(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室の装入口に装着し、前記炭化室内にダスティング材を吹き込んで前記炭化室の炉壁を補修する炉壁補修装置であって、前記ダスティング材を収容するタンクと、前記タンクに収容された前記ダスティング材を前記タンクの底部から排出する排出口と、前記タンクに収容された前記ダスティング材を攪拌して前記排出口から前記ダスティング材を排出させる回転羽根と、前記タンク内に配設されて前記回転羽根を回転させる回転駆動力源と、前記排出口から排出された前記ダスティング材と圧縮気体とを混合するエジェクターと、前記エジェクター内に前記圧縮気体を吹き込む圧縮気体噴射ノズルと、前記タンクの外側面と前記炭化室の装入口との隙間をシールするシール部材とを有し、装炭車の走行を阻害しない高さとしたことを特徴とするコークス炉炭化室の炉壁補修装置。
【請求項２】
前記回転駆動力源が、エアモーターであることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉炭化室の炉壁補修装置。
【請求項３】
前記圧縮気体が、圧縮空気または圧縮不活性ガスであ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炭化室の炉壁補修装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉の炭化室内に粉状の耐火物（以下、 ダスティング材という）を吹き込んで、炭化室の炉壁を補修する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にコークス炉は、図４に示すような構成になっている。 すなわち、原料となる石炭を石炭塔20に貯留し、さらに装炭車11を用いて炭化室装入口10から炭化室12内に石炭を装入する。炭化室12の両側には燃焼室13が設けられており、 燃焼室13内で燃料ガスを燃焼させて発生した燃焼熱によって、炭化室12内に装入された石炭を乾留してコークスを製造する。
【０００３】
炭化室12内に装入された石炭の乾留が終了すると、各炭化室12の両側の窯口に配設された炉蓋19を開放する。 次いで、片方の窯口側に配設された押出機15に搭載された押出ラム16を炭化室12内に押し込む。炭化室12内のコークスは、押出ラム16によって他方の窯口から排出され、 ガイド車17を介して消火車18に回収される。
【０００４】
石炭を乾留するときの炭化室12内の温度は1000℃を超えるので、石炭の装入からコークスの排出までの１サイクルの間に、炭化室12の炉壁の温度は常温から約1000℃まで変動する。 コークス炉を操業することによって、炭化室12の炉壁はこのような温度変動を繰り返し受けるので、炉壁を構成する耐火れんがの目地に亀裂（以下、目地切れという）が生じる。
【０００５】
目地切れを放置してコークス炉の操業を継続すると、目地切れが炉壁を貫通して、炉体の強度が低下するのみならず、燃焼室13内の燃焼条件が変動するので、黒煙が発生して周辺環境が汚染されたり、あるいは乾留温度が変動してコークス品質が劣化するという問題が生じる原因になる。そこで炭化室12炉壁の目地切れを補修する技術が種々提案されている。
【０００６】
たとえば特開昭53-67701号公報には、コークス炉炭化室への乾モルタル吹込方法が開示されている。この技術は、炭化室を空窯とした後、炭化室装入口からダスティング材を吹き込んで目地切れを補修しようとするものである。しかし特開昭53-67701号公報に開示された技術では、炭化室を空窯とした後、ダスティング材を吹き込むので、多量のダスティング材を消費する。 しかもダスティング材を収容するタンクが炭化室装入口の上方に突出するので装炭車の走行を阻害する。したがって、目地切れの補修が終了するまで他の炭化室への石炭装入を中断しなければならない。
【０００７】
また特開平10-195449 号公報には、 コークス炉炭化室炉壁の補修装置が開示されている。この技術は、補修装置を装炭車に搭載して、炭化室への石炭装入と平行してダスティング材を炭化室内に吹き込むことによって、目地切れを補修しようとするものである。しかし特開平10-195449 号公報に開示された技術では、ダスティング材を炭化室内に吹き込む際に装炭車の走行は阻害されないが、炭化室を空窯とした後、石炭とともにダスティング材を吹き込むので、多量のダスティング材を消費するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解決し、ダスティング材を炭化室内に吹き込む際に装炭車の走行を阻害せず、しかもダスティング材の使用量を削減できる装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コークス炉の炭化室の装入口に装着して炭化室内にダスティング材を吹き込んで炭化室の炉壁を補修する炉壁補修装置であって、ダスティング材を収容するタンクと、タンクに収容されたダスティング材をタンクの底部から排出する排出口と、タンクに収容されたダスティング材を攪拌して排出口からダスティング材を排出させる回転羽根と、タンク内に配設されて回転羽根を回転させる回転駆動力源と、排出口から排出されたダスティング材と圧縮気体とを混合するエジェクターと、エジェクター内に圧縮気体を吹き込む圧縮気体噴射ノズルと、タンクの外側面と炭化室の装入口との隙間をシールするシール部材とを有し、装炭車の走行を阻害しない高さとしたコークス炉炭化室の炉壁補修装置である。
