JPH10176169A - コークス炉における炭化室耐火煉瓦への表面保護材の吹き付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭化室の耐火煉瓦壁に表面保護材を簡単な装
置により吹き付け、安価にカーボンの付着を防止する。 【解決手段】 炭化室１のコークス押し出し側を横行す
るコークス押出機４が備えた作業用デッキ７上の配置さ
れた門型ガイドポスト９に沿って昇降架台10を昇降さ
せ、昇降架台10上に水平に配置したガイドレール15に沿
い自走台車16を前後進させる。これにより自走台車16に
搭載した表面保護材吹き付けランス18の昇降と前後進と
の組み合わせにより、先端部外周の水平方向に開口する
吹き付けノズル27から表面保護材を簡単な装置により炭
化室１の側壁面31に作業性よく吹き付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉に配置
された炭化室耐火煉瓦への付着カーボンの成長によるコ
ークスの押し詰まり、押し止まりの防止を図るため炭化
室を構成している高温の耐火煉瓦に、表面保護材を吹き
付ける装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉に配置された炭化室の耐火煉
瓦は、一般に珪石質耐火煉瓦が使用されている。珪石質
耐火煉瓦は、珪石質原料を粉砕し、水で混和した後に型
枠に入れて乾燥させ、1200℃前後で焼成することによっ
て製造される。このようにして製造した珪石質耐火煉瓦
を用いて築炉し、均一な温度で乾燥し、応力を除去した
後、コークス炉の炭化室耐火煉瓦として使用されてい
る。

【０００３】前記耐火煉瓦は断熱性を高める目的で、高
い粒子密度を有しており、粒子間接触により形成されて
いる。したがって、築炉の初期には平滑であった煉瓦壁
の表面は、装入される石炭やコークスとの摩擦や頻繁な
加熱と冷却との繰り返しにより、剥離や割れ等で平滑さ
を失ってしだいに荒れが大きくなり、摩擦抵抗が高まる
ばかりか、荒れ面は処理石炭や燃焼により生じるカーボ
ンや灰分の付着が助長され、コークス炉操業上の問題と
なる。

【０００４】コークス炉は、石炭をコークスに乾留する
多数の炭化室と燃料ガスを燃焼する燃焼室とを交互に配
列した構造を有する。炭化室と燃焼室とは、前述のよう
に珪石質耐火煉瓦で構成された隔壁により仕切られてい
る。また、炭化室の高さは約６〜７ｍ、奥行き15〜16
ｍ、幅40〜50cmの長方形の空洞でありコークスを炉外に
押し出し易くするために、幅はコークスの排出側、すな
わち反コークス押し出し側の方が僅かに広くなってい
る。

【０００５】原料である配合石炭は、炭化室の天井壁に
配置されている装入口から装炭車で間欠的に供給され、
コークス押し出し側に配置されている押出機に付属する
レベラで均一な高さに調整した後、加熱乾留される。乾
留終了後は両方の炉蓋が開放され、押出機によって炭化
室の反コークス押し出し側に配置されたコークスガイド
車にガイドされて炉外に押し出され、さらに消火装置に
て消火冷却されて製品コークスとなる。

【０００６】前述のように耐火煉瓦からなる炭化室壁面
の平滑さが失われると、コークス化の過程で生じる配合
石炭中のカーボンが表面に固着してさらに凹凸の著しい
表面となると共に、カーボンの固着により炭化室の幅が
狭くなってコークスの押し出し抵抗が高まり、押出機へ
の負荷が増加するという問題点がある。この問題を回避
するためにカーボン焼きを行うが、目地と呼ばれる煉瓦
と煉瓦の隙間を埋めている部分が損傷し、炭化室側から
生ガスが燃焼室内に流入する恐れがある。

【０００７】炭化室耐火煉瓦へのカーボン付着を防止す
るため、特開昭59-174585 公報には、耐火煉瓦に表面保
護材を塗布して熱処理する手段、また特開昭63-236783
号公報には、素地段階で表面保護材を塗布した耐火煉瓦
を使用する手段等が開示されている。さらに、本出願人
は特定成分のシリカ純度が高く、高強度の平滑な表面層
を形成可能な高温耐火材を特開平8-11977 号公報で提案
した。この高温耐火材は、ケイ酸ナトリウム、硼酸ナト
リウムおよび有機シリコーン化合物を水で溶解したもの
であり、この高温耐火材粘土が所定の状態で、まだ500
〜1200℃の高温の炭化室の耐火煉瓦壁面に、スプレーノ
ズルを用いて塗布し、その後の昇温により、ガラス面の
ように平滑で、亀裂もなく、機械的強度も優れたシリカ
純度の高い表面層を形成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記のように炭化室の
耐火煉瓦に表面保護材を塗布したり、吹き付けることに
より、カーボンが付着するのを相当程度防止できるよう
になってきた。しかしながら炭化室の耐火煉瓦は高温で
あるので、炭化室の耐火煉瓦に表面保護材を確実に吹き
付けるのに適した吹き付け装置に十分なものがなく、吹
き付け装置の開発が要望されてきた。本出願人は、表面
保護材をコークス炉の炭化室耐火煉瓦に安定して塗布可
能な吹き付け装置として先に特願平7-286180号を提案し
成果をあげている。

