(57)【要約】【課題】炉頂デッキの重量を軽減するとともに、炉締力を強化して、炉体強度を向上させる。【解決手段】室式コークス炉（炉体１）を設置する基礎コンクリート２中にベースステイ８を埋設し、炉頂デッキ７に設置した炉上ステイ１０とベースステイ８とをバックステイ３を介して連結し、室式コークス炉（炉体１）を垂直方向に炉締する。また、前記炉上ステイ１０と前記バックステイ３との連結部に、垂直方向の炉締力の調整機構１７を設ける。更に前記炉頂デッキ７中に、前記炉上ステイ１０の締付力を炉体１に伝播するための炉締ボックス１４を設置し、該炉締ボックス１４内に断熱材を充填する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室式コークス炉を垂直方向に炉締するための構造であって、
前記室式コークス炉を設置する基礎コンクリート中にベースステイを埋設し、炉頂デッキに設置した炉上ステイと前記ベースステイとをバックステイを介して連結したことを特徴とする室式コークス炉の垂直炉締構造。
【請求項２】
前記炉上ステイと前記バックステイとの連結部に、垂直方向の炉締力の調整機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の室式コークス炉の垂直炉締構造。
【請求項３】
前記炉頂デッキ中に、前記炉上ステイの締付力を炉体に伝播するための炉締ボックスを設置し、該炉締ボックス内に断熱材を充填したことを特徴とする請求項１または２記載の室式コークス炉の垂直炉締構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室式コークス炉を垂直方向に炉締するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室式コークス炉では、炭化室内に充填した石炭により炉壁に作用する側圧に対抗するため、炉体を炉締する必要がある。石炭から作用する側圧（充填層圧、石炭膨張圧、押出時側圧）により、炉壁には、水平方向と垂直方向の炉締を行う必要がある。
この中で、水平方向の曲げモーメントに抗する炉締に関して、従来技術では、バックステイによる炉締の改善技術が種々提供されている。
以下、本明細書では、コークス炉の水平方向の定義として、押出機側からコークガイド側に向かう水平方向を「炉長方向」、炭化室の幅方向にあたる水平方向を「炉団長方向」と定義する。
【０００３】
例えば、コークス炉のバックステイの一部を部分的にサンプルとして採取し、このサンプルに応力等を測定するための歪みゲージを複数個貼り付けた後、曲げ負荷試験により曲げ応力を測定して応力の分布を求めることにより、バックステイの継続使用の条件を具備するか否かを判断するための技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、コークス炉の炉頂煉瓦中に埋設した保護パイプ内にクロスタイロッドを挿通し、バックステイを介して所定加重で炉体煉瓦を締付ける装置において、クロスタイロッド表面の任意位置に任意数の突起片を設ける技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術により、保護パイプが位置ずれしても、突起片により保護パイプとクロスタイロッドの直接接触が防止され、クロスタイロッドの温度上昇を抑制して炉締力を安定維持することができ、クロスタイロッドの破損を防止できるとしている。
【０００５】
また、コークス炉の炉頂煉瓦中に埋設した保護館内にクロスアンカーを挿通し、バックステイを介して所定炉締荷重を炉長方向の炉体煉瓦に負荷するコークス炉の炉締装置において、内管の外表面に断熱材を塗布する技術が提案されている（特許文献３参照）。この技術により、火炎吹き出し等に起因する高温クリークによるクロスアンカーの折損を大幅に低減することができ、コークス炉の炉命を延長できるばかりでなく、クロスアンカー取り替え補修の頻度を減少させることができるとしている。
【０００６】
図６、図７を参照して、従来の室式コークス炉の構造の具体的な一例を説明する。図６は室式コークス炉の炉長方向の立面断面図、図７は室式コークス炉の炉団長方向の構造を示す側面図である。
従来の室式コークス炉１は、図６、図７に示すように、基礎コンクリート２上に炉体１を設置し、炉体１の側面を複数のバックステイ３により支持するとともに、水平方向の炉締を行う。炉体１は、ソールフリュー４の上部に蓄熱室５を設け、蓄熱室５の上部に炭化室６を設け、炭化室６の上部に炉頂デッキ７を設けた構造となっている。
このような構造からなる室式コークス炉では、炭化室側圧により作用する曲げモーメントに対し、バックステイ３により水平方向の炉締を行い、炉頂デッキ７および炭化室６を構成する炉体の自重により、垂直方向の炉締を行って、所定の炉体強度を確保している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６７８２号公報
【特許文献２】実開平０４−１０６３４１号公報
【特許文献３】実開平０５−３０１３７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、炉体を設計した時点で炉体構造の強度が決定されてしまい、その後、炉体構造の強度を増強することができない。
