(57)【要約】【課題】切削作業能率の高いコークス炉炉壁の切削方法を提供する。【解決手段】サンドブラスト装置のノズルから切削粉を噴射してコークス炉炭化室の炉壁を切削するコークス炉炉壁の切削方法において、下記条件で切削作業を行う。  装置圧力：０．２〜０．６ＭＰａ  切削粉の噴射量：１２０〜３００ｋｇ／ｈ  ノズル角度：２０〜６０°  噴射距離：１００〜３００ｍｍ  ノズルの噴射口面積：３３〜１７７ｍｍ２【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンドブラスト装置のノズルから切削粉を噴射してコークス炉炭化室の炉壁を切削するコークス炉炉壁の切削方法において、下記条件で切削作業を行うことを特徴とするコークス炉炉壁の切削方法。
装置圧力：０．２〜０．６ＭＰａ
切削粉の噴射量：１２０〜３００ｋｇ／ｈ
ノズル角度：２０〜６０°
噴射距離：１００〜３００ｍｍ
ノズルの噴射口面積：３３〜１７７ｍｍ２
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炉壁、特に炭化室の炉壁の切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コークス炉は、新設より数十年間使用されるが、炉体の老朽化や永年の使用で受けた熱歪等で、炭化室の炉壁れんがの一部が、前面方向に凸状に張り出してくる。このような状態でコークス炉の操業を続けると、せっかく原料炭を乾留しても、製品コークスの押出時に押出機が押し詰まったりあるいは押し止りを生じたりしてコークス炉の操業がストップしてしまうことになる。
【０００３】
そこで、サンドブラスト装置によって高圧の切削粉（アルミナ等）をれんがの張り出し部分に吹き付け、その部分を削り取る切削作業が行われている。そして、削り取った部分には必要に応じて溶射補修など行い表面を平坦にしている。例えば、特許文献１では、耐熱性硬質粉粒体をノズルよりの噴射圧力が２〜２０ｋｇ／ｃｍ２  ・Ｇ、噴射速度０．５〜５ｋｍ／ｓｅｃで噴射衝突させ、壁面ないしは壁内部を部分的に削除する方法が開示されている。ところが、この切削作業はコークス炉１門当たり１０〜２０時間するときもあり、従来から切削作業能率の向上が望まれている。
【０００４】
そこで、特許文献２ではサンドブラスト装置で用いるノズルの先端部を楕円形断面に形成し、該楕円形の長辺に平行な側壁の一部を切り取った構造としたサンドブラスト装置用ノズルが開示されている。
【０００５】
しかし、実際の作業では作業者が炉壁表面を目視で観察しながら固さなどの表面状態に応じてノズルの位置を微調整するため、ノズルの形状が切削作業能率に与える影響は小さく、依然として切削作業能率の改善が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−１１５３号公報
【特許文献２】特開平１０−１５８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、切削作業能率の高いコークス炉炉壁の切削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
コークス炉炉壁の切削作業においては、一般的には直圧式のサンドブラスト装置が使用されているが、このサンドブラスト装置には圧縮空気が必要である。コークス炉では圧縮空気が吹付け補修装置等の様々な他の設備にも使用されおり、経済性及び作業効率の面から既存のコンプレッサーあるいは配管を使用することになる。このとき、高圧ガス保安法の規制から１ＭＰａ未満のコンプレッサーを使用している工場がほとんどである。さらに、コークス炉は長さが１００ｍ以上もあり、補修箇所までエアー配管を数十ｍも延長しなければならず圧縮空気の圧損が生じる。これらの点から、各所のコークス炉で使用されるサンドブラスト装置の装置圧力は０．２〜０．６ＭＰａ程度であることが現実的である。なお、サンドブラスト装置の装置圧力を上げることができれば切削作業能率を向上することは可能であるが、上述のように他の既存設備や法規制の面から装置圧力を上げると高コストになる問題がある。そこで本発明者らは、サンドブラスト装置の装置圧力を０．２〜０．６ＭＰａとすることを前提とした。
【０００９】
このような前提条件の下、切削作業能率を向上するために本発明者らは、ノズルの噴射口面積、切削粉の噴射量、ノズル角度、及び噴射距離の設定が重要と考え種々の実験を行い、本発明に想到した。
【００１０】
すなわち本発明の一観点によれば、サンドブラスト装置のノズルから切削粉を噴射してコークス炉炭化室の炉壁を切削するコークス炉炉壁の切削方法において、下記条件で切削作業を行うことを特徴とするコークス炉炉壁の切削方法が提供される。
装置圧力：０．２〜０．６ＭＰａ
切削粉の噴射量：１２０〜３００ｋｇ／ｈ
ノズル角度：２０〜６０°
噴射距離：１００〜３００ｍｍ
ノズルの噴射口面積：３３〜１７７ｍｍ２
【００１１】
ここで、「装置圧力」とは、サンドブラスト装置のノズルから切削粉を噴射するために、当該サンドブラスト装置で使用する圧縮空気の圧力のことである。
【００１２】
以下、本発明の特徴を詳しく説明する。
【００１３】
コークス炉炉壁（以下、単に「炉壁」ともいう。）は珪石れんがで構成されているが、その表面は、珪石れんが本体、珪石れんががコークス中の無機物と反応した緻密で固い変質層、溶射補修層、あるいは吹付け補修層など様々な組織があり、組織の強度も様々である。強度の高い組織を除去するためには切削粉を高速で炉壁表面に噴射し衝突させることが有効であるが、上述のとおり装置圧力には限界があるため、ノズルの噴射口面積（噴射口径）を小さくする必要がある。しかし、ノズルの噴射口面積を小さくしすぎると、炉壁表面への噴射スポットが小さくなるため切削能率が低下する問題がある。このため、ノズルの噴射口面積は３３〜１７７ｍｍ２とする必要がある。なお、炉壁の表面状態に合せて途中で、噴射口面積の異なるノズルに交換することもできる。
