(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉における縦管内側の耐火物を補修するに際し、
前記縦管の上端から、不定形耐火物の充填時の雰囲気温度、充填圧および充填時間に耐える強度を有し、かつ操業時の上昇温度で焼失しうる材質の、中子に相当する筒状枠体を挿入して補修部位に位置決め保持することで、耐火物と前記枠体との間に空間を形成しつつ、予め挿入された下端閉止部材によって前記枠体と耐火物との間に形成される前記空間の下端を閉止した後、
該空間の上端から不定形耐火物を充填することを特徴とする縦管内側の耐火物補修方法。
【請求項２】
不定形耐火物の充填時、コークス炉の縦管内側に有する耐火物の補修部位に冷気を導入することを特徴とする、請求項１に記載の縦管内側の耐火物補修方法。
【請求項３】
請求項１に記載の縦管内側の耐火物補修方法を実施する際に使用する空間の下端閉止治具であって、
縦管内側と略同径の円盤状底板と、この底板の略中心部に縦列状に枢支した対をなす支持棒及び傾動杆とで構成され、
前記底板は対をなす支持棒及び傾動杆と平行位置で支持棒及び傾動杆側に折り曲げが自在なように分割されていることを特徴とする下端閉止治具。
【請求項４】
請求項３に記載の下端閉止治具と、
該下端閉止治具上に保持され補修部位の耐火物との間で空間を形成させる筒状枠体と、
該筒状枠体の上端に載置され不定形耐火物を前記空間に導く装入ガイドとから構成されることを特徴とする縦管内側の耐火物補修装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉炭化室からのガスを回収もしくは放散するために設けられた上昇管や、炭化室への石炭装入のために設けられた石炭装入孔等の、内面を耐火物で構成された縦管内側の耐火物補修方法とその補修に使用する治具及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コークス製造工程は、原料の装入、製品や廃ガスの排出、副製品の回収等系内外との物質の出入りに際し、その経路は高温に曝される。
【０００３】
例えば、原料である石炭をコークス炉に装入するための装入孔は、装入時に直接火炎に曝されることがあり、また乾留途中には輻射熱等で500 ℃前後まで上昇する。また、製品であるコークスは排出時1000℃前後であり、副産品である石炭の熱分解ガス（以下発生ガスと称す）を回収する上昇管は700 ℃以上に達する。
これらの部位では耐熱性・耐火性が必要とされるため、耐火物もしくは鉄皮内面に耐火物を敷設した構造が用いられている。
この耐火物層が損傷を受けると耐熱性・耐火性が低下し、操業の停止・設備の損傷進行・重大事故等につながるため、耐火物層の補修が重要となる。
【０００４】
以下、コークス炉における発生ガスの回収経路である上昇管を例に、その使用環境と現状の問題点を述べる。
コークス炉においては炭化室に石炭を装入し、これを1000℃前後の温度で乾留することにより、製品コークスを製造すると共に、このとき副生する発生ガスを回収し燃料ガスとして使用する。
【０００５】
炭化室で発生した発生ガスは各炭化室に設けられた上昇管と呼ばれる縦管を通って集気本管に集められ、精製されたのち燃料ガスとなる。
また乾留完了後のコークスを炉外へ押し出す作業を実施する際は、上昇管と集気本管との間に設けた皿弁を閉として上昇管と集気本管との縁を切り、上昇管の天蓋を開放することで少量ながら発生しているガスを大気中に放散する。
押し出しが完了した後は、天蓋を閉とし皿弁を開とすることで上昇管と集気本管の縁をつなぎ、再度炭化室に石炭を装入し乾留作業を行う。
【０００６】
以上の作業が繰り返えされることにより、上昇管内側の耐火物は、温度衝撃による劣化、発生ガスからの熱分解カーボンが目地部や表層に付着し侵炭することによる劣化、またこの熱分解カーボンを突き落とす際に受ける機械的衝撃、等により損傷が進行する。
