(57)【要約】【課題】建設精度を維持したまま、コークス炉建設工期を短縮し、コークス炉建設費用を抑制する。【解決手段】バックステー１を寝かせた状態にて、炉締金物６、保護板３を予めバックステー１に設置し、予め炉締金物６、保護板３を取り付けたバックステー１を所定の位置に立て、煉瓦積み基準線をバックステー１、保護板３にマーキングし、基準線に基づいて、煉瓦構造物５ｂの煉瓦積みを行い、煉瓦構造物５ｂの煉瓦積みの完了後、バックステー１に設置した保護板３を取り外し、保護板３を所定の位置に移動させ、炉枠を設置するコークス炉の建設方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックステーを寝かせた状態にて、炉締金物、保護板を予めバックステーに設置し、
予め炉締金物、保護板を取り付けた前記バックステーを所定の位置に立て、
煉瓦構造物の煉瓦積みを行い、
煉瓦構造物の煉瓦積みの完了後、バックステーに設置した保護板を所定の位置に移動させ、炉枠を設置することを特徴とするコークス炉の建設方法。
【請求項２】
バックステーを寝かせた状態にて、さらに、蓄熱押え金物を予めバックステーに設置、又は、はめ込んでおくことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の建設方法。
【請求項３】
炉枠を設置する際に、炉枠を上部から吊り上げ差込設置するとともに、差込時にバックステー上部の吊り代となる空間を確保した仮設上屋構造とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコークス炉の建設方法。
【請求項４】
炉枠を設置する際に、バックステーの上から、炉枠が垂直に下降するようにクレーンを位置調整しながらバックステーおよび炉締金物と保護板の間に差込むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコークス炉の建設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の建設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
室炉式コークス炉は、上下に２層構造となっており、下層に蓄熱室、上層に炭化室と燃焼室が配置される。上層と下層との間に蛇腹部（コーベル部とも呼ばれる。）が配置される。炭化室の長手方向を炉長方向、炭化室と燃焼室が交互に並んでいる方向を炉団長方向という。炭化室は炉長方向に１６ｍ程度、高さが６ｍ程度、炉団長方向に幅が０．５ｍ程度であり、燃焼室は同様の炉長、高さで幅が０．８ｍ程度であり、炭化室と燃焼室が炉団長方向に交互に配置されて炉団を形成している。これら蓄熱室、炭化室、燃焼室、蛇腹部は煉瓦積みで構築される煉瓦構造物である。コークス炉稼働中、煉瓦構造物はそれぞれ昇温され、炉体は熱膨張する。
【０００３】
煉瓦構造物は、下方から蓄熱室、燃焼室が形成されている。コークス炉の炉長方向両端には、煉瓦構造物に炉締力を付与するためのバックステーが配置されている。バックステーの上端部と下端部には、バックステーを炉締め方向に押しつける張力を付与するクロスタイロッドが配置され、バックステーとクロスタイロッドの接続部に設けられる炉締めスプリングによって炉締力が形成される。
【０００４】
燃焼室の炉長方向両端部には保護板が設けられ、炭化室の炉長方向両端部には炉枠が設けられ、炉枠には炭化室の炉蓋が接続される。また、保護板と炉枠はいずれも、バックステーからの炉締力によって、燃焼室の煉瓦構造物を締め付ける働きに寄与している。すなわち、バックステーからの炉締力は、炉枠に伝達され、炉枠に伝達された炉締力は、保護板に伝達され、保護板が燃焼室の煉瓦構造物を締め付ける方法がとられている。また、バックステーと蓄熱室の煉瓦構造物との間には、蓄熱押え金物が設けられ、バックステーからの炉締力によって蓄熱押え金物を介して蓄熱室の煉瓦構造物は締め付けられている。保護板は通常鋳物製で、蓄熱押え金物は鋼製である。
【０００５】
このようなコークス炉の煉瓦構造物を築造するに際しては、通常、まずはバックステーを先に建てる（特許文献１）。その手順は、概ね次のような工程による。