【０００９】この吹き付け装置は、炭化室のコークス押
し出し側に設けられ、炉外から炭化室の長手方向に向か
い前後進する移動台車と、この移動台車に後端部に取り
付けられて、前記炭化室の下部で長手方向に向かって一
端から他端まで水平に進退自在に設けられた水平ランス
と、この水平ランスの先端部で炭化室の高さ方向に立設
された直立ランスと、この直立ランスの高さ方向に沿っ
て炭化室の壁面に対向するように多段に配設された耐火
材塗布用スプレーノズルとを備えたものである。

【００１０】しかしながら、この表面保護材吹き付け装
置は、耐火材吹き付け用スプレーノズルを備えた長大な
移動台車のフレームを始め全体を水冷構造として炭化室
内に進退させるため、水冷構造による装置が大がかりと
なり、設備費が嵩みコスト高となるという問題点があっ
た。本発明は、比較的簡単な表面材吹き付け装置によ
り、確実に炭化室耐火煉瓦に表面保護材を吹き付け、コ
ストを節減できるコークス炉の炭化室耐火煉瓦への表面
保護材の吹き付け装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、コークス炉に配列された炭
化室を形成する耐火煉瓦への表面保護材吹き付け装置で
あって、前記炭化室のコークス押し出し側を横行するコ
ークス押出機の作業用デッキ上に設けた架構フレームを
介してコークス押し出し方向に離間して配置された一対
の門型ガイドポストと、該門型ガイドポストが形成する
鉛直方向の間隙を昇降駆動装置の駆動により上下方向に
昇降自在に設けた昇降架台と、この昇降架台上にコーク
ス押し出し方向に向け配設した一対の水平ガイドレール
と、該一対の水平ガイドレール間を走行駆動装置により
前後進自在な自走台車と、先端部外周で水平方向に開口
する吹き付けノズルを有し、前記自走台車に搭載されて
炭化室の長さ方向に向け水平状態で前後進する冷却構造
の表面保護材吹き付けランスとを具備したことを特徴と
するコークス炉における炭化室耐火煉瓦への表面保護材
の吹き付け装置である。

【００１２】請求項２記載の本発明は、前記昇降駆動装
置が、作業用デッキ上に設置した複数基のウィンチと、
該ウィンチに巻かれたワイヤを架構フレームの上端部に
対応して配設したワイヤ用シーブとからなることを特徴
とする請求項１記載のコークス炉における炭化室耐火煉
瓦への表面保護材の吹き付け装置である。請求項３記載
の本発明は、前記表面保護材吹き付けランスを、長さ方
向下部に沿って設けた補強フレームを用いて補強したこ
とを特徴とする請求項１記載のコークス炉における炭化
室耐火煉瓦への表面保護材の吹き付け装置である。

【００１３】請求項４記載の本発明は、前記表面保護材
吹き付けランスまたは前記表面保護材吹き付けランスの
長さ方向下部に沿って設けた前記補強フレームを、前記
昇降架台の先端部に配置したサポートローラで支持した
ことを特徴とする請求項１又は３記載のコークス炉にお
ける炭化室耐火煉瓦への表面保護材の吹き付け装置であ
る。

