(57)【要約】【課題】断熱板の支持装置が熱変形を起こすことがないようにする。【解決手段】コークス炉１の炭化室１ａ煉瓦を熱間にて補修する際に、非補修部領域と補修部領域を区画する断熱板１２を支持する支持装置１１である。前記支持装置１１の内部に空間１１ｇを形成する。支持装置１１の外部から当該空間１１ｇに冷却媒体を供給する手段１１ｉ、１１ｊを設ける。前記空間部１１ｇに供給された冷却媒体が、支持装置１１を冷却した後に炭化室１ａの外に排出するよう、支持装置１１の一方端面１１ｂに設けた排出口が炭化室１ａの窯口側になるように支持装置１１を取付ける。【効果】コークス炉の炭化室煉瓦の熱間補修を行なう際に、支持装置が熱変形を起こすことがないので、安定して断熱板を支持でき、非補修部の煉瓦の断熱が確実になり、また、炭化室内の作業者が安全に作業することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室煉瓦を熱間にて補修する際に、非補修部領域と補修部領域を区画する断熱板を支持する支持装置であって、
前記支持装置の内部に空間を形成し、支持装置外部から当該空間に冷却媒体を供給する手段を設けたことを特徴とするコークス炉熱間補修用断熱板の支持装置。
【請求項２】
前記冷却媒体の供給手段は、前記空間部内に設けた、少なくとも１つの吐出孔を有する内部配管と、この内部配管に支持装置外部から冷却媒体を供給する外部配管を備え、前記外部配管、内部配管を経て供給された冷却媒体が、前記吐出孔より支持装置の前記空間部に吐出するものであることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉熱間補修用断熱板の支持装置。
【請求項３】
前記支持装置の一方端面に、前記空間部に供給された冷却媒体の排出口を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉熱間補修用断熱板の支持装置。
【請求項４】
請求項３に記載のコークス炉熱間補修用断熱板の支持装置の、前記空間部に供給された冷却媒体が、支持装置を冷却した後に炭化室の外に排出するよう、支持装置の前記一方端面に設けた排出口が炭化室の窯口側になるように支持装置を取付けることを特徴とする請コークス炉熱間補修用断熱板の支持装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室炉式コークス炉（以下、単にコークス炉という。）の煉瓦を熱間補修する際に、非補修部領域と補修部領域を区画する断熱板を、炭化室内に設置するための支持装置、及びこの支持装置を炭化室に設置する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は耐火煉瓦で構築されており、燃料ガスを燃焼させる燃焼室と、装入した石炭を、前記燃焼室で発生する熱により加熱、乾留してコークスとなす炭化室が、交互に配置された構造となっている。
【０００３】
前記炭化室内へは常温もしくは常温に近い温度の石炭が装入され、加熱、乾留によって１２７３Ｋ程度のコークスが生成される。この生成されたコークスを、炭化室の他方端部側から一方端部側に機械的に排出した後、炭化室内に次回の石炭を装入する準備等の作業を行う。これらの工程で１サイクルを成しており、このサイクルを繰り返すことでコークスの生産を継続して行う。
【０００４】
従って、耐火煉瓦で構成される炭化室の炉壁に対しては、石炭装入時の熱衝撃やコークス排出時の機械的摩擦などが加えられるので、コークス炉の長期稼働により、炭化室の炉壁の変形や、炉壁を構成する耐火煉瓦に亀裂や欠損等の損傷が生じる。この状態でさらに操業を継続し、これらの損傷が燃焼室まで貫通すると、炭化室内の石炭や石炭から発生したガスが燃焼室に流入することになる。
【０００５】