工程１．バックステー１を所定の位置（冷間位置）に建てる（図３（Ａ））。
工程２．蓄熱押え金物２を、建てたバックステー１の正規位置に取り付ける（図３（Ｂ））。
工程３．煉瓦構造物のうちの蓄熱室から始まり蛇腹部までの煉瓦構造物５ａを煉瓦職人である築炉工が築造する（図３（Ｃ））。
工程４．バックステー１に保護板３を、移動しないよう仮止めした状態で正規位置に取り付ける（図３（Ｄ））。
工程５．炭化室と燃焼室を形成する煉瓦構造物５ｂを築炉工が築造する（図４（Ｅ））。
工程６．バックステー１に仮止め状態で取り付けた保護板３をバックステー１から移動し、（図４（Ｆ））、バックステー１と保護板３の間に炉枠４を取り付ける（図４（Ｇ））。炉枠４を保護板３に押し付けるための炉締金物６を取り付ける（図４（Ｈ））。蓄熱押え金物２を締め付ける炉締金物６をバックステー１の正規位置に取り付ける（図４（Ｈ））。
工程７．炉長方向両側のバックステー１の間を図３、４には図示していないクロスタイロッドにより炉締力を付与し、炉締金物６を介して蓄熱押え金物２および保護板３を煉瓦構造物に押し付けることにより、コークス炉を建設する。
【０００６】
上記、工程３や工程５で、煉瓦構造物５ａ、５ｂを築造（煉瓦積み）する上では、煉瓦構造物の位置決めの基準が必要となる。蛇腹部までの煉瓦積みの基準では、蓄熱押え金物２およびバックステー１にマーキングした煉瓦積み基準線を使用する。一方、燃焼室煉瓦積みの基準では、保護板３およびバックステー１にマーキングした煉瓦積み基準線を使用する。そのため、煉瓦構造物を築造するに先立って、蓄熱押え金物２や保護板３は高さ方向に垂直に、そして炉長方向は所定どおりの位置に、正確に取り付ける。また、築炉（煉瓦積み）を行っている間は、蓄熱押え金物２や保護板３は、所定の位置に設けなければならない。築炉が終了したら、工程６、工程７のように、炉枠４を取り付けてから、炉締金物６を設置し、図３、４には図示していないクロスタイロッド等で炉締力を付与し、炉締金物６を介して蓄熱押え金物２および保護板３を煉瓦構造物に押し付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−７８２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の工程によれば、工程３により煉瓦構造物５ａを築炉工が築造した後に、工程４によりバックステー１に保護板３を取り付け、再び築炉工が、工程５により煉瓦構造物５ｂを築造する。すなわち、工程３と工程５の間である、工程４の保護板３等、築炉の煉瓦積み前に据付が必要な金物を据付けている期間は、築炉工は作業ができず待機せざるを得ない。この保護板３の据付に関する工程４は、窯数にもよるが、１週間程度は要する。１週間以上も築炉工を待機させることは、作業期間を長期化させ（作業効率が悪い）、その間築炉工を拘束することになるので、日当がかさみコストもかかる。また、バックステー１を建てたのちに保護板３等を取り付けるとなると、高所作業車や作業足場が必要となる。よって、重機や足場のコストがかかるとともに、作業効率も悪い。
【０００９】
本発明は、以上のような事情をかんがみて、建設精度を維持したまま、コークス炉建設工期を短縮し、コークス炉建設費用を抑制することができるコークス炉の建設方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）バックステーを寝かせた状態にて、炉締金物、保護板を予めバックステーに設置し、
予め炉締金物、保護板を取り付けた前記バックステーを所定の位置に立て、
煉瓦構造物の煉瓦積みを行い、
煉瓦構造物の煉瓦積みの完了後、バックステーに設置した保護板を所定の位置に移動させ、炉枠を設置することを特徴とするコークス炉の建設方法。
（２）バックステーを寝かせた状態にて、さらに、蓄熱押え金物を予めバックステーに設置、又は、はめ込んでおくことを特徴とする（１）に記載のコークス炉の建設方法。
（３）炉枠を設置する際に、炉枠を上部から吊り上げ差込設置するとともに、差込時にバックステー上部の吊り代となる空間を確保した仮設上屋構造とすることを特徴とする（１）又は（２）に記載のコークス炉の建設方法。
