JP7371668B2 - Furnace construction method - Google Patents

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本発明は、モジュールブロックを用いて炉を建設する炉建設方法に関する。 The present invention relates to a furnace construction method for constructing a furnace using module blocks.

製鉄に用いられる冶金用コークスは、室炉式コークス炉で石炭を乾留することによって製造される。室炉式コークス炉は、炭化室と、該炭化室に熱を供給する燃焼室とを炉幅方向に交互に配置することによって構成されており、炭化室と燃焼室とを隔てる耐火煉瓦等の定型耐火物を介して燃焼室から炭化室へ熱が供給される。室炉式コークス炉には100門以上の炉室を備えるものもあり、そのような室炉式コークス炉は、全長100m以上、高さ10m以上におよぶ巨大煉瓦構造物といえる。 Metallurgical coke used in steelmaking is produced by carbonizing coal in a room-fired coke oven. A room furnace type coke oven is constructed by arranging carbonization chambers and combustion chambers that supply heat to the carbonization chambers alternately in the width direction of the oven. Heat is supplied from the combustion chamber to the carbonization chamber via the regular refractory. Some indoor furnace coke ovens have more than 100 furnace chambers, and such indoor furnace coke ovens can be said to be huge brick structures with a total length of 100 m or more and a height of 10 m or more.

コークス炉を構成する定型耐火物は、一般的な建築物用の煉瓦と異なり、上面から見た形状が長方形、台形、L字型など、複雑な形状をしている。さらに、それら定型耐火物の側面、上面、底面には、ダボと呼ばれるズレ防止用の嵌合凸部や、ホゾと呼ばれるズレ防止用の嵌合凹部が設けられている場合がある。コークス炉は、このように極めて複雑な形状を有する定型耐火物を組み合わせて建設される。 The standard refractories that make up coke ovens are different from bricks for general buildings, and have complex shapes such as rectangles, trapezoids, and L-shapes when viewed from above. Furthermore, the side, top, and bottom surfaces of these regular refractories are sometimes provided with fitting protrusions called dowels to prevent slippage, and fitting recesses called tenons to prevent slippage. Coke ovens are constructed by combining regular refractories with extremely complex shapes.

このような定型耐火物の形状の複雑さのため、コークス炉の築炉は、現在、築炉工による手積み作業で行われている。手積みによる築炉では、定型耐火物を積む位置にコテ等の工具を用いて所定の目地厚になるようにモルタルを塗布し、次いで、モルタル上へ定型耐火物を積み上げるという作業を繰り返し行う必要がある。その際には、複雑な形状の定型耐火物の表面にモルタルを均一に塗布する必要があるなど、極めて高度な技能が要求されるが、そのような技能を有する熟練した築炉工は常に不足している。また、手作業でモルタルの塗布と定型耐火物の積み上げを行う築炉作業は極めて重労働といえる。 Due to the complexity of the shape of such regular refractories, the construction of coke ovens is currently carried out by hand construction work by furnace builders. When building a furnace by hand, it is necessary to repeatedly apply mortar to the position where the regular refractories are to be stacked using tools such as a trowel to achieve the specified joint thickness, and then stack the regular refractories on top of the mortar. There is. This requires an extremely high level of skill, as it is necessary to evenly apply mortar to the surface of a regular refractory with a complex shape, but there is always a shortage of skilled furnace builders with such skills. are doing. Furnace construction work, which involves applying mortar and stacking standard refractories by hand, can be said to be extremely hard work.

以上の理由から、定型耐火物を積み上げる作業を、少ない人手で効率的に行う方法の開発が求められている。 For the above reasons, there is a need to develop a method for stacking regular refractories efficiently with less manpower.

例えば、特許文献1では、予めコークス炉の建設場所以外の場所で、水平方向に複数の煉瓦を並べた煉瓦層を、鉛直方向に複数段積層したモジュールブロックを製作し、建設場所に運搬して据え付ける方法が提案されている。 For example, in Patent Document 1, a module block is manufactured in advance at a location other than the construction site of a coke oven, in which a plurality of brick layers arranged horizontally are stacked vertically in multiple stages, and then transported to the construction site. A method of installation is proposed.

特開2016-191064号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-191064

特許文献1で提案されている方法ではスペースに限りがあるコークス炉建設場所ではない別の場所でモジュールブロックを製造するため、十分な作業スペースを確保することができる。そしてその結果、作業効率が向上することに加え、定型耐火物の積み上げやモルタルの塗布を、ロボット等を用いて自動化することも容易である。 In the method proposed in Patent Document 1, the module blocks are manufactured at a different location than the coke oven construction site where space is limited, so a sufficient work space can be secured. As a result, in addition to improving work efficiency, it is also easy to automate the stacking of regular refractories and the application of mortar using a robot or the like.

しかし、本発明者らの検討の結果、特許文献1などの従来の方法には、以下に述べるようにさらなる改善の余地があることが分かった。 However, as a result of studies conducted by the present inventors, it has been found that the conventional methods such as those disclosed in Patent Document 1 have room for further improvement as described below.

すなわち、コークス炉の建設に使用される定型耐火物は焼成して製造されるものであるため、寸法にばらつきがある。例えば、一般的に使用される定型耐火物では、平面視や側面視における対角線距離で1~2mm程度の寸法誤差があり、その寸法誤差は個々の定型耐火物ごとに異なっている。そのため、定型耐火物を積み上げて得られるモジュールブロックにも、個体ごとに形状のばらつきが発生する。 That is, since the regular refractories used in the construction of coke ovens are manufactured by firing, there are variations in dimensions. For example, commonly used standard refractories have a dimensional error of about 1 to 2 mm in diagonal distance in plan view or side view, and the dimensional error differs for each standard refractory. Therefore, even in module blocks obtained by stacking regular refractories, variations in shape occur from one module block to another.

特に、コークス炉においては、石炭を炭化室に挿入して乾留し、得られたコークスを側面から押し出して排出するため、炭化室の壁面には高い平坦度が要求される。したがって、モジュールブロックの製造時には、炭化室の壁面が要求される平坦度を備えるように定型耐火物の積み方を調整することが考えられるが、その場合でも、他の以外の部分における形状のばらつきを完全になくすことはできない。 In particular, in a coke oven, coal is inserted into a carbonization chamber and carbonized, and the obtained coke is extruded from the side and discharged, so that the walls of the carbonization chamber are required to have high flatness. Therefore, when manufacturing module blocks, it is conceivable to adjust the stacking method of regular refractories so that the wall surface of the carbonization chamber has the required flatness, but even in that case, the shape may vary in other parts. cannot be completely eliminated.

このモジュールブロック形状のばらつきのために、コークス炉建設の精度や作業効率が低下するという問題がある。例えば、形状のばらつきのためにモジュールブロック間の距離が小さくなりすぎた場合、モジュールブロックの据付精度が低下することに加え、十分なモルタルの厚さを確保できない場合がある。特に、モジュールブロック同士が干渉する場合には、そのままモジュールブロックを積むことはできないため、干渉が生じないように該モジュールブロックを手直しする必要がある。しかし、モジュールブロックの設置作業は通常、モジュールブロックを運搬用の治具によって把持した状態で行われるため、そのままでは手直しを行うことはできない。そこで、一旦モジュールブロックから治具を外したうえで、該モジュールブロックを構成する定型耐火物を削るか、モジュールブロックの少なくとも一部を分解して定型耐火物を積み直す必要がある。このような手直しは非常に手間のかかる作業であり、コークス炉建設現場でモジュールブロックの手直しを行うことにより作業効率が著しく低下する。また、反対に、モジュールブロック間の距離が大きくなりすぎた場合にも、据付精度が低下する場合があることに加え、モジュールブロック間の隙間を多量のモルタルで充填する必要があるため、やはり作業効率が低下する。 Due to this variation in the shape of the module blocks, there is a problem in that the accuracy and work efficiency of coke oven construction are reduced. For example, if the distance between the module blocks becomes too small due to variations in shape, the installation accuracy of the module blocks will decrease, and a sufficient thickness of mortar may not be ensured. In particular, when module blocks interfere with each other, it is not possible to stack the module blocks as they are, so it is necessary to modify the module blocks to prevent interference. However, since the module block installation work is usually performed while the module block is being held by a transportation jig, it is not possible to modify the module block as it is. Therefore, after removing the jig from the module block, it is necessary to shave off the regular refractories that make up the module block, or to disassemble at least a portion of the module block and reload the regular refractories. Such rework is extremely time-consuming work, and reworking module blocks at a coke oven construction site significantly reduces work efficiency. On the other hand, if the distance between the module blocks becomes too large, the installation accuracy may decrease, and the gaps between the module blocks must be filled with a large amount of mortar, so it is still difficult to carry out the work. Efficiency decreases.

