特許 6543310 コークス炉のピニオンウォールに隣接する燃焼室の構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6543310

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】コークス炉のピニオンウォールに隣接する燃焼室の構築方法

(51)【国際特許分類】

   C10B 29/02 20060101AFI20190628BHJP

【ＦＩ】

   C10B29/02

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-159925(P2017-159925)

(22)【出願日】2017年8月23日

(65)【公開番号】特開2019-38883(P2019-38883A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2018年1月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】599090615

【氏名又は名称】株式会社メガテック

(74)【代理人】

【識別番号】100105968

【弁理士】

【氏名又は名称】落合 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】高野 要

(72)【発明者】

【氏名】松井 淳

(72)【発明者】

【氏名】中込 進一

(72)【発明者】

【氏名】西山 元也

(72)【発明者】

【氏名】高野 武

【審査官】 上坊寺 宏枝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１６９３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１３７４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０１９９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８１３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０４３７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１０１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２０３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１９３６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０６５８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０７６３９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｂ ２９／０２、２９／０６

Ｆ２７Ｄ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コークス炉のピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体と天井を補修する際に、前記壁体および前記天井を解体して炉外へ搬出した後、モジュールブロックを炉内に搬入して新たな壁体を前記ピニオンウォールに隣接して構築する燃焼室の壁体の構築方法において、前記モジュールブロックに、不定形耐火物で一体的に成形した一体成形ビンダーを少なくとも２個配設し、その他は煉瓦集合体ビンダーを配設し、前記一体成形ビンダーを吊り具で把持して前記モジュールブロックを吊り上げて炉内に搬入し、引き続き、前記ピニオンウォールに隣接する位置に降下させて前記モジュールブロックを積み上げることによって壁体を構築することを特徴とするピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体の構築方法。

【請求項2】

前記モジュールブロックを前記天井の開口部から炉内に搬入することを特徴とする請求項１に記載の燃焼室の壁体の構築方法。

【請求項3】

前記ピニオンウォールと前記モジュールブロックとの隙間に無膨張モルタルを水と混合して流し込むことを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼室の壁体の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コークス炉のピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体と天井を補修するために解体して炉外へ搬出した後、モジュールブロックを炉内に搬入して壁体を構築する構築方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図３はコークス炉の要部を模式的に示す水平断面図であり、図４は燃焼室壁体の例を模式的に示す斜視図である。
一般にコークス炉は、図３に示すように、石炭を乾留する炭化室２、燃料ガスを燃焼させる燃焼室１、燃焼排ガスの余熱を利用して燃料ガスや燃焼用空気を予め加熱する蓄熱室（図示せず）で構成され、燃焼室１と炭化室２は交互に配置される。つまり図４に示すように、互いに隣接する炭化室２を隔離する耐火煉瓦の壁体３の内部に燃焼室１が形成される。壁体３の内部は、耐火煉瓦で形成される隔壁５（いわゆるビンダー）で燃焼室１が小さく分割されている。以下では、従来の耐火煉瓦を組み合わせて成形されたビンダーを、煉瓦集合体ビンダーと記す。

【0003】

そしてコークス炉の操業中に、炭化室２へ石炭を装入し、さらに燃焼室１で発生する燃焼熱によって乾留した後、得られたコークスを炭化室２から排出する作業が繰り返し行なわれる。その結果、耐火煉瓦で形成される壁体３が損耗し、燃焼室１から燃焼排ガスや未燃焼の燃料ガスが炭化室２内に漏出するという問題が生じる。

【0004】

そこで、燃焼室１の壁体３を適宜補修しなければならないが、コークス炉の燃焼室１と炭化室２を全て停止して補修を行なうのはコークスの生産に支障を来たす。したがって、コークス炉を操業しながら、補修の対象となる燃焼室１のみ燃焼を停止して、補修を行なう。その補修工事の手順は、
(A)補修すべき燃焼室１の壁体３と天井を解体して炉外へ搬出し、
その後、
(B)新たに壁体３と天井を構築する
という２段階の工程に大別される。

【0005】

従来から上記(B)の工程では、作業員が炉内で耐火煉瓦を１個ずつ積み上げて壁体３と天井を構築している。しかし、耐火煉瓦の積み上げを手作業で行なうので、極めて長時間を要する。しかも作業環境が高温であるから、作業員の安全を確保するための装備が必要となり、施工コストの上昇を招く。

