特開 2022-154188 室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022154188

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造

(51)【国際特許分類】

   C10B 29/02 20060101AFI20221005BHJP

   F27D 1/00 20060101ALI20221005BHJP

   F27D 1/04 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

C10B29/02

F27D1/00 D

F27D1/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021057095

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】児山 翔平

(72)【発明者】

【氏名】本山 太一

(72)【発明者】

【氏名】増井 政樹

【テーマコード（参考）】

4K051

【Ｆターム（参考）】

4K051AA08

4K051AB03

4K051BB02

4K051BB06

4K051DA02

4K051DA03

4K051DA12

(57)【要約】

【課題】コークス炉の窯口狭小化を抑制する。
【解決手段】第１組み煉瓦１Ａは、燃焼室１０３の炉長方向Ｘ端の側壁を構成する側壁煉瓦３０と、燃焼室の炉長方向最端の燃焼室端フリュー３ａと炭化室１０２との仕切り壁であるロイファー端煉瓦３１とを有し、側壁煉瓦には、ロイファー端煉瓦の一端側である組込部３１ｂを組み受ける肩部Ｔが形成されており、ロイファー端煉瓦は、炉頂側から視認した平面視において、燃焼室端フリュー側側面の略中央部に傾きが不連続的に変化する屈曲点Ｑと、屈曲点から側壁煉瓦側に燃焼室端フリューの内方に張り出すように形成された拡張部３１ｙと、を有し、ロイファー端煉瓦は、側壁煉瓦と組み合わせた際に、組込部が肩部と接合する組込接合面ｔ以外に、拡張部が燃焼室端フリュー側側面と接合する拡張接合面ｖを有し、組込接合面の炉長方向に垂直な面は、拡張接合面よりも炉端側にある。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の煉瓦を平面状に組んだ第１組み煉瓦と第２組み煉瓦とを備え、
前記第１組み煉瓦は、燃焼室の炉長方向端の側壁を構成する側壁煉瓦と、前記燃焼室の炉長方向最端の燃焼室端フリューと炭化室との仕切り壁であるロイファー端煉瓦と、を有し、
前記側壁煉瓦には、（燃焼室端フリュー側側面の炭化室側端部に、）前記ロイファー端煉瓦の一端側である組込部を組み受ける肩部が形成されており、
前記ロイファー端煉瓦は、炉頂側から視認した平面視において、燃焼室端フリュー側側面の略中央部に傾きが不連続的に変化する屈曲点と、前記屈曲点から前記側壁煉瓦側に前記燃焼室端フリューの内方に張り出すように形成された拡張部と、を有し、
前記ロイファー端煉瓦は、前記側壁煉瓦と組み合わせた際に、前記組込部が前記肩部と接合する組込接合面以外に、前記拡張部が前記燃焼室端フリュー側側面と接合する拡張接合面を有し、
前記組込接合面の炉長方向に垂直な面は、前記拡張接合面よりも前記炉長方向における炉端側にある、室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。

【請求項2】

前記ロイファー端煉瓦は、前記屈曲点から前記拡張接合面に向かうにつれて、平面視における炉団長方向の幅が広くなるように形成されている、請求項１の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。

【請求項3】

前記拡張接合面が、前記側壁煉瓦の前記燃焼室端フリュー側側面と、平面視において略同一直線上に位置する、請求項１又は請求項２の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。

【請求項4】

前記第１組み煉瓦の前記屈曲点は、前記第２組み煉瓦の目地と炉高方向において略重なる位置にある、請求項１乃至請求項３の何れか１項の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。

【請求項5】

前記第１組み煉瓦において、前記燃焼室の炉長方向端の側壁は炉団長方向で分割した２つの側壁煉瓦からなり、
前記２つの側壁煉瓦の接合面は凹凸嵌合部を有し、
前記２つの側壁煉瓦の接合面は前記凹凸嵌合部を除いて略平面状である、請求項１乃至請求項４の何れか１項の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造に関する。

【背景技術】

【0002】

コークス炉では、原料の石炭を乾留してコークスを製造する。原料の石炭の供給、石炭乾留のための加熱、および石炭乾留後のコークスの取り出しが繰り返し行われる。コークス炉の炉体は、温度変化による熱応力、石炭乾留中の石炭膨張圧、コークス押し出し時の側圧などにより変形し、乾留に必要な気密性が保てなくなる場合がある。ここで、まずは、室炉式コークス炉の構造について説明し、その後、炉体変形の説明を行う。

【0003】

図１は、室炉式コークス炉の一例を説明する概略図であり、（Ａ）は部分側面図、（Ｂ）は部分平面図、（Ｃ）は部分正面図（押出機側）である。図１において、Ｘは炉長方向、Ｙは炉団長方向、Ｚは炉高方向を示している。

【0004】

図１に示すように、室炉式コークス炉１００（以下、単に「コークス炉」という）の炉体１０１の上部には、炉長方向Ｘに細長い炭化室１０２と燃焼室１０３とが、炉団長方向Ｙに交互に複数配列され、下部には蓄熱室１０４が設けられている。炭化室１０２には炉頂側に複数の装入口１０５が設けられている。これらの装入口１０５から原料の石炭を炭化室１０２内に供給する、そして、隣接する燃焼室１０３での燃焼ガスの燃焼熱により間接的に加熱して乾留して、コークスを製造する。

