(57)【要約】      （修正有）【課題】  炉蓋の機能上最も重要な箇所であるガス道とナイフエッジの先端部分の付着物除去を好適に行う。【解決手段】  本発明は、炉蓋の両側面と下面において、ガス道７とナイフエッジ４の先端部分に対しては、高圧水噴射力を利用した掃除を行うと共に、断熱材５に対しては、機械的切削力を利用した掃除を行う。一方、炉蓋の上面においては、両側面や下面に比べて断熱材５へのタール、カーボン等の付着物が少ないため、ガス道７とナイフエッジ４の先端部分に対して、高圧水噴射力を利用した掃除のみを行う。【選択図】  図２
2006036838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉蓋の両側面を掃除すべく該側面に沿って移動可能な側面クリーナーと、炉蓋の下面を掃除すべく該下面に沿って移動可能な下面クリーナーと、炉蓋の上面を掃除すべく該上面に沿って移動可能な上面クリーナーとを本体フレームに備えた炉蓋掃除装置であって、
側面クリーナーは、炉蓋のガス道の垂直部分及び炉蓋のナイフエッジ先端の垂直部分を掃除するための高圧水噴射回転ガンと、炉蓋の断熱材の垂直部分を掃除するための回転カッターとを備え、
下面クリーナーは、炉蓋のガス道の下部水平部分及び炉蓋のナイフエッジ先端の下部水平部分を掃除するための高圧水噴射回転ガンと、炉蓋の断熱材の下部水平部分を掃除するための回転カッターとを備え、
上面クリーナーは、炉蓋のガス道の上部水平部分及び炉蓋のナイフエッジ先端の上部水平部分を掃除するための高圧水噴射回転ガンを備えてなる
ことを特徴とする炉蓋掃除装置。
【請求項２】
炉蓋の上部及び中間部における側面クリーナーの移動速度は、炉蓋の下部における側面クリーナーの移動速度よりも速く設定されてなる請求項１記載の炉蓋掃除装置。
【請求項３】
高圧水噴射回転ガンは、回転中心と高圧水噴射点との距離を可変に構成されてなる請求項１又は２記載の炉蓋掃除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉における炉蓋掃除装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
室炉式コークス炉では、石炭装入車によって運ばれた石炭を炉頂に設けられた装炭口から炉内に投入し、該石炭を乾留してコークスを生成した後、炉の両端に形成された開口部の一方から押出棒を炉内に挿入して炉内のコークスを他方の開口部から押し出すようにしている。石炭乾留中は開口部を炉蓋で閉塞するようになっているが、石炭乾留中に発生するタール、カーボンが炉蓋の全体に亘って付着するため、そのまま放置しておくと、炉蓋からのガス漏れ及び外気吸引の原因となり、環境汚染や生成されるコークスの灰化を来すことになる。
【０００３】
炉蓋に付着するタール、カーボンは、炉蓋掃除装置（通称「ドアクリーナー」）によって除去される。除去の必要な箇所は、図１２を参照して、炉蓋１の炉蓋本体（ドアフレーム）２の前面に取り付けられてガス道７を画する鋼板３の全周部分、該鋼板３の外周縁に取り付けられたナイフエッジ４の先端部分（炉の開口部を構成する炉枠６との当接部分）、鋼板３の前面に取り付けられた略四角柱形状の断熱材５の両側面、底面及び上面であるが、従来の炉蓋掃除装置は、鋼板３の全周部分に対してはスクレーパ方式を採用し、断熱材５に対しては回転カッター方式を採用するものが一般的である。但し、ナイフエッジ４の先端部分に付着したタール、カーボンを除去することは行われていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の炉蓋掃除装置にあっては以下の問題がある。
（１）鋼板３は極薄であり、機械的に接触するスクレーパ方式では、鋼板３が損傷を受けやすい。
（２）炉蓋１と炉蓋掃除装置との芯合わせは、前後左右方向共に余裕が無く、そのため、スクレーパが鋼板３の付着物掃除面に密着しにくい。
（３）鋼板３に上下左右のコーナー部が存在し、スクレーパ方式では、該コーナー部に付着物の押し詰まりが起こる。
（４）付着物がタールの場合、軟質であり、スクレーパが通過するだけでタールの除去がうまくできないことがある。
（５）ナイフエッジ４の先端部分は、開口部のガスシールに最も重要な箇所であり、ナイフエッジ４に対して損傷を与えるおそれのあるスクレーパ方式は採れない。
【０００５】
