(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の押出機ラムヘッドのヘッド先端板に配置するコークス掻出し装置であって、
ヘッド先端板下部の開口部内に回転軸を中心に回転可能に設けられた掻出し用のスコップを有し、当該スコップは、前記回転軸中心の回転によって掻出し位置と収納位置に配置可能であり、前記スコップの掻出し位置においてスコップはヘッド先端板の前部に突出し、スコップの収納位置において、スコップはその底板が前記ヘッド先端板下部の開口部を閉鎖する蓋となり、
前記スコップはその内部に冷却水路を有し、前記回転軸に設けた流体回転継手を介して前記冷却水路に冷却水を流通することができることを特徴とするコークス掻出し装置。
【請求項２】
前記スコップの底板にスコップ開口を有し、当該スコップ開口に取り付けて前記スコップ開口を閉鎖することのできる蓋を有し、当該蓋は内部に冷却水路を有し、蓋をスコップ開口に取り付けたときに蓋の冷却水路に冷却水を流通することができることを特徴とする請求項１に記載のコークス掻出し装置。
【請求項３】
前記スコップの収納位置と掻出し位置との間の位置変更を行うための回転駆動装置を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコークス掻出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉炭化室内に詰まったコークスを掻き出すためのコークス掻出し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室炉式コークス炉においては、炭化室（炉幅４５０ｍｍ、炉高５ｍ、炉長１６ｍ程度）内で石炭を乾留してコークスを製造し、炭化室の押出機側から押出機の押出ラムを挿入して反対のガイド車側からコークスを押し出す。このとき、炭化室内にコークスが押し詰まり、押出機の押出力ではコークスが押し出されない状況が発生することがある。炭化室炉壁にカーボンが過剰に付着したり、コークス炉の長期稼働によって炉壁が損耗してコークスが炉壁損耗部分に拘束され、それによって押し詰まり現象が生じるものと考えられる。
【０００３】
コークスの押し詰まりが発生した場合には、内部の赤熱コークスを押出機以外の手段で排出する必要がある。従来、特許文献１、２に記載のように、押出機の押出ラムの前面下部にスコップ（掻き出し治具）を装着した上で、この押出ラムの進退により炉内の詰まりコークスを掻き出す技術が提案されている。特許文献２に記載のものでは、掻き出し治具の底板が開放状態になっており、押出ラムを後退させて掻き出し治具内のコークスを底板から落下させることができる。
【０００４】
また、炭化室内から掻き出したコークスをそのままホッパーに投入したのではホッパー周辺の機器が熱的損傷を受けるおそれがあるため、特許文献２、３においては、押出ラムの先端に装着されるコークス取り出しスコップに冷却水を散水する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献４においては、押出ラム下部にスコップを設け、当該スコップはスコップ上部がスコップ装着軸で押出ラムに回動自在に設けられ、押出ラムが後退したときにスコップが回動して前方に傾斜することによって、取り出された詰まりコークスがスコップから滑落する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平０５−４３０８３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０５２６９号公報
【特許文献３】特開２００９−２８６８３６号公報
【特許文献４】特開２０１２−１６７１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コークス炉炭化室内に詰まったコークスを掻き出すため、押出ラムの前方下部に掻出し用のスコップを設けて詰まりコークスを押出機側から除去する場合、掻出し用のスコップを押出ラムに装着する必要がある。スコップは、高温の炭化室内で長時間にわたって赤熱コークスをハンドリングするため、熱変形を防止するための強度が必要であり、その重量は１３０ｋｇ程度と重くなる。そのため、装着にはチェンブロックを用いた作業が必要となり、大きな労力と長時間の作業を要する。このため、大きな生産障害につながることから、短時間での装着が求められる。