【0005】

炭化室１０２の炉長方向Ｘの両側には、製造したコークスを取り出すための窯口１０９が設けられており、石炭の乾留処理時には炭化室１０２を密閉するために、炉枠２（図２参照）に炉蓋（図示省略）を取り付けて窯口１０９を塞ぐ。また、乾留後には、炉蓋が外されて、一方の窯口１０９側に押出機（図示省略）を配し、その押出ラムを炭化室１０２内に挿入して、炭化室１０２内のコークスを押し出し、他方の窯口１０９側に配置したガイド車で回収する。なお、ここでは図示を省略しているが、燃焼室１０３内には、炉団長方向Ｙに延びる隔壁（図３のビンダー部１５の煉瓦壁）で仕切られた、複数の燃焼室フリュー３（図３の第１フリュー３ａ，第２フリュー３ｂなど）が設けられている。

【0006】

炉体１０１は煉瓦により構築された煉瓦組積構造体であり、繰り返す膨張や収縮により緩まないように、炉締金物により、炉体１０１に締め付け力（炉締力）を作用させて拘束している。図１に示すように、炉体１０１の各燃焼室１０３の炉外には、各燃焼室１０３の炉団長方向Ｙの略中央に、一対のバックステイ１０６（押出機側バックステイ１０６ａおよびガイド車側バックステイ１０６ｂ）が炉高方向Ｚに直立して、炉長方向Ｘに対向するように設置される。バックステイ１０６は剛性の高いＨ形鋼であり、各バックステイ１０６ａ，１０６ｂには、炉高方向Ｚ上下に各２本のクロスタイロッド１０７と呼ばれる棒鋼が連結され、スプリング１０８が取り付けられる。炉締力はこのスプリング１０８の弾性力（復元力）によるものであり、スプリング１０８の炉締力がバックステイ１０６に伝達され、炉体１０１を炉長方向Ｘ内方に締め付けている。以下に、炉体１０１の煉瓦構造とその締め付けについて、図面を用いて説明する。

【0007】

コークス炉１００の炉体１０１は、複数の煉瓦を平面状に組んだ状態の、２種類の１段煉瓦組み構造（以下、「組み煉瓦」という）を、炉高方向に交互に積んで構築される。構築した際に炉高方向Ｚに縦目地が連続するのを避けるため、使用する煉瓦の形状や煉瓦の組み方の異なる２つの組み煉瓦を交互に積み重ねることにより、一段毎に縦目地（以下、単に「目地」という）が交互にずれるようする。

【0008】

図２は、従来のコークス炉１００の炉長方向Ｘの端部の構成の概略を示す部分横断面図である。図２において、（Ａ）は２種類の組み煉瓦のうちの一方の（以下、第１組み煉瓦１０１Ａという）の煉瓦構成を示し、（Ｂ）は２種類の組み煉瓦のうちの他方（以下、第２組み煉瓦１０１Ｂという）の煉瓦構成を示す。なお、ここでは、押出機側バックステイ１０６ａが配される側の煉瓦構成のみについて説明し、ガイド車側バックステイ１０６ｂ側の説明は、押出機側バックステイ１０６ａ側と略同様であるため省略する。

【0009】

図２に示すように、押出機側バックステイ１０６ａ（以下、単にバックステイ１０６ａという）と炉体１０１の燃焼室１０３の炉壁との間には、ディスタンスピース４と保護板５とが配置されている。バックステイ１０６ａに伝達された炉締力は、ディスタンスピース４、保護板５を介して煉瓦構造物である炉体１０１に伝達される。

【0010】

保護板５は、燃焼室１０３の炉長方向Ｘ端部の炉壁外面を覆う高剛性の板状材であり、側壁面全体を押圧する。ディスタンスピース４は棒状の鋼材であり、バックステイ１０６ａと保護板５の間にできる隙間に略水平に挿入される。バックステイ１０６ａはスプリング１０８（図１参照）が上端および下端の２箇所のみに力が加えられて撓み、その中央部分に隙間が生ずるため、隙間の大きさに応じた厚さのディスタンスピース４が炉高方向に複数挿入される。バックステイ１０６ａと保護板５との接触面積を確保して十分な炉締力を炉体の側壁に伝達するとともに、側壁に対して炉締力を垂直に作用させる。なお、以下の説明において、ディスタンスピース４（ＤＰ）を用いて、炉締力をコークス炉の燃焼室の炉団長方向中央部に作用させる方式を、ＤＰ方式という。

【0011】

ここで、以下の説明において使用する炉体１０１の各部の呼び方について、図３を用いて説明する。図３（Ａ）に示すように、燃焼室１０３の炉長方向Ｘ端の外壁側面部分を側壁部１０と呼び、この部分に配置される煉瓦を側壁煉瓦２０，３０（図２、図５など参照）という。炭化室１０２と燃焼室フリュー列（燃焼室フリュー３ａ，３ｂ,…）とを隔てる仕切り壁部分をロイファー部１２と呼び、この部分に配置される煉瓦をロイファー煉瓦２２（図２など参照）という。また、燃焼室フリュー３同士を隔てる仕切り壁部分をビンダー部１５と呼び、この部分に配置される煉瓦をビンダー煉瓦２５，３５（図２、図５など参照）という。また、燃焼室フリュー３（以下、単に、フリュー３という）のうち、側壁部１０を側壁とする最も端（炉長方向最端）に位置するものを第１フリュー３ａ（または、端フリュー３ａ）といい、その隣に位置するものを第２フリュー３ｂという。なお、本説明においては、側壁煉瓦２０は、側壁部１０に配置される煉瓦のうち、ロイファー部１２と接合している煉瓦および端フリュー３ａに面している煉瓦を指す。

