JPH0978069A - コークス炉熱間補修における昇温方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補修部の煉瓦壁全体の温度を均一に、しかも
昇温速度の調整を容易に実施でき、かつ複雑な装置を必
要とせず昇温する。 【解決手段】 室炉式コークス炉の燃焼室を部分的に熱
間補修したのち、補修燃焼室の煉瓦壁を加熱昇温する方
法において、窯口断熱蓋上部に開度調整弁を有する煙突
を設け、補修部の煉瓦壁温度を測定し、該温度分布に基
づいて煙突の開度調整弁によりドラフト圧を調整し、非
補修部の熱風を補修部と非補修部間に設けた断熱隔壁の
開孔部より補修部に導入して昇温する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、室炉式コークス
炉の燃焼室の炉壁を部分的に積み替え補修後の昇温方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の室炉式コークス炉は、炉体の下部
に蓄熱室があり、その上部に燃焼室と炭化室とが交互に
配列されている。コークス炉は、耐火物煉瓦で構築され
ており、特に炭化室の炉壁煉瓦は隣接する燃焼室より加
熱され、常に１０００〜１２００℃の高温に晒されてお
り、炭化室内に石炭が装入される毎に炉壁煉瓦が急冷さ
れることや、炭化したコークスの押出しによる摩擦、側
圧や、乾留中に発生するカーボン付着とその剥離等、苛
酷な条件下での操業が繰り返されている。

【０００３】このため、コークス炉は、長年の使用で炉
壁煉瓦の損傷、亀裂、角欠け等が発生するため、定期的
にこれを点検し、損傷した炉壁煉瓦部を溶射補修や熱間
煉瓦積替え方法により部分補修を行っている。このう
ち、熱間煉瓦積替え方法は、当該炭化室に隣接する燃焼
室の燃焼を補修部位まで停止すると共に、非補修部位の
温度低下を防止するため、補修部位と非補修部位間に断
熱のための耐火性ライニングを備えた断熱隔壁によって
炭化室を仕切り、断熱カーテンまたは断熱ボックスを挿
入し、補修部位を適切な温度に保持して作業環境を確保
し、損傷部分の煉瓦壁を解体して新しく煉瓦壁を構築す
る方法が採用されている。

【０００４】この熱間煉瓦積替えは、補修部位以外の燃
焼室を燃焼させたままで補修部分の煉瓦を積み替えるた
め、非補修部分の煉瓦の冷却による損傷が少ないこと、
補修期間が短いこと、コークス炉の操業を継続しながら
補修でき、補修によるコークス生産減が少ないなどの利
点を有している。

【０００５】一方、この熱間煉瓦積替え補修の問題点
は、積み替え補修した煉瓦壁の昇温にある。すなわち、
新しく煉瓦積みした燃焼室は、加熱昇温後再度通常の操
業に復帰するが、積替えた煉瓦壁を均一かつ徐々に加熱
昇温させなければ、急激に異常膨張して目地切れ、クラ
ックが発生し、補修した燃焼室は機能を十分に果たさな
くなる。

【０００６】熱間煉瓦積替え補修においては、補修部位
と非補修部位間に断熱のための耐火性ライニングを備え
た断熱隔壁によって炭化室が仕切られているが、補修部
位の断熱隔壁に近い部分の温度が高く、断熱隔壁から離
れた窯口に近いほど低温となる温度分布を有している。
また、熱間煉瓦積替え補修は、当該炭化室を空窯にして
実施されるが、装入石炭のない状態では一般に上熱とな
って上部が高温となる傾向があり、炉高方向で上部が高
い温度分布を有している。

【０００７】上記温度分布は、煉瓦の積替えが完了し、
昇温工程に入ってもこの傾向が殆ど変化がなく、積替え
煉瓦個々の目地切れ、クラックの発生は抑制できても、
煉瓦構造体（補修部位）として均一な膨張が実現せず、
上部の非補修部と補修部との間に適正な間隔が得られ
ず、炉体としての強度が確保できないか、あるいは上部
の非補修部と補修部が接触し、その後の膨張で煉瓦のせ
り出しが発生し、再補修が必要となる場合もある。ま
た、積替え壁の昇温は、中期ないし末期となると、補修
部も高温となること、断熱隔壁の撤去作業などとの関係
から昇温装置・方法共に簡便なものが望ましい。

