TWI376410B - - Google Patents

Description

1376410 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域3 技術領域 本發明係有關於室爐式煉焦爐之磚瓦堆積構造中，具 5 有作為碳化室與燃燒室之分隔壁之長向（Laufer)部之磚 瓦，及作為同樣燃燒室煙道間之分隔壁之連結（Binder)部之 磚瓦之煉焦爐之爐壁碑瓦堆積構造。

【先前技術3 背景技術 10 室爐式煉焦爐中，碳化室與燃燒室是交互配置，而碳

化室與燃燒室間之分隔壁及同樣燃燒室煙道間之分隔壁， 皆是以磚瓦堆積構造來形成。如第9(a)圖所示，隔開碳化室 1與燃燒室煙道3之列的分隔壁部分，被稱為長向部4，而隔 開同樣燃燒室煙道3之分隔壁部分被稱為連結部5。關於長 15 向部4，更如第9(b)圖所示，可分為煙道3與碳化室1相對之 部分（以下亦稱為「煙道對面部6」）及連結部之延長線範圍8 内之部分（以下亦稱為「交叉部7」）。 關於煉焦爐之爐壁，因建設時之加熱不均一及作業時 之表面溫度差等而引起之熱應力， 20 關於煉焦爐之爐壁，需要有充分之強度，及對於彎曲 充分之餘裕，以對抗建設時之加熱不均一及作業時之表面 溫度差所引發之熱應力、煤炭乾餾中之煤炭膨脹壓、推出 煤焦時之侧壓等。另外，煉焦爐是以透過一層爐壁之間接 加熱來進行乾餾，故除了燃燒室煙道與碳化室間外，相鄰 C S .) 5 之燃燒室煙道間之氣密性也很重要。因此，構成煉靠爐壁 之單體磚瓦，除了形狀要足以對抗該等熱變形、外力等之 外，同時，也必需要有該磚瓦組合後得到之氣密性、及良 好之傳熱性。 第10(a)圖、第10(b)圖、第10⑷圖、第1〇⑷圖、及第释) 圖顯示標準之爐壁之磚瓦堆積構造。以交又部7為中心，由 跨越長向部4之一部分及連結部5之一部分之槌形磚瓦 (hammer bnck)41、位於長向部4之長向磚瓦42、及位於連 結部5之連结磚瓦43等3種類之磚瓦構成。關於面向一方之 碳化室之長向部，槌形磚瓦41是隔著1個連結部排列來配 置。關於上下方向之積層，則是如第10(b)圖所示，以交錯 配置來排列挺形碑瓦41。 磚瓦與磚瓦間之結合面稱為接口 44，各接口具有如第 除了提高碑瓦堆 10(c)圖、第10(d)圖所示之凹凸嵌合部45， 積構造之強度外，亦可提高密閉性。第10(b)圖所示之例中， 只有上下方向之積層之槌形磚瓦41之排列採用交錯配置， 結果，每隔-層之縱接口不連續’而交互錯開配二關於 水平方向之鋪設接口，一般是水平地連續堆積。 第10(a)圖、第10(b)圖、第10(c)圖、第1〇(d)圖及第释) 圖顯示標準之爐壁之碑瓦堆積構造中，位於長向部4中之二 道對面部6之接口’在各煙道中都存在有縱方向之2列。縦 方向之接口並不連續，而是接口部與長向磚瓦在縱方向上 交互配置。在煉焦爐爐壁磚瓦堆積構造發生損傷之^兄 下，挾於該煙道對面部之接口與接明之長向磚瓦 積磚瓦建築之麻煩。另外，由於磚瓦變薄，將引發磚瓦製 造過程中之處理、及燒結加熱階段中引發變形、磚瓦構造 無法形成直角等問題，結果可能造成築爐之困難。 本發明之目的是提供一種煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構 造，該煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構造具有長向部碑瓦及連結 部磚瓦，該長向部磚瓦是碳化室與燃燒室間之分隔壁，該 連結部磚瓦是煙道之分隔壁，該爐壁磚瓦堆積構造不會出 現起因於長向部磚瓦之縱貫通龜裂陷沒，且碑瓦堆積容易 建造之爐壁磚瓦堆積構造。 即，本發明之要旨如下。 (1)一種煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構造，具有長向部磚瓦 及連結部磚瓦，該長向部碑瓦是碳化室與燃燒室間之分隔 壁，該連結部磚瓦是煙道之分隔壁，該煉焦爐之爐壁碑瓦 堆積構造特徵在於： 長向A磚瓦係長向部之一部分與連結部之一部分一體 化而成之L字形魏，長向叫瓦係形成長向部之一部分之 碑瓦，長向A碑瓦之匕字形轉角之長向部相當位置處具有可 承接長向B磚瓦之肩部，在將長向A碑瓦之與肩部相反之側 之長向糾部稱為長向端部時，藉由2個長向A磚瓦之長向 端部互相連接，來構成分隔第1燃燒室煙道與碳化室i之長