【0012】

また、ロイファー部１２については、図３（Ｂ）に示すように、端フリュー３ａ（第１フリュー）と炭化室１０２が相対している部分Ｋをロイファー端部１１と呼び、この部分に配置される煉瓦をロイファー端煉瓦２１，３１（図２、図５など参照）という。さらに、ロイファー部１２において、ビンダー部１５の延長線範囲Ｓ内の部分を交差部１４と呼ぶ。

【0013】

図２に戻り、炉体１０１の第１組み煉瓦１０１Ａと第２組み煉瓦１０１Ｂの構成について説明する。炉体１０１を構成する第１組み煉瓦１０１Ａと第２組み煉瓦１０１Ｂとは、それぞれがカギ型の接合面で組んだ複数の煉瓦で構成されており、両組み煉瓦１０１Ａ，１０１Ｂは互いが炉長方向Ｘに延びる中心軸で反転させた構成となっている。燃焼室１０３の炉長方向Ｘ端の側壁である側壁部１０には、１つの断熱煉瓦６と４つの側壁煉瓦２０（両端は粘土煉瓦でその間の２つは硅石煉瓦）が使用されている。ロイファー部１２（ロイファー端部１１を含む）およびビンダー部１５には、ロイファー煉瓦２２（ロイファー端煉瓦２１を含む）およびビンダー煉瓦２５として、複数の硅石煉瓦が使用されている。

【0014】

以下に、上述した従来型の炉体１０１の問題点について説明する。図４は、図２（Ａ）に示す第１組み煉瓦１０１Ａの煉瓦構造（操業開始前の状態）の経年変形を示す説明図であり、（Ａ）はロイファー端部１１の２箇所に亀裂が入った状態、（Ｂ）は亀裂により変形が進み炭化室１０２の窯口１０９が狭小化した状態を示す。なお、第１組み煉瓦１０１Ａを反転させた構成である第２組み煉瓦１０１Ｂの経年変形も、第１組み煉瓦１０１Ａと略同様であるので説明を省略する。

【0015】

まずは亀裂の発生について説明する。コークス炉１００の炉体１０１のロイファー端部１１には、図４（Ａ）に示すように、縦方向（炉高方向）に貫通する２本の縦貫通亀裂Ｃが発生する。縦貫通亀裂Ｃの位置は、図２に示す一点鎖線の位置である。図２に示すように、第１組み煉瓦１０１Ａと第２組み煉瓦１０１Ｂのどちらか一方のロイファー端煉瓦２１の目地位置であり、煉瓦同士の接合部である目地は、操業時の急激な温度変化により目地開きを起こす。また、第１組み煉瓦１０１Ａと第２組み煉瓦１０１Ｂの他方のロイファー端煉瓦２１においては、目地位置とはずれた箇所だが、一方のロイファー端煉瓦２１の目開きの直上、直下に位置する。そのため、一方のロイファー端煉瓦２１の目地開きにより、他方のロイファー端煉瓦２１に大きな剪断力が掛かり、剪断応力により縦亀裂が生じる。最終的には炉高方向Ｚに目地開きした目地と縦亀裂とが交互に連続発生し、貫通した縦貫通亀裂Ｃとなる。

【0016】

次に、窯口狭小化について説明する。図４（Ｂ）に示すように、バックステイ１０６ａによる炉締力の作用点は、コークス炉１００の保護板５の炉団長方向Ｙの中心となる。そのため、保護板５は中央部のみが内方に押されることにより撓み、炉締力は燃焼室１０３の側壁部１０の中央部に主に作用し、炉団長方向Ｙにカギ型目地で接合されている４つの側壁煉瓦２０は押し広げられる（黒矢印）。また、上述したように、側壁煉瓦２０に接合されていたロイファー端煉瓦２１は、縦貫通亀裂Ｃによって分断されており炉長方向Ｘの拘束力が低下している。そのため、カギ型の接合面で組まれた側壁部１０の側壁煉瓦２０は、外側に回転する方向に炉締力が作用して隣接する炭化室１０２側に迫り出し、これに追従して分断された状態にあるロイファー端煉瓦２１も回転して炭化室１０２側に迫り出す（白矢印）。側壁煉瓦２０およびロイファー端煉瓦２１の迫り出しにより、２つの燃焼室１０３の間に設けられている炭化室１０２の窯口１０９（図１参照）が狭小化する。

【0017】

上述した２本の亀裂の発生と窯口狭小化には、以下のような問題がある。窯口狭小化で炭化室１０２内に迫り出した部分は、コークス押出作業を行う際に押出ラムの押出抵抗となる。無理に押出作業を行うと、炉壁に掛かる側圧が大きくなり崩壊を引き起こすため、応急的な対処として切削される。しかしながら、切削により炉壁が薄くなるため、炉壁耐力が低下して窯口寿命が短くなるという問題がある。また、ロイファー端煉瓦２１の２本亀裂により分断された部分（以下、分断煉瓦という）は、分断により拘束力は弱くなっている。そのため、乾留時の石炭膨張やコークス押出作業などにより、炭化室側から炉団長方向Ｙに力が掛かった際には端フリュー３ａへ脱落するリスクがある。