石炭や石炭からの発生ガスが燃焼室に流入すると、燃料ガスの燃焼が十分に行われないだけでなく、燃焼室に流入した石炭が燃焼室下部にある燃料ガスポートやエアーポートを閉塞させ、燃焼室への燃料ガスや空気の供給が阻害されて燃焼が行われなくなる。燃焼が行われなくなると、炭化室に装入した石炭を加熱、乾留することができなくなり、コークス炉の操業が行えない事態となるため、炭化室の炉壁に損傷が発生した場合は、該当する部位の煉瓦の補修を行っている。
【０００６】
炭化室の炉壁の補修に際し、損傷が軽微な場合は不定形耐火物の吹き付けや溶射等による補修が行われる。しかしながら、損傷が進んでくると前記の補修では対処できず、損傷部の煉瓦を部分的に交換する必要がある。この補修には、コークス炉全体の操業は継続しながら、当該関連部分の補修を行う、いわゆる熱間での補修作業が行われる。
【０００７】
この熱間での補修に際し、損傷部の補修煉瓦以外の煉瓦の温度低下は避けられないので、温度低下による収縮や割れを防止するため、８００℃以上の高温状態を維持する必要がある。一方、補修部領域では、該当する炭化室内に入って補修を行う作業者を、この高温の炉壁から保護する必要がある。
【０００８】
そのため、炭化室の炉壁の熱間補修に際しては、炉壁の保温と作業者保護のための断熱板を、非補修部領域と補修部領域間に設置することが行われている。すなわち、非補修部領域と補修部領域を断熱板で隔てることによって、非補修部煉瓦は８００℃以上の温度に保持すると共に、補修部領域で補修を行う作業者を保護するのである。
【０００９】
前記断熱板を設置する一般的な手段として、補修すべき炭化室部分の天井に支持装置を設置した後、炉蓋を外して前記支持装置に炉外から断熱板を吊り下げ状に取付ける方法が採用されている。この場合の支持装置はＩ型レールが使用され、断熱板の上部には当該Ｉ型レールに係合するローラが設置されていることが通常である。
【００１０】
しかしながら、支持装置を炭化室に設置する時は、炭化室の炉壁には断熱板がまだ設置されていない状態であるため、支持装置は炭化室の８００℃以上の雰囲気に曝され、熱変形を起こすという問題があった。
【００１１】
支持装置の熱変形を防ぐため、設置時、一時的に炉壁温度を低下させる方法もあるが、炭化室の炉壁は硅石煉瓦で構築されており、８００℃以下まで温度が低下すると煉瓦が収縮を起こして損傷の原因となり、好ましい方法ではない。
【００１２】
また、支持装置が熱変形した場合は、断熱板を挿入する際の障害となったり、吊り下げた断熱板がずれて断熱効果が低減したり、防熱板が支持装置から外れて炭化室内の作業者の上に落下する危険性があったりする。
【００１３】
また、炭化室は、幅が約４５０mmと狭く、全長が約１５mと長い構造で、かつ高温で作業環境が悪いため、断熱板の設置作業は短時間で行い、作業者を暑熱環境から保護する必要がある。
【００１４】
これらの課題は従来から存在していたものであるが、コークス炉が損傷して補修する部位は、炭化室窯口に近い領域が損傷する場合が多かったので、大きな問題として顕在化することは少なかった。
【００１５】
しかしながら、補修する部位が、炭化室窯口より内部になればなるほど、炭化室の雰囲気温度は高くなると共に、支持装置の設置作業にも時間を要することになり、結果的に支持装置がより高温となって、前記の課題は増すことになる。
【００１６】
そこで、前記支持装置の設置と断熱板の取付けに要する作業負荷が大きく、時間がかかることを改良する技術が、各種開示されている。
【００１７】
例えば特許文献１には、複数の走行ローラを上辺に有する断熱板を、下部フランジ部に載せて吊り下げ状に支持したＩ型レールを、炭化室窯口から炭化室内に挿入した後、前記下部フランジに沿って断熱板を炭化室内へ送り込む技術が開示されている。
【００１８】
