(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾留工程後に炉蓋を炉口から自動的に取り外すコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法において、
前記炉蓋に対して前記炉口から離間する方向に引抜き力を付与する動作と、前記炉蓋に対して前記炉口に向かう方向に押付け力を付与する動作とを繰り返し行う付着解除動作を自動的に行った後に、前記炉蓋を前記炉口から自動的に取り外すようにしたことを特徴とするコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法。
【請求項２】
前記炉蓋は、所定時間だけ前記引抜き力及び前記押付け力が付与されるように、或いは、所定のストロークだけ前記炉口との距離が変化するように前記引抜き力及び前記押付け力が付与されることを特徴とする請求項１記載のコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法。
【請求項３】
前記炉蓋に対して前記炉口から離間する方向に前記引抜き力を付与した後に、所定の時間だけ、炉蓋に対する外力の付与を停止させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法。
【請求項４】
コークス炉のガイド車及び押出機に装備され、コークス炉の炉口を閉塞する炉蓋を自動的に脱着する炉蓋脱着装置であって、
前記炉口に対して近接、或いは離間する方向に移動可能な水平移動部と、伸縮動作により前記水平移動部を水平移動させる第１直動シリンダと、前記水平移動部上に配置され、前記炉蓋を支持して上下方向に移動可能なリフターと、伸縮動作により前記リフターを上下移動させる第２直動シリンダと、前記炉蓋に設けた閂に係合可能となるように前記リフターに設けた閂係合部と、前記第１及び第２直動シリンダの伸縮制御により前記水平移動部及び前記リフターの移動制御を行う制御手段と、
乾留工程後に前記炉蓋を前記炉口から取り外す直前に、前記炉蓋に対して前記炉口から離間する方向に引抜き力を付与する動作及び前記炉蓋に対して前記炉口に向かう方向に押付け力を付与する動作を繰り返し行う付着解除手段と、を備えていることを特徴とする炉蓋脱着装置。
【請求項５】
前記付着解除手段は、前記閂係合部を前記炉蓋の閂に係合した状態で、前記制御手段が前記第１直動シリンダに対して伸長及び退縮を繰り返す制御を行い、前記水平移動部及び前記リフターを介して前記炉蓋に前記引抜き力及び前記押付け力を付与するようにした手段であることを特徴とする請求項４記載の炉蓋脱着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉用炉蓋の自動取り外し方法及びコークス炉のガイド車や押出機に装備されている炉蓋脱着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は、高炉に還元剤として投入するコークスを、石炭を乾留して製造する装置である。
図７及び図８に示すように、コークス炉１は炭化室２及び燃焼室３が交互に直列に配置されており、コークス炉１の屋上の長手方向を装炭車４が走行し、コークス炉１の長手方向の一方の側面に配置した押出機５がコークス炉１に沿って走行し、コークス炉１の長手方向の他方の側面に配置したガイド車６及び消火車７がコークス炉１に沿って走行する。
【０００３】
装炭車４は、所定の炭化室２上まで走行して炭化室２の上部に設けた装入口（不図示）から原料炭を装入し、燃焼室３の間接加熱による乾留工程により炭化室２内の原料炭が乾留されていく。
炭化室２内に乾留コークスが生成されると、炭化室２の両側面に装着されている炉蓋を取り外して両側面の炉口を開放し、一方の側面の炉口近くに押出機５を走行していき、他方の側面の炉口近くにガイド車６及び消火車７を走行していく。次いで、押出機５の押出ラム（不図示）を一方の炉口から他方の炉口まで移動させることで、炭化室２内の乾留コークスを他方の炉口側から排出し、ガイド車６を介して消火車７に積載する。そして、乾留コークスを積載した消火車７は、消火塔（不図示）まで走行していく。
【０００４】
ところで、押出機５及びガイド車６には、図示しないが、コークス炉１の炉蓋を自動的に脱着する炉蓋脱着装置が設けられている（例えば特許文献１）。
特許文献１の炉蓋脱着装置は、炉蓋に設けた閂及び炉口に設けた閂受け部を係合、或いは係合解除させるために炉蓋を上下移動させるリフターと、リフターを炉口に対して近接、或いは離間させる水平移動部とを備えており、これらリフター及び水平移動部は直動シリンダで駆動し、各直動シリンダをシーケンス制御することで炉蓋が自動的に脱着されるようになっている。
【特許文献１】特開平５‐２５５６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コークス炉１の乾留工程では、炭化室２内に発生するガス中のタール成分がコールタールとなり、このコールタールが炉口の開口周縁とこの開口周縁に当接する炉蓋の外縁との間に介在することで炉蓋が炉口の開口周縁に付着しやすい。
