JP5321187B2

JP5321187B2 - コークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックスと該炭化室の熱間補修方法

Info

Publication number: JP5321187B2
Application number: JP2009076692A
Authority: JP
Inventors: 亮輔鈴木; 和也岡西; 昇一徳正
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: JP2010229239A

Description

本発明は、コークス炉炭化室の損傷煉瓦を積み替えて補修する際に使用する断熱ボックスと、該断熱ボックスを使用して、該損傷煉瓦を積み替える補修方法に関するものある。

コークス炉を長期間使用すると、石炭を乾留する炭化室の炉壁煉瓦に、表面剥離、亀裂等の損傷が現れる。損傷の程度が小さい場合は、耐火物を吹付ける溶射補修を行うが、損傷程度が激しくなると、溶射補修では補修効果が小さいので、炉壁煉瓦を積み替える必要がある。

コークス炉は、常に、１１００℃付近の高温状態にあるので、作業時に、作業員が、そのまま、炭化室に入って作業することはできない。それ故、従来から、炭化室の炉壁煉瓦からの輻射熱を抑制するため、断熱材を配置した断熱ボックスを炭化室に挿入し、作業員が、断熱ボックスの中で、煉瓦の積替作業を行うことが行われていて、そのための断熱ボックスが、種々提案されている（例えば、特許文献１〜８、参照）。

しかし、従来の断熱ボックスは、炉壁煉瓦の積替えを目的とするものであり、炉底煉瓦の積替えを目的とするものではない。

例えば、特許文献８には、コークス炉炭化室内への装入、引出が可能なループ状足場メインフレームと、その足場メインフレームの前端部に取付けられた短冊状防熱板、及び、その後端部に取付けられた梯子状の後部フレームとからなり、かつ、前記足場メインフレームには、その長手方向に沿って配設される短冊状の床板を、高さ方向に、複数段、回転可能に軸支したことを特徴とするコークス炉炭化室内の炉壁れんが積替え・補修装置が開示されているが、該積替え・補修装置は、炉壁煉瓦の積替えを目的とするものであり、炉底煉瓦の積替えを目的とするものではない。

また、上記積替え・補修装置を含め、従来の断熱ボックスは、炉底煉瓦の上に載置したままで使用するものであるので、損傷した炉底煉瓦を積み替えることは、構造的に不可能である。

従来、コークス炉炭化室の炉底の補修は、損傷箇所に焼結材を散布して行っていたが、焼結材の散布で、炉長（１４〜１６ｍｍ）にわたり、炉底を平滑にすることは難しく、また、平滑にできたとしても、補修寿命は、約１年と短期間である。

コークス炉炭化室の炉底煉瓦が、長期間の使用で剥離すると、炉底煉瓦表面の平滑度が低下し、コークス押出時の抵抗が増大し、押出機のトルクが増大する。この抵抗の増大は、コークスの押し詰まりや、側圧上昇による炉壁の破壊などに代表される操業トラブルの原因となる。

コークス炉炭化室の炉底における損傷煉瓦を積み替えることは、コークス炉操業の効率を高めることに直結するだけでなく、コークス炉の長期安定稼動に貢献するので、該損傷煉瓦を、容易に積み替えることができる手段又は手法の開発が求められている。

特開平０６−０４１５３８号公報特開平０８−０８１６８１1号公報特開平０９−０５３０７７号公報特開平１１−００１６８９号公報特開２００４−１６９０１６号公報特開２００６−３４２２９１号公報特開２００６−３４２２９２号公報特開２００８−１０１１０９号公報

本発明は、コークス炉炭化室の炉底における損傷煉瓦（以下「炉底損傷煉瓦」ということがある）をも、容易に積み替えることができる断熱ボックスと、該断熱ボックスを用いて、炉底損傷煉瓦を補修する補修方法を提供することを課題とする。