また、炉頂デッキや炉体の自重により垂直炉締を行うことができるのは、炭化室壁側圧として高々０．１ｋｇ／ｃｍ２までであり、それ以上の側圧が発生した場合には対応することが困難である。このため、炭化室に充填する石炭の銘柄変更や嵩密度を向上させるための石炭事前処理技術の適用には、炉体強度からの制約が生じてしまう。
また、炉頂デッキは、骨格となる珪石煉瓦と、表面の温度変化が大きい部位に設置するシャモット煉瓦を主体として構築されており、比較的軽量である断熱材（例えば、断熱煉瓦、断熱キャスタブル）の使用割合が小さい。このため、炉頂デッキ表面の放熱量が大きくなり、熱損失が生じるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した従来の技術が有する問題点に鑑み提案されたもので、炉頂デッキの断熱性を向上して炉頂デッキの重量を軽減するとともに、垂直炉締力を強化して、炉体強度を向上させることが可能な室式コークス炉の垂直炉締構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、操業開始後において、使用する石炭銘柄や高嵩密度技術の適用等に応じて垂直炉締力を調整することが可能な室式コークス炉の垂直炉締構造を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、炉頂デッキ表面の断熱化向上を図ることが可能な室式コークス炉の垂直炉締構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
＜特徴点＞
本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造は、室式コークス炉を設置する基礎コンクリート中にベースステイを埋設し、
炉頂デッキに設置した炉上ステイと前記ベースステイとをバックステイを介して連結したことを特徴とするものである。
また、前記炉上ステイと前記バックステイとの連結部に、垂直方向の炉締力を調整するための調整機構を設けることが好ましい。この調整機構は、例えば、コイルバネ、アクチュエータ等により構成される。
また、前記炉頂デッキ中に、前記炉上ステイの締付力を前記炭化室に伝播するための炉締ボックスを設置し、該炉締ボックス内に断熱材を充填することが好ましい。この断熱材は、例えば、断熱キャスタブル、セラミックファイバが等からなる。
【００１１】
＜作用＞
本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造では、基礎コンクリート中に埋設したベースステイと炉上ステイとをバックステイを介して連結することにより、室式コークス炉を垂直方向に炉締する。このため、炉頂デッキ重量を増加することなく垂直締付力を増加することができ、炉体強度を向上させるとともに、石炭膨張圧等の炭化室壁側圧の制約を緩和することができる。
また、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造では、炉上ステイとバックステイとの連結部に設けた調整機構により、垂直方向の締付力を調整する。このため、操業開始後であっても、使用する石炭銘柄や、高嵩密度技術の適用によって増加する炭化室壁側圧に対応することが可能となる。
また、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造では、炉頂デッキ中に設置した炉締ボックスにより、炉上ステイの締付力を炉体に伝播する。また、炉締ボックスに充填した断熱材により、炉体と炉上ステイとの断熱が行われる。このため、炉頂デッキ表面の断熱化を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造の実施の形態について説明する。
図１〜図５は、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造の実施形態を示すもので、図１は室式コークス炉の炉長方向の立面断面図、図２は炉頂デッキ周辺部の平面図、図３は炉頂デッキ周辺部の炉長方向の立面断面図、図４は炉締力調整装置を拡大した炉頂デッキ周辺部の炉団長方向の立面断面図、図５は炉締力調整装置を拡大した炉頂デッキ周辺部の炉長方向の炉端部の立面断面図である。
本発明の実施形態に係る室式コークス炉は、図１に示すように、基礎コンクリート２上に炉体１を設置し、炉体１の両側面を、略鉛直方向に設けた複数のバックステイ３により支持している。炉体１は、ソールフリュー４の上部に蓄熱室５を設け、蓄熱室５の上部に炭化室６を設け、炭化室６の上部に炉頂デッキ７を設けた構造となっている。
【００１３】
また、基礎コンクリート２中には、略水平方向に複数のベースステイ８が埋設されており、ベースステイ８とバックステイ３の下端部とがアンカーロッド９により連結されている。また、炉頂デッキ７上には、炉体１の炉長方向全長にわたって各バックステイに対応して炉上ステイ１０が設置されており、炉上ステイ１０の両端部は、それぞれバックステイ３の上端部に連結されている。なお、各炉上ステイ１０は、図２に示すように、それぞれ一対のステイ部材により構成されている。
【００１４】
炉頂デッキ７には、図２に示すように、複数の上昇管１１の上端部が臨むとともに、炉長方向にわたって複数の装入口１２が開設されている。また、炉頂デッキ７には、炉長方向にわたって複数のフリュー１３の上端部が臨んでいる。
