記載されている挟持装置（クランプ）や特許文献４に記載されている吊りプラグ（吊りピン）を使用する方法が開示されている。

大型ブロックの吊り上げは安全性を確保する観点から重要な作業となる。コークス炉は高温で硫化水素等を含む酸性の石炭ガスが発生するので、コンクリートブロックのように内部に吊り上げ用のピン（ネジ）を埋め込む事ができない。同様に強度をあげるために、耐火物ブロックの内部に補強用の鉄筋等も施工できないので、耐火物ブロックそのものの強度は大きくない。したがってクランプ方式や吊りピン方式が多く採用されている。

一方で、耐火物ブロック内部に亀裂などが存在した場合には、耐火物ブロックが吊り上げ途中で崩落する危険が大きいので、安全上の配慮が必要となる。クランプを使用する場合は、耐火物ブロックを上部から挟み込むが、耐火物ブロックの高さが増加すると、挟み込む装置の下部の長さが（高さ）が増加し、クランプ取付け部より下でブロックが崩壊した場合、落下を防止する手段がない。クランプの挟持部をブロック上部から下部にかけて設置する方法もあるが、作業スペースが限定されるコークス炉では、吊り装置が大きくなったり、吊り上げるレッカー等が大型化すると、ブロックを取り込む作業が出来なきなるので、必ずしも効率的ではなくなる。同様に吊りプラグ方式も、ブロック上部に孔を設けて吊り上げるので、吊りプラグの下部の破損には対応できない。このような観点から、特許文献１～３に記載されているように、ブロック高さを制限している。

特許文献１に記載のようなＬ字型の耐火物ブロックは、バックステーを撤去しないで炭化室の正面から搬入するので、バックステー間の距離に耐火物ブロックの高さが制限される。また、耐火物ブロックを炭化室内に搬入した後、耐火物ブロックを垂直にしてからブロックを積む必要がある。このような作業は人力での積み上げは安全上も含めて問題があるので、炭化室内に搬入した後の作業は、先述したクランプ等の吊り上げ冶具を用いる事となる。このためブロックを積み上げるフリュー上部に、吊り冶具用の装置の設置が伴う事となる。このような事からブロックの高さを２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下と制限している。

特許文献２に記載のＵ字型ブロックは、フリュー上部に位置する水平焔道と呼ばれる箇所に限定された耐火物ブロックである。本ブロックを当該場所に搬入する具体的な方法は、特許文献２に記載されていないが、水平焔道とその上部の炉頂部とよばれる耐火物も解体して、その上部より吊り込む事となると考えられる。耐火物ブロックの炉長方向の長さは１３００～２３００ｍｍであり、一般的なコークス炉の大きさでは４フリュー程度の範囲と推定される。このような大きさのブロックを吊り上げるには、クランプであれば炉長方向に２カ所以上取り付ける必要があると考えられ、ブロックと吊り上げ装置の大きさも考慮すると作業領域は拡大する。従ってブロックの大きさ以上に耐火物の解体が必要となり、耐火物ブロック周辺の耐火物の積み方が非常に難しくなる。水平焔道の場合は、フリュー上部なので比較的大型のブロックを積み込みやすいが、フリュー下部では前述のように作業性がさらに悪化する可能性があるので、この規模の大きさの耐火物ブロックは、必ずしも適当な大きさではない。

特許文献３には、大型ブロックを用いて、コークス炉の下部から上部までを築炉する技術が記載されている。このブロックの長さも特許文献２と略同様のものであるが、燃焼室の耐火物の９０％以上についてブロックを用いるもので、これは新しくコークス炉を築炉する事を念頭にしており、老朽化した燃焼室の１０％程度の部分的な煉瓦の積替を行うには、特許文献２に記載した課題を解決する必要がある。

これに対し、スリング方式は図１６に記載するように耐火物ブロック５３の下部にスリング５２を通すので、上述のような危険を防止できる。しかしながら、コークス炉の耐火物ブロック５３とのつなぎ部にはモルタル等の接合材が使用されるので、スリング５２があるとモルタルが塗布できないことや、ガスシールのための凹凸ダボ５６においてスリング５２が邪魔をして当該凹凸ダボ５６が噛み込まず所定の位置にブロックがセットできないこと、スリング５２が抜けないこと等の様々な障害が発生する。