【００１０】
前記した発明においては、第１の好適態様として、 回転駆動力源が、エアモーターであることが好ましい。
また第２の好適態様として、圧縮気体が、圧縮空気または圧縮不活性ガスであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の炉壁補修装置を炭化室の装入口に装着した例を模式的に示す断面斜視図である。
ダステイング材１を収容したタンク２の底部に排出口３が設けられる。ダスティング材１は粉体であるから、目詰まりを起こさないように回転羽根４を用いて攪拌して、排出口３近傍でダスティング材１を流動させる。こうしてダスティング材１は、重力および後述するエジェクター６の吸引力によって排出口３から排出される。
【００１２】
なお、回転羽根４の回転を停止した状態では、ダスティング材１が粉体であるため、排出口３からの排出は停止し、タンク２はそのまま運搬することができる。
回転羽根４を回転させる回転駆動力源５は、タンク２内に配設して、炉壁補修装置を小型化する。その結果、 ダスティング材１を炭化室12内に吹き込んで炉壁の補修を行なっているときでも、図４に示すように装炭車11が走行できるので、支障なくコークス炉を操業できる。
【００１３】
なお、回転駆動力源５をタンク２内に配設することによってタンク２の内容積が減少するが、 後述するようにダスティング材１の使用量を削減するので、問題はない。
本発明においては、回転駆動力源５は回転羽根４を回転させるために使用するのであるから、特定の装置に限定しない。電動モーターやエアモーター等の従来から知られている装置を使用すれば良い。 ただし、粉体を攪拌するために使用し、しかも高温で使用することを考慮すると、回転駆動力源５としてエアモーターが好ましい。
【００１４】
図１には、回転駆動力源５としてエアモーターを用いる例を示す。 圧縮気体９は、フレキシブル管やホース等の圧縮気体供給配管21を介して圧縮気体分配器22に供給されて、回転駆動力源５と後述するエジェクター６に分配される。このようにして圧縮気体９によって回転駆動力源５（すなわちエアモーター）を駆動するとともに、エジェクター６に吸引力を発生させることができる。
【００１５】
なお図１には、圧縮気体分配器22を用いて圧縮気体９を回転駆動力源５とエジェクター６に分配する例を示したが、必ずしも圧縮気体分配器22を使用する必要はない。すなわち圧縮気体分配器22を使用せず、回転駆動力源５とエジェクター６に、それぞれ個別の圧縮気体供給配管21を介して圧縮気体９を供給しても支障なく操業できる。
【００１６】
タンク２の底部に設けられた排出口３の下方には、排出口３から延びる筒体3Aを有し、 その外周部を囲う外管6Aで構成されるエジェクター６が配設されており、エジェクター６内には圧縮気体分配器22から分配された圧縮気体９が吹き込み管6Bを介して吹き込まれ、下方に向かう吸引力を発生するようになっている。 こうして回転羽根４が回転することによってダスティング材１がタンク２内で流動し、重力およびエジェクター６の吸引力によってダスティング材１が排出口３からエジェクター６側に排出される。さらにエジェクター６内でダスティング材１と圧縮気体９とが混合されて、炭化室12内に吹き込まれる。
【００１７】
一方、 炭化室12内に充填された石炭は、乾留によってコークスとなったとき、体積が減少する。その結果、 炭化室12内で乾留されたコークス塊と炭化室12の炉壁との間に空隙が生じる。
このような炭化室12内のコークス塊と炭化室12の炉壁との間の空隙にダスティング材１を吹き込んで目地切れを補修すると、炭化室12を空窯とした状態で補修する場合に比べて、ダスティング材１の使用量を削減できる。 したがって、ダスティング材１を収容するタンク２の容量も小型化が可能である。
【００１８】
ただし、炭化室12内のコークス塊と炭化室12の炉壁との間の空隙にダスティング材１を吹き込んで目地切れの補修を行なう場合には、炉壁補修装置を炭化室装入口10に装着するときに、ガスや粉塵が炉外に漏出するのを防止しなければならない。そこで本発明では、図１に示すように、タンク２の外側面にフランジ23とシール部材８を配設して、シール部材８を炭化室装入口10の内側斜面に密着させることによって、タンク２外側面と炭化室装入口10との隙間をシールする。
【００１９】
こうしてダスティング材１が、炭化室12内のコークス塊と炭化室12の炉壁との間の空隙を浮遊して、炭化室12と燃焼室13との圧力差によって目地切れ部に侵入する。さらにダスティング材１が、目地切れ部に侵入した状態で焼結されることによって、目地切れ部を補修するのである。
