(57)【要約】【課題】  コークス炉の炉口と炉蓋との間のガスシールを、簡便な作業でかつ効果的に行うことができるガスシール方法を提案する。【解決手段】  コークス炉の炉口を炉蓋で閉止した後、炉口と炉蓋との間にシール剤を介在させてシールする方法において、前記シール剤として、0.5〜10質量％の燐酸アルミニウム等の膨張剤を含有する耐火材料の水混練物を用いる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炉口を炉蓋で閉止した後、炉口と炉蓋との隙間をシール剤によりシールする方法において、前記シール剤として、膨張剤を含有する耐火材料を水と混練した水混練物を用いることを特徴とするコークス炉炉蓋のシール方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコークス炉炉蓋のシール方法において、耐火材料中の膨張剤として、燐酸アルミニウムを0.5〜10mass％含有させることを特徴とするコークス炉炉蓋のシール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炉口を炉蓋で閉止した後、上記炉口と炉蓋と間の隙間をシールする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は、炭化室に装入した石炭を、炭化室に隣接して設けられた燃焼室で発生させた燃焼熱を伝熱させて乾留し、コークスを製造するものである。この際、炭化室への石炭の装入は、炭化室の上部に設けられた装入口から行われ、乾留後のコークスの排出は、炭化室の両側面に設けられた炉口の炉蓋を外した後、コークス炉外に配置された押し出し機により、一方の炉口から他方の炉口へ押し出すことにより行われている。
【０００３】
コークス炉では、石炭の乾留時にはいわゆるコークスガスが発生し、これを回収している。そのため、乾留を行う際には、炭化室の炉口と炉蓋の間は完全に密閉しておく必要がある。炉蓋は、鋼製蓋の炭化室側に耐火物を内張りした構造となっており、図１に示すように、高さ方向の２箇所に設けられた閂を、コークス炉の炉口側の左右２箇所に設けられた閂受けに落とし込んで、固定するのが一般的である。
【０００４】
炉口と炉蓋との間は、図２に示すように、炉蓋に設けられたナイフエッジと呼ばれる鋼製板を、炉口を構成する鋼製のドアフレームに押し当てることで密閉される。しかし、炉蓋は、幅が約0.5ｍで高さが数ｍにも及ぶ細長い形状をしている。さらに、石炭の乾留時には、コークス炉の炭化室の温度は1000〜1200℃程度にまで達するため、炉蓋の温度は、上記耐火物による断熱対策が施されてはいるものの、高温になる。そのため、炉蓋は、長時間使用している間に、熱変形や機械的変形により変形し、その結果、上記ドアフレームにナイフエッジを押し当てる方法では、隙間が空いて炭化室内のガスが漏出することがあった。
【０００５】
この問題に対しては、炉蓋を閉止した後、ナイフエッジとドアフレームの間の隙間に、シール剤を介在させる技術が提案されている。ただしこのシール剤は、シール部の温度が高いため、樹脂等の材料を用いることはできない。そこで、綿状の耐火物繊維を押し込んだり、モルタルを塗布したりしていた。
【０００６】
しかし、綿状の耐火物繊維を押し込む方法は、炭化室内から染み出してくるタール等と耐火物繊維とが混ざって、シール部分に固着する。そのため、炉蓋を外してコークスを排出した後、次回の石炭装入のために炉蓋を閉止しようとした場合には、前回の乾留で固着した耐火物繊維とタールとの混合物が、ドアフレームのシール面に残存して凹凸を形成し、ナイフエッジとドアフレーム間のシール性の低下を招くという問題があった。
【０００７】
この点、炉蓋とドアフレームの隙間にモルタルを塗布する方法は、モルタルとタールが混じり合っても固着することはないので、固化したモルタルを剥離させることは容易である。そのため、炉蓋を外した後に、ドアフレームのシール面をエアー等で吹くことで容易に除去することができる。しかし、モルタル自体は、塗布後、乾燥して温度が上昇するにつれて収縮する性質があるため、ひび割れが生じ、場合によっては、剥離してしまうことがある。そのため、モルタルを塗布する方法は、ガスシール性の信頼性が劣るという問題があった。