したがって、モジュールブロックを用いたコークス炉建設方法において、さらに高い精度で効率的にコークス炉を建設できる方法が求められている。また、上記モジュールブロックを用いた工法は、コークス炉以外の炉の建設にも適用可能であるが、その場合にも、やはり同様に、さらに高い精度で効率的に炉を建設できる方法が求められる。 Therefore, there is a need for a coke oven construction method using modular blocks that can efficiently construct a coke oven with even higher accuracy. Additionally, the construction method using modular blocks described above can be applied to the construction of furnaces other than coke ovens, but in that case as well, a method that can construct furnaces efficiently with even higher precision is required. .

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、炉の建設場所におけるモジュールブロックの手直し作業を軽減し、高い精度で効率的に炉を建設する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for efficiently constructing a furnace with high precision by reducing the work required to modify module blocks at a furnace construction site.

本発明の要旨構成は、以下の通りである。 The gist of the present invention is as follows.

1.炉の建設場所以外の場所においてモジュールブロックを製造するモジュールブロック製造工程と、
前記モジュールブロック製造工程で製造されたモジュールブロックを前記炉の建設場所へ運搬するモジュールブロック運搬工程と、
前記モジュールブロックを設置する位置にモルタルを塗布するモルタル塗布工程と、
前記モルタルが塗布された位置に前記モジュールブロック運搬工程で運搬されたモジュールブロックを設置するモジュールブロック設置工程とを含む、炉建設方法であって、
前記モジュールブロック製造工程が、
複数の定型耐火物を積み上げて前記モジュールブロックを製造する積み上げ工程と、
前記積み上げ工程で得られた前記モジュールブロックの輪郭形状を測定してモジュールブロック輪郭形状を得る第1の測定工程と、
前記炉における、前記モジュールブロックが設置される位置の輪郭形状を測定して設置位置輪郭形状を得る第2の測定工程と、
前記モジュールブロック輪郭形状と前記設置位置輪郭形状とを比較して、前記モジュールブロックの形状の合否を判定する判定工程とを含む、炉建設方法。
1. A module block manufacturing process in which the module blocks are manufactured at a location other than the furnace construction site;
a module block transporting step of transporting the module blocks manufactured in the module block manufacturing step to the construction site of the furnace;
a mortar application step of applying mortar to the position where the module block is installed;
A furnace construction method, comprising a module block installation step of installing a module block transported in the module block transport step at a position where the mortar is applied,
The module block manufacturing process includes:
a stacking step of stacking a plurality of regular refractories to manufacture the module block;
a first measuring step of obtaining a module block contour shape by measuring the contour shape of the module block obtained in the stacking step;
a second measuring step of measuring the contour shape of the position where the module block is installed in the furnace to obtain the installation position contour shape;
A furnace construction method comprising: a determination step of comparing the module block contour shape and the installation position contour shape to determine whether the shape of the module block is acceptable.

2.前記判定工程において前記モジュールブロックの形状が不合格と判定された場合に、該モジュールブロックに代えて、別途製造したモジュールブロックを使用する、上記1に記載の炉建設方法。 2. 2. The furnace construction method according to item 1, wherein when the shape of the module block is determined to be rejected in the determination step, a separately manufactured module block is used in place of the module block.

3.前記判定工程において前記モジュールブロックの形状が不合格と判定された場合に、該モジュールブロックおよび該モジュールブロックが設置される位置の一方または両方の形状を修正する、上記1に記載の炉建設方法。 3. 2. The furnace construction method according to item 1, wherein, when the shape of the module block is determined to be rejected in the determination step, the shape of the module block and/or the position where the module block is installed is corrected.

4.前記形状の修正を、機械加工によって行う、上記3に記載の炉建設方法。 4. 3. The method for constructing a furnace according to 3 above, wherein the modification of the shape is performed by machining.

5.前記形状の修正を、前記モジュールブロックを構成する定型耐火物の一部または全部を交換することによって行う、上記3または4に記載の炉建設方法。 5. 5. The furnace construction method according to 3 or 4 above, wherein the modification of the shape is performed by replacing part or all of a regular refractory that constitutes the module block.

6.前記第1の測定工程における測定および前記第2の測定工程における測定の一方または両方を、レーザを利用した3次元計測法を用いて行う、上記1~5のいずれか一項に記載の炉建設方法。 6. Furnace construction according to any one of 1 to 5 above, wherein one or both of the measurements in the first measurement step and the measurements in the second measurement step are performed using a three-dimensional measurement method using a laser. Method.

7.前記第1の測定工程における測定および前記第2の測定工程における測定の一方または両方を、複数の視点から撮像した画像を用いたフォトグラメトリによって行う、上記1~5のいずれか一項に記載の炉建設方法。 7. According to any one of 1 to 5 above, one or both of the measurement in the first measurement step and the measurement in the second measurement step is performed by photogrammetry using images captured from a plurality of viewpoints. furnace construction method.

8.前記モジュールブロック製造工程が、
前記判定工程に先立って、前記第1の測定工程で得た前記モジュールブロック輪郭形状と、予め用意したモジュールブロックの適正な輪郭形状とを比較して、前記モジュールブロックの形状の合否を判定する予備的判定工程をさらに含む、上記1~7のいずれか一項に記載の炉建設方法。
8. The module block manufacturing process includes:
Prior to the determination step, a preliminary step of comparing the module block contour shape obtained in the first measurement step with an appropriate contour shape of the module block prepared in advance to determine whether the shape of the module block is acceptable or not. 8. The furnace construction method according to any one of 1 to 7 above, further comprising a target determination step.

本発明によれば、炉の建設場所における手直し作業を軽減し、高い精度で効率的に炉を建設することができる。 According to the present invention, the rework work at the furnace construction site can be reduced and the furnace can be constructed efficiently with high precision.

本発明の一実施形態における炉建設方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a furnace construction method in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるモジュールブロック製造工程を示すフローチャートである。It is a flow chart showing a module block manufacturing process in one embodiment of the present invention. モジュールブロックの構造の例を模式的に示す上面図である。FIG. 2 is a top view schematically showing an example of the structure of a module block. モジュールブロックの構造の例を模式的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing an example of the structure of a module block. 水平方向に隣接する定型耐火物間における、ダボとホゾの構造の例を模式的に示す上面図である。FIG. 2 is a top view schematically showing an example of a dowel and tenon structure between horizontally adjacent standard refractories. 垂直方向に隣接する定型耐火物間における、ダボとホゾの構造の例を模式的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing an example of a dowel and tenon structure between vertically adjacent standard refractories. モジュールブロック設置工程において設置されるモジュールブロックと、既に設置されているモジュールブロックの配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of arrangement|positioning of the module block installed in the module block installation process, and the module block already installed. 本発明の他の実施形態におけるモジュールブロック製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the module block manufacturing process in other embodiments of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の実施形態を例示的に示すものであり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。また、以下の説明においては、特に断りの無い限り、炉に組み込まれた状態における向きを基準として、定型耐火物、及び該定型耐火物を積み上げて製造されるモジュールブロックについて、上、下、水平、鉛直、及び高さとの用語を用いる。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. Note that the following description exemplarily shows embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, in the following explanation, unless otherwise specified, standard refractories and module blocks manufactured by stacking the standard refractories will be referred to in the upper, lower, and horizontal directions based on the orientation when installed in a furnace. , vertical, and height.