:二個長向A磚瓦之肩部互相面對，並藉由2個長向A ==別承接長向B碑瓦之兩端部，構成分隔第2燃 二=二碳化室之長向部，且第1燃燒室煙道與第2燃 燒至煙道疋父互地排列。 (2) 如⑴所記之煉；m壁磚瓦堆積構造，其中連結 部係由2個長向a磚瓦及配置於該2個長向A碑瓦間之連: 磚瓦所構成者。 (3) 如(1)或⑺所⑦之煉焦爐之爐壁碑瓦堆積構造其中 在長向部之磚瓦堆積時，分隔煙道與碳化室之磚瓦堆積構 造’是由長向A磚瓦互相連接之構造與由長仙磚瓦形成之 構造交互地堆積而成者。 (4) 如⑴〜（3)中任一項之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構 造，其中設燃燒室煙道之連結部間距離為L〇，長向A磚瓦之 長向端部之接合部，是在煙道之中心起算±〇 〇5 L〇之範圍 内，並設長向A磚瓦之長向部厚度為w、長向a磚瓦之高度 為H、長向A磚瓦之肩部至與肩部相反之側之連結部表面（以 下稱「連結部表面S」）為止之距離為B、連結部表面s至長 向端部為止之距離為長向長度L時，滿足以下條件者。 3 Ρ/ σ b S Hx W2/L $ 13 000 <l> 3Ρ/σ b^HxB 2/(L+B/2)^ 13000 <2> 不過’ P是施加於長向A磚瓦之長向端部間接合部之集 中負載’且P=2000kg〜5000kg，cjb是代表長向A磚瓦之熱 間容許彎曲應力。 (5)如（1)〜（4)中任一項之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構 造，其中燃燒室煙道之連結部間距離L〇為200〜500mm，長 向A磚瓦之長向部厚度w為90〜130mm，長向A磚瓦之高度 Η為100〜i5〇mm，長向A碑瓦之肩部至與肩部相反之側之 連結部表面（連結部表面S)為止之距離B為100〜250mm者。 !=，本發明之磚瓦之平面圖。 糊係之本發明之碑瓦之平面圖。 置各別名稱之圖 置各別名稱之圖 第9⑷圖係_ 仏碑瓦堆積構造之平面截面圖 顒不磚瓦堆積位 第1 2 3 4 5 6帽係顯示磚瓦堆積位 第7⑷圖係路-、 第1〇(_係Μ狀磚瓦堆積構造之平面圖。 第1〇_^^以往之磚瓦堆積構造之側面圖。 圖 、示以往之磚瓦堆積構造之磚瓦之平面 中之D-D所示戴面上， 箭頭 第10(d)圖係 示第10(c)圖 指示方向之裁场_ 圖 第10(e)圖係 ’减往之磚瓦堆積構造之碑瓦之側 面 【f搞•冷 實施發明之最佳形態 如第9(a)圖 1 … 弟y(b)圖所示，將隔開碳化室 2 燒排列之分隔壁部分稱為長向部4,並將分隔燃 3 燒室煙道3之分隔壁料稱為連結部5。對於長㈣4，更可 4 分為煙道3與碳化幻互相面對之部分(煙道對向部6)，及連 5 結部之延長線範圍8内之部分（交又部7)。 6

本發明之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構造，必須有長向A 7 磚瓦11及長向B磚瓦12。長向A碑瓦u如第1(_所示，是 長向部4之—部分與連結部5之—部分一體化而成之1字形 磚瓦。長向A磚瓦U包含有交又部7，以及與交叉部7互相連 1376410 向A磚瓦11之間，配置其他之連結磚瓦13。藉由配置其他之 連結磚瓦13，可減輕長向A磚瓦單體之重量故較佳。此時， 連結部就是由2個長向A碑瓦及配置於該2個長向A磚瓦間 之連結磚瓦來形成。 5 進行一層上下方向之磚瓦堆積，再於其上堆積下—層