【０００８】
従来技術が抱える上記のような問題点を解決する技術として、炉蓋のナイフエッジの外周側に接して、ドアフレーム側への突き出し長さを炉蓋の周方向位置で任意に調整可能としたパッキング部材を設け、ナイフエッジとパッキング部材の２重シールによってガスシールを行うシール技術が、特許文献１に提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３０５６号公報
【発明の開示】
【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の技術を採用するには、コークス炉の全炉蓋のナイフエッジ部全周に亘って上記シール構造を設ける必要があり、大きな設備投資が求められる。また、ガスシールを確実に行うためには、パッキング部材の押圧量の調整を炉蓋の変形に応じてこまめに行う必要があり、必ずしもメンテナンスフリーで使用できるシール構造ではないという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、コークス炉の炉口と炉蓋との間のガスシールを、簡便な作業でかつ効果的に行うことができるガスシール方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、上記課題の解決に向けて検討を重ねた結果、コークス炉の炉口と炉蓋との間に介在させるガスシール剤として、温度上昇により膨張する特性を有するシール剤を用いればよいことに想到し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明は、コークス炉の炉口を炉蓋で閉止した後、炉口と炉蓋との隙間をシール剤によりシールする方法において、前記シール剤として、膨張剤を含有する耐火材料を水と混練した水混練物を用いることを特徴とするコークス炉炉蓋のシール方法である。
【００１３】
また、本発明は、上記膨張剤として、燐酸アルミニウムを0.5〜10mass％含有させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コークス炉の炉口と炉蓋の間のガスシールを、大きな設備投資を必要とすることなくまた炉蓋の変形等に影響されることなく簡便かつ確実に行うことができる。従って、本発明によれば、コークス炉の作業性の向上やメンテナンス性の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のシール方法は、コークス炉の炉口を炉蓋で閉止した後、炉口と炉蓋との間にできた隙間にシール剤を介在させてガスシールする方法において、該シール剤として昇温により膨張性を有するものを用いることを特徴とするものである。例えば、図２に示したように、シール部を形成する炉蓋のナイフエッジと炉口のドアフレームとの接触部に発生した隙間に、上記特性を有するシール剤を何らかの方法で介在させておくことにより、コークス炉からの伝熱による昇温によってシール剤が膨張して上記隙間内部に入り込み、確実にガスシールを行うことができる。
【００１６】
本発明において用いるシール剤は、膨張剤を0.5〜10mass％含有する耐火材料を、水で混練し、スラリー状あるいはペースト状にした混練物である。このシール剤を、炉口と炉蓋との間の隙間部に介在させる方法は、特に限定されるものではなく、スラリー状にしたシール剤を吹き付ける方法、はけ等で塗布する方法、ペースト状にしたシール剤を塗り込む方法等、いずれの方法を用いてもよい。
【００１７】
上記シール剤に添加する膨張剤としては、上述した炉蓋が、乾留時に到達する温度である200℃〜300℃程度で体積膨張する物質であれば好適に用いることができる。例えば、燐酸アルミニウムは、(AlＨ3(ＰＯ4)2・３Ｈ2Ｏ)のように結晶水を含んでおり、これが200〜400℃程度に昇温したときに分離、蒸発するため、耐火材料が発泡して膨張する。そのため、シール剤の膨張剤として、燐酸アルミニウムを用いた場合には、ナイフエッジとドアフレームとの間隙を極めて有効にシールすることができるようになる。
【００１８】
