JPH0711153Y2 - コークス炉の炉蓋構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、コークス炉の側壁に開閉可能に設けられる炉
蓋の構造に関する。

〔従来の技術〕

コークス炉の各加熱室の側壁には、乾留後のコークスを
押し出すための作業孔を設け、これを閉塞するための炉
蓋を開閉自在に取り付けている。この炉蓋の内側、すな
わちコークス炉の内部に面する側は、炉内の熱によって
高温に加熱されるため、肉厚の耐火煉瓦を装着し炉蓋の
保護を図っている。しかし、耐火煉瓦の装着によって、
炉蓋自体の重量が大きくなり、炉蓋の装脱着が困難とな
る。しかも、この耐火煉瓦は熱容量が大きく、コークス
製造に必要な乾留温度（約1100℃以上）に昇温するため
に多くの熱量を必要とする。そこで、耐火煉瓦の炉内先
端部及びこれに接する石炭を昇温させるため、端フリュ
ーによる加熱が行われている。

しかしながら、端フリューの能力には自ずと限界があ
り、石炭からコークス化への乾留過程において、この部
分の昇温の遅れ、最高到達温度の低下等が生じる。その
結果、依然としてこの耐火煉瓦に接する部分の石炭は、
乾留過程で完全なコークス化反応を受けず、いわゆるジ
ャムコークスとなり製品として使用することができな
い。

そこで、この部分のコークス化率を改善するために、第
３図に示した構造をもつコーキングプレート炉蓋が開発
されている。

この炉蓋において、炉蓋本体１は、炉対の外部に両端部
を突き出した凹状の横断面形状を持ち、変形自在なシー
ルプレート２を挟んで断熱材３を保持固定している。そ
して、この断熱材３にブラケット４を介し、石炭又はコ
ークスに接する側に金物等でできたコーキングプレート
５を取り付けている。また、シールプレート２の両端に
はナイフエッジ６を一体に連結し、その先端を炉蓋枠７
のシート面８に圧着させた状態で炉蓋本体１が炉蓋枠７
にセットされる。

炉蓋本体１は、外部側に位置するアーム９を閂としてこ
れを炉蓋枠７又は直接炉壁に係合させることにより、炉
蓋枠７に装着される。この閂として利用されるアーム９
は、その中心周りに旋回自在であり、炉蓋本体１に設け
たスプリング室10に閂軸11によって連設されている。或
いは、アーム９を固定式にしたものもある。そして、ス
プリング室10に内蔵したスプリング10aにより、アーム
９は炉外方向へ付勢され、炉蓋枠７又は炉体との係合点
による反作用力を利用して炉蓋本体１を炉蓋枠７に圧着
させる。

このスプリングを利用した炉蓋本体１の装着構造は、自
塞式炉蓋として汎用されている。また、炉蓋本体１の外
周に、ナイフエッジ６をシート面８に圧着させるスプリ
ング内蔵の圧接装置6aを備えている。この圧接装置6aに
より、ナイフエッジ６を常時シート面８に高いシール圧
で圧着させることができ、いわゆるセルフシーリング機
能を持たせたものとなっている。

この炉蓋においては、炉蓋本体１の裏面に取り付けられ
ている断熱材３とコーキングプレート５との間に隙間が
ある。この隙間がドラフト効果を生じ、装炭直後のガス
圧を上部に逃がして、炉内のガス圧を低下させることに
より、ガス漏れを防止する機構となっている。また、乾
留時においては、この隙間が断熱効果を生じ、コーキン
グプレート５を高温に維持する。そのため、これに接す
る炉内の石炭に対するコークス化反応が円滑に行われ
て、ジャムコークス等の不良品を生成する割合が抑制さ
れる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、この構造をもつ炉蓋においては、コークス炉に
装入された石炭が、コーキングプレート５〜断熱材３間
の隙間に廻り込むことがある。このような石炭の廻り込
みがあると、コーキングプレート５〜断熱材３間が石炭
で充填され、炉蓋の熱容量が大きくなり、コーキングプ
レート５の温度が乾留温度に到達しない自体が生じる。
その結果、煉瓦を内張りした従来の炉蓋と同様に、ジャ
ムコークスの生成が避けられない。

