(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不焼成キャスタブルブロックから構成されるコークス炉ドアブロックにおいて、不焼成キャスタブルブロックの表面に、釉薬を焼き付けた板状耐火物の施釉面が表面となるように釉薬を焼き付けた板状耐火物を配設したことを特徴とするコークス炉ドアブロック。
【請求項２】
釉薬を焼き付けた板状耐火物が不焼成キャスタブルブロックのコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面に配設され、釉薬を焼き付けた板状耐火物の面積が、不焼成キャスタブルブロックのコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面の面積の２０％以上である、請求項１記載のコークス炉ドアブロック。
【請求項３】
釉薬を焼き付けた板状耐火物の厚みが５〜１００ｍｍの範囲内である、請求項１記載のコークス炉ドアブロック。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のコークス炉ドアブロックの製造方法において、釉薬を焼き付けた板状耐火物をその施釉面が外側となるように型枠の所定の位置に配設し、次に、不定形耐火物を型枠内に投入することにより不焼成キャスタブルブロックを形成することを特徴とするコークス炉ドアブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭を乾留してコークスを製造する設備であるコークス炉に使用されるドアブロックに関し、特に、カーボンの付着を抑制し、コークス炉の安定操業に寄与するとともに、経済的にも優れたコークス炉ドアブロック及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コークス炉ドアブロックには焼成れんがが使用されていた。コークス炉ドアブロックの表面には石炭乾留中に発生するタールや炭化水素ガス等によりカーボンが付着する。カーボンが付着したまま繰り返し操業を行うと、徐々にカーボンの付着量が増大し、コークス炉ドアブロックの摺動面を炉壁に密着させることが不可能となり、ガス漏れ等の操業に支障をきたす原因となる。カーボンが一旦付着すると、その除去作業には時間を要し、また、除去に伴ってれんがにダメージを与えるなど安定操業の阻害要因となっていた。
【０００３】
コークス炉ドアブロックへのカーボンの付着を防止するための様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、コージェライト質耐火物の外表面の少なくとも一部に低膨張結晶性ガラスからなる釉層を施してなることを特徴とするカーボン付着防止用耐火物が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、コージライト質耐火物の不焼成成形体表面に、溶倒軟化温度が１０３０〜１３３０℃の範囲内にあるガラス層形成用原料の泥漿を塗布し、次に、前記成形体を１１００〜１４００℃に加熱することによりコージライト質耐火物を焼結し且つ前記泥漿をガラス化することを特徴とするコークス炉ドアの製造方法が開示されている。
【０００５】
更に、特許文献３には、減圧雰囲気で振動成形したキャスタブルブロックの表面に耐熱釉薬層を設けると共に、金属取付け部を炉扉鉄扉との接触面に達するように設けて構成することを特徴とする、コークス炉扉用キャスタブルブロック（請求項１）；減圧雰囲気で振動成形するキャスタブルブロックは貫通する中空部を設け、該ブロックの気孔数の９０％以上が気孔径１μｍ以下の微細気孔で、その表面に耐熱性釉薬層を設けると共に、金属取付け部を炉扉鉄皮との接触面に達するように設け、且つ上記中空部の両側または片側に仕切り煉瓦を設けて構成するコークス炉扉用キャスタブルブロックを、取り付け金具を介して金属取り付け部を炉扉鉄皮に設けて構成することを特徴とする、コークス炉扉（請求項５）が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、鋳込み成形後に焼成温度９００℃以上１４００℃以下で焼成され、コークス炉扉に装着されるプレキャストブロックからなるコークス炉扉用プレキャストブロックにおいて、前記プレキャストブロックに鋳込み成形され耐熱性の取着部を有するアンカー金物と、前記プレキャストブロック焼成後に前記取着部に設けられ前記コークス炉扉に接続される係合部材とを備えたことを特徴とするコークス炉扉用プレキャストブロック（請求項１）；コークス炉扉に装着されるプレキャストブロックからなるコークス炉扉用プレキャストブロックの製造方法において、前記プレキャストブロックは型枠内に耐熱性を有する取着部が設けられたアンカー金物が埋設されて鋳込み成形され、前記プレキャストブロックを焼成後、前記取着部に前記コークス炉扉に接続される係合部材を取付けることを特徴とするコークス炉扉用プレキャストブロックの製造方法（請求項５）が開示されている。
