【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明は、特定のライニングを施した乾式消火
設備の運搬用バケツトに関するものである。
（従来技術）
従来、コークス炉で製造した赤熱コークスは、
湿式消火方式でおこなわれてきた。省エネルギー
の面から、従来の湿式消火方式から、乾式消火方
式に移行してきた。乾式法によると、赤熱コーク
スの冷却は不活性ガスによつておこなわれ、赤熱
コークスの顕熱を回収し、発電用ボイラー等に利
用される。
このコークス乾式消火設備に用いられるバケツ
トは、コークス炉の炭化室から押出された赤熱コ
ークスを消火炉へ搬入するための運搬容器であ
り、一般的にコークスバケツトと称されている。
従来のコークスバケツトは例えば実開昭58−
56043号公報に記載の如く鋼板製の外殻内面に耐
熱鋳鋼のライナーを溶接によつて内張りされてい
た。
ライナーは常温の状態から1050℃前後の赤熱コ
ークスを受入れ運搬の間に急激な温度上昇、赤熱
コークスによる摩耗を受け、払出し後には急激な
温度降下と摩耗を受ける。
このような熱サイクルによつてライナー内に熱
応力が発生し、変形、割れ、さらに摩耗によつて
ほぼ半年間で取り替えざるを得なかつた。熱応力
の面からはライナー厚みは薄い程有利であるが、
鋳鋼ライナー自身の耐摩耗性がそれ程大きくない
ためある程度の厚みを確保しなければならず、お
のずからバケツト自重が重くならざるを得ない。
そのため、炭化室１室より排出される赤熱コーク
スは約20トンでそれを一度で運搬するためのコー
クスバケツトを含めた総重量は約36トンにも及
ぶ。それゆえ、コークスバケツトを運搬する台
車、および消火炉の頂上まで揚げるクレーンの大
型化と強力な動力源を必要とし、コークスバケツ
ト運搬設備も高価となる欠点を有していた。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、このような耐熱性鋳鋼の欠点を有利
に解消したものであり、耐熱性、耐熱衝撃性、耐
摩耗性に優れた耐火材をライニングしたコークス
乾式消火設備用コークスバケツトを提供するもの
である。
（問題点を解決するための手段）
本発明の要旨とするところは、SiC粒と金属Si
を混合し、窒素雰囲気中で高温焼成し、SiC粒子
間をSi3N4によつて結合させた窒化珪素結合SiC
を主材とする耐火物製ライナーを、鋼製バケツト
外殻の内側にクツシヨン材を介在し、該ライナー
相互間に膨張吸収材を介在させて着脱自在にライ
ニングしてなるコークス乾式消火設備用バケツト
である。
次に、本発明の耐火物製ライナー及び該ライナ
ーのライニング構造について詳細に説明する。
次に本発明の耐火材について詳細に説明する。
前述した如くコークスバケツトの内張りライナー
は、
(a) 急激な温度上昇、下降サイクルを受け、大き
な熱衝撃を受ける。
(b) 赤熱コークスの受け払い時に摩耗を受ける。
(c) 赤熱コークス滞留によつて高温となる。
それゆえ、ライナーの材料選定にあたつては上
記３条件を満足する特性を有しなければならな
い。
耐火材の場合、一般に上記条件の(b)、(c)は耐熱
鋳鋼より優れている。ライナーとして耐火材を使
用する場合のもつとも苛酷な条件は耐熱衝撃性の
特性である。MgO、Al2O3、SiO2、ZrO2を主成
分とする酸化物は、熱伝導率が鋳鋼に比べてはる
かに低く耐熱衝撃性に劣る。
非酸化物であるSiC、Ｃを主成分とする耐火材
は熱伝導率が比較的高く耐熱衝撃性に優れてい
る。但し、炭素を主成分とする耐火材は高温か
つ、酸化雰囲気中にさらされると主成分である炭
素が容易に酸化し表面からボロボロとなり、赤熱
コークスによつて容易に摩耗損傷する。
（作用）
一方、本発明において耐火物として用いるSiC
を主成分とする耐火材はSiC自身の高耐摩耗性と
1000℃程度の温度では酸化しないことから酸化に
よる性能低下は発生せず、耐熱衝撃性、耐熱性、
耐摩耗性に優れている。万が一高温にさらされて
も大気と接触する表面がSiO2のガラス皮膜を形
成するため耐火材自身の性能低下にはつながらな
い。
一般にSiC質耐火材は結合形態よりけい酸塩結
合、β−SiC結合、Si3N4結合、サイアロン結合
に大別される。
而して、SiC質耐火材は現状の製造技術よりサ
イアロン結合SiC耐火材は高温高圧下で製造する
必要があり、製造コストが高価となり、殆ど工業
的に使用するに至つていない。
本発明において用いる耐火材はSiC粒と金属Si
を混合し、窒素雰囲気中で高温焼成し、SiC粒間
をSi3N4によつて結合させた窒化珪素結合SiCを
主材とする耐火材である。この場合、結合相とし
て少量の酸窒化珪素（Si2ON2）も生成するが、
耐火材そのものの特性を低下させるものでない。
コークスバケツト用として優れている上記本発
明において用いる耐火物の組成割合と、その品質
特性について多数実施した中代表例を次表に示
す。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a bucket for transporting dry fire extinguishing equipment provided with a specific lining. (Prior art) Conventionally, red-hot coke produced in a coke oven is
The wet fire extinguishing method has been used. In order to save energy, the traditional wet fire extinguishing system has been replaced by a dry fire extinguishing system. According to the dry method, the red-hot coke is cooled using an inert gas, and the sensible heat of the red-hot coke is recovered and used for power generation boilers, etc. The bucket used in this coke dry extinguishing equipment is a transport container for transporting the red-hot coke extruded from the carbonization chamber of the coke oven into the fire extinguishing furnace, and is generally called a coke bucket. For example, the conventional coke bucket was developed in 1983.
