(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室炉壁煉瓦に生じた目地切れ、亀裂等を装炭口からダスティング材を吹込んで補修する補修装置において、装炭車に設置した装入窯より５窯先の装炭口の装入蓋を開閉する蓋取装置と、装炭車上に搭載したダスティング材タンクと、該ダスティング材タンク内のダスティング材を圧縮気体と混合して装入窯より５窯先の装炭口から炭化室内に吹込む昇降自在の蓋付き吹込み管とからなり、装炭作業と平行して装入窯より５窯先の装炭口よりダスティング材を炭化室内に吹込むことを特徴とするコークス炉炭化室炉壁の補修装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室炉式コークス炉の炭化室炉壁煉瓦に生じた目地切れ、亀裂等の補修装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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２０余ないし３０余のフリューからなる燃焼室と炭化室とが交互に配列されている。燃料ガスおよび空気（富ガスの場合は空気のみ）は、蓄熱室で予熱され、燃焼フリューに導入されて燃焼したのち、引落としフリューを経由して隣接する蓄熱室で熱回収されたのち、煙道を経て排出される。
【０００３】
炭化室に装入された原料炭は、両側の燃焼室から炉壁を介して間接加熱されて焼成し、生成したコークスは押出機に搭載したラムによってコークガイド車を介して消火車またはコークバケット車に押出し、再び炭化室に原料炭を装入して焼成するサイクルを繰り返している。このため、炭化室の炉壁煉瓦は、乾留サイクルにより毎回常温から１２００℃までの温度変動を受けると共に、コークス押出し時に生じる摩擦および押出し応力を受けるため、炉壁煉瓦の変位や目地切れ、肌荒れ、貫通、亀裂、欠損等の損傷が発生し、そのまま放置すれば炉体強度、炉寿命の低下が生じたり、炉壁の貫通により不完全燃焼が生じ、煙突からの黒煙発生や、乾留温度の変動等のトラブルが発生するという問題を有している。
【０００４】
上記コークス炉炭化室の損傷炉壁の補修方法としては、モルタル溶液をスプレーノズルにより損傷部に吹付ける方法、溶射補修材を火炎と共に損傷部に吹付ける方法等があるが、いずれも作業時間の関係上、通常操業時は補修できず、補修のためには当該炭化室を空窯とせざるを得ず、炉体保護上、設備上、補修回数に大幅な制限が発生するという問題点を有している。
【０００５】
また、コークス炉炭化室炉壁煉瓦は、低稼働率、押出機、装炭車、コークガイド車等の移動機械の定期修理、付帯設備の補修による窯出し作業中断等があった場合、目地切れが生じ、そのままで原料炭を装入して乾留を続行した場合は、発生コークス炉ガスが目地切れ部を通って燃焼室に漏洩し、不完全燃焼を起こして煙突からの黒煙発生による公害問題を惹起する。特に、最近のような鉄鋼不況下においては、コークス炉も低負荷操業とならざるを得ず、コークス炉炭化室炉壁煉瓦、特に炉室上部の炉壁煉瓦に目地切れが多く生じることが報告されている。
【０００６】
コークス炉炭化室炉壁煉瓦の目地切れの補修方法としては、従来から炭化室内を燃焼室よりも高圧に保持した状態で、該炭化室内に耐火材微粉末（以下ダスティング材という）を圧縮空気と共に吹込み、このダスティング材を目地切れ部に充填、閉塞する方法が一般に行われている。例えば、上昇管からダスティング材を圧縮空気と共に炭化室に吹込み、炭化室内の圧力を高めて吹込まれたダスティング材を炭化室炉壁の目地切れ部に充填し、目地切れ部を閉塞する方法（特公昭５１−１３４８１号公報）、ダスティング材をホッパー下部に連通する配管内に落下させて、該配管の一端より導入する圧縮気体と共に圧力が高められた炭化室内へ吹込むダスティング材吹込み方法において、ホッパー下部配管の一端部から挿入固定した少なくとも２本のノズル先端部から圧縮気体を噴射させる方法（特開昭５３−６７７０１号公報）が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公昭５１−１３４８１号公報、特開昭５３−６７７０１号公報に開示の方法は、いずれも実施例に記載されているように、コークスを押出したのち当該炭化室を空窯となし、当該炭化室全体の目地切れを補修するものであって、１回の目地切れ補修に長時間を必要とし、短期間に数多く実施すれば、その分コークス炉の生産性が低下する。