JPH06256766A - コークス炉上昇管掃除方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上昇管の天蓋裏面、水封部およびベンド管内
面に付着したカーボンを遠隔操作により自動的に除去す
る。 【構成】 コークス炉上昇管付着カーボンを高圧水ジェ
ットにより除去する方法において、コークス炉上昇管１
点検デッキ９上方に配設したガイドレール１１に沿って
移動自在の台車１４に搭載した先端に高圧水ジェット噴
射ノズル２６を有する回動自在のＬ字状ランス２７を用
い、上昇管天蓋２裏面、水封部３およびベンド管４内面
の付着カーボンに高圧水ジェット噴射ノズル２６から高
圧水ジェットを噴射させて除去する。 【効果】 人力による上昇管カーボン除去作業を皆無と
でき、かつ、各部の掃除を連続あるいは任意に実施でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コークス炉の上昇管
と集気本管とを接続するベンド部内壁、天蓋および水封
部の付着カーボンの掃除方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉で原料炭乾留時に発生するコ
ークス炉ガスは、炭化室上部のガス道から上昇管に導か
れ、ベンドで噴霧される安水によって冷却洗浄されたの
ち集気本管に導入され、吸引ブロワにより吸引されて後
工程のガス精製工程に送られる。前記乾留時に発生する
コークス炉ガスを集気本管に導く上昇管およびベンド管
内壁には、コークス炉ガス中のカーボンが付着成長す
る。この上昇管およびベンド管内壁に付着したカーボン
は、ガス流通の妨げとなり、炉内圧力上昇を惹起するば
かりでなく、最終的には管内を閉塞するため、定期的に
除去することが必要である。

【０００３】従来、上昇管内面に付着したカーボンの除
去は、天蓋を開放して圧縮空気供給管を管内に挿入し、
圧縮空気を供給してカーボンを焼き落とすか、あるいは
作業員が槍と称する掻落とし棒を用いて人力で行ってい
た。また、ベンド管内面に付着したカーボンの除去は、
作業員が槍と称する掻落とし棒を用いて人力で行ってい
た。この付着カーボンの除去作業は、タール含有雰囲気
ガス、暑熱、重筋、粉塵下作業であり、コークス炉作業
の中でも最も作業条件が苛酷なもので、いわゆる３Ｋ作
業として作業員から敬遠されていた。

【０００４】また、ベンド管内壁付着カーボンは、ベン
ド内壁に散水して内壁表面に水膜を形成するのがカーボ
ン付着防止に効果的であることが確認され、鉄鋼各社共
に多少型式が異なるが、上昇管ベンド部に散液装置を設
置し、低圧水を連続的に散水してカーボン付着を防止し
ているが、ベンド管への付着カーボンを十分に防止する
までには至っていない。上記各上昇管ベンドの散液装置
は、いずれもベンド内壁表面に水膜を形成することを目
的として低圧水を散液し、上昇管直管部内張り煉瓦冷却
による煉瓦の損傷を避けるため、ベンドの散液範囲は直
管部に散液が流入しないように、直管部に対して反対方
向に散液し、また、下面も同様に直管部に散液が流入し
ないよう直管部に対して反下り勾配のスロープとしてい
るのが一般的である。

【０００５】上記のうち上昇管直管部に付着したカーボ
ンの除去は、上昇管の形状が簡単であるところから、特
開昭５３−２９３０２号公報、実公昭５７−４１０４号
公報に示されるような機械切削によるカーボン除去が提
案されている。また、ベンド管内壁のカーボン除去につ
いては、斜め後方に向いた高圧水ジェット噴出ノズルを
先端に備えたパイプをベンド部の下流側ベンドプラグか
らベンド部内に挿入し、該噴出ノズルから噴出する高圧
水ジェットをカーボン面に衝突させ、カーボンを集気本
管側へ除去排出しベンド部内面を洗浄する方法（特開昭
６４−８５２８６号公報）、高圧水ジェット噴出ノズル
を有するパイプと、該パイプをコークス炉のベンド管内
に挿脱自在に保持し、該パイプを回転させる基台と、該
基台を前進後退方向に水平に案内するガイドレールとか
ら成り、該ガイドレールを集気本管に沿って走行する移
動台車の側面に水平垂直間に揺動自在に取付けたクリー
ナー（実開平１−１２５３４６号公報）等が提案されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５３−２９
３０２号公報、実公昭５７−４１０４号公報等に開示の
機械切削による上昇管付着カーボンの除去は、上昇管の
うちでも直管部と呼ばれる垂直な直線部の掃除が主体で
あり、比較的容易なものである。しかし、天蓋内面や水
封部の付着物を除去することはできない。また、作業員
や切削機械は、粉塵に暴露され、その作業環境は苛酷
で、かつ困難な作業となり、切削機械の損耗も激しかっ
た。