耐火材料に加える膨張剤の量は、膨張剤と耐火材料の合計に対して0.5〜10mass％の範囲である。膨張剤の添加量が0.5mass％に満たないと、体積膨張の量が少な過ぎて、シール部の隙間を完全に埋めることが難しくなる。一方、10mass％を超えて添加すると、体積膨張量が却って大き過ぎて、シール剤中に含まれる耐火材料の密度が低下したり、耐火材料がシール部から押し出されて逆にシール性を低下させたりする原因となる。好ましくは、２〜８mass％の範囲である。
【００１９】
シール剤を構成する耐火材料としては、コークス炉の炉口部における温度(200℃〜300℃)においても蒸発や変質等がないものであればよく、例えば、ムライト(３Al2Ｏ3・２SiＯ2)やシリカ、アルミナ等の酸化物系耐火材料や、SiＣやSi3Ｎ4などの炭窒化物等であれば好適に使用することができる。なお、添加する時の耐火材料の形態は、炉口と炉蓋の隙間に入り込む必要であることから、粉末であることが好ましく、平均粒径が10〜100μmであれば好適である。
【００２０】
本発明において用いるシール剤は、上記膨張剤や耐火材料を水と混ぜて混練し、スラリー状あるいはペースト状にしたものである。
【実施例１】
【００２１】
装入炭量が26ｔで90門の炭化室を有するコークス炉の内の10門に、本発明のシール方法を適用し、ガスシール性、作業性を調査した。シール剤としては、燐酸アルミニウムを５mass％含有し、残部がムライト質粉末(平均粒径50μm)からなる耐火材料に水を外数で８mass％加えて混練し、粘土状にしたものを用い、これを、炉口に炉蓋を閉止した後、炉口のドアフレームと炉蓋との接触部(図２のＡ部)に全周に亘って押し込んだ。また、比較例として、残り80門の内の10門に、炉口のドアフレームと炉蓋との接触部に全周に亘ってAl2Ｏ3質の綿状耐火物繊維を打ち込む方法を適用した。
【００２２】
その結果、発明例および比較例のいずれの場合も、石炭乾留中に炭化室からのガス漏れは認められなかった。しかし、炉蓋を外して乾留後のコークスを押出し完了後にドアフレームを点検したところ、従来のシール方法を適用した10門の炭化室では、綿状耐火物繊維とタールとが混じり合った硬い固着物が、ドアフレーム部に部分的に付着して凹凸を形成しており、次の乾留のための石炭を装入するために炉蓋を閉止しても、炉蓋のナイフエッジとドアフレームの間に大きな隙間ができる状態となっていた。この固着物は、0.8MPaの圧縮空気で吹き落とすことを試みたが、完全に除去することができず、人力で擦り落とす必要があった。これに対して、本発明のシール方法を適用した10門の炭化室では、シール剤のほとんどが、炉蓋の取外しとコークスの押出し作業中に塗布した部分から剥離、落下し、残存していなかった。以上の結果から、本発明のガスシール方法は、シール性の他、作業性の面でも優れていることが確認できた。
【実施例２】
【００２３】
実施例１で用いたシール剤中の燐酸アルミニウムの配合量を、表１に示したように、0.3〜15mass％に変化させたシール剤を準備し、それぞれのシール剤を、５門ずつのドアフレームと炉蓋の接触部に全周に亘って施工し、ガス漏れの状況を調査した。この結果を表１に併記して示したが、燐酸アルミニウムの配合量が0.5〜10mass％の場合(No.２〜６)には、いずれもガス漏れが発生せず、良好なシール性が得られた。一方、燐酸アルミニウムをほとんど配合しなかったもの(No.１)、あるいは、15mass％と多量に配合したもの(No.７)では、一部の炉蓋にガス漏れが認められ、その結果、ガス漏れ部にさらにシール剤を施工する必要があった。
【００２４】
【表１】
2006077204.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】コークス炉の炉口への炉蓋の取付け機構を例示した図である。
【図２】従来のコークス炉の炉蓋のシール構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  炭化室
２  ドアフレーム
３  炉蓋
４  炉蓋本体
５  炉蓋レンガ
６  シールプレート
７  ナイフエッジ
８  閂
９  押圧装置
【図１】
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【図２】
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