【０００８】上記熱間煉瓦積替え補修後の積替え壁の昇
温方法としては、図５に示すとおり、加熱に使用する高
熱空気を、コークス炉列の加熱された空状態の炉室５１
から吸出し、各加熱すべき加熱壁５２、５３に隣接する
炉室５４内に導入する方法（特開昭５２−６２３０３号
公報）、図６に示すとおり、補修燃焼室およびこれに隣
接する炭化室６１を加熱昇温する際に、補修燃焼室およ
びこれに隣接する炭化室６１の下方に位置する煉瓦構造
物の内部および窯口側表面の少なくとも一つに加熱手段
６２を取付け、開度調整自在な開口６３を有する保熱板
６４により、補修燃焼室に隣接する炭化室６１をこれの
下方部において上下に仕切り、該炭化室６１の底部と保
熱板６４との間に加熱手段６２を挿入し、補修燃焼室に
隣接する炭化室６１の窯口を開度調整自在な開口を有す
る窯口カバーで覆い、補修燃焼室およびこれに隣接する
炭化室内の温度分布を測定し、該温度分布に基づいて前
記加熱手段６２による供給熱量ならびに前記保熱板６４
および窯口カバーの開口開度を調整する方法（特公昭６
１−５２１９６号公報）、図７に示すとおり、加熱焔道
の煉瓦積み中に、各加熱焔道の既に出来上がった区分
を、約２５０℃まで予加熱し、煉瓦積み作業の終了直後
に、新しい加熱焔道を約５００℃まで本加熱し、この際
に予加熱および本加熱を、熱交換器７１においてコーク
ス炉団の高温部分７２の熱を利用して相応に加熱されて
加熱焔道７３に吹き込まれるガス状の熱担体を用いて行
う方法（特開平３−１２６７８８号公報）等が提案され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５２−６２
３０３号公報に開示の方法は、補修炉室以外に加熱に使
用する高熱空気を吸出する空状態の炉室が必要であり、
その分生産性が低下する。また、特公昭６１−５２１９
６号公報に開示の方法は、加熱手段として電気ヒータを
使用するため、仮設電気工事に多くの機材と工数を必要
とするばかりでなく、電気ヒータで昇温時に電気ヒータ
の輻射熱により煉瓦壁が局部加熱される畏れがある。さ
らに、特開平３−１２６７８８号公報に開示の方法は、
熱交換器を用いてコークス炉団の高温部分の熱を利用し
て加熱された熱風を加熱焔道に吹き込むための孔を穿孔
する必要があると共に、昇温完了後、高温下でこの孔を
補修しなければならず、高温作業を余儀なくされる。ま
た、熱風を加熱焔道に吹き込むための孔を穿孔した煉瓦
は、強度が低下する。さらに、この方法を実施するため
の装置は、複雑であり、熱間での迅速な設置ならびに撤
去は困難であるという欠点を有している。

【００１０】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、補修部の煉瓦壁全体の温度を均一に、しかも昇
温速度の調整を容易に実施でき、かつ複雑な装置を必要
とせず、設置ならびに撤去に多くの工数を必要としない
コークス炉熱間補修における昇温方法を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験検討を重ねた。その結果、窯口断
熱蓋上部に開度調整弁を有する煙突を設け、補修煉瓦壁
温度を測定し、該温度分布に基づいて煙突の開度調整弁
によりドラフト圧を調整し、非補修部の熱風を補修部と
非補修部間に設けた断熱隔壁の開孔部より補修部に導入
して昇温することによって、補修煉瓦壁に目地切れ、ク
ラックを発生させることなく、炉高ならびに炉長方向の
補修煉瓦壁の膨張を均一化でき、しかも、多数の工数や
特別な加熱手段を使用することなく、簡便に昇温できる
ことを究明し、この発明に到達した。

