JPH10158654A - コークス炉炭化室の表面保護材吹き付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コークス炉炭化室の耐火煉瓦への表面保護材
吹き付け装置の水冷構造部を少なくして設備費の節減を
図る。 【解決手段】 炭化室２の炉上を走行する専用台車４の
一端部に、装入口５に対応して配置した昇降用ガイドフ
レーム６にガイドされる昇降用キャリッジ７の下部に支
持された表面保護材吹き付けランス10を昇降させると共
に、回転用モータ18の駆動によりランス回転用ロータ16
を介して回転させ、ランス先端部外周に配設した複数の
吹き付けノズル14から表面保護材を噴射しつつ装入口５
から炭化室２内に挿入し、耐火煉瓦の表面を作業性よく
表面保護材を被覆する。装入口５を介して高温の炭化室
２に挿入するのは、ランス部分だけであるため水冷構造
部が少なく、設備費が節約できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉に配置
された炭化室耐火煉瓦への付着カーボンの成長によるコ
ークスの押し詰まり、押し止まりの防止を図るため、炭
化室を構成している高温の耐火煉瓦に表面保護材を吹き
付ける装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉に配置された炭化室の耐火煉
瓦は、一般に珪石質耐火煉瓦が使用されている。珪石質
耐火煉瓦は、珪石質原料を粉砕し、水で混和した後に型
枠に入れて乾燥させ、1200℃前後で焼成することによっ
て製造される。このようにして製造した珪石質耐火煉瓦
を用いて築炉し、均一な温度で乾燥し、応力を除去した
後、コークス炉の炭化室耐火煉瓦として実際に運転に供
されている。

【０００３】前記耐火煉瓦は断熱を高める目的で、高い
粒子密度を有しており、粒子間接触により形成されてい
る。したがって、築炉の初期には平滑であった煉瓦壁の
表面は、装入される石炭やコークスとの摩擦や頻繁な加
熱と冷却との繰り返しにより、剥離や割れ等で平滑さを
失ってしだいに荒れが大きくなり、摩擦抵抗が高まるば
かりか、荒れ面は処理石炭や燃焼により生じるカーボン
や灰分の付着が助長され、操業上の問題となる。

【０００４】コークス炉は、石炭をコークスに乾留する
多数の炭化室と燃料ガスを燃焼する燃焼室とを交互に配
列した構造を有する。炭化室と燃焼室とは、前述のよう
に珪石質耐火煉瓦で構成された隔壁により仕切られてい
る。また、炭化室の高さは約6 〜7m、奥行き15〜16m 、
幅40〜50cmの長方形の空洞でありコークスを炉外に押し
出し易くするために、幅はコークス排出側の方が僅かに
広くなっている。

【０００５】原料である配合石炭は、炭化室の天井側に
配置されている装入口から装炭車で間欠的に供給され、
コークス排出側とは逆方向に配置されている押出機に付
属するレベラで均一な高さに調整した後、加熱乾留され
る。乾留終了後は両方の炉蓋が開放され、押出機によっ
てコークス排出側に押し出され、さらに消火装置にて消
火冷却されて製品コークスとなる。

【０００６】ところで、コークス化の過程では配合石炭
中のタール質がガス化されると共に炭化室の耐火煉瓦は
過酷な高温条件に晒される。また近年、コークス強度を
高める目的で、装入前の配合石炭を乾燥させ（通常８〜
12％の水分を５〜６％付近になるまで乾燥する) 、炭化
室に装入される配合石炭の嵩密度を高める操業が行わ
れ、強度の高いコークスが製造されている。

【０００７】前述のように耐火煉瓦からなる壁面の平滑
さが失われると、コークス化の過程で生じる配合石炭中
のカーボンが表面に固着してさらに凹凸の著しい表面と
なると共に、カーボンの固着により炭化室の幅が狭くな
ってコークスの押し出し抵抗が高まり、押出機への負荷
が増加するという問題点がある。また、無理な押し出し
により、目地と呼ばれる煉瓦と煉瓦の隙間を埋めている
部分が損傷し、炭化室側から生ガスが燃焼室内に流入す
る恐れがある。