炉蓋１の機能上最も重要な箇所であるガス道７とナイフエッジ４の先端部分の付着物除去が好適にできないことは重大な欠陥である。つまり、従来の炉蓋掃除装置は、炉蓋付着物除去が十分ではなく、環境問題や生成コークスの灰化防止の目的を果たしているとは言い難い。本発明は、これら従来の炉蓋掃除装置の欠点を解決し、炉蓋付着物除去の本来の目的を達成することにある。発明の要点は、ガス道とナイフエッジ先端部分の付着物除去に高圧水噴射力を利用することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明に係る炉蓋掃除装置は、炉蓋の両側面を掃除すべく該側面に沿って移動可能な側面クリーナーと、炉蓋の下面を掃除すべく該下面に沿って移動可能な下面クリーナーと、炉蓋の上面を掃除すべく該上面に沿って移動可能な上面クリーナーとを本体フレームに備えた炉蓋掃除装置であって、側面クリーナーは、炉蓋のガス道の垂直部分及び炉蓋のナイフエッジ先端の垂直部分を掃除するための高圧水噴射回転ガンと、炉蓋の断熱材の垂直部分を掃除するための回転カッターとを備え、下面クリーナーは、炉蓋のガス道の下部水平部分及び炉蓋のナイフエッジ先端の下部水平部分を掃除するための高圧水噴射回転ガンと、炉蓋の断熱材の下部水平部分を掃除するための回転カッターとを備え、上面クリーナーは、炉蓋のガス道の上部水平部分及び炉蓋のナイフエッジ先端の上部水平部分を掃除するための高圧水噴射回転ガンを備えてなることを特徴とする。
【０００７】
上記構成からなる炉蓋掃除装置によれば、炉蓋の両側面と下面において、ガス道とナイフエッジの先端部分に対しては、高圧水噴射力を利用した掃除が行われると共に、断熱材に対しては、機械的切削力を利用した掃除が行われる。一方、炉蓋の上面においては、両側面や下面に比べて断熱材へのタール、カーボン等の付着物が少ないため、ガス道とナイフエッジの先端部分に対して、高圧水噴射力を利用した掃除のみが行われる。
【０００８】
また、本発明に係る炉蓋掃除装置は、炉蓋の上部及び中間部における側面クリーナーの移動速度が炉蓋の下部における側面クリーナーの移動速度よりも速く設定されてなる構成を採用するのがより好ましい。というのも、炉蓋の高さ方向では、付着するタール、カーボンの量が異なり、上部及び中間部は比較的少なく、下部になるほど多い。そして、高圧水噴射回転ガンから高圧水を噴射しながら移動させる場合、移動速度が遅い方が掃除面に与える洗浄エネルギーが高い。そこで、炉蓋のタール、カーボン付着傾向に合わせて側面クリーナーの移動速度を変更、即ち、炉蓋の下部では、側面クリーナーの移動速度を遅くすることにより掃除効果を上げる一方、掃除効果の点で支障のない上部及び中間部では、側面クリーナーの移動速度を速くすることにより掃除時間の短縮を図る。
【０００９】
また、本発明に係る炉蓋掃除装置は、高圧水噴射回転ガンが回転中心と高圧水噴射点との距離を可変に構成されてなる構成を採用するのがより好ましい。高圧水噴射力を利用してタール、カーボン等の付着物を除去するガス道は、ある幅を持っており、炉団によって異なる。また、ガス道だけでなく、ナイフエッジ先端も掃除幅に含めなければならない。かかる構成によれば、掃除有効幅を広げることが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明は、（１）ガス道の付着物除去方法が高圧水噴射力を利用した非接触方式であるため、損傷を与えることがなく、（２）炉蓋と炉蓋掃除装置との芯合せに前後左右のずれがあっても、高圧水噴射幅に余裕を持たせることによって、十分な掃除効果を得ることができ、（３）高圧水噴射力による掃除方法は、掃除面に対して機械的な接触はしないため、ガス道の上下左右のコーナー部も容易に通過し、また、噴射力によって付着物が飛散するため、付着物の押し詰まりの発生がなく、（４）付着タール温度が高い場合、軟質であるが、高圧水を噴射することによって冷却されると共に、噴射力で飛散させるため、軟質タールでも掃除でき、（５）高圧水の噴射幅をナイフエッジ先端を含めることができるまで広げることによって除去可能で、損傷させることもない、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る炉蓋掃除装置について図面を参酌しつつ説明する。本実施形態に係る炉蓋掃除装置は、図１に示す如く、炉蓋１の左右両側面を掃除（付着物除去）する側面クリーナー２０、炉蓋１の下面を掃除する下面クリーナー３０、炉蓋１の上面を掃除する上面クリーナー４０、側面クリーナー２０を昇降動作させる駆動装置５０、下面クリーナー３０を横行作動させる駆動装置６０、上面クリーナー４０を横行作動させる駆動装置７０、のそれぞれが本体フレーム１０に組み込まれ、該本体フレーム１０が吊下装置１５を介して移動機（押出機やガイド車）に取り付けられる構成である。