【0018】

ここで、コークス炉の炉体の亀裂や変形の問題解決手段として、以下の技術が開示されている。特許文献１には、熱亀裂を防止し、変形を抑制して炉壁の長寿命化を実現するための、炭化室と燃焼室フリューの炉壁煉瓦の煉瓦組積構造に関する技術が開示されている。この技術は、炭化室と燃焼室との仕切り壁であるロイファー煉瓦２２及び燃焼室フリュー同士の仕切り壁であるビンダー煉瓦２５を有するコークス炉の炉壁煉瓦組積構造において、燃焼室フリューを挟む、炉長方向の前記ビンダー煉瓦２５の端部は、前記ロイファー煉瓦２２と一体化し、該煉瓦は反対側の炭化室に面する部分にも点対称の関係で更に設置され、ビンダー部分には該煉瓦を連結する形の煉瓦を配置され、前記各煉瓦によってリング状の煉瓦ユニットを構成し、該煉瓦ユニットは燃焼室の１フリューに一つ飛び毎に設置し、その間は直方体のロイファー煉瓦２２で連結され、かつ、前記ロイファー煉瓦２２は前記ビンダー煉瓦２５の延長線内のみに垂直接合面である目地を有することを特徴とする。

【0019】

また、特許文献２には、バックステイによる炉締力の作用点に着目し、室炉式コークス炉における炉体の締付け力を燃焼室の高さ方向に均一に伝達することができる締付け方法に関する技術が開示されている。この技術は、コークス炉の各燃焼室の炉長方向両端の炉外側に配置され、コークス炉の高さ方向の上下端に近い２か所に設置したクロスタイロッドで連結されたバックステーの燃焼室側の、燃焼室と相対する部分の、高さ方向に複数段、炉団方向に各２個ずつ炉締金物を設置し、前記クロスタイロッドの両端に設けた炉締スプリングによって得た炉締力を、前記炉締金物、燃焼室の炉長方向両端に配置したドアフレーム（炉枠）と保護板を介して燃焼室の炉長方向に付与するコークス炉の炉体締付け方法において、前記バックステーの、前記ドアフレームと前記炉締金物の間に設けた開口部に炉締伝達装置を貫通させ、前記炉締金物から前記炉締伝達装置を介してドアフレームに炉締力を伝達することを特徴としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0020】

【特許文献1】特開２０１０－２０９３４５号公報

【特許文献2】特開２０１６－１１３４７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0021】

特許文献１に記載の技術は、炭化室と燃焼室との仕切り壁および燃焼室フリュー同士の仕切り壁に関するものであり、燃焼室の炉長方向の両端部の煉瓦組積構造（以下、端部煉瓦組積構造ともいう）について検討したものではなく、煉瓦の迫り出し現象による炭化室の窯口狭小化問題を解決するものではなかった。

【0022】

特許文献２に記載の技術では、炉締伝達装置を用いて、保護板の炉団長方向の両端側に炉締力を伝達する。しかしながら、構造が複雑で部品点数も多いためコストが掛かり、また、適切な炉締力を維持するためのスプリングの調整作業の負荷が大きいという問題があった。さらに、既設のコークス炉の場合、移動機（押出機およびガイド車）の軌条との位置関係で、炉締伝達装置を配置するスペースを確保できない場合がある。また、コークス炉を建て直す場合においても、炉締伝達装置を配置するスペースを設けるには、移動機軌条の移設を行う必要がある。しかしながら、高炉へのコークスの供給を止めないために、建て直し対象以外のコークス炉では共用の移動機を継続使用しながら操業を続けているため移設は簡単ではなく、移動機共用も不可能となる。また、設備取合のためにコークス炉容積を縮小することも考えられるが、コークスの生産量が減少してしまう。

【0023】

本発明は、炉締力の伝達位置に関わらず、コークス炉の窯口狭小化を抑制することができる室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造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】

【0024】

すなわち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）複数の煉瓦を平面状に組んだ第１組み煉瓦と第２組み煉瓦とを備え、
前記第１組み煉瓦は、燃焼室の炉長方向端の側壁を構成する側壁煉瓦と、前記燃焼室の炉長方向最端の燃焼室端フリューと炭化室との仕切り壁であるロイファー端煉瓦と、を有し、
前記側壁煉瓦には、（燃焼室端フリュー側側面の炭化室側端部に、）前記ロイファー端煉瓦の一端側である組込部を組み受ける肩部が形成されており、
前記ロイファー端煉瓦は、炉頂側から視認した平面視において、燃焼室端フリュー側側面の略中央部に傾きが不連続的に変化する屈曲点と、前記屈曲点から前記側壁煉瓦側に前記燃焼室端フリューの内方に張り出すように形成された拡張部と、を有し、
前記ロイファー端煉瓦は、前記側壁煉瓦と組み合わせた際に、前記組込部が前記肩部と接合する組込接合面以外に、前記拡張部が前記燃焼室端フリュー側側面と接合する拡張接合面を有し、
前記組込接合面の炉長方向に垂直な面は、前記拡張接合面よりも前記炉長方向における炉端側にある、室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。
（２）前記ロイファー端煉瓦は、前記屈曲点から前記拡張接合面に向かうにつれて、平面視における炉団長方向の幅が広くなるように形成されている、（１）の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。
（３）前記拡張接合面が、前記側壁煉瓦の前記燃焼室端フリュー側側面と、平面視において略同一直線上に位置する、（１）又は（２）の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。
（４）前記第１組み煉瓦の前記屈曲点は、前記第２組み煉瓦の目地と炉高方向において略重なる位置にある、（１）乃至（３）の何れか１つの室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。
（５）前記第１組み煉瓦において、前記燃焼室の炉長方向端の側壁は炉団長方向で分割した２つの側壁煉瓦からなり、
前記２つの側壁煉瓦の接合面は凹凸嵌合部を有し、
前記２つの側壁煉瓦の接合面は前記凹凸嵌合部を除いて略平面状である、（１）乃至（４）の何れか１つの室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造。