【0006】

そこで、耐火煉瓦を積み上げて所定の形状（すなわち壁体３や天井の一部をなす形状）に成形した耐火煉瓦集合体（以下、モジュールブロックという）を、炉外の地組場で予め製作しておき、上記(B)の工程でそのモジュールブロックを炉内に搬入して、壁体３と天井を構築する補修工事が普及し始めている。モジュールブロックを用いることによって、補修工事を効率良く行なうことが可能となり、工期の短縮を図ることができる。しかも、作業員の負荷が軽減され、安全性が向上するという効果も得られる。
ところがモジュールブロックは、寸法の大きい重量物であるから、作業員が持ち運ぶのは不可能である。

【0007】

この問題に対して、モジュールブロックをコークス炉内に搬入する装置が開発されている。たとえば特許文献１には、モジュールブロックの側面（すなわちビンダーに対して垂直な面）を把持して吊り上げるための吊り具が開示されている（図14参照）。

【0008】

コークス炉の外壁（いわゆるピニオンウォール）に隣接する燃焼室の壁体を構築する場合に、モジュールブロックの側面を把持する吊り具を使用すると、ピニオンウォールに隣接する燃焼室の位置にモジュールブロックを降下させる際に、モジュールブロックを把持するアームがピニオンウォールと干渉する。そして、吊り具のアームによってピニオンウォールが損傷するという問題、および、モジュールブロックとピニオンウォールとの間に吊り具のアームの厚みに相等する大きな空隙が発生するという問題が生じる。つまり、モジュールブロックの側面を把持する吊り具を用いて、ピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体を構築するのは極めて難しい作業である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開2015-81300号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、ピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体を構築するにあたって、モジュールブロックを容易に炉内に搬入し、かつ、ピニオンウォールに隣接する燃焼室の所定の位置にモジュールブロックを降下させることが可能で、しかも、ピニオンウォールの損傷のみならずモジュールブロックを構成する耐火煉瓦の損傷や分裂を防止しつつ壁体を構築できる構築方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明者は、ピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体を構築するにあたって、モジュールブロックの側面（すなわち煉瓦集合体ビンダーに対して垂直な面）を把持する吊り具を使用すると、必然的に吊り具のアームがピニオンウォールと干渉することに着目して、煉瓦集合体ビンダーを把持してモジュールブロックを吊り上げる技術について検討した。

【0012】

つまり、煉瓦集合体ビンダーを把持してモジュールブロックを吊り上げれば、モジュールブロックを所定の位置に降下させる際のピニオンウォールとの干渉は生じないが、把持して荷重が加わることによって、煉瓦集合体ビンダーの耐火煉瓦の接合部が分裂し、ひいては、モジュールブロック全体が崩壊する惧れがある。したがって、煉瓦集合体ビンダーの代わりに、十分な強度を有するものをモジュールブロックに組み込む必要がある。

【0013】

そして、さらなる検討の結果、従来の煉瓦集合体ビンダーと同じ形状を不定形耐火物で一体的に成形すれば、十分な強度のビンダー（以下、一体成形ビンダーという）を得ることができるので、一体成形ビンダーを吊り具で把持しても損傷や分裂を防止できるという知見を得た。

【0014】

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、コークス炉のピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体と天井を補修する際に、壁体および天井を解体して炉外へ搬出した後、モジュールブロックを炉内に搬入して新たな壁体をピニオンウォールに隣接して構築する燃焼室の壁体の構築方法において、モジュールブロックに、不定形耐火物で一体的に成形した一体成形ビンダーを少なくとも２個配設し、その他は煉瓦集合体ビンダーを配設し、その一体成形ビンダーを吊り具で把持してモジュールブロックを吊り上げて炉内に搬入し、引き続き、ピニオンウォールに隣接する位置に降下させてモジュールブロックを積み上げることによって壁体を構築する構築方法である。

【0015】

本発明の構築方法においては、モジュールブロックを天井の開口部から炉内に搬入する、または、天井部に設置したビームを使って搬入することが好ましい。また、ピニオンウォールとモジュールブロックとの隙間に無膨張モルタルを水と混合して流し込むことが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、モジュールブロックを容易に炉内に搬入し、かつ、ピニオンウォールに隣接する燃焼室の所定の位置にモジュールブロックを降下させることが可能で、しかも、ピニオンウォールの損傷のみならずモジュールブロックを構成する一体成形ビンダーの損傷や分裂を防止しつつ壁体を構築できるので、産業上格段の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の構築方法でピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体を構築する例を模式的に示す正面図である。