【００１２】
図２に示す如く、側面クリーナー２０は、ガス道７の垂直部分７ａ，７ｂ及びナイフエッジ４先端の垂直部分４ａ，４ｂを掃除するための高圧水噴射回転ガン２０１，２０１、断熱材５の垂直部分（側面）５ａ，５ｂを掃除するための回転カッター２０２，２０２、該回転カッター２０２，２０２を断熱材５の垂直部分５ａ，５ｂに圧着させるための開閉装置２０３がそれぞれ昇降台車２００に組み込まれている。
【００１３】
高圧水噴射回転ガン２０１（後述する高圧水噴射ガン３０１，４０１も同様）は、先端にノズルホルダを備え、該ノズルホルダに噴射ノズルが取り付けられている。噴射ノズルは、ノズルホルダの回転中心から離れた位置に取り付けられており、例えばアクチュエータによってノズルホルダを回転させれば、ノズルホルダへの噴射ノズル取り付けピッチ（取り付け位置及び回転中心間の距離の２倍値）幅が掃除有効幅となる。
【００１４】
また、昇降台車２００には、本体フレーム１０をガイドとして、昇降台車２００が安定して昇降するための車輪２０４が上下左右位置に取り付けられている。そして、側面クリーナー２０の昇降作動は、駆動装置５０に連結されているチェーン５００，５００（図１も参照）により行われる。尚、２０５は、回転カッター２０２を回転させるための油圧モータであり、２０６は、開閉装置２０３を構成する空圧シリンダである。
【００１５】
図３に示す如く、下面クリーナー３０は、ガス道７の下部水平部分７ｃ及びナイフエッジ４先端の下部水平部分４ｃを掃除するための高圧水噴射回転ガン３０１、断熱材５の下部水平部分（下面）５ｃを掃除するための回転カッター３０２、該回転カッター３０２を断熱材５の下部水平部分５ｃに圧着させるためのカッター昇降装置３０３がそれぞ横行台車３００に組み込まれている。
【００１６】
また、横行台車３００には、本体フレーム１０の下部に取り付けられた横行軌条１００をガイドとして、横行台車３００が安定して横行するための車輪３０４が前後左右位置に取り付けられている。そして、下面クリーナー３０の横行作動は、駆動装置６０を構成する油圧シリンダ６００により行われる。尚、３０５は、回転カッター３０２を回転させるための油圧モータであり、３０６は、昇降装置３０３を構成する空圧シリンダである。
【００１７】
図４に示す如く、上面クリーナー４０は、ガス道７の上部水平部分７ｄ及びナイフエッジ４先端の上部水平部分４ｄを掃除するための高圧水噴射回転ガン４０１、断熱材５の上部水平部分（上面）５ｄを掃除するためのスクレーパ４０２がそれぞれ横行台車４００に組み込まれている。
【００１８】
また、横行台車４００には、本体フレーム１０の上部に取り付けられた横行軌条１０１をガイドとして、横行台車４００が安定して横行するための車輪４０３が前後左右位置に取り付けられている。そして、上面クリーナー４０の横行作動は、駆動装置７０を構成する油圧シリンダ７００により行われる。
【００１９】
図５に示す如く、駆動装置５０は、本体フレーム１０の上部に設けられ、側面クリーナー２０を昇降させるための動力源である減速機付電動機５０１、昇降動作時の速度変換点及び作動限界を決定するための回転型リミットスイッチ５０２、減速機付電動機５０１と回転型リミットスイッチ５０２を連結するためのカップリング５０３、動力伝達用のスプロケット５０４，５０５、動力伝達用のチェーン５０６、側面クリーナー２０を直接吊り下げている前記チェーン５００，５００を支持するスプロケット５０７，５０８を備えている。
【００２０】
尚、本実施形態に係る炉蓋掃除装置は、（１）高圧水発生源である高圧水ポンプ設備、（２）高圧水の制御を行う高圧水切替バルブスタンド、（３）地上側から水を受け取るための給水ホッパ、（４）水を貯めておくための給水タンク、（５）油圧、圧空源及びバルブスタンド、（６）各設備を制御するための電磁制御盤、（７）運転操作用の操作盤及び保守点検用の機側操作盤、をさらに備えている。また、以上の他、水、油圧、空圧、給脂、電気関係のユーティリティー搬送、伝達用配管、配線があり、これらが統合されて、炉蓋掃除装置が構成されている。
【００２１】