また、特許文献２には、断熱カーテンを吊り下げた吊りビームを、炭化室内に挿入して設置する技術が開示されている。
【００１９】
これら特許文献１、２で開示された技術は、作業条件の改善を企図した技術であり、上記課題に対して有る程度の改善効果を有するものではあるが、改善効果はまだ十分とはいえない。
【００２０】
すなわち、特許文献１で開示された技術は、Ｉ型レールを炭化室内に挿入して支持棒で天井部に固定するまでの間や、炭化室内に断熱板を挿入するまでの間、Ｉ型レールは炭化室内部の高温雰囲気に曝される状態となる。この状態では、断熱や冷却に対する考慮がなされていないＩ型レールが熱変形を起こす可能性がある。
【００２１】
また、特許文献２で開示された技術においても、断熱カーテンを吊下げた吊りビームを炭化室内に挿入して、固定後に補助装置を取り外すまでの間は、支持装置は同様な状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平９−３０２３５２号公報
【特許文献２】特開昭５９−１１３０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明が解決しようとする問題点は、特許文献１、２で開示された技術は、有る程度の改善効果を有するものではあるが、改善効果はまだ十分とはいえず、断熱板の支持装置であるＩ型レールや吊りビームが熱変形を起こす可能性があるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のコークス炉熱間補修用断熱板の支持装置は、
断熱板の支持装置が熱変形を起こすことがないようにするために、
コークス炉の炭化室煉瓦を熱間にて補修する際に、非補修部領域と補修部領域を区画する断熱板を支持する支持装置であって、
前記支持装置の内部に空間を形成し、支持装置外部から当該空間に冷却媒体を供給する手段を設けたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、支持装置の内部に空間を形成し、支持装置外部から当該空間部に冷却媒体を供給する手段を設けたので、コークス炉の炭化室煉瓦の熱間補修を行なう際に、支持装置が熱変形を起こすことがない。従って、安定して断熱板を支持でき、非補修部の煉瓦の断熱が確実になり、また、炭化室内の作業者が安全に作業することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の支持装置の構造を示す概略図で、（ａ）は上方から見た図、（ｂ）は側方から見た図、（ｃ）は（ｂ）図の矢視Ａ−Ａ図、（ｄ）は（ｂ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】内部配管の吐出孔を説明する図で、（ａ）は内部配管の吐出孔部分の縦断面図、（ｂ）は（ａ）図の紙面上方から見た図である。
【図３】本発明の支持装置を炭化室の天井に設置した状態を示す図である。
【図４】炭化室の天井に支持装置を設置した後に、断熱板を支持装置の下部のレール構造部に吊り下げて、炭化室内に挿入する状況を示した図である。
【図５】本発明の支持装置のレール部に断熱板のローラを乗せた状況を示した図である。
【図６】本発明の支持装置の空間に設置する冷却配管の吐出孔の配置図で、（ａ）は側方から見た断面図、（ｂ）は上方から見た図である。
【図７】本発明の支持装置を炭化室上部に設置する前の状態を示した図である。
【図８】炭化室の雰囲気温度と支持装置の内部温度の関係を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明では、断熱板の支持装置が熱変形を起こすことがないようにするという目的を、支持装置の内部に空間を形成し、支持装置外部から当該空間に冷却媒体を供給する手段を設けることで実現した。
【実施例】
【００２８】
