(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の燃焼室を内蔵する壁体とその上部に位置する天井、および隣接する炭化室の天井の補修方法において、前記天井を解体して搬出し、さらに前記壁体を解体して搬出し、次いで、前記天井を解体した開口部から、予め成形しておいた複数個の壁体耐火物集合体を前記コークス炉内に搬入して積み上げ、さらに予め成形しておいた水平焔道部耐火物集合体と天井下部耐火物集合体と点検孔部耐火物集合体を積み上げ、次に、予め成形しておいた天井体耐火物集合体を前記点検孔部耐火物集合体の幅方向に隣接させて設置し、さらに不定形耐火物および／または手積み用煉瓦を用いて隙間を充填することを特徴とするコークス炉燃焼室の壁体と天井、および隣接する炭化室の天井の補修方法。
【請求項２】
前記壁体を解体して搬出し、次いで、新たに構築する壁体の最下部の１層の煉瓦をその上面が水平になるように手積みした後、前記壁体耐火物集合体を前記コークス炉内に搬入することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉燃焼室の壁体と天井、および隣接する炭化室の天井の補修方法。
【請求項３】
前記天井体耐火物集合体の長手方向に隣接して、予め成形しておいた装入孔部耐火物集合体を設置し、さらに不定形耐火および／または手積み用煉瓦を用いて隙間を充填することを特徴とする請求項１または２に記載のコークス炉燃焼室の壁体と天井、および隣接する炭化室の天井の補修方法。
【請求項４】
前記天井体耐火物集合体または前記装入孔部耐火物集合体の長手方向に隣接して、予め成形しておいた上昇管部耐火物集合体を設置し、さらに不定形耐火物および／または手積み用煉瓦を用いて隙間を充填することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコークス炉燃焼室の壁体と天井、および隣接する炭化室の天井の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の燃焼室の壁体と天井、およびその燃焼室に隣接する炭化室の天井を補修するにあたって、予め炉外で成形した耐火煉瓦のブロック体（以下、耐火物集合体という）を用いて補修する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図10はコークス炉の要部を模式的に示す水平断面図であり、図11は壁体の例を模式的に示す斜視図である。
【０００３】
一般にコークス炉は、図10に示すように、石炭を乾留する炭化室２、燃料ガスを燃焼させる燃焼室１、燃焼排ガスの余熱を利用して燃料ガスや燃焼用空気を予め加熱する蓄熱室（図示せず）で構成され、燃焼室１と炭化室２は横方向に交互に配置される。つまり図11に示すように、互いに隣接する炭化室２を隔離する耐火煉瓦の壁体３の内部に燃焼室１が形成される。
【０００４】
そしてコークス炉の操業中に、炭化室２へ石炭を装入し、さらに燃焼室１で発生する燃焼熱によって乾留した後、得られたコークスを炭化室２から排出する作業が繰り返し行なわれる。その結果、耐火煉瓦で形成される壁体３が損耗し、燃焼室１から燃焼排ガスや未燃焼の燃料ガスが炭化室２内へ漏出するという問題が生じる。
【０００５】
そこで、燃焼室１の壁体を適宜補修しなければならないが、コークス炉の燃焼室１と炭化室２を全て停止して補修を行なうのはコークスの生産に支障を来す。したがって、コークス炉を操業しながら壁体３を補修する技術が種々検討されている。
【０００６】
たとえば特許文献１には、補修すべき壁体を解体し、さらに炉内から除去する一方で、壁体を構成する複数の積層部分を炉外にて耐火煉瓦で成形し、得られた耐火物集合体（以下、壁体耐火物集合体という）を炉内に搬入して壁体を補修する技術が開示されている。しかし特許文献１には、壁体以外の部位を構築するための耐火物集合体は具体的に開示されていない。
【０００７】
特許文献２には、図９に示すように、燃焼室の天井に設けられた点検孔４に天井吊り金物５を設置し、その天井吊り金物５で燃焼室の天井に炉内ビーム６を固定し、さらに炉内ビーム６に沿って移動可能な走行機７から吊り下げた吊り具８を用いて炉内に補修用の煉瓦を搬入する技術が開示されている。したがって、炉外で成形した壁体耐火物集合体９を、この技術で炉内に搬入すれば、壁体の補修を行なうことができる。