本実施形態に係る炉蓋掃除装置の構成は、以上の如くである。炉蓋１は、炉蓋脱着装置（ドアリフタ）によって、コークス炉より取り外され、９０度旋回し、炉蓋掃除装置と正対する。この時、側面クリーナー２０は上限位置にある。しかる後、高圧水噴射回転ガン２０１，２０１から高圧水を噴射し、回転させながら低速（例えば、４０〜８０ｍｍ／ｓｅｃ）で側面クリーナー２０の下降を開始させる。そして、側面クリーナー２０に取り付けられている回転カッター２０２，２０２が炉蓋１の断熱材５の上部水平部分５ｄに達した時、開閉装置２０３の空圧シリンダ２０６を作動させて、断熱材５の上端部に回転カッター２０２，２０２を圧着させ、同時に油圧モータ２０５，２０５により回転カッター２０２，２０２を回転させながら、この時点より高速（例えば、９０〜１８０ｍｍ／ｓｅｃ）に速度変換して側面クリーナー２０を下降させる。
【００２２】
炉蓋１に付着するタール、カーボンは、上部で少なく下部に下がるにつれて多くなる。従って、側面クリーナー２０の移動速度は、高さ方向の下部から約１／４程度の高さ位置で再度低速（例えば、４０〜８０ｍｍ／ｓｅｃ）に速度変換し、下限まで下降させ、下限位置で高圧水噴射回転ガン２０１，２０１の回転と高圧水噴射及び回転カッター２０２，２０２の回転を停止し、同時に開閉装置２０３の空圧シリンダ２０６を作動させ、断熱材５から回転カッター２０２，２０２の圧着を解放する。
【００２３】
側面クリーナー２０が下限位置にある時、上面クリーナー４０の高圧水噴射回転ガン４０１から高圧水を噴射し、回転させながら高速で上面クリーナー４０を移動させる。炉蓋１のガス道の上部水平部分７ｄ、ナイフエッジ４先端の上部水平部分４ｄのタール、カーボンの付着量は少ないため、低速で移動させる必要はない。移動端で上面クリーナー４０を反転させ、高速で定位置に戻し、定位置で高圧水噴射回転ガン４０１の回転と高圧水噴射を停止して、掃除作動が完了する。断熱材５の上部水平部分５ｄには乾留されたコークスが残っている程度で、固着したタール、カーボンは無い。従って、側面クリーナー２０や下面クリーナー３０のように回転カッター２０２，３０２を設けずとも、スクレーパ４０２を動かすだけで十分である。
【００２４】
上面クリーナー４０の掃除作動完了後、下限にある側面クリーナー２０の高圧水噴射回転ガン２０１，２０１から高圧水を噴射し、回転させながら低速で側面クリーナー２０の上昇を開始させる。側面クリーナー２０の回転カッター２０２，２０２が断熱材５の下部水平部分５ｃの位置に到達した時、開閉装置２０３の空圧シリンダ２０６を作動させ、断熱材５の下端部に回転カッター２０２，２０２を圧着させ、同時に油圧モータ２０５，２０５により回転カッター２０２，２０２を回転させながら、下降時低速に速度変換した位置まで低速のまま側面クリーナー２０を上昇させる。速度変換点からは高速で上限まで上昇させ、上限位置で高圧水噴射回転ガン２０１，２０１の回転と高圧水噴射及び回転カッター２０２，２０２の回転を停止し、同時に開閉装置２０３の空圧シリンダ２０６を作動させて、断熱材５から回転カッター２０２，２０２の圧着を解放し、側面クリーナー２０の掃除作動が完了する。
【００２５】
下面クリーナー３０の定位置は中央である。側面クリーナー２０が上限の定位置にある時、下面クリーナー３０に取り付けられている昇降装置３０３の空圧シリンダ３０６を作動させて、回転カッター３０２を断熱材５の下部水平部分５ｃに圧着させ、同時に油圧モータ３０５によって回転カッター３０２を回転させる。この時、高圧水噴射回転ガン３０１もガス道７の下部水平部分７ｃ及びナイフエッジ４先端の下部水平部分４ｃの掃除位置まで上昇している。そこで、高圧水噴射回転ガン３０１から高圧水を噴射し、回転させながら、低速で下面クリーナー３０を右（又は左）横行させた後、右（又は左）端で反転させ、今度は、下面クリーナー３０を左（又は右）横行、左（又は右）端で反転させた後、中央に戻す。中央定位置で高圧水噴射回転ガン３０１の回転と高圧水噴射及び回転カッター３０２の回転を停止し、同時に昇降装置３０３の空圧シリンダ３０６を作動させて、断熱材５から回転カッター３０２の圧着を解放し、下面クリーナー３０の掃除作動が完了する。
【００２６】
当然であるが、各クリーナー２０，３０，４０の作動中は、高圧水、油圧、空圧、電気の各設備が稼働していることが条件である。高圧水に関しては、地上から給水ホッパで水を受け取り、給水タンクに貯水する。地上からの給水方法は、モータバルブを使用した自動給水とホースを人力で継ぐ手動給水がある。尚、水質は、上水（飲料水）が原則であるが、給水配管の途中にフィルタを増設することによって、工水及び環水の使用も可能である。また、油圧源、空圧源は、移動機の設備を利用する場合が多い。運転方法には、全自動と手動があり、選択可能である。上記作動順序は例示であって、当然に順序の変更は自由である。
【００２７】