【０００７】また、特開昭６４−８５２８６号公報に開
示のベンド管内壁のカーボン除去方法は、作業員が高圧
水ジェット噴出ノズルを先端に備えたパイプをベンドプ
ラグからベンド部内に挿入し、高圧水ジェットによりカ
ーボンを除去するもので、悪環境下の作業を強いられる
こととなる。さらに、実開平１−１２５３４６号公報に
開示のベンド管内壁のクリーナーは、高圧水ジェット噴
出ノズルを有するパイプをベンド管内へ挿入するための
ベンドプラグの人力による取外しが必要であり、しかも
ベンド内部のみの掃除であり、長期的に見れば付着物の
除去掃除が必要となる。

【０００８】この発明の目的は、上昇管の天蓋裏面、水
封部およびベンド管内面に付着したカーボンを遠隔操作
により自動的に除去できるコークス炉上昇管掃除方法お
よび装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、上昇管
の天蓋裏面、水封部およびベンド管内面に付着したカー
ボンは、集気本管に沿って走行自在に設けた専用台車に
高圧水ジェットのノズルを先端に設けたＬ字状ランスを
回動自在に設置し、該Ｌ字状ランス先端の高圧水ジェッ
トのノズルを上昇管の天蓋裏面、水封部およびベンド管
内面にそれぞれ位置させ、高圧水ジェットを短時間少量
噴射すれば、高圧水の水撃力によって付着カーボンを除
去できるとの結論に至り、この発明に到達した。

【００１０】すなわちこの発明は、コークス炉上昇管付
着カーボンを高圧水ジェットにより除去する方法におい
て、コークス炉上昇管点検デッキ上方に配設したレール
に沿って遠隔操作により走行自在の台車に搭載した先端
に高圧水ジェット噴射ノズルを有する回動自在のＬ字状
ランスを用い、上昇管天蓋裏、水封部およびベンド管内
面の付着カーボンに高圧水ジェット噴射ノズルから高圧
水ジェットを噴射させて付着カーボンを除去することを
特徴とするコークス炉上昇管掃除方法である。

【００１１】また、コークス炉上昇管付着カーボンを高
圧水ジェットにより除去する装置において、コークス炉
上昇管点検デッキ上方に配設した走行レール架台デッキ
に設置した走行レールと、該走行レールに沿って遠隔操
作により走行自在の台車と、該台車に搭載した高圧水ジ
ェット噴射ノズルを有する回動自在のＬ字状ランスと、
Ｌ字状ランスを上昇管の任意位置に回動移動させる移動
機構と、走行レール架台デッキ上に配設した高圧水供給
ホース、圧縮空気供給ホースおよび電源ケーブル用ホー
スローラと、該ホースローラに巻取り巻戻し自在に載置
した圧縮空気供給ホースおよび電源ケーブルとからなる
ことを特徴とするコークス炉上昇管掃除装置である。

【００１２】

【作用】この発明方法においては、コークス炉上昇管点
検デッキ上方に配設したレールに沿って遠隔操作により
走行自在の台車に搭載した先端に高圧水ジェット噴射ノ
ズルを有する回動自在のＬ字状ランスを用い、上昇管天
蓋裏面、水封部およびベンド管内面の付着カーボンに高
圧水ジェット噴射ノズルより高圧水ジェットを噴射させ
て除去するから、付着部位、付着状態（量、厚さ、硬さ
等）に応じて、高圧水ジェットの流量、圧力の設定およ
び先端噴射ノズルの形状を選択することによって、遠隔
操作で容易に付着カーボンを除去掃除することができ
る。