このため、乾留工程後に炉蓋脱着装置を操作して炉蓋の自動的な取り外し動作を行おうとしても、炉口の開口周縁に付着した炉蓋を即座に取り外すことができず、炉蓋脱着装置の操作を繰り返し行ったり、オペレータによる手動の炉蓋取り外し作業に頼らざるを得なかった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、従来の技術が抱えている上述した問題点を解消し、乾留工程後に炉蓋を取り外す際に、互いに当接している炉蓋の外縁及び炉口の開口周縁の間に介在しているコールタールの付着を解除して円滑に炉蓋の取り外しを行うことができるコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法及び炉蓋脱着装置ついて提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は、乾留工程後に炉蓋を炉口から自動的に取り外すコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法において、前記炉蓋に対して前記炉口から離間する方向に引抜き力を付与する動作と、前記炉蓋に対して前記炉口に向かう方向に押付け力を付与する動作とを繰り返し行う付着解除動作を自動的に行った後に、前記炉蓋を前記炉口から自動的に取り外すようにした方法である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法において、前記炉蓋は、所定時間だけ前記引抜き力及び前記押付け力が付与されるように、或いは、所定のストロークだけ前記炉口との距離が変化するように前記引抜き力及び前記押付け力が付与されている。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法において、前記炉蓋に対して前記炉口から離間する方向に前記引抜き力を付与した後に、所定の時間だけ、炉蓋に対する外力の付与を停止させるようにした。
【０００９】
一方、請求項４記載の発明は、コークス炉のガイド車及び押出機に装備され、コークス炉の炉口を閉塞する炉蓋を自動的に脱着する炉蓋脱着装置であって、前記炉口に対して近接、或いは離間する方向に移動可能な水平移動部と、伸縮動作により前記水平移動部を水平移動させる第１直動シリンダと、前記水平移動部上に配置され、前記炉蓋を支持して上下方向に移動可能なリフターと、伸縮動作により前記リフターを上下移動させる第２直動シリンダと、前記炉蓋に設けた閂に係合可能となるように前記リフターに設けた閂係合部と、前記第１及び第２直動シリンダの伸縮制御により前記水平移動部及び前記リフターの移動制御を行う制御手段と、乾留工程後に前記炉蓋を前記炉口から取り外す直前に、前記炉蓋に対して前記炉口から離間する方向に引抜き力を付与する動作及び前記炉蓋に対して前記炉口に向かう方向に押付け力を付与する動作を繰り返し行う付着解除手段とを備えた装置である。
【００１０】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の炉蓋脱着装置において、前記付着解除手段は、前記閂係合部を前記炉蓋の閂に係合した状態で、前記制御手段が前記第１直動シリンダに対して伸長及び退縮を繰り返す制御を行い、前記水平移動部及び前記リフターを介して前記炉蓋に前記引抜き力及び前記押付け力を付与するようにした手段である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法によれば、乾留工程後にコークス炉内で発生したガス中のタール成分がコールタールとなり、炉口の開口周縁と炉蓋の外縁との間に介在して炉蓋が炉口に付着していても、乾留工程後に、炉蓋に対して炉口から離間する方向に引抜き力を付与する動作と、炉蓋に対して炉口に向かう方向に押付け力を付与する動作とを繰り返し行う付着解除動作を自動的に行うことで、炉口の開口周縁と炉蓋の外縁との付着が確実に解除され、炉蓋の自動的な取り外しを円滑に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る炉蓋脱着装置によると、乾留工程後に炉蓋を炉口から取り外す直前に、炉蓋に対して炉口から離間する方向に引抜き力を付与する動作及び炉蓋に対して炉口に向かう方向に押付け力を付与する動作を繰り返し行う付着解除手段を備えたことから、炉口の開口周縁と炉蓋の外縁とのコールタールによる付着を確実に解除し、炉蓋の自動的な取り外しを円滑に行うことができる炉蓋脱着装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係るコークス炉用炉蓋の自動取り外し方法及び炉蓋脱着装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図７及び図８で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００１４】