【図2】図１に示すモジュールブロックの水平断面図である。

【図3】コークス炉の要部を模式的に示す水平断面図である。

【図4】図３の壁体の例を模式的に示す斜視図である。

【図5】図１に示すモジュールブロックを吊り上げるための吊り具の例を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

まず、本発明の燃焼室の構築方法について説明する。
図１は、ピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体と天井を解体して炉外へ搬出（上記(A)の工程）した後、本発明の構築方法を用いて、壁体を新たに構築する例を模式的に示す正面図である。
モジュールブロック４を運搬する吊り具７は、ピニオンウォール８と干渉しないように、モジュールブロック４の長手方向に垂直な端面を把持する。こうすることによって、モジュールブロック４をピニオンウォール８に沿って降下させることが可能となり、壁体３の側面をピニオンウォール８に当接させて構築することができる。

【0021】

図２は、図１中のモジュールブロックを拡大して示す水平断面図である。本発明では吊り具７のアームがモジュールブロック４の長手方向に垂直な端面を把持することは既に説明したが、具体的には、図２に示すように一体成形ビンダー６の端面を把持する。なお、図２には２個の一体成形ビンダー６と２個の煉瓦集合体ビンダー５で構成されるモジュールブロック４の例を示すが、本発明を適用するモジュールブロック４を構成する一体成形ビンダー６と煉瓦集合体ビンダー５の合計個数は限定しない。

【0022】

既に説明した通り、煉瓦集合体ビンダー５は、図２に示すように、耐火煉瓦を組み合わせて成形される。煉瓦集合体ビンダー５を全てのビンダーの位置に配設したモジュールブロック４に本発明を適用すると、吊り具７で煉瓦集合体ビンダー５の端面を把持することによって耐火煉瓦の接合部が分裂しやすいという問題がある。そこで本発明では、吊り具７で把持するビンダーの位置には、一体成形ビンダー６を配設する。

【0023】

したがって、モジュールブロック４毎に一体成形ビンダー６が少なくとも２個必要である。３個以上の一体成形ビンダー６を配設したモジュールブロック４（たとえば図２中の煉瓦集合体ビンダー５を全て一体成形ビンダー６に置き換えたモジュールブロック４）であっても、本発明を適用する上で技術的な問題はない。ただし、一体成形ビンダー６の製造コストは煉瓦集合体ビンダー５よりも大きいので、補修工事のコスト削減の観点から、図２に示すように吊り具７で把持するビンダーの位置に一体成形ビンダー６（合計２個）を配設するのが好ましい。

【0024】

一体成形ビンダー６は耐火煉瓦の集合体ではないので、煉瓦集合体ビンダー５よりも強度が高い。したがって、一体成形ビンダー６は吊り具７で把持しても崩壊しにくく、容易に、かつ安定してモジュールブロック４を、ピニオンウォール８に隣接する所定の位置まで運搬することができる。

【0025】

ただし吊り具７による把持と解放を繰り返すと、その度に、一体成形ビンダー６を把持する際に吊り具７が衝突する、あるいは、一体成形ビンダー６を持ち上げる際に吊り具７が擦れる等が原因となって、一体成形ビンダー６に損傷（たとえば欠損等）が生じる惧れがある。

【0026】

これに対して、地組場からコークス炉へ運送機器で搬送されたモジュールブロック４をクレーンで吊り上げて、そのまま天井の開口部から炉内に搬入すれば、吊り具７による把持と解放の回数を削減できる。その結果、一体成形ビンダー６の損傷を抑制できる。

【0027】

つまり、ピニオンウォール８に隣接する燃焼室の壁体３を構築する場合は、地組場から搬送されたモジュールブロック４を運送機器から吊り具７で吊り上げて、そのまま天井の開口部から炉内に搬入するのが好ましい。
このようにして、ピニオンウォール８に隣接する所定の位置にモジュールブロック４を積み上げて、燃焼室の壁体３を構築することができる。

【0028】

ただしピニオンウォール８の側壁面と燃焼室の壁体３の側壁面は、いずれも耐火煉瓦からなるので微細な凹凸が存在し、ピニオンウォール８と壁体３との間に隙間が生じる。その隙間は、燃焼室から燃焼排ガスや未燃焼の燃料ガスが漏出する原因になるので、無膨張モルタルを水と混合して、隙間に流し込むのが好ましい。