上昇管内側耐火物の損傷・脱離が進行すると上昇管鉄皮が直接700 ℃以上の高温に曝されることとなる。
【０００７】
これを放置すると鉄皮が赤熱し、更には孔開きが発生する。
孔が開くと、上昇管内の圧力が正圧の場合は発生ガスが炉外へ漏出し、これが着火して火炎が吹き出す。また負圧の場合は発生ガスに大気が混入し、場合によっては極めて危険な状況となる。よって上昇管内側の耐火物が損傷進行した場合、これを早急に更新もしくは補修する必要がある。
【０００８】
上昇管が使用できない間は、該当炭化室の操業を停止せざるを得ないため、コークス炉の操業を円滑に継続する上で、上昇管内側の耐火物更新、もしくは補修は短時間で完了する必要がある。よって耐火物を新たに敷設した取替用の上昇管を事前に準備し、これを損傷した上昇管と取り替える方法が一般的である。
【０００９】
しかしながら、上昇管設置位置であるコークス炉炉上は高所であり、取替えにはレッカー等が必要となる。また、コークス炉炉上は操業中装炭車が往来しており安全上作業制約が多い。
更に、上昇管を設置している基郡の耐火物が、その目地部へのカーボン進入等により浮き上がり、その量は年間10mm以上の場合がある。これに集気本管側の歪みの影響も加わって、同一寸法の上昇管を準備しても、取替えに際し、ボルト孔位置が合致せず難渋することが多い。これにパッキン類の再敷設の手間等が加わる上に暑熱作業であることから、上昇管の取替えは作業性が極めて悪く、１本の取替えに１日かかっているのが実態である。
【００１０】
上昇管内側耐火物の耐用年数は、個体差があって５〜８年間であり、例えば30O 本の上昇管を有するコークス工場では、上昇管の耐用年数を６年とした場合、年間50本の上昇管取替えが必要となる。
しかし、上述のように上昇管取替え作業はその作業性が悪く、加えて取替え費用も高い。コークス炉本体寿命が延長され炉全体が老朽化してきた今日、上昇管取替え時期が多数集中すると、取替えが間に合わない状態も考え得る。
また、取替え実施中の該当炭化室は操業を停止する必要があり、生産性の悪化、更には温度バランスの変化により該当炭化室の煉瓦等を痛める可能性もある。
【００１１】
上昇管取替えの作業性を改善すべく、特開昭63−145391号においては、補修の必要な部分のみを切断し取り替えることにより、工期短縮および費用削減が可能としている。
さらに簡易な補修方法としては、モルタル吹付けを実施するのが一般的であり、特開昭56−157483号ではその作業性を改善する方法が提案されている。
また、高炉の溶銑排出用の樋においては、損傷した樋に中子を設置し、損傷樋と中子間隙に不定形耐火物を流し込み、これが硬化したのち中子を撤去する方法が実施されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭63ー145391号に記載された方法を実施するには下記の問題がある。
炭化室毎に設置されている上昇管は、その間隔が狭く、また酷暑であり、作業性は極めて悪い。上昇管の廻りには鉄皮からの輻射熱を抑制する防熱板や、上昇管に付随する弁の開閉を遠隔作動させるシリンダーにつながる配管・配線等により、上昇管間の空間は400mm 程度であるのに加え、上昇管の炉端側は集気本管および集塵ダクトの支柱が設置されているため、作業者が入り込むのは困難である。
なお、耐火物が損耗し、赤熱した場合の上昇管の鉄皮表面温度は400 ℃以上あるものと推測される。
【００１３】
また、特開昭56−157483号による方法にも下記の問題がある。