また、特開昭５３−６７７０１号公報に開示の方法は、装炭口からダスティング材を吹込むため、その間装炭車の走行を阻害し、その間装入作業を中止しなければならない。さらに、特公昭５１−１３４８１号公報に開示の方法は、上昇管からダスティング材を吹込むため、装炭車の走行を阻害することはないが、上昇管からダスティング材吹込みのための作業員の配置を必要とするという欠点を有している。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、装炭作業と平行して装炭口からダスティング材を吹込むことによって、炭化室炉壁目地切れ補修の作業性を改善できるコークス炉炭化室壁の補修装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、装炭車に設置した装入窯より５窯先の装炭口の装入蓋を開閉する蓋取装置と、装炭車上に搭載したダスティング材タンクと、該ダスティング材タンク内のダスティング材を圧縮気体と混合して装入窯より５窯先の装炭口から炭化室内に吹込む昇降自在の蓋付き吹込み管とからなり、装炭作業と平行して装入窯より５窯先の装炭口よりダスティング材を炭化室内に吹込むこととしている。このように、装炭車に装入窯より５窯先の装炭口の装入蓋を開閉する蓋取装置と、装炭車上に搭載したダスティング材タンクと、該ダスティング材タンク内のダスティング材を圧縮気体と混合して装入窯より５窯先の装炭口から炭化室内に吹込む昇降自在の蓋付き吹込み管とを設置することによって、装入窯に装炭作業中に５窯先の次の窯出し窯にダスティング材を吹込むことができ、装炭作業と平行して炭化室炉壁煉瓦の目地切れ、亀裂等の損傷を補修することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において装入窯より５窯先の装炭口の装入蓋を開閉する蓋取装置は、装炭口の装入蓋を開閉できると共に、開放した装入蓋を装炭口上より待避できればよく、特に限定されないが、通常の装炭口の装入蓋を開閉する蓋取装置と同じものであってもよく、また、簡易式の蓋取装置であってもよい。
【００１１】
本発明におけるダスティング材タンクからのダスティング材の混入は、ダスティング材タンク下部に連結したインゼクションフィーダーによりダスティング材を気体と共に吸い込ませて吹込み管へ供給する方式、ダスティング材タンク下部に連結したロータリーフィーダーによりダスティング材を定量落下させ、圧縮気体により吹込み管へ供給する方式、ダスティング材タンクにダスティング材を充填して密閉し、高圧気体を吹込んで内部のダスティング材をかき混ぜながら、高圧気体と共に吹込み管へ供給する方式等任意の方式を用いることができる。また、ダスティング材を搬送する高圧気体としては、ダスティング材吹き込み窯が実窯、すなわち、コークス押出し前の場合はガスが発生しているので窒素ガスを使用し、また、カーボン焼落としのため空窯を実施している場合は、空気、窒素ガスのいずれも使用することができる。
【００１２】
本発明における炭化室へのダスティング材の吹込みは、窯出し作業が開始されてコークスが押出された炭化室に、装炭車のホッパーから原料炭を炉上の装炭口の装入蓋を取外し、装入フードを装炭口に装着して原料炭を装入する際に同時に実施する。すなわち、コークスが押出された炭化室より５窯先の炭化室の上昇管ベンド部の皿弁を閉鎖して炭化室と集気本管とを縁切りし、装炭口の装入蓋を蓋取装置により開放し、該装炭口に蓋付き吹込み管を挿入し、ダスティング材タンクからダスティング材を切出して圧縮気体と混合して炭化室内に所定圧力となるまで吹込むのである。
【００１３】
したがって、本発明の補修装置を用いれば、装炭作業と平行してコークスが押出された炭化室より５窯先の炭化室炉壁煉瓦の上部目地切れ補修を、装炭作業に影響を与えることなく実施することができると共に、窯出し作業の都度炭化室炉壁煉瓦の上部目地切れ補修を実施できるので、目地切れ部から発生コークス炉ガスの燃焼室への漏洩が抑制され、不完全燃焼による煙突からの黒煙発生を防止することができる。また、コークスが押出された炭化室より５窯先の炭化室がカーボン焼落としのため空窯実施中の場合は、装炭作業と平行して炭化室全体の炉壁煉瓦の目地切れ補修を実施できるので、目地切れ部から発生コークス炉ガスの燃焼室への漏洩が抑制され、不完全燃焼による煙突からの黒煙発生を防止することができる。
【００１４】
