(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化室の装炭口から炭化室内に該炭化室の高さと略同じ高さを有する補修用部材であって、直方体形状の枠体内に折り畳まれた断熱材を結束した断熱ブロックを複数収容してなる補修用部材を挿入することによって、該炭化室の両端部の窯口間における空気の流通を阻止する支柱挿入ステップと、
前記支柱挿入ステップ後に前記炭化室の両端部の炉蓋を取り外すことによって両端部の窯口を開放する開放ステップと、
前記炭化室の両端部の窯口から炭化室内の炉壁を補修する補修ステップと、
を含むことを特徴とするコークス炉の補修方法。
【請求項２】
前記補修ステップが完了した後に、押出機を利用して前記補修用部材を前記炭化室の窯口の方向に押し出すことによって、前記炭化室の窯口から前記補修用部材を排出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の補修方法。
【請求項３】
炭化室の高さと略同じ高さを有する直方体形状の枠体と、
前記枠体内に収容された、折り畳まれた断熱材を結束してなる複数の断熱ブロックと、
を備えることを特徴とするコークス炉の補修用部材。
【請求項４】
前記断熱ブロックは、折り畳まれた断熱材を熱可塑性の樹脂バンドによって結束することにより形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコークス炉の補修用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の補修方法及び補修用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉では、隣り合う複数の炭化室に順次石炭を装入し、各炭化室において１１００℃前後の高温で乾留を行い、乾留によって生成されたコークスを押出機によって各炭化室から押し出すことにより、コークスが製造される。通常、コークス炉は、稼働開始後３０〜５０年の間、加熱された状態を保ったまま操業を継続する。コークス炉を長期間操業させると、炭化室を構成するレンガ（以下、炭化室レンガと略記）が、温度変化やコークスとの摩擦等の要因によって損傷を受け、補修が必要になる場合がある。
【０００３】
炭化室レンガの補修方法としては、炭化室レンガ表面を溶射補修する方法や炭化室レンガを積み替える方法等の方法がある。その中でも、炭化室の水平方向端部に設置された炉蓋を開放し、窯口からランスを装入して炭化室レンガを溶射補修する方法は日常的な補修方法として広く用いられている。この方法を用いて炭化室レンガを補修する際には、補修を行わない炭化室は通常通りの加熱及び操業を継続する。また、補修効果を大きくし、且つ、炭化室レンガが損傷することを抑制するために、補修を行う炭化室においても、高温状態に維持したまま補修を行い、温度低下を極力抑制することが好ましい。
【０００４】
このため、窯口からランスを装入して炭化室レンガを溶射補修する場合、炭化室の一方の端部側の炉蓋のみを開放することによって炭化室内を空気が流通することを防ぐようにして炭化室レンガの補修が行われる。また、炭化室レンガの積み替え補修等の大規模な補修を行う場合には、補修を行う部位と温度を維持する部位との間を断熱する。特許文献１には、炭化室の装炭口から装入され、補修を行う部位と温度を維持する部位との間の断熱を行う断熱構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２６６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、炭化室の一方の端部側の炉蓋のみを開放する場合、炭化室レンガを補修できる場所が一方の端部側の窯口に限定されてしまう。また、補修を行う炭化室を高温状態に維持するために断熱作業を行う場合には、断熱材の設置等の事前準備と事後片付けに時間を要するために、炭化室の補修作業を効率的に行うことができない。炉体の老朽化が進み、限られた時間で多くの炭化室を補修する必要がある場合には、補修作業の高効率化は重要な課題である。
【０００７】
具体的には、炭化室レンガはコークスの窯出し時等の際に温度変化が大きくなる窯口で損傷が大きくなることが知られており、炭化室の両端部の窯口において炭化室レンガの補修が必要である。しかしながら、従来の補修方法では、炭化室の両端部の窯口を同時に補修することができず、１つの炭化室に対して片側の窯口ずつの施工しかできない。これは、両端部の窯口を同時に開放すると、炭化室内を空気が流通し、炭化室の温度が大きく低下すること、及び炭化室から空気が噴出してくる側では作業者が熱風を受ける可能性があり、作業の危険性が増すためである。
【０００８】
また、特許文献１記載の断熱構造体は、断熱材の中心部に鉄パイプからなる心棒を有し、断熱材が炭化室内で膨張して炉壁と密着する構造となっているために、炭化室内から取り出す際には困難が予想される。