(57)【要約】【課題】長期使用に対しても脱落することがなく、確実に燃焼室及び炭化室間のガス漏れを防止できるコークス炉の乾燥孔の閉塞方法を提供すること。【解決手段】コークス炉の乾燥孔４を栓レンガ６によって塞ぐコークス炉の乾燥孔の閉塞方法において、乾燥孔４は、栓レンガ６の貫通を規制する規制部と、該乾燥孔４の内面中間位置に形成され、栓レンガ６の端部が係合し、規制部の規制方向とは逆向きに栓レンガ６が脱落することを防止する窪み部５１とを有し、栓レンガ６外周面にモルタル７を塗布する工程Ｓ１と、モルタル７が塗布された栓レンガ６を乾燥孔４に装入する工程Ｓ２と、栓レンガ６の端部を窪み部５１に係合させる工程Ｓ３と、乾燥孔４を溶射材料８で充填する工程Ｓ４とを実施する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の乾燥孔を栓レンガによって塞ぐコークス炉の乾燥孔の閉塞方法であって、
前記乾燥孔は、前記栓レンガの貫通を規制する規制部と、該乾燥孔の内周面に形成され、前記栓レンガの端部が係合し、前記規制部の規制方向とは逆向きに前記栓レンガが脱落することを防止する窪み部とを有し、
前記栓レンガ外周面にモルタルを塗布する工程と、
モルタルが塗布された前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入する工程と、
前記栓レンガの端部を前記窪み部に係合させる工程とを実施することを特徴とするコークス炉の乾燥孔の閉塞方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコークス炉の乾燥孔の閉塞方法において、
前記栓レンガの端部を前記窪み部に係合させた後、前記乾燥孔を溶射材料で充填する工程を実施することを特徴とするコークス炉の乾燥孔の閉塞方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のコークス炉の乾燥孔の閉塞方法において、
前記規制部は、前記コークス炉の燃焼室側の開口部の開口直径が、前記栓レンガの最大直径よりも小さくなっており、
前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入する工程は、前記栓レンガを加圧ガスで打ち出すことにより、前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入することを特徴とするコークス炉の乾燥孔の閉塞方法。
【請求項４】
コークス炉の炭化室壁を構成し、前記コークス炉の乾燥孔が形成されたコークス炉の乾燥孔用レンガであって、
前記乾燥孔は、該乾燥孔を塞ぐ栓レンガの貫通を規制する規制部と、該乾燥孔の内周面に形成され、前記栓レンガの端部が係合する窪み部とを備えていることを特徴とするコークス炉の乾燥孔用レンガ。
【請求項５】
請求項４に記載のコークス炉の乾燥孔用レンガにおいて、
前記規制部は、一方の側面から他方の側面に行くに従って開口直径が漸減し、他方の側面の開口直径が前記栓レンガの最大直径よりも小さくなったテーパ形状の断面を有することを特徴とするコークス炉の乾燥孔用レンガ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の乾燥孔の閉塞方法、及びコークス炉の乾燥孔用レンガに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コークス炉では、築炉後の乾燥の際、炭化室内部に発生する炉内の蒸気放散を促進するために、炭化室壁面に燃焼室及び炭化室を貫通する乾燥孔が形成されている。この乾燥孔は、築炉時に用いられたモルタル等の乾燥に伴って発生する蒸気を炭化室内に滞留させずに、燃焼室から外部に放出するために形成されているが、乾燥完了後にこのまま放置して実操業を行うと、乾溜時のガスが燃焼室に入り込んでしまい、黒煙や煤煙の発生原因となってしまう。
【０００３】
このため、築炉後、石炭装入による実操業開始までに栓レンガで乾燥孔を閉塞させなければならない。
しかしながら、作業者は、高温の熱風に晒された状態で作業を行わなければならず、作業負担が大きいという問題がある。また、作業は、栓レンガの外周面にモルタルを塗布して乾燥孔に栓レンガを挿入することで行われるが、人力による挿入は作業に手間取り、塗布したモルタルが短時間で乾燥してしまうため、常温施工時のような接着力を発現しづらく、操業開始時に栓が脱落したり、炭化室側に栓がせり出すことがあり、このような場合には、操業を停止して、再度栓レンガを施工し直す必要があり、作業者の負荷が大きくなり、コークス炉の稼働率も低下してしまうという問題がある。