また、本発明における炉の「建設」には、新規に炉を建設する場合に加えて、既存の炉に追加的に新規部分を建設する場合(増設)、および既存の炉の一部を置き換えるように新規部分を建設する場合(補修)も包含するものとする。言い換えると、本発明における「建設」には、新設、増設、および補修を包含する。例えば、稼働中のコークス炉の補修においては、いくつかの燃焼室および炭化室の使用を停止し、それ以外の燃焼室および炭化室については稼働した状態で補修を行うこと(熱間補修)が一般的に行われている。本発明は前記熱間補修にも適用可能である。 In addition, "construction" of a furnace in the present invention includes not only the construction of a new furnace, but also the construction of a new part of an existing furnace (expansion), and the replacement of a part of an existing furnace. This also includes the case of constructing a new part (repair). In other words, "construction" in the present invention includes new construction, expansion, and repair. For example, when repairing a coke oven that is currently in operation, it is recommended to stop using some combustion chambers and carbonization chambers, and repair the remaining combustion chambers and carbonization chambers while they are still in operation (hot repair). This is commonly done. The present invention is also applicable to the hot repair described above.

本発明の一実施形態における炉建設方法は、図1のフローチャートに示すように以下の工程を含む。
・モジュールブロック製造工程
・モジュールブロック運搬工程
・モルタル塗布工程
・モジュールブロック設置工程
The furnace construction method in one embodiment of the present invention includes the following steps as shown in the flowchart of FIG.
・Module block manufacturing process ・Module block transportation process ・Mortar application process ・Module block installation process

以下、上記各工程について説明する。なお、以下の説明では例としてコークス炉を建設する方法を説明するが、本発明はコークス炉以外の炉の建設にも適用可能である。 Each of the above steps will be explained below. In the following explanation, a method for constructing a coke oven will be described as an example, but the present invention is also applicable to constructing ovens other than coke ovens.

[モジュールブロック製造工程]
前記モジュールブロック製造工程では、炉の建設場所以外の場所においてモジュールブロックを製造する。本発明においては、コークス炉の建設場所以外の場所において製造したモジュールブロックをコークス炉建設場所に運搬、設置してコークス炉を建設するため、従来のように作業性の悪い建設場所において築炉工が一つずつ定型耐火物を手積みする作業を低減し、建設場所における作業効率を格段に向上させることができる。
[Module block manufacturing process]
In the module block manufacturing process, the module blocks are manufactured at a location other than the furnace construction site. In the present invention, since a coke oven is constructed by transporting and installing module blocks manufactured at a location other than the coke oven construction site, the furnace construction is carried out at a construction site where workability is poor, unlike in the past. This reduces the work of manually stacking standard refractories one by one, and greatly improves work efficiency at the construction site.

なお、本発明ではモジュールブロック工法を用いるが、形状が複雑な部分など、炉の一部については、モジュールブロックではなく定型耐火物を直接積むことによって作製することもできる。 Although the present invention uses a modular block construction method, parts of the furnace, such as parts with complicated shapes, can also be fabricated by directly stacking regular refractories instead of modular blocks.

前記「コークス炉の建設場所以外の場所」としては、コークス炉の建設現場とは異なり、かつ定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造することができる場所であれば特に限定されず、任意の場所を用いることができる。例えば、コークス炉の建設を行うための場所に設けられた仮上屋に隣接する土地等のコークス炉建設場所に隣接する場所、該コークス炉を製鉄所内に建設する場合であれば、該製鉄所内の他の場所などで積み上げ工程を実施することができる。また、モジュールブロックの製造は、コークス炉建設場所から離れた遠隔地で行うことも可能であるが、運搬にかかる時間やコストを考慮すると、コークス炉建設場所に隣接する場所で行うことが好ましい。積み上げ工程は、一カ所で集約的に行うことが効率上望ましいが、複数の場所で行って、それぞれの場所で製造されたモジュールブロックを、1つのコークス炉建設現場へ運搬、搬入して用いることもできる。 The above-mentioned "place other than the coke oven construction site" is not particularly limited, and may be any place that is different from the coke oven construction site and where modular blocks can be manufactured by stacking regular refractories. can be used. For example, a place adjacent to the coke oven construction site, such as land adjacent to a temporary shed set up at the location where the coke oven will be constructed; The stacking process can be carried out elsewhere, such as at other locations. Although it is possible to manufacture the module blocks at a remote location away from the coke oven construction site, it is preferable to manufacture the module blocks at a location adjacent to the coke oven construction site in consideration of transportation time and costs. Although it is desirable for efficiency to carry out the stacking process intensively at one location, it is also possible to carry out the stacking process at multiple locations and transport the module blocks manufactured at each location to a single coke oven construction site for use. You can also do it.

本発明の一実施形態におけるモジュールブロック製造工程は、図2のフローチャートに示すように以下の工程を含む。
・積み上げ工程
・第1の測定工程
・第2の測定工程
・判定工程
The module block manufacturing process in one embodiment of the present invention includes the following steps as shown in the flowchart of FIG.
・Stacking process ・First measurement process ・Second measurement process ・Judgment process

[積み上げ工程]
モジュールブロック製造工程においては、まず、複数の定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造する(積み上げ工程)。前記モジュールブロックは、コークス炉のいずれの部分を構成するためのモジュールブロックとすることもできるが、比較的構造が単純な部分や、繰り返し構造を有する部分をモジュールブロック化すれば、作業効率の向上効果が大きい。そのため、前記積み上げ工程においては、蓄熱室を構成するモジュールブロックおよび燃焼室を構成するモジュールブロックの少なくとも一方を作製することが好ましい。
[Stacking process]
In the module block manufacturing process, first, a plurality of standard refractories are piled up to manufacture a module block (stacking process). The module block can be a module block for configuring any part of the coke oven, but if a part with a relatively simple structure or a part with a repeated structure is made into a module block, work efficiency can be improved. Great effect. Therefore, in the stacking step, it is preferable to produce at least one of the module block that constitutes the heat storage chamber and the module block that constitutes the combustion chamber.

図3、図4は、モジュールブロックの構造の例を示す模式図であり、コークス炉の燃焼室を構成するモジュールブロックの構造を表している。なお、図3、図4を含む各図面においては、説明のため、定型耐火物の形状や組み合わせ方などを簡略化して示しており、実際の正確な構造を示すものではないことを付記する。 3 and 4 are schematic diagrams showing examples of the structure of a module block, and represent the structure of a module block that constitutes a combustion chamber of a coke oven. It should be noted that in the drawings including FIGS. 3 and 4, the shapes and combinations of the standard refractories are shown in a simplified manner for the purpose of explanation, and do not represent the actual exact structures.

モジュールブロック1は、複数の定型耐火物2を積み上げて構成されており、個々の定型耐火物2は、定型耐火物2の間の目地部分に塗布されたモルタル(図示されない)で接合されている。先に述べたように、コークス炉用の定型耐火物2には、図5、図6に示すように、ズレ防止などのための嵌合凸部であるダボ3や嵌合凹部であるホゾ4が設けられており、ダボ3とホゾ4とがモルタル5を介して嵌合した状態で接合される。 The module block 1 is constructed by stacking a plurality of regular refractories 2, and the individual regular refractories 2 are joined with mortar (not shown) applied to the joints between the regular refractories 2. . As mentioned earlier, the regular refractory 2 for coke ovens has dowels 3 that are fitting projections and tenons 4 that are fitting recesses to prevent slippage, etc., as shown in FIGS. 5 and 6. is provided, and the dowel 3 and tenon 4 are joined with a mortar 5 interposed therebetween in a fitted state.

[[定型耐火物]]
前記モジュールブロックを製造するための定型耐火物としては、特に限定されることなく、レンガやプレキャストブロック等、任意の定型耐火物を用いることができる。なかでも、手積みでコークス炉を建設する際に用いられる通常の定型耐火物を用いることが好ましい。通常の定型耐火物を使用することにより、本発明の方法で築炉する場合においても、従来と同様の炉の設計とすることが可能となり、その結果、少なくとも従来と同等の炉の性能を保証することが可能となる。また、大型のモジュールレンガを用いた場合には、亀裂が入った場合にモジュール全体にわたって亀裂が広がるおそれがあるが、通常の定型耐火物を使用すれば、仮に定型耐火物に亀裂が入ったとしても、その亀裂の伝搬を1つの定型耐火物内でとどめることができる。なお、ここでいう通常の定型耐火物とは、モジュールレンガではない、手積み用の定型耐火物全般を指すが、その寸法は、一般的には、高さ10~15cm、水平方向の長さが20~40cmである。
[[Standard refractories]]
The regular refractory for manufacturing the module block is not particularly limited, and any regular refractory such as bricks and precast blocks can be used. Among these, it is preferable to use regular regular refractories that are used when constructing coke ovens by hand. By using ordinary regular refractories, even when constructing a furnace using the method of the present invention, it is possible to design a furnace similar to the conventional one, and as a result, the performance of the furnace is guaranteed to be at least equivalent to that of the conventional one. It becomes possible to do so. In addition, when using large module bricks, if a crack occurs, there is a risk that the crack will spread throughout the entire module, but if regular regular refractories are used, even if the regular refractories crack, However, the propagation of cracks can be stopped within one standard refractory. Note that the regular regular refractories referred to here refer to all standard refractories that are hand-laid, not module bricks, and their dimensions are generally 10 to 15 cm in height and horizontal length. is 20 to 40 cm.

