JPH083564A - コークス炉装炭口下部の炉壁補修方法および装置 - Google Patents

コークス炉装炭口下部の炉壁補修方法および装置

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JPH083564A
JPH083564A JP16471094A JP16471094A JPH083564A JP H083564 A JPH083564 A JP H083564A JP 16471094 A JP16471094 A JP 16471094A JP 16471094 A JP16471094 A JP 16471094A JP H083564 A JPH083564 A JP H083564A
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Toshiaki Ishii
利明 石井
Makoto Numazawa
誠 沼澤
Takafumi Saji
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 補修材吹付けのための粉塵、発煙及び高温火
炎により光学系の監視装置が役に立たなくても、補修材
吹付けノズルを目地に沿って正確に移動させる。 【構成】 コークス炉装炭口下部の炉壁目地の補修にお
いて、装炭口から先端に補修材吹付けノズルを有する補
修ランスを挿入し、該補修ランスの装炭口上部位置を昇
降、傾動可能にクランプし、補修ランスのクランプ位置
より上部のランスホルダーを倣い溝に係合させ、ランス
ホルダーを倣い溝に沿って昇降、移動させれば、補修ラ
ンスの補修材吹付けノズルが炉壁目地の段毎に水平移動
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、コークス炉装炭口下
部の炭化室壁の損傷部分を熱間において補修する炉壁補
修方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】室炉式コークス炉は、炉体の下部に蓄熱
室があり、その上部に炭化室と燃焼室とが交互に配置さ
れている。燃料ガスおよび空気(富ガスの場合は空気の
み)は蓄熱室で予熱され、燃焼後隣接する蓄熱室で熱回
収されたのち、煙道を経て排出される。炭化室に装入さ
れた石炭は、両側燃焼室から炉壁を介して間接加熱によ
り乾留されてコークス化する。室炉式コークス炉は、大
部分が珪石煉瓦および粘土質煉瓦で構築され、一部断熱
煉瓦、赤煉瓦が使用されている。
【0003】しかしながら、室炉式コークス炉は、コー
クス窯出時の機械的外力、熱応力、装入石炭水分等の作
用等によって、長年使用しているうちに各部に損傷が発
生する。炭化室壁は、前記の諸要因に基づく作用が集中
するため、目地切れ、亀裂の発生、煉瓦の欠落、陥没等
の損傷が生じ易い。炭化室壁のうちでも特に装炭口下部
は、窯出後に装炭車のホッパーから重力で落下する常温
の装入炭との接触による衝撃ならびに急激な温度変化を
受けるため、装炭口と装炭口の中間の炉壁に比して目地
切れ、目地開き、亀裂の発生が著しい。また、窯口近傍
の炉壁は、コークス窯出し時に炉蓋を取外すため、外気
との接触により過冷却されるため、中央部に比較して目
地切れ、目地開き、亀裂の発生が著しい。
【0004】このような損傷が生じた場合は、炭化室か
ら燃焼室への発生コークス炉ガスの流入により、不完全
燃焼を生じて黒煙による公害問題や燃焼室温度の局部的
低下による生産性の低下、熱分解カーボンの炉壁への付
着量の増大による押詰まり等の問題を招来し、炉寿命を
縮めることとなる。そのため、炭化室壁に損傷が生じた
場合は、損傷箇所をモルタル、溶射補修により改修する
か、損傷が大きな場合は、高額の補修費を要する煉瓦の
積替えを行なっていた。しかしながら、窯口近傍の炉壁
の補修は、炉蓋を取外してモルタル吹付けノズルまたは
溶射ノズルを作業員が手動操作し、窯口から近いため損
傷壁面を窯口から目視確認しながら補修することができ
るが、装炭口下部は、装炭口上部からモルタル吹付けノ