【０００８】炭化室耐火煉瓦へのカーボン付着を防止す
るため、特開昭59-174585 公報には、耐火煉瓦に表面保
護材を塗布して熱処理する手段、また特開昭63-236783
号公報には、素地段階で表面保護材を塗布した耐火煉瓦
を使用する手段等が開示されている。さらに、本出願人
は特定成分のシリカ純度が高く、高強度の平滑な表面層
を形成可能な高温耐火材を特開平8-11977 号公報で提案
した。この高温耐火材は、ケイ酸ナトリウム、硼酸ナト
リウムおよび有機シリコーン化合物を水で溶解したもの
であり、この高温耐火材粘土が所定の状態で、まだ500
〜1200℃の高温の炭化室の耐火煉瓦壁面に、スプレーノ
ズルを用いて塗布し、その後の昇温により、ガラス面の
ように平滑で、亀裂もなく、機械的強度も優れたシリカ
純度の高い表面層を形成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記のように炭化室の
耐火煉瓦に表面保護材を塗布することにより、カーボン
が付着するのを相当程度防止できるようになってきた。
しかしながら炭化室の耐火煉瓦は高温であるので、炭化
室の耐火煉瓦に表面保護材を確実に塗布するのに適した
塗布装置に十分なものがなく、塗布装置の開発が要望さ
れてきた。本出願人は、表面保護材をコークス炉の炭化
室耐火煉瓦に安定して塗布可能な塗布装置として先に特
願平7-286180号を提案し成果をあげている。

【００１０】この塗布装置は、炭化室のコークス押出機
側に設けられ、炉外から炭化室の長手方向に向かい前後
進する移動台車と、この移動台車に後端部に取り付けら
れて、前記炭化室の下部で長手方向に向かって一端から
他端まで水平に進退自在に設けられた水平ランスと、こ
の水平ランスの先端部で炭化室の高さ方向に立設された
直立ランスと、この直立ランスの高さ方向に沿って炭化
室の壁面に対向するように多段に配設された耐火材塗布
用スプレーノズルとを備えたものである。

【００１１】しかしながら、この表面保護材塗布装置
は、耐火材塗布用スプレーノズルとを備えた長大な移動
台車のフレームを始め全体を水冷構造として炭化室内に
進退させるため、水冷構造による装置が大がかりとな
り、設備費が嵩みコスト高となるという問題点があっ
た。本発明は、比較的簡単な表面材塗布装置により、確
実に炭化室耐火煉瓦に表面保護材を塗布し、コストを節
減できるコークス炉の炭化室耐火煉瓦への表面保護材の
吹き付け装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、コークス炉に配列された多
数の炭化室と交差する方向に炉上を走行する専用台車ま
たは装炭車と、この専用台車または装炭車の端部に、炭
化室の装入口に対応した間隔で配設した複数基の昇降用
ガイドフレームと、該昇降用ガイドフレームにガイドさ
れて昇降する昇降用キャリッジと、この昇降用キャリッ
ジの下部に設けた水平支持フレームに軸中心に回転可能
に支持される先端部外周に複数の吹き付けノズルを有す
る水冷または空冷構造の表面保護材吹き付けランスと、
この表面保護材吹き付けランスの上部に設けたランス回
転用ロータと、このランス回転用ロータに連結されると
共に昇降用キャリジに設けた台座に支持された回転用モ
ータと、前記表面保護材吹き付けランスを炭化室の装入
口を経由して昇降させる昇降装置とを具備したことを特
徴とするコークス炉炭化室の表面保護材吹き付け装置で
ある。