（４）炉枠を設置する際に、バックステーの上から、炉枠が垂直に下降するようにクレーンを位置調整しながらバックステーおよび炉締金物と保護板の間に差込むことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかひとつに記載のコークス炉の建設方法。
【発明の効果】
【００１１】
コークス炉建設工期の短縮、および、建設費用の抑制が可能となる。その上で、築炉工事精度も維持可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のコークス炉の建設方法の前半手順を説明する図である。
【図２】本発明のコークス炉の建設方法の後半手順を説明する図である。
【図３】従来のコークス炉の建設方法の前半手順を説明する図である。
【図４】従来のコークス炉の建設方法の後半手順を説明する図である。
【図５】保護板および炉締金物をバックステーに予め設置した状態を説明する図である。
【図６】本発明において、炉枠をバックステーの正面から設置することが困難であることを説明する図である。
【図７】従来において、炉枠をバックステーの正面から設置できることを説明する図である。
【図８】仮設上屋に設けた天井クレーンにより、炉枠を上部から吊り上げ差込設置を行うことを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、炉締金物６、保護板３を事前にバックステー１に予め設置しておき、建設現場で炉締金物６、保護板３を据え付ける工程を省略することにより、建設工期を短縮する。
図１、２の（Ａ）乃至（Ｅ）を参照して、詳細に工程を説明する。
【００１４】
工程（１）．
バックステー１を寝かせた状態にて、炉締金物６、保護板３を予めバックステー１に設置する（図１（Ａ））。上記炉締金物６は、具体的には、図７（Ｂ）において示される炉締スプリング６ａ、炉枠押え金物６ｂ等（スプリング、スプリングボックス、ビーム、ボルト・ナット類）が挙げられ、バックステー１を寝かせた状態で設置できる金物を総称するものである。炉締金物６、保護板３を寝かせた状態でのバックステー１に設置すれば、高所作業車が不要となり、縦置きされたバックステー１に炉締金物６、保護板３を取り付けるよりも容易であるため、作業時間を短縮することができる。また、寝かせて作業することで、バックステー１の上下方向各部に設置する複数の炉締金物６、保護板３を同時進行で設置できるために、作業効率が良い。従来のように、バックステー１を立てた状態で複数の炉締金物６、保護板３を取り付けようとすると、バックステー１の上下同時作業となるため行えない。上下同時作業は、上の作業により取り扱われる物が下の作業現場に落下することが考えられるために、避けるべきである。
【００１５】
また、後述するように煉瓦積み終了後には、予め設置された保護板３はバックステー１から外されるが（図２（Ｄ））、本発明における設置とは、保護板３のバックステー１へ必要な固定を行うことである。それは、寝かせた状態でバックステー１に取り付けた保護板３の固定が不十分であると、バックステー１を建てる際に、保護板３が落下する恐れがあるためである。
従来、バックステー１を建てたのちに保護板３を取り付ける場合は、ブラケットをバックステー１に仮付け溶接し、ブラケットに設けたフックボルトを保護板３に引っかけてバックステー１側に取り付けられていた。この方法では、例えば、バックステー１の保護板３に面する面にねじ穴を設け、このねじ穴に押しボルトをねじ込み、保護板３設置側の押しボルトの突出量を調整することによって保護板３の取り付け位置を調整することが行われている。しかしながらこの方法は、フックボルトは保護板３から外れやすいため、保護板３が転倒しやすい。また、保護板３の取り付けが保護板３に加工された穴に差し込まれているだけの状態であり、施工者等が触れた場合に、位置ズレする可能性がある。築炉工事ではバックステー１および保護板３に基準線をマーキングするので、保護板３の位置ズレは築炉精度の悪化を引き起こす。よって、施工者が触れても位置ズレしない対策を取る必要がある。