【００１４】
切削粉の噴射量は１２０ｋｇ／ｈ未満では炉壁表面に衝突する切削粉の量が少なすぎるため切削能率が低下するが、切削粉の噴射量が３００ｋｇ／ｈを超えても、今度は切削粉同士の干渉が生じるため切削能率が低下する（図１参照）。
【００１５】
ノズル角度は２０°未満では切削粉の衝突エネルギーが不足し切削能率が不十分となり、６０°を超えると切削粉同士の干渉が生じるため切削能率が低下する（図１参照）。
【００１６】
噴射距離は１００ｍｍ未満では切削粉同士の干渉が生じるため切削能率が低下し、３００ｍｍを超えると切削粉の衝突速度が低下して切削能率が低下する（図１参照）。
【００１７】
ここで、「ノズル角度」とは切削対象となる炉壁表面と平行な面に対するノズル噴射軸線のなす角度のことであり、具体的には図２に示すθである。また、「噴射距離」とは切削対象となる炉壁表面とノズル先端との間のノズル噴射方向に沿った最短距離Ａ（図２参照）のことである。さらに、「ノズルの噴射口面積」とはノズル先端の開口部（噴射口）の面積のことであり、例えばノズルの噴射口径が１０ｍｍの場合にはそのノズルの噴射口面積は７８．５ｍｍ２である。
【００１８】
上述のような条件で従来と同様にサンドブラスト装置を使用してコークス炉炉壁、具体的にはコークス炉炭化室の炉壁の切削作業を行うことで切削の作業能率を格段に向上することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コークス炉炉壁の切削作業能率が向上することでコークス炉の補修時間が大幅に短縮されるため、コークス炉の稼動率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】切削粉の噴射量、ノズル角度及び噴射距離と切削作業能率との関係を概念的に示す。
【図２】コークス炉炉壁とノズルとの位置関係を概念的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明で使用するサンドブラスト装置は、従来からコークス炉で使用されている直圧式のサンドブラスト装置であれば問題なく使用することができる。具体的には、作業者がノズルを持ってコークス炉の窯口から目視で炉壁表面を確認しながら、炉壁の凸部に向かって切削粉を噴射する作業を行う。
【００２２】
吹付けノズルも、その噴射口面積が３３〜１７７ｍｍ２のものであればノズルの種類や噴射口の形状にかかわらず使用することができる。
【００２３】
切削粉も、従来のコークス炉におけるサンドブラスト装置で使用されているものを使用することができ、例えば、コランダム、ケイ砂、スピネル、ジルコニア、あるいは炭化ケイ素等が使用可能である。
【実施例】
【００２４】
図２に概念的に示すように、コークス炉炉壁（炭化室の炉壁）を模した並型形状の珪石れんが(以下、単に「れんが」という。)に対して、切削試験を行った結果を表１及び表２に示す。この切削試験では、サンドブラスト装置への切削粉投入量を５ｋｇとし、この切削粉を全部使用した切削時間を測定し、試験後のれんがの重量減少量（ｇ）から１分間当たりのれんがの切削量（ｇ／ｍｉｎ）を計算し、実施例４の切削量（ｇ／ｍｉｎ）を１００として指数で切削能率として表示した。使用したサンドブラスト装置は、タンク容量が６７Ｌの直圧式とし、切削粉は＃３６のコランダム粉末を使用した。ノズルは全長が２ｍで円筒状の鉄製のパイプを使用した。
【００２５】
【表１】
2018090702.tif 000002
【００２６】
【表２】
2018090702.tif 000003
【００２７】
実施例１から実施例４は切削粉の噴射量が異なるものであるが、いずれも切削能率は良好であった。これに対して、比較例１は切削粉の噴射量が１００ｋｇ／ｈと本発明の下限値を下回っており、切削能率が大幅に低下した。また、比較例２は切削粉の噴射量が３５０ｋｇ／ｈと本発明の上限値を超えており切削能率が大きく低下した。
【００２８】
実施例５から実施例７はノズル角度が異なるものであるが、いずれも切削能率は良好であった。これに対して、比較例３はノズル角度が１０°と本発明の下限値を下回っており、切削能率が大幅に低下した。また、比較例４はノズル角度が７０°と本発明の上限値を超えており、切削能率が大きく低下した。
【００２９】
実施例８と実施例９は噴射距離が異なっているが、いずれも切削能率は良好であった。これに対して、比較例５は噴射距離が５０ｍｍと本発明の下限値を下回っており、切削能率が大幅に低下した。また、比較例６は噴射距離が３５０ｍｍと本発明の上限値を超えており、切削能率が大きく低下した。
【００３０】
実施例１０と実施例１１は装置圧力が異なっているが、いずれも切削能率は良好であった。これに対して、比較例７は装置圧力が低すぎて切削能率が大幅に低下した。
【００３１】
実施例１２から実施例１４はノズルの噴射口面積が異なるものであるが、いずれも切削能率は良好であった。これに対して、比較例８はノズルの噴射口面積が２０ｍｍ２と本発明の下限値を下回っており、切削能率が大幅に低下した。また、比較例９はノズルの噴射口面積が２５４ｍｍ２と本発明の上限値を超えており、切削能率が大きく低下した。
【００３２】
実施例３と比較例１でコークス炉炭化室の炉壁の切削作業をそれぞれ５門ずつ行ったところ、実施例３では１門当たり平均８時間に対し、比較例１では１門当たり平均１７時間要した。
【図１】
2018090702.tif 000004
【図２】
2018090702.tif 000005