[[手作業による定型耐火物の積み上げ]]
上記定型耐火物の積み上げは、手作業によって行うことができる。本発明では、コークス炉の建設場所以外の場所においてモジュールブロックの製造を行うので、コークス炉建設場所で定型耐火物を手積みする場合とは異なり、十分な作業スペースを確保することが可能となる。したがって、同じ手積みであっても作業者への負荷を低減することができる。また、コークス炉建設場所で定型耐火物を積む場合には、積み上げられた定型耐火物の高さに合わせて足場を組み、その上で作業を行う必要があるが、本発明ではモジュールブロック単位で定型耐火物を積む作業を行うため、高所作業のための足場を用いる必要がなく、足下のよい地面の上で作業を行うことができる。
[[Stacking standard refractories by hand]]
The stacking of the above-mentioned regular refractories can be done manually. In the present invention, since module blocks are manufactured at a location other than the coke oven construction site, it is possible to secure sufficient work space, unlike when standard refractories are manually loaded at the coke oven construction site. . Therefore, the burden on the worker can be reduced even if the same is done by hand. In addition, when stacking regular refractories at a coke oven construction site, it is necessary to build scaffolding to match the height of the stacked regular refractories and work on it. Because the work involves loading standard refractories, there is no need to use scaffolding for work at heights, and the work can be carried out on the ground with good footing.

[[ロボットによる定型耐火物の積み上げ]]
また、上記定型耐火物の積み上げは、ロボットを用いて行うこともできる。この場合、ブロックの製造工程の一部または全部を自動化することができるため、定型耐火物の手積みという重労働に従事する作業員の数を減らすことができるとともに、高度な技能を要求される定型耐火物積み上げ作業の一部または全部をロボットにより自動化することが可能となる。
[[Stacking of standard refractories by robot]]
Moreover, the stacking of the above-mentioned regular refractories can also be performed using a robot. In this case, it is possible to automate part or all of the block manufacturing process, which reduces the number of workers involved in the heavy labor of manually stacking standard refractories, and also It becomes possible to automate part or all of the refractory stacking work using robots.

定型耐火物の積み上げに用いるロボットとしては、特に限定されることなく、任意のロボットを用いることができるが、定型耐火物をハンドリングすることが可能な可動式のアームを有するアーム型ロボットを用いることが好ましい。前記アーム型ロボットの一例としては、産業用ロボットの一種である垂直多関節型ロボットが挙げられる。また、定型耐火物積み上げ用アーム型ロボットとモルタル塗布用アーム型ロボットを用いてモジュールブロックを製造することもできる。 The robot used for stacking the regular refractories is not particularly limited and any robot can be used, but an arm-type robot with a movable arm capable of handling the regular refractories should be used. is preferred. An example of the arm-type robot is a vertical articulated robot, which is a type of industrial robot. Moreover, a module block can also be manufactured using an arm-type robot for stacking standard refractories and an arm-type robot for applying mortar.

[[モジュールブロック製造ライン]]
なお、手積みで行うかロボットを使用するかに関わらず、モジュールブロックの製造ラインは1つとすることも、複数とすることもできる。複数のラインで定型耐火物の積み上げを行ってモジュールブロックを製造すれば、コークス炉建設場所へのモジュールブロックの供給速度を上げることができるため、作業効率の観点からはモジュールブロックの製造ラインの数を2以上とすることが好ましく、3以上とすることがより好ましい。一方、製造ラインの数の上限は特に限定されないが、必要以上にライン数を増やしても、その後のモジュールブロック運搬工程や、コークス炉建設場所において行われるモルタル塗布工程やモジュールブロック設置工程が律速工程となるため、それ以上コークス炉の建設スピードを向上させることが困難となり、費用対効果が低下する。したがって、ライン数は、コークス炉の規模や各工程における作業速度等を考慮して決定すればよい。
[[Module block production line]]
Note that, regardless of whether the module blocks are stacked manually or by using a robot, the number of manufacturing lines for module blocks may be one or multiple. If modular blocks are manufactured by stacking regular refractories on multiple lines, the speed of supplying module blocks to the coke oven construction site can be increased, so from the perspective of work efficiency, the number of manufacturing lines for module blocks can be increased. is preferably 2 or more, more preferably 3 or more. On the other hand, there is no upper limit to the number of production lines, but even if the number of lines is increased more than necessary, the subsequent module block transportation process, mortar application process and module block installation process performed at the coke oven construction site will be the rate-limiting process. Therefore, it becomes difficult to further improve the construction speed of coke ovens, and cost effectiveness decreases. Therefore, the number of lines may be determined in consideration of the scale of the coke oven, the work speed in each process, and the like.

[[モジュールブロックのサイズ]]
前記モジュールブロックのサイズは特に限定されず、任意のサイズとすることができる。しかし、モジュールブロックの製造を手積みで行う場合、モジュールブロックの高さが過度に高いと、高い位置に定型耐火物を積むために、足場を組み立てる等の方法により作業床を設ける必要がある。例えば、日本においては、労働安全衛生規則第518条の規定により、高さが2m以上で作業を行う場合において墜落のおそれのあるときは、作業床を設けることが求められている。前記モジュールブロックの高さが2m未満であれば、定型耐火物を手積みしてモジュールブロックを製造する場合でも、足場などを設置して高所作業を行う必要がないため、作業効率が高い。また、ロボットを用いてモジュールブロックを製造する場合には、前記モジュールブロックの高さが2m未満であれば、定型耐火物を積む位置の高さを一般的なアーム型ロボットのアームの可動範囲内とすることができる。そのため、ロボットを水平方向に移動させるのみでモジュールブロックを製造することができるため、作業効率が高い。したがって、作業効率の観点からは、モジュールブロックの高さを2m未満とすることが好ましい。一方、前記モジュールブロックの高さの下限についても特に限定されないが、定型耐火物2段以上とすることが好ましい。
[[Module block size]]
The size of the module block is not particularly limited, and can be any size. However, when manufacturing module blocks by hand, if the height of the module blocks is excessively high, it is necessary to set up a work floor by assembling scaffolding or other methods in order to stack standard refractories at high positions. For example, in Japan, Article 518 of the Industrial Safety and Health Regulations requires that a work floor be provided if work is performed at a height of 2 meters or more and there is a risk of falling. If the height of the module block is less than 2 m, even if the module block is manufactured by hand-laying regular refractories, there is no need to install scaffolding or the like to perform work at heights, resulting in high work efficiency. In addition, when manufacturing module blocks using a robot, if the height of the module block is less than 2 m, the height of the position where the standard refractory is loaded is within the movable range of the arm of a general arm-type robot. It can be done. Therefore, module blocks can be manufactured simply by moving the robot in the horizontal direction, resulting in high work efficiency. Therefore, from the viewpoint of work efficiency, it is preferable that the height of the module block is less than 2 m. On the other hand, the lower limit of the height of the module block is not particularly limited either, but it is preferably two or more stages of regular refractories.

また、モジュールブロックの長手方向の長さについても限定されないが、作業効率の観点からは、建設するコークス炉の炉長の1/8以上とすることが好ましい。前記モジュールブロックの長手方向の長さは、建設するコークス炉の炉長の1/4以上であってもよい。一方、前記モジュールブロックの長手方向の長さは、建設するコークス炉の炉長の2/3以下とすることが好ましく、1/2以下とすることがより好ましい。 Further, the length in the longitudinal direction of the module block is not limited either, but from the viewpoint of work efficiency, it is preferably 1/8 or more of the length of the coke oven to be constructed. The length of the module block in the longitudinal direction may be 1/4 or more of the length of the coke oven to be constructed. On the other hand, the length of the module block in the longitudinal direction is preferably 2/3 or less, more preferably 1/2 or less of the length of the coke oven to be constructed.