【００１４】請求項５記載の本発明は、前記表面保護材
吹き付けランスの上部に、炭化室の天井壁並びに装入口
に表面保護材を吹き付ける上向きの吹き付けノズルを先
端部に有するサブランスをこれと平行して取り付けたこ
とを特徴とする請求項１記載のコークス炉における炭化
室耐火煉瓦への表面保護材の吹き付け装置である。請求
項６記載の本発明は、請求項１記載の表面保護材の吹き
付け装置と同じ構造の表面保護材の吹き付け装置を、炭
化室の反コークス押し出し側を横行するコークスガイド
車が備えた作業用デッキ上にも設けたことを特徴とする
コークス炉における炭化室耐火煉瓦への表面保護材の吹
き付け装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を図１
〜図５に基づいて説明する。図１に示すように、コーク
ス炉の炭化室１には、その長さ方向に複数（図面ではそ
の内の１個のみ示す）の装入口２が配設されている。炭
化室１内で製造されたコークスは、コークス押し出し側
を横行するコークス押出機４が備えた押し出し用ラム５
のラムヘッド６を炭化室１の一端から他端まで前進させ
ることにより、炭化室１の反コークス押し出し側に配置
されたコークスガイド車（図示せず）にガイドされて炉
外に押し出される。炭化室１を形成する耐火煉瓦に表面
保護材を吹き付ける表面保護材吹き付け装置３は、コー
クス押し出し側を横行するコークス押出機４が備えた押
し出し用ラム５の近傍における作業用デッキ７のスペー
スを利用して設置する。これは、コークス押出機４を用
いて炭化室１からコークスを押し出した後に、表面保護
材吹き付け装置３を作動させることができるので作業手
順から好都合である。

【００１６】作業用デッキ７上に表面保護材吹き付け装
置３を設置するため、作業用デッキ７上に支柱8Aと梁8B
とからなる架構フレーム８を設け、架構フレーム８には
作業用デッキ７から梁8Bに達する２本の門型ガイドポス
ト９をコークス押し出し方向に離間して立設する。図２
に示すように、各門型ガイドポスト９が形成する鉛直方
向の間隙内を、長尺の昇降架台10が水平状態を保持して
上下方向に昇降自在に配置されている。この昇降架台10
には、作業用デッキ７上に設置された巻き取りモータ11
により回転駆動される２台のウィンチ12にそれぞれ巻か
れたワイヤ13が、架構フレーム８の梁8B上に対応して配
置したシーブ14を介して接続されている。なお、昇降架
台10を昇降する装置は、前記のものに限定するものでは
なく、門型ガイドポスト９に配設したラックピニオン昇
降機構、油圧シリンダ昇降機構または回転駆動されるエ
ンドレスチェン昇降機構等の周知の昇降装置を適用して
昇降することができる。

【００１７】昇降架台10上には、コークス押し出し方向
に向けて一対のガイドレール15が配設してあり、この一
対のガイドレール15に沿って図３に示すように自走台車
16が駆動装置22の駆動により車輪17を介して前後進する
ようになっている。自走台車16には、水冷構造の表面保
護材吹き付けランス18が水平状態で搭載されている。表
面保護材吹き付けランス18は、支持強度を向上するた
め、その下部に補強フレーム19を設けて支持し、また昇
降架台10の先端部にサポートローラ23を配置し、補強フ
レーム19を水平方向に移動可能に支持するのが好まし
い。

【００１８】なお、図１に示すように、自走台車16の走
行により前後進する表面保護材吹き付けランス18の後端
部は、その前後進に追従して伸縮する共用ケーブルベア
20を介して昇降架台10上に配置した表面保護材用タンク
21に接続されている。この共用ケーブルベア20は、表面
保護材吹き付けランス18に冷却水を供給、排出する給排
水ホースや電源ケーブルとの共用になっている。

【００１９】図４および図５に示すように、表面保護材
吹き付けランス18は、内管24、外管25および中間の仕切
り管26からなる先端が先端板28により閉塞された三重管
構造であり、表面保護材吹き付けランス18を水平状態に
保持した場合、内管24、仕切り管26および外管25の各外
周を貫通する吹き付けノズル27が水平方向に向け開口す
るように長さ方向に複数段（図面では４段）配設されて
いる。また、仕切り管26の先端は、内管24と外管25の間
で開放しており、内管24と仕切り管26との間は冷却水の
入側に、外管25と仕切り管26との間は冷却水の出側にな
っていて、ここに冷却水を流すことにより表面保護材吹
き付けランス18を水冷する。なお、場合によっては、表
面保護材吹き付けランス18を空冷にすることも可能であ
る。

【００２０】次に本発明の表面保護材吹き付け装置３の
使用形態について説明する。炭化室１内の石炭の乾留が
終了したら炭化室１の両端にセットしてある炉蓋を取り
外した状態として、製造されたコークスをコークス押出
機４が備えたラムヘッド６を炭化室１の一端から他端ま
で前進させることによりコークスガイド車（図示せず）
を介して炉外に押し出す。その後、ラムヘッド６を炉外
に引き抜いた後、コークス押出機４を車輪30を介して軌
道29上を横行させ、表面保護材吹き付け装置３が備えた
表面保護材吹き付けランス18を空になった高温状態の炭
化室１の幅方向のセンタに位置合わせすると共に、表面
保護材吹き付けランス18を水冷状態にする。また表面保
護材用タンク21には、予め表面保護材（たとえばAl₂O₃:
34wt％、SiO₂:56 wt％を主成分とする結合形態がセメン
トボンドの流体状の表面保護材を使用) を貯蔵してお
く。