【０００８】
しかし特許文献２に開示された技術は、補修すべき壁体の真上に炉内ビーム６や走行機７が配置されるので、壁体の上層部に配置される壁体耐火物集合体９を搬入する際には、吊り具８が炉内ビーム６や走行機７と干渉して、壁体耐火物集合体９の搬入が極めて困難になる。そのため、壁体の上層部の補修は、炉内に耐火煉瓦を個別に持ち込んで人力で作業せざるを得ず、補修作業の効率低下を招く。
【０００９】
しかも特許文献２に開示された技術では、補修すべき壁体の上部に位置する天井、および隣接する炭化室の天井は解体せずに残置する。ところが既存のコークス炉は長期間にわたって稼働しているので、天井にも損傷が発生するようになっており、壁体のみならず天井も含めて効率良く補修する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2001-19968号公報
【特許文献２】特開2001-19969号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、燃焼室の壁体と天井のみならず隣接する炭化室の天井を補修（すなわち解体と構築）するにあたって、壁体と天井の耐火物集合体を予め成形しておき、それらを天井に吊り上げたり、炉内に搬入して補修を行なうことによって、補修作業の効率向上を図る補修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】
【００１２】
本発明者は、予め炉外で成形した耐火物集合体を用いて、燃焼室の壁体と天井、およびその燃焼室に隣接する炭化室の天井の補修を行なう技術を実用化するために、炉外で成形する際の成形性、搬送する際の安全性、炉内で積み上げる際の安定性の観点から、耐火物集合体の形状について検討した。つまり、耐火物集合体を用いて新たな壁体と天井を構築するためには、壁体や天井を分割してその形状に応じた耐火物集合体を成形する必要があるので、その耐火物集合体の好適な形状について検討した。
【００１３】
本発明は、その検討結果に基づいてなされたものである。
【００１４】
すなわち本発明は、コークス炉の燃焼室を内蔵する壁体とその上部に位置する天井、および隣接する炭化室の天井の補修方法において、まず天井を解体して搬出し、さらに壁体を解体して搬出し、次いで、天井を解体した開口部から、予め成形しておいた複数個の壁体耐火物集合体をコークス炉内に搬入して積み上げ、さらに予め成形しておいた水平焔道部耐火物集合体と天井下部耐火物集合体と点検孔部耐火物集合体を積み上げ、次に、予め成形しておいた天井体耐火物集合体を点検孔部耐火物集合体の幅方向に隣接させて設置し、さらに不定形耐火物および／または手積み用煉瓦を用いて隙間を充填するコークス炉燃焼室の壁体と天井、および隣接する炭化室の天井の補修方法である。
【００１５】
本発明の補修方法においては、壁体を解体して搬出し、次いで、新たに構築する壁体の最下部の１層の煉瓦をその上面が水平になるように手積みした後、壁体耐火物集合体をコークス炉内に搬入することが好ましい。また、天井体耐火物集合体の長手方向に隣接して、予め成形しておいた装入孔部耐火物集合体を設置し、さらに不定形耐火および／または手積み用煉瓦を用いて隙間を充填することが好ましい。また、天井体耐火物集合体または装入孔部耐火物集合体の長手方向に隣接して、予め成形しておいた上昇管部耐火物集合体を設置し、さらに不定形耐火物および／または手積み用煉瓦を用いて隙間を充填することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃焼室の壁体と天井のみならず隣接する炭化室の天井の補修作業を効率良く行なうことができるので、産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】燃焼室の壁体とその上部に位置する天井、および隣接する炭化室の天井を解体して搬出した例を示す垂直断面図である。
【図２】図１の壁体を解体した位置に最下層煉瓦を手積みした例を示す垂直断面図である。
【図３】(a)は最下層煉瓦の上に壁体耐火物集合体を積み上げた例を示す垂直断面図であり、(b)は壁体耐火物集合体の例を示す斜視図である。
