(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉群のコークス炉室（３）に装填するための装填用開口（２）へ挿入する調節可能な装填穴閉鎖部（１）であって、前記調節可能な装填穴閉鎖部（１）が
・少なくとも一つずつコークス炉群の前記コークス炉室（３）の頂部（５）上に配置され、前記頂部（５）の構造表面構造物の開口（２）を意味する、１つまたは複数の装填用開口（２）と、
・コークス炉群の前記コークス炉室（３）の前記頂部（５）への構造上の処置によって前記コークス炉室（３）の前記頂部（５）上に強固に組み込まれ、装填穴蓋用突起または持ち上げ保持装置を周辺に伸びる内側及び外側フレーム（４，６）として備えた、１つまたは複数の装填穴閉鎖部（１）と、
・円周に広がる、内側にむかって垂直下方に延びる傾斜した挿入区域（７ｂ）を有する、または装填穴閉鎖部（１）への堅固な挿入のための持ち上げ保持装置内に支持される挿入装置を有し、前記装填穴閉鎖部（１）に対してねじることが可能な装填穴蓋（７）とを含み、
・前記装填穴閉鎖部（１）は内周に延びる内側フレーム（６）および外周に延びる外側フレーム（４）を含み、
・前記内側フレーム（６）は内側にむかって垂直下方に延びる傾斜した挿入区域（７ｂ）または持ち上げ保持装置内に支持される挿入装置を通して前記外側フレーム（４）に挿入可能であり、
・前記外側フレーム（４）が前記内側フレーム（６）に対してねじり可能に配置され、前記内側フレーム（６）は前記装填穴蓋（７）に対してねじり可能に配置される
調節可能な装填穴閉鎖部（１）において、
・前記内側フレーム（６）が垂直断面（７ｃ）に関して非対称であり、その結果、この非対称によって前記内側フレーム（６）をねじると前記装填用開口（２）および前記挿入可能な装填穴蓋（７）の水平面内での移動（６ａ）がもたらされることを特徴とする調節可能な装填穴閉鎖部（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の調節可能な装填穴閉鎖部において、前記外側フレーム（４）が耐火性鉱物材料で構成されることを特徴とする調節可能な装填穴閉鎖部。
【請求項３】
請求項１または２に記載の調節可能な装填穴閉鎖部において、前記内側フレーム（６）が耐火性鉱物材料で構成されることを特徴とする調節可能な装填穴閉鎖部。
【請求項４】
請求項２または３に記載の調節可能な装填穴閉鎖部において、前記耐火性鉱物材料がセラミックれんがまたは粘土質耐火れんがであることを特徴とする調節可能な装填穴閉鎖部。
【請求項５】
請求項１に記載の調節可能な装填穴閉鎖部において、前記外側フレーム（４）または前記内側フレーム（６）または両フレームが鋳鉄または高温耐熱鋼で構成されることを特徴とする調節可能な装填穴閉鎖部。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の調節可能な装填穴閉鎖部において、前記外側フレーム（４）が構造上の処置によって前記コークス炉室（３）の前記頂部（５）内に強固に一体化された耐火ブロックに包含されることを特徴とする調節可能な装填穴閉鎖部。
【請求項７】
コークス炉団のコークス炉室（３）の装填に関係する装填穴閉鎖部（１）を調節する方法であって、
・前記コークス炉室（３）の装填穴閉鎖部（１）が内周に延びるフレーム（６）と外周に延びるフレーム（４）からなり、
・前記外側フレーム（４）が前記内側フレーム（６）に対してねじり可能に配置される方法において、
・前記内側フレーム（６）が垂直断面（７ｃ）に関して非対称であり、その結果、内側フレーム（６）をねじると装填用開口が水平面内で移動（６ａ）し、
・頂部（５）から前記コークス炉室（３）に装填するための装填用開口（２）が正確に位置決めできることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載のコークス炉団のコークス炉室（３）の装填に関係する装填穴閉鎖部（１）を調節する方法において、前記内側フレーム（６）と前記外側フレーム（４）がシール材料（８）を用いて互いにシールされることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法において、シール材料（８）としてシールコードまたはシールマットが利用されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７または８に記載の方法において、シール材料（８）としてシールコンパウンドが利用されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、シールコンパウンド（８）として砂が利用されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉団の装填穴用閉鎖部として役立つ装置に関し、前記装置は閉鎖部蓋の内側フレームとして構成され、このフレームは閉鎖部蓋に対しても、外側フレームに対してもねじることができ、そしてこのフレームは垂直面に対して非対称性であり、内側フレームをねじると閉鎖部蓋は水平面において縦軸に沿って移動する。