そこで本発明の目的は、上記実情を鑑み、燃焼室の補修用耐火物の大型化に際し、特に炉高方向の長さを大幅に増加させて、築炉工事の施工効率を改善することのできる耐火物ブロック及びその設置方法を提供することである。

上記問題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、炉高方向の長さを大幅に増加させた耐火物ブロックにおいて、炉高方向の一方側の面に孔を形成し、ロイファー壁に炉団長方向に平行な１対の貫通孔を形成し、当該孔に吊り治具を配置し、当該貫通孔に吊り部材を挿入し、吊り治具及び吊り部材を用いて耐火物ブロックを吊り上げることで、安定に吊り上げることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。以下に本発明を説明する。

上記課題を解決するための本発明の１つの態様は、炭化室と燃焼室とが炉団長方向に交互に配列され、燃焼室は炉長方向に配列された複数のフリューからなるコークス炉の燃焼室を形成するための耐火物ブロックであって、耐火物ブロックは隣り合うフリューを仕切るためのビンダー壁と、フリュー及び炭化室を仕切るための一対のロイファー壁とを有し、ロイファー壁はビンダー壁の両端から炉長方向に突出するように形成されており、耐火物ブロックはビンダー壁とロイファー壁とが一体に形成されたコの字状であり、耐火物ブロックの炉高方向の長さが１０００ｍｍ以上７０００ｍｍ以下であり、耐火物ブロックは炉高方向の一方側の面に孔が少なくとも１つ形成されており、該孔は耐火物ブロックの重心と一方側の面との交点となる位置、交点に対して点対称となる位置、又はその両方の位置に形成されており、ロイファー壁は炉団長方向に平行な１対の貫通孔が少なくとも１組形成されており、該貫通孔はロイファー壁の炉高方向の長さを１００％としたとき炉高方向の他方側から１０％までの範囲に形成されている、耐火物ブロックである。

上記耐火物ブロックは、炉団長方向の長さが炉長方向のビンダー壁側に向かって狭まる、あるいは広がるように変化する水平テーパを有していても良い。また、炉団長方向の長さが炉高方向の上記一方側に向かって狭まるように変化する垂直テーパを有していても良い。さらに、耐火物ブロックの炉長方向の長さは、燃焼室のフリューピッチに準ずる長さとしてもよい。

また、上記課題を解決するための本発明の１つの態様は、上記耐火物ブロックをコークス炉に設置する方法であって、上記孔に耐火物ブロックを吊り上げるための吊り冶具を配置する工程と、１対の上記貫通孔に耐火物ブロックを吊り上げるための吊り部材を挿入する工程と、吊り治具及び吊り部材を用いて耐火物ブロックを吊り上げ、該耐火物ブロックをコークス炉に設置する工程と、を備える、耐火物ブロックの設置方法である。

本発明の耐火物ブロックによれば、大型化を高さ方向に特化することで、築炉工事の大幅な効率を改善することができる。また、耐火物ブロックの形状をロイファー壁とビンダー壁と一体化したコの字状とすることで、目地部を少なくすることができ、燃焼室壁部の変位を低減し、耐火物の損傷を回避することができる。

また、本発明の耐火物ブロックの設置方法によれば、本発明の耐火物ブロックを安定して吊り上げることができるため、当該耐火物ブックの積み作業中の作業員の安全を確保できる。