【００１３】また、この発明の掃除装置は、コークス炉
上昇管点検デッキ上方に配設した走行レール架台デッキ
に設置した走行レールに沿って遠隔操作により走行自在
の台車に高圧水ジェット噴射ノズルを有する回動自在の
Ｌ字状ランスを搭載したから、任意の窯の上昇管位置へ
台車を遠隔操作により移動させることができる。高圧水
ジェット噴射ノズルを有する回動自在のＬ字状ランス
は、移動機構により上昇管の任意位置に回動移動させる
ことができるから、上昇管天蓋裏面、水封部およびベン
ド管内面の任意位置に高圧水ジェット噴射ノズルを位置
させることができる。さらに、走行レール架台デッキ上
に配設したホースローラに高圧水供給ホース、圧縮空気
供給ホースおよび電源ケーブルを巻取り巻戻し自在に載
置したから、台車がコークス炉団の任意の上昇管位置に
おいても、高圧水、圧縮空気、電源を供給することがで
きると共に、高圧水ポンプ、コンプレッサー等を台車に
搭載することなく炉端に設置することができ、装置の軽
量化を図ることができる。

【００１４】この発明における台車の遠隔操作装置とし
ては、台車にタッチローラを設けて走行距離を演算し、
予め定めた基準位置から各窯の上昇管位置までの距離と
比較して走行制御する方式、あるいは台車上に工業用テ
レビカメラを設置し、該ガメラで撮影した映像を見なが
ら走行制御する方式等いかなる方式でも用いることがで
きる。

【００１５】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１ないし図
４に基づいて説明する。図１はこの発明の上昇管掃除装
置の全体平面図、図２はこの発明の上昇管掃除装置の全
体側面図、図３および図４はこの発明の上昇管掃除方法
の流れ図である。図１および図２において、１はコーク
ス炉の各炭化室の端部に立設された上昇管、２は上昇管
１の頂部に設けた開閉自在の天蓋、３は水封部で天蓋２
の周端が水封溝に浸入して密閉する。４は上昇管１と集
気本管５とを連結するベンド管、６はベンド管４の下端
に設けた皿弁で、炭化室で発生したコークス炉ガスは、
上昇管１の天蓋２を閉じ、皿弁６を開放して縁繋ぎすれ
ば、上昇管１、ベンド管４を介して集気本管５に導入さ
れ、図示しない後工程の吸引ブロワにより吸引されてガ
ス精製工程に導かれる。

【００１６】７はベンド管４に設けたコークス炉ガスの
洗浄冷却および炭化室への石炭装入時の発生コークス炉
ガスの吸引のための安水スプレーノズル、８はベンド管
４の内面へのカーボン付着防止のための安水スプレーノ
ズルで、乾留時およびコークス押出し時は安水スプレー
ノズル７および安水スプレーノズル８から低圧安水が噴
霧され、石炭装入時は安水スプレーノズル７から高圧安
水が噴霧される。９は集気本管５に沿って配設されてい
る上昇管１の点検デッキ、１０は点検デッキ９の上方に
所定間隔で配設したレール架台、１１はレール架台１０
上に敷設したＩ型鋼レール、１２は同じくレール架台１
０上に配設した高圧水供給ホース用のホースローラ、１
３は同じくレール架台１０上に配設した圧空供給用のホ
ースローラである。

【００１７】１４はＩ型鋼レール１１の両側凹部に嵌合
する複数対の車輪１５、１５を介して移動自在に載置さ
れた台車、１６は台車１４の走行用モータで、台車１４
の裏面の軸受１７に軸支された歯車軸１８の一方の歯車
１９に噛み合う歯車２０が走行用モータ１６の駆動軸２
１に設けられ、歯車軸１８の両端の歯車１９、１９は車
輪１５、１５の回転軸の一端に設けた歯車２２、２２と
噛み合っており、走行用モータ１６を駆動すれば、歯車
２０、歯車１９、１９、歯車２２、２２を介して台車１
４がＩ型鋼レール１１に沿って走行する。２３は台車１
４に設置したエアーシリンダー２４により回転するスイ
ベルジョイントで、該スイベルジョイント２３の一端は
ホースローラ１２上に巻取り巻戻し自在に載置した高圧
水供給ホース２５と接続され、他端には先端に高圧水ジ
ェット噴射ノズル２６を有するＬ字状ランス２７が連結
され、エアーシリンダー２４を操作することによって高
圧水ジェット噴射ノズル２６を上昇管１の天蓋２、水封
部３およびベンド管４入口中心に位置するよう構成され
ている。また、ホースローラ１３上に巻取り巻戻し自在
に載置した圧空供給ホース２８は、内部に電源ケーブル
が収納されている。高圧水供給ホース２５および内部に
電源ケーブルを収納した圧空供給ホース２８は、図示し
ていないが炉端に設置した高圧水供給設備および圧空供
給設備と巻取り巻戻し装置を介して連結されている。