【図４】(a)は壁体耐火物集合体の上に水平焔道部耐火物集合体を積み上げた例を示す垂直断面図であり、(b)は水平焔道部耐火物集合体の例を示す斜視図である。
【図５】(a)は水平焔道部耐火物集合体の上に天井下部耐火物集合体を積み上げた例を示す垂直断面図であり、(b)は天井下部耐火物集合体の例を示す斜視図である。
【図６】(a)は天井下部耐火物集合体の上に点検孔部耐火物集合体を積み上げた例を示す垂直断面図であり、(b)は点検孔部耐火物集合体の例を示す斜視図である。
【図７】(a)は点検孔部耐火物集合体の左右に天井体耐火物集合体を設置した例を示す垂直断面図であり、(b)は天井体耐火物集合体の例を示す斜視図である。
【図８】(a)は装入孔部耐火物集合体の例を示す斜視図であり、(b)は上昇管部耐火物集合体の例を示す斜視図である。
【図９】従来の耐火物集合体を炉内に搬入する例を模式的に示す垂直断面図である。
【図１０】コークス炉の要部を模式的に示す水平断面図である。
【図１１】図10の壁体の例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、補修すべき壁体と、その上部に位置する天井と、隣接する炭化室の天井と、を解体して搬出した例を示す垂直断面図である。本発明では、図１に示すように、コークス炉の天井を開口して作業を行なうので、従来のような天井に取り付ける運搬装置（たとえば図９の炉内ビーム６や走行機７等）を使用しない。
【００１９】
補修する必要がなく、解体せずに残置される天井の露出面および隣接する燃焼室の壁面は、断熱材10で覆われる。露出面を断熱材10で覆うことによって、残置する耐火物の温度低下を防止する。燃焼室の壁体と、その上部に位置する天井と、隣接する炭化室の天井と、を補修する際に、補修しない燃焼室は稼動を続ける。したがって断熱材10で覆って、耐火物の温度低下を防止する必要がある。
【００２０】
次に、図２示すように、壁体の最下部の耐火煉瓦11（以下、最下層煉瓦という）を、１層のみ、作業員の手作業で施工（いわゆる手積み）することが好ましい。最下層煉瓦11は、その上面を水平に施工する必要があるので、手積みを行なう。
【００２１】
そして、図３(a)に示すように、予め炉外で成形した壁体耐火物集合体９を最下層煉瓦11上に複数個積み上げる。壁体耐火物集合体９をコークス炉内に搬入する際には、天井を解体した開口部から、クレーンを用いて搬入する。なお、図３(b)は壁体耐火物集合体９の例を拡大して示す斜視図である。
【００２２】
さらに、図４(a)に示すように、予め炉外で成形した水平焔道部の耐火物集合体12（以下、水平焔道部耐火物集合体という）を壁体耐火物集合体９上に積み上げる。この水平焔道部耐火物集合体12も、天井を解体した開口部からクレーンを用いてコークス炉内に搬入する。なお、図４(b)は水平焔道部耐火物集合体12の例を拡大して示す斜視図である。
【００２３】
次に、図５(a)に示すように、予め炉外で成形した天井下部の耐火物集合体13（以下、天井下部耐火物集合体という）を水平焔道部耐火物集合体12上に積み上げる。この天井下部耐火物集合体13も、天井を解体した開口部からクレーンを用いてコークス炉内に搬入する。なお、図５(b)は天井下部耐火物集合体13の例を拡大して示す斜視図であり、符号４は既に説明した点検孔である。
【００２４】
そして、図６(a)に示すように、天井煉瓦18を取付けた後、予め炉外で成形した点検孔４周辺の耐火物集合体14（以下、点検孔部耐火物集合体という）を天井下道部耐火物集合体13上に積み上げる。この点検孔部耐火物集合体14も、天井を解体した開口部からクレーンを用いてコークス炉内に搬入する。なお、図６(b)は点検孔部耐火物集合体14の例を拡大して示す斜視図である。
【００２５】
このようにして、最下層煉瓦11の手積み、および壁体耐火物集合体９、水平焔道部耐火物集合体12、天井下部耐火物集合体13、点検孔部耐火物集合体14の積み上げを、図３〜６に示す断面の奥行き方向（以下、長手方向という）に行なっていく。
【００２６】