このような断熱構造体は、炉壁解体を伴う大規模な補修作業には有効であるかもしれないが、日常的に行う窯口の溶射補修等の小規模な補修作業のためには作業が煩雑であり、炭化室両側の同時補修によって補修効率を高めたとしても、断熱構造体の撤去に時間を要するようでは効率向上の効果がなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの作業を要することなく炭化室を効率的に補修可能なコークス炉の補修方法及び補修用部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコークス炉の補修方法は、炭化室の装炭口から炭化室内に該炭化室の高さと略同じ高さを有する補修用部材を挿入することによって、該炭化室の両端部の窯口間における空気の流通を阻止する支柱挿入ステップと、前記支柱挿入ステップ後に前記炭化室の両端部の炉蓋を取り外すことによって両端部の窯口を開放する開放ステップと、前記炭化室の両端部の窯口から炭化室内の炉壁を補修する補修ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るコークス炉の補修方法は、上記発明において、前記補修ステップが完了した後に、押出機を利用して前記補修用部材を前記炭化室の窯口の方向に押し出すことによって、前記炭化室の窯口から前記補修用部材を排出するステップを含むことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコークス炉の補修用部材は、炭化室の高さと略同じ高さを有する枠体と、前記枠体内に収容された複数の断熱ブロックと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るコークス炉の補修用部材は、上記発明において、前記断熱ブロックは、折り畳まれた断熱材を熱可塑性の樹脂バンドによって結束することにより形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るコークス炉の補修方法及び補修用部材によれば、多くの作業を要することなく炭化室を効率的に補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明が適用されるコークス炉の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、炭化室の水平方向端部の構成を説明するための斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態であるコークス炉の補修方法の流れを説明するための炭化室の長さ方向の断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態である支柱の構成を示す側面図である。
【図５】図５は、炉壁に平行及び垂直な方向における図４に示す支柱の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるコークス炉の補修方法及び補修用部材について説明する。
【００１７】
〔コークス炉の構成〕
始めに、図１，２を参照して、本発明が適用されるコークス炉の構成について説明する。但し、本発明が適用されるコークス炉の構成は図１，２に示す構成に限定されることはない。
【００１８】
図１は、本発明が適用されるコークス炉の構成を示す斜視図である。図１に示すように、本発明が適用されるコークス炉は、複数の炭化室１１及び燃焼室１２を備えている。複数の炭化室１１及び燃焼室１２は、水平方向に沿って蓄熱室１３の上部に交互に形成され、各炭化室１１の天井部には、複数の装炭口１４が形成されている。本実施形態では、炭化室１１は、幅０．４〜０．６ｍ、長さ１０〜２０ｍ、高さ４〜８ｍの略直方体形状を有している。
【００１９】
複数の装炭口１４は、コークス炉の上部を走行する装炭車１５によって運ばれた石炭を炭化室１１内に装入するためのものである。装炭口１４から炭化室１１内に装入された石炭は、炭化室１１に隣接する燃焼室１２からの熱を受けて乾留し、赤熱コークスとなって炭化室１１から押出機１６によって押し出される。炭化室１１から押し出された赤熱コークスは、ガイド車１７を経て消火車１８に受け渡され、消火車１８によって図示しない赤熱コークス消火設備へと搬送される。
【００２０】
図２は、炭化室１１の水平方向端部の構成を説明するための斜視図である。図２に示すように、炭化室１１の水平方向端部には、窯口１１ａを覆うように炉蓋２１が装着されている。炉蓋２１は、高温となる炭化室１１側に配置された耐火物からなるレンガ部と、レンガ部を支持する蓋部と、を備えている。蓋部は、ドアフレーム２２との間でガスのシールを行う部分であり、その上下部には回転可能に閂２３が設けられている。炭化室１１の窯口１１ａには、閂２３を受ける閂受け２４が炭化室１１毎にドアフレーム２２の上下部の左右に固定されている。炉蓋２１は、炭化室１１内を補修する際に押出機又はガイド車に設置された蓋取り機構によって窯口１１ａから外される。
【００２１】
〔コークス炉の補修方法〕
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の一実施形態であるコークス炉の補修方法について説明する。図３は、本発明の一実施形態であるコークス炉の補修方法の流れを説明するための炭化室の長さ方向の断面図である。図４は、本発明の一実施形態である支柱の構成を示す側面図である。図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ、炉壁に平行及び垂直な方向における図４に示す支柱の断面図である。
【００２２】
本発明の一実施形態であるコークス炉の補修方法では、始めに、図３（ａ）に示すように、支柱１００の底面が炭化室１１の底面に対し平行になるようにして、クレーンを利用して装炭口１４から炭化室１１内に支柱１００を挿入する。図４に示すように、支柱１００は、鉄パイプ等によって形成された直方体形状の枠体１０１を備えている。枠体１０１の高さＬは、炭化室１１の高さと略同じ又は炭化室１１の高さより若干低く設計されている。枠体１０１の幅Ｄは、装炭口１４の開口径及び炭化室１１の幅より小さく、例えば０．４ｍに設計されている。支柱１００を炭化室に挿入する際には枠体１０１の幅Ｄの方向が炭化室の炉壁に略平行になるように挿入する。枠体１０１の上部には枠体１０１をクレーンで吊り上げ可能なように係止部材１０２が取り付けられている。枠体１０１の高さ方向数カ所には形状維持のための補強部材１０３が設けられている。