なお、ここで「モジュールブロックの長手方向長さ」とは、モジュールブロックの水平方向断面における長手方向の長さを指し、「モジュールブロックの高さ」とは、該モジュールブロックの下面から上面までの高さを指す。なお、前記「モジュールブロックの長手方向長さ」および「モジュールブロックの高さ」には、モジュールブロックの側面、上面、および底面に設けられたダボ等の凹凸は含めないものとする。また、「コークス炉の炉長」とは、コークス炉を構成する個々の燃焼室および炭化室の長手方向の長さを意味する。なお、現在使用されている一般的なコークス炉の炉長は、15~17m程度である。 Note that the "longitudinal length of the module block" here refers to the length in the longitudinal direction of the module block in the horizontal cross section, and the "height of the module block" refers to the length from the bottom surface to the top surface of the module block. refers to height. Note that the "longitudinal length of the module block" and "height of the module block" do not include irregularities such as dowels provided on the side, top, and bottom surfaces of the module block. Moreover, "the oven length of a coke oven" means the length in the longitudinal direction of each combustion chamber and carbonization chamber that constitute the coke oven. The length of the common coke oven currently in use is approximately 15 to 17 m.

[第1の測定工程]
次に、前記積み上げ工程で得られた前記モジュールブロックの輪郭形状を測定してモジュールブロック輪郭形状を得る(第1の測定工程)。測定されたモジュールブロック輪郭形状は、後述する判定工程において使用される。
[First measurement process]
Next, the contour shape of the module block obtained in the stacking step is measured to obtain the module block contour shape (first measurement step). The measured module block contour shape is used in the determination process described later.

前記第1の測定工程においては、モジュールブロックの少なくとも一部の輪郭形状を測定すればよく、モジュールブロック全体の輪郭形状を測定してもよい。 In the first measuring step, the contour shape of at least a portion of the module block may be measured, or the contour shape of the entire module block may be measured.

前記輪郭形状の測定方法はとくに限定されず、任意の方法を用いることができる。前記測定方法としては、モジュールブロックの3次元的な輪郭形状のデータ測定する3次元計測法を用いることが好ましい。前記3次元計測法では、例えば、モジュールブロック輪郭形状を3次元点群データとして取得することができる。 The method for measuring the contour shape is not particularly limited, and any method can be used. As the measurement method, it is preferable to use a three-dimensional measurement method that measures three-dimensional contour shape data of the module block. In the three-dimensional measurement method, for example, the contour shape of a module block can be acquired as three-dimensional point group data.

例えば、本発明の一実施形態においては、レーザを利用した3次元計測法を用いて輪郭形状の測定を行うことができる。モジュールブロックに対してレーザを照射し、反射光を検出することによって光源からモジュールブロックの表面の各点までの距離を測定することにより、モジュールブロックの輪郭形状の3次元点群データを取得することができる。反射光による距離の測定に使用できる方法としては、例えば、TOF(Time of Flight)方式や位相差検出方式などを挙げることができるが、これらに限らず任意の方法を用いることができる。 For example, in one embodiment of the present invention, the contour shape can be measured using a three-dimensional measurement method using a laser. Acquire three-dimensional point cloud data of the contour shape of the module block by irradiating the module block with a laser and detecting the reflected light to measure the distance from the light source to each point on the surface of the module block. I can do it. Methods that can be used to measure distance using reflected light include, for example, a TOF (Time of Flight) method and a phase difference detection method, but are not limited to these and any other method can be used.

また、本発明の他の実施形態においては、モジュールブロックを複数の視点から撮像した画像を用いたフォトグラメトリによって輪郭形状の測定を行うことができる。すなわち、フォトグラメトリでは、異なる視点から撮影した複数の画像から、当該画像に写った同一の点の3次元座標を三角測量の原理で求めることができる。したがって、画像中の多数の点の3次元座標を求めることにより、モジュールブロックの輪郭形状の3次元点群データを取得することができる。 Further, in another embodiment of the present invention, the contour shape can be measured by photogrammetry using images of the module block taken from a plurality of viewpoints. That is, in photogrammetry, the three-dimensional coordinates of the same point in a plurality of images taken from different viewpoints can be determined using the principle of triangulation. Therefore, by determining the three-dimensional coordinates of many points in the image, three-dimensional point group data of the contour shape of the module block can be obtained.

なお、いずれの測定法を用いるかにかかわらず、モジュールブロックの複数の面の輪郭形状を測定した場合、得られた複数の測定データを合成し、複数の面の輪郭形状を含むデータを生成することが好ましい。 Regardless of which measurement method is used, if the contour shapes of multiple surfaces of a module block are measured, the multiple measurement data obtained will be combined to generate data that includes the contour shapes of multiple surfaces. It is preferable.

なお、モジュールブロックを構成する定型耐火物の寸法の公差は、一般的に1~2mm程度である。また、コークス炉における定型耐火物の積み付け精度も、一般的に1~2mm程度であることが要求される。そのため、上記輪郭形状の測定において使用する測定方法の測定精度は、2mm以下であることが好ましく、1mm以下であることがより好ましい。また、得られた3次元点群データから3次元ポリゴンモデルを作成し、以降の工程において該ポリゴンモデルを使用することもできる。 Note that the dimensional tolerance of the regular refractories constituting the module block is generally about 1 to 2 mm. Further, the stacking accuracy of regular refractories in a coke oven is generally required to be about 1 to 2 mm. Therefore, the measurement accuracy of the measurement method used in measuring the contour shape is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less. It is also possible to create a three-dimensional polygon model from the obtained three-dimensional point group data and use the polygon model in subsequent steps.

前記第1の測定工程においてモジュールブロックの輪郭形状を測定する部位はとくに限定されないが、少なくともモジュールブロックの下面の輪郭形状を測定することが好ましく、少なくともモジュールブロックの下面および側面の輪郭形状を測定することがより好ましい。その理由については後述する。 In the first measuring step, there is no particular restriction on the part where the contour shape of the module block is measured, but it is preferable to measure at least the contour shape of the lower surface of the module block, and at least the contour shape of the lower surface and side surface of the module block. It is more preferable. The reason will be explained later.

[第2の測定工程]
また、前記炉における、前記モジュールブロックが設置される位置の輪郭形状を測定して設置位置輪郭形状を得る(第2の測定工程)。測定された設置位置輪郭形状は、上記第1の測定工程で得られたモジュールブロック輪郭形状とともに、後述する判定工程において使用される。
[Second measurement process]
Further, the contour shape of the position in the furnace where the module block is installed is measured to obtain the contour shape of the installation position (second measurement step). The measured installation position contour shape is used together with the module block contour shape obtained in the first measurement step in the determination step described later.

ここで、「モジュールブロックが設置される位置」とは、モジュールブロック設置工程において該モジュールブロックを設置する予定の位置を指す。「モジュールブロックが設置される位置の輪郭形状(設置位置輪郭形状)」とは、該モジュールブロックを設置した場合に、該モジュールブロックと(モルタルを介して)当接することになる部位の輪郭形状を指す。前記設置位置輪郭形状には、典型的には、既に設置されているモジュールブロックの輪郭形状が含まれる。また、上述したように、本発明では形状が複雑な部分など、炉の一部については、モジュールブロックではなく定型耐火物を直接手積みすることによって作製することもできる。そのため、前記設置位置輪郭形状には、既に設置されている定型耐火物(モジュールブロックを構成する定型耐火物以外のもの)の輪郭形状も含むことができる。 Here, "the position where the module block is installed" refers to the position where the module block is planned to be installed in the module block installation process. "Contour shape of the position where the module block is installed (installation position contour shape)" refers to the contour shape of the part that will come into contact with the module block (via mortar) when the module block is installed. Point. The installation position contour typically includes the contour of the module block that has already been installed. Furthermore, as described above, in the present invention, parts of the furnace, such as parts with complicated shapes, can be manufactured by directly hand-laying regular refractories instead of modular blocks. Therefore, the installation position contour shape can also include the contour shape of the already installed regular refractories (other than the regular refractories that constitute the module block).

前記第2の測定工程においては、前記モジュールブロックが設置される位置の少なくとも一部の輪郭形状を測定すればよいが、モジュールブロックを設置した際に該モジュールブロックの下面と対向する面および該モジュールブロックの側面が対向する面の輪郭形状を測定することが好ましい。 In the second measurement step, it is sufficient to measure the contour shape of at least a part of the position where the module block is installed. It is preferable to measure the contour shape of the face where the side faces of the block face each other.