したがって、装填穴開口およびその中に含まれる閉鎖部蓋の位置を、コークス炉室頂部上の架構工事を必要とせずにコークス炉室頂部上で変えることができる。このことは装填機の正確な位置に装填穴蓋の位置を適合させるために特に有利であり、したがって最新技術による標準的な操作においてコークス炉からのコークス炉ガスの排出増大を引き起こす、装填機の正確な装填位置からの逸脱が生じない。
【０００２】
石炭の乾留は、典型的にはサイクルで行われる。したがって、石炭乾留は、石炭が石炭乾留に適したコークス炉室に装填されて閉鎖され、石炭が加熱によって乾留されてコークスになり、そして完成したコークスがコークス炉室から押し出されるというように実行される。いくつかのバージョンにおいて、コークス炉室は、コークス炉室のコークス炉室ドアの開口部を通して装填される。他のバージョンにおいて、装填はコークス炉室の頂部から行われる。関連バージョンの選択は、運用専門家に通常ゆだねられる。
【０００３】
乾留される石炭が頂部から装填されるコークス炉室の変形例は従来技術においてよく知られている。独国特許出願公開第１９７４３８６８Ａ１号明細書には、じょうご形底部出口、底部出口直下の水平スクリュコンベヤ、およびコークス炉室装填穴蓋を開閉する蓋吊り上げ装置を含む、コークス炉団のコークス炉室に装填するための装炭車が説明されている。この発明によれば、スクリュコンベヤのケーシングは装炭車の下面において水平方向に移動可能に配置され、装炭車が一定の位置にとどまったままで原点位置と装填位置の間をアクチュエーター駆動によって移動可能である。原点位置において、出口ノズルは装填穴に向かって横方向に位置する。
【０００４】
頂部装填によって、そうでなければ必要となるコークス炉室正面における装填のための設備費用が省かれる。コークス炉室ドアの開口からの正面装填には、その寸法が複雑で、コークス炉室の前に適切な空間を必要とする装填機が通常必要となる。頂部装填手順を適用することによってこの費用は削除されるが、頂部装填手順は装炭機の装填穴上への正確な位置決めを必要とする。
【０００５】
コークス炉室を断熱するため、コークス炉室頂部からのコークス炉室熱損失を最少化する目的で、装填穴は通常小さな横断面で構成される。コークス炉室頂部のより小さい寸法の装填穴は、排出物を低レベルに保つことにも寄与し得る。構造的対策、たとえば耐火材料による被覆によって、装填穴は堅固にコークス炉室頂部に一体化される。しかし、コークス炉室の屋根部構造は厳しい温度負荷に曝されるため、運転上の影響、環境影響、温度差、汚染物質の接合部への侵入に起因して操作過程でプラント全体のクリアランス寸法の変化が必然的に伴う。このことはコークス炉室頂部の装填穴の位置の変更につながり、そのため装炭手順の自動化はさらにむずかしくなる。そのため、装炭を目的とする機械は、装填穴の位置の変化を相殺しなければならない。
【０００６】
装填穴位置決めの相殺を含む、コークス炉団のコークス炉へ頂部から装填するための方法および装置は、独国特許発明第１０１４５４３１Ｃ２号明細書によって教示される。この原理は、装炭車が炉頂をコークス炉団の長手方向に移動され、コークス炉に装填するためにあらかじめ定めた位置に置かれる、コークス炉団のコークス炉に装填するための方法について特許請求を行い、基点位置に対する装填穴フレームの位置の水平方向逸脱が長手方向および横断方向において測定されて保存され、装填用望遠鏡、蓋吊り上げ装置、フレーム掃除機を含み、装炭車に調節できるように移動可能に接続された操作装置が、これら保存された数値データによって促されたとおりに装填穴フレームの実際の位置に割り当てられた場所に移動して、そして蓋吊り上げ装置、フレーム掃除機、および装填用望遠鏡は、この位置からそれらの関連する作動位置に移動する。このようにして、この原理は、コークス炉室の操作中に引き起こされた装填穴の最初の位置からの逸脱を、装填中の装填機の修正された位置決めによって、相殺する。