この欠点を解消するためには、石炭の廻り込みが生じな
いように、コーキングプレート５と炉蓋枠７側壁との間
の間隙を小さくすることが考えられる。しかし、この間
隙を狭くするとき、炉蓋の装着が困難となる。

そこで、本考案は、コーキングプレート及び断熱材に代
え断熱ブロック及び断熱スペーサを炉内側に配置するこ
とにより二重の断熱効果を生じさせて炉外への熱流出を
防止し、且つ熱容量の小さな断熱ブロックを使用するこ
とにより乾留温度への到達を促進させ、炉蓋の内側に接
触する個所におけるコークス化反応が円滑に行い、高い
歩留りでコークスを製造することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案のコークス炉の炉蓋構造は、以上の目的を達成す
るために、炉蓋枠に着脱自在な炉蓋本体の内側に、断熱
スペーサを介して複数に分割した中空の金属製断熱ブロ
ックを、断熱スペーサに面接触する状態で設けたことを
特徴とする。

本考案者等は、炉蓋本体の内側に断熱スペーサを介して
煉瓦を取り付けた炉蓋を実願昭62-89975号として出願し
ている。この断熱スペーサは、内張り煉瓦から外部に放
散される熱量を抑制する作用をもち、内張り煉瓦の近傍
に存在する石炭のコークス化を促進させるものである。
本考案は、この断熱スペーサを備えた炉蓋を更に改良す
るものであり、断熱スペーサの内側に配置される煉瓦に
代えて中空で金属製の断熱ブロックを使用している。

この中空の断熱ブロックは、中実の内張り煉瓦に比較し
て、熱容量が大幅に小さなものである。したがって、断
熱ブロックは、乾留温度まで容易に昇温され、この近傍
に存在する石炭のコークス化反応を阻害することがな
い。また、断熱スペーサを介して炉蓋本体の内側に断熱
ブロックが取り付けられていることから、断熱ブロック
内部の温度差が少なくなる。その結果、断熱ブロックが
局部的な熱膨張を起こさず、長期間の使用が可能とな
る。

また、断熱スペーサと断熱ブロックとを面接触状態に配
置しているため、その間に石炭が廻り込む隙間が生じな
い。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本考案の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、本実施例の炉蓋を示す。なお、同図におい
て、第３図に示した部材等に対応するものは同一の符番
で指示し、その説明を省略した。

この炉蓋においては、炉蓋本体１の内側に断熱スペーサ
12をボルト・ナット13によって取り付けている。この断
熱スペーサ12としては、炉内外を断熱する機能を持つも
のであればよく、たとえば耐熱鋼やセラミックス等が利
用できる。また、断熱材に代えて、空気層を断熱層とし
て利用する構造も可能であり、図示の場合はこの構造例
を示すものである。すなわち、素材として耐熱鋼，耐熱
ステンレス鋼等の金属を使用し、この素材から内部に空
洞12aがある中空状の断熱スペーサ12を形成し、これを
炉蓋の縦方向に配置している。そして、空洞12a内の空
気の膨張による変形を防ぐため、適宜の個所に複数個の
孔を開ける。この孔の穿設により、炉温が高くても空洞
部12a内の膨張空気は排出され、断熱スペーサ12の変形
が無く、シール不良を防止することができる。なお、断
熱スペーサ12は、複数個に分割したものを炉蓋本体１に
連結する構造としてもよい。

第１図の例にあっては、断熱スペーサ12の炉側に複数の
ハンガーブラケット14を取り付け、このハンガーブラケ
ット14に断熱ブロック15引っ掛けている。第２図は、こ
の状態を炉蓋の側面からみた断熱図である。このハンガ
ーブラケット14は、断熱ブロック15の取付け及び取外し
を簡単にすることは勿論、高温時に断熱ブロック15が自
由に熱膨張し、熱応力に起因した変形が発生することを
防止している。なお、このハンガーブラケット14に代え
て、常套的な固定手段であるボルト・ナットを使用する
こともできる。