【発明の効果】

【0025】

本発明は、第１組み煉瓦のロイファー端煉瓦２１に拡張部を形成することにより、ロイファー端部に入る亀裂が１本のみとなるように構成して、窯口狭小化を抑制する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】室炉式コークス炉の一例を説明する概要図であり、（Ａ）は部分側面図、（Ｂ）は部分平面図、（Ｃ）は部分正面図（押出機側）である。

【図2】従来のコークス炉の炉長方向の端部の構成の概略を示す部分横断面図であり、（Ａ）は第１組み煉瓦の構成を示し、（Ｂ）は第２組み煉瓦の構成を示す。

【図3】（Ａ）は炉体の各部の呼び方の概略について説明する説明図であり、（Ｂ）は、炉体の一部（ロイファ―部）の呼び方の詳細について説明する図である。

【図4】従来のコークス炉の第１組み煉瓦の煉瓦構造の経年変形を示す説明図であり、（Ａ）は亀裂が入った状態、（Ｂ）は炭化室窯口が狭小化した状態を示す。

【図5】本発明の実施形態１の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造を示し、（Ａ）は第１組み煉瓦を構成する３つの煉瓦の形状を説明する説明図であり、（Ｂ）は第１組み煉瓦の構成を示す概略図、（Ｃ）は第２組み煉瓦１Ｂの構成を示す概略図である。

【図6】実施形態１を示し、第１組み煉瓦の上に第２組み煉瓦を重ねた状態を示す図である。

【図7】本発明の実施形態１の変形例の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造を示し、（Ａ）は第１組み煉瓦を構成する２つの煉瓦の形状を説明する説明図であり、（Ｂ）は第１組み煉瓦の構成を示す概略図である。

【図8】実施形態１の変形例を示し、第１組み煉瓦の上に第２組み煉瓦を重ねた状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明者らは、構造解析や実機検証により鋭意検討し、コークス炉の窯口狭小化現象は、ＤＰ方式による燃焼室側壁部中心への炉締力の作用と、炉体（煉瓦構造体）の２本亀裂の発生とが組み合わさることにより発生していると考えた。そして、窯口狭小化の改善対策として、炉締力を炉体に付与する側（金物）の構成を変更することが空間的制約により困難である場合を考慮して、炉体側の構成について検討した。本発明は、煉瓦組積構造の変更により、窯口狭小化や、燃焼室フリュー側への陥没や脱落のリスクのある分断煉瓦の発生を抑制するものである。

【0028】

発明者らは、図２に示す従来の煉瓦組積構造の問題点がロイファー端部１１に亀裂が２本入る２本亀裂構造であり、この２本亀裂構造は、燃焼室１０３の側壁部１０（断熱煉瓦６を除く）が４分割され（４つの煉瓦で構成され）目地数が多く剛性が低いことと、目地割りがカギ型であるため、側壁煉瓦２０の回転を助長しやすいことに起因すると考えた。そこで、これらの対策として、側壁煉瓦２０の大型化による目地数の減少と、目地形状の変更により、回転剛性を向上させることとした。さらに、ロイファー端煉瓦２１の形状の変更により、ロイファー端部１１に発生する亀裂を１本（１本亀裂構造）とするとともに、側壁部側の拡幅により炉締力伝達効率を上げることにより、窯口狭小化を抑制することを考えた。炉体１０１の亀裂は１本も発生しないことが理想であるが、コークス製造後の炭化室１０２には相対的に低温な石炭が装入されて炉体１０１には熱収縮による応力が掛かるため、操業を継続する中で炉体１０１の亀裂の発生を完全に防ぐことは難しいためである。

【0029】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、適宜同一の名称または符号を付することにより重複説明を省略する。

【0030】

〔燃焼室端部の煉瓦組積構造：実施形態１〕
本発明の一例である室炉式コークス炉１の炉体１０１の燃焼室端部の煉瓦組積構造は、複数の煉瓦を平面状に組んだ２種類の１段煉瓦組み構造（第１組み煉瓦１Ａおよび第２組み煉瓦１Ｂと）を備え、これらを炉高方向Ｚに交互に積んで構築される。第１組み煉瓦１Ａは、燃焼室１０３の炉長方向端の側壁を構成する側壁煉瓦３０と、燃焼室１０３の炉長方向Ｘ最端の燃焼室端フリュー３ａと炭化室１０２との仕切り壁であるロイファー端煉瓦３１と、燃焼室端フリュー３ａとこれに隣接する燃焼室フリュー３ｂと炭化室１０２との仕切り壁である繋ぎ煉瓦３６と、を有する。側壁煉瓦３０および繋ぎ煉瓦３６は、それぞれ、ロイファー端煉瓦３１の一端側およびロイファー端煉瓦３１の他端側を組み受ける肩部Ｔを有する。ロイファー端煉瓦３１の燃焼室端フリュー側側面は、炉頂側から視認した平面視において略中央部に傾きが不連続的に変化する屈曲点Ｑを有し、ロイファー端煉瓦３１は、平面視において、屈曲点Ｑ（以下、境界Ｑともいう）の位置の炉団長方向Ｙの幅（実施形態１では、図５のｈの長さ）よりも、側壁煉瓦３０の燃焼室端フリュー側側面との接合面（後述する拡張接合面ｖ）の位置の炉団長方向Ｙの幅（実施形態１では、図５のｖおよびｗの長さ）の方が大きくなるように形成されている。ここで、燃焼室端部とは、燃焼室１０３の端フリュー３ａの周壁を構成する煉瓦群をいう。