上昇管はその高さが4000ｍｍ前後で、かつ、その内径は、550 ｍｍ程度である。上昇管を取り外さず、短時間で補修する場合は、上端の天蓋を開き上部より吹付け作業を実施することになり、4OOOmn以上もの長さの吹付け用ランスの取り回しが困難である。また、550mm の開口部よリ4000mm先の側面への耐火物吹付け補修は出来たとしても、その補修状況を確認するのは困難である。
【００１４】
更に、垂直面にモルタル吹付けを行うため、吹付けたモルタルが垂れて充分な補修ができないことがある。加えて、後述するがモルタル吹付け耐火物は、例えば流し込み不定形耐火物に比べて接着強度が劣り、また気孔率も高いため、耐久性も期待できない。
以上、特開昭56−157483号による方法は、モルタル吹付けによる上昇管内側耐火物補修は作業性が悪く、また耐久性に劣るため、一時的な補修に過ぎないという問題がある。
【００１５】
また、高炉の溶銑排出用樋などの一般的な不定形耐火物の流し込み施工では、底部および側部は被施工体であって閉止されているため、中子と被施工体との空間に不定形耐火物を流し込む際は、その漏出を考慮する必要も無いし、底浅で周囲も広く中子の撤去も容易である。
しかし、このような流し込み施工をコークス炉上昇管内側耐火物の補修に適応するには、以下のような問題点がある。
【００１６】
まず中子を短時間に上昇管内部に挿入するには、上昇管上部の天蓋を開放して挿入するしか方法が無い。鋼板を筒状にして中子とし、これを上昇管内部に挿入することで不定形耐火物を充填する空間が形成されるが、この空間の下端は開放されているため、不定形耐火物を充填しても下端から流出してしまうので、耐火物層の形成は不可能である。前記空間の下端を閉止しうる中子は上昇管内径に近似させる必要から、上昇管上端からの挿入は物理的に困難である。
【００１７】
また充填施工が可能であったとしても、中子の撤去が困難となり、そのまま残存させると上昇管を含む発生ガス経路を閉止してしまう。また、鋼板製の中子が炭化室内に脱落すると、炉壁の損傷および製品コークスヘの異物混入のみならず、その搬送過程で搬送ベルトを切断してしまう可能性がある。
また中子が鋼板製で、その重量より装入・撤去にレッカー等が必要であった場合、流し込みによる補修方法の利点が滅じてしまう。
上記の様に、中子の構造および設置・撤去が難しいという理由より、この流し込み補修方法をコークス炉上昇管の補修に適応するのは困難であることから、コークス炉上昇管内側耐火物に関して、流し込み補修を行う手段はなかった。
【００１８】
本発明は、上記したような問題を解決せんとしてなされたものであり、コークス炉の上昇管や石炭装入孔等の内側に耐火物を敷設した縦管内側に不定形耐火物を付着させて、強固な耐火物層を形成させ、簡易・短時間かつ低費用で操業を阻害させない補修方法及びその補修に使用する治具、装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る縦管内側の耐火物補修方法は、コークス炉における縦管の上端から、不定形耐火物の充填時の雰囲気温度、充填圧および充填時間に耐える強度を有し、かつ操業時の上昇温度で焼失しうる材質の、中子に相当する筒状枠体を挿入して補修部位に位置決め保持することで、耐火物と前記枠体との間に空間を形成しつつ、予め挿入された下端閉止部材によって前記枠体と耐火物との間に形成される前記空間の下端を閉止した後、該空間の上端から不定形耐火物を充填することとしている。そして、このようにすることで、縦管内側に熱間で不定形耐火物を付着させ、強固な耐火物層を形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係る下端閉止治具は、縦管内側と略同径の円盤状底板と、この底板の略中心部に縦列状に枢支した対をなす支持棒及び傾動杆とで構成し、前記底板は対をなす支持棒及び傾動杆と平行位置で支持棒及び傾動杆側に折り曲げが自在なように分割している。そして、このようにすることで、縦管内側と略同径の円盤状底板を、縦管の上端から挿入することができる。