【００１２】すなわちこの発明は、室炉式コークス炉の
燃焼室を部分的に熱間補修したのち、補修燃焼室の煉瓦
壁を加熱昇温する方法において、窯口断熱蓋上部に開度
調整弁を有する煙突を設け、補修部の煉瓦壁温度を測定
し、該温度分布に基づいて煙突の開度調整弁によりドラ
フト圧を調整し、非補修部の熱風を補修部と非補修部間
に設けた断熱隔壁の開孔部より補修部に導入して昇温す
ることを特徴とするコークス炉熱間補修における昇温方
法である。

【００１３】また、この発明は、室炉式コークス炉の燃
焼室を部分的に熱間補修したのち、補修燃焼室の煉瓦壁
を加熱昇温する方法において、窯口断熱蓋上部に開度調
整弁を有する煙突を設け、補修煉瓦壁温度を測定し、該
温度分布に基づいて煙突の開度調整弁によりドラフト圧
を調整し、昇温初期は補修部に近い装炭口から非補修部
に空気を導入し、昇温中期ないし末期には補修部から遠
い非補修部の装炭口から空気を導入し、非補修部の高温
熱風を補修部と非補修部間に設けた断熱隔壁の開孔部よ
り補修部に導入して昇温することを特徴とするコークス
炉熱間補修における昇温方法である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下にこの発明方法の詳細を図１
に基づいて説明する。図１（ａ）は窯口部の熱間補修で
煉瓦の積替えが完了後の昇温工程の概略断面図、図１
（ｂ）は昇温初期の状態の概略断面図、図１（ｃ）昇温
中期から末期への移行状態の概略断面図である。図１に
おいて、１はコークス炉、２はコークス炉１の非補修
部、３は煉瓦の積替えが完了した補修部、４、５、６、
７は装炭口で、それぞれ装入蓋４ａ、５ａ、６ａ、７ａ
が装着されている。８は非補修部２と補修部３との間に
設けた断熱隔壁で、下部に熱風を導入するための開口部
９を有している。１０は補修部３の窯口部に装着した昇
温のための断熱蓋で、上部に開度調整弁１１を有する煙
突１２が連結され、開度調整弁１１の開度を調整するこ
とによって、煙突１２のドラフト圧を調整でき、非補修
部２内から補修部３内へ導入する熱風量を制御できるよ
う構成されている。なお、１３は上昇管である。

【００１５】上記のとおり構成したことによって、昇温
工程の初期段階では、補修部３の温度が低く、高温熱風
をいきなり非補修部２内から補修部３内へ導入すると、
補修煉瓦壁が急激に膨張してクラックが発生するため、
図１（ｂ）に示すとおり、断熱隔壁８に最も近い装炭口
４の装入蓋４ａを一部開放して冷空気を非補修部２内に
導入する。装炭口４から導入された冷空気は、密度が高
く下降流となって昇温され、断熱隔壁８に設けた開口部
９を通過して補修部３に導入されるため、高温の非補修
部２での通過時間が短く、加熱昇温されにくく、断熱隔
壁８の開口部９入口での熱風温度が比較的低い。したが
って、昇温工程の初期段階では、断熱隔壁８の開口部９
の面積は狭い方が好ましい。

【００１６】一般に耐火煉瓦は、特有の変態点を有して
おり、例えば、加熱壁を構成する珪石煉瓦は１２０℃か
ら３００℃にかけて急激に膨張する特性を有している。
補修煉瓦壁の昇温過程で最も重要なことは、昇温初期か
ら昇温末期に至るいかなる温度レベル（低〜高温）にお
いても、昇温速度の調整が容易なことと、煉瓦壁全体を
均一に昇温することである。