【００２１】巻き取りモータ11を駆動して２台のウィン
チ12を同期して回転しワイヤ13を巻き取って昇降架台10
を上昇させ、これにより表面保護材吹き付けランス18
を、炭化室１の上部に対応する高さまで上昇させる。駆
動装置22の駆動により自走台車16を一対のガイドレール
15に沿って前進させ、表面保護材吹き付けランス18の先
端部を炭化室１の上部入口に臨ませる。この段階で表面
保護材用タンク21に圧力空気を供給して昇圧し、表面保
護材用タンク21内に貯蔵した表面保護材を表面保護材供
給用ケーブルベア20を介して表面保護材吹き付けランス
18に供給する。表面保護材吹き付けランス18に供給され
た表面保護材は、内管を経由して先端部外周に水平方向
に向けて多段に配設された吹き付けノズル27から炭化室
１を形成する耐火煉瓦の側壁面31に向け吹き付けを開始
する。

【００２２】このようにして表面保護材吹き付けランス
18からの表面保護材の吹き付けを開始したら、自走台車
16の前後進作動と巻き取りモータ11によるウィンチ12の
巻き取り、巻き戻し作動とを組み合わせることにより、
表面保護材吹き付けランス18を炭化室１の長さ方向およ
び高さ方向に移動させ、炭化室１一端から他端部に至る
側壁面31の全面、あるいは必要とする部分に所定量の表
面保護材の吹き付けを実施する。

【００２３】炭化室１を形成する側壁面31に被覆された
表面被覆材層により、炭化室１内での石炭の乾留中に発
生するカーボンが側壁面31に付着するのを防止するばか
りでなく、側壁面31に生じる剥離や割れ、目地部の損傷
を低減することができる。その結果、炭化室１を形成す
る珪石質耐火煉瓦に付着したカーボンや灰分等の固着物
に起因する炭化室１からコークスを押し出す際の押し詰
まりが防止できる。

【００２４】また、炭化室１の天井壁34や装入口２に表
面保護材を吹き付けるため、図６に示すように、表面保
護材吹き付けランス18の上側に沿って冷却構造のサブラ
ンス32を平行に配置し、サブランス32の先端部外周に上
向きに吹き付けノズル33を配設するのが好適である。こ
の場合、このサブランス32には独立に表面保護材を供給
したり、停止できるようにして、表面保護材吹き付けラ
ンス18の上に配置したサブランス32が炭化室１の天井壁
34近傍に位置する時にのみ表面保護材を供給して吹き付
けノズル33から天井壁34や装入口２への吹き付けを行
い、天井壁34から下方に離れたらその供給を単独で停止
することを可能にする。

【００２５】なお、前記では、表面保護材吹き付け装置
３をコークス押出機４の作業用デッキ７上に炭化室１の
一端から他端に達する長さを有する表面保護材吹き付け
ランス18を配置する場合について説明したが、コークス
押出機４の作業用デッキ７上に配置する表面保護材吹き
付けランス18の長さを炭化室１の水平方向中央に達する
長さにする。その代わりに、炭化室１のコークス押出機
４の反対側に配置されたコークスガイド車の作業用デッ
キ上に同構造の表面保護材吹き付け装置３を配置し、こ
の表面保護材吹き付け装置３に炭化室１の水平方向中央
に達する長さを有する表面保護材吹き付けランスを配置
するようにすることも可能である。この場合には、各表
面保護材吹き付けランス18の長さを半減することができ
るので、高温に晒されることによるランス曲がりを低減
することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、炭
化室のコークス押し出し側を横行するコークス押出機が
備えた作業用デッキ上のコークス押し出し方向に離間し
て配置された一対の門型ガイドポストが形成する鉛直方
向の間隙を昇降駆動装置の駆動により昇降架台を上下方
向に昇降させ、昇降架台上の自走台車を昇降させると共
に昇降架台上に水平に配置した一対のガイドレールに沿
い自走台車を炭化室の長さ方向に向け前後進させる。