さらに、炉頂デッキ７中には、図３に示すように、炉長方向にわたって複数の炉締ボックス１４が配設されており、この炉締ボックス１４により炉上ステイ１０を下方から支持している。この炉締ボックス１４は、例えば鋼板により形成される。炉締ボックス
は、炉上ステイと炉頂デッキを連絡する機能を有すればよく、特に断熱強化を目的にとしない場合、有害な熱変形を生じない程度のプレート（厚鋼板や鋳物板等）も適用可能である。また鋼板ボックス構造に拘わらず、キャスタブル等の断熱ブロックをスタッドにより装着した鋼板でもよい。
【００１５】
なお、図５に示すように、炉締ボックス１４の上面には受けピース１５が設けられており、炉上ステイ１０の下面には各受けピース１５に対向するようにディスタンスピース１６が設けられており、炉締ボックス１４と炉上ステイ１０は、受けピース１５およびディスタンスピース１６を介して接続されている。
また、詳細には図示しないが、炉締ボックス１４内には、断熱キャスタブル、セラミックファイバ等からなる断熱材が充填されている。
【００１６】
炉上ステイ１０とバックステイ３との連結部には、図４、図５に示すように、垂直方向の炉締力を調整するための炉締力調整装置１７が設けられている。
なお、炉締力調整装置１７は、炉上ステイ１０の各ステイ部に対してそれぞれ設けられている。
この炉締力調整装置１７は、コイルバネからなる調整装置本体１８と、調整装置本体１８の上部に回転可能に取り付けた炉締ロッド１９と、調整装置本体１８の上部から延設した支持ロッド２０と、支持ロッド２０に設けた受け片２１とを備えている。
【００１７】
バックステイ３には、図５に示すように、上下一対の取付部２２，２３が設けられており、上側取付部２２に対して炉締ロッド１９を螺着し、下側取付部２３に対して支持ロッド２０を遊嵌する。また、支持ロッド２０に設けた受け片２１を炉上ステイ１０の上面に臨ませる。なお、詳細には図示しないが、炉締ロッド１９の外周面には雄ネジ部が形成されており、上側取付部２２には炉締ロッド１９を螺着するための雌ネジ部が形成されている。
したがって、炉締ロッド１９を回転させてコイルバネ（調整装置本体１８）の反発力を調整することにより、炉締力を調整することができ、コイルバネ（調整装置本体１８）の反発力が受け片２１を介して炉上ステイ１０に伝達される。
なお、調整装置本体１８は、コイルバネの他に、例えば油圧式のアクチュエータ、空気圧式のアクチュエータ等により構成することができる。この場合には、アクチュエータにより炉締力を調整すればよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造は、上述した構成を備えているため、以下に説明する効果を奏する。
すなわち、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造によれば、基礎コンクリート中に埋設したベースステイと炉上ステイとをバックステイを介して連結することにより、基礎コンクリートと炉上ステイとの間に締付力を付与することができる。この締付力が垂直炉締力として炉体に負荷される。
したがって、炉頂デッキ重量を増加することなく、垂直締付力を増加することができる。垂直締付力は、基礎コンクリートと炉上ステイとの間に生じるため、締付力が強固なものとなり、炉体の構造強度を向上させるとともに、石炭膨張圧等の炭化室壁側圧の制約を緩和することが可能となる。
また、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造によれば、炉上ステイとバックステイとの連結部に設けた調整機構により、垂直方向の炉締力を調整することができる。
したがって、操業開始後であっても、使用する石炭銘柄や、高嵩密度技術の適用によって増加する炭化室壁側圧に対して適切な垂直炉締力を付与することができ、弾力的な操業を行うことが可能となる。
また、本発明に係る室式コークス炉の垂直炉締構造によれば、炉頂デッキ中に設置した炉締ボックスにより、炉上ステイの締付力を炉体に伝播するとともに、炉締ボックスに充填した断熱材により、炉体（炭化室）と炉上ステイとを断熱することができる。
したがって、炉頂デッキ表面の断熱化を向上させることができ、熱損失を最小限に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る室式コークス炉の長さ方向の縦断面図。
【図２】炉頂デッキ周辺部の平面図。
【図３】炉頂デッキ周辺部の長さ方向の縦断面図。
【図４】炉締力調整装置を拡大した炉頂デッキ周辺部の幅方向の縦断面図。
【図５】炉締力調整装置を拡大した炉頂デッキ周辺部の長さ方向の縦断面図。
【図６】従来の室式コークス炉の長さ方向の縦断面図。
【図７】従来の室式コークス炉の幅方向の縦断面図。
【符号の説明】
１　炉体
２　基礎コンクリート
３　バックステイ
４　ソールフリュー
５　蓄熱室
６　炭化室
７　炉頂デッキ
８　ベースステイ
９　アンカーロッド
１０　炉上ステイ
１１　上昇管
１２　装入口
１３　フリュー
１４　炉締ボックス
１５　受けピース
１６　ディスタンスピース
１７　炉締力調整装置
１８　調整装置本体
１９　炉締ロッド
２０　支持ロッド
２１　受け片
２２　上側取付部
２３　下側取付部
【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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