図１はコークス炉の概略の要部を平面視で示したものであり、図２は炭化室２の炉口に炉蓋を取り付けた詳細図であり、図３は炉蓋脱着装置の構成を示す図であり、図４は炉蓋８の取り外し制御を示すフローチャートであり、図５は炉蓋８の取り外し制御における付着解除制御を示すフローチャートであり、図６は付着解除制御において炉蓋８に付与される引抜き力及び押付け力を説明した図である。
【００１５】
図１に示すように、炭化室２の一方の側面には炉口２ａが開口しており、炉蓋８に設けた閂９が炉口２ａの周縁に設けた閂受け部１０に係合することで、炉蓋８が炉口２ａに装着されている。
炉蓋８は、図２及び図３に示すように、略直方体形状の耐火煉瓦８ａ及びこれに一体化された外観矩形状の蓋部８ｂとを備えており、矩形状に開口した炉口２ａに耐火煉瓦８ａが入り込み、炉口２ａの開口周縁に蓋部８ｂの外縁が当接している。
【００１６】
蓋部８ｂの長手方向に離間した位置には、蓋部８ｂの幅方向に長尺方向が延在する一対の板状の閂９が設けられている。また、炉口２ａの開口周縁の上下方向（長手方向）に離間した位置には、それぞれ炉口２ａの幅方向から平行に突出する一対の閂受け部１０が設けられており、これら閂受け部１０の上部に係合凹部１１が形成されている。
そして、蓋部８ｂの閂９の端部を上方から閂受け部１０の係合凹部１１内に引っ掛け、閂９及び閂受け部１０を係合することで、炉蓋８が炉口２ａに装着される。
【００１７】
ここで、係合凹部１１の開口寸法（閂受け部１０が突出している方向の開口寸法）は、閂９の端部の板幅より大きな寸法に設定されており、
図１に示すように、ガイド車６には炉蓋脱着装置１２が搭載されている。炉蓋脱着装置１２は、図３に示すように、炉口２ａに対して近接、或いは離間する方向に移動可能にガイド車６に設置されている水平移動部１３と、この水平移動部１３を移動させる油圧シリンダからなる水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂと、上下方向に移動可能に水平移動部１３に設置されているリフター１５と、リフター１５を上下移動させる油圧シリンダからなる上下移動シリンダ１６ａ，１６ｂと、リフター１５に設けた支持アーム１７と、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂ及び上下移動シリンダ１６ａ，１６ｂを駆動するシリンダ駆動部１８と、シリンダ駆動部１８に油圧を供給する油圧供給源１９と、シリンダ駆動部１８をシーケンス制御する制御部２０と、制御部２０に指令を出力する操作部２１とを備えている。水平移動部１３、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂ、リフター１５、上下移動シリンダ１６ａ，１６ｂ、一対の支持アーム１７及びシリンダ駆動部１８はガイド車６上に搭載され、油圧供給源１９、制御部２０及び操作部２１はガイド車６から離間した遠隔位置に設置されている。
【００１８】
支持アーム１７は、リフター１５の上部及び下部に、互いに平行に離間しながら炉口２ａに向けて一対ずつ突出しており、これら支持アーム１７の上部には、炉蓋８の閂９に下側から係合するフック凹部１７ａが形成されている。
制御部２０は、操作部２１に対して炉蓋８の装着指令、炉蓋８の取り外し指令を出力する。ここで、操作部２１に炉蓋８の装着指令を出力する際には、一対の支持アーム１７のフック凹部１７ａが閂９を下側から受けた状態で炉蓋８をリフター１５が支持しているものとする。
【００１９】
操作部２１から炉蓋８の装着指令が入力した制御部２０は、シリンダ駆動部１８に対して、上下移動シリンダ１６ａの最小退縮及び上下移動シリンダ１６ｂの最大伸長の制御（第１の装着制御）、次いで、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂの伸長制御（第２の装着制御）、次いで、上下移動シリンダ１６ａの伸長及び上下移動シリンダ１６ｂの退縮制御（第３の装着制御）を行う。
【００２０】
すなわち、シリンダ駆動部１８の第１の装着制御は、上下移動シリンダ１６ａを最小ストロークまで退縮させ、同時に上下移動シリンダ１６ｂを最大ストロークまで伸長させる。この動作により、リフター１５は最も高い位置まで上方に移動して炉蓋８を支持する。
また、シリンダ駆動部１８の第２の装着制御は、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂを所定のストロークまで伸長させる。この動作により、水平移動部１３が炉口２ａの近くまで移動していき、支持アーム１７のフック凹部１７ａに係合している閂９が、炉口２ａの開口周縁から突出している閂受け部１０の係合凹部１１の直上に位置する。
【００２１】