【００１３】請求項２記載の本発明は、コークス炉に配
列された多数の炭化室と交差する方向に炉上を走行する
専用台車または装炭車と、この専用台車または装炭車の
端部に搭載されて炭化室の長さ方向に移動する横行台車
と、この横行台車に配設した１基の昇降用ガイドフレー
ムと、該昇降用ガイドフレームにガイドされて昇降する
昇降用キャリッジと、この昇降用キャリッジの下部に設
けた水平支持フレームに軸中心に回転可能に支持される
先端部外周に複数の吹き付けノズルを有する水冷または
空冷構造の表面保護材吹き付けランスと、この表面保護
材吹き付けランスの上部に設けたランス回転用ロータ
と、このランス回転用ロータに連結されると共に昇降用
キャリジに設けた台座に支持された回転用モータと、前
記表面保護材吹き付けランスを炭化室の装入口を経由し
て昇降させる昇降装置とを具備したことを特徴とするコ
ークス炉炭化室の表面保護材吹き付け装置である。

【００１４】請求項３記載の本発明は、前記昇降装置
が、昇降用キャリッジの上端部に一端を連結した昇降用
ワイヤと、この昇降用ワイヤを昇降用ガイドフレームの
上端部で支持するシーブと、このシーブを経由するワイ
ヤの他端部を巻き取るため専用台車または装炭車あるい
は横行台車に搭載された昇降用巻き取り装置とからなる
ことを特徴とするコークス炉炭化室の表面保護材の吹き
付け装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を図１
および図２に基づいて説明する。図１に示すようにコー
クス炉１には、炭化室２と燃焼室３とが交互に配列され
ており、図２に示すように各炭化室２には、その長手方
向に複数（図面では４個）の装入口５が配設されてい
る。そしてコークス炉１の炉上には、各室と交差する方
向に車輪25を介して走行する専用台車４が配置されてい
る。専用台車４の走行方向一端部には、昇降用ガイドフ
レーム６が炭化室２に配設された４個の装入口５に対応
して４基設置されている。昇降用ガイドフレーム６に
は、昇降用キャリッジ７が上下両側にそれぞれ配置され
た複数のローラ27を介して昇降可能にセットされてい
る。この昇降用キャリッジ７の下部に設けた水平支持フ
レーム８に、軸中心にスラストベアリング９を介して回
転可能に表面保護材吹き付けランス10が支持されてお
り、表面保護材吹き付けランス10の先端部外周に複数の
吹き付けノズル14が複数段配設されている。

【００１６】表面保護材吹き付けランス10は、図３およ
び図４に示すように内管11、外管12および中間の仕切り
管13からなる水冷式の３重管構造であり、内管11の下部
には、仕切り管13と外管12とを貫通し表面保護材吹き付
けランス10の外周に開口する複数個の吹き付けノズル14
が上下方向に複数段配設されている。ランス先端は閉塞
板15により閉じた構造になっているが、仕切り管13の先
端は内管11と外管12の間で開放している。そして内管11
と仕切り管13との間は冷却水入り側に、また仕切り管13
と外管12との間は冷却水出側になっていて、ここに冷却
水を流すことにより表面保護材吹き付けランス10を水冷
する。なお、場合によっては表面保護材吹き付けランス
10を空冷構造にすることも可能である。

【００１７】表面保護材吹き付けランス10の上部にラン
ス回転用ロータ16が設けてあり、このランス回転用ロー
タ16には、昇降用キャリジ７に設けた台座17に支持され
ている回転用モータ18が連結されている。昇降用キャリ
ッジ７の上端部には、昇降用ワイヤ19が接続してあり、
この昇降用ワイヤ19は昇降用ガイドフレーム６の上端部
に設けたシーブ20を経由して専用台車４に搭載した昇降
用巻き取り装置21に連結されている。また専用台車４に
は、表面保護材用タンク22、冷却水用タンク23および電
源バッテリ24が搭載してあり、表面保護材用タンク22内
に貯蔵した流体状の表面保護材を表面保護材吹き付けラ
ンス10に供給し、また冷却水用タンク23に貯蔵した冷却
水を表面保護材吹き付けランス10に供給する。