耐火物ブロック１００の概略図である。 窯口部の２カ所のフリューに２個の耐火物ブロック１００を組合せた模式図である。 耐火物ブロック１００の概略図であって、耐火物ブロック１００の一方側の面（上面）に設けられる孔１３０に着目した図である。 耐火物ブロック１００の概略図であって、炉高方向Ｃの他方側（下面側）に着目した図である。 閉塞部材１５０ａ、１５０ｂの概略図である。 耐火物ブロック１００の設置方法２００のフローチャートである。 耐火物ブロック１００に吊り込み装置３００を設置した概略図である。 耐火物ブロック１００を吊り上げ、コークス炉内の所定の位置に設置する状況の模式図である。 耐火物ブロック１００を炉高方向Ｃに２段、炉長方向Ａにフリュー２個分、炉団長方向Ｂに４列分の合計１６個設置した概略図である。 施工試験の模式図である。 施工試験の結果である。 典型的なコークス炉の鳥観図である。 典型的な炉壁の平面構造である。 目地４に着目した図である。 典型的な炭化室１の窯口の構成を示す図である。 スリング方式を使用した場合の目地４に着目した図である。

［耐火物ブロック１００］
本発明の耐火物ブロックについて、一実施形態である耐火物ブロック１００を用いて説明する。

本実施形態の耐火物ブロック１００は、炭化室と燃焼室とが炉団長方向Ｂに交互に配列され、燃焼室は炉長方向Ａに配列された複数のフリューからなるコークス炉の燃焼室を形成するためのものである。上述した通り、コークス炉は経年劣化、特に窯口を形成する燃焼室端部は炉蓋の開閉による温度変化によって劣化が顕著であるため、耐火物ブロックの積み替えが必要になる。耐火物ブロック１００はこのようなコークス炉熱間積替え用耐火物に使用されるものであり、後述するように炉高方向Ｃの長さを１０００ｍｍ以上とすることにより、築炉工事（ブロック積み施工）期間の大幅な短縮化を実現するものである。

図１に耐火物ブロック１００の概略的な平面図、側面図、正面図を示した。図１の通り、耐火物ブロック１００は、ビンダー壁１１０と１対のロイファー壁１２０とを有し、ロイファー壁１２０はビンダー壁１１０の両端から炉長方向Ａの一方側に突出するように形成されている。

図２に、窯口部の２カ所のフリューに２個の耐火物ブロック１００（１００ａ、１００ｂ）を組合せた模式図を示した。耐火物ブロック１００ａは炉長方向Ａの端部に用いられ、耐火物ブロック１００ｂは端部より内部に用いられている。図２の通り、ビンダー壁１１０は、耐火物ブロック１００が燃焼室に積み込まれフリューを形成した際に、隣り合うフリューを仕切るための隔壁となる。ロイファー壁１２０は、耐火物ブロック１００が燃焼室に積み込まれフリューを形成した際に、フリュー及び炭化室を仕切るための隔壁となる。なお、図２のように耐火物ブロック１００を組み合わせることで、炉長方向Ａに所望の数のフリューを形成し、燃焼室とすることが可能である。

耐火物ブロック１００の形状は、ビンダー壁１１０とロイファー壁１２０とが一体に形成されたコの字状である。このような形状とすることにより、フリューの目地を少なくすることができ、燃焼室壁部の変位を低減し、耐火物の損傷を回避することができる。

耐火物ブロック１００の炉高方向Ｃの長さは１０００ｍｍ以上７０００ｍｍ以下である。炉高方向Ｃの長さは１０００ｍｍ以上である耐火物ブロック１００は、一般的な耐火物ブロックよりも大型であるため、築炉工事の大幅な効率を改善することができる。一方で、耐火物ブロック１００は炉高方向Ｃの長さを７０００ｍｍ以下とした理由は、長さが７０００ｍｍを超えると耐火物ブロック１００を吊り上げた時の安定性が低下し、コークス炉への積み込みが困難になる虞があるためである。

耐火物ブロック１００の炉団長方向Ｂの長さは、耐火物ブロック１００を積み込む燃焼室（フリュー）の炉団長方向Ｂの長さに準ずる長さとなる。例えば、耐火物ブロック１００の炉団長方向Ｂの長さは９００ｍｍ以上９８０ｍｍ以下の範囲とする。
耐火物ブロック１００の炉長方向Ａの長さは、耐火物ブロック１００を積み込む燃焼室（フリュー）のフリューピッチに準ずる長さとなる。例えば、耐火物ブロック１００の炉長方向Ａの長さは６５０ｍｍ以上７２０ｍｍ以下とする。