As described in Japanese Patent No. 56043, the inner surface of the outer shell made of steel plate was lined with a liner made of heat-resistant cast steel by welding. The liner receives red-hot coke from room temperature to around 1050℃, and during transportation it undergoes a rapid temperature rise and wear due to the red-hot coke, and after being discharged, it undergoes a rapid temperature drop and wear. These thermal cycles caused thermal stress within the liner, resulting in deformation, cracking, and further wear that required replacement every six months. From the standpoint of thermal stress, the thinner the liner is, the more advantageous it is.
Since the wear resistance of the cast steel liner itself is not very high, a certain level of thickness must be ensured, which inevitably increases the weight of the bucket itself.
Therefore, the red-hot coke discharged from each carbonization chamber is approximately 20 tons, and the total weight, including the coke buckets used to transport it at once, is approximately 36 tons. Therefore, the trolley for transporting the coke bucket and the crane for hoisting it to the top of the fire extinguishing furnace need to be large and have a powerful power source, and the coke bucket transport equipment has the disadvantage of being expensive. (Problems to be Solved by the Invention) The present invention advantageously eliminates the drawbacks of heat-resistant cast steel, and provides a coke lined with a refractory material that has excellent heat resistance, thermal shock resistance, and abrasion resistance. The present invention provides a coke bucket for dry fire extinguishing equipment. (Means for solving the problem) The gist of the present invention is to
Silicon nitride bonded SiC is produced by mixing and firing at high temperature in a nitrogen atmosphere, bonding the SiC particles with Si 3 N 4.
A bucket for coke dry type fire extinguishing equipment, which is made of a refractory liner mainly made of a steel bucket, with a cushion material interposed inside the outer shell of the bucket, and an expansion absorbing material interposed between the liners to be removably lined. It is. Next, the refractory liner of the present invention and the lining structure of the liner will be described in detail. Next, the fireproof material of the present invention will be explained in detail.