本発明で用いるダスティング材としては、炭化室内を浮遊して燃焼室との圧力差により目地切れ部ならびに亀裂部に侵入充填し、焼結して閉塞できればよく、特に限定されないが、従来から使用されている珪石、ろう石、シャモット、アルミナ等の耐火材微粉末、あるいは耐火材微粉末に焼結材として無機質の結合剤粉末を添加して焼結温度を調整したもの、熱硬化性樹脂粉末と耐火材微粉末との混合物等を用いることができる。ダスティング材の粒度は、粗いと飛散浮遊性（これは吹込み圧による拡散の度合いと関連する）が悪く、また微細な亀裂に充填しない問題があり、細か過ぎると亀裂部に留まらずに通過してしまうという傾向にある。さらに、粗なダスティング材を用いて先ず大きい亀裂に充填し、その後細かいダスティング材を用いるとシール効果が著しく向上する。したがって、ダスティング材の粒度は、補修部の目地切れ部、亀裂部の大きさ、吹込み方法により異なるので一概には決定できないが、１００μｍ以下、好ましくは７５μｍ以下が９０％以上の微粉末を用いるのが好ましく、この粒度範囲で目的に応じて粒度を調整するのが好ましい。
【００１５】
【実施例】
実施例１
以下に本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置の詳細を実施の一例を示す図１ないし図３に基づいて説明する。図１は本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置の設置位置を示す装炭車の全体側面図、図２は本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置の側面図、図３は本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置の正面図である。
【００１６】
図１〜図３において、１はコークス炉、２はコークス炉１の炉上に敷設した装炭車３の軌条で、装炭車３が炉長方向に走行可能に載置されている。４は装炭車３のホッパー、５はホッパー４から切り出される原料炭を炭化室６へ導入する装入シュートで、装入シュート５の下部には昇降自在に装入フード７が連結されている。８は装炭車３のホッパー４から原料炭を装入する炭化室６から５窯先の炭化室６の装炭口９上部に設置した炭化室炉壁の補修装置、１０は炭化室炉壁の補修装置８の一部を形成する装炭口９の装入蓋１１を開閉するための蓋取り装置である。
【００１７】
蓋取り装置１０は、図示しない油圧シリンダーによりガイド枠１２に沿って前後進する台車１３の前部に摺合わせレバー１４を介してリフマグ受枠１５にリフテイングマグネット１６を揺動自在に設置したもので、通常の装炭口９の装入蓋１１の開閉装置と同じ構成であるので、詳細説明は省略する。炭化室炉壁の補修装置８は、装入窯から５窯先の炭化室の中央の装炭口９の上方位置に設置したガイド枠１７にローラ１８を介して昇降自在の機枠１９にチェーン２０により補修仮蓋２１を垂下し、機枠１９はガイド枠１７上端のチエーンホイル２２を介して油圧シリンダー２３によりガイド枠２４に沿ってローラ２５により進退自在のチエーンホイル２６に懸け回したチェーン２７に連結され、油圧シリンダー２３を操作してチエーンホイル２６を進退させれば、機枠１９はガイド枠１７に沿って昇降するよう構成されている。
【００１８】
前記補修仮蓋１６には、中心を貫通する吹込み管２８が設けられ、吹込み管２８の上端は、ダスティング材を充填して密閉したダスティング材タンク２９の切出し口の開閉弁３０とホース３１により連結され、高圧気体３２、例えば窒素ガスを吹込んでダスティング材タンク２９内部のダスティング材をかき混ぜながら開閉弁３０を開放すれば、窒素ガスと共に吹込み管２８へダスティング材を供給できるよう構成されている。なお、上記実施例においては、炭化室の中央の装炭口９からダスティング材を吹込む場合を説明したが、どの装炭口からであってもよい。
【００１９】
上記のとおり構成したことによって、炭化室６へダスティング材を吹込む場合は、コークスを押出した後の炭化室６に装炭車３のホッパー４から原料炭を図示しないテーブルフィーダにより切出し、装入シュート５、装入フード７を介して装炭口９から装入する際に、蓋取り装置１０の図示しない油圧シリンダーを操作し、台車１３を前進させてリフテイングマグネット１６を当該装入窯から５窯先の炭化室９の真中の装炭口９の装入蓋１１上に降下させる。次いでリフテイングマグネット１６を励磁して装入蓋１１を吸着させたのち、リフテイングマグネット１６を上昇させて装炭口９を開放し、再度図示しない油圧シリンダーを操作して台車１３を後退させる。
【００２０】