回転駆動力源５として電動モーターを用いる場合は、図２に示すように、タンク２の底部に設けられた排出口３の近傍に圧縮気体噴射ノズル７を配設し、その圧縮気体噴射ノズル７から圧縮気体９をエジェクター６内に吹き込む。こうして回転羽根４が回転することによってダスティング材１がタンク２内で流動し、重力およびエジェクター６の吸引力によってダスティング材１が排出口３からエジェクター６に排出される。さらにエジェクター６内でダスティング材１と圧縮気体９とが混合されて、炭化室12内に吹き込まれる。
【００２０】
また、炭化室装入口10が斜面を有していない場合は、図２に示すように、タンク２の外側面にシール部材８を配設して、タンク２外側面と炭化室装入口10との隙間をシールすることができる。
本発明においては、シール部材８は特定の材質に限定しない。ただし、高温で使用することを考慮すると、耐熱性に優れた材料を使用するのが好ましい。 ボルト等を用いて、シール部材８を炭化室装入口10に固定するような構成にすると、シール性がさらに向上する。
【００２１】
また圧縮気体９として、圧縮空気を使用することができ、他に安価で入手しやすいＮ2 ガスやArガス等の不活性ガスを用いることもできる。 したがって圧縮空気を使用すると、経済的に一層好ましい。
ダスティング材１は、従来から知られている耐火物（たとえば珪石，ろう石，シャモット，アルミナ等の粉末）の粉体、あるいはこれらの耐火物の粉体に無機質結合材粉末や熱硬化性樹脂粉末を混合した粉体あるいは乾モルタルの粉体を使用すれば良い。
【００２２】
このようにして炭化室12内のコークス塊と炭化室12の炉壁との間の空隙にダスティング材１を吹き込んで目地切れを補修することによって、ダスティング材１の使用量を削減できる。 しかも炉壁補修装置を小型化して、炭化室装入口10の上方に突出しないように装着できるので、装炭車11の走行を阻害せずに補修作業を行なうことができる。
【００２３】
【実施例】
図４に示すコークス炉を操業し、炭化室12炉壁の目地切れが発生すると、図１に示す炉壁補修装置を炭化室装入口10に装着して、炉壁の補修を行なった。 炉壁の補修の際には、 炭化室12内にコークス塊が残留する状態で、コークス塊と炉壁との間の空隙にダスティング材１を吹き込んだ。このようにして炭化室12炉壁を適宜補修しながら、コークス炉を30日間操業した。この操業期間中は、装炭車11の走行を停止することなく、コークス炉を支障なく操業できた。 これを発明例とする。
【００２４】
一方、 比較例として、炭化室12炉壁の目地切れが発生すると、図３に示す炉壁補修装置を炭化室装入口10上に設置して、炉壁の補修を行なった。 すなわち、図３の炉壁補修装置は従来から使用しているものであり、圧縮気体供給配管21から圧縮気体９を供給して、タンク２内に収容したダスティング材１を炭化室12空間内に吹き込んだ。このようにして炭化室12炉壁を適宜補修しながら、コークス炉を30日間操業した。比較例では、タンク２が炭化室装入口10の上方に約700mm の高さに突出するので、補修作業を行なう期間中は装炭車11の走行を停止した。
【００２５】
なお、発明例および比較例のいずれにおいても、ダスティング材１として従来から知られている耐火材を使用した。
発明例と比較例について、ダスティング材１の原単位（すなわちコークス生産量１ton あたりのダスティング材１の使用量）を調査した。 その結果、 発明例の方が、ダスティング材１の原単位が30％削減された。
【００２６】
したがって本発明の炉壁補修装置を用いると、装炭車11の走行を阻害せずに炭化室12炉壁の目地切れを補修でき、しかもダスティング材１の使用量を削減できることが確かめられた。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、装炭車の走行を阻害しないのでコークス炉の操業に支障なく炭化室炉壁の目地切れを補修でき、しかもダスティング材の使用量を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炉壁補修装置を炭化室の装入口に装着した例を模式的に示す断面斜視図である。
【図２】本発明の炉壁補修装置を炭化室の装入口に装着した他の例を模式的に示す断面図である。
【図３】従来の炉壁補修装置を炭化室の装入口に装着した例を模式的に示す断面図である。
【図４】コークス炉の要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ダスティング材
２  タンク
３  排出口
3A  筒体
４  回転羽根
５  回転駆動力源
６  エジェクター
6A  外管
6B  吹き込み管
７  圧縮気体噴射ノズル
８  シール部材
９  圧縮気体
10  炭化室装入口
11  装炭車
12  炭化室
13  燃焼室
14  蓄熱室
15  押出機
16  押出ラム
17  ガイド車
18  消火車
19  炉蓋
20  石炭塔
21  圧縮気体供給配管
22  圧縮気体分配器
23  フランジ
【図１】
0004069611.tif 000002
【図２】
0004069611.tif 000003
【図３】
0004069611.tif 000004
【図４】
0004069611.tif 000005