【００２３】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、枠体１０１内には複数の断熱ブロック１０４が装入されている。断熱ブロック１０４は、厚み２０〜５０ｍｍ程度、幅３００〜４００ｍｍ程度の長い断熱材を厚み方向に重なるように折り畳み、厚みが装炭口１４の開口径より少し小さい程度になるようにして熱可塑性の樹脂製バンドで結束して直方体形状にしたものである。なお、断熱材を結束する際には、断熱材を厚み方向に圧縮した状態で結束する。また、断熱材の厚み方向が炭化室１１の幅方向になるようにして断熱ブロック１０４を枠体１０１に入れ、その状態で熱可塑性の樹脂製バンドを利用して枠体１０１と断熱ブロック１０４とを外側からさらに結束してもよい。支柱１００は、本発明に係る補修用部材として機能する。
【００２４】
次に、図３（ｂ）に示すように、支柱１００の配置位置を装炭口１４の直下から炭化室１１の長さ方向にずらすことによって支柱１００の上端部を炭化室１１の天井部に接近させた後、炭化室１１の両端部の炉蓋２１を外して炭化室１１の両端部を開放する。この段階において、断熱ブロック１０４を結束する樹脂製バンドは炭化室１１内の熱によって溶融し、断熱ブロック１０４は炉壁に接触する。このため、炭化室１１の押出機側（Machine Side : MS）の窯口１１ａとコークス排出口側（Coke Side : CS）の窯口１１ａとは支柱１００によって遮断され、ＭＳの窯口１１ａとＣＳの窯口１１ａとの間で空気が流通することはない。なお、本発明の発明者は、炭化室１１の天井部と支柱１００の上端部との間隔が５０ｍｍ以下であれば、空気の流通を阻止できることを確認した。
【００２５】
最後に、図３（ｃ）に示すように、炭化室１１のＭＳ及びＣＳの窯口１１ａからランス１１０を挿入し、炉壁に溶射材を吹き付けることによって炉壁を補修する。窯口１１ａから支柱１００を挿入した位置までの間が補修可能範囲となる。そして、炉壁の補修が完了した後、押出機１６を利用して支柱１００を炭化室１１の外部に排出する。なお、炉壁の補修は溶射に限定されることはなく、吹き付けやブラスティング、レンガの積み替え等であってもよい。また、支柱１００を構成する枠体１０１は、炭化室１１内に挿入された後は変形しても構わない。このように排出が容易な構造にすることによって、炭化室１１の外部への支柱１００の排出作業を容易にすることができる。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるコークス炉の補修方法では、炭化室１１の装炭口１４から炭化室１１内に炭化室１１の高さと略同じ高さを有する支柱１００を挿入することによって、炭化室１１の両端部の窯口１１ａ間における空気の流通を阻止した後、炭化室１１の両端部の炉蓋２１を取り外すことによって両端部の窯口１１ａを開放し、炭化室１１の両端部の窯口１１ａから炭化室１１内の炉壁を補修する。このような補修方法によれば、炭化室１１の両側から同時に補修を行うことができるので、多くの作業を要することなく炭化室１１を効率的に補修することができる。
【００２７】
また、本発明の一実施形態であるコークス炉の補修方法では、補修作業が完了した後、押出機１６を利用して支柱１００を炭化室１１の窯口１１ａの方向に押し出すことによって、炭化室１１の窯口１１ａから支柱１００を排出するので、事後片付けに多くの時間を要することなく、炭化室１１の補修作業を効率的に行うことができる。
【００２８】
〔実施例〕
従来技術を利用して炭化室のＭＳ及びＣＳの窯口の溶射補修を別々に実施する場合、事前準備及び事後片付けも含めた補修期間は２〜３日であった。これに対して、本発明に係る補修方法を利用して、炭化室内に支柱を挿入し、炭化室の両端部の炉蓋を開放して両側窯口近傍の炉壁の溶射補修を行い、補修後に押出機を用いて支柱を炉外に排出する補修方法を採用したところ、補修期間１〜２日となり、約１日の工期削減を実現できた。
【００２９】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、一般に炭化室１１には４〜５個の装炭口１４が設けられているので、炭化室の補修範囲を考慮して、いずれかの装炭口１４から支柱１００を装入すればよい。また、複数の装炭口１４に支柱１００を装入することも可能であり、その場合には、空気の流通を阻止する効果が向上すると共に、支柱１００間の温度低下を低減できる。
【００３０】
また、支柱１００は、空気の流通を阻止することを目的としているので、必ずしも断熱ブロック１０４を備える必要はない。但し、炭化室１１の補修期間を考えると、支柱１００は炭化室１１内の約１０００℃の温度に最大３日間程度耐えることのできる材料によって形成されていることが望ましい。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１１  炭化室
１１ａ  窯口
１２  燃焼室
１３  蓄熱室
１４  装炭口
１５  装炭車
１６  押出機
１７  ガイド車
１８  消火車
２１  炉蓋
２２  ドアフレーム
２３  閂
２４  閂受け
１００  支柱
１０１  枠体
１０２  係止部材
１０３  補強部材
１０４  断熱ブロック
１１０  ランス
【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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