本発明は、支持装置の熱変形を防止することで、断熱板を円滑に設置できるようにし、また、補修期間中に断熱板を安定して支持できるようにすることを目的としている。
【００２９】
発明者らは、先ず、熱による支持装置への影響を防止するために、前述の支持装置を断熱材で覆うことを考えた。しかしながら、支持装置を断熱材で覆った場合、支持装置を設置した後の断熱板挿入作業の障害となって、断熱板の設置作業に時間がかかり、作業者が長時間、暑熱環境に曝されることとなるので、効果的とはいえない。
【００３０】
そこで、コークス炉の炭化室煉瓦を熱間にて補修する際の断熱板を支持する支持装置の内部に、炭化室の雰囲気と隔たった空間部を形成し、この空間部に支持装置の外部から冷却媒体を供給することを着想し、以下の本発明を成立させた。
【００３１】
以下、コークス炉の炭化室煉瓦を熱間で補修する時に、断熱板を支持するための本発明の支持装置について、図面を参照しながら詳述する。
【００３２】
図１は本発明の支持装置の概略構成を示したもので、（ａ）は上方から見た図、（ｂ）は側方から見た図、（ｃ）は（ｂ）図の矢視Ａ−Ａ図、（ｄ）は（ｂ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【００３３】
１１は断熱板１２を支持する支持装置で、その下部１１ａは一方端面１１ｂから他方端面１１ｃにかけて、前記断熱板１２の上面に回転自在に取付けられたローラ１２ａが移動できるレール構造となされている。
【００３４】
また、支持装置１１の上面１１ｄの、例えば中心部に支持棒１１ｅが、また一方端面１１ｂ側の位置に接続部１１ｆが、それぞれ設置され、これら支持棒１１ｅと接続部１１ｆを介して支持装置１１を炭化室１ａの天井１ａａに設置する。
【００３５】
本発明では、前記支持装置１１の内部を空洞と成し、コークス炉１の炭化室１ａの雰囲気と隔たった空間１１ｇを、一方端面１１ｂから他方端面１１ｃにかけて存在させている。
【００３６】
そして、支持装置１１の例えば一方端面１１ｂを開口し、他方端面１１ｃは閉止板１１ｈで遮蔽している。当該支持装置１１をコークス炉１の炭化室１ｂに設置する際には、一方端面１１ｂが炭化室１ａの窯口側、他方端面１１ｃが炭化室１ａの内側となるように取付ける。これが本発明の支持装置１１の設置方法である。
【００３７】
前記空間１１ｇの内部には、内部配管１１ｉを例えば２本、一方端面１１ｂから他方端面１１ｃに向けて設置し、一方端面１１ｂ側の内面配管１１ｉの端部１１ｉａを連結して外部配管１１ｊと接続している。
【００３８】
また、他方端面１１ｃ側の内面配管１１ｉの端部１１ｉｂはそれぞれ鋼板で閉塞し、内部配管１１ｉに送られてきた冷却媒体が、図２に示すように設けられた吐出孔１１ｉｃからのみ空間１１ｇに吐出するようにしている。
【００３９】
前記吐出孔１１ｉｃの数や開口面積、または開口位置を適宜設定することで、支持装置１１の内部の一方端面１１ｂ側から他方端面１１ｃ側にかけての任意の位置に、最適量の冷却媒体を供給することができる。
【００４０】
例えば、通常は、炭化室１ａの窯口側よりも内側の方がより高温となるため、支持装置１１の一方端面１１ｂ側よりも他方端面１１ｃ側をより冷却することが望ましい。従って、他方端面１１ｃ側の冷却を大きくしたい場合は、内部配管１１ｉの他方端面１１ｃ側の吐出孔１１ｉｃの数を増やしたり、開口面積を大きくしたりすることで調整できる。
【００４１】
外部配管１１ｊを介して、外部より内部配管１１ｉに供給された冷却媒体は、吐出孔１１ｉｃからのみ支持装置の空間１１ｇに吐出される。炭化室１ａの内側に位置する他方端面１１ｃは閉止板１１ｈで遮蔽されているので、前記空間１１ｇ内に吐出された冷却媒体は、空間１１ｇ内を窯口側の方向に進み、一方端面１１ｂの開口より炭化室１ａの外部へ排出される。
【００４２】