As mentioned above, the inner liner of a coke bucket is subjected to (a) rapid temperature rise and fall cycles and undergoes a large thermal shock; (b) Subjected to abrasion during receiving and discharging red hot coke. (c) High temperature due to red hot coke retention. Therefore, when selecting a material for the liner, it must have characteristics that satisfy the above three conditions. In the case of refractory materials, conditions (b) and (c) above are generally superior to heat-resistant cast steel. The most severe condition when using refractory materials as liners is their thermal shock resistance properties. Oxides whose main components are MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 , and ZrO 2 have much lower thermal conductivity than cast steel and inferior thermal shock resistance. Refractory materials mainly composed of non-oxides such as SiC and C have relatively high thermal conductivity and excellent thermal shock resistance. However, when a refractory material whose main component is carbon is exposed to high temperatures and an oxidizing atmosphere, the main component, carbon, easily oxidizes and crumbles from the surface, and is easily abraded and damaged by red-hot coke. (Function) On the other hand, SiC used as a refractory in the present invention
The refractory material whose main component is SiC has high wear resistance and
Since it does not oxidize at temperatures around 1000℃, there is no performance deterioration due to oxidation, and it has excellent thermal shock resistance, heat resistance,
Excellent wear resistance. Even if exposed to high temperatures, the surface that comes into contact with the atmosphere forms a SiO 2 glass film, so the performance of the refractory material itself will not deteriorate. In general, SiC refractories are broadly classified into silicate bonds, β-SiC bonds, Si 3 N 4 bonds, and sialon bonds depending on the bond type. Accordingly, SiC-based refractory materials require manufacturing under high temperature and high pressure compared to the current manufacturing technology, and the manufacturing cost is high, so that they have hardly been used industrially. The refractory material used in the present invention consists of SiC grains and metal Si.
This is a refractory material whose main material is silicon nitride-bonded SiC, which is a mixture of SiC and sintered at high temperatures in a nitrogen atmosphere, and the SiC grains are bonded by Si 3 N 4 . In this case, a small amount of silicon oxynitride (Si 2 ON 2 ) is also produced as a binder phase, but
It does not reduce the properties of the refractory material itself. The following table shows representative examples of the composition ratio of the refractory used in the present invention, which is excellent for coke buckets, and its quality characteristics.
【表】【table】
【表】
耐火材の成分例と品質特性を多数例について検
討し、その代表例を上記表で示したが、SiC粒と
金属Siを混合し、窒素雰囲気中で高温焼成し、
SiC粒子間をSi3N4によつて結合させた窒化珪素
結合SiCを主材とする耐火物製ライナーの組成
は、SiC70〜80重量％、Si3N4及びSi2ON2：18〜
25重量％である。
上記耐火物製ライナーを鋼製バケツト外殻の内
側へのライニングは、赤熱コークスの受け入れ時
の機械的衝撃及び受け入れた赤熱コークスによる
膨張作用と赤熱コークス排出後の収縮作用に対抗
できる構造とし、また、長期間の使用によつて損
傷した耐火物製ライナーを交換するために、鋼製
バケツト外殻の内側にクツシヨン材を介在し、該
ライナー相互間に膨張吸収材を介在させて着脱自
在にラインニングするものである。
以上のように、耐火物製ライナーはコークスバ
ケツト用ライニングとして要求されている耐熱衝
撃性、耐磨耗性、耐熱性に優れており、係る耐火
物製ライナーを耐衝撃、耐膨張・収縮構造にライ
ニングしたコークス乾式消火設備用バケツトは従
来のバケツトに比し顕著な実用上の効果を示すも
のである。
（実施例及び発明の効果）
以下実施例について説明する。
実施例 １
耐火材料として縦500ｍ／ｍ×横500ｍ／ｍ×厚
さ25ｍ／ｍの形状の前記表の例１の耐火材を第１
図に示すコークスバケツト内に内張りした。
第１図はコークスバケツトの全体斜視図であ
り、鋼板の外殻１の内側に前述の耐火材２を全周
にライニングした。該図中３は吊り上げ取手、４
は上部より装入されたコークスを排出するための
開閉機構を有した底板である。耐火材２の取付方
法は第２図に示すように内壁と外壁の温度こう配
を軽減するためのクツシヨン材としてアスベスト
５を介在させ、また耐火材２と耐火材２の間に
は、膨張代を吸収させるためモルタル６を充填し
て外殻１に耐火材２を耐熱ボルト７によつて取付
固定した。
このようにしてライニングしたバケツトを実使
用したところ、従来の鋳鋼（FCD40）をライニ
ングしたバケツトに比べ重量比は約1/6に軽減さ
れ寿命も約2.5年に延命し高耐用性を示した。
実施例 ２
耐火材料として縦500ｍ／ｍ×横500ｍ／ｍ×厚
さ25ｍ／ｍの形状の前記表の例２の耐火材を第１
図に示すコークスバケツト内に実施例１同様に内
張りした。この耐火物をライニングした本発明の
バケツトの寿命は実施例１と同様高耐用性を示し
た。
以上のように本発明によれば、従来のバケツト
に比べ軽量であるため建設費の削減、動力量の軽
減、寿命延長によるコスト低下等に優れた効果を
発揮するものであり、実用上極めて有益である。[Table] We investigated many examples of the components and quality characteristics of refractory materials, and the representative examples are shown in the table above.