【００２１】
また、本発明に係る縦管内側の耐火物補修装置は、前記下端閉止治具と、該下端閉止治具上に保持され補修部位の耐火物との間で空間を形成させる筒状枠体と、該筒状枠体の上端に載置され不定形耐火物を前記空間に導く装入ガイドとから構成している。そして、この耐火物補修装置を使用することで、本発明方法を容易に実施できるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る縦管内側の耐火物補修方法は、コークス炉における縦管内側の耐火物を補修するに際し、前記縦管の上端から、不定形耐火物の充填時の雰囲気温度、充填圧および充填時間に耐える強度を有し、かつ操業時の上昇温度で焼失しうる材質の、中子に相当する筒状枠体を挿入して補修部位に位置決め保持することで、耐火物と前記枠体との間に空間を形成しつつ、予め挿入された下端閉止部材によって前記枠体と耐火物との間に形成される前記空間の下端を閉止した後、該空間の上端から不定形耐火物を充填することとしたので、縦管内側に強固な耐火物層が形成でき、その耐火物層の確認も不要であって、簡易・短時間かつ低費用でコークス操業の阻害も防止することができる。
【００２３】
また、本発明に係る縦管内側の耐火物補修方法においては、耐火物層形成後に前記筒状枠体を補修部位外へ撤去する必要がなくなる。
【００２４】
更に、本発明に係る縦管内側の耐火物補修方法において、不定形耐火物の充填時、コークス炉の縦管内側に有する耐火物の補修部位に冷気を導入するようにした場合には、高熱による不定形耐火物のトラブルが防止できる。
【００２５】
また、本発明に係る空間の下端閉止治具は、縦管内側と略同径の円盤状底板と、この底板の略中心部に縦列状に枢支した対をなす支持棒及び傾動杆とで構成され、前記底板は対をなす支持棒及び傾動杆と平行位置で支持棒及び傾動杆側に折り曲げが自在なように分割したものである。このような下端閉止治具によれば、縦管内側と略同径の円盤状底板を、縦管の上端から容易に挿入することができるようになる。
【００２６】
また、本発明に係る縦管内側の耐火物補修装置は、前記本発明の下端閉止治具と、該下端閉止治具上に保持され補修部位の耐火物との間で空間を形成させる筒状枠体と、該筒状枠体の上端に載置され不定形耐火物を前記空間に導く装入ガイドとから構成している。このような耐火物補修装置によれば、補修装置を小型化できその取扱いが容易になる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を試験例に基づいて詳細に説明する。
なお、本試験例における縦管は上昇管とし、以後上昇管で説明する。
上昇管を取り外さず、上昇管内側耐火物の表面に広範囲にわたって、高強度な耐火物層を形成させる簡易な方法として、不定形耐火物を流し込む方法を検討した。
例えば、特開平09一95717 号の明細書の段落0003等に記載の通り、吹付け用耐火物と流し込み耐火物を比較すると、吹付け用耐火物は、流し込み耐火物に比べ一般に気孔率が高く、かさ比重が小さく、長期に耐用できるものではないとされている。
【００２８】
−般的に使用される不定形耐火物の強度比較を表１に示す。なお、吹付けモルタルはコークス炉補修に用いられる一般的な材料であり、流し込み耐火物は実施例で使用した材料である。いずれもAl2O3 とSiO2を主成分とし、Al203 が50％前後である。
【００２９】
【表１】
0004066651.tif 000002
【００３０】
表１の様に流し込み耐火物は、吹付けモルタルに比べて強度が優れ、そのため剥離脱落する可能性が低い。また、吹付けモルタルに比べて気孔率も低いことより、カーボン侵炭による耐火物劣化も少ないと予想でき、確実に補修することが可能となる。そこで本発明の補修方法では、吹付け法を止め、流し込み或いは圧入法を採用し、補修部と枠体間に充填することにした。