炭化室１ａの天井１ａａに支持装置１１を設置した状態を図３に示す。支持装置１１は、支持棒１１ｅ、及び接続部１１ｆと接続されたバックステー支持棒１３によって支持されている。支持棒１１ｅの上部は、炭化室１ａの天井１ａａに設けられた装入孔１ａｂから挿入された炉頂支持冶具１４により固定されており、バックステー支持棒１３の上部は、バックステー２に固定されている。
【００４３】
支持装置１１の内部に形成した空間１１ｇに設置した内部配管１１ｉの一方端面１１ｂ側（炭化室窯口側）の端部１１ｉａは、コークス炉１の炉上１ｂに設置されている冷却媒体の取り出し口である配管１１ｋと外部配管１１ｊで接続されている。
【００４４】
図４は炭化室１ａの天井１ａａに支持装置１１を設置した後に、断熱板１２を支持装置１１の下部１１ａのレール部１１ａａに吊り下げて、炭化室１ａ内に挿入する状況を示した図である。
【００４５】
断熱板１２の上辺には複数のローラ１２ａが回転自在に取付けられている。断熱板１２を炭化室１ａの内部に設置する際は、図５に示すように、支持装置１１の下部１１ａのレール部１１ａａ上にローラ１２ａを乗せ、この状態で断熱板１２を押して炭化室１ａの内部に挿入する。
【００４６】
上記のように、本発明では、支持装置１１の内部の空間１１ｇに、支持装置１１の外部から外部配管１１ｊ、内部配管１１ｉを介して冷却媒体を供給することで、支持装置１１を断熱材で覆うことなく温度上昇を抑制でき、熱変形を防止することができる。そのため、断熱板１２を炭化室１ａの内部に円滑に設置すること、及び、設置した断熱板１２を安定して支持することが可能となる。
【００４７】
本発明による支持装置１１の設置方法では、支持装置１１を冷却した後の冷却媒体の排出口は、支持装置１１の窯口側に位置するようにしているので、冷却した後の冷却媒体を、直接炭化室１ａの外部に排出することができる。
【００４８】
従って、冷却媒体が気体の場合、加熱された排気が炭化室１ａの内部で補修作業をしている作業者に接触することはなく、また冷却媒体が液体の場合も、支持装置１１の一方端面１１ｂに排液ノズルを取り付けたりすることで、炭化室１ａから容易に排出することができる。
【００４９】
以下、本発明の効果を確認するために、冷却媒体としてエアーを用いた場合の実施結果について説明する。
【００５０】
コークス炉１の炭化室１ａの非補修領域と補修領域を区画する断熱板１２の支持装置１１として、図１に説明した構造のものを使用した。支持装置１１は、長さ５m、厚さ５mmの３本の溝形鋼と鋼板を組み合わせ、冷却エアーが流れる空間１１ｇと、レール部１１ａａを形成した。空間１１ｇには、長さ４．８m、内径３０mm、厚さ３mmの２本の内部配管１１ｉを設置した。
【００５１】
２本の内部配管１１ｉの吐出孔１１ｉｃは、図６に示すように、１本当たり１０箇所、４５０mm間隔で開口させ、開口面積は窯口側から４個の吐出孔１１ｉｃを０．２５cm2、次の３個を０．４cm2、炭化室１ａの内側となる３個を０．８cm2とした。
【００５２】
前記支持装置１１の設置状況について、以下に説明する。
図７に示すように、持上げ用のチェーン４を、コークス炉１の炉上１ｂより、補修対象となる炭化室１ａの装入孔１ａｂを通してデッキ３まで垂らし、デッキ３に仮置きした支持装置１１の上面１１ｄに取付けた支持棒１１ｅと接続した。
【００５３】
また、コークス炉１の炉上１ｂに設置した冷却エアーの配管１１ｋに外部配管１１ｊを繋ぎ、前述のチェーン４と同様にデッキ３まで垂らし、内部配管１１ｉの端部１１ｉａと接続した。内部配管１１ｉには２０リットル／分のエアーを流し、設置前から冷却状態とした。
【００５４】
冷却状態のまま、コークス炉１の炉上１ｂよりチェーン４を引き上げ、前記図３に示すように炭化室１ａの天井１ａａまで上架し、装入孔１ａｂに設置した炉頂支持冶具１４と支持装置１１の支持棒１１ｅを接続した。また、バックステー２と支持装置１１の接続部１１ｆを、バックステー支持棒１３を介して接続し、炭化室１ａの天井１ａａに設置した。