一方、これを解決するために、例えば、特許文献１に記載された溶射補修方法を用いて、乾燥孔を閉塞するということが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７７２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載の溶射による乾燥孔の閉塞方法は、もともと溶射材の接着強度が十分でなく、乾燥孔のように貫通して、奥側に溶射材を衝突させる当て板状のものがない場合、施工において溶射材が燃焼室側に吹き抜けてしまうため、閉塞させるまでの施工が難しい上、施工体が形成できたとしても、機械的な引っ掛かり構造がないため、長期間使用時に、振動や燃焼室側との圧力差で脱落してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、長期使用に対しても脱落することがなく、確実に燃焼室及び炭化室間のガス漏れを防止できるコークス炉の乾燥孔の閉塞方法、及びコークス炉の乾燥孔用レンガを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の構成を要旨とするものである。
（１）コークス炉の乾燥孔を栓レンガによって塞ぐコークス炉の乾燥孔の閉塞方法であって、
前記乾燥孔は、前記栓レンガの貫通を規制する規制部と、該乾燥孔の内周面に形成され、前記栓レンガの端部が係合し、前記規制部とは逆向きに前記栓レンガが脱落することを防止する窪み部とを有し、
前記栓レンガ外周面にモルタルを塗布する工程と、
モルタルが塗布された前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入する工程と、
前記栓レンガの端部を前記窪み部に係合させる工程とを実施することを特徴とするコークス炉の乾燥孔の閉塞方法。
【０００８】
（２）（１）に記載のコークス炉の乾燥孔の閉塞方法において、
前記栓レンガの端部を前記窪み部に係合させた後、前記乾燥孔を溶射材料で充填する工程を実施することを特徴とするコークス炉の乾燥孔の閉塞方法。
（３）（１）又は（２）に記載のコークス炉の乾燥孔の閉塞方法において、
前記規制部は、前記コークス炉の燃焼室側の開口部の開口直径が、前記栓レンガの最大直径よりも小さくなっており、
前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入する工程は、前記栓レンガを加圧ガスで打ち出すことにより、前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入することを特徴とするコークス炉の乾燥孔の閉塞方法。
【０００９】
（４）コークス炉の炭化室壁を構成し、前記コークス炉の乾燥孔が形成されたコークス炉の乾燥孔用レンガであって、
前記乾燥孔は、該乾燥孔を塞ぐ栓レンガの貫通を規制する規制部と、該乾燥孔の内周面に形成され、前記栓レンガの端部が係合する窪み部とを備えていることを特徴とするコークス炉の乾燥孔用レンガ。
（５）（４）に記載のコークス炉の乾燥孔用レンガにおいて、
前記規制部は、一方の側面から他方の側面に行くに従って開口直径が漸減し、他方の側面の開口直径が前記栓レンガの最大直径よりも小さくなったテーパ形状の断面を有することを特徴とするコークス炉の乾燥孔用レンガ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、乾燥孔に規制部及び窪み部を有することにより、規制部によって栓レンガが乾燥孔を貫通して脱落することを防止し、窪み部によって規制部の規制方向とは逆向きに栓レンガが脱落することを防止しているため、乾燥孔を栓レンガで確実に機械的に支持することができ、長期間使用しても脱落することがなく、確実に燃焼室及び炭化室間のガス漏れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、コークス炉の乾燥孔を栓レンガによって塞ぐコークス炉の乾燥孔の閉塞方法であって、前記乾燥孔は、前記栓レンガの貫通を規制する規制部と、該乾燥孔の内周面に形成され、前記栓レンガの端部が係合し、前記規制部とは逆向きに前記栓レンガが脱落することを防止する窪み部とを有し、前記栓レンガ外周面にモルタルを塗布する工程と、モルタルが塗布された前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入する工程と、前記栓レンガの端部を前記窪み部に係合させる工程とを実施することを特徴とする。
ここで、乾燥孔にモルタルが塗布された栓レンガを挿入する工程は、栓レンガの略中央に穴を形成しておき、これにＬ字状の金物を係合させ、コークス炉の石炭装入口から人力で乾燥孔に栓レンガを挿入してもよいが、後述するように、加圧ガスを利用して挿入してもよい。
【００１２】
本発明では、前記栓レンガの端部を前記窪みに係合させた後、それで施工を終了してもよいが、前記乾燥孔を溶射材料で充填する工程を実施するのが好ましい。