前記輪郭形状の測定方法はとくに限定されず、任意の方法を用いることができる。前記測定方法としては、設置位置の3次元的な輪郭形状のデータ測定する3次元計測法を用いることが好ましい。前記3次元計測法では、例えば、設置位置輪郭形状を3次元点群データとして取得することができる。 The method for measuring the contour shape is not particularly limited, and any method can be used. As the measurement method, it is preferable to use a three-dimensional measurement method that measures data on a three-dimensional contour shape of the installation position. In the three-dimensional measurement method, for example, the contour shape of the installation position can be acquired as three-dimensional point group data.

前記第2の測定工程における測定方法としては、上述した第1の測定工程と同様に、レーザを利用した3次元計測法や、複数の視点から撮像した画像を用いたフォトグラメトリなど、任意の方法によって行うことができる。第1の測定工程で使用する測定方法と第2の測定工程で使用する測定方法は同じであってもよく、異なっていてもよい。 As in the first measurement process described above, the measurement method in the second measurement process may be any arbitrary one, such as a three-dimensional measurement method using a laser or photogrammetry using images taken from multiple viewpoints. This can be done by any method. The measurement method used in the first measurement step and the measurement method used in the second measurement step may be the same or different.

使用する測定法にかかわらず、設置位置の複数の面の輪郭形状を測定した場合、得られた複数の測定データを合成し、複数の面の輪郭形状を含むデータを生成することが好ましい。 Regardless of the measurement method used, when the contour shapes of multiple surfaces at the installation position are measured, it is preferable to combine the multiple measurement data obtained to generate data including the contour shapes of the multiple surfaces.

また、上記第1の測定工程において述べた理由と同じ理由から、上記設置位置輪郭形状の測定において使用する測定方法の測定精度は、2mm以下であることが好ましく、1mm以下であることがより好ましい。また、得られた3次元点群データから3次元ポリゴンモデルを作成し、以降の工程において該ポリゴンモデルを使用することもできる。 Furthermore, for the same reason as stated in the first measurement step, the measurement accuracy of the measurement method used in measuring the contour shape of the installation position is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less. . It is also possible to create a three-dimensional polygon model from the obtained three-dimensional point group data and use the polygon model in subsequent steps.

なお、図2のフローチャートにおいては、例として、第1の測定工程の後、判定工程の前に第2の測定工程を行う場合を示した。しかし、本発明において第2の測定工程を実施するタイミングはこれに限定されず、判定工程よりも前であれば任意のタイミングで行うことができる。例えば、第1の測定工程よりも前に第2の測定工程を実施してもよく、第2の測定工程と同時に第2の測定工程を実施してもよい。 In addition, in the flowchart of FIG. 2, the case where the 2nd measurement process is performed after the 1st measurement process and before the determination process was shown as an example. However, in the present invention, the timing to implement the second measurement step is not limited to this, and can be performed at any timing before the determination step. For example, the second measurement step may be performed before the first measurement step, or the second measurement step may be performed simultaneously with the second measurement step.

[判定工程]
次に、上記第1の測定工程で得たモジュールブロック輪郭形状と、上記第2の測定工程で得た設置位置輪郭形状とを比較して、前記モジュールブロックの形状の合否を判定する(判定工程)。このようにモジュールブロック輪郭形状と前記設置位置輪郭形状とを比較することにより、該モジュールブロックを設置した際にモジュールブロックの形状が設置位置の形状と整合するかどうかを、実際に設置作業を行う前に判定することができる。そしてその結果、炉の建設場所におけるモジュールブロックの手直し作業を軽減し、高い精度で効率的に炉を建設することが可能となる。
[Judgment process]
Next, the module block contour shape obtained in the first measurement step and the installation position contour shape obtained in the second measurement step are compared to determine whether the shape of the module block is acceptable (judgment step ). By comparing the module block contour shape and the installation position contour shape in this way, it is possible to check whether the shape of the module block matches the shape of the installation position when the module block is installed, during actual installation work. can be determined beforehand. As a result, it becomes possible to reduce the work required to modify module blocks at the furnace construction site and to efficiently construct the furnace with high precision.

上記本発明の効果について、図面を参照してさらに具体的に説明する。図7は、モジュールブロック設置工程において設置されるモジュールブロックと、既に設置されているモジュールブロックの配置の例を示す模式図である。図7に示した例では、炉の建設場所にはすでに炉を構成する複数のモジュールブロックが設置されている。この、すでに設置されているモジュールブロックを、以下、既設モジュールブロックという。既設モジュールブロック11a、11b、11cは水平方向に隣接して設置されており、既設モジュールブロック11b、11cの上の段には既設モジュールブロック11dが積まれている。そして、既設モジュールブロック11a、11bの上の段に、既設モジュールブロック11dの横方向に隣接するようにモジュールブロック10を設置する。 The effects of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of module blocks installed in the module block installation process and module blocks that have already been installed. In the example shown in FIG. 7, a plurality of module blocks constituting the furnace have already been installed at the furnace construction site. This module block that has already been installed is hereinafter referred to as an existing module block. The existing module blocks 11a, 11b, 11c are installed adjacent to each other in the horizontal direction, and the existing module block 11d is stacked on the upper stage of the existing module blocks 11b, 11c. Then, the module block 10 is installed above the existing module blocks 11a and 11b so as to be horizontally adjacent to the existing module block 11d.

しかし、モジュールブロックの形状のばらつきや、設置位置、設置角度などのずれのために、モジュールブロック10と既設モジュールブロック11とが干渉する場合がある。例えば、モジュールブロック10の下面は、既設モジュールブロック11aおよび11bの上面と接することになる。そのため、既設モジュールブロック11aおよび11bの上面に設計上意図しない段差があれば、モジュールブロック10の下面と干渉する。また、既設モジュールブロック11aおよび11bの上面に意図しない段差が無い場合でも、既設モジュールブロック11の位置が水平方向にずれている場合、モジュールブロック10の下面のダボと既設モジュールブロック11の上面にあるホゾとの間で干渉が生じる場合がある。 However, the module block 10 and the existing module block 11 may interfere with each other due to variations in the shape of the module blocks, deviations in installation positions, installation angles, etc. For example, the lower surface of the module block 10 comes into contact with the upper surface of the existing module blocks 11a and 11b. Therefore, if there is an unintended level difference on the top surface of the existing module blocks 11a and 11b, it will interfere with the bottom surface of the module block 10. Furthermore, even if there is no unintended level difference on the upper surfaces of the existing module blocks 11a and 11b, if the position of the existing module block 11 is shifted in the horizontal direction, the dowel on the lower surface of the module block 10 and the upper surface of the existing module block 11 may Interference may occur with the tenon.

本発明によれば、モジュールブロック運搬工程に先立って上記判定を行うことにより、事前にモジュールブロック間の干渉の有無を予測することができる。そしてその結果、炉の建設場所におけるモジュールブロックの手直し作業を軽減し、高い精度で効率的に炉を建設することが可能となる。 According to the present invention, the presence or absence of interference between module blocks can be predicted in advance by making the above determination prior to the module block transportation process. As a result, it becomes possible to reduce the work required to modify module blocks at the furnace construction site and to efficiently construct the furnace with high precision.

前記判定工程において前記モジュールブロックの形状が不合格と判定された場合の対応についてはとくに限定されないが、該モジュールブロックおよび該モジュールブロックの設置位置の一方または両方に対して、何らかの手当を施すことが好ましい。 There are no particular limitations on what to do when the shape of the module block is determined to be rejected in the determination step, but it is possible to take some measures to one or both of the module block and the installation position of the module block. preferable.

例えば、本願明細書の一実施形態では、前記判定工程において前記モジュールブロックの形状が不合格と判定された場合に、該モジュールブロックに代えて、別途製造したモジュールブロック(第2のモジュールブロック)を使用することができる。これにより、設置位置の形状に整合しないモジュールブロックが炉の建設現場へ搬入され、現場において手直し作業が発生することを回避できる。 For example, in one embodiment of the present specification, when the shape of the module block is determined to be rejected in the determination step, a separately manufactured module block (second module block) is used in place of the module block. can be used. This makes it possible to avoid carrying module blocks that do not match the shape of the installation position to the furnace construction site and causing rework at the site.