本発明における、バックステー１を寝かせた状態での、炉締金物６、保護板３のバックステー１への設置について、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図５（Ａ）は、炉締金物６、保護板３をバックステー１に予め設置した状態を、保護板３設置側の反対側（バックステー１を立設した際、炉の外側にあたる方向）のバックステー１のフランジの記載を省略し、この方向から見た図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ−Ｂ矢視部分断面図であり、バックステー１と保護板３の固定状態を示す図である。また、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のＣ−Ｃ矢視部分断面図であり、バックステー１と炉締金物６の設置状態を示す上断面図である。図５（Ｂ）においては、バックステー１と保護板３の固定状態をわかりやすくするため、炉締金物６は省略しており、図５（Ｃ）においては、バックステー１と炉締金物６の設置状態をわかりやすくするため、固定アングル７を省略している。
本発明における保護板３の一つの具体的な固定方法として、図５（Ｂ）に示すようにバックステー１と保護板３を、固定アングル７を介して固定することが挙げられる。図５（Ｂ）では、固定アングル７は、固定ボルト８によってバックステー１に固定され、保護板３は、保護板３に設けられた炉枠４設置用のボルト穴を利用し、当該ボルト穴に通した取り付けボルト９によって固定アングル７にねじ止めすることにより、取り付けている。また、点付け溶接で固定してもよい。本溶接だと除去に手間がかかり、除去時に保護板３の変形等が生じる。点付け溶接とすることで、築炉工事後の仮固定解除も容易である。一方、炉締金物６は図５（Ｃ）に示すように取り付けられる。
なお、図１（Ａ）においては、保護板３、炉締金物６とともに、蓄熱押え金物２もバックステー１を寝かせた状態で設置しているが、蓄熱室の煉瓦構造物５ａの築炉を開始する前であれば、蓄熱押え金物２はバックステー１を建てた後でも、設置することができる。
【００１６】
工程（２）．
予め炉締金物６、保護板３を取り付けたバックステー１を所定の位置に立てる（図１（Ｂ））。すでに工程（１）により、少なくとも炉締金物６、保護板３をバックステー１に設置してあるので、これらを設置する工程を行う必要なく、すみやかに、次工程の築炉（煉瓦積み）のための基準線のマーキングを開始することができる。
【００１７】
工程（３）．
煉瓦積み基準線をバックステー１、保護板３にマーキングし、当該基準線に基づいて、蛇腹部までの煉瓦構造物５ａ、炭化室と燃焼室を形成する煉瓦構造物５ｂの煉瓦積みを連続して行う（図１（Ｃ））。煉瓦構造物５ａ、煉瓦構造物５ｂの煉瓦積みを連続して行うので、築炉工を待機させておく期間が不要となり、経費節減、工期短縮が可能となる。
【００１８】
以上が本発明の特徴として必須の工程であるが、工程（１）において、炉締金物６、保護板３とともに、蓄熱押え金物２を予め寝かせたバックステー１に設置することがより好ましい（図１（Ａ））。バックステー１を寝かせておくことで、炉締金物６、保護板３に加え、蓄熱押え金物２も同時進行で設置できる。蓄熱押え金物２のバックステー１への設置は、保護板３を設置する場合と同様に点付け溶接によって固定設置することが好ましい。保護板３は、炉枠４に取り付けるねじ穴があるのでバックステー１への設置にそのねじ穴が利用できるが、蓄熱押え金物２は炉枠４に取り付けるものではなく、ねじ穴がないので、点付け溶接することにより固定できる。
一方で、蓄熱押え金物２は、平板と平板から突き出たバーで構成されているので（図ではバーの記載は省略している。）、バックステー１に設置して固定しなくとも、バーの部分をバックステー１にはめ込んでおくことで、バックステー１に装着することもできる。その場合、バックステー１にはめ込んだ蓄熱押え金物２は、築炉開始までには、バックステー１に固定される必要があるが、固定はバックステー１を建ててから行ってもよいし、バックステー１を寝かせた状態で固定してもよい。
【００１９】
なお、蓄熱押え金物２は、寝かせたバックステー１に設置する場合も、建てたバックステー１に取り付ける場合も、煉瓦構造物５ａの築炉を開始する前にはバックステー１に取り付けられる。そして、煉瓦構造物５ａの築炉に必要な基準線を蓄熱押え金物２にマーキングしてから煉瓦構造物５ａの築炉を開始する。煉瓦構造物５ａ、又は煉瓦構造物５ｂまでのすべての築炉が終了したら、蓄熱押え金物２を所定の位置に移動させ、蓄熱押え金物２にマーキングした基準線は不要となるので、煉瓦構造物５ａを押さえられる本来の位置に蓄熱押え金物２を密着させる。