【０００７】
しかし、この方策のための費用は相当なものである。このため、装填機の位置を修正するのではなく、装填穴の位置を修正して全体的に見て最初の配置に戻す取り組みがしばしば用いられる。この趣旨で、コークス炉室頂部の構造物の開口から装填穴を取得し、コークス炉室頂部の材料を処理することが必要である。このことは通常は操作の中断中にのみ実施可能であり、そのため操作費用の増加とプロセスの経済効果の悪化を引き起こす。
【０００８】
したがって、熱膨張によるこれら装填穴のずれを相殺するために装填穴の位置を修正して、装炭機が周期的、反復的に行う装填サイクルを１つの装填穴内へいつも同じ位置で行うことができる手段が捜し求められている。このことは、装填穴がその位置決めにおいて移動可能であるため、長期間の操業の間のクリアランス寸法の変化による装填穴の移動が相殺できる方法によってのみ達成できる。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、コークス炉室頂部上水平方向における装填穴の正確な位置の移動を可能とする方法を提供することであり、それによって熱膨張による装填穴のコークス炉室からの移動を相殺することができ、それはコークス炉室頂部の構造上の処置を必要としない。
【００１０】
本発明は、コークス炉団のコークス炉室に装填するための装填用開口に挿入する、調節可能な装填穴挿入物を提供することによってこの課題を解決し、前述の装填穴挿入物は装填用開口、装填穴閉鎖部、および装填穴蓋を含み、前述の装填穴閉鎖部は内側フレームおよび外フレームを含み、装填穴蓋は装填穴閉鎖部内側フレーム内の好適な構造物で支持され、装填穴閉鎖部内側フレームは外側フレームおよび装填穴蓋の両方に対してねじることができ、そして内側フレームが非対称形状であるため、内側フレーム内に配置された、装填穴蓋用開口自体が内側フレームをねじると水平方向に移動する。
【００１１】
装填穴蓋の内側フレームの非対称性は、代表的にはそれが厳密な円形を有しないようにすることで達成され得る。内側フレームは、内側フレームの外周が内側フレームの内周に対して非対称的に移動し、それによってそれらの相当する円は幾何学的な中心と合致しないように形成される。円形から外れたフレームが次に円形の装填穴蓋を持ち上げるため、内側フレームがねじられるとそれは移動する。この移動は通常ほんの数センチメートルにすぎないが、それは次の操作期間の移動を相殺するに十分である。
【００１２】
特許請求は、特に、コークス炉団のコークス炉室に装填するための装填用開口へ挿入する調節可能な装填穴閉鎖部であって、前記装置が、
・少なくとも一つずつコークス炉団のコークス炉室頂部上に配置され、炉頂の構造表面構造物の開口に相当する、１つまたは複数の装填用開口と、
・コークス炉団のコークス炉室の頂部への構造上の処置によってコークス炉室の頂部上に強固に組み込まれ、装填穴蓋用突起または持ち上げ保持装置を周辺に伸びるフレームとして備えた、１つまたは複数の装填穴閉鎖部と、
・円周に広がる、内側にむかって垂直下方に延びる傾斜した挿入区域または装填穴閉鎖部への堅固な挿入のための持ち上げ保持装置内に支持される挿入装置を含み、装填穴閉鎖部に対してねじることが可能な装填穴蓋とを含み、
・装填穴閉鎖部は内周に延びるフレームおよび外周に延びるフレームを含み、
・内側フレームは内側にむかって垂直下方に延びる傾斜した挿入区域または持ち上げ保持装置内に支持される挿入装置を通して外側フレームに挿入可能であり、
・外側フレームは内側フレームに対してねじり可能に配置され、内側フレームは装填穴蓋に対してねじり可能に配置される
閉鎖部において、
・内側装填穴フレームが垂直断面に関して非対称であり、その結果、内側フレームをねじると、この非対称によって装填用開口および挿入可能な装填穴蓋が水平面内で移動することを特徴とする調節可能な装填穴閉鎖部について行う。
【００１３】
この装置の構成要素の材料は任意の形態でよいが、コークス炉室頂部に一般的な高温に耐えるために適切な形式である必要がある。一実施形態において、外側フレームは耐火性鉱物材料で作られている。内側フレームも、一実施形態において、耐火性鉱物材料で作られている。一実施形態において、耐火性鉱物材料はセラミックまたは粘土質耐火れんがである。別の実施形態によれば、外側フレームまたは内側フレームまたは両方のフレームは鋳鉄または高温耐熱鋼で作られる。
【００１４】