【００３１】
試験対象となる上昇管を、下記に示す。
上昇管寸法は高さが3800ｍｍ、鉄皮外径が638 ｍｍ、上昇管鉄皮内径は632mm 、当初の耐火物内径が550mm で、耐火物損傷が激しく、近々に取替え予定の上昇管を対象に、局所的に耐火物の存在が非常に少ないと思える個所を選定して試験を行った。また当初の耐火物はアルミナ質煉瓦に釉薬塗布を行ったもので、該当上昇管は前回取替え以降８年間使用を継続したものである。
【００３２】
まず、本発明の補修に先立ち、コークス炉操業中の上昇管内側温度を調べた。その測温結果を図１に示す。図１は、上昇管高さ方向に３ケ所の耐火物内面部に熱電対を外部から埋め込み測温したものである。なお、図１の横軸はコークス炉の操業時間を示す。
【００３３】
耐火物の内面温度は、上部Ａはせいぜい600 ℃迄であるが、中間部Ｂ、下部Ｃは600 ℃以上、集気本管との縁切り直後の中間部Ｂおよび下部Ｃは800 ℃以上にも達する。集気本管との縁切り直後、この上昇管内側に不定形耐火物を直接流し込むと爆裂の可能性と、高温ガス吹き出しによる作業上の危険性も考えられ、コークス炉操業中に、対象炭化室の操業を中断して直ちに補修に取り掛かる時は、まず、上昇管内側を冷却することを考えなければならない。
【００３４】
したがって、上昇管内側を効果的に冷却する方法について検討した。上昇管内部に直接冷気を吹き込むことは作業性を阻害するため、上昇管内部に冷気を吸入する方法にした。すなわち、上昇管近傍の石炭装入孔より炭化室内の熱風を吸い出せば、自然と上昇管内部に冷気が吸入され、冷却することができる。
【００３５】
図３は、上昇管内側の耐火物温度を低下せしめる図である。
事前に上昇管１Ａの天蓋１Ｅおよび炭化室の石炭装入孔１Ｂの上蓋を開放し、石炭装入孔１Ｂに円筒体１Ｃを設置し、この円筒体１Ｃの側方から上向きに空気を吹き込み、エジェクター効果を利用して前記円筒体１Ｃから炭化室内の熱風を吸い出させると共に、上昇管１Ａ上端より冷気（冷空気）を吸入させ、上昇管１Ａ上端からの熱風吹き出しを防止すると共に上昇管 1Ａ内部を冷却した。この方法は上昇管１Ａ内部のみを最小限に冷却するため、他の内張り煉瓦に対し冷却損傷を与えない効率的な冷却法である。これにより補修作業時の安全性を確保すると共に、不定形耐火物流し込み時の爆裂を回避することが可能となった。１Ｄは集気本管を示す。
【００３６】
上昇管内への冷気吸引による上昇管内部の温度変化を表わしたのが図２である。図２は、集気本管との縁切り直後の最も高温な状態からの冷気導入による冷却結果を表すものであって、ａは上昇管上端より1340mmの位置、ｂは上昇管上端より2250mmの位置、ｃは上昇管上端より3210mmの位置、ｄは上昇管下端位置を示す。この図２より冷気導入４分後には、すでに上昇管上端より3210mmのｃの位置は、爆裂を回避出来る温度300 ℃以下となっていることから、余裕をみても冷気導入５分後から補修施工が開始できることが判る。冷気導入は、前記円筒体１Ｃ内に３kg/cm2の圧空を上方に向け吹き込むことにより、エジェクター効果を発生させて行った。
【００３７】
以上、充填可能な不定形耐火物の有利性と、上昇管内部への冷気導入による冷却効果について述べたので、以下、本発明に係る上昇管内側の耐火物補修方法とその方法に使用する治具及び装置を図４〜図８に基づいて説明する。
【００４２】
図４及び図５は、上昇管内側の耐火物が円周状に損傷した場合の補修手順を順を追って示す図である。
【００４３】