【０００７】
また、特許文献５には、表面加熱により釉薬を塗布したキャスタブルブロックの表面を加熱することによりキャスタブルブロックの表面に釉層を形成させることを特徴とする釉薬の焼成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−１７４５８５号公報
【特許文献２】特公平２−２５３９１号公報
【特許文献３】特開平７−２５８６４４号公報
【特許文献４】特開２００５−１９５２０７号公報
【特許文献５】特開２００１−１３９３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のカーボン付着防止用耐火物は、所定の形状にプレス成形した母材れんがを予め焼成し、その後母材れんが表面に釉薬を塗布して再度焼成するものであり、製造工程の中で２回の焼成が行われており、製造に時間が掛かると共にコストも掛かるという問題点があった。
また、特許文献２〜４に記載されたコークス炉ドアブロックは、いずれもキャスタブルブロック素地の表面に釉薬を塗布した後、キャスタブルブロック全体を釉薬の溶融温度を超える高温で焼成するものであり、前記特許文献１のように２回焼成する必要はないが、依然として釉薬塗布後にキャスタブルブロック全体を焼成する必要があり、埋設するアンカー金物が高温によって変形したり、キャスタブルブロック自体が損傷することもあり、歩留りが低下するなどの問題点があった。
特許文献５は上述の問題点を解決するためになされたものであり、釉薬を塗布したキャスタブルブロック全体を焼成するのではなく、釉薬を塗布したキャスタブルブロックの表面を線状加熱機器を用いて加熱することにより釉薬を焼き付けるものである。しかし、この方法では、キャスタブルブロックと釉薬との結合が弱く、カーボンの付着防止効果が半年ないし１年間ぐらいしか維持できないという問題点がある。
【００１０】
従って、本発明が解決しようとする課題は、カーボン付着防止効果を長期にわたって維持しつつ、歩留りが良く、経済的に優れたコークス炉ドアブロック及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明は、不焼成キャスタブルブロックから構成されるコークス炉ドアブロックにおいて、不焼成キャスタブルブロックの表面に、釉薬を焼き付けた板状耐火物の施釉面が表面となるように釉薬を焼き付けた板状耐火物を配設したことを特徴とするコークス炉ドアブロックを提供することにある。
【００１２】
また、本発明のコークス炉ドアブロックは、釉薬を焼き付けた板状耐火物が不焼成キャスタブルブロックのコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面に配設され、釉薬を焼き付けた板状耐火物の面積が、不焼成キャスタブルブロックのコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面の面積の２０％以上であることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明のコークス炉ドアブロックは、釉薬を焼き付けた板状耐火物の厚みが５〜１００ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のコークス炉ドアブロックは、釉薬を焼き付けた板状耐火物をその施釉面が外側となるように型枠の所定の位置に配設し、次に、不定形耐火物を型枠内に投入することにより不焼成キャスタブルブロックを形成することを特徴として製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、カーボン付着防止効果を長期間にわたり維持することができ、経済的にも優れたコークス炉ドアブロック及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のコークス炉ドアブロックの実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のコークス炉ドアブロックは、不焼成キャスタブルブロックから構成され、その所定の位置に釉薬を焼き付けた板状耐火物を配設したところに特徴を有するものであり、例えば、不焼成キャスタブルブロックのコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面（ドアブロックの摺動面）に、施釉面が位置するように、釉薬を焼き付けた板状耐火物を配設するものである。