【００１８】なお、表面保護材吹き付けランスを昇降す
る装置は、前記のものに限定するものではなく、昇降ガ
イドフレーム６にガイドされる昇降用キャリッジ７を、
ラックピニオン機構、油圧シリンダ機構または回転駆動
されるエンドレスチェン機構等の周知の昇降装置を適用
して昇降することができる。電源としてバッテリを用い
ているが、通常のユーティリティ電源を使用することも
可能で、この場合には、電源用ケーブルベアを介して給
電する。また、表面保護材用タンク22および冷却水用タ
ンク23は別の場所に設置し、表面保護材と冷却水とを表
面保護材・冷却水共用ケーブルベアを介して表面保護材
吹き付けランス10に供給するようにしてもよい。

【００１９】次に本実施形態の表面保護材吹き付け装置
の作用について説明する。炭化室２内での石炭の乾留が
終了したら、炭化室２の両側にセットしてあるドアを取
り外した状態として押出機を用いて炭化室２内で製造し
たコークスをコークス排出側に押し出す。表面保護材吹
き付け装置により炭化室２内の耐火煉瓦に表面保護材を
吹き付ける場合には、コークスを押し出して空になった
高温状態の炭化室２の上方に専用台車４を移動させ、装
入口５に被せてある蓋26を取り外した後、専用台車４に
配置した４基の表面保護材吹き付け装置が備えている表
面保護材吹き付けランス10を、炭化室２に配設してある
４個の装入口５に位置合わせする。

【００２０】冷却水用タンク23に貯蔵した冷却水を電源
バッテリ24を電源とする給水ポンプ（図示せず）を運転
して表面保護材吹き付けランス10に供給し、水冷状態に
すると共に、昇降用巻き取り装置21を巻き戻し側に運転
してシーブ20を経由する昇降用ワイヤ19を介して支持さ
れた昇降用キャリッジ７を、昇降用ガイドフレーム６に
沿って下降させる。これによって各昇降用キャリッジ７
の下部に水平に突き出す水平支持フレーム８に支持され
た４本の表面保護材吹き付けランス10をそれぞれ炭化室
２に配設した４個の装入口５に向け下降させる。

【００２１】表面保護材吹き付けランス10が装入口５の
入口に到達した段階で、専用台車４に搭載した表面保護
材用タンク22に圧力空気を供給して昇圧し、表面保護材
用タンク22内に貯蔵した表面保護材（たとえばAl₂O：34
％、SiO₂：56％を主成分とする結合形態がセメントボン
ドの流体状表面保護材を使用）を、表面保護材吹き付け
ランス10に供給する。表面保護材吹き付けランス10に供
給された表面保護材は、内管11を経由して先端部外周に
多段に配設した吹き付けノズル14から噴出を開始する。

【００２２】表面保護材吹き付けランス10を下降させつ
つ、吹き付けノズル14から表面保護材を噴出すると同時
に回転用モータ18を運転し、ランス回転用ロータ16を回
転させることにより水平支持フレーム８にスラストベア
リング９を介して支持された表面保護材吹き付けランス
10を軸中心に回転させ、吹き付けノズル14から噴出する
表面保護材をまず装入口５を形成する耐火煉瓦の内周面
に吹きつけて被覆する。さらに表面保護材吹き付けラン
ス10を炭化室２に下降させ、吹き付けノズル14から噴出
する表面保護材を炭化室２を形成する耐火煉瓦の内面に
吹き付けにより被覆する。