【０００８】
炭化室１窯分の詰まりコークスの掻出しを行う場合、通常は３〜４日間を要する。スコップは熱変形防止のために極力厚手の鋼板を用いて形成されるとはいえ、長時間にわたって赤熱コークスをハンドリングするために熱変形は避けられず、１窯の掻出し作業でスコップを５〜６回交換する必要がある。掻出し作業途中でのスコップの交換は、スコップが高温で熱輻射が激しく、また変形しているために交換作業はさらに困難となる。
【０００９】
コークス掻出し作業は、通常のコークス炉作業を行うクルーの人数範囲内で実施可能であることが好ましいが、スコップの装着や交換に以上のように多くの労力と時間を要するため、通常の作業クルー以外の交代要員が並行して必要となる。
【００１０】
本発明は、押出ラムの前方下部に掻出し用のスコップを設けて詰まりコークスを押出機側から除去するに際し、スコップを掻出し位置に設置するのに労力と時間を必要とせず、かつスコップの熱変形を防止してスコップ交換を必要としないコークス掻出し装置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】
【００１１】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）コークス炉の押出機ラムヘッドのヘッド先端板に配置するコークス掻出し装置であって、ヘッド先端板下部の開口部内に回転軸を中心に回転可能に設けられた掻出し用のスコップを有し、当該スコップは、前記回転軸中心の回転によって掻出し位置と収納位置に配置可能であり、前記スコップの掻出し位置においてスコップはヘッド先端板の前部に突出し、スコップの収納位置において、スコップはその底板が前記ヘッド先端板下部の開口部を閉鎖する蓋となり、前記スコップはその内部に冷却水路を有し、前記回転軸に設けた流体回転継手を介して前記冷却水路に冷却水を流通することができることを特徴とするコークス掻出し装置。
（２）前記スコップの底板にスコップ開口を有し、当該スコップ開口に取り付けて前記スコップ開口を閉鎖することのできる蓋を有し、当該蓋は内部に冷却水路を有し、蓋をスコップ開口に取り付けたときに蓋の冷却水路に冷却水を流通することができることを特徴とする上記（１）に記載のコークス掻出し装置。
（３）前記スコップの収納位置と掻出し位置との間の位置変更を行うための回転駆動装置を有することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス掻出し装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、コークス炉の押出機ラムヘッドのヘッド先端板に配置するコークス掻出し装置において、ヘッド先端板下部の開口部内にスコップを収納し、回転軸中心の回転によってスコップを掻出し位置と収納位置に配置可能としているので、コークス掻出しのためにスコップをヘッド先端板に配置するのに要する時間と労力を大幅に短縮することができる。スコップはその内部に冷却水路を有し、回転軸に設けた流体回転継手を介して冷却水路に冷却水を流通することにより、長時間の赤熱コークスの掻出し作業においてもスコップが変形せず、スコップの交換作業を不要とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のコークス掻出し装置を説明する図であり、（Ａ）（Ｂ）は部分斜視図、（Ｃ）（Ｄ）は部分断面図、（Ａ）（Ｃ）は掻出し位置、（Ｂ）（Ｄ）は収納位置を示す。
【図２】本発明のコークス掻出し装置を有する押出機を示す図である。
【図３】本発明のコークス掻出し装置を説明する図であり、（Ａ）（Ｃ）は部分平面図、（Ｂ）（Ｄ）は部分断面図、（Ａ）（Ｂ）は蓋取り外し時、（Ｃ）（Ｄ）は蓋取り付け時の状態を示す。
【図４】歯状爪を有する本発明のコークス掻出し装置を説明する図である。
【図５】本発明のスコップの断面を示す図である。
【図６】スコップの回転駆動装置を説明する部分図である。
【図７】スコップと蓋を接合する円柱内ねじとボルトを説明する部分図である。
【図８】コークス炉の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図８に示すように、炉団式のコークス炉７は、一方の側（押出機側５８）に押出機台車５０が配置され、その反対側（ガイド車側５９）にガイド車５６が配置されている。炭化室１からコークスを押し出すための押出装置５１は、炉団長方向７１に走行する押出機台車５０の上に搭載されている。押出機台車５０は炉団長方向７１の全長に移動可能である。