さらに、図７(a)に示すように、断熱材10を取り除いた後、予め炉外で成形した天井を構成するための耐火物集合体15（以下、天井体耐火物集合体という）を、点検孔部耐火物集合体14の左右方向（以下、幅方向という）に隣接して、天井煉瓦18上に設置し、隙間に不定形耐火物を流し込む、または煉瓦を手積みすることによって隙間を充填する。以下では、隙間を充填するために手積みする煉瓦を手積み用煉瓦と記す。不定形耐火物と手積み用煉瓦を併用しても良い。この天井体耐火物集合体15も長手方向に設置していく。なお、図７(b)は天井体耐火物集合体15の例を拡大して示す斜視図である。
【００２７】
ただし炭化室の天井には、装入孔や上昇管連結孔を設ける必要があるので、図８(a)に示すような装入孔周辺の耐火物集合体16（以下、装入孔部耐火物集合体という）と、図８(b)に示すような上昇管連結孔周辺の耐火物集合体17（以下、上昇管部耐火物集合体という）と、を予め炉外で成形しておくことが好ましい。これらの装入孔部耐火物集合体16や上昇管部耐火物集合体17を、天井体耐火物集合体15の長手方向に隣接して設置する場合も、不定形耐火物または手積み用煉瓦を用いて隙間を充填する。不定形耐火物と手積み用煉瓦を併用しても良い。
【００２８】
最後に、タイル貼り等の天井上面の養生を行なう。
【００２９】
以上に説明した通り、各種の耐火物集合体を、クレーンや専用吊り具を用いて、天井に吊り上げたり、開口部からコークス炉内に搬入して作業を行なうので、作業用の足場を組み立てる必要がある。その足場については特に限定せず、従来から知られているものを使用し、窯口から搬入する。
【実施例】
【００３０】
カールスチール製コークス炉（炉高６ｍ、炉長34フリュー）の１燃焼室とそれに隣接する２炭化室の１段目から炉頂まで、長手方向10フリューの補修を本発明の方法で行なった。その手順について、図１〜８を参照して説明する。
【００３１】
まず、補修すべき燃焼室の壁体と、その上部に位置する天井と、隣接する炭化室の天井と、を解体して搬出した。そして、最下層煉瓦11を１層（すなわち１段目）のみ手積みして、その上面を水平に施工した。２〜36段目は、壁体耐火物集合体９（１個あたり７段、５フリュー分）を最下層煉瓦11上に５個積み上げた。さらに長手方向にも、隣接して１列５個の壁体耐火物集合体９を積み上げた。そして、37段目は手積みで施工して、レベル調整を行なった。
【００３２】
次に39〜42段目として、水平焔道部耐火物集合体12を長手方向に２個積み上げた後、43〜45段目として、天井下部耐火物集合体13を長手方向に２個積み上げ、さらに46段目として、天井煉瓦18を手積みした。
【００３３】
次いで、点検孔部耐火物集合体14を２個、装入孔部耐火物集合体16を各炭化室に１個ずつ、天井体耐火物集合体15を各炭化室に３個ずつ、所定の位置の天井煉瓦18上に設置した。それらの隙間は、不定形耐火物や手積み用煉瓦を用いて充填した。
【００３４】
以上の補修工事（最下層煉瓦11の施工から検孔部耐火物集合体14、装入孔部耐火物集合体16、天井体耐火物集合体15間の隙間の充填まで）に要した時間は、１日10時間ずつの作業で10日間（合計100時間）であった。
【００３５】
これに対して、従来は全て手積みで行なっていた。その所要時間は、１日10時間ずつの作業で50日間（合計500時間）であった。
【００３６】
したがって、本発明によって工期を大幅に短縮できることが確かめられた。
【符号の説明】
【００３７】
１  燃焼室
２  炭化室
３  壁体
４  点検孔
５  天井吊り金物
６  炉内ビーム
７  走行機
８  吊り具
９  壁体耐火物集合体
10  断熱材
11  最下層煉瓦
12  水平焔道部耐火物集合体
13  天井下部耐火物集合体
14  点検孔部耐火物集合体
15  天井体耐火物集合体
16  装入孔部耐火物集合体
17  上昇管部耐火物集合体
18  天井煉瓦
【図１】
0006280453.tif 000002
【図２】
0006280453.tif 000003
【図３】
0006280453.tif 000004
【図４】
0006280453.tif 000005
【図５】
0006280453.tif 000006
【図６】
0006280453.tif 000007
【図７】
0006280453.tif 000008
【図８】
0006280453.tif 000009
【図９】
0006280453.tif 000010
【図１０】
0006280453.tif 000011
【図１１】
0006280453.tif 000012