この発明によれば、乾燥孔を溶射材料で充填することにより、栓レンガを挿入した後の栓レンガの端面と、炭化室壁面との間に生じた段差状の凹部を、炭化室壁面と略同一の面まで仕上げることができるので、実操業時のコークスの押し出しに際して押し出し抵抗を増加させることがない。また、乾燥孔が栓レンガで閉塞されているため、溶射材料で充填しても、栓レンガが支持体となって溶射材料が燃焼室側に脱落することもない。
【００１３】
本発明では、前記規制部は、前記コークス炉の燃焼室側の開口部の開口直径が前記栓レンガの最大直径よりも小さくなっており、前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入する工程は、前記栓レンガを加圧ガスで打ち出すことにより、前記栓レンガを前記乾燥孔に挿入するのが好ましい。
ここで、栓レンガを打ち出す加圧ガスの種類は特に限定はしないが、コスト面から空気を用いるのが、一般的である。
また、規制部の構造としては、コークス炉の炭化室壁側の面の開口形状に対して、燃焼室側の面の開口形状が小さければ、種々の形状及び構造を採用することができる。
例えば、規制部は、燃焼室側の側面近傍に開口部内側に突出して形成された最狭部を有するものであってもよく、乾燥孔を炭化室側面から燃焼室側面に向かって次第に開口直径が漸減していくようにしたテーパ形状の断面を有するものであってもよい。
【００１４】
この発明によれば、加圧ガスを用いて打ち出すことにより栓レンガの挿入を行っているため、作業者が人力で栓レンガを乾燥孔内部に挿入する必要がなくなり、作業者の作業負担を軽減することができ、特にコークス炉の石炭装入口からの作業負担を大幅に軽減することができる。
また、燃焼室側に最狭部を形成したり、断面テーパ形状の規制部を形成することにより、加圧ガスで栓レンガを打ち出しても、栓レンガの動きが規制部で規制され、燃焼室側に栓レンガが貫通して脱落することを確実に防止することができる。
【００１５】
本発明は、前述したコークス炉の乾燥孔の閉塞方法に専ら用いるコークス炉の乾燥孔用レンガとしても成立し、このような乾燥孔用レンガを用いて、前述したコークス炉の乾燥孔の閉塞方法を実施することにより、レンガ積みの段階で乾燥孔内部の窪み部等を予め形成しておくことができるため、コークス炉の乾燥孔の閉塞方法における作業者の負担を一層軽減することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係るコークス炉の乾燥孔の閉塞方法を実施するためのコークス炉１の断面図が示されている。
このコークス炉１は、長さ略１６ｍ（紙面幅方向）、幅略４００ｍｍ（紙面奥行き方向）、高さ略６．５ｍの炭化室と、この炭化室に隣接する燃焼室を、幅方向に複数配列して構成されている。
【００１７】
炭化室及び燃焼室を区画する炭化室壁２の上方、かつ石炭装入口３の下方（Ｈ１＝１５００ｍｍ〜２０００ｍｍ）には、複数の乾燥孔４が形成されている。
複数の乾燥孔４は、築炉時には、燃焼室及び炭化室を連通させており、炭化室のレンガ積みに用いたモルタル等の不定形耐火物の乾燥の際に生じる蒸気を、炭化室内から燃焼室を介して外部に排出するために形成されている。
炭化室内部の乾燥が終了後、そのまま実操業に入ると、炭化室に装入した石炭の乾留時に発生するガスが燃焼室に入り込んでしまい、黒煙や煤煙の発生原因となってしまうため、実操業開始前に乾燥孔４を塞ぎ、燃焼室にガスが入り込むのを防止する必要がある。
【００１８】
図２には、乾燥孔４を栓レンガ６で塞いだ状態が示されている。炭化室及び燃焼室を連通する乾燥孔４は、乾燥孔用レンガ５に形成されており、乾燥孔用レンガ５は、他のレンガとともに、炭化室壁２を構成している。
乾燥孔４は、炭化室側側面から燃焼室側側面に向かって、次第に開口直径が漸減していくテーパ形状の断面の孔であり、乾燥孔４の内周面下部には、栓レンガ６の端部が係合する窪み部５１が形成されている。
栓レンガ６の周りには、モルタル７が付着しているとともに、栓レンガ６を乾燥孔４内に挿入した後の栓レンガ６の端面と、炭化室壁２の壁面との間に生じる段差状の凹部には溶射材料８が充填され、溶射材料８の仕上面は、炭化室壁２のレンガ壁面と略同一面とされている。
【００１９】
乾燥孔用レンガ５は、図３に示されるように、厚さ寸法Ｌ１が略２３０ｍｍの直方体状のレンガに貫通孔を形成したものであり、乾燥孔４は、一方の開口の直径Ｄ１が略１００ｍｍ、他方の開口の直径Ｄ２が略７０ｍｍのテーパ状の孔として形成され、直径Ｄ１の側を炭化室壁２側に向けて施工される。
直径Ｄ２の側の開口は、栓レンガ６が貫通して燃焼室側に脱落しないようにする規制部として機能する。
【００２０】
窪み部５１は、直径Ｄ１側の開口から奥行寸法Ｌ２だけ奥まった位置に形成され、深さ寸法Ｄ３の凹部として形成される。尚、窪み部５１の奥行寸法Ｌ２は、少なくとも５mm以上、深さ寸法Ｄ３は、少なくとも５mm以上とするのが好ましい。