耐火物ブロック１００は、炉団長方向Ｂの長さが炉長方向Ａのビンダー壁１１０側に向かって狭まる、あるいは広がるように変化する水平テーパを有していても良い。ここで、一般的には、ビンダー壁１１０側に向かって狭まる水平テーパを有する耐火物ブロックはコークスサイド１１に配置されるものであり、ビンダー壁１１０側に向かって広がる水平テーパを有する耐火物ブロックはプッシャーサイド１０に配置されるものである。

例えば、図２の紙面右側がコークスサイドの場合、耐火物ブロック１００ｂの炉団長方向Ｂの長さはビンダー壁１１０側（１００ａ側）に向かって短くなっており、耐火物ブロック１００ａの炉団長方向Ｂの長さはビンダー壁側に向かってさらに短くなるように形成されている。このような水平テーパは１つの耐火物ブロック毎に２ｍｍ程度の変化になるように形成される。耐火物ブロック１００は水平テーパを備えることにより、炭化室において製造されるコークスをプッシャーサイドからコークスサイドに押し出す際に、炭化室がプッシャーサイドからコークスサイドに向かって幅（炉団長方向Ｂの長さ）が広くなるため、押し出し機と炉壁との摩擦、衝突等が低減され、当該押し出しが容易になる。

また、耐火物ブロック１００は、炉団長方向Ｂの長さが炉高方向Ｃの一方側（孔１３０を備える面側）に向かって狭まるように変化する垂直テーパを有しても良い。後述の図３において、紙面上側を一方側（上面側）とし、紙面下側を他方側（下面側）とした場合、耐火物ブロック１００の幅（炉団長方向Ｂの長さ）は、下面側から上面側に向かって狭くなるように形成されている。このような垂直テーパは１つの耐火物ブロック毎に２ｍｍ程度の変化になるように形成される。耐火物ブロック１００は垂直テーパを備えることにより、炭化室に石炭を装炭する際に、炭化室が下面側から上面側に向かって幅（炉団長方向Ｂの長さ）が広くなるため、当該石炭の装炭が容易になる。

なお、特許文献１では２つの耐火物ブロックの合わせ面の目地において、モルタル層の厚さを順次変化させることによって水平テーパを実現しているが、本実施形態の耐火物ブロック１００は、耐火物ブロックそのものに水平テーパ、垂直テーパを有する形態としている点で異なっている。

耐火物ブロック１００は炉高方向Ｃの一方側の面（上面）に孔１３０が少なくとも１つ形成されており、該孔１３０は耐火物ブロック１００の重心と一方側の面との交点Ｏとなる位置、交点Ｏに対して点対称となる位置、又はその両方の位置に形成されている。図３に、耐火物ブロック１００の概略的な平面図及び正面図であって、耐火物ブロック１００の一方側の面（上面）に設けられる孔１３０に着目した図である。図３では、耐火物ブロック１００は４つの孔１３０が形成されており、それぞれ交点Ｏに対して点対称となる位置に配置されている。孔１３０は耐火物ブロック１００を吊り上げるための吊り治具を配置するための孔である。そのため、孔１３０は耐火物ブロック１００を吊り上げる際に、耐火物ブロック１００のバランスが安定する位置に設けられている。孔１３０の形状は吊り治具の形状に応じて形成される。例えば、円筒形に形成される。