【００１７】一般に昇温での温度コントロールは、昇温
初期は、温度レベルが低く、補修煉瓦壁を高温熱風にさ
らすと急激な膨張によりクラックが発生する恐れがあ
り、熱風温度も低い方が望ましく、昇温が進むにつれて
熱風温度が高い方が望ましい。このため、この発明にお
いては、目標とする昇温カーブを予め前もって設定して
おき、その昇温カーブに近づけるべく、図示していない
が補修部３の各部温度を測定し、その測温結果に基づい
て冷空気を非補修部２内に導入する装炭口位置ならびに
開度調整弁１１の開度を調整して煙突１２のドラフト圧
を調整し、補修部３内へ導入する熱風温度ならびに熱風
量を調整するのである。特に前記した煉瓦の変態点付近
での昇温速度は、遅く設定されているため、冷空気を非
補修部２内に導入する装炭口位置ならびに細かな開度調
整弁１１の開度調整による熱風量のコントロールが必要
である。

【００１８】このため、この発明においては、予め前も
って設定した目標とする昇温カーブから外れた場合に、
冷空気を非補修部２内に導入する装炭口位置ならびに開
度調整弁１１の開度を調整することにより煙突１２のド
ラフト圧を調整し、補修部３内へ導入する熱風温度なら
びに熱風量を調整して温度調整を行うことができる。

【００１９】昇温工程が中期、末期と進行するにつれて
補修部３内へ導入する熱風温度を上げる必要があること
から、図１（ｃ）に示すとおり、開孔する装炭口は、装
炭口４から順次装炭口５、装炭口６、装炭口７へと補修
部３から遠ざける。この操作によって、昇温工程での必
要な熱風温度を容易に得ることができると共に、開度調
整弁１１の開度を調整することにより煙突１２のドラフ
ト圧を調整し、補修部３内へ導入する熱風量を調整する
ことにより、細かな昇温速度のコントロールが可能とな
る。

【００２０】補修部３に導入された熱風は、窯口端上部
の煙突１２入口に流れるため、補修部３のうち放熱によ
り昇温が遅れる窯口部の昇温を図ることができる。ま
た、一方では、空窯状態で上熱傾向の補修部３上部の滞
留熱が煙突１２の上部ドラフトにより排出され、上熱傾
向が抑制される。

【００２１】

【実施例】前記図１で説明した昇温方法を用い、炉高７
１２５ｍｍ、炉幅４６０ｍｍ、炉長１６５００ｍｍのコ
ークス炉の補修部（窯口部から１２００ｍｍまで）の積
替煉瓦壁を昇温し、炉高方向の上部（炉底から６０００
ｍｍ）および下部（炉底から５００ｍｍ）の窯口部から
断熱隔壁までの炉長方向５点（窯口から１００ｍｍ、３
００ｍｍ、６００ｍｍ、９００ｍｍ、１２００ｍｍ）の
経過時間と温度との関係を測定した。その結果を図２
（ａ）（ｂ）に示す。また、積替煉瓦の目地切れ、クラ
ックの発生状況を目視観察したが、目地切れ、クラック
の発生は認められなかった。

【００２２】また、比較のため、図４に示すとおり、断
熱隔壁４１の上下に開口部４２、４３を設けると共に、
窯口部の断熱蓋４４に冷空気導入口４５、４６を設け、
補修部４７と反対側の上昇管４８から排気して断熱隔壁
４１の上下開口部４２、４３を介して非補修部４９の熱
風を対流させて補修部４７の積替煉瓦壁を昇温する従来
法を用い、炉高７１２５ｍｍ、炉幅４６０ｍｍ、炉長１
６５００ｍｍのコークス炉の補修部（窯口部から１２０
０ｍｍまで）の積替煉瓦壁を昇温し、炉高方向の上部
（炉底から６０００ｍｍ）および下部（炉底から５００
ｍｍ）の窯口部から断熱隔壁４１までの炉長方向５点
（窯口から１００ｍｍ、３００ｍｍ、６００ｍｍ、９０
０ｍｍ、１２００ｍｍ）の経過時間と温度との関係を測
定した。その結果を図３（ａ）（ｂ）に示す。また、積
替煉瓦の目地切れ、クラックの発生状況を目視観察した
が、目地切れ、クラックの発生は認められなかった。