【0031】

図５は、本発明の一例である実施形態１の室炉式コークス炉１の燃焼室端部の煉瓦組積構造を示し、図５（Ｂ）は一方の組み煉瓦（以下、第１組み煉瓦１Ａという）の構成を、図５（Ｃ）は他方の組み煉瓦（以下、第２組み煉瓦１Ｂという）の構成を示す概略図である。また、図５（Ａ）は、図５（Ｂ）に示す第１組み煉瓦１Ａのうちの、紙面上側に位置する３つの煉瓦３０，３１，３６の形状を説明する説明図である。なお、図５は、炉頂側から視認した状態（平面視形状）を示し、各煉瓦はこの平面視形状と横断面形状とが略同一である。また、説明の便宜上、炉長方向Ｘにおいて移動機軌条が配置される側（図５における左側）を外側とし、その反対側の燃焼室の中央側（図５における右側）を内側という。

【0032】

図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第１組み煉瓦１Ａおよび第２組み煉瓦１Ｂにおいて、粘土煉瓦７は断熱煉瓦６の両側に配置され、炉締力は断熱部材である断熱煉瓦６および粘土煉瓦７を介して、燃焼室１０３の炉長方向Ｘ端の側壁煉瓦３０に伝達される。炉体本体部を構成する側壁煉瓦３０，３０Ｙ、ロイファー端煉瓦３１、ビンダー煉瓦３５、繋ぎ煉瓦３６、および角煉瓦３７などには、硅石煉瓦が使用される。使用する煉瓦の種類の違いは、コークス炉１内の配置される位置によりさらされる温度領域が異なるためであり、煉瓦の特性（熱膨張率、熱伝導率、耐摩耗性など）が考慮されている。また、炉体本体部に同じ硅石煉瓦を使用することで、煉瓦の膨張差による炉体本体部の変形が低減される。なお、炉締力は、従来例と同様、主に燃焼室１０３の側壁部１０の中央部に作用する。

【0033】

（第１組み煉瓦の構成）
まずは、第１組み煉瓦１Ａの構成について説明する。
図５（Ａ），（Ｂ）、図３に示すように、第１組み煉瓦１Ａにおいて、燃焼室１０３の側壁部１０は、炉団長方向Ｙに組まれた（炉団長方向Ｙで分割した）長さの異なる２つの側壁煉瓦３０からなる。２つの側壁煉瓦３０の接合面である目地部分には、平面視半円形状の炉高方向Ｚに延びる凹状溝と凸条とが嵌め合う部分である凹凸嵌合部Ｐ（以下、「平面視半円形状の炉高方向Ｚに延びる凹凸嵌合部Ｐ」を、単に、凹凸嵌合部Ｐという）が炉長方向の中央部に形成されている。２つの側壁煉瓦３０の接合面は、この凹凸嵌合部Ｐ以外の部分において略平面状であり、２つの側壁煉瓦３０は、凹凸嵌合部Ｐにより組み合わされている。各側壁煉瓦３０は、外側側面が隣接する断熱煉瓦６および粘土煉瓦７の形状に沿うように形成されており、粘土煉瓦７とは凹凸嵌合部Ｐにより組み合わされている。また、側壁煉瓦３０の内側側面は略平面状であり、炭化室１０２側端部にはロイファー端煉瓦３１の組込部３１ｂを組み受けるために、ロイファー端煉瓦３１側の角部を平面視略矩形状部分を切り欠くようにして形成したＬ字状の段差部である肩部Ｔ（以下、「平面視略矩形状の切欠きである肩部Ｔ」を、単に、肩部Ｔという）が形成されている。以下の説明において、ロイファー端煉瓦３１の組込部３１ｂが肩部Ｔと接合する接合面を組込接合面ｔという。

【0034】

２つのロイファー端部１１は、それぞれ、１つのロイファー端煉瓦３１からなる。ロイファー端煉瓦３１は、平面視略矩形状の本体部３１ｘと、平面視略直角三角形状の拡張部３１ｙとからなる。本体部３１ｘは、炉長方向Ｘの両端部分である組込部３１ｂと、両組込部３１ｂに挟まれた部分である本体中部３１ａとからなる。各組込部３１ｂは略同形状であり、それぞれ側壁煉瓦３０の肩部Ｔと繋ぎ煉瓦３６の肩部Ｔとに組み受けられ、凹凸嵌合部Ｐにより組み合わされている。拡張部３１ｙは、本体中部３１ａの端フリュー３ａ側側面において、その炉長方向Ｘの略中央を境界Ｑとした側壁煉瓦３０側の領域に、端フリュー３ａ内方に張り出すように形成されている。横断面略直角三角形である柱状の拡張部３１ｙは、斜辺部分側面ｎが端フリュー３ａに面している。また、短い隣辺部である側壁煉瓦側側面ｖは、本体中部３１ａの側壁煉瓦側側面ｗと略同一平面上（平面視において略同一直線上）に位置しており、ロイファー端煉瓦３１が側壁煉瓦３０に組み受けられた状態において、側壁煉瓦３０の端フリュー３ａ側側面ｕに当接する接合面である。以下の説明において、ロイファー端煉瓦３１の拡張部３１ｙが側壁煉瓦３０の燃焼室端フリュー側側面に当接する接合面を拡張接合面ｖという。