耐火物ブロック１００のロイファー壁１２０は炉団長方向Ｂに平行な１対の貫通孔１４０が少なくとも１組形成されている。図４に耐火物ブロック１００の概略的な側面図であって、炉高方向Ｃの他方側（下面側）に着目した図を示した。図４の通り、ロイファー壁１２０は１対の貫通孔１４０を２組備えている。貫通孔１４０は耐火物ブロック１００（ロイファー壁１２０）の炉高方向Ｃの長さを１００％としたとき、炉高方向Ｃの他方側から１０％までの範囲に形成されている。これは、貫通孔１４０全体が上記の範囲に形成されていることを意味する。貫通孔１４０は耐火物ブロック１００を吊り上げるための吊り部材を挿入するための孔である。そのため、貫通孔１４０の炉長方向Ａの位置は耐火物ブロック１００を吊り上げる際に、耐火物ブロック１００のバランスが安定する位置に設けられている。貫通孔１４０の位置はロイファー壁１２０の下面側であるほど良いが、貫通孔１４０が下面に非常に近い箇所に形成されると、当該部分の耐久性が損なわれる虞がある。そのため、貫通孔１４０は下面側から５％以上の位置に形成されることが好ましい。貫通孔の形状は、吊り部材を挿入し、耐火物ブロックを吊り上げることができれば特に限定されない。後述の図４の貫通孔１４０ａのように、耐火物ブロックを設置後に内部のモルタルを掃除できるような形状としてもよい。

図４の貫通孔１４０はロイファー壁１２０に２組形成されている。ここで図４の紙面左側の貫通孔を１４０ａとし、紙面右側の貫通孔を１４０ｂとする。このように、貫通孔１４０を２組以上形成する場合は、耐火物ブロック１００を吊り部材によって吊り上げる際に、耐火物ブロック１００のバランスが安定する位置に形成する。ここで、貫通孔１４０ａは貫通孔１５に比べて大きく形成されている。これは、耐火物ブロック１００を接合した後に、目地からはみ出した内部のモルタルを掃除するためである。これらの貫通孔１４０は、耐火物ブロック１００がコークス炉内に設置され、当該設置部および近傍の掃除が完了したのち、閉塞部材により閉塞される。図５に貫通孔１４０ａを閉塞するための閉塞部材１５０ａ及び貫通孔１４０ｂを閉塞するための閉塞部材１５０ｂの概略的な側面図及び平面図を示した。

耐火物ブロック１００は、主成分を溶融珪石とする又は溶融珪石からなることが好ましい。「主成分を溶融珪石とする」とは、溶融珪石が耐火物ブロック１００に５０重量％以上含有されていることを言い、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上であり、さらに好ましくは溶融珪石からなることである。溶融珪石は非晶質であり、常温から１０００℃まではほとんど熱膨張しない。そのため主成分を溶融珪石にすることで、補修完了後の昇温速度を急激に上昇することが可能となり、珪石煉瓦にくらべ工期の短縮がはかられる。なお、従来の補修で使用される珪石煉瓦は常温から６００℃まで熱膨張が大きく、補修完了後は緩やかな昇温を行う必要があり、５～８日の期間が必要となる。

以上、耐火物ブロック１００について説明した。このような耐火物ブロック１００の製造方法は特に限定されないが、例えばコの字状の開口部を有した型枠に水を加えた溶融珪石を混錬して流し込みことによって製造することができる。

［耐火物ブロックの設置方法］
次に本発明の耐火物ブロックの設置方法について、一実施形態である耐火物ブロック１００の設置方法２００（以下、「設置方法２００」ということがある。）を用いて説明する。

設置方法２００は、耐火物ブロック１００をコークス炉に設置する方法である。図６に耐火物ブロック１００の設置方法２００のフローチャートを示した。図６の通り、設置方法２００は、吊り治具配置工程Ｓ２１０と、吊り部材挿入工程Ｓ２２０と、設置工程Ｓ２３０とを備えている。ここで、図６では吊り治具配置工程Ｓ２１０の後に、吊り部材挿入工程Ｓ２２０を行っているが、これらの順番は任意であり、吊り部材挿入工程Ｓ２２０の後に、吊り治具配置工程Ｓ２１０を行っても良い。

（吊り部材配置工程Ｓ２１０）
吊り部材配置工程Ｓ２１０は、耐火物ブロック１００の上面に形成されている孔１３０に、耐火物ブロック１００を吊り上げるための吊り冶具を配置する工程である。配置された吊り治具は、耐火物ブロックを吊り上げた際に外れないように耐火物ブロック１００に固定される。吊り治具とは、例えば吊りプラグを備えた吊り金具等である。