また、シリンダ駆動部１８の第３の装着制御は、上下移動シリンダ１６ａを所定ストロークまで伸長させ、同時に上下移動シリンダ１６ｂを所定ストロークまで退縮させる。この動作により、リフター１５が下降していく際に、リフター１５に支持されている炉蓋８の閂９が、支持アーム１７のフック凹部１７ａに替えて閂受け部１０の係合凹部１１に係合することで、炉蓋８が炉口２ａに装着される。
【００２２】
次に、操作部２１から炉蓋８の取り外し指令が入力した制御部２０が行う制御について、図４、図５のフローチャート及び図６を参照して説明する。
制御部２０は、図４に示すように、先ずステップＳ１において閂９及び支持アーム１７の係合制御を行い、ステップＳ２において炉蓋８の付着解除制御を行い、ステップＳ３において第１の取り外し制御を行い、ステップＳ４において第２の取り外し制御を行う。
【００２３】
図４のステップＳ１の閂９及び支持アーム１７の係合制御は、上下移動シリンダ１６ａを最大ストロークまで伸長させ、同時に上下移動シリンダ１６ｂを最小ストロークまで退縮させる。この動作により、リフター１５を最も低い位置まで下方に移動する。次いで、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂを所定のストロークまで伸長させる。この動作により、水平移動部１３が炉口２ａの近くまで移動していき、支持アーム１７のフック凹部１７ａを、閂受け部１０の係合凹部１１に係合している閂９の直下に位置させる。次いで、上下移動シリンダ１６ａを所定ストロークまで退縮させ、同時に上下移動シリンダ１６ｂを所定ストロークまで伸長させる。この動作により、支持アーム１７のフック凹部１７ａが閂９に係合するまでリフター１５を所定高さ位置まで上方に移動する。
【００２４】
また、図４のステップＳ２の炉蓋８の付着解除制御は、図５に示すように、ステップＳ１０において２秒間、炉蓋８に対して炉口２ａから離間する方向に引抜き力を付与し、ステップＳ１１において１秒間、炉蓋８に付与した引抜き力を停止し、ステップＳ１２において１秒間、炉蓋８に対して炉口２ａに向かう方向に押付け力を付与し、ステップＳ１３において２秒間、２回目の引抜き力を炉蓋８に付与し、ステップＳ１４において１秒間、炉蓋８に付与した引抜き力を停止する。
【００２５】
すなわち、炉蓋８の付着解除制御は、２秒間、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂの退縮動作を行うと（ステップＳ１０）、図６に示すように、水平移動部１３、リフター１５及び支持アーム１７を介して閂９に破線矢印の力として伝達され、炉口２ａから離間する方向に炉蓋８に引抜き力が付与される。次いで、１秒間、炉蓋８に付与した引抜き力を停止した後（ステップＳ１１）、１秒間、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂの伸長動作を行うと（ステップＳ１２）、図６に示すように、水平移動部１３、リフター１５及び支持アーム１７を介して閂９に実線矢印の力が伝達され、炉口２ａに向かう方向に炉蓋８に押付け力が付与される。次いで、２秒間、２回目の水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂの退縮動作を行うと（ステップＳ１３）、炉口２ａから離間する方向に炉蓋８に引抜き力が付与される。次いで、１秒間、炉蓋８に付与した引抜き力を停止してから（ステップＳ１４）、炉蓋８の取り外し制御に移行する（図４のステップＳ３）。
【００２６】
ここで、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂの油圧は６０〜６５kgf/cm2に設定されており、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂの退縮動作により発生する引抜き力は５．０ton〜５．５ton、伸長動作により発生する押付け力は７．４ton〜８．０tonである。
また、図４のステップＳ３の第１の取り外し制御は、上下移動シリンダ１６ａを最小ストロークまで退縮させ、同時に上下移動シリンダ１６ｂを最大ストロークまで伸長させていく。この動作により、リフター１５が上方に移動していく途中で、支持アーム１７のフック凹部１７ａに係合していた炉蓋８の閂９が、支持アーム１７のフック凹部１７ａに係合していく。
【００２７】
さらに、図４のステップＳ４の第２の取り外し制御は、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂを最小のストロークまで退縮させる。この動作により、水平移動部１３が炉口２ａから離間していき、水平移動部１３とともにリフター１５が炉口２ａから離間していく。
【００２８】
次に、コークス炉１の乾留工程後に炉蓋８を自動的に取り外す動作について説明する。
オペレータが操作部２１の炉蓋８の取り外しを指令すると、生成された乾留コークスを排出する所定の炭化室２までガイド車６が走行する。そして、ガイド車６に搭載された炉蓋脱着装置１２のリフター１５が水平方向及び上下方向に移動して支持アーム１７のフック凹部１７ａが炉蓋８の閂９に係合する。