ズルまたは溶射ノズルを挿入し、装炭口から目視確認し
ながらの補修となるため、かなりの熟練者でなければ目
地に沿ってモルタル吹付けノズルまたは溶射ノズルを移
動させること自体困難である。
【0005】従来、コークス炉の炉壁面の検査方法ある
いはその補修方法としては、例えば、先端部に光ファイ
バを含む光学系を取り付けたランスをコークス炉炭化室
または燃焼室内に挿入して壁面の絶対位置に関連付けて
壁面上を走査させ、炭化室または燃焼室内壁面の各位置
を観察して損傷部を検出するとともに、壁面の観察デー
タを前記壁面の絶対位置と共にコンピュータに記憶する
方法(特開昭58−206681号公報)、光ファイバ
またはテレビカメラを備えた耐熱性保護管を炭化室また
は燃焼室内へ挿入して炉外にて炭化室または燃焼室壁面
の損傷箇所を検出し、前記保護管内に配置される補修材
吹付け用ノズルから補修材を壁面損傷部分に吹付けて補
修する方法(特公平5−17277公報)、溶射ガンの
位置をテレビカメラおよび観察装置を用いて炉壁損傷部
に対応せしめると共に、この炉壁損傷部と溶射ガンとの
距離を測定し、これを予め定めた最適距離になるように
制御しながら補修する方法(特開昭60−17689号
公報)等が開示されている。
【0006】また、炉壁補修装置としては、可燃ガス、
酸素ならびに耐火物粉の供給管を内挿した水冷長筒体の
一端に着脱自在に溶射バーナーを設け、他端に操作ハン
ドルを嵌設すると共に、該水冷長筒体を支持枠に転動自
在に嵌挿しかつ移動台車上に移動かつ旋回自在に搭載せ
しめた装置(実開昭52−36703号公報)、冷却ケ
ースに不定形耐火物を炉壁損傷部に吹付ける溶射ガン
と、炉壁損傷部を映し出すテレビカメラと、同じく炉壁
損傷部と上記溶射ガンとの距離を測定する距離計を内装
せしめてなる炉内装入ヘッド部と、上記テレビカメラに
よる画像を炉外で観察可能な観察装置および上記炉内装
入ヘッド部を距離計の測定値に基づいて三軸方向に移動
せしめる移動機構を具備した装置(特開昭60−176
89号公報)、溶射バーナーを昇降および前後進自在に
台車上に搭載すると共に、炉頂部の装炭口から巻上機を
介してチエンにより該溶射バーナーを懸垂支持するよう
にした装置(実開昭61−159345号公報)、水冷
ボックス内に、溶射バーナーと監視カメラ等溶射に必要
な機能を収め、ブームの先端に着脱自在に設けた装置
(特開平2−99592号公報)、内部に監視用カメラ
と溶射バーナーを備えた水冷ボックスを、着脱自在に取
付けた長尺ビームを、中段作業床上の軌条を走行する車
輪を有し、前記長尺ビームの支持枠部の旋回および昇降
が自在な台車に取付けて、前後進および傾斜角度を自由
に選択することができるようにした装置(特開平2−9
9589号公報)、走行台車上に設けられた昇降ならび
に旋回可能な基台上に傾動可能にガイドレールを設け、
かつ該ガイドレールに沿って移動するランスホルダーと
該ランスホルダー内に繰り出し自在に装着された溶射ラ
ンスを設け、かつ該ランスホルダー上に補修壁面監視カ
メラを設けた装置(特開平4−32690号公報)等多
くの提案が行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭58−20
6681号公報、特公平5−17277公報、特開昭6
0−17689号公報に開示の検査方法および補修方法
は、光学系による観察データを全てコンピュータに記憶
しようとすると、コンピュータの容量が極めて大きくな
ること、さらに、補修作業は炉内が冷えきらないうちに
行われるので、炉壁補修中は、補修材吹付けのための粉
塵、発煙及び高温火炎により前記光学系はほとんど役に
立たず、実質的には補修は勘に頼る作業となり、補修材
吹付けノズルを目地に沿って移動させるのが困難である
等の欠点を有している。
【0008】また、前記上記実開昭52−36703号
公報に開示の装置は、作業員が炉壁損傷部を肉眼で観察
しながら操作ハンドルを操作し、水冷長筒体の一端に設
けた溶射バーナーにて損傷部を補修する必要があり、装