図７に耐火物ブロック１００に吊り込み装置３００を設置した概略図を示した。紙面左側が側面図であり、紙面右側が正面図である。図７では、耐火物ブロック１００の上部に吊り金具３１０が設置されている。吊り金具３１０はレッカー等によってワイヤー３１１で吊られている。また、耐火物ブロック１００は上面に形成された孔１３０に吊りプラグ３１２を挿入して固定することにより、耐火物ブロック１００を吊り金具３１０に固定している。

（吊り部材挿入工程Ｓ２２０）
吊り部材挿入工程Ｓ２２０は、１対の貫通孔１４０に耐火物ブロック１００を吊り上げるための吊り部材を挿入する工程である。吊り部材とは、スリングやクランプである。図７では吊り部材としてスリング３２０を用いている。

図７の通り、スリング３２０を耐火物ブロック１００のロイファー壁１２０に設けた１対の貫通孔１４０ａ、１４０ｂにそれぞれ挿入する。挿入されたスリング３２０は吊り金具３１０に固定される。また、スリング３２０のロイファー壁１２０に接触している面には、スリング３２０が外れること及び耐火物ブロック１００が崩落することを防止するために、スリング固定ベルト３２１が所定の箇所に複数取り付けられている。なお、吊りプラグ３１２、スリング３２０を均等に引っ張るには、チェーンブロックのような冶具（不図示）が必要となる。

（設置工程Ｓ２３０）
設置工程Ｓ２３０は、吊り治具及び吊り部材を用いて耐火物ブロック１００を吊り上げ、該耐火物ブロック１００をコークス炉に設置する工程である。

耐火物ブロック１００を吊り上げコークス炉に設置する際には、積替の対象となる燃焼室、炭化室の上部（炉頂部）を解体して撤去し、上部が開放された状態で行うことが好ましい。耐火物ブロック１００を吊り上げ、コークス炉内の所定の位置に設置する状況の模式を図８に示した。図８のように、耐火物ブロック１００をコークス炉内に取り込む際、作業員は炉外の作業足場で耐火物ブロック１００のスリング固定ベルト３２１にあらかじめ取り付けておいたロープで、耐火物ブロック１００を所定の位置に誘導してもよい。耐火物ブロック１００を所定の位置に取付けた後、作業員は炭化室内の足場上で上部の吊りプラグ３１２を外し、耐火物ブロック１００の傾き等の微調整を行う。この時、スリング３２０はまだ取り外さず、耐火物ブロック１００の倒れを防止する役目を行う。耐火物ブロック１００の調整を終えた後に、スリング固定ベルト３２１とスリング３２０とを外し、作業が終了となる。この手順を順次繰り返して、耐火物ブロック１００の設置を行う。ここで、設置工程Ｓ２３０の前に設置する耐火物ブロック１００の周辺に存在する目地にモルタルを敷設しておくことが好ましい。

図９に耐火物ブロック１００を炉高方向Ｃに２段、炉長方向Ａにフリュー２個分、炉団長方向Ｂに４列分の合計１６個設置した概略図を示す。図９の紙面左側は側面図であり、紙面右側は正面図である。このような設置方法を採用することにより、耐火物ブロック１００の寸法は、バックステーの間の空間を通過できる範囲に限定されないこととなる。

以上、耐火物ブロック１００の設置方法２００について説明した。設置方法２００によれば、耐火物ブロック１００を安定して吊り上げることができる。そのため、耐火物ブック１００の積み作業中の作業員の安全を確保できる。

以下、実施例に基づいて本発明の耐火物ブロック及びその設置方法について説明する。

上記した耐火物ブロックの設置方法に倣って、図１０に示すように窯口から２フリュー分を３列に亘って積み替えた。ここで、比較例では従来の耐火物ブロックのみを用いた。実施例では本発明に係る耐火物ブロック１つと従来の耐火物ブロックとを用いた。本発明に係る耐火物ブロックはフリューの最下段に配置することとした。従来の耐火物ブロックの高さは５００ｍｍである。本発明に係る耐火物ブロックの高さ（炉長方向の長さ）は２５００ｍｍであり、従来の耐火物ブロックの５つ分の高さである。図１０の通り、従来の耐火物ブロックを用いた場合は、炉高方向に１８段積み上げる必要がある。