【００２９】
次いで、付着解除制御が自動的に行われ、２秒間の炉口２ａから離間する方向に炉蓋８に対する引抜き力が付与され、１秒間の引抜き力の停止の後に、１秒間の炉口２ａに向かう方向に炉蓋８に対する押付け力が付与され、２秒間の２回目の炉蓋８に対する引抜き力が付与され、さらに１秒間の引抜き力の停止という制御を行う。
ここで、コークス炉１の乾留工程後には、炭化室２内に発生するガス中のタール成分がコールタールとなり、炉口２ａの開口周縁とこの開口周縁に当接する炉蓋８の外縁８ｂ１との間に介在し、炉蓋８が炉口２ａに付着しているが、前述した付着解除制御を行って炉蓋８に対する引抜き力、押付け力を繰り返すことで、炉口２ａの開口周縁と炉蓋８の外縁８ｂ１との間の付着力が徐々に低下していき、開口周縁と外縁８ｂ１の付着が解除される。
【００３０】
炉口２ａの開口周縁との付着が解除された炉蓋８は、上方に移動するリフター１５に支持され、リフター１５が炉口２ａから離間する方向に水平移動することで、炉口２ａから自動的に取り外されていく。
なお、本発明の第１直動シリンダが水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂに対応し、本発明の第２直動シリンダが上下移動シリンダ１６ａ，１６ｂに対応し、本発明の閂係合部が支持アーム１７に形成したフック凹部１７ａに対応し、本発明の制御手段がシリンダ駆動部１８、制御部２０及び操作部２１に対応している。
【００３１】
本実施形態によると、炉蓋８を炉口２ａから取り外す前に、炉蓋８に対する引抜き力、押付け力を自動的に繰り返すことで、炉口２ａの開口周縁と炉蓋８の外縁８ｂ１との間に介在しているコールタールの付着が確実に解除されるので、炉蓋８の自動的な取り外しを円滑に行うことができる。
また、付着解除制御において炉蓋８に対して引抜き力を付与した後に、所定時間（１秒間）の停止動作を行うことから、生成された乾留コークスが炭化室２内で移動するのが規制され、炉蓋８を取り外した直後に乾留コークスが炉口２ａから崩れ出るのを未然に防止することができる。
【００３２】
また、本実施形態の付着解除制御は、炉蓋脱着装置１２のリフター１５に設けた支持アーム１７が炉蓋８の閂９に係合した状態で、リフター１５（水平移動部１３）を水平移動する水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂの伸縮動作を繰り返すだけで行われるので、付着解除動作機構の簡便化を図ることができる。
なお、本実施形態では、ガイド車６に炉蓋脱着装置１２を搭載した例を示したが、押出機５にも同一構成の炉蓋脱着装置が搭載されており、炭化室２の一方の側面で開口している炉口に装着した炉蓋に対して同様の動作で炉蓋の取り外しを自動的に行うことで、同様の効果を奏することができる。
【００３３】
また、図５の炉蓋８の付着解除制御では、時間設定により次のステップに移行するようにしているが、時間設定に替えて、水平移動シリンダ１４ａ，１４ｂが所定ストロークまで変化したときに次のステップに移行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るコークス炉の概略の要部を平面視で示した図である。
【図２】炭化室の炉口に炉蓋を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る炉蓋脱着装置の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る炉蓋脱着装置の制御手段が行う炉蓋の取り外し制御を示すフローチャートである。
【図５】炉蓋の取り外し制御で行われる付着解除制御を示すフローチャートである。
【図６】付着解除制御において炉蓋に付与される引抜き力及び押付け力を説明した図である。
【図７】コークス炉の概略構成を平面視で示した図である。
【図８】コークス炉の概略構成を側面視で示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…コークス炉、２…炭化室、２ａ…炉口、３…燃焼室、４…装炭車、５…押出機、６…ガイド車、７…消火車、８…炉蓋、８ａ…耐火煉瓦、８ｂ…蓋部、８ｂ１…外縁、９…閂、１０…閂受け部、１１…係合凹部、１２…炉蓋脱着装置、１３…水平移動部、１４ａ，１４ｂ…水平移動シリンダ、１５…リフター、１６ａ，１６ｂ…上下移動シリンダ、１７…支持アーム、１７ａ…フック凹部、１８…シリンダ駆動部、１９…油圧供給源、２０…制御部、２１…操作部
【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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【図８】
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