【００２３】このようにして表面保護材吹き付けランス
10を炭化室２内で昇降を繰り返すことにより、炭化室２
を構成する装入口５、炭化室２の天井からゾール（底）
までの広い範囲に及ぶ耐火煉瓦に所定量の表面被覆材を
被覆する。炭化室２を形成する耐火煉瓦に被覆された表
面被覆材層により、炭化室２内での石炭の乾留中に発生
するカーボンが耐火煉瓦に付着するのを防止するばかり
でなく、耐火煉瓦の表面に生じる剥離や割れ、目地部の
損傷を低減することができる。その結果、炭化室２を形
成する珪石質耐火煉瓦に付着したカーボンや灰分等の固
着物に起因する炭化室２からコークスを押し出す際の押
し詰まりが防止できる。

【００２４】なお、表面保護材吹き付け装置を専用台車
上に搭載する例で説明したが、これに限ることなく、炭
化室に石炭を装入するため炉上に配置してある装炭車に
搭載することも可能である。図５および図６は、本発明
の他の実施形態を示しており、表面保護材吹き付けラン
ス10を１本だけ用いると共に、これを装炭車33上で炭化
室２の長さ方向に往復移動可能とした横行台車28上に配
置する場合を示している。

【００２５】この場合、４基の石炭ホッパ32を備えた装
炭車33が、コークス炉１に配列された多数の炭化室２と
交差する方向に炉上を走行するように配置されている。
装炭車33の走行方向一端部に炭化室２の長さ方向に向け
水平ガイド29が敷設してある。この水平ガイド29にロー
ラ31を介して走行する横行台車28が、図１および図２に
示すような電源バッテリ24ではなく通常の交流電源を用
いた駆動装置（図示せず）により横行自在に搭載されて
いる。この横行台車28に炭化室２の装入口に対応して１
基の昇降用ガイドフレーム６が配置してあり、この昇降
用ガイドフレーム６に前記実施の形態で説明したものと
同じ構造とした表面保護材吹き付け装置に、表面保護材
吹き付けランス10が１本だけ昇降、回転自在に搭載され
ている。

【００２６】本実施形態では、横行台車28に１本の表面
保護材吹き付けランス10が配置されているだけであるた
め、炭化室２の長さ方向に配列された４個の装入口５か
ら表面保護材吹き付けランス10を挿入し、装入口５およ
び炭化室の炉壁煉瓦に表面保護材を吹き付けるには、昇
降用巻き取り装置21の運転による昇降用ワイヤ19を介す
る表面保護材吹き付けランス10の昇降とローラ31を介す
る水平ガイド29に沿う横行台車28の移動とを繰り返すこ
とによって行う。なお、横行台車28に、昇降用巻き取り
装置21、表面保護材用タンク22および冷却水用タンク23
を搭載するが、電源は装炭車33に設けてあるユーティリ
ティ電源を用いるので電源バッテリは不要である。

【００２７】この場合、表面保護材吹き付けランス10を
昇降する回数を増加する必要があるが、炭化室２の耐火
物煉瓦を局部的に表面保護材で被覆する場合も多い。し
たがって炭化室２の装入口５の全てに対し表面保護材吹
き付けランス10を昇降する必要があるとは限らず特定の
１個または２個の装入口５に対して昇降するだけで済む
場合もあるので、このようなケースが多い時には、表面
保護材吹き付けランス10を１本だけとする方が設備費等
の面で得策となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ークス炉における炭化室と交差する方向に炉上を走行す
る専用台車または装炭車の走行方向一端部に、炭化室の
装入口に対応して配置した昇降用ガイドフレームを昇降
する昇降用キャリッジの下部に設けた水平支持フレーム
に支持された表面保護材吹き付けランスを、昇降装置の
駆動により昇降させると共に回転用モータの駆動により
ランス回転用ロータを介して軸中心に回転させ、先端部
外周に配設した複数の吹き付けノズルから表面保護材を
噴射しつつ装入口を経由して炭化室内に挿入し、耐火煉
瓦の表面を作業性よく被覆することができる。