【0029】

次に、上記の方法で燃焼室を構築する際に、モジュールブロックを吊り上げるために好適に使用できる吊り具について説明する。
図５は、図１に示すモジュールブロック４を吊り上げるための吊り具７の例を模式的に示す斜視図である。

【0030】

吊り具７の本体は、水平方向に配設される１本の梁材7cの両端にそれぞれ第１アーム7aならびに第２アーム7bを垂直下方に配設されて逆Ｕ字形を呈する。なお梁材7cには、クレーンで吊り上げる際に使用するフックやワイヤを装着するための機器が取り付けられているが、図５では吊り具７とモジュールブロック４とを明確に示すために、それらの機器は図示を省略する。

【0031】

第１アーム7aの４つの側面のうち、モジュールブロック４に対向する面（以下、第１側面という）には、板状のゴム9a（以下、アーム用ゴム板という）が固定される。そして、クレーンでモジュールブロック４を吊り上げる際には、第１側面のアーム用ゴム板9aが一体成形ビンダー６に当接する。

【0032】

第２アーム7bの４つの側面のうち、モジュールブロック４に対向する面（以下、第２側面という）の内側には、その第２側面に対して平行に保持されかつ第２側面との距離を自在に変更できる押し板10が配設される。さらに、押し板10のモジュールブロック４に対向する面（以下、押し側面という）には、板状のゴム9b（以下、押し板用ゴム板という）が固定される。そして、クレーンでモジュールブロック４を吊り上げる際には、第２アーム7bの第２側面と押し板10の押し側面との距離を調整して、押し板用ゴム板9bを一体成形ビンダー６に当接させる。

【0033】

図５には２枚の押し板10を配設する例を示したが、本発明では押し板10の数は限定しない。吊り上げるモジュールブロック４が小さい場合は押し板10を１枚、モジュールブロック４が大きい場合は３枚以上の押し板10を配設しても良い。

【0034】

第２アーム7bの第２側面と押し板10の押し側面との距離が長い場合（すなわち押し板10によって一体成形ビンダー６に作用する押圧力が強すぎる場合）は、一体成形ビンダー６が破損し易くなる。一方で、第２アーム7bの第２側面と押し板10の押し側面との距離が近い場合（すなわち押し板10によって一体成形ビンダー６に作用する押圧力が弱すぎる場合）は、モジュールブロック４が落下し易くなる。

【0035】

したがって、第２アーム7bの第２側面と押し板10の押し側面との距離を調整して、適正に位置に保持する必要がある。そこで、押し板10の位置を調整するためのネジ（以下、押しネジという）を第２アーム7bに取り付けて、その押しネジを介して一体成形ビンダー６に作用する押圧力を調整することが好ましい。

【0036】

このようにしてモジュールブロック４を吊り上げることによって、一体成形ビンダー６に損傷が生じるのを防止できる。

【実施例】

【0037】

コークス炉（炉高６ｍ、炉長34フリュー）のピニオンウォールに隣接する燃焼室の壁体と天井を全て解体して炉外へ搬出（上記(A)の工程）した後、一体成形ビンターを２個配設したモジュールブロック（図２参照）の一体成形ビンダーを吊り具（図５参照）で把持して炉内に搬入（図１参照）し、ピニオンウォールに隣接する壁体と天井を新たに構築（上記(B)の工程）した。ピニオンウォールと壁体３との間の隙間には、無膨張モルタルを水と混合して流し込んだ。なお、モジュールブロックは、組み込まれる壁体や天井の部位に応じて形状が異なるが、合計50個のモジュールブロックを地組場で製作した。これを発明例とする。

【0038】

一方、従来は、壁体を全て解体して炉外へ搬出（上記(A)の工程）した後、作業員が耐火煉瓦を積み上げて、壁体を再構築（上記(B)の工程）していた。ピニオンウォールと壁体３との間の隙間には、発明例と同様に、無膨張モルタルを水と混合して流し込んだ。これを従来例とする。

【0039】

発明例と従来例について、上記(B)の工程に要した日数を比較したところ、発明例の所要日数Ｍは、従来例の所要日数Ｎに対してＭ／Ｎは約１／３であった。

【符号の説明】

【0040】

１ 燃焼室
２ 炭化室
３ 壁体
４ モジュールブロック
５ 煉瓦集合体ビンダー
６ 一体成形ビンダー
７ 吊り具
7a 第１アーム
7b 第２アーム
7c 梁材
８ ピニオンウォール
9a アーム用ゴム板
9b 押し板用ゴム板
10 押し板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】