寸法Ｌ２が5mm未満だと、築炉作業中のレンガ間の衝突や作業ミス、又は操業中の温度変動により欠けてしまう可能性があり、深さ寸法Ｄ３が５mm未満だと、栓レンガ６が十分に係合しない可能性があるからである。
【００２１】
また、窪み部５１は、乾燥孔４の円周方向に角度θ１の長さで形成され、角度θ１としては、略９０deg以上とするのが好ましい。同様に栓レンガ６を確実に係合させるためである。
このような乾燥孔用レンガ５は、通常用いられる粉体の高圧プレス成型等により成型した後、乾燥前の素地状態で、スプーン状のものや、小型可搬型の電動研磨機等を用いて窪み部５１を形成し、その後、これを焼成することにより、製造することができる。また、所定の窪みの形の有機樹脂状のものを成型時に組み込み、そのまま焼成を行えば有機樹脂が消失するため、所定の窪み部５１を形成することも可能である。
尚、上記のような乾燥孔用レンガ５の形状だけでなく、例えば、図４に示される乾燥孔用レンガ５Ａのように、乾燥孔４を寸法Ｄ１の略円筒状の孔として形成し、反対側に寸法Ｄ２となるような最狭部５２を形成したものであってもよい。
【００２２】
栓レンガ６は、図５に示すように、底面の直径Ｄ４が略８０ｍｍ、先端面の直径Ｄ５が略７５ｍｍ、高さ寸法Ｌ３の円錐台状のレンガであり、直径Ｄ４側の底面の略中央には、直径略１５ｍｍの穴６１が形成されている。この穴６１は、詳しくは後述するが、施工時に圧空用パイプが入れられる。尚、寸法Ｌ３は、炭化室側に形成する溶射材料８の施工体厚みに応じて決定され、溶射材料８の施工体厚みが少なくとも１０ｍｍ以上となるようにして、操業中の温度変動でも溶射材料８が剥離しにくい強度を確保する。具体的には、例えば、乾燥孔用レンガ５の厚さ寸法Ｌ１が略２３０ｍｍであれば、寸法Ｌ３は、略１７０ｍｍ程度とするのが好ましい。
また、栓レンガ６は、作業者が圧空パイプを用いて作業するものであるから、圧空挿入、作業者の作業性を考慮した質量とするのが好ましく、断熱レンガ、又は低熱伝導性のキャスタブルで軽量化を図るのが好ましく、１ｋｇ以下、より好ましくは５００ｇ以下とするのが好ましい。
【００２３】
次に、前述した乾燥孔４の閉塞方法について、図６を用いて説明する。
まず、栓レンガ６の周囲にスラリー状のモルタル７を塗布する（工程Ｓ１）。
次に、栓レンガ６の穴６１にカギ型の圧空パイプ９を差し込み、コークス炉１の石炭装入口３から栓レンガ６を下降させ、圧空パイプ９の握り部分に設けられたコック（図示略）操作して、加圧空気により栓レンガ６を乾燥孔４内部に挿入する（工程Ｓ２）。
挿入と同時に栓レンガ６の端部を窪み部５１に係合させる（工程Ｓ３）。
最後に、炭化室壁２の壁面と同一平面となるように溶射材料８を施工して、乾燥孔４の隙間部分に充填する（工程Ｓ４）。この溶射施工方法としては、テルミット方式でも火炎方式の溶射方式でもどちらも適用可能である。
【００２４】
尚、上述した乾燥孔４の閉塞方法では、加圧空気によって栓レンガ６を飛ばして乾燥孔４内に挿入していたが、これに限らず、人力で挿入してもよい。
また、上述した乾燥孔４の閉塞方法では、最後に溶射材料８を施工して乾燥孔４の隙間部分を溶射材料８で充填していたが、溶射材料８の充填を行わなくとも乾燥孔４を閉塞することは可能である。但し、実操業時、炭化室内で乾溜されたコークスを押し出す際には、押し出し抵抗を低減させるという観点からは、溶射材料８で充填するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るコークス炉の乾燥孔の閉塞方法が実施されるコークス炉の炭化室の構造を表す模式図。
【図２】前記実施形態における乾燥孔の閉塞構造を表す断面図。
【図３】前記実施形態における乾燥孔用レンガの構造を表す断面図及び側面図。
【図４】前記実施形態の変形となる乾燥孔用レンガの構造を表す断面図。
【図５】前記実施形態における栓レンガの構造を表す断面図及び側面図。
【図６】前記実施形態における乾燥孔の閉塞方法の工程を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００２６】
１…コークス炉、２…炭化室壁、３…石炭装入口、４…乾燥孔、５…乾燥孔用レンガ、５Ａ…乾燥孔用レンガ、６…栓レンガ、７…モルタル、８…溶射材料、９…圧空パイプ、５１…窪み部、５２…最狭部、６１…穴、Ｄ１…開口直径、Ｄ２…開口直径、Ｄ３…深さ寸法、Ｄ４…直径、Ｄ５…直径、Ｌ１…厚さ寸法、Ｌ２…奥行寸法、Ｌ３…高さ寸法、θ１…角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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