本実施形態に係る炉蓋掃除装置の特徴は、（１）高圧水噴射力（高圧水噴射回転ガン２０１，３０１，４０１）と機械切削（回転カッター２０２，３０２）の併用、（２）側面クリーナー２０の移動時間の多段変換、（３）高圧水噴射回転ガン２０１，３０１，４０１の掃除有効幅の確保、である。
【００２８】
炉蓋１の付着物除去に高圧水の噴射力を利用することが本実施形態の重要なポイントであるが、機械式の回転カッター２０２，３０２を組み合わせることも重要なポイントである。高圧水噴射力のみで断熱材５を含めて付着物除去（掃除）することも可能であるが、断熱材５の掃除面積が広く、そのため大量の水が必要であり、また、大量の水を使用することによる断熱材５の急冷の問題も発生する。
【００２９】
炉蓋１のガス道７とナイフエッジ４先端の付着物除去は、炉蓋掃除の本来の目的である環境汚染、コークス灰化防止にあるが、断熱材５の側面、下面、上面の付着物除去は、コークス炉に炉蓋１を装着する際の余裕に関する操業上の要求であり、完全性はあまり求められない。従って、機械式の回転カッター２０２，３０２で十分である。また、コークス炉より取り出された直後の炉蓋１は高温であるため、使用する水量はできるだけ少なくすべきである。
【００３０】
高圧水噴射による掃除効果は、付着物除去面（掃除面）に与える打力によって決定する。打力は次式による。
【００３１】
【数１】
2006036838.tif 000003
Ｆ：掃除面に与える打力（ｋｇｆ）
Ｑ：噴射水量（Ｌ／ｍｉｎ）
ｇ：重力加速度（９．８ｍ／ｓ2）
ｐ：噴射圧力（ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ）
Ｓ：噴射ノズル先端から掃除面までの距離（ｃｍ）
Ｌ：噴射到達面までの距離（ｃｍ）
上式のＬは、噴射ノズルの性能で決まる値で、通常Ｌ≒１００ｃｍ、Ｓは３０〜５０ｍｍが限界である（図６参照）。また、掃除効果を上げるために必要な打力は、種々の実験と実績からＦ＞３．０ｋｇｆの関係にある。
【００３２】
ガス道７は、石炭乾留中にタール、カーボンが付着し、ガス道が塞がれるが、このガス道断面積の塞がれる割合を閉塞率と呼び、パーセント（％）で表す。閉塞されたタール、カーボンを除去するための洗浄エネルギー（噴射力）は、水量と圧力の積で表されるが、その関係は図７の通りである。高圧水の噴射圧力を一定（例えば３５０ｋｇｆ／ｃｍ2〜５５０ｋｇｆ／ｃｍ2）とした場合、閉塞率１００％を閉塞率２０％までに下げる場合、即ち改善率８０％とするための所要流量は約ＱL≒２５Ｌ／ｍｉｎである。しかし、本実施形態に係る炉蓋掃除装置は、コークス押出毎回使用することを条件としており、１回の石炭乾留での閉塞率が１００％になることはなく、７０〜８０％である。従って、この時の改善率は、５０〜６０％となり、洗浄エネルギー（所要流量）も少なくてよい（ＱL≒１５〜１８Ｌ／ｍｉｎ）。
【００３３】
噴射ノズルから噴射される水は、図６に示すごとく、直進し、付着物除去面（掃除面）に到達し、付着物を破壊するが、その破壊幅は、実験の結果、ノズル口径の約１０倍である。例えば０．７ｍｍφ口径の噴射ノズルの掃除有効幅は７ｍｍである。従って、高圧水噴射軌跡は７ｍｍピッチであることが要件となる。高圧水噴射回転ガン２０１，３０１，４０１を回転させながらクリーナー２０，３０，４０を移動させた時の噴射軌跡を図８に示す。
【００３４】
高圧水の噴射力を利用して、タール、カーボン等の付着物を除去するガス道７は、ある幅を持っており、炉団によって異なる。また、ガス道７だけでなく、ナイフエッジ４先端も掃除有効幅に含めなければならない。本実施形態に係る高圧水噴射回転ガン２０１，３０１，４０１は、図８に示す噴射ノズル取り付けピッチ（図では８０ｍｍ）を変更することで、掃除有効幅をガス道幅に合わせることができると共に、噴射ノズルの取り付け角度を変更することで掃除有効幅を広げることも可能である。
【００３５】
一方、回転カッター２０２の断熱材５の側面に付着しているカーボン化したタールの切削能力は、図９を参照して次式で求めることができる。
Ｐ ＝ Ｋp・ｂ・ｈm                             ・・・（式２）
Ｐ：所要切削能力（ｋｇｆ）
Ｋp：比切削力（ｋｇｆ／ｍｍ2）
ｂ：切削される付着カーボン幅（ｍｍ）
ｈm：平均切削カーボン厚さ（ｍｍ）
上記の式より、１回のカッター通過で１回の石炭乾留で付着すると考えられるカーボン量５ｍｍを除去するとして、Ｐ≒１７０ｋｇｆを標準にしている。但し、実際は、側面クリーナー２０は昇降作動であるために、掃除面の通過回数は２回である。
【００３６】