之磚瓦時，如第3(a)圖、第3(b)圖及第3(c)圖所示，假定前 述中假定之第1燃燒室煙道3a與第2燃燒室煙道3b相互取 代。換言之，第1層（第3(a)圖）中，被稱為第1燃燒室煙道3a， 以接合長向A磚瓦之長向端部而形成之燃燒室煙道，其第2 10 層（第3(b)圖）則被視為第2燃燒室煙道3b，以配置長向b磚瓦 來形成。即，於長向部之磚瓦堆積，分隔煙道與碳化室之 磚瓦堆積構造如第3(c)圖所示，是以長向A磚瓦11互相連接 之構造及以長向B磚瓦12形成之構造交互地堆積而成。藉 此，可防止上下方向之接口連續。 15 關於同一層之磚瓦堆積中燃燒室煙道兩側之長向部，

也如第4圖所示’一側是假定為第1燃燒室煙道3a進行磚瓦 堆積，另一側亦可將同一燃燒室煙道假定為第2燃燒室煙道 3b來進行磚瓦堆積。 本發明之磚瓦堆積構造中，如第5圖所示，L字形之長 20向A磚瓦11，以其長向端部15來連接旁邊之長向A磚瓦11 ’ 另外也組合入連結部5之中。因此，即使垂直負載P自碳化 室側施加於長向端部15上，也不需依相臨之其他層之剛 性，單獨以1層之磚瓦堆積來對抗此垂直負載。長向端部15 之接口位置，是與相鄰之層之長向B磚瓦12互相連接。由於 C S.) 13 1376410

L字形之長向A磚瓦11是以長向端部互相連接合，因此有負 載p施加於長向端部之接合部16時，接合部16會受到往封閉 方向之力。因此，不會承受其方向使相鄰之層之長向B磚瓦 12龜裂之力。因此，與長向端部之接合部16相鄰之長向B 5 磚瓦12不易出現磚瓦龜裂。縱然此長向B磚瓦12出現龜裂， 且更經由長向A磚瓦之長向端部間接合之接口（接合部16) 成長成為縦貫通龜裂，也因為長向A碑瓦本身就具有剛性， 故磚瓦堆積將不會陷沒入燃燒室煙道之内。 另外，如上所述，該長向端部15承受來自碳化室方面 10 之垂直負載P時，力是往長向端部之接口（接合部16)封閉之 方向作用，因此長向端部之接口不會形成接口縫隙。因此， 縱然形成了縱貫通龜裂，也由於力是往阻止該龜裂擴大之 方向作用，因此也具有龜裂不易擴大之特徵。

形成於長向部之縱接口，除了上述長向A磚瓦之長向端 15 部15間接合之接口（接合部16)外，亦形成有長向B磚瓦12之 端部與長向A磚瓦11之肩部14所互相連接之接口（接合部 17)。此接口是配置於交又部7，即，連結部之延長線範圍8 之内（第1(a)圖、第1(b)圖、第1(c)圖、第1(d)圖、及第1(e) 圖）。而如此配置之接口，具有縱貫通龜裂不易形成之特徵。 20 如上所述，本發明之爐壁磚瓦堆積構造中，由各長向A 磚瓦11之長向端部構成之接口（接合部15)(形成於煙道對向 部6)，縱然縱貫通龜裂已形成，該龜裂仍不易成長，且爐 壁不會陷沒。另外，長向A磚瓦11與長向B磚瓦12所構成之 接口（接合部17)(形成於交叉部7)原本就不易形成縱貫通龜 14 5 ^此利用本發明之爐壁磚瓦堆積構造，可防止龜裂 磚瓦起因於縱貫通龜裂之陷沒。 10 15 n Μ第6圖來說明以長向端部互相連接之2個長向a碍瓦 相^向部尺寸。長向A磚瓦山之長向部長度u(自肩部與 彳之HP表面（連結部表面s)至長向端部為止之距 =)二以與長向A磚瓦llb之長向部長度⑽同，亦可以不 。右2個長向A碑瓦之長向部長度La與Lb相同，長向端部 :接合部16即位於長向之中心C。另-方面，若二; 則長向端部之接合部就會偏離長向之中心。 長向端部之接合部16若偏離長向之中心c，即代表一方 長向部長度La較小，另—方之長向部長度以較大，但若 任—長向部長度過長’就會降低長向A磚瓦之長向部之耐 力本發明中，燃燒室煙道之連結部間距離為L〇，並令長 向A碑瓦之長向端部之接合部位於自長向之中心±〇 〇5L〇之 範圍内，即可充分保持長向A磚瓦之耐力，故較佳。 更，如第5圖所示’若設長向a碑瓦11之長向部厚度為 W(mm)、長向A磚瓦11之高度為H(mm)、自長向a磚瓦11之 肩部14至與肩部相反之側之連結部表面（連結部表面s)為止 之距離為B(mm)、自連結部表面S至長向端部為止之距離為 2〇 長向長度L。在本發明中，可滿足： 3P/^b^HxW2/L^ 13000 < 1> 3P/ab^HxB 2/(L+B/2)^ 13000 <2> 於<1>式、<2>式之中間部分之數式之形式，可從 長向A磚瓦之交叉部旁邊之最狹窄部位之彎曲力矩理論式 15 1376410 導出。 在此，P(kg)是施加於長向A磚瓦之長向端部之接合部 之集中負載，Jb(kg/mm2)是代表長向a磚瓦之容許彎曲應 力。集中負載P採用2000kg。若將p之值擴大到2〇〇〇kg以上、 5 50〇〇kg為止之範圍内，則可得到耐久力更優異之磚瓦。另 外’通常之石夕碑瓦’其σΐ)為0,6〜i,〇kg/mm2左右。