高温耐熱鋼または鋳鉄は、少なくとも８００℃までの温度に耐える必要がある。このことは装填穴閉鎖部の全構造物と周囲の構造上処理だけでなく装填穴蓋にも適用できる。材料の選択は、コークス炉室頂部で一般的な条件に耐えることのできない材料を選択することはないと期待される担当専門家に任される。たとえば、担当専門家は８００℃ですでに軟化したり、脆くなったりする材料は選択しないであろう。その材料は、コークス炉室頂部で一般的な高温に耐え、内側フレームに対する装填穴蓋のねじりおよび外側フレームに対する内側フレームのねじりを確保するために適切な形式でなければならない。
【００１５】
外側フレームは、有利には堅固にコークス炉室頂部内に一体化される。たとえば、モルタルでそれを埋め込むことは構造上の手段に相当する。
【００１６】
コークス炉室頂部の装填穴としてのねじり可能な蓋は、原則として先行技術によって既知である。独国特許出願公開第２９４２８０５Ａ１号明細書には、コークス炉内に通じる開口を密閉するための蓋が説明されており、前記蓋は内表面、外表面、および蓋本体に配置されたシール端を含み、前記シール端は蓋周縁傾斜部によってくぼませることができ、したがって、蓋の主要なシールが形成される。独国特許出願公告第２７３２２４５Ｂ１号明細書には、フレームに挿入された装填穴蓋を備えたコークス炉室の装填穴閉鎖装置が説明されており、たがいに固定している蓋およびフレームの構造要素および蓋は、移動可能な粉末状物質によって互いにシールされる。
【００１７】
しかし、以上に述べた装置は単純なプロセスステップによる蓋の水平方向移動を可能とする手段を開示しない。これは本発明の場合である。
【００１８】
本発明の外側フレームおよび内側フレームの両方は、内側フレームが外側フレーム内に持ち上げられることを可能とする保持設備を含む。たとえば、そのような設備はフレームの周囲に延びる縁としての傾斜円形区域であり、１つの円形区域は外側フレームの内側丸みにおいて斜角をつけられ、フレーム内上方へ膨張するように配置され、別の円形区域は内側フレームの外側丸みにおいて斜角をつけられ、それ自体を外側へ持ち上げるように配置される。内側フレームが挿入されると、これらの区域はかみあう。
【００１９】
装填蓋も、内側フレームに対して任意に支持することができる。たとえば、これらはフレームの周囲に延びる縁としての傾斜円形区域であり、１つの円形区域は外側フレームの内側丸みにおいて斜角をつけられ、上方フレーム内へ膨張するように配置され、別の円形区域は内側フレームの外側丸みにおいて斜角をつけられ、それ自体を外側へ持ち上げるように配置される。装填穴蓋が挿入されると、これらの区域はかみあう。しかし、保持設備は任意の形態でよい。たとえば、独国特許出願公告第２７３２２４５Ｂ１号明細書に開示されているように、環状溝にかみ合う環状突出部でよい。このように、このことは内側フレーム対外側フレームにおいても実行できる。
【００２０】
特許請求は、コークス炉団のコークス炉室の装填に関係する装填穴閉鎖部を調節する方法であって、
・コークス炉室の装填穴閉鎖部が内周に延びるフレームと外周に延びるフレームを含み、
・外側フレームが内側フレームに対してねじり可能に配置される方法において、
・内側フレームが垂直断面に関して非対称であり、その結果、内側フレームをねじると装填用開口が水平面内で移動するため、
・頂部からコークス炉に装填するための装填用開口が正確に位置決めできることを特徴とする方法についても行う。
【００２１】
内側非対称フレームをねじることによってコークス炉頂部の装填穴が移動するので、それは単にフレームをねじることによって移動させることができ、したがって新たに位置決めすることなく、装填穴は装炭機に通じたままとなる。内側フレームをねじるのは、手作業でも機械装置を用いても実行できる。装填手順が完了すると、装填穴蓋は内側フレームに再度挿入される。
【００２２】
本発明の一実施形態において、外側フレームと内側フレームは互いにシールすることができる。内側装填穴フレームと装填穴蓋も、シール材料を用いて互いにシールできる。たとえば、シール材料としてシールコードまたはシールマットが利用できる。しかし、充填可能なシ−ル剤または塗りつけるシール剤とすることもできる。たとえば、これは砂でよい。フレームまたは装填穴蓋のシール剤での充填は、たとえば、手動で達成できる。しかし、このことは、たとえば、欧州特許第１００２８５０Ｂ１号明細書に開示されている再補給機構を用いても実行できる。
【００２３】