【００２９】装入口を介して高温の炭化室内に挿入され
るのは、水冷または空冷構造とした表面保護材吹き付け
ランスだけであるため、水冷または空冷構造とする装置
部分の範囲を減少でき、表面保護材吹き付け装置の設備
費や運転費の節減が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面保護材吹き付け装置を示す側面図
である。

【図２】本発明の表面保護材吹き付け装置を示す正面図
である。

【図３】本発明の表面保護材吹き付けランスの先端部を
一部断面で示す側面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視方向を示す断面図である。

【図５】本発明の他の表面保護材吹き付け装置を示す側
面図である。

【図６】本発明の他の表面保護材吹き付け装置を示す正
面図である。

【符号の説明】

１ コークス炉 ２ 炭化室 ３ 燃焼室 ４ 専用台車 ５ 装入口 ６ 昇降用ガイドフレーム ７ 昇降用キャリッジ ８ 水平支持フレーム ９ スラストベアリング 10 表面保護材吹き付けランス 11 内管 12 外管 13 仕切り管 14 吹き付けノズル 15 閉塞板 16 ランス回転用ロータ 17 台座 18 回転用モータ 19 昇降用ワイヤ 20 シーブ 21 昇降用巻き取り装置 22 表面保護材用タンク 23 冷却水用タンク 24 電源バッテリ 25、30 車輪 26 蓋 27、31 ローラ 28 横行台車 29 水平ガイド 32 石炭ホッパ 33 装炭車 34 レール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉に配列された多数の炭化室と
   交差する方向に炉上を走行する専用台車または装炭車
   と、この専用台車または装炭車の端部に炭化室の装入口
   に対応した間隔で配設した複数基の昇降用ガイドフレー
   ムと、該昇降用ガイドフレームにガイドされて昇降する
   昇降用キャリッジと、この昇降用キャリッジの下部に設
   けた水平支持フレームに軸中心に回転可能に支持される
   先端部外周に複数の吹き付けノズルを有する水冷または
   空冷構造の表面保護材吹き付けランスと、この表面保護
   材吹き付けランスの上部に設けたランス回転用ロータ
   と、このランス回転用ロータに連結されると共に昇降用
   キャリジに設けた台座に支持された回転用モータと、前
   記表面保護材吹き付けランスを炭化室の装入口を経由し
   て昇降させる昇降装置とを具備したことを特徴とするコ
   ークス炉炭化室の表面保護材吹き付け装置。
2. 【請求項２】 コークス炉に配列された多数の炭化室と
   交差する方向に炉上を走行する専用台車または装炭車
   と、この専用台車または装炭車の端部に搭載されて炭化
   室の長さ方向に移動する横行台車と、この横行台車に配
   設した１基の昇降用ガイドフレームと、該昇降用ガイド
   フレームにガイドされて昇降する昇降用キャリッジと、
   この昇降用キャリッジの下部に設けた水平支持フレーム
   に軸中心に回転可能に支持される先端部外周に複数の吹
   き付けノズルを有する水冷または空冷構造の表面保護材
   吹き付けランスと、この表面保護材吹き付けランスの上
   部に設けたランス回転用ロータと、このランス回転用ロ
   ータに連結されると共に昇降用キャリジに設けた台座に
   支持された回転用モータと、前記表面保護材吹き付けラ
   ンスを炭化室の装入口を経由して昇降させる昇降装置と
   を具備したことを特徴とするコークス炉炭化室の表面保
   護材吹き付け装置。
3. 【請求項３】 前記昇降装置が、昇降用キャリッジの上
   端部に一端を連結した昇降用ワイヤと、この昇降用ワイ
   ヤを昇降用ガイドフレームの上端部で支持するシーブ
   と、このシーブを経由するワイヤの他端部を巻き取るた
   め専用台車または装炭車あるいは横行台車に搭載された
   昇降用巻き取り装置とからなることを特徴とする請求項
   １又は２記載のコークス炉炭化室の表面保護材の吹き付
   け装置。