本発明者らは、炉底損傷煉瓦を積み替えるためには、（ｉ）炉壁補修時には、炉底に接し、断熱ボックスを支えるが、（ii）炉底補修時には、補修作業を妨げない下部構造とする必要があるとの発想の下に、該下部構造ついて鋭意検討した。その結果、本発明者らは、断熱ボックスの底部に、引き上げ可能な、複数の脚部材を配置する下部構造を見いだした。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。

（１）コークス炉炭化室に挿入して使用する、偏平枠組構造体の熱間補修用断熱ボックスにおいて、
偏平枠組構造体の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材に、引き上げて格納できる脚部材を、複数個、両横枠材間で対をなすように組み込んだ
ことを特徴とするコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。

（２）前記脚部材が、凹状又はＵ字状の構造部材からなることを特徴とする前記（１）に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。

（３）前記脚部材が、ねじ機構で、横枠材に固定されることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。

（４）前記脚部材が、スライド機構で上下動することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。

（５）前記横枠材が、取り外し可能な床板を保持していることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。

（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックスを用いて、コークス炉炭化室を補修する熱間補修方法において、
（ｉ）上記断熱ボックスを、コークス炉炭化室に挿入し、
（ii）上記断熱ボックスの偏平枠組構造の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材に組み込んだ脚部材のうち、上記炭化室の炉底における補修対象部位に位置する１対の脚部材を、引き上げて格納し、該補修対象部位を補修する、
ことを特徴とするコークス炉炭化室の熱間補修方法。

（７）前記（１）〜（５）のいずれかに記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックスを用いて、コークス炉炭化室を補修する熱間補修方法において、
（ｉ）上記断熱ボックスを、コークス炉炭化室に挿入し、
（ii-1）上記断熱ボックスの偏平枠組構造の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材に組み込んだ脚部材のうち、上記炭化室の炉底の補修対象部位に位置する脚部材を、上方に引き上げて格納し、該補修対象部位を補修し、
（ii-2）補修後、格納した脚部材を降ろして炉底に接地させ、他の補修対象部位に位置する脚部材を上方に引き上げて格納し、他の補修対象部位を補修する、
ことを特徴とするコークス炉炭化室の熱間補修方法。

（８）前記（ii-1）及び（ii-2）の補修を繰り返すことを特徴とする前記（７）に記載のコークス炉炭化室の熱間補修方法。

（９）前記補修対象部位において、炉底煉瓦を積み替えて補修することを特徴とする前記（６）〜（８）のいずれかに記載のコークス炉炭化室の熱間補修方法。

本発明によれば、現在、主流の室炉式コークス炉の補修において、炉壁損傷煉瓦だけでなく、炉底損傷煉瓦をも、容易に積み替えることができるので、炭化室の炉底を、長期間、平滑に維持して、コークス押出時の抵抗の上昇をなくし、コークス炉の操業効率を顕著に高めることができる。

本発明の断熱ボックスの一態様を示す図である。本発明の断熱ボックスの別の態様を示す図である。

本発明について、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の断熱ボックスの一態様を示す。断熱ボックスは、縦枠材１ａと横枠材１ｂを組んだ偏平外枠組を、補強縦枠材２ａ及び補強横枠材２ｂで補強して構成した偏平枠組構造体１に、断熱布又は断熱ボード６を取り付けて構成されている。

断熱ボックスは、幅４０ｃｍ程度のコークス炉炭化室（以下、単に「炭化室」ということがある。）に、図１中、矢印方向に挿入して使用するので、偏平枠組構造体の幅は、横枠材の間に、適宜配置したターンバックル３で、３０ｃｍ程度に維持されており、コークス炉挿入後、炉巾に合わせてターンバックルにて巾を広げて使用する。

幅３０ｃｍ程度の偏平枠組構造体の中が、補修作業を行う作業空間となるので、使用する枠材の太さは制限される。通常、１０ＡのＳＵＳ３０４を主に使用する。なお、補強横枠材は、補修時、足場となるので、ある程度の強度を必要とし、このため、２５ＡＳＵＳ３０４を主に使用する。また、補強縦枠材及び補強横枠材の一部には、作業空間の温度を下げるため、鋼管（３４ＡＳＵＳ３０４）を使用して通水する。