次に油圧シリンダー２３を操作してピストンロッドを後退させ、チェーン２７を介して機枠１９をガイド枠１７に沿って下降させ、補修仮蓋２１を開放された装炭口９に装着する。そして、高圧気体３２、例えば窒素ガスをダスティング材タンク２９内に吹込んで内部のダスティング材をかき混ぜながら開閉弁３０を開放し、ホース３１を介して窒素ガスと共に吹込み管２８へダスティング材を供給して炭化室６内に吹込んで浮遊させれば、燃焼室が負圧のため、コークス押出し前であれば、ダスティング材は炭化室６上部空間の炉壁煉瓦の目地切れ、亀裂部に侵入して充填し、焼結して目地切れ、亀裂部を閉塞する。また、カーボン焼落とし空窯実施中であれば、ダスティング材は炭化室６全域の炉壁煉瓦の目地切れ、亀裂部に侵入して充填し、焼結して目地切れ、亀裂部を閉塞する。
【００２１】
したがって、本発明の炭化室炉壁の補修装置を用いれば、装炭作業中に装入窯から５窯先の炭化室９のダスティング材吹込み作業を実施することができ、極めて効率的に炭化室炉壁の補修作業を実施することができ、炉壁煉瓦の目地切れ、亀裂に起因する煙突からの黒煙発生を大幅に低減することができる。
【００２２】
なお、装炭車３のホッパー４から炭化室６への原料炭の装入が完了し、装入フード７を上昇させたのち、図示しない蓋取り装置によって炭化室６の装炭口９の装入蓋１１の装着作業と同時に、ダスティング材タンク２９内への高圧気体３２の吹込みを停止して開閉弁３０を閉止し、油圧シリンダー２８を操作してピストンロッドを前進させ、チェーン２７を介して機枠１９をガイド枠１７に沿って上昇させ、補修仮蓋２１を装炭口９から離脱させる。しかるのち、蓋取り装置１０の図示しない油圧シリンダーを操作し、台車１３を前進させて装入蓋１１を吸着したリフテイングマグネット１６を装入窯から５窯先の炭化室９の真中の装炭口９上に移動させ、リフテイングマグネット１６を下降させて装炭口９に装入蓋１１を載置し、図示しない揺動シリンダーを操作して装入蓋１１を揺動させて装炭口９に装着し、リフテイングマグネット１６を逆励、消磁させたのち、リフテイングマグネット１６を上昇させ、油圧シリンダーを操作し、台車１３を後退させてダスティング材吹込み作業を完了する。
【００２３】
実施例２
炉高６０００ｍｍ、炉幅４５０ｍｍ、炉長１５６００ｍｍの門数１０６門からなるコークス炉団において、前記実施例１のコークス炉炭化室炉壁の補修装置を使用し、黒煙発生窯については装炭作業中に５窯先の次回コークス押出し窯にダスティング材を窒素ガスと共に吹込み、炭化室炉壁煉瓦の上部目地切れ補修を実施すると共に、カーボン焼落とし空窯実施窯については、空窯が終了して原料炭を装入する装炭開始前に、５窯前の装炭作業中にダスティング材を吹き込み、炭化室炉壁煉瓦の目地切れ補修を実施した。そして、目地切れ補修実施前後の煙突からの黒煙発生件数の推移を調査した。その結果を図４に示す。
【００２４】
図４に示すとおり、目地切れ補修実施前には、黒煙発生件数が４０件／日前後であったものが、目地切れ補修実施後には、黒煙発生件数が数件／日程度と大幅に低減させることができた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置によれば、装炭作業と同時に炭化室炉壁煉瓦の目地切れ補修を実施することができるから、極めて効率的であるとともに、目地切れ補修の頻度を多くすることができ、炉壁煉瓦の目地切れに起因する煙突からの黒煙発生を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置の設置位置を示す装炭車の全体側面図である。
【図２】本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置の側面図である。
【図３】本発明のコークス炉炭化室炉壁の補修装置の正面図である。
【図４】実施例２における目地切れ補修実施前後の黒煙発生状況を示すグラフである。
【符号の説明】
１  コークス炉
２  軌条
３  装炭車
４  ホッパー
５  装入シュート
６  炭化室
７  装入フード
８  補修装置
９  装炭口
１０  蓋取り装置
１１  装入蓋
１２、１７、２４  ガイド枠
１３  台車
１４  摺合わせレバー
１５  リフマグ受枠
１６  リフテイングマグネット
１８、２５  ローラ
１９  機枠
２０、２７  チェーン
２１  補修仮蓋
２２、２６  チエーンホイル
２３  油圧シリンダー
２８  吹込み管
２９  ダスティング材タンク
３０  開閉弁
３１  ホース
３２  高圧空気
【図１】
0003601567.tif 000002
【図２】
0003601567.tif 000003
【図３】
0003601567.tif 000004
【図４】
0003601567.tif 000005