実施例及び比較例について施工日数を比較した。結果を図１１に示した。ここで、図１１の横軸は積み替えた耐火物ブロックの個数（段数は従来の耐火物ブロックを基準）であり、縦軸は所要日数である。図１１に示すように、比較例の施工日数（■）にくらべ、実施例の施工日数（◆）は３日短縮された。この結果から、本発明に係る耐火物ブロックを用いることにより、施工期間の大幅な短縮が可能であると考えられる。また、本発明に係る耐火物ブロックのみを用いてフリューの積み替えを行った場合、さらなる施工日数の短縮が期待できると考えられる。

１ 炭化室
２ 燃焼室
３ フリュー
３ａ 端部フリュー
４ 目地
６ 保護板
７ ドアフレーム
８ バックステー
９ 炉蓋
１０ プッシャーサイド
１１ コークスサイド
１２ ビンダー壁
１３ ロイファー壁
２１ 凹凸ダボ
５２ スリング
５３ 耐火物ブロック
５６ 凹凸ダボ
１００ 耐火物ブロック
１１０ ビンダー壁
１２０ ロイファー壁
１３０ 孔
１４０ 貫通孔
１４０ａ 貫通孔
１４０ｂ 貫通孔
１５０ａ 閉塞部材
１５０ｂ 閉塞部材
２００ 設置方法
３００ 吊り込み装置
３１０ 吊り金具
３１１ ワイヤー
３１２ 吊りプラグ
３２０ スリング
３２１ スリング固定ベルト

Claims (5)

1. 炭化室と燃焼室とが炉団長方向に交互に配列され、前記燃焼室は炉長方向に配列された複数のフリューからなるコークス炉の前記燃焼室を形成するための耐火物ブロックであって、
   前記耐火物ブロックは隣り合う前記フリューを仕切るためのビンダー壁と、前記フリュー及び前記炭化室を仕切るための一対のロイファー壁を有し、
   前記ロイファー壁は前記ビンダー壁の両端から炉長方向に突出するように形成されており、
   前記耐火物ブロックは前記ビンダー壁と前記ロイファー壁とが一体に形成されたコの字状であり、
   前記耐火物ブロックの炉高方向の長さが１０００ｍｍ以上７０００ｍｍ以下であり、
   前記耐火物ブロックは炉高方向の一方側の面に孔が少なくとも１つ形成されており、該孔は前記耐火物ブロックの重心と前記一方側の面との交点となる位置、前記交点に対して点対称となる位置、又はその両方の位置に形成されており、
   前記ロイファー壁は炉団長方向に平行な１対の貫通孔が少なくとも１組形成されており、該貫通孔は前記ロイファー壁の炉高方向の長さを１００％としたとき炉高方向の他方側から１０％までの範囲に形成されている、
   耐火物ブロック。
2. 前記耐火物ブロックは、炉団長方向の長さが炉長方向の前記ビンダー壁側に向かって狭まる、あるいは広がるように変化する水平テーパを有することを特徴とする、請求項１に記載の耐火物ブロック。
3. 前記耐火物ブロックは、炉団長方向の長さが炉高方向の前記一方側に向かって狭まるように変化する垂直テーパを有することを特徴とする、請求項１に記載の耐火物ブロック。
4. 前記耐火物ブロックの炉長方向の長さは、前記燃焼室のフリューピッチに準ずる長さである、請求項１～３のいずれか１項に記載の耐火物ブロック。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の耐火物ブロックをコークス炉に設置する方法であって、
   前記孔に前記耐火物ブロックを吊り上げるための吊り冶具を配置する工程と、
   １対の前記貫通孔に前記耐火物ブロックを吊り上げるための吊り部材を挿入する工程と、
   前記吊り治具及び前記吊り部材を用いて前記耐火物ブロックを吊り上げ、該耐火物ブロックを前記コークス炉に設置する工程と、
   を備える、耐火物ブロックの設置方法。