ここで、炉蓋１の高さ方向では、付着するタール、カーボンの量が異なる。即ち、上部、中間部は比較的少なく、下部になるほど多い。高圧水噴射回転ガン２０１から高圧水を噴射しながら移動させる場合、移動速度が遅い方が掃除面に与える洗浄エネルギーが高い。従って、閉塞率の小さい炉蓋１の上部及び中間部は移動速度を速く、また、下部に行くにつれて遅くすることができる。炉蓋１の長さ方向の付着物の量は上記の傾向が一般的であるが、炉蓋１毎に傾向の違いがある。本実施形態に係る炉蓋掃除装置は、側面クリーナー２０の昇降駆動の制御に周波数制御方式を採用しており、炉蓋１のタール、カーボン付着傾向に合わせて側面クリーナー２０の移動速度を無段階に多段変更が可能である。また、これによって掃除時間の短縮を図ることができる。
【００３７】
以上、高圧水噴射力と機械式の回転カッターを併用した本実施形態に係る炉蓋掃除装置によれば、（１）ガス道７の付着物除去方法が高圧水噴射力を利用した非接触方式であるため、損傷を与えることがなく、（２）炉蓋１と炉蓋掃除装置との芯合せに前後左右のずれがあっても、高圧水噴射幅に余裕を持たせることによって、十分な掃除効果を得ることができ、（３）高圧水噴射力による掃除方法は、掃除面に対して機械的な接触はしないため、ガス道７の上下左右のコーナー部も容易に通過し、また、噴射力によって付着物が飛散するため、付着物の押し詰まりの発生がなく、（４）付着タール温度が高い場合、軟質であるが、高圧水を噴射することによって冷却されると共に、噴射力で飛散させるため、軟質タールでも掃除でき、（５）高圧水の噴射幅をナイフエッジ４先端を含めることができるまで広げることによって除去可能で、損傷させることもない、という効果を奏する。
【００３８】
また、側面クリーナー２０の昇降駆動は電動機である。この電動機を周波数制御することによって、無段階に昇降速度を変換することができる。これを利用して硬質で付着量の少ない炉蓋１上部は高速で、軟質で付着量の多い炉蓋１下部は低速で、各々昇降させることで、従来技術の炉蓋掃除装置と異なり、限られた時間（コークス押出時間（約２分間））内に最も高い掃除効果を得ることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態に係る炉蓋掃除装置は、断熱材５側面及び下面への回転カッター２０２，３０２圧着に圧縮性のある空圧シリンダ２０６，３０６を使用しており、掃除面の凹凸に対して対応が早く、回転カッター２０２，３０２の掃除面への追従性が高く、付着物の除去残しを無くすことができる。即ち、アクチュエータに油圧を使用する場合、圧油が非圧縮性の液体であるため断熱材５の側面及び下面の凹凸に対しての応答が遅く、掃除面に密着しにくいが、アクチュエータに圧縮性のある圧空を使用することにより、断熱材５の側面及び下面の凹凸、左右及び上下の芯ずれ、傾きに対して敏感に応答し、油圧に比較して掃除面へ回転カッター２０２，３０２をより密着させることができて、掃除効果を高めることができるのである。
【００４０】
また、従来技術の炉蓋掃除装置は、ガス道７の掃除方法が機械式のスクレーパ方式のため、炉蓋１に向かって前進させなければ芯合わせができないが、ガス道の掃除方向が高圧水噴射の場合、掃除装置の据付位置を炉蓋１の旋回位置に合わせておくことが可能で、支持架及び前後進装置が不要の固定式にすることができ、芯合わせ時間の短縮と芯合わせ精度を高めることができる。尚、炉蓋掃除装置を従来通りに前後進させても構わない。
【００４１】
さらに、炉蓋掃除装置と炉蓋との芯合わせで、側面クリーナー２０は開閉装置２０３を備えており、回転カッター２０２，２０２の左右に余裕がある。ガス道７の掃除機構（高圧水噴射回転ガン２０１）を回転カッター取付ブラケット（昇降台車２００の一部）に取り付けることができれば、ガス道７に対してより正確な芯合わせができる。従来技術の炉蓋掃除装置のガス道掃除機構は、スクレーパであるため、これができないが、本実施形態に係る高圧水併用の炉蓋掃除装置は、ガス道掃除機構が高圧水噴射式であるため、回転カッター２０２，２０２と共通架台にすることができる。従って、より正確な芯合わせが可能になり、掃除効果も高くなる。
【００４２】
尚、本発明に係る炉蓋掃除装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００４３】