【0035】

また、拡張部３１ｙの端フリュー３ａ側側面は、炉頂側から視認した平面視において略くの字形状であり、略中央部の境界Ｑは傾きが不連続的に変化する屈曲点である。ロイファー端煉瓦２１の炉団長方向の幅は屈曲点から側壁煉瓦側に向かって広くなり、屈曲点を境界として側壁煉瓦側の領域（斜辺部分側面ｎ）は、炉団長方向Ｙの鉛直面に対して傾斜角度が一定の傾斜面となっている。ロイファー端煉瓦３１（側壁部側の組込部３１ｂを除く）の炉団長方向Ｙの幅は、本体中部３１ａの炉長方向略中央を境界Ｑ（亀裂誘発箇所）として、内側部分（右側部分）は一定の大きさであり、外側部分（左側部分）は側壁煉瓦３０との接合面である拡張接合面ｖに向かうにつれて略一定の割合で大きくなる。

【0036】

ここで、組込接合面ｔの炉長方向に垂直な面は、拡張接合面ｖよりも炉長方向Ｘにおける炉端側に位置している。すなわち、ロイファー端煉瓦３１の本体部３１ｘの一端側である組込部３１ｂは、側壁煉瓦３０側（側壁部１０）に入り込むように組み込まれる。ロイファー端煉瓦３１の組込部３１ｂを組み受ける側壁煉瓦３０の肩部Ｔの炉長方向Ｘの長さｅ（ロイファー端煉瓦３１と側壁煉瓦３０との組み合う長さ）は、側壁煉瓦３０の炉団長方向Ｙ端部（炭化室１０２側）における幅ｆ（炉長方向Ｘの長さ）の２０％以上４０％以下であることが好ましく、２５％以上３５％以下であることがより好ましい。２０％より小さいと、組込部３１ｂと肩部Ｔとが組み合う量が小さくなり、ロイファー端煉瓦３１を迫り出さないように保持するのが難しくなる。また、４０％より大きいと側壁煉瓦３０側の幅が小さくなりすぎて側壁煉瓦３０の剛性が低下する。

【0037】

また、ロイファー端煉瓦３１において、拡張部３１ｙの最大幅ｇ（炉団長方向Ｙの最大長さ）は、本体部３１ｘの幅ｈ（炉団長方向Ｙの長さ）の３５％以上６５％以下であることが好ましく、４０％以上６０％以下であることがより好ましい。３５％より小さいと、側壁煉瓦３０からロイファー端煉瓦３１への炉締力伝達効果の目的が果たせない。また、６５％より大きいと、ロイファー端煉瓦３１の厚みが増すことで炭化室１０２端の伝熱量が減り、コークスが未乾留状態になる虞がある。

【0038】

ビンダー部１５は、２つの繋ぎ煉瓦３６と両繋ぎ煉瓦３６に挟まれたビンダー煉瓦３５とからなる平面視略逆コの字状の組み煉瓦（以下、単に、コの字組み煉瓦４０Ｘという）により構成されている。繋ぎ煉瓦３６は平面視略Ｌ字形状であり、ビンダー部１５の一部とロイファー部１２の一部とを一体化したＬ字型煉瓦である。繋ぎ煉瓦３６は、交差部１４を含み、同じく交差部１４に接するビンダー部１５の一部と、交差部１４に接する内側のロイファー部１２の一部とを含んでおり、端フリュー３ａ（第１フリュー）とこれに隣接する第２フリュー３ｂと炭化室１０２とを仕切る仕切り壁である。繋ぎ煉瓦３６のＬ字型コーナーのロイファー部１２相当位置（交差部１４に相当）には、ロイファー端煉瓦３１の組込部３１ｂを組み受けることのできる肩部Ｔが形成されている。また、Ｌ字型コーナーの内角にはＲ（アール）が形成されている。Ｒ部を有することにより、応力集中が緩和されるとともに、曲げに対する剛性も上げることになる。２つの繋ぎ煉瓦３６において、ロイファー部１２相当部分の炉長方向Ｘの長さは同じであるが、ビンダー部１５相当部分の炉団長方向Ｙの長さは異なっている。そのため、両繋ぎ煉瓦３６に挟まれる平面視略Ｉ字形状のビンダー煉瓦３５はその中心が燃焼室１０３の中心線から外れた位置となっている。

【0039】

（第２組み煉瓦の構成）
次に、第２組み煉瓦１Ｂの構成について説明する。
図５（Ｃ）に示すように、第２組み煉瓦１Ｂにおいて、燃焼室端部（燃焼室１０３の端フリュー３ａの周壁を構成する煉瓦群、すなわち、側壁部１０、ロイファー端部１１、交差部１４、およびビンダー部１５に位置する煉瓦群）は、２つの平面視略コの字状の組み煉瓦（コの字組み煉瓦４０Ｘ，Ｙ）を向かい合うように組み合わせた構成となっている。２つのコの字組み煉瓦４０Ｘ，Ｙのうち、内側（図面の右側）に配置される一方は、コの字組み煉瓦４０Ｘであり、第１組み煉瓦１Ａのコの字組み煉瓦４０Ｘを、燃焼室１０３の中心線とビンダー煉瓦３５の中心線の交点を中心として、１８０度回転させた配置となっている。もう一方のコの字組み煉瓦４０Ｙは、２つの角煉瓦３７と両角煉瓦３７に挟まれた側壁煉瓦３０Ｙとからなる。角煉瓦３７は平面視略Ｌ字形状であり、側壁部１０の一部とロイファー部１２の一部とを一体化したＬ字型煉瓦である。また、Ｌ字型コーナーの内角にはＲ（アール）が形成されている。側壁煉瓦３０Ｙは平面視略Ｉ字形状であり、２つの角煉瓦３７と凹凸嵌合部Ｐにより組み合わされる。また、コの字組み煉瓦４０Ｙの外側（図面の左側）側面は、隣接する断熱煉瓦６および粘土煉瓦７の形状に沿うように形成され、角煉瓦３７は、粘土煉瓦７と凹凸嵌合部Ｐにより組み合わされている。コの字組み煉瓦４０Ｘとコの字組み煉瓦４０Ｙとは、凹凸嵌合部Ｐにより組み合わされる。