【００１８】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本発明のコークス炉ドアブロックにおける釉薬を焼き付けた板状耐火物の配設例を示す。図１（ａ）〜（ｃ）において、Ａは、ドアブロックのコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面を示し、１は、不焼成キャスタブルブロックを、２は、釉薬を焼き付けた板状耐火物をそれぞれ示す。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、不焼成キャスタブルブロック（１）のコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面（Ａ）に、釉薬を焼き付けた板状耐火物（２）を配置することにより、カーボンの付着防止効果が得られる。
【００１９】
また、釉薬を焼き付けた板状耐火物（２）の面積は、不焼成キャスタブルブロック（１）のコークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面（Ａ）の面積の好ましくは２０％以上、更に好ましくは３０〜８０％に設置することが望ましい。釉薬を焼き付けた板状耐火物が２０％未満であると、十分なカーボン付着防止効果が得られないことがある。
【００２０】
本発明のコークス炉ドアブロックにおいて、釉薬を焼き付けた板状耐火物以外の本体部分は不焼成キャスタブルブロックから構成される。これによって、従来、釉薬を焼き付けるために必要であったドアブロック全体の焼成工程を省略することができ、また、アンカー金物や金属短繊維を使用する場合でも、高価な耐熱性を有するものを使用する必要はなく、焼成時の熱からアンカー金物を保護するための複雑な製造工程も不要となる。また、予め釉薬を焼き付けた板状耐火物を使用するため、釉薬と板状耐火物の結合が強く、カーボン付着防止効果を長時間持続させることができる。
【００２１】
釉薬を焼き付けた板状耐火物の厚みは、好ましくは５〜１００ｍｍ、更に好ましくは１５〜６０ｍｍの範囲内である。釉薬を焼き付けた板状耐火物の厚みが５ｍｍ未満であると、板状耐火物の耐久性が低下して割れ易くなることがあり、また、１００ｍｍを超えると、製造効率が低下することがある。
【００２２】
また、施釉層の厚みは、好ましくは０．３〜３ｍｍ、更に好ましくは０．５〜２ｍｍの範囲内である。施釉層の厚みが０．３ｍｍ未満であると、カーボンの付着防止効果を十分に得られないことがあり、また、３ｍｍを超えると、施釉層が剥離し易くなることがある。
【００２３】
釉薬を焼き付けるための板状耐火物の材質は特に限定されるものではないが、例えばシャモット質耐火材料、溶融シリカ質耐火材料、コージェライト質耐火材料等や、Ｃ、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ等の炭素、炭化物等の公知のものが使用可能であり、また、バインダー、添加剤としてはアルミナセメント、けい酸塩、りん酸塩、シリカゾル、分散剤、硬化遅延剤、硬化促進剤、金属短繊維等の公知のものを使用することができる。この板状耐火物は、上記のような耐火原料の配合物を使用してプレス成形、流し込み成形等により所定の形状に成形し、慣用の操作にて硬化、乾燥することによって得られる。
【００２４】
釉薬を焼き付けた板状耐火物に使用される釉薬は特に限定されるものではないが、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５等から構成されるものを使用することができる。釉薬の板状耐火物への塗布は、スプレー吹付け、はけ塗り等の公知の方法を用いることができる。釉薬を板状耐火物へ塗布後、釉薬を乾燥して焼き付ける。焼き付け操作は重油、ガス、電気等を使用した連続式焼成炉、バッチ式焼成炉等の慣用の操作を使用して行うことができる。
【００２５】
なお、不焼成キャスタブルブロックを作製する際に、釉薬を焼き付けた板状耐火物と不定形耐火物の接着性を高めるために、釉薬を焼き付けた板状耐火物の施釉していない面（背面）側に凹凸等を設けることもできる。
【００２６】