なお、第2のモジュールブロックを使用する場合、該第2のモジュールブロックを対象として第1の測定工程と判定工程とを実施し、該第2のモジュールブロックの形状の合否を判定することが好ましい。この場合、判定工程で合格となるモジュールブロックが見つかるまで上記のプロセスを繰り返すことが好ましい。 Note that when using a second module block, it is preferable to perform the first measurement step and the determination step on the second module block to determine whether the shape of the second module block is acceptable or not. . In this case, it is preferable to repeat the above process until a module block that passes the determination step is found.

また、本願明細書の他の実施形態では、前記判定工程において前記モジュールブロックの形状が不合格と判定された場合に、該モジュールブロックおよび該モジュールブロックが設置される位置の一方または両方の形状を修正することができる。本発明によれば、予め判定と形状修正を行うことができるため、炉の建設場所におけるモジュールブロックの手直し作業を軽減し、高い精度で効率的に炉を建設することが可能となる。 Further, in another embodiment of the present specification, when the shape of the module block is determined to be rejected in the determination step, the shape of one or both of the module block and the position where the module block is installed is determined. Can be fixed. According to the present invention, since determination and shape correction can be performed in advance, it is possible to reduce rework of module blocks at the furnace construction site and to efficiently construct the furnace with high accuracy.

形状修正の方法は特に限定されず、モジュールブロックおよび設置位置の一方または両方形状を修正できる方法であれば任意の方法を用いることができる。 The shape modification method is not particularly limited, and any method can be used as long as it can modify the shape of one or both of the module block and the installation position.

例えば、本発明の一実施形態においては、前記形状の修正を機械加工によって行うことができる。切削などの機械加工を施すことにより、モジュールブロックおよび設置位置の一方または両方の輪郭形状を調整し、干渉をなくすことができる。また、この方法によれば、形状の誤差が大きい部分のみを加工して適正な形状とすることができる。 For example, in one embodiment of the invention, the shape modification may be performed by machining. By performing machining such as cutting, the contour shape of one or both of the module block and the installation position can be adjusted to eliminate interference. Furthermore, according to this method, only the portions with large errors in shape can be processed to have an appropriate shape.

前記機械加工には、特に限定されることなく任意の加工手段を用いることができる。前記加工手段としては、例えば、レーザ加工機およびエンドミルの一方または両方を用いることができる。前記エンドミルとしては、特にボールエンドミルを用いることが好ましい。 Any machining means can be used for the machining without particular limitation. As the processing means, for example, one or both of a laser processing machine and an end mill can be used. As the end mill, it is particularly preferable to use a ball end mill.

また、本発明の他の実施形態においては、前記形状の修正を、前記モジュールブロックを構成する定型耐火物の一部または全部を交換することによって行うことができる。定型耐火物を交換することによって形状修正を行う場合には、例えば、モジュールブロックの一部または全部を一旦定型耐火物に分解し、分解した部分の定型耐火物を積み直せばよい。分解した部分に使用されていた定型耐火物は、再利用してもよいし廃棄してもよい。 In another embodiment of the present invention, the shape can be modified by replacing part or all of the regular refractories that constitute the module block. When modifying the shape by replacing the regular refractories, for example, part or all of the module block may be once disassembled into regular refractories, and the disassembled portions of the regular refractories may be re-stacked. The regular refractories used in the disassembled parts may be reused or disposed of.

[モジュールブロック運搬工程]
次に、モジュールブロック製造工程の後の工程について説明する。上記モジュールブロック製造工程で製造されたモジュールブロックは、その後、コークス炉建設場所へ運搬される。モジュールブロック運搬工程におけるモジュールブロックの運搬方法は、特に限定されることなく、モジュールブロックの製造場所とコークス炉の建設場所との距離等に応じて、トラックやトランスポーター(自走運搬台車)、クレーン等の任意の方法を単独または複数組み合わせて使用することができる。例えば、コークス炉建設場所に仮上屋が設けられている場合、モジュールブロックの製造や加工を行った場所から前記仮上屋まではトランスポーターで運搬し、仮上屋内では天井クレーンとステージジャッキを併用して施工位置まで運搬することができる。また、モジュールブロック運搬工程においては、モジュールブロック製造場所からコークス炉建設場所の施工位置まで直接モジュールブロックを運搬することもできるが、まず、モジュールブロック保管場所に運搬して一時的に保管し、築炉の進捗状況に応じて前記ブロック保管場所からコークス炉建設場所の施工位置までモジュールブロックを運搬してもよい。
[Module block transportation process]
Next, the steps after the module block manufacturing process will be explained. The module blocks manufactured in the above module block manufacturing process are then transported to a coke oven construction site. The method of transporting module blocks in the module block transport process is not particularly limited, and depending on the distance between the module block manufacturing site and the coke oven construction site, trucks, transporters (self-propelled transport carts), cranes, etc. are used. Any method such as the above can be used alone or in combination. For example, if a temporary shed is set up at a coke oven construction site, transporters are used to transport module blocks from the place where they are manufactured or processed to the temporary shed, and an overhead crane and stage jack are installed inside the temporary shed. Can be used together to transport to the construction location. In addition, in the module block transportation process, module blocks can be directly transported from the module block manufacturing site to the construction site of the coke oven construction site, but first, they are transported to the module block storage site and temporarily stored. Depending on the progress of the furnace, the module blocks may be transported from the block storage location to the construction location at the coke oven construction location.

[モルタル塗布工程]
次に、モジュールブロックを設置する位置に、モルタルを塗布する。モルタルの塗布方法は特に限定されず、定型耐火物を積む場合と同様に、モジュールブロックの底面や側面が接触する位置、言い換えれば、モジュールブロックが設置される位置の上面や側面に、モルタルを塗布すればよい。
[Mortar application process]
Next, apply mortar to the locations where the module blocks will be installed. The method of applying mortar is not particularly limited, and as with the case of stacking standard refractories, apply mortar to the position where the bottom and side surfaces of the module blocks come into contact, in other words, to the top and side surfaces of the position where the module blocks will be installed. do it.

モルタルを塗布した面のうち、据え付けられるモジュールブロックの底面と接触する部分、すなわち、水平方向の目地となる部分には、スペーサーを設置することもできる。当該部分には、モジュールブロックの荷重がかかることにより所期の目地厚が確保できない場合がある。そこで、スペーサーを設置し、その上からモジュールブロックを据え付けることにより、目地厚を容易に確保することが可能となる。前記スペーサーでは、目地厚と同じ高さのものを用いることが好ましい。 Spacers can also be installed on the surface coated with mortar that contacts the bottom surface of the module block to be installed, that is, the portion that will serve as a horizontal joint. Due to the load of the module block being applied to this part, it may not be possible to secure the desired joint thickness. Therefore, by installing a spacer and installing a module block from above, it becomes possible to easily ensure the joint thickness. The spacer preferably has the same height as the joint thickness.

[モジュールブロック設置工程]
モルタル塗布工程においてモルタルが塗布された位置に、モジュールブロックを設置する。モジュールブロックの設置方法は特に限定されないが、例えば、クレーン等で揚重したモジュールブロックを、モルタルが塗布された面に位置を調整しつつ設置すればよい。このように、モジュールブロック単位で施工することにより、定型耐火物を一つずつ手積みする場合に比べて作業者の負担を低減し、高い精度で定型耐火物を積み上げることができる。
[Module block installation process]
A module block is installed at a position where mortar is applied in the mortar application process. The method of installing the module block is not particularly limited, but for example, the module block may be lifted by a crane or the like and installed while adjusting the position on the surface coated with mortar. In this way, by constructing the module block by module block, the burden on the worker is reduced compared to the case where the standard refractories are manually stacked one by one, and the standard refractories can be piled up with high precision.

なお、モジュールブロックを設置する際には、図7に示したようにモジュールブロックが互い違いとなるよう設置することが好ましい。モジュールブロックを互い違いに積むことにより、炉の強度を向上させることができる。なお、ここで「互い違い」とは、水平方向に隣接するモジュールブロック間の目地位置が、上下方向に隣接する段の間で一致しないことを指すものとする。 In addition, when installing the module blocks, it is preferable to install the module blocks so that they are staggered as shown in FIG. By stacking module blocks alternately, the strength of the furnace can be improved. Note that "staggered" here refers to the fact that the joint positions between horizontally adjacent module blocks do not match between vertically adjacent stages.