断熱ブロック15は、図示した断熱スペーサ12と同様に、
耐熱鋼，耐熱ステンレス鋼等の金属材料を中空状に成形
したものである。この中空状の形状のため、断熱ブロッ
ク15の変形抵抗は大きなものとなる。しかも、断熱スペ
ーサ12を介して炉蓋本体１に取り付けられているので、
炉内からの輻射熱によって断熱ブロック15全体は一様な
温度に加熱される。そのため、局部的な熱応力の発生が
なく、加熱・冷却が繰り返されても断熱ブロック15の熱
変形が少ないものとなる。

このように断熱ブロック15を中空状にすることにより、
たとえば従来炉蓋の耐火層として使用されている煉瓦に
比較して、その熱容量を数分の１以下に下げることがで
きる。したがって、炉蓋の軽量化が図られることから装
脱着が容易になることは勿論、断熱ブロック15の昇温が
迅速に行われて、これに接する石炭に昇温不足が生じる
ことが避けられる。その結果、タールの発生が少なく、
高い歩留りでコークス化反応が行われる。仮にタールが
発生した場合にあっても、金属製の断熱ブロック15に対
するタールの付着力は小さく、タールは断熱ブロック15
から容易に脱落する。そのため、炉蓋のガスシール性も
劣化しない。

なお、断熱ブロック15を、炉蓋の縦方向に関して複数に
分割して、断熱スペーサ12に取り付けることもできる。
これによって、個別の膨張量が少なくなり、断熱ブロッ
ク15の変形をより完全に抑制することができる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案のコークス炉の炉蓋構造
においては、炉蓋本体の炉内側に断熱スペーサを介して
断熱ブロックを面接触状態で取り付けることにより、石
炭の廻り込みを回避しながら炉蓋部分を断熱し、外部放
熱量を抑えている。この断熱ブロックは、断熱スペーサ
によって炉蓋本体と熱絶縁された状態で炉内から放射さ
れる熱で迅速に乾留温度まで加熱される。また、断熱ブ
ロックと断熱スペーサとの間に石炭の廻り込みがないた
め、従来のコーキングプレートに見られたような熱容量
の増加もない。したがって、乾留過程において炉蓋内側
近傍に存在する石炭が昇温不足となることなく、コーク
ス化反応が行われる。その結果、高い歩留りでコークス
が製造される。

また、断熱ブロックは、その全体が一様な温度に加熱さ
れるため、局部的な熱応力の発生がなく、長期間にわた
って一定した形状を維持する。しかも、この断熱ブロッ
クを金属製としているため、タールの付着が抑制され
る。仮にタールが付着した場合にあっても、滑らかな金
属質の表面であることから、タールの付着力が小さく、
断熱ブロックの表面から容易に剥離する。

このように、本考案によると、高い歩留りでコークスが
製造されると共に、コークス炉の保守・管理も容易なも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すコークス炉の炉蓋構造
を示す横断面図、第２図は該炉蓋構造を横方向からみた
断面図である。他方、第３図は、従来のコーキングプレ
ートを備えた炉蓋構造を示す横断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 本村 昭一郎 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番１ 号 新日本製鐵株式會社八幡製鐵所内 (72)考案者 河村 光明 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番１ 号 新日本製鐵株式會社八幡製鐵所内 (72)考案者 田中 厚一 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番１ 号 新日本製鐵株式會社八幡製鐵所内 (72)考案者 山▲崎▼ 今朝夫 福岡県北九州市戸畑区福柳木１丁目２番３ ―504号 山▲崎▼産業株式会社内 (72)考案者 松尾 祐司 福岡県北九州市戸畑区福柳木１丁目２番３ ―504号 山▲崎▼産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭53−16046（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−27432（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】炉蓋枠に着脱自在な炉蓋本体の内側に、断
   熱スペーサを介して中空の複数に分割した金属製断熱ブ
   ロックを前記断熱スペーサに面接触する状態で設けたこ
   とを特徴とするコークス炉の炉蓋構造。