偏平枠組構造体の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材１ｂの間には、床板７が、取り外し可能に敷設されている。偏平枠組構造体の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材１ｂの端部の底部には、炭化室内に、断熱ボックスを支えながら円滑に挿入するための脚４が取り付けられている。

そして、偏平枠組構造体の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材１ｂには、両端の脚４の間において、引き上げて格納できる脚部材５が、複数個（図１では、片側４個）、両横枠材１ｂ間で対をなすように組み込まれている。この点が、本発明の特徴である。

引き上げて格納できる脚部材５は、炉底の補修時、炉底の補修対象部位に位置する両側１対の脚部材５が、引き上げられ、横枠材１ｂに固定されて格納される。その結果、炉底の補修対象部位の周りに、補修作業を行うことができる作業空間が形成されることになる。なお、脚部材５の引上げ・格納機構については、図２で説明する。

一部の脚部材が引き上げられ横枠材に格納されている場合、残りの脚部材で、断熱ボックス（通常、約１ｔの重量物）と作業者の荷重を支えることになるので、残りの脚部材が、炉底煉瓦を破壊しない荷重設計（例えば、２ｋｇ／ｃｍ²）をしなければならない。それ故、脚部材の個数、長さは、荷重設計の点から、ある程度制約される。

脚部材５は、断熱ボックスを支えながら円滑に炭化室に挿入する機能も備える必要があるので、通常、脚４と同様に、凹状又はＵ字状の構造部材で構成するのが好ましい。

図２に、コークス炉の窯口から中央部の煉瓦を積み替える時に使用する、別の断熱ボックスの態様を示す。偏平枠組構造体１は、縦枠材１ａと横枠材１ｂを組んだ偏平外枠組に、補強縦枠材２ａ及び補強横枠材２ｂを組み込んで構成されている。なお、断熱布又は断熱ボード６は、図示されていない。

偏平枠組構造体１の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材１ｂの端部の底部には、脚４が取り付けられている。そして、偏平枠組構造体１の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材１ｂには、両端の脚４の間に、引き上げて格納できる脚部材５が、複数個、両横枠材１ｂ間で対をなすように組み込まれている。なお、図２は、脚部材５を、横枠材１ｂから外した状態を示す。

横枠材１ｂには、脚部材５を固定するための脚部材固定用金具８が取り付けられている。脚部材５は、Ｕ字型をしていて、垂直部に、上ねじ穴９ａと下ねじ穴９ｂが設けられている。断熱ボックスを挿入する時は、脚部材５を、上ねじ穴９ａに挿入したねじで、脚部材固定用金具８に固定する。この固定位置の場合、脚部材５は、断熱ボックスを支えながら円滑に炭化室に挿入する機能と、挿入後、炉壁補修時、断熱ボックスの荷重を支える機能を果たすことになる。

炭化室の炉底における補修対象部位を補修するとき、補修対象部位に位置する１対の脚部材５の固定を解除して引き上げ、下ねじ穴９ｂにねじを挿入して、脚部材固定用金具８に固定する。このとき、横枠材１ｂが、床板を保持している場合は、床板を取り外す。

この操作で、炭化室の炉底における補修対象部位を補修することができる作業空間を確保することができ、耐火材の溶射は勿論のこと、炉底損傷煉瓦の積み替えを容易に行うことができる。

炉底損傷煉瓦を積み替えた後は、脚部材５を降ろして、再度、上ねじ穴９ａの位置で固定する。さらに、別の補修対象部位において、同じ手順で、補修作業を実施する。このように、炉底損傷煉瓦の補修を繰り返すことにより、炉底損傷煉瓦を取り替えることができる。