炭口下部の炉壁目地に沿って補修材吹付けノズルを移動
させるのが困難である。特開昭60−17689号公
報、実開昭61−159345号公報に開示の装置は、
炉壁補修中は、補修材吹付けのための粉塵、発煙及び高
温火炎により前記光学系はほとんど役に立たず、補修材
吹付けノズルを目地に沿って移動させるのが困難であ
る。さらに、特開平2−99592号公報、特開平2−
99589号公報に開示の装置は、監視カメラの画像を
作業員が監視しながら溶射バーナーを内蔵したブームを
操作する必要があり、上記と同様理由により補修材吹付
けノズルを目地に沿って移動させるのが困難である。さ
らにまた、特開平4−32690号公報に開示の方法
は、特開平2−99589号公報と同様に監視カメラの
画像を作業員が監視しながら溶射ランスを操作する必要
があり、上記と同様理由により補修材吹付けノズルを目
地に沿って移動させるのが困難である。また、特公平5
−17277公報に開示されているランス装置は、炉壁
の損耗状況を視覚的に把握するため、肉眼での目視が困
難な装炭口下部の炉壁補修には向かない欠点がある。
【0009】この発明の目的は、肉眼での目視が困難な
装炭口下部の炉壁補修において、補修材吹付けのための
粉塵、発煙及び高温火炎により光学系の監視装置が役に
立たなくても、補修材吹付けノズルを目地に沿って正確
に移動させることができるコークス炉装炭口下部の炉壁
補修装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、装炭口
下部の炉壁の水平横目地に沿って補修材吹付けノズルを
移動させるには、先端に補修材吹付けノズルを設けた補
修ランスを装炭口から挿入し、装炭口上部を中心として
上端を倣い盤に沿って傾動させると、補修材吹付けノズ
ルを目地に沿って水平に移動させることができること、
また、補修材吹付けノズルの目地への初期位置合わせ
は、テレビカメラを備えた監視ランスを装炭口から挿入
し、テレビカメラと連結するモニタテレビを見ながら位
置合わせできること、初期の位置合わせが完了すれば、
以降は補修ランスを倣い盤に沿って傾動させれば、補修
材吹付けノズルが目地に沿って水平移動しつつ順番に昇
降していくことを究明し、この発明に到達した。
【0011】すなわちこの発明は、コークス炉装炭口下
部の炉壁目地の補修において、装炭口から先端に補修材
吹付けノズルを有する補修ランスを挿入し、該補修ラン
スの装炭口上部位置を昇降、傾動可能にクランプし、補
修ランスのクランプ位置より上部のランスホルダーを倣
い溝に係合させ、ランスホルダーを倣い溝に沿って移動
させれば、補修ランスの補修材吹付けノズルが炉壁目地
の段毎に水平移動することを特徴とするコークス炉装炭
口下部の炉壁補修方法である。
【0012】また、コークス炉装炭口下部の炉壁補修装
置において、倣い盤と補修ランスを昇降、傾動可能にク
ランプするクランプ機構を有するコークス炉炉上に載置
可能な倣い機と、先端に補修材吹付けノズルを有する補
修ランスと、光ファイバーまたはテレビカメラを備えた
監視ランスと、補修ランスのクランプ位置より上部を倣
い溝に係合させるランスホルダーと、監視ランスの光フ
ァイバーまたはテレビカメラに接続するモニタテレビか
らなることを特徴とするコークス炉装炭口下部の炉壁補
修装置である。
【0013】
【作用】この発明においては、装炭口から先端に補修材
吹付けノズルを有する補修ランスを挿入し、該補修ラン
スの装炭口上部位置を昇降、傾動可能にクランプし、補
修ランスのクランプ位置より上部のランスホルダーを倣
い溝に係合させ、ランスホルダーを倣い溝に沿って移動
させれば、補修ランスの補修材吹付けノズルが炉壁目地
の段毎に水平移動することによって、補修対象目地と補
修材吹付けノズルとを最初に合致させておけば、監視カ
メラにより補修材の吹付状況を監視しなくても、装炭口
下部の炉壁目地部の段毎に正確に補修材を吹付けでき
る。
【0014】また、倣い盤と補修ランスを昇降、傾動可
能にクランプするクランプ機構を有するコークス炉炉上
に載置可能な倣い機と、先端に補修材吹付けノズルを有