本発明は任意の形式のコークス炉室において応用できる。本発明の装置は、１回または複数回または先行技術による既知の装填開口との組み合わせにおいてさえ利用できる。本発明の装置は「熱回収」または「非回収」型コークス炉列のコークス炉室において利用できるが、従来型のコークス炉団において配置されたコークス炉室においても利用できる。
【００２４】
本発明はコークス炉室の頂部に配置された石炭用装填開口の調節を可能とする利点を有するため、運転期間中に環境影響およびコークス炉室汚染物質の侵入によって引き起こされた装填用開口の最初の配置からのずれは構成要素の単純なねじりによって可能となる。そのため、装填用開口の定位置からのずれの補正としての装炭車の新たな位置決めは不要であり、装填用開口の定位置からのずれはコークス炉供給機によってよりよく相殺され得る。
【００２５】
本発明の装置を４つの図面によって説明するが、これらの図面は本発明の装置の設計および構造の実際の実施例を示しているにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の調整可能な装填穴閉鎖部の側面断面図である。
【図２】図２は、蓋を１８０°回転させた後の同じ装置の図である。
【図３】図３は、本発明の装置の垂直上面図である。
【図４】図４は、１８０°回転後の同じ装置の垂直上面図である。
【００２７】
図１は、コークス炉団のコークス炉室（３）に装填するための装填用開口（２）に挿入する、調節可能な装填穴閉鎖部（１）を示し、前述の装填閉鎖部はたとえばモルタルによってコークス炉室の頂部（５）と構造的に一体化された外側フレーム（４）を含む。この外側フレーム（４）は、装填穴閉鎖部の構成部品を形成する。装填穴閉鎖部の他の構成部品は、外側フレーム（４）に対してねじることのできる内側フレーム（６）である。内側フレーム（６）は、内側フレーム（６）の外周が内周に対して非対称的に移動され、それによってそれらの円がそれらの幾何学的中心について合致しないように形成される。装填穴蓋（７）は内側フレーム（６）内に配置される。コークス炉室（３）はここで、装填穴閉鎖部の直下に位置する。装填穴蓋（７）は、そのまわりに装填穴蓋（７）を回転させることのできる中央垂直回転軸（７ａ）を含む。さらに、装填穴蓋（７）は、シール面（７ｂ）または同様に構成された設備を含み、それによって装填穴蓋（７）は概して内側フレーム（６）に対してシールされる。内側フレーム（６）はここで、シール剤（８）によって外側フレーム（４）に対してシールされる。
【００２８】
図２は、内側フレーム（６）が垂直中心軸のまわりにねじられた後の同じ装填穴蓋（７）を示す。内側フレーム（６）を角度α°だけねじることによって、装填穴蓋の垂直軸（７ｃ）がΔ量だけ移動する（図１と比較して）。その結果、それは装填機に再度連絡できる。蓋（７）が開口（２）内に位置している場合は、その位置は同じ量だけ移動する。
【００２９】
図３は、コークス炉団のコークス炉室（３）に装填するための装填用開口（２）に挿入する、調節可能な装填穴閉鎖部を示し、これらは垂直上面図で示される。ここに示されているのは、コークス炉室（３）の頂部（５）、外側フレーム（４）、内側フレーム（６）、および装填穴蓋（７）である。内側フレーム（６）は、外周と内周の幾何学的中心（６ａ）の移動によって非対称的に形成される。内側フレーム（６）内に設置されているのは、中央垂直軸（７ａ）まわりに回転させることのできる装填穴蓋（７）である。ここには、水平面における装填穴蓋（７）の位置を示す２つの仮想軸（９ａ，９ｂ）も示される。
【００３０】
図４は、その内側フレーム（６）が１８０°ねじられた、同じ装填穴閉鎖部（１）を示す。内側フレーム（６）は、中央垂直軸（１０）に関して発明的に回転可能である。内側フレーム（６）の向きをねじることによって、移動（６ａ）により蓋（７）自体が内側フレーム（６）内で移動し、装填用開口（２）の位置の変化およびねじれが相殺され得る。
【符号の説明】
【００３１】
１  装填穴閉鎖部
２  装填用開口
３  コークス炉室
４  外側フレーム
５  コークス炉室頂部
６  内側フレーム
６ａ  内側フレームの外周および内周の幾何学的中心の移動
７  装填穴蓋
７ａ  中央垂直回転軸
７ｂ  シール面
７ｃ  装填穴蓋中央垂直軸
８  シール剤
９ａ  コークス炉室頂部に平行な仮想軸
９ｂ  コークス炉室頂部に平行な仮想軸
１０  内側フレームの回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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