図４は、詳細を後述する下端閉止治具３を上昇管１Ａ内に挿入する手順を示したものである。図４（ａ）に模式的に示す下端閉止治具３は、主に円盤状の底板３１と、支持棒３２とから構成し、底板３１の中央に支持棒３２が底板３１に対して揺動自在に設けられ、底板３１は、図示の如く例えば３片に分割され、それぞれ両側の円弧板３１１は水平面よりその上方に折れる様に蝶番を介して取付けられている。
【００４４】
下端閉止治具３の上昇管１Ａ内への挿入は、上記底板３１の両側の円弧板３１１を上方に折り（図４（ｂ））、更に、底板３１を支持棒３２に対し揺動させて傾斜を付けた状態となし（同（ｃ））、上昇管１Ａ上端に位置せしめた筒状枠体２内を貫通させて上昇管１Ａ内に挿入し、不定形耐火物の流し込み下端位置に達した時、前記円弧板３１１を平面化と同時に水平化する（同（ｄ））。
【００４５】
上記したように上昇管１Ａ内に下端閉止治具３を保持した後は、図５（ａ）に示すように、その上に筒状枠体２を載せ、更にその上端に不定耐火物充填時の装入ガイド４を載せる。図６（ａ）は、下端閉止治具３上の筒状枠体２の軸心と、上昇管１Ａの軸心を心合わせさせている模式図であり、同一寸法の槍状治具５を前記筒状枠体２と耐火物間の間隙に円周方向数箇所に押し込んでいる。間隙に狭い所が存在すれば、枠体２が間隙の広い方向に移動し、筒状枠体２を上昇管内側の中心に保持でき、不定形耐火物の流し込み空間を確保する。図６（ｂ）は、心合わせが終わり、装入ガイド４のセットも終わった状態を示す。
【００４６】
図５（ｂ）は、補修部位の耐火物と筒状枠体２と下端閉止治具３とによって形成された空間に、不定形耐火物を充填している状態を示している。
同（ｃ）は、充填した不定形耐火物が固化してその耐火物層が形成され、槍状治具５、装入ガイド４、下端閉止治具３の各々を補修部位外へ撤去している状態を示している。なお、筒状枠体２は紙質で作られた紙管であり、コークス操業時の高温で燃焼焼失するため、撤去することはしなかった。
図５（ｄ）は、紙製の筒状枠体２が、コークス操業時の高温で燃焼焼失してしまい、不定形耐火物層が残存している状態を示す。
【００４７】
なお、上記の例で、紙製の筒状枠体を選択した理由は、上昇管内部に冷気（外気）を導入し冷却した際には炭化・燃焼せず中子としての機能を果たし、施工完了後、コークス操業の際に炭化・燃焼し焼失することを狙ったものである。
前記目的が達成できるものであれば良く、その材質を紙製に限定するものではない。 また筒状枠体の中子機能延長のためには、筒状枠体を事前に浸水させたり、耐熱布を巻いておくことも有効である。この筒状枠体の上端を図６の装入ガイドのようなテーパー形状に加工しておくと、装入ガイドを省くことが出来る。
【００４８】
図７は、前述の下端閉止治具３の構造を詳細を示し、図８は、その作動を模式的に示した図である。
下端閉止治具３は、図８（ａ）に示すように円盤状の底板３１の中央に支持棒３２が係止具３２１を介して底部３１に対して揺動自在に取付けられ、また、前記支持棒３２と平行に傾動杆３３が、該支持棒３２の揺動方向と同方向に係止具３３１を介して揺動自在に取付けられている。
【００４９】
本実施例では、前記支持棒３２と傾動杆３３が平行を保つように、該支持棒３２に例えば３個のアイボルト状のリング３４が一列に固定され、そのリング３４内に前記傾動扞３３が貫通され、支持棒３２に対して傾動杆３３を相対的に平行移動させると、図８（ｂ）に示すように前記底板３１が支持棒３２および傾動杆３３に対し、相対的に傾動する仕組みとなっている。
【００５０】
底板３１は、支持棒３２、傾動杆３３と平行する位置で例えば３片に分割され、それぞれ両側の円弧板３１１は、図８（ｃ）に示すように、水平面からその上方に折れる様に一対の蝶番３１２を介して取付けられている。一対の蝶番３１２間には、その中間にリングを有する連結棒３１３が介装されている。また、対向する円弧板３１１の蝶番３１２間には、長さに余裕のある鎖３１４が介在され、該鎖３１４を手鉤等を使用して図８（ｄ）に示すように上方に引き上げ鎖３１４を張ると、対向する円弧板３１１がその蝶番３１２部より垂直に折れ、その後鎖３１４を緩めると鎖３１４の自重で円弧板３１１を中心部に引き寄せ、図８（ｅ）に示すように円弧板３１１が中心部に向け倒れこむよう構成されている。