當長向端部承受集中負载P時，長向A磚瓦中之長向部 與基部與肩部之基部會受到最大之拉伸應力。若其尺寸滿 足上述<1>式、<2>式之左邊，則承受集中負載時，可 10將最大拉伸應力維持在容許應力之内，可抑制貫通龜裂， 同時確保長向A磚瓦對於彎曲應力之強度、剛性。另外，藉 由維持H、W、B值之均衡，可將磚瓦單體之重量減到最 輕，成為均衡之構造。可在維持低重量之同時，增大磚瓦 高度Η，以減少堆積之積層數，提高磚瓦堆積施工性。另外， 15可提尚磚瓦之加工（製造)性（不會熱變形之厚度及高度），亦 可藉由抑制因貫通龜裂產生（確保必需之厚度）來防止漏 氣，以殘保安全性。更進一丨，可確保達成傳熱效率必需 之燻道截面積並可改善磚瓦堆積施工性(減少堆積層數）。 令如上<1>式、<2>式之右邊為13〇〇〇(mm2)以下之 20目的，疋為了藉由儘可能使磚瓦之寬度、深度、及高度接 近，以避面不必要之剛性降低、應力產生，及因形狀造成 之製造問題等。 本發明中，若燃燒室煙道之連結部間距離L〇太窄，可 能造成燃燒至之空間不足，影響燃燒機能；若太寬，則長 16 1376410 燃燒室之連結部，可設有使用於多段燃燒之空氣通過 之管路，以處理氮氧化物。本發明中，如第8圖所示，長向 A磚瓦11之連結部分與連結碑瓦13中之一或兩者具有貫通 孔19，若使貫通孔19形成連結部之管路，即可直接作為多 5 段燃燒用之管路而較佳。 産業上之利用可能性

本發明係於長向部形成接口之磚瓦為長向A磚瓦，且長 向A磚瓦形成為跨長向部及連結部之L形，可抵抗施加於長 向部之垂直應力。因此、縱然縱貫通龜裂沿著長向部之接 10 口形成，磚瓦也不會陷沒至煙道内。另外，由於最大之磚 瓦亦是只佔有長向部之一部分及連結部之一部分之長向A 磚瓦，因此與特開2005-307003號公報中揭露者相比，可減 輕磚瓦單體之重量，不須減低磚瓦之高度，可進行作業負 擔較少之建築。 15 【圖式簡單說明】 第1(a)圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之平面圖。 第1(b)圖係顯示構成本發明之磚瓦堆積構造之磚瓦之 平面圖。 第1(c)圖係顯示構成本發明之磚瓦堆積構造之磚瓦之 20 平面圖。 第1(d)圖係顯示構成本發明之磚瓦堆積構造之碑瓦之 平面圖。 第1 (e)圖係顯示係顯示本發明之磚瓦堆積構造之側面 圖。 18 1376410 ^ 5 第2圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之平面圖。 第3(a)圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之平面圖。 第3(b)圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之平面圖。 第3(c)圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之側面圖。 第4圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之平面圖。 第5圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之斜視截面圖。 第6圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之平面截面圖。 ·· 第7(a)圖係顯示本發明之磚瓦之平面圖。 第7(b)圖係顯示本發明之碑瓦之平面圖。 10 第8圖係顯示本發明之磚瓦堆積構造之平面截面圖。 第9(a)圖係顯示磚瓦堆積位置各別名稱之圖。 第9(b)圖係顯示磚瓦堆積位置各別名稱之圖。 第10(a)圖係顯示以往之磚瓦堆積構造之平面圖。 第10(b)圖係顯示以往之磚瓦堆積構造之側面圖。 15 ·· 第10(c)圖係顯示以往之磚瓦堆積構造之磚瓦之平面 圖。 第10(d)圖係顯示第10(c)圖中之D-D所示截面上，箭頭 指示方向之截面圖。 第10(e)圖係顯示以往之磚瓦堆積構造之磚瓦之側面 20 圖。 【主要元件符號說明】 1…碳化室 lib…長向A碑瓦 11…長向A磚瓦 11c…長向A磚瓦 11a…長向A碑瓦 12···長向B磚瓦 19 1376410 13…連結碑瓦 14…肩部 15…長向端部 16…接合部 17…接合部 18…角部 19…貫通孔 2···燃燒室 3…燃燒室煙道 3a…第1燃燒室煙道 3b…第2燃燒室煙道 4…長向部 44…接口 5…連結部 6…煙道對向部 7…交叉部 8…延長線範圍