以上の手順でモジュールブロックを設置することによりコークス炉を建設することができる。なお、ここまでの説明ではコークス炉の建設を例として本発明を説明したが、上述したように本発明はコークス炉以外の炉の建設にも適用可能である。 A coke oven can be constructed by installing module blocks using the above steps. Although the present invention has been explained so far by taking the construction of a coke oven as an example, the present invention is also applicable to the construction of furnaces other than coke ovens, as described above.

[予備的判定工程]
本発明の他の実施形態においては、図8のフローチャートに示すように、前記モジュールブロック製造工程が、前記判定工程に先立って、前記第1の測定工程で得た前記モジュールブロック輪郭形状と予め用意したモジュールブロックの適正な輪郭形状とを比較して、前記モジュールブロックの形状の合否を判定する予備的判定工程をさらに含むことができる。このように、モジュールブロックの形状が適正であるか否かを事前に判定することにより、さらに効率的に、精度良く炉を建設することが可能となる。
[Preliminary judgment process]
In another embodiment of the present invention, as shown in the flowchart of FIG. 8, the module block manufacturing process, prior to the determination process, uses the module block contour shape obtained in the first measurement process and a previously prepared The method may further include a preliminary determination step of comparing the shape of the module block with a proper contour shape of the module block to determine whether the shape of the module block is acceptable. In this way, by determining in advance whether or not the shape of the module block is appropriate, it becomes possible to construct the furnace more efficiently and accurately.

なお、図8では、例として、第1の測定工程の後、第2の測定工程の前に予備的判定工程を行う場合を示した。しかし、本発明において予備的判定工程を実施するタイミングはこれに限定されず、判定工程よりも前であれば任意のタイミングで行うことができる。例えば、第2の測定工程よりも後に予備的判定工程を実施してもよい。 Note that FIG. 8 shows, as an example, a case where a preliminary determination step is performed after the first measurement step and before the second measurement step. However, in the present invention, the timing to implement the preliminary determination step is not limited to this, and can be performed at any timing before the determination step. For example, the preliminary determination step may be performed after the second measurement step.

前記モジュールブロックの適正な輪郭形状としては、例えば、当該モジュールブロックの設計データ(CADデータ等)を用いることができる。 As the appropriate contour shape of the module block, for example, design data (CAD data, etc.) of the module block can be used.

前記予備的判定工程においては、モジュールブロック全体の輪郭形状を判定に用いることもできるが、モジュールブロックの一部の輪郭形状のみを用いて判定を行ってもよい。モジュールブロックの一部の輪郭形状のみを用いて判定を行う場合、少なくとも、モジュールブロックのダボ部分およびホゾ部分の輪郭形状を判定に使用することが好ましい。 In the preliminary determination step, the contour shape of the entire module block can be used for determination, but the determination may also be performed using only the contour shape of a part of the module block. When making a determination using only the contour shape of a part of the module block, it is preferable to use at least the contour shapes of the dowel portion and the tenon portion of the module block for the determination.

上記予備的判定工程では、例えば、モジュールブロック輪郭形状と予め用意したモジュールブロックの適正な輪郭形状とを比較し、誤差が一定の範囲内であれば形状修正不要、そうでない場合には修正が必要と判断することができる。 In the above preliminary judgment step, for example, the module block contour shape is compared with the appropriate contour shape of a module block prepared in advance, and if the error is within a certain range, no shape modification is necessary; otherwise, modification is necessary. It can be determined that

1 モジュールブロック
2 定型耐火物
3 ダボ
4 ホゾ
5 モルタル
10 モジュールブロック
11a~d 既設モジュールブロック
1 Module block 2 Standard refractory 3 Dowel 4 Tenon 5 Mortar 10 Module blocks 11a to d Existing module blocks

Claims (8)

炉の建設場所以外の場所においてモジュールブロックを製造するモジュールブロック製造工程と、
前記モジュールブロック製造工程で製造されたモジュールブロックを前記炉の建設場所へ運搬するモジュールブロック運搬工程と、
前記モジュールブロックを設置する位置にモルタルを塗布するモルタル塗布工程と、
前記モルタルが塗布された位置に前記モジュールブロック運搬工程で運搬されたモジュールブロックを設置するモジュールブロック設置工程とを含む、炉建設方法であって、
前記モジュールブロック製造工程が、
複数の定型耐火物を積み上げて前記モジュールブロックを製造する積み上げ工程と、
前記積み上げ工程で得られた前記モジュールブロックの輪郭形状を測定してモジュールブロック輪郭形状を得る第1の測定工程と、
前記炉における、前記モジュールブロックが設置される位置の輪郭形状を測定して設置位置輪郭形状を得る第2の測定工程と、
前記モジュールブロック輪郭形状と前記設置位置輪郭形状とを比較して、前記モジュールブロックの形状の合否を判定する判定工程とを含む、炉建設方法。
A module block manufacturing process in which the module blocks are manufactured at a location other than the furnace construction site;
a module block transporting step of transporting the module blocks manufactured in the module block manufacturing step to the construction site of the furnace;
a mortar application step of applying mortar to the position where the module block is installed;
A furnace construction method, comprising a module block installation step of installing a module block transported in the module block transport step at a position where the mortar is applied,
The module block manufacturing process includes:
a stacking step of stacking a plurality of regular refractories to manufacture the module block;
a first measuring step of obtaining a module block contour shape by measuring the contour shape of the module block obtained in the stacking step;
a second measuring step of measuring the contour shape of the position where the module block is installed in the furnace to obtain the installation position contour shape;
A furnace construction method comprising: a determination step of comparing the module block contour shape and the installation position contour shape to determine whether the shape of the module block is acceptable.
前記判定工程において前記モジュールブロックの形状が不合格と判定された場合に、該モジュールブロックに代えて、別途製造したモジュールブロックを使用する、請求項1に記載の炉建設方法。 2. The furnace construction method according to claim 1, wherein when the shape of the module block is determined to be rejected in the determination step, a separately manufactured module block is used in place of the module block. 前記判定工程において前記モジュールブロックの形状が不合格と判定された場合に、該モジュールブロックおよび該モジュールブロックが設置される位置の一方または両方の形状を修正する、請求項1に記載の炉建設方法。 The furnace construction method according to claim 1, wherein when the shape of the module block is determined to be rejected in the determination step, the shape of one or both of the module block and the position where the module block is installed is corrected. . 前記形状の修正を、機械加工によって行う、請求項3に記載の炉建設方法。 4. The furnace construction method according to claim 3, wherein the modification of the shape is performed by machining. 前記形状の修正を、前記モジュールブロックを構成する定型耐火物の一部または全部を交換することによって行う、請求項3または4に記載の炉建設方法。 5. The furnace construction method according to claim 3, wherein the modification of the shape is performed by replacing part or all of a regular refractory that constitutes the module block. 前記第1の測定工程における測定および前記第2の測定工程における測定の一方または両方を、レーザを利用した3次元計測法を用いて行う、請求項1~5のいずれか一項に記載の炉建設方法。 The furnace according to any one of claims 1 to 5, wherein one or both of the measurements in the first measurement step and the measurements in the second measurement step are performed using a three-dimensional measurement method using a laser. Construction method. 前記第1の測定工程における測定および前記第2の測定工程における測定の一方または両方を、複数の視点から撮像した画像を用いたフォトグラメトリによって行う、請求項1~5のいずれか一項に記載の炉建設方法。 According to any one of claims 1 to 5, one or both of the measurement in the first measurement step and the measurement in the second measurement step is performed by photogrammetry using images taken from a plurality of viewpoints. Furnace construction method described. 前記モジュールブロック製造工程が、
前記判定工程に先立って、前記第1の測定工程で得た前記モジュールブロック輪郭形状と、予め用意したモジュールブロックの適正な輪郭形状とを比較して、前記モジュールブロックの形状の合否を判定する予備的判定工程をさらに含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の炉建設方法。

The module block manufacturing process includes:
Prior to the determination step, a preliminary step of comparing the module block contour shape obtained in the first measurement step with an appropriate contour shape of the module block prepared in advance to determine whether the shape of the module block is acceptable or not. The furnace construction method according to any one of claims 1 to 7, further comprising a target determination step.

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