例えば、高圧水噴射及び機械切削で炉蓋１に付着しているタール、カーボンを除去した際、除去物が噴射ノズル先端に張り付き、噴射口を塞ぐことがある。これを防止するために、図１０に示す如く、噴射ノズル２０１ａ（３０１ａ，４０１ａ）先端にノズル口径に対応した高圧水通過開口部２０１ｄ（３０１ｄ，４０１ｄ）のあるカバー２０１ｃ（３０１ｃ，４０１ｃ）をノズルホルダ２０１ｂ（３０１ｂ，４０１ｂ）に取り付けるのが好ましい。このカバー２０１ｃ（３０１ｃ，４０１ｃ）内部は、高圧水が通過するために、常に負圧になっており、このカバー２０１ｃ（３０１ｃ，４０１ｃ）の取り付け側に開口部２０１ｅ（３０１ｅ，４０１ｅ）を設けると外気が吸引され、カバー先端部の高圧水通過開口部２０１ｄ（３０１ｄ，４０１ｄ）から吸引された空気が高速で高圧水と共に掃除面に吹き付けられ、掃除面に付着したタール、カーボン等の付着物を有効に除去でき、高圧水のみの噴射に比較して、さらに掃除効果を向上させると共に、噴射ノズルの目詰まりを防止することができる。
【００４４】
また、高圧水の噴射を停止すると、サイホン現象により噴射ノズルへの高圧水供給配管内が一時的に負圧となり、大気中に浮遊している粉塵が噴射ノズル内に吸引され、次に高圧水を噴射した時に噴射ノズル内で粉塵がアーチ状に積層され、目詰まりを起こすことがあるが、これを防止するために、高圧水の噴射停止と同時に高圧水供給配管内に圧空を自動的に供給して陽圧にし、粉塵を吸引しないようにすることが好ましい。
【００４５】
また、回転カッター２０２，３０２で掃除を行う断熱材５の側面、下面にも軟質のタール、カーボンが付着しており、回転カッター２０２，３０２で除去する際、それがカッター溝部に付着して目詰まりを起こすが、この目詰まり状態の回転カッター２０２，３０２を掃除、洗浄する装置を側面クリーナー２０及び下面クリーナー３０の定位置に設置するのが好ましい。この洗浄装置は、所定間隔を有して配置された数個の噴射ノズルを持ち、掃除完了後、側面クリーナー２０の回転カッター２０２と下面クリーナー３０の回転カッター３０２がそれぞれの定位置に戻った時、噴射ノズルより高圧水や圧空を噴射して回転カッター２０２，３０２を洗浄する。この時、回転カッター２０２，３０２は、全周に高圧水や圧空が噴射されるように回転させる。
【００４６】
炉蓋１の掃除は、移動機（押出機やガイド車）に搭載されているドアリフタで火落ち窯の炉蓋１を取り外し、旋回させてから、炉蓋１と炉蓋掃除装置との芯合わせを行った後、コークス押出時間内に行う。芯合わせは、旋回し、炉蓋１と炉蓋掃除装置を正対させた後、炉蓋掃除装置を炉蓋１に向かって前進させる方式で行っているが、前進させるための装置と炉蓋掃除装置を支持する架が必要であり、また、移動させるために前後、左右の振れがあり、芯合わせ後の狂いが大きい。炉蓋掃除装置の据え付け位置を、移動機に搭載されているドアリフタで炉蓋１を取り外し、旋回した位置に合わせておけば、炉蓋１を旋回させただけで炉蓋掃除装置と炉蓋１の芯合わせが完了する。従って、このようにすれば、前後進装置、支持架が不要となって軽量化が図れると共に、芯合わせ時間が短縮され、芯合わせ後の狂いも少ない。掃除効果を向上させるためには重要なポイントである。但し、炉蓋１の旋回時に該炉蓋１と炉蓋掃除装置との干渉を避けるべく、側面クリーナー２０に取り付けられている回転カッター２０２，２０２は、炉蓋１の断熱材５の高さより高い位置にあることが条件となる。
【００４７】
また、炉蓋１は、ドアリフタに支持されて、炉蓋掃除装置との芯合わせが行われ、掃除作動中、ドアリフタは炉蓋１を支持し続けている。高圧水は、炉蓋１のナイフエッジ４先端及びガス道７内面に向かって噴射されるが、その時、ドアリフタ、炉蓋掃除装置の本体フレーム１０、チェーン５００、ホース及びその他の周辺設備に噴射水が飛散し、錆の発生、劣化、汚染を進行させ、設備の損傷や各作動部の作動不良、特に電気系統の損傷が引き起こされる。このため、作動中の噴射水が周辺に飛散することが無いような防護処置を施す必要がある。そこで、図１１に示す如く、芯合わせの完了時、ステンレスワイヤーを利用したフレキシブル性のあるワイプレシール２０７が炉蓋１の（炉蓋本体２の）両側面に密着し、噴射水が噴射の反対側まで飛散しないようにする一対の防水板２０８，２０８で構成された飛散防止装置を取り付けるのが好ましい。ここで、炉蓋掃除装置の据え付け位置を、移動機に搭載されているドアリフタで炉蓋１を取り外し、旋回した位置に合わせておく方式を採用する場合、炉蓋１の進入側にある防水板２０８は、炉蓋１の進入、退出に合わせて開閉できる構造となる。
【００４８】