する補修ランスと、光ファイバーまたはテレビカメラを
備えた監視ランスと、補修ランスのクランプ位置より上
部を倣い溝に係合させるランスホルダーと、監視ランス
の光ファイバーまたはテレビカメラに接続するモニタテ
レビとを設けたことによって、倣い機を対象の装炭口上
に配置し、補修ランスと監視ランスを装炭口から挿入
し、ノズルの初期位置合わせとして補修ランスをクラン
プ機構によりクランプしたのち、ランスホルダーを倣い
盤の倣い溝に係合させ、補修材吹付けノズル位置をモニ
タテレビを見ながら補修対象の炉壁目地部に合致させ
る。しかるのち、ランスホルダーを倣い溝に沿って移動
させれば、補修材吹付けノズルが炉壁目地の段毎に水平
移動し、装炭口下部の炉壁目地部を段毎に正確に補修す
ることができる。
【0015】この発明における倣い盤上の倣い溝は、補
修ランス先端の補修材吹付けノズルが水平移動するよう
な軌跡を描いている。すなわち、図6(a)に示すとお
り、AnとBn(ただし、n=1、2、3)の間を補修
ランスのランスホルダーと補修材吹付けノズル間距離
L、クランプ位置Oを補修ランスの傾動中心、軌跡A1
〜A3を倣い溝、直線B1〜B3を煉瓦目地とする。鉛直
線(A22)に対する傾きの絶対角度をθ、補修ランス
の補修材吹付けノズルの突っ込み深さOB2をxとする
と、任意の絶対角度θに対する傾動中心Oと倣い溝An
の距離OA(θ)は、 OA(θ)=L−x/cos θ このような軌跡を煉瓦目地の段毎に製作し、連続的に動
くように連結したものが図6(b)である。倣い溝上を
ランスホルダーがa、b、c…と移動して行くと、補修
材吹付けノズルがa’、b’、c’…と移動して行くの
である。なお、補修ランスの鉛直線に対する傾きの絶対
角度θは、対象とするコークス炉の装炭口の口径、装炭
口上面とクランプ位置Oとの距離等によって決定される
ものである。
【0016】図7、図8は前記図6に示す原理に基づい
て製作した倣い盤を有する倣い機で、倣い盤71上に補
修ランス72を固定しているランスホルダー73を、P
1からP2、P3のように倣い溝74に沿って移動させる
と、クランプ装置75が補修ランス72の傾動の中心と
なるが、補修ランス72は上下方向に固定していないの
で、補修ランス72は上または下方向に傾動し、補修材
吹付けノズル76はS1からS2、S3と順に水平移動す
る。この補修材吹付けノズル76の軌跡S1からS2、S
3が炉壁煉瓦77の横目地78と合致するように、補修
作業に先立ち図示しない監視ランスのカメラのモニタテ
レビ見ながらランスホルダー73で補修ランス72の位
置を決定するのである。図7、図8に示す倣い盤71を
使用し、補修ランス72先端の補修材吹付けノズル76
が横目地78に沿うように、倣い溝74に沿って作業者
がランスホルダー73を介して傾動させる。
【0017】この発明の炉壁補修装置は、フォークリフ
ト等の移動車に装備するか、あるいは装炭車に搭載する
こともできるが、フォークリフト等装炭車の下をくぐる
ことのできる移動車に装備すれば、装炭作業中でも炉壁
補修作業を行うことができる。この発明における炉壁補
修装置の補修材としては、湿式モルタルあるいは溶射材
を用いることができるが、溶射材を火炎により溶融した
炉壁目地部に溶射するのが、補修部の耐久性の点から好
ましい。また、この発明の炉壁補修装置の補修ランス、
監視ランスへの補修材、冷却水、冷却用圧縮空気、溶射
用酸素または可燃ガスの供給は、炉上に配管を敷設して
耐熱ゴムホースで導入する。
【0018】
【実施例】以下にこの発明の詳細を炉壁補修装置を移動
車に装備した実施の一例を示す図1ないし図5に基づい
て説明する。図1はこの発明の補修対象であるコークス
炉炉上の外観図、図2は移動中の移動車の側面図、図3
は倣い機が装炭車の軌条を越える場合の様子を示す側面
図、図4は補修作業中の炉壁補修装置の全体図、図5は
補修ランスのクランプ装置の拡大斜視図である。図1な
いし図5において、1はコークス炉、2はコークス炉1
の石炭塔、3はコークス炉1の炉上に敷設した装炭車の
レール、4はレール3上に移動自在に載置した装炭車、
5はコークス炉1の炉上に設けられている装炭口で、石
炭塔2で装入炭を積載した装炭車4は、装入する装炭口
5上まで移動し、コークス押出し後の炭化室6の装入蓋
を取外したのち、装炭口5を介して装入炭を装入する。
【0019】11は倣い溝12を有する倣い盤13とク
ランプ装置14とからなる倣い機、15は先端に補修材
吹付けノズル16を有する補修ランス、17は先端にテ
レビカメラを有する監視ランス、18は補修ランス1
5、監視ランス17および倣い機11を運搬するフォー
クリフトからなる移動車で、装炭車4の下をくぐること
ができる。19は移動車18に設けたジブクレーンで、
炉上移動中は図2に示すとおり、補修ランス15、監視
ランス17は移動車18上に倒して載置し、ジブクレー
ン19は縮めて倣い機11を牽引している。また、レー
ル3を越えないと目的の装炭口5に倣い機11を載置で
きない場合は、図3に示すとおり、倣い機11をジブク
レーン19で吊り上げ、レール3の向こう側にある装炭
口5に載置する。20は補修ランス15、監視ランス1
7を吊り上げるジブクレーン19に設けたスプリングバ
ランサで、常に補修ランス15、監視ランス17の自重
と同等の力で上向きに支えるよう構成されている。
【0020】21は補修ランス15に摺動自在に嵌合し
たランスホルダーで、ボルトにより補修ランス15に固
定することができると共に、倣い盤13の倣い溝12に
係合するロールを有し、ロールを倣い溝12に沿って移
動させて補修ランス15をクランプ装置14を中心に傾
動させれば、補修ランス15の補修材吹付けノズル16
が水平移動するよう構成されている。クランプ装置14
は、中央部に円弧凹部24を有する2本のロール22と
ロールボックス23からなり、補修ランス15はロール
22の円弧凹部24で挟持されてロール22の軸方向が
固定され、上下方向はロール22、22の回転によって
昇降できると共に、補修ランス15のランスホルダー2
1が倣い溝12に沿って移動して補修ランス15がクラ
ンプ中心点を中心に傾動する場合は、ロールボックス2
3自体が傾転するよう構成されている。なお、25は移
動車19に搭載した監視ランス17のカメラのモニタテ
レビ、26は炉壁煉瓦、27は炉壁煉瓦26の横目地で
ある。補修ランス15、監視ランス17への補修材、冷
却水、冷却用圧縮空気、溶射用酸素または可燃ガスの供
給は、図示していないが炉上に敷設した配管から耐熱ゴ
ムホースを介して行われる。
【0021】上記のとおり構成したことによって、装炭
口5下部の炉壁煉瓦26の目地切れ、目地開きした横目
地27を補修する場合は、図2に示すとおり、補修ラン
ス15、監視ランス17は移動車18上に倒して載置
し、ジブクレーン19を縮めて倣い機11を牽引した移
動車18を作業員が運転して補修する装炭口5上に倣い
機11に載置する。そして作業員は、移動車18のジブ
クレーン19で補修ランス15、監視ランス17を吊り
上げ、補修ランス15はクランプ装置14でクランプ
し、監視ランス17はそのままで装炭口5から炉内に挿
入し、補修ランス15を装炭口5中心に垂下する。さら
に作業員は、監視ランス17のテレビカメラで撮影され
たモニタテレビ25の画像を見ながら、補修ランス15
先端の補修材吹付けノズル16と補修すべき炉壁煉瓦2
6の横目地27とを同一レベルに合致させ、補修ランス
15のランスホルダー21のロールを倣い盤13の倣い
溝12に係合させ、その位置でランスホルダー21をボ
ルトで補修ランス15に固定する。
【0022】その後、作業員は、監視ランス17を装炭
口5から引上げ、補修ランス15の補修材吹付けノズル
16から補修材を吹付けながら、補修ランス15を傾動
させるとランスホルダー21のロールが倣い盤13の倣
い溝12に沿って移動し、補修ランス15の補修材吹付
けノズル16は補修すべき炉壁煉瓦26の横目地27部
に沿って水平移動し、横目地27部が段毎に順次補修さ
れる。一方の炉壁煉瓦26の補修が完了すれば、補修材
吹付けノズル16の向きを180°回転させ、前記と逆
にランスホルダー21のロールを倣い盤13の倣い溝1
2に沿って移動させれば、他方の炉壁煉瓦26の損傷し
た横目地27部を補修することができる。つまり、補修
材吹付けノズル16と補修すべき炉壁煉瓦26の横目地
27とを同一レベルに1回の合致させることによって、
両側の炉壁煉瓦26の横目地27部を補修できる。な
お、補修中は、倣い盤13によって補修材吹付けノズル
16の位置が規定されているので、監視ランス17のテ
レビカメラで撮影してモニタテレビ25の画像による観
察は行わずに補修することができる。
【0023】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
倣い盤を利用して補修材吹付けノズルの位置を決定する
ので、補修中に補修部の観察を行うことなく、横目地部
に沿って正確に補修材吹付けノズルを移動でき、正確に
損傷目地部を補修でき炉寿命を延長できる。また、補修
装置自体は、簡単な設備となり、低コストで機動性が高
く、しかも、装炭車をくぐり抜けできる移動車に装備す
れば、コークス炉の窯出し作業中も補修作業を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の補修対象であるコークス炉炉上の外
観図である。
【図2】この発明の補修装置を装備した移動中の移動車
の側面図である。
【図3】この発明の補修装置を装備した移動車の倣い機
が装炭車の軌条を越える場合の様子を示す側面図であ
る。
【図4】補修作業中の炉壁補修装置の全体図である。
【図5】補修ランスのクランプ装置の拡大斜視図であ
る。
【図6】倣い盤の原理の説明図で、(a)図は補修材吹
付けノズルが水平移動することの説明図、(b)図は倣
い溝に沿ってランスホルダーを移動させた場合の補修材
吹付けノズルの軌跡説明図である。
【図7】倣い盤とクランプ装置を装備した倣い機での補
修状況の正面図である。
【図8】図7の側面図である。
【符号の説明】
1 コークス炉 2 石炭塔 3 レール 4 装炭車 5 装炭口 6 炭化室 11 倣い機 12、74 倣い溝 13、71 倣い盤 14、75 クランプ装置 15、72 補修ランス 16、76 補修材吹付けノズル 17 監視ランス 18 移動車 19 ジブクレーン 20 スプリングバランサ 21、73 ランスホルダー 22 ロール 23 ロールボックス 24 円弧凹部 25 モニタテレビ 26、77 炉壁煉瓦 27、78 横目地
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐治 孝文 茨城県鹿島郡鹿島町大字光3番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コークス炉装炭口下部の炉壁目地の補修
    において、装炭口から先端に補修材吹付けノズルを有す
    る補修ランスを挿入し、該補修ランスの装炭口上部位置
    を昇降、傾動可能にクランプし、補修ランスのクランプ
    位置より上部のランスホルダーを倣い溝に係合させ、ラ
    ンスホルダーを倣い溝に沿って昇降、傾動させれば、補
    修ランスの補修材吹付けノズルが炉壁目地の段毎に水平
    移動することを特徴とするコークス炉装炭口下部の炉壁
    補修方法。
  2. 【請求項2】 コークス炉装炭口下部の炉壁補修装置に
    おいて、倣い盤と補修ランスを昇降、傾動可能にクラン
    プするクランプ機構を有するコークス炉炉上に載置可能
    な倣い機と、先端に補修材吹付けノズルを有する補修ラ
    ンスと、光ファイバーまたはテレビカメラを備えた監視
    ランスと、補修ランスのクランプ位置より上部を倣い溝
    に係合させるランスホルダーと、監視ランスの光ファイ
    バーまたはテレビカメラに接続するモニタテレビからな
    ることを特徴とするコークス炉装炭口下部の炉壁補修装
    置。
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