The composition of the refractory liner mainly composed of silicon nitride bonded SiC in which SiC particles are bonded by Si 3 N 4 is 70 to 80% by weight of SiC, Si 3 N 4 and Si 2 ON 2 : 18 to 80% by weight.
It is 25% by weight. The above-mentioned refractory liner is lined inside the steel bucket outer shell so that it can withstand mechanical shock when receiving red-hot coke, the expansion action of the received red-hot coke, and the contraction action after the red-hot coke is discharged. In order to replace a refractory liner that has been damaged by long-term use, a cushion material is interposed inside the steel bucket outer shell, and an expansion absorbing material is interposed between the liners to make the line removable. It is something to be done. As mentioned above, the refractory liner has excellent thermal shock resistance, abrasion resistance, and heat resistance required as a lining for coke buckets, and the refractory liner has a shock-resistant, expansion/contraction resistant structure. The bucket for coke dry fire extinguishing equipment, which is lined with aluminum, shows remarkable practical effects compared to conventional buckets. (Examples and Effects of the Invention) Examples will be described below. Example 1 As a refractory material, the refractory material of Example 1 in the above table having a shape of 500 m/m in length x 500 m/m in width x 25 m/m in thickness was used as the first refractory material.
The coke bucket shown in the figure was lined with the inside. FIG. 1 is an overall perspective view of a coke bucket, in which the inside of an outer shell 1 made of a steel plate is lined with the above-mentioned refractory material 2 all around the circumference. In the figure, 3 is the lifting handle, 4
is a bottom plate with an opening/closing mechanism for discharging coke charged from the top. As shown in Fig. 2, the method for installing the refractory material 2 is to interpose asbestos 5 as a cushion material to reduce the temperature gradient between the inner and outer walls, and to provide an expansion allowance between the refractory materials 2. For absorption, mortar 6 was filled, and the refractory material 2 was attached and fixed to the outer shell 1 with heat-resistant bolts 7. When the bucket cart lined in this way was actually used, the weight ratio was reduced to about 1/6 compared to a bucket cart lined with conventional cast steel (FCD40), and its lifespan was extended to about 2.5 years, demonstrating high durability. Example 2 As a refractory material, the refractory material of Example 2 in the above table having a shape of 500 m/m long x 500 m/m wide x 25 m/m thick was used as the first refractory material.
The coke bucket shown in the figure was lined in the same manner as in Example 1. The life of the bucket of the present invention lined with this refractory material showed high durability as in Example 1. As described above, according to the present invention, since it is lighter than conventional bucket bags, it exhibits excellent effects such as reducing construction costs, reducing power consumption, and lowering costs by extending the lifespan, and is extremely useful in practice. It is.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明実施例バケツトの全体斜視図、
第２図は同実施例における耐火物取付の状態を示
す側断面図である。
１：外殻、２：耐火物、３：吊上げ取手、４：
底板、５：アスベスト、６：モルタル、７：耐熱
ボルト。
FIG. 1 is an overall perspective view of a bucket bag according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing the state of refractory installation in the same embodiment. 1: Outer shell, 2: Refractory, 3: Lifting handle, 4:
Bottom plate, 5: asbestos, 6: mortar, 7: heat-resistant bolts.