【００１５】
図２に示すように、押出機台車５０上に配置される押出装置５１は、ラムビーム５３の先端にラムヘッド５２を備え、駆動装置５４によってラムビーム５３が移動することにより、ラムヘッド５２が炭化室内に挿入され、炭化室内において乾留が完了したコークスをガイド車側５９に押し出すことができる。ラムヘッド５２の炭化室側表面には、ヘッド先端板１５が配置され、コークス押出しに際してはヘッド先端板１５が赤熱コークスと直接接触することによってコークスを押し出す。
【００１６】
本発明のコークス掻出し装置１０は、コークス炉の押出機ラムヘッド５２のヘッド先端板１５に配置してなる。図１、２に示すように、ヘッド先端板１５の下部に開口部１６を設け、この開口部１６内に、回転軸１７を中心に回転可能に設けられた掻出し用のスコップ１１を有する。スコップ１１は、回転軸１７中心の回転によって掻出し位置６０と収納位置６１に配置可能である。
【００１７】
図１（Ａ）（Ｃ）に示すスコップの掻出し位置６０において、スコップ１１はヘッド先端板１５の前部に突出し、スコップ１１の底板２１が炭化室１の炉底８に対面して配置され、ラムヘッド５２が炭化室内に進入して詰まりコークスに押し込むことにより、スコップ１１に詰まりコークスが堆積する。
【００１８】
図１（Ｂ）（Ｄ）に示すスコップ１１の収納位置６１において、スコップ１１はその底板２１がヘッド先端板１５下部の開口部１６を閉鎖する蓋となる。詰まりコークス除去中ではない通常の押し出し作業において、スコップ１１は収納位置６１に納まっており、ヘッド先端板１５の開口部１６はスコップの底板２１を蓋として閉鎖されているので、スコップ１１の底板２１がヘッド先端板１５の一部となり、コークス押し出しを行うことができる。
【００１９】
スコップ１１が回転軸１７中心の回転動作によって上記のように掻出し位置６０と収納位置６１に配置可能とするため、回転軸１７は、ヘッド先端板１５においては開口部１６の下部付近に設けられ、スコップ１１においては底板２１の根本側に設けられる。回転軸１７の軸中心は炭化室１の炉幅方向（炉団長方向７１）を向くことになる。
【００２０】
スコップ１１の収納位置６１においてスコップ１１を固定するため、図１（Ｄ）に示すように、スコップ背板２７とラムヘッド底板２８との間をスコップ固定ボルト２６で固定しておくと好ましい。また、スコップ１１の掻出し位置６０においてスコップ１１を固定するため、図１（Ｃ）に示すように、回転ストッパー２９をスコップ背板２７に押しつけ、回転ストッパー２９をラムヘッド底板２８にスコップ固定ボルト２６で固定しておくと好ましい。
【００２１】
スコップ１１は、少なくとも底板２１とスコップ背板２７を有し、さらに必要に応じて側板３４を有している。本発明において、図３に示すように、スコップ１１はその内部に冷却水の水路１４を有し、回転軸１７に設けた流体回転継手１８を介して水路１４に冷却水を流通することができる。スコップ１１を構成する底板２１、スコップ背板２７、側板３４はいずれも、内部に水路１４を有する水冷ジャケット１３として構成される。冷却水は、ラムヘッド内において給水管１９から流体回転継手１８に供給され、流体回転継手１８を経由してスコップ１１の水冷ジャケット１３内の水路１４に供給される。冷却水は水路１４内を循環し、流体回転継手１８を経由してラムヘッド内に戻る。このように、スコップ１１を構成する底板２１、スコップ背板２７、側板３４のいずれも水冷構造とすることにより、長時間のコークス詰まり除去作業においてもスコップ１１は変形を起こさず、長期間にわたってスコップ１１の交換を不要とすることが可能となる。
【００２２】
詰まりコークスの除去時において、スコップ１１を掻出し位置６０に固定してラムヘッド５２を詰まりコークス中に押し込むことにより、スコップ１１内に詰まりコークスが堆積する。この状態でラムヘッド５２を後退させて炭化室外まで移動し、スコップ１１内のコークスを排出する。
【００２３】