【００５１】
中心部に向け倒れこんだ円弧板３１１を、元の平面状に外側に倒すには、前記鎖３１４を手鉤等を使用して上方に引き上げ、対向する円弧板３１１がその蝶番３１２部より垂直に折れた時点で、前記蝶番３１２間に介装された連結棒３１３部分を上昇管１Ａ上端から別の棒で突きながら、鎖３１４の引き上げを緩めると円弧板３１１が外側に倒れ元の平面状に戻る。
【００５２】
ところで、底板３１を前記したように３片に分割するのは、分割部を折り込むことで上昇管内、および筒状枠体２からの下端閉止治具３の挿入出を容易とするためである。従って、下端閉止治具３の装入が容易になるのであれば、３分割に限らず２分割でも良い。また、上記底板３１の周りにパッキン状の物を配しておけば、不定形耐火物充填の際、耐火物漏出防止効果は一層向上する。
【００５３】
（実施例）
高さが3800ｍｍ、鉄皮外径が638 ｍｍ、上昇管鉄皮内径は632 ｍｍ、当初の耐火物内径が550mm である上昇管について実施した、本発明の補修方法を述べる。
まず、補修前に、初期上昇管内径に近い直径500 ｍｍの円盤状に鉄板を加工し、その円盤を底板とし、相対する方向に２枚の円弧板となるようその一部を最大幅130 ｍｍ切断し、その円弧板を切断部で一対の蝶番で接続する。このとき蝶番で繋がった円弧板は上方への折込み可能だが、下方に広げた際はもとの底板となるようにした。
【００５４】
また、一対の蝶番には、相対面する方向に長さに余裕を持った鎖で接続した。更に、上記底板の中心部に長さ約５mの支持棒と傾動杆を、円弧板方向と平行する位置に揺動可能なように底板に接続した図７の下端閉止治具を作成した。
【００５５】
一方、外径430 ｍｍ、厚さ10ｍｍ、長さ1000ｍｍの紙製の筒体を筒状枠体として用意した。なお、この枠体は重量が８kgと軽量であった。
【００５６】
筒状枠体と下端閉止治具が準備された段階で、コークス炉集気本管との縁を切り、上昇管の天蓋を開放すると共に、図３の方法で円筒体内に３kg/cm2の圧空を上方に吹き込むことにより、エジェクター効果を発生させ、上昇管内に５分間空気を導入し、上昇管内を３００℃以下に冷却した。
その後、上昇管上端に筒状枠体を保持し、図４の状態で、下端閉止治具を、筒状枠体内を貫通して上昇管内の耐火物損傷部の下端位置に位置せしめ、その底板を平面上に広げて保持した後、前記筒状枠体を載置した。なお、下端閉止治具を、上昇管上端で筒状枠体内を貫通して耐火物損傷部の下端位置に位置せしめることにより、不定形耐火物層の形成後、筒状枠体内を貫通してその撤去が容易かどうかの確認を兼ねた。
【００５７】
前記下端閉止治具上の筒状枠体と耐火物間を槍状治具で調整、装入ガイドを前記筒状枠体の上端に載置せしめて筒状枠体を保持し、該筒状枠体と耐火物間に形成される空間に不定形耐火物を充填した。なお、不定形耐火物は、Al2O3 が45％とSiO2が50％を主成分とし、他Fe2O3 等を含有し、1000℃における50ｍｍカップでの一分後のフリーフロー値が120 ｍｍより流動性の低い材料を使用し、これを流し込みにより充填した。また、流し込みに際して、高さ方向に２段にし、２回に分けて流し込みを実施した。 流し込み量は約300 ｋｇであった。
【００５８】
以上本発明の補修方法と、従来の上昇管取替え方法を表２で比較した。
【表２】
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【００５９】