本発明のコークス炉ドアブロックにおいて、釉薬を焼き付けた板状耐火物以外の本体部分の不焼成キャスタブルブロックは、所定の形状の型枠を用いて不定形耐火物から製造される。不焼成キャスタブルブロックを構成する不定形耐火物の材質は特に限定されるものではないが、例えばシャモット質耐火材料、溶融シリカ質耐火材料、コージェライト質耐火材料等や、Ｃ、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ等の炭素、炭化物等の公知のものが使用可能であり、また、バインダー、添加剤としてはアルミナセメント、けい酸塩、りん酸塩、シリカゾル、分散剤、硬化遅延剤、硬化促進剤、金属短繊維等の公知のものを使用することができる。不焼成キャスタブルブロックは、型枠内の所定の位置に釉薬を焼き付けた板状耐火物を該耐火物の施釉面が外側となるように配設した後、不定形耐火物を流し込みまたはスタンプ等によって成形した後、慣用の操作にて硬化、脱枠、乾燥することにより得ることができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例により本発明のコークス炉ドアブロックを更に説明する。
釉薬を焼き付けた板状耐火物の製造：
コージェライト（３〜６ｍｍ）２０質量％、コージェライト（１〜３ｍｍ）２５質量％、コージェライト（１ｍｍ未満）１０質量％、ムライト（１ｍｍ未満）３０質量％、仮焼アルミナ８質量％、シリカ超微粉２質量％、アルミナセメント５質量％よりなる原料配合物に水１０．５質量％を添加し、ミキサーで混練した。得られた混練物を型枠に流し込み振動を掛けて厚み４０ｍｍの成形体とし、常温で２４時間養生し、脱枠した後、３００℃で２４時間乾燥することにより板状耐火物を得た。
得られた板状耐火物の一面に、ＳｉＯ２７２質量％、Ａｌ２Ｏ３１５質量％、ＭｇＯ２質量％、Ｌｉ２Ｏ１１質量％の化学組成を有する釉薬配合物に水を１５質量％添加し、得られた泥漿をスプレーにて塗布し、乾燥した後、電気炉にて１２５０℃で３時間焼成することにより釉薬を焼き付けた板状耐火物（施釉層厚：０．５ｍｍ）を得た。
【００２８】
実施例１
コージェライト（３〜６ｍｍ）２０質量％、コージェライト（１〜３ｍｍ）２５質量％、コージェライト（１ｍｍ未満）１０質量％、ムライト（１ｍｍ未満）３０質量％、仮焼アルミナ８質量％、シリカ超微粉２質量％、アルミナセメント５質量％よりなる原料配合物に水１０．５質量％を添加し、ミキサーで混練した。得られた混練物を、上記で得られた釉薬を焼き付けた板状耐火物の施釉面が外側となるように所定の位置に配設された型枠に流し込んで振動を掛けて成形し、常温で２４時間養生した後、脱枠し、３００℃で２４時間乾燥することにより図１（ａ）に示す形状のコークス炉ドアブロックを作製した。得られたコークス炉ドアブロックにおいて、釉薬を焼き付けた板状耐火物の面積は、コークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面の面積の３０％であった。
得られたコークス炉ドアブロックを実機にて使用したところ、操業開始後１年経過しても表面は平滑で、カーボンは付着しておらず、施釉層の状態も良好であった。
【００２９】
実施例２
実施例１と同様の混練物を、上記で得られた釉薬を焼き付けた板状耐火物の施釉面が外側となるように所定の位置に配設された型枠に流し込んで振動を掛けて成形し、常温で２４時間養生した後、脱枠し、３００℃で２４時間乾燥することにより図１（ｂ）に示す形状のコークス炉ドアブロックを作製した。得られたコークス炉ドアブロックにおいて、釉薬を焼き付けた板状耐火物の面積は、コークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面の面積の５０％であった。
得られたコークス炉ドアブロックを実機にて使用したところ、操業開始後１年経過しても表面は平滑で、カーボンは付着しておらず、施釉層の状態も良好であった。
【００３０】
比較例１
実施例１と同様の混練物を、型枠に流し込んで振動を掛けて成形し、常温で２４時間養生した後、脱枠し、３００℃で２４時間乾燥することによりドアブロックを作製した。
次に、得られたドアブロックのコークス炉炭化室側壁耐火物と接触する面に、上述と同様の釉薬配合物に水を１５質量％添加して得られた泥漿をスプレーにて塗布し、乾燥した後、線状ガスバーナーにて釉薬を焼き付けることによりコークス炉炭化室側壁耐火物と接触する面に釉薬を焼き付けてコークス炉ドアブロック（施釉層厚：０．５ｍｍ）を作製した。
得られたコークス炉ドアブロックを実機にて使用したところ、操業開始１年経過後にはカーボンは多量に付着し、施釉層は操業開始半年後には剥離を生じていた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のドアブロックは、コークス炉ドアブロックとして好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ  コークス炉炭化室側壁耐火物と対向する面
１  不焼成キャスタブルブロック
２  釉薬を焼き付けた板状耐火物
【図１】
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