【００１８】上記上昇管１の掃除装置を用いて上昇管１
の付着カーボンを除去する場合は、図３および図４に示
すとおり、先ず高圧水ジェット噴射ノズル２６のノズル
径、角度を上昇管１のカーボン付着状況に応じて選定取
替えする。ついで掃除する上昇管１の皿弁６を閉じて天
蓋２を開放して炭化室と集気本管５との縁切りを行うと
共に、上昇管１から１番遠い装入孔の蓋を開放する事前
作業を実施する。この事前作業は作業員による手動操作
あるいは皿弁６および天蓋２の開閉はシリンダーを設置
して遠隔操作により実施することもできる。ついで遠隔
操作により高圧水供給ホース２５および内部に電源ケー
ブルを収納した圧空供給ホース２８を巻戻しつつ、走行
用モータ１６を起動して台車１６を縁切りした上昇管１
まで移動させて所定位置に停止させる。そして図示しな
いシリンダーを操作して防熱用圧空ランスを上昇管１の
頂部から挿入し、防熱用圧空ランスから圧空を上昇管１
内へ吹込み、熱上昇気流を抑制する。

【００１９】そしてエアーシリンダー２４を操作してＬ
字状ランス２７を回動させて高圧水ジェット噴射ノズル
２６を天蓋２部に移動させ、天蓋２の裏面の掃除が必要
な場合は高圧水ジェット噴射ノズル２６から天蓋２の裏
面に向かって所定の流量、圧力で高圧水ジェットを噴射
させて付着物を除去する。これで付着物が除去できない
場合は、通常高圧水ジェット噴射ノズル２６を変更する
が、それでも付着物が除去できない場合は、装置の進行
方向であれば走行用モータ１６を起動して台車１４を揺
動させて左右の付着物を除去する。さらに、上下方向に
付着物が残る場合は、エアーシリンダー２４を操作して
Ｌ字状ランス２７を上下揺動させる。斜め方向について
は、上記の左右方向と上下方向の揺動を組み合せて付着
物を除去する。天蓋２の裏面の掃除が必要ない場合は、
再びエアーシリンダー２４を操作してＬ字状ランス２７
を回動させて高圧水ジェット噴射ノズル２６を水封部３
に移動させ、水封部３内面の掃除が必要な場合は高圧水
ジェット噴射ノズル２６から水封部３に向かって所定の
流量、圧力で高圧水ジェットを噴射させて付着物を除去
する。付着物が残る場合は、上記と同様操作により付着
物を除去する。水封部３内面の掃除が必要ない場合は、
再びエアーシリンダー２４を操作してＬ字状ランス２７
を回動させて高圧水ジェット噴射ノズル２６をベンド管
４の入口部に移動させ、ベンド管４内面の掃除が必要な
場合は高圧水ジェット噴射ノズル２６からベンド管４の
入口部に向かって所定の流量、圧力で高圧水ジェットを
噴射させて付着物を除去する。付着物が残る場合は、上
記と同様操作により付着物を除去する。ベンド管４内面
の掃除が必要ない場合は、エアーシリンダー２４を操作
してＬ字状ランス２７を回動させて上昇管１から離脱さ
せ、図示しないシリンダーを操作して防熱用圧空ランス
を上昇管１から抜き出し、次ぎに掃除する窯があれば、
該窯の前記した事前作業を行い、該窯の上昇管１位置ま
で走行用モータ１６を起動して台車１６を縁切りした上
昇管１まで移動させて所定位置に停止させ、再び上記操
作を繰り返し上昇管の掃除を行う。また、掃除する窯が
なければ、走行用モータ１６を起動して台車１６を炉端
の所定位置まで走行させて掃除を完了する。

【００２０】上記操作を行うことによって、上昇管１の
天蓋２裏面、水封部３およびベンド管４の内壁の付着物
を、付着部位、厚さ、硬さ等の状態に応じて除去するこ
とができる。なお、高圧水ジェットの圧力、流量、ノズ
ル径、ノズルと付着物との距離、噴射時間については、
付着物の付着部位、厚さ、硬さ等の状態に応じて選択す
るのが望ましい。