【００５５】
支持装置１１を炭化室１ａの天井１ａａに設置する際、支持装置１１と天井１ａａの煉瓦面が直接接触しないよう、間に断熱材１５を挟んだ。
【００５６】
支持装置１１の設置作業を完了させた後、断熱板１２を窯口から挿入して、図５に示したように断熱板１２の上辺に取付けたローラ１２ａを支持装置１１のレール部１１ａａに乗せ、図４に示したように移動させて断熱板１２の設置を完了させた。
【００５７】
上記手順で炭化室の天井に本発明の支持装置を設置した場合の、炭化室の雰囲気温度と支持装置の内部温度の測温状況を図８に示す。支持装置の内部温度は、支持装置の一方端面近傍の空間の温度を測定したものである。また、炭化室の雰囲気温度は支持装置の他方端面近傍の炭化室内の温度を測定したものである。
【００５８】
支持装置の設置作業を実施した当日（０日目）では、９００℃を超える炭化室雰囲気温度の中で、冷却を実施した支持装置の内部温度は１００〜１８０℃に保持することができた。
【００５９】
支持装置とコークス炉の天井間への断熱板の設置は３日目に実施したが、それまで炭化室の雰囲気温度は８００℃以上であったが、支持装置の内部温度は１００℃前後に保持することができた。支持装置の設置から断熱板の設置までの間、支持装置は熱変形もなく断熱板を炭化室内に挿入する作業も円滑に行なうことができた。
【００６０】
また、炭化室の補修の間も、支持装置を冷却し続け、支持装置を撤去するまでの約１ヶ月程度、支持装置は熱変形や損傷が発生することはなかった。また、冷却に使用したエアーは炭化室外に排出していたので、熱せられた排気が炭化室内の作業者に当たり、作業の障害となることもなかった。
【００６１】
下記表１に従来技術と本発明の、断熱板設置前の支持装置と炭化室の温度を示す。従来技術では支持装置に冷却機構が無かったため、支持装置の温度は炭化室雰囲気温度と同じ、約８００℃まで上昇してしまっていたが、本発明により、１００〜１８０℃の範囲に抑えられ、支持装置の熱変形を防ぐことが可能となった。
【００６２】
【表１】
2011140600.tif 000003
【００６３】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００６４】
例えば、上記の例では、支持装置１１の空間１１ｇ内に２本の内部配管１１ｉを設置した例を示したが、冷却配管１１ｉの本数は２本に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上の本発明は、炭化室の熱間補修だけでなく、その他の炉の熱間補修にも有効である。
【符号の説明】
【００６６】
１    コークス炉
１ａ    炭化室
１ａａ    天井
１ａｂ    装入孔
１ｂ    炉上
１１    支持装置
１１ａ    下部
１１ａａ    レール部
１１ｂ    一方端面
１１ｃ    他方端面
１１ｄ    上面
１１ｅ    支持棒
１１ｆ    接続部
１１ｇ    空間
１１ｈ    閉止板
１１ｉ    内部配管
１１ｉａ、１１ｉｂ    端部
１１ｉｃ    吐出孔
１１ｊ    外部配管
１２    断熱板
１２ａ    ローラ
【図１】
2011140600.tif 000004
【図２】
2011140600.tif 000005
【図３】
2011140600.tif 000006
【図４】
2011140600.tif 000007
【図５】
2011140600.tif 000008
【図６】
2011140600.tif 000009
【図７】
2011140600.tif 000010
【図８】
2011140600.tif 000011