【0040】

（第１組み煉瓦と第２組み煉瓦の目地位置）
次に、第１組み煉瓦１Ａと第２組み煉瓦１Ｂとを積み重ねた際の目地位置の関係について説明する。図６は、第１組み煉瓦１Ａの上に第２組み煉瓦１Ｂを積み重ね、炉頂方向から視認した状態を示す概略図である。第１組み煉瓦１Ａの目地位置は破線で示し、第１組み煉瓦が見えている箇所はハッチングで示している。図６に示すように、燃焼室端部において、第１組み煉瓦１Ａの目地と第２組み煉瓦１Ｂの目地とは、重ならないように構成されている。第２組み煉瓦１Ｂのコの字組み煉瓦４０Ｙとコの字組み煉瓦４０Ｘとの接合面である目地Ｍについては、第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１の炉団長方向Ｙの幅が変化する境界Ｑ（亀裂誘発箇所）と重なる位置に設けられている。

【0041】

〔煉瓦組積構造の特徴と効果〕
本発明の室炉式コークス炉の燃焼室端部の煉瓦組積構造において、複数の煉瓦を平面状に組んだ第１組み煉瓦と第２組み煉瓦とを備え、第１組み煉瓦は、燃焼室の炉長方向端の側壁を構成する側壁煉瓦と、燃焼室の炉長方向最端の燃焼室端フリューと炭化室との仕切り壁であるロイファー端煉瓦と、を有し、側壁煉瓦には、（燃焼室端フリュー側側面の炭化室側端部に、）ロイファー端煉瓦の一端側である組込部を組み受ける肩部が形成されており、ロイファー端煉瓦は、炉頂側から視認した平面視において、燃焼室端フリュー側側面の略中央部に傾きが不連続的に変化する屈曲点と、屈曲点から側壁煉瓦側に燃焼室端フリューの内方に張り出すように形成された拡張部と、を有し、ロイファー端煉瓦は、側壁煉瓦と組み合わせた際に、組込部が肩部と接合する組込接合面以外に、拡張部が燃焼室端フリュー側側面と接合する拡張接合面を有し、組込接合面の炉長方向に垂直な面は、拡張接合面よりも炉長方向における炉端側にあることが必須の構成である。
（目地数および目地形状）
本実施形態の燃焼室端部の煉瓦組積構造は、上述のように第１組み煉瓦１Ａにおいて、側壁部１０に使用する側壁煉瓦３０を大型化して、２つの側壁煉瓦３０により構成している。これにより、側壁部１０の目地数が１つとなるため剛性が向上する。また、２つの側壁煉瓦３０の目地割りを、回転力が掛かりやすいカギ型接合面から凹凸嵌合部Ｐを平面に設けた接合面に変更することにより、剛性をさらに向上させ、側壁煉瓦３０およびロイファー端煉瓦３１が回転して迫り出し現象が起きることを抑制している。

【0042】

（１本亀裂構造）
本実施形態では、燃焼室端部のロイファー端部１１において、その炉長方向Ｘの略中央部に１本の亀裂が発生するように構成した煉瓦組積構造としている。具体的には、第１組み煉瓦１Ａにおいて、ロイファー端煉瓦３１の中央部に亀裂誘発箇所を形成し、その両端部は隣り合う煉瓦に食い込むように組み合わせて亀裂の発生を抑制している。また、第１組み煉瓦１Ａの亀裂誘発箇所および目地の位置を考慮して、第２組み煉瓦１Ｂの煉瓦の形状や目地位置を決めている。

【0043】

以下に、１本亀裂構造の煉瓦組積構造とその効果について、詳細に説明する。
第１組み煉瓦１Ａのロイファー端部１１の亀裂誘発箇所は、拡張部３１ｙによりロイファー端煉瓦３１の炉長方向略中央部に形成された炉団長方向Ｙの拡幅開始箇所である境界Ｑである。ロイファー端煉瓦３１の端フリュー３ａ側側面を平面視略くの字状に形成することにより、その屈曲点である境界Ｑには応力が集中するため亀裂が発生し易くなる。

【0044】

これに対し、第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１の一端側は、組込部３１ｂが隣り合う側壁煉瓦３０の肩部Ｔに食い込むように組み受けられる構成となっている。また、ロイファー端煉瓦３１の拡張部３１ｙは、側壁煉瓦３０の端フリュー３ａ側側面に当接する構成となっている。側壁煉瓦３０を大型化したことにより、ロイファー端煉瓦３１の本体部３１ｘの一端部側全体（組込部３１ｂ）を組み受ける大きさの肩部Ｔを形成することができ、ロイファー端煉瓦３１をしっかり保持することができる。

【0045】

また、第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１は、平面視において炉団長方向Ｙの幅が一定ではなく、側壁煉瓦３０との接触面積が大きくなるように、側壁煉瓦３０側が拡幅されている。本体部３１ｘに拡張部３１ｙを形成することにより、接触面積が拡張接合面ｖの面積分増加する。側壁煉瓦３０と接するロイファー端煉瓦３１の接触面積を大きくなることにより、側壁煉瓦３０に作用する炉締力の、ロイファー部１２への伝達効率を向上させることができ、炉体１０１全体の煉瓦の拘束力を強めることができる。なお、ロイファー端煉瓦３１の形状は、上述のものに限らず、応力が集中するように設けられた屈曲点と、側壁煉瓦３０との