【００２７】これにより自走台車に搭載した表面保護材
吹き付けランスの昇降と前後進との組み合わせにより、
先端部外周の水平方向に開口する吹き付けノズルから表
面保護材を炭化室の側壁面に作業性よく吹き付けること
ができる。その結果、炭化室耐火煉瓦へのカーボン付着
が低減され、付着カーボンの成長によるコークスの押し
詰まりや押し止まりを防止でき、コークス炉の稼働率向
上が達成される。

【００２８】表面保護材吹き付け装置として冷却構造と
しなければならない箇所は、表面保護材吹き付けランス
だけであるため、冷却構造とする装置部分の範囲を減少
でき、表面保護材吹き付け装置の設備費や運転費の節減
が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面保護材吹き付け装置を示す側面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向を示す拡大断面図であ
る。

【図３】本発明の表面保護材吹き付け装置の部分拡大側
面図である。

【図４】本発明の表面保護材吹き付けランスの先端部を
示す平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ矢視方向を示す断面図である。

【図６】本発明のサブランスを備えた表面保護材吹き付
けランスを示す正面図である。

【符号の説明】

１ 炭化室 ２ 装入口 ３ 表面保護材吹き付け装置 ４ コークス押出機 ５ 押し出し用ラム ６ ラムヘッド ７ 作業用デッキ ８ 架構フレーム ９ 門型ガイドポスト 10 昇降架台 11 巻き取りモータ 12 ウィンチ 13 ワイヤ 14 シーブ 15 ガイドレール 16 自走台車 17、30 車輪 18 表面保護材吹き付けランス 19 補強フレーム 20 共用ケーブルベア 21 表面保護材用タンク 22 駆動装置 23 サポートローラ 24 内管 25 外管 26 仕切り管 27、33 吹き付けノズル 28 先端板 29 軌道 31 側壁面 32 サブランス 34 天井壁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉に配列された炭化室を形成す
   る耐火煉瓦への表面保護材吹き付け装置であって、前記
   炭化室のコークス押し出し側を横行するコークス押出機
   の作業用デッキ上に設けた架構フレームを介してコーク
   ス押し出し方向に離間して配置された一対の門型ガイド
   ポストと、該門型ガイドポストが形成する鉛直方向の間
   隙を昇降駆動装置の駆動により上下方向に昇降自在に設
   けた昇降架台と、この昇降架台上にコークス押し出し方
   向に向け配設した一対の水平ガイドレールと、該一対の
   水平ガイドレール間を走行駆動装置により前後進自在な
   自走台車と、先端部外周で水平方向に開口する吹き付け
   ノズルを有し、前記自走台車に搭載されて炭化室の長さ
   方向に向け水平状態で前後進する冷却構造の表面保護材
   吹き付けランスとを具備したことを特徴とするコークス
   炉における炭化室耐火煉瓦への表面保護材の吹き付け装
   置。
2. 【請求項２】 前記昇降駆動装置が、作業用デッキ上に
   設置した複数基のウィンチと、該ウィンチに巻かれたワ
   イヤを架構フレームの上端部に対応して配設したワイヤ
   用シーブとからなることを特徴とする請求項１記載のコ
   ークス炉における炭化室耐火煉瓦への表面保護材の吹き
   付け装置。
3. 【請求項３】 前記表面保護材吹き付けランスを、長さ
   方向下部に沿って設けた補強フレームを用いて補強した
   ことを特徴とする請求項１記載のコークス炉における炭
   化室耐火煉瓦への表面保護材の吹き付け装置。
4. 【請求項４】 前記表面保護材吹き付けランスまたは前
   記表面保護材吹き付けランスの長さ方向下部に沿って設
   けた前記補強フレームを、前記昇降架台の先端部に配置
   したサポートローラで支持したことを特徴とする請求項
   １又は３記載のコークス炉における炭化室耐火煉瓦への
   表面保護材の吹き付け装置。
5. 【請求項５】 前記表面保護材吹き付けランスの上部
   に、炭化室の天井壁並びに装入口に表面保護材を吹き付
   ける上向きの吹き付けノズルを先端部に有するサブラン
   スをこれと平行して取り付けたことを特徴とする請求項
   １記載のコークス炉における炭化室耐火煉瓦への表面保
   護材の吹き付け装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の表面保護材の吹き付け装
   置と同じ構造の表面保護材の吹き付け装置を、炭化室の
   反コークス押し出し側を横行するコークスガイド車が備
   えた作業用デッキ上にも設けたことを特徴とするコーク
   ス炉における炭化室耐火煉瓦への表面保護材の吹き付け
   装置。