本発明方法は、操業に影響を与えず補修対象炭化室のみの一時停止で、安価、簡易かつ短時間にコークス炉上昇管の補修が可能となった。補修２ヶ月経過後の耐火物目視点検結果では、大きな亀裂や耐火物の脱落等も無く良好であり、少なくとも吹付けモルタルよりも長寿命であった。
流し込み耐火物の接着性を向上させるために、上昇管内側の残存耐火物や付着カーボン、タール等は事前に除去しておくことが望ましい。 更に、流し込み補修前に上昇管鉄皮に孔を明け、内側にスタッドを付与することも有効である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、
補修部位に筒状枠体を挿入することで、補修部位に位置する耐火物と枠体とによって形成される空間の下端を、予め挿入された下端閉止部材によって閉止した後、該空間に不定形耐火物を充填することにしたので、補修後の良否確認も必要とせず、炭化室一室の短時間停止でコークス生産に支障を与えることなく、短時間に安価かつ確実に補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  コークス炉操業中における上昇管内側の耐火物内面部温度の推移を示す図である。
【図２】  上昇管上端から冷気を導入した時の上昇管内側の耐火物内面部温度の推移を示す図である。
【図３】  石炭装入孔に円筒体を立て、その円筒体測方から上向きに空気を吹込み、エゼェクター効果で上昇管上端から空気を吸入し、上昇管内側の耐火物温度を低下せしめる図である。
【図４】  本発明の耐火物補修方法に使用する下端閉止治具を上昇管内に挿入する手順を示した図であって、（ａ）は模式的に示す下端閉止治具の図、（ｂ）は底部の両側の円弧板を上方に折る図、（ｃ）は支持棒に対し傾斜を付けて細長くした下端閉止治具の図、（ｄ）不定形耐火物の充填下端位置に達した時、円弧板を平面かつ水平にして下端閉止治具を保持せしめた図である。
【図５】  本発明の補修の手順を示す図であって、
（ａ）は、筒状枠体を上昇管の中心に合わせた後、不定形耐火物充填時の装入ガイドを設ける図、
（ｂ）は、筒状枠体と損傷耐火物間の空間に不定形耐火物を充填する図、
（ｃ）は、充填した不定形耐火物が硬化した後、装入ガイド、槍状治具、底部閉止治具を撤去する図、
（ｄ）は、筒状枠体が消滅し補修耐火物層が残存している図である。
【図６】  筒状枠体を上昇管の中心に心合わせるための槍状治具の使用、および不定形耐火物の装入ガイドの使用模式図であって、（ａ）は筒状枠体の軸心と上昇管の中心を心合わせしている模式図、（ｂ）は心合わせも終わり装入ガイドのセットも終わった模式図である。
【図７】  本発明の耐火物補修方法に使用する下端閉止治具の構造を示す図である。
【図８】  本発明の下端閉止治具の作動を模式的に示す図であって、（ａ）は底部と支持棒と傾動杆との関係図、（ｂ）は底部と支持棒との相対的に傾動する関係図、（ｃ）は対向する蝶番間に鎖がつながれている図、（ｄ）は鎖を引き上げ、円弧板が垂直に折れた図、（ｅ）鎖を緩め円弧板が中心部に向け倒れこむ図である。
【符号の説明】
１Ａ      上昇管
１Ｂ      石炭装入孔
１Ｃ      円筒体
１Ｄ      集気本管
１Ｅ      天蓋
２        筒状枠体
３        下端閉止治具
３１        底板
３１１        円弧板
３１２        蝶番
３１３        連結棒
３１４        鎖
３２        支持棒
３２１        係止具
３３        傾動杆
３３１        係止具
３４        リング
４        装入ガイド
５        槍状治具
【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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