本発明において好ましくは、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、スコップ１１の底板２１にスコップ開口１２を有する。コークス掻出し時にこのスコップ開口１２が開口しており（図１（Ｃ））、スコップ１１にコークスが堆積した状態でラムヘッド５２を炭化室外まで移動したとき、底板２１のスコップ開口１２を通じて堆積したコークスが下部に排出される。押出機台車５０には、図２に示すように水平旋回式のフライトコンベア５５が付属している。スコップ開口１２を通じて下部に排出したコークスは、フライトコンベア５５によって回収することができる。また、スコップ開口１２に取り付けてスコップ開口１２を閉鎖することのできる蓋２０を有する。スコップ１１を掻出し位置６０としてコークス掻出しを行う際には、蓋２０を取り外してスコップ開口１２を開口させる。一方、スコップ１１を収納位置６１とするに際しては、スコップ開口１２に蓋２０を取り付けてスコップ開口１２を閉鎖する（図３（Ｃ）（Ｄ））。これにより、通常のコークス押出時においては、スコップ底板２１のスコップ開口１２が閉鎖されているので、コークスを押し出すことが可能となる（図１（Ｂ））。蓋２０は内部に水路１４を有する水冷ジャケット１３とし、蓋２０をスコップ開口１２に取り付けたときに、バイパス給水口２２を経由して底板２１から冷却水が供給され、蓋２０の水路１４に冷却水を流通し、バイパス排水口２３を経由して底板２１に冷却水が戻されることにより、蓋２０を水冷することができる。蓋２０を取り外しているときには、底板側のバイパス給水口２２とバイパス排水口２３に栓３５を施す。
【００２４】
スコップ開口１２に蓋２０を固定するに際しては、図７に示すように、スコップの底板２１に設けた円柱内ねじ２４とボルト２５を用いて固定することとすると好ましい。
【００２５】
スコップ１１の形状は、外寸法で開状態で長さ１ｍ、幅３００ｍｍ、高さ６００ｍｍ程度が好ましく、水冷ジャケット１３を構成する板はステンレス製６ｍｍ、水路幅は１０ｍｍ、また、ジャケット１３の溶接部の保護のため６ｍｍ程度のライナー３０を外周に立込みボルト３１で固定すると好ましい（図５）。ライナーの材質としては、耐熱鋳鋼であるＳＣＨ１２（Ｎｉ：８．０〜１２．０％、Ｃｒ：１８．０〜２３．０％）もしくはステンレス鋳鋼ＳＣＳ１３（Ｎｉ：８．０〜１１．０％、Ｃｒ：１８．０〜２１．０％）を好適に用いることができる。
【００２６】
スコップ１１の底板２１先端には、図４に示すように、歯状爪３２を設けると好ましい。歯状爪３２を設けることにより、詰まりコークスが硬くしまっている場合であっても、スコップ１１を詰まりコークスに十分に進入させることができる。歯状爪３２は耐熱鋳鋼で形成することにより、歯状爪３２自体を非水冷としてもその変形を防止することができる。スコップ１１の水冷した底板２１の前部に耐熱鋼で製作した歯状爪３２を固定しておけば、スコップ１１を炭化室１内のコークス２内に押込みやすくなる。歯状爪３２の歯の間隔を２０〜３０ｍｍ程度とすれば、スコップ１１を収納位置６１としてヘッド先端板１５を通常の押出しに使う際も、コークス２が、ヘッド先端板１５の裏にもれ押出しに支障をきたすことはない。
【００２７】
本発明のコークス掻出し装置１０は、図６に示すように、スコップ１１の収納位置６１と掻出し位置６０との間の位置変更を行うため水冷の冷却箱３６で囲まれた回転駆動装置３３を有することとすると好ましい。
【００２８】
本発明のコークス掻出し装置を用いたコークス掻出し方法について説明する。
【００２９】
炭化室１内のコークス２を図２に示す押出機台車５０の押出装置５１で押出す際、炭化室内のコークス詰まりによってコークスを押し出せなかった場合、炭化室１の中にコークス２が残留することとなる。この解決策として、ラムヘッド５２のヘッド先端板１５の下部の開口部１６内の収納位置６１に収納されたスコップ１１（図１（Ｂ）（Ｄ））を、ヘッド先端板１５の先端板開口部１６からから回転軸１７を中心に回転展開して、掻出し位置６０とする（図１（Ａ）（Ｃ））。まず、スコップ１１の収納位置６１において、スコップ背板２７とラムヘッド底板２８との間を固定する固定ボルト２６を取り外し、スコップ１１を回転軸１７周りに回転させて掻出し位置６０に配置した上で、回転ストッパー２９を取りつけ、回転ストッパー２９とラムヘッド底板２８との間を固定ボルト２６で固定する（図１（Ｃ））。底板２１のスコップ開口１２に固定された蓋２０を取り外し、底板側のバイパス給水口２２、バイパス排水口２３を栓３５によって閉鎖する（図３（Ａ）（Ｂ））。
【００３０】