【００２０】
工程（４）．
煉瓦構造物５ｂの煉瓦積みの完了後、バックステー１に設置した保護板３を取り外し（図２（Ｄ））、保護板３を所定の位置に移動させ、炉枠４を設置する（図２（Ｅ））。煉瓦積みが終了したら、保護板３にマーキングした基準線は不要となるので、煉瓦構造物５ｂを保護できる本来の位置に保護板３を密着させて設置する。そして、通常通り、炉枠４を保護板３の外側に設置する。
【００２１】
本発明においては、バックステー１が建てられた状態の際には、既にバックステー１に炉締スプリング６ａおよび炉枠押え金物６ｂ等の炉締金物６が設置されている（図６）。そのため、工程（４）において炉枠４を設置する際に、炉長方向３２、炉の前面から、炉枠４を保護板３と炉枠押え金物６ｂの間に設置しようとすると、炉枠押え金物６ｂ等の炉締金物６に干渉され、設置することができない場合がある。従来は、図７に示されるように、炉締金物６の設置は炉枠４の設置の後に行われていたので、このような問題は起こりにくかった。本発明において、このような問題が発生した場合、図８に示したように、コークス炉の建設中にバックステー１の上に通常設ける仮設上屋１１の天井クレーン１０から炉枠４を吊り下げて、所定の位置に上から差し込む必要が生じる。
【００２２】
炉枠４を仮設上屋１１から吊り下げて、所定の位置に上から差し込んで設置する場合、差込時にバックステー１の上部に、炉枠４の長さよりも十分に長い吊り代となる空間をとれるよう、仮設上屋１１の高さを高くし、天井クレーン１０等の吊り下げ装置も仮設上屋１１の高い位置に設置する必要がある。具体的には、仮設上屋１１は、クレーンが最大持ち上げ高さとなった場合に、炉枠４の下端とバックステー１に取り付けられた保護板３の最上部との間隔が、１ｍ程度あけられる位置に天井クレーン１０を備える構造でなければならない。
【００２３】
また、このように、炉枠４をバックステー１の上部から差し込む際、炉枠は天井クレーン１０を用いてバックステー１上部から差し込むが、前後左右の隙間は狭く、２０ｍｍ程度しかないので、炉枠４を垂直に下降させることが必要である。そのため、バックステー１に炉枠４を据付ける際、炉枠４を垂直に下降するように天井クレーン１０により位置調整しながら据付けることが好ましい。
【００２４】
工程（４）の後は通常どおり、バックステー１に、図１、２には図示していないクロスタイロッド等で炉締力を付与し、炉締金物６を介して蓄熱押え金物２と保護板３を煉瓦構造物に押し付け、コークス炉を建設する。
【００２５】
本発明のように、保護板３用の炉締金物６、保護板３を、寝かせたバックステー１に予め設置する工程を採用し、建てたバックステー１に新たに保護板３を取り付ける工程を省略することのみにより、工期を１０日短縮することができた。これに加えて、蓄熱押え金物２用の炉締金物６、蓄熱押え金物２を寝かせたバックステー１に予め設置しておくと、さらにそれぞれ、５日程度ずつ工期を短縮することができた。また、築炉精度も良好なまま、維持することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は以上のように、建設精度を維持したまま、築炉工の拘束時間を低減できるので人件費を節約できて、保護板、炉締金物のバックステーへの同時設置が可能であるため、コークス炉建設工期を短縮でき、コークス炉建設費用を抑制できるという大きな産業上の利用性を有する。
【符号の説明】
【００２７】
１…バックステー
２…蓄熱押え金物
３…保護板
４…炉枠
５ａ、５ｂ…煉瓦構造物
６…炉締金物
６ａ…炉締スプリング
６ｂ…炉枠押え金物
７…固定アングル
８…固定ボルト
９…取り付けボルト
１０…天井クレーン
１１…仮設上屋
３１…炉団長方向
３２…炉長方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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