【００２１】実施例２ 炉高７１２５ｍｍ、炉幅４６０ｍｍ、炉長１６５００ｍ
ｍのコークス炉を用い、上昇管天蓋、水封部およびベン
ド管内壁を実施例１に示す上昇管掃除装置を使用して３
０日間付着物の除去試験を実施した。試験に供した窯
は、表１に示すとおり、初期付着として試験直前に人力
により掃除したＡ窯と人力による掃除後３０日間経過し
たＢ窯の２種類について各３窯、合計９窯を選び、表１
に示す高圧水ジェットによる掃除条件で３０日間実施
し、３０日後の最終の付着物の付着状態を調査した。そ
の結果を表２に示す。なお、掃除時間は各部位３分、掃
除頻度は３日に１回実施した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表１および表２に示すとおり、この発明方
法によれば、初期付着のないものは付着なしに３０日間
が経過し、初期付着のあるものについては、その高圧水
ジェットの条件を選択することによって、付着なしにす
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明の上昇管掃
除方法および装置によれば、上昇管の天蓋裏面、水封部
およびベンド管内面に付着したカーボンを、遠隔操作に
よってほぼ完全に除去することができるから、人力によ
るカーボン除去作業を皆無とできる。また、高圧水ジェ
ットを用いるため各部の付着状態に対応して水量、圧
力、ノズルと付着物との距離等を調整することによっ
て、各部の掃除を連続あるいは任意に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の上昇管掃除装置の全体平面図であ
る。

【図２】この発明の上昇管掃除装置の全体側面図であ
る。

【図３】この発明の上昇管掃除方法の流れ図の一部であ
る。

【図４】この発明の上昇管掃除方法の流れ図の残部であ
る。

【符号の説明】 １ 上昇管 ２ 天蓋 ３ 水封部 ４ ベンド管 ５ 集気本管 ６ 皿弁 ７、８ 安水スプレーノズル ９ 点検デッキ １０ レール架台 １１ Ｉ型鋼レール １２、１３ ホースローラ １４ 台車 １５ 車輪 １６ 走行用モータ １７ 軸受 １８ 歯車軸 １９、２０、２２ 歯車 ２１ 駆動軸 ２３ スイベルジョイント ２４ エアーシリンダー ２５ 高圧水供給ホース ２６ 高圧水ジェット噴射ノズル ２７ Ｌ字状ランス ２８ 圧空供給ホース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000156961 関西熱化学株式会社 兵庫県尼崎市大浜町２丁目23番地 (72)発明者 佐地 孝文 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 渡辺 幹夫 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 北山 義晃 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 田村 光之進 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 松野 勤 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 浜木 誠 岡山県倉敷市水島川鉄通１丁目（無番地) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 月原 裕二 岡山県倉敷市水島川鉄通１丁目（無番地) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 加藤 真人 兵庫県加古川市金沢町７番地 関西熱化学 株式会社加古川工場内 (72)発明者 松田 和清 兵庫県加古川市金沢町７番地 関西熱化学 株式会社加古川工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉上昇管付着カーボンを高圧水
   ジェットにより除去する方法において、コークス炉上昇
   管点検デッキ上方に配設したレールに沿って走行自在の
   台車に搭載した先端に高圧水ジェット噴射ノズルを有す
   る回動自在のＬ字状ランスを用い、上昇管天蓋裏、水封
   部およびベンド管内面の付着カーボンに高圧水ジェット
   噴射ノズルから高圧水ジェットを噴射させて除去するこ
   とを特徴とするコークス炉上昇管掃除方法。
2. 【請求項２】 コークス炉上昇管付着カーボンを高圧水
   ジェットにより除去する装置において、コークス炉上昇
   管点検デッキ上方に配設した走行レール架台デッキに設
   置した走行レールと、該走行レールに沿って遠隔操作に
   より走行自在の台車と、該台車に搭載した高圧水ジェッ
   ト噴射ノズルを有する回動自在のＬ字状ランスと、Ｌ字
   状ランスを上昇管の任意位置に回動移動させる移動機構
   と、走行レール架台デッキ上に配設した高圧水供給ホー
   ス、圧縮空気供給ホースおよび電源ケーブル用ホースロ
   ーラと、該ホースローラに巻取り巻戻し自在に載置した
   圧縮空気供給ホースおよび電源ケーブルとからなること
   を特徴とするコークス炉上昇管掃除装置。