押出機台車５０のラムビーム５３を駆動装置５４で炭化室内に挿入し、炭化室１の中に残留するコークス２にスコップ１１の長さ分だけ押込み、スコップ１１内に赤熱したコークス２をためる。次いで、駆動装置５４でラムビーム５３を後退させ、ラムビームを炭化室１の外部に出す。スコップ１１の下部にはスコップ開口１２があるので、スコップ１１が炭化室１の外部に出たところで、スコップ１１内のコークス２は、スコップ開口１２から下部に落下する。押出機台車５０には、水平旋回式のフライトコンベア５５が付属しており、スコップ開口１２から落下したコークスはフライトコンベア５５を経由してコークス回収ホッパー５７により回収される（図２）。
【００３１】
スコップ１１は水冷ジャケット１３で構成されており、内部には一筆書きの水路１４があり、常時、水が流れている。スコップ回転軸１７の両側には、流体回転継手１８があり、ヘッド先端板１５に沿う、給水管１９から流体回転継手１８、スコップ回転軸１７を経由してスコップ１１の水冷ジャケット１３に給水する。
【００３２】
通常、ヘッド先端板１５は、コークス２の押出しに用いる。コークス掻出しが終了した後、まずスコップ開口１２を蓋２０で塞ぐ。蓋２０への給水は、スコップ１１の水冷底板２１のバイパス給水口２２から行い、蓋２０を経由して、バイパス排水口２３に送る。蓋２０への給水量は、バイパス給水口２２部にオリフィスを付けて調整する。蓋２０の底板２１への固定は、水冷ジャケット１３内に設けた円柱内ねじ２４にボルト２５を締めて行う。
【００３３】
次いで、スコップ１１を回転軸１７まわりに回転して掻出し位置６０から収納位置６１に配置を変更する。収納位置６１において、スコップ１１の底板２１がヘッド先端板の開口部１６をちょうど閉鎖することができる。スコップ１１の回転開閉を人手で行う際は、収納位置６１において、スコップ固定ボルト２６を用いてスコップ背板２７とラムヘッド底板２８とつなぐことで、先端板開口部１６を閉とする（図１（Ｄ））。これにより、ヘッド先端板開口部１６はスコップ底板２１で閉鎖されるので、ヘッド先端板１５をコークス２の押出しに用いることが可能となる（図１（Ｂ））。
【００３４】
また、スコップ回転軸１７に、図６に示すような回転駆動装置３３を設ければ、遠隔でスコップ１１の開閉を行うことができる。
【００３５】
従来の掻出し用のスコップは、非水冷であり、１３０ｋｇ程度の重量を有していた。そのため、装着にはチェンブロックを用いた作業が必要となり、装着に７〜８時間を要していた。また、３〜４日間にわたるコークス掻出し作業において、スコップが熱変形するため、１窯の掻出し作業でスコップを５〜６回交換する必要があった。スコップの装着や交換に以上のように多くの労力と時間を要するため、通常の作業クルー以外の交代要員が並行して必要であった。
【００３６】
それに対して本発明を用いることにより、スコップ１１の配置を収納位置６１から掻出し位置６０に変更して掻出しのための準備を完了するまでの所要時間は１時間程度に短縮された。またスコップ１１が水冷方式であるために変形が発生せず、スコップ取り替え作業が発生しない。作業に労力と時間を要しないため、通常のコークス炉の作業要員の範囲内で、詰まりコークスの掻出し作業を行うことが可能となった。
【符号の説明】
【００３７】
１  炭化室
２  コークス
３  窯口
４  押出側プラットフォーム
５  押出機走行床
６  ガイド車側プラットフォーム
７  コークス炉
８  炉底
１０  コークス掻出し装置
１１  スコップ
１２  スコップ開口
１３  水冷ジャケット
１４  水路
１５  ヘッド先端板
１６  開口部
１７  回転軸
１８  流体回転継手
１９  給水管
２０  蓋
２１  底板
２２  バイパス給水口
２３  バイパス排水口
２４  円柱内ねじ
２５  ボルト
２６  スコップ固定ボルト
２７  スコップ背板
２８  ラムヘッド底板
２９  回転ストッパー
３０  ライナー
３１  立込みボルト
３２  歯状爪
３３  回転駆動装置
３４  側板
３５  栓
３６  冷却箱
５０  押出機台車
５１  押出装置
５２  ラムヘッド
５３  ラムビーム
５４  駆動装置
５５  フライトコンベア
５６  ガイド車
５７  コークス回収ホッパー
５８  押出機側
５９  ガイド車側
６０  掻出し位置
６１  収納位置
７０  炉長方向
７１  炉団長方向
【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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