従来、炉底において、煉瓦の積み替えが必要な損傷箇所が見つかっても、焼結材を散布する程度の補修しかできず、炉底の平滑度が短期間で損なわれて、コークス押出時の抵抗値が上昇したが、本発明の断熱ボックスを用いることにより、炉底損傷煉瓦の積み替えを行うことができるので、炉底の平滑度を長期にわたり維持することができ、コークス押出時の抵抗値が上昇しない。

なお、図２には、作業者が、脚部材を、ねじ機構で固定する態様を示したが、横枠材又は縦枠材にスライド機構を取り付けて、脚部材を機械的に上下動させてもよい。また、脚部材を固定する手段として、ねじ機構に替えて、ラチェット機構を用いてもよい。

次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

（実施例）
本発明の断熱ボックスと従来方法を用いて、コークス炉炭化室の炉底の補修を行った。表１に、実施状況と実施後のコークス押出電流値を示す。押出電流値の大きいほうが、押出し負荷が高いことを意味する。

本発明装置を用いて、炉底を補修した場合、従来方法に比べ、１年後のコークス押出電流値は、殆ど上昇していないことが解る。したがって、本発明装置を用いてコークス炉炭化室の炉底を補修することにより、炉底の平滑度を長期間にわたり確保することができ、炉操業効率を顕著に高めることができる。

前述したように、本発明によれば、現在、主流の室炉式コークス炉の炉底損傷煉瓦を、容易に積み替えることができるので、炭化室の炉底を、長期間、平滑に維持し、コークス押出時の抵抗の異常な上昇をなくして、炉操業効率を顕著に高めることができる。よって本発明は、コークス製造産業において利用可能性が高いものである。

１偏平枠組構造体
１ａ縦枠材
１ｂ横枠材
２ａ補強縦枠材
２ｂ補強横枠材
３ターンバックル
４脚
５脚部材
６断熱布又は断熱ボード
７床板
８脚枠材固定用金具
９ａ上ねじ穴
９ｂ下ねじ穴

Claims

コークス炉炭化室に挿入して使用する、偏平枠組構造体の熱間補修用断熱ボックスにおいて、
偏平枠組構造体の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材に、引き上げて格納できる脚部材を、複数個、両横枠材間で対をなすように組み込んだ
ことを特徴とするコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。
前記脚部材が、凹状又はＵ字状の構造部材からな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熱間補修用断熱ボックス。
前記脚部材が、ねじ機構で、横枠材に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。
前記脚部材が、スライド機構で上下動することを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。
前記横枠材が、取り外し可能な床板を保持していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックス。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックスを用いて、コークス炉炭化室を補修する熱間補修方法において、
（ｉ）上記断熱ボックスを、コークス炉炭化室に挿入し、
（ii）上記断熱ボックスの偏平枠組構造の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材に組み込んだ脚部材のうち、上記炭化室の炉底における補修対象部位に位置する１対の脚部材を、引き上げて格納し、該補修対象部位を補修する、
ことを特徴とするコークス炉炭化室の熱間補修方法。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のコークス炉炭化室の熱間補修用断熱ボックスを用いて、コークス炉炭化室を補修する熱間補修方法において、
（ｉ）上記断熱ボックスを、コークス炉炭化室に挿入し、
（ii-1）上記断熱ボックスの偏平枠組構造の最下部を構成する挿入方向の２本の横枠材に組み込んだ脚部材のうち、上記炭化室の炉底の補修対象部位に位置する脚部材を、上方に引き上げて格納し、該補修対象部位を補修し、
（ii-2）補修後、格納した脚部材を降ろして炉底に接地させ、他の補修対象部位に位置する脚部材を上方に引き上げて格納し、他の補修対象部位を補修する、
ことを特徴とするコークス炉炭化室の熱間補修方法。
前記（ii-1）及び（ii-2）の補修を繰り返すことを特徴とする請求項７に記載のコークス炉炭化室の熱間補修方法。
前記補修対象部位において、炉底煉瓦を積み替えて補修することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のコークス炉炭化室の熱間補修方法。