20

Claims (1)

1376410 Ι9!Γ換，奢4申請專利範圍 十、申請專利範圍： ^〆種煉f、爐之爐壁碑瓦堆積構造，具有長向部磚瓦及連 結部磚瓦’該長向部磚瓦是碳化室與燃燒室間之分隔 受，該連結部磚瓦是燃燒技道狀分隔壁， 5 之爐壁磚瓦堆積構造之特徵在於： 長向A碑瓦係長向部之一部分與連結部之一部分 -體化後之L字形蹲瓦，長向B磚瓦係形成長向部之二 部分之磚瓦，長向A磚瓦之L字形轉角之長向部相當位 置處具#可承接長向B磚瓦之肩部，在將長向A碑瓦之 1〇 ㊆部相反側之長向部端部稱為長向端部時，藉由2個長 向A磚瓦之長向端部間相接，構成分隔第1燃燒室煙道 與碳化室之長向部，且2個長向A磚瓦之前述肩部間： 對，並藉由2個長向A磚瓦之肩部分別承接長向B磚瓦之 兩端部，構成分隔第2燃燒室煙道與碳化室之長向部， 15 且前述第1燃燒室煙道與第2燃燒室煙道交互地排列。 2·如申請專利範圍第1項之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構造， 其中連结部係由2個長向A磚瓦及配置於該2個長向八磚 瓦間之連結磚瓦所形成者。 3. 如申請專利範圍第丨或2項之煉焦爐之爐壁碑瓦堆積構 20 造，其令在長向部之磚瓦堆積時，分隔煙道與碳化室之 磚瓦堆積構造係由長向A碑瓦間相接之構造與由長向B 磚瓦形成之構造交互地堆積而成者。 4. 如申請專利範圍第1或2項之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構 造’其令設燃燒室煙道之連結部間距離為L〇，長向八碑 21 第96144077號申請案申請專利範圍 修正替換本101.3.22 瓦之長向端部間之接合部在煙道之中心起算±0.05 L〇之 範圍内，又’設長向A磚瓦之長向部厚度為w、長向A 磚瓦之高度為Η、長向A磚瓦之肩部至與肩部相反之側 之連結部表面（以下稱「連結部表面S」）為止之距離為 B、且連結部表面s至長向端部為止之距離為長向長度l 時’滿足以下條件： 3P/ab^HxW2/L^ 13000 <!> 3ρ/σ b^HxB 2/(L+B/2)^ 13000 <2> 其中，P是施加於長向A碑瓦之長向端部之接合部 之集中負载，且卩=20001^〜50001^，（7 13代表長向入磚 瓦之熱容許彎曲應力。 如申請專利範圍第1或2項之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構 造’其中燃燒室煙道之連結部間距離L〇為200〜 500mm，長向A磚瓦之長向部厚度w為90〜130mm，長 向A碑瓦之南度Η設為100〜150mm，自長向a磚瓦之肩 部至與肩部相反之側之連結部表面（連結部表面s)為止 之距離B為100〜250mm者。 如申請專利範圍第1或2項之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構 造’其令長向A磚瓦面向燃燒室煙道之長向部與連結部 相接之角部具有R部。 如申請專利範圍第1或2項之煉焦爐之爐壁磚瓦堆積構 造’其中長向A磚瓦之連結部分與連結磚瓦之其中一者 或兩者具有貫通孔’且該貫通孔形成連結部之管路。