また、上記実施形態に係る炉蓋掃除装置は、炉蓋１のナイフエッジ４先端とガス道７の全周を水洗いしているが、水を供給する設備として、上述の如く、給水ホッパ、貯水タンク、高圧水ポンプ、切替弁及びホースを含めた各種配管がある。寒冷地では、これら水に関する設備は水の凍結によって水洗できず、または凍結によって水の容積が膨張し、配管を含めた設備の破損を招く結果になる。そこで、炉蓋掃除装置とその関連設備の凍結防止対策としては、電熱ヒータ方式と設備中の水を空気圧を利用して排出する方式があり、両方法を併用するのが好ましい。具体的には、（１）受水ホッパ、貯水タンクは、トレース電熱ヒータを巻き付け、その上に断熱材を取り付け、保温し、（２）高圧水ポンプ切替弁は、断熱処置を施した部屋を設け、その中に設置し、部屋全体を暖房し、（３）固定の水配管は、テープ電熱ヒータを巻き付け、その上に断熱材を取り付け、保温し、（４）フレキシブル部分は、高圧ホースを使用し、可撓性のあるホース用断熱ヒータを使用し、その上から断熱材で保温し、（５）高圧水噴射回転ガン２０１，３０１，４０１は、ガン本体にテープ電熱ヒータを巻き付け、その上に断熱材を張り付けて保温する。また、炉蓋掃除装置の連続使用を中止した場合、切替弁以後の水関連設備（主に配管と高圧水噴射回転ガン２０１，３０１，４０１）内の水抜きを行うための圧空回路を設け、掃除作動停止後、水配管内に圧空を送り、設備内の水を排水する。但し、受水ホッパ、貯水タンク、高圧水ポンプ、切替弁の圧空による水抜きは困難であるため、ヒートアップする。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る炉蓋掃除装置であって、（イ）は、側面図、（ロ）は、正面図を示す。
【図２】同実施形態に係る炉蓋掃除装置の側面クリーナーであって、（イ）は、平面図、（ロ）は、正面図を示す。
【図３】同実施形態に係る炉蓋掃除装置の下面クリーナーであって、（イ）は、平面図、（ロ）は、側面図、（ハ）は、正面図を示す。
【図４】同実施形態に係る炉蓋掃除装置の上面クリーナーであって、（イ）は、平面図、（ロ）は、正面図を示す。
【図５】同実施形態に係る炉蓋掃除装置の側面クリーナーの駆動装置の平面図を示す。
【図６】同実施形態に係る炉蓋掃除装置による高圧水噴射に関する説明図を示す。
【図７】高圧水噴射流量とガス道閉塞率との関係図を示す。
【図８】同実施形態に係る炉蓋掃除装置による高圧水噴射の軌跡に関する説明図であって、（イ）は、噴射ノズルが２個の場合、（ロ）は、噴射ノズルが１個の場合を示す。
【図９】同実施形態に係る炉蓋掃除装置による切削に関する説明図を示す。
【図１０】他実施形態に係る炉蓋掃除装置の高圧水噴射回転ガンの先端部における拡大断面図を示す。
【図１１】他実施形態に係る炉蓋掃除装置の側面クリーナー近傍の平面図を示す。
【図１２】炉蓋の断面平面図を示す。
【符号の説明】
【００５０】
１…炉蓋、２…炉蓋本体、３…鋼板、４…ナイフエッジ、４ａ，４ｂ…垂直部分、４ｃ…下部水平部分、４ｄ…上部水平部分、５…断熱材、５ａ，５ｂ…垂直部分（側面）、５ｃ…下部水平部分（下面）、５ｄ…上部水平部分（上面）、６…炉枠、７…ガス道、７ａ，７ｂ…垂直部分、７ｃ…下部水平部分、７ｄ…上部水平部分、１０…本体フレーム、１００…横行軌条、１０１…横行軌条、１５…吊下装置、２０…側面クリーナー、２００…昇降台車、２０１…高圧水噴射回転ガン、２０１ａ…噴射ノズル、２０１ｂ…ノズルホルダ、２０１ｃ…カバー、２０１ｄ…高圧水通過開口部、２０１ｅ…開口部、２０２…回転カッター、２０３…開閉装置、２０４…車輪、２０５…油圧モータ、２０６…空圧シリンダ、２０７…ワイプレシール、２０８…防水板、３０…下面クリーナー、３００…横行台車、３０１…高圧水噴射回転ガン、３０１ａ…噴射ノズル、３０１ｂ…ノズルホルダ、３０１ｃ…カバー、３０１ｄ…高圧水通過開口部、３０１ｅ…開口部、３０２…回転カッター、３０３…昇降装置、３０４…車輪、３０５…油圧モータ、３０６…空圧シリンダ、４０…上面クリーナー、４００…横行台車、４０１…高圧水噴射回転ガン、４０１ａ…噴射ノズル、４０１ｂ…ノズルホルダ、４０１ｃ…カバー、４０１ｄ…高圧水通過開口部、４０１ｅ…開口部、４０２…スクレーパ、４０３…車輪、５０…駆動装置、５００…チェーン、５０１…減速機付電動機、５０２…リミットスイッチ、５０３…カップリング、５０４，５０５…スプロケット、５０６…チェーン、６０…駆動装置、６００…油圧シリンダ、７０…駆動装置、７００…油圧シリンダ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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