【００２３】図２（ａ）（ｂ）と図３（ａ）（ｂ）を比
較すれば明らかなとおり、図３（ａ）（ｂ）に示す従来
法では、窯口から断熱隔壁までの炉長方向の温度差は非
常に大きく、特に窯口部が低くなっており、また、炉高
方向の温度差は、図３（ａ）の上部が図３（ｂ）の下部
に比較して高く上熱傾向を示している。これに対し図２
（ａ）（ｂ）に示す本発明法では、窯口から断熱隔壁ま
での炉長方向の温度差は従来法に比較して大幅に改善さ
れ、特に窯口部の昇温効果が大きい。また、炉高方向の
温度差は、図２（ａ）の上部が図２（ｂ）の下部に比較
して若干高いものの、従来法に比較して大幅に改善され
ている。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、コークス炉燃焼室の熱間補修で部分積替えした煉瓦
壁の昇温において、多数の工数と特別な加熱手段を用い
ることなく、簡便に昇温でき、炉長方向ならびに炉高方
向の膨張が積替え壁全体でほぼ均一に行われ、補修部の
積替えた煉瓦の目地切れ、クラック発生を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は窯口部の熱間補修で煉瓦の積替えが
完了後の昇温工程の概略断面図、（ｂ）図は昇温初期の
状態の概略断面図、（ｃ）図は昇温中期から末期への移
行状態の概略断面図である。

【図２】実施例における本発明法の昇温実績を示すもの
で、（ａ）図は炉高方向上部の炉長方向測温位置と経過
時間と温度との関係を示すグラフ、（ｂ）図は炉高方向
下部の炉長方向測温位置と経過時間と温度との関係を示
すグラフである。

【図３】実施例における従来法の昇温実績を示すもの
で、（ａ）図は炉高方向上部の炉長方向測温位置と経過
時間と温度との関係を示すグラフ、（ｂ）図は炉高方向
下部の炉長方向測温位置と経過時間と温度との関係を示
すグラフである。

【図４】実施例における従来法の昇温方法を説明のため
の概略断面図である。

【図５】特開昭５２−６２３０３号公報に開示の昇温方
法を説明のための概略水平断面図である。

【図６】特公昭６１−５２１９６号公報に開示の昇温方
法の説明図である。

【図７】特開平３−１２６７８８号公報に開示の昇温方
法を説明のための概略水平断面図である。

【符号の説明】

１ コークス炉 ２、４９ 非補修部 ３、４７ 補修部 ４、５、６、７ 装炭口 ４ａ、５ａ、６ａ、７ａ 装入蓋 ８、４１ 断熱隔壁 ９、４２、４３ 開口部 １０、４４ 断熱蓋 １１ 開度調整弁 １２ 煙突 １３、４８ 上昇管 ４５、４６ 冷空気導入口 ５１、５４ 炉室 ５２、５３ 加熱壁 ６１ 炭化室 ６２ 加熱手段 ６３ 開口 ６４ 保熱板 ７１ 熱交換器 ７２ 高温部分 ７３ 加熱焔道

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室炉式コークス炉の燃焼室を部分的に熱
   間補修したのち、補修燃焼室の煉瓦壁を加熱昇温する方
   法において、窯口断熱蓋上部に開度調整弁を有する煙突
   を設け、補修部の煉瓦壁温度を測定し、該温度分布に基
   づいて煙突の開度調整弁によりドラフト圧を調整し、非
   補修部の熱風を補修部と非補修部間に設けた断熱隔壁の
   開孔部より補修部に導入して昇温することを特徴とする
   コークス炉熱間補修における昇温方法。
2. 【請求項２】 室炉式コークス炉の燃焼室を部分的に熱
   間補修したのち、補修燃焼室の煉瓦壁を加熱昇温する方
   法において、窯口断熱蓋上部に開度調整弁を有する煙突
   を設け、補修煉瓦壁温度を測定し、該温度分布に基づい
   て煙突の開度調整弁によりドラフト圧を調整し、昇温初
   期は補修部に近い装炭口から非補修部に空気を導入し、
   昇温中期ないし末期には補修部から遠い非補修部の装炭
   口から空気を導入し、非補修部の高温熱風を補修部と非
   補修部間に設けた断熱隔壁の開孔部より補修部に導入し
   て昇温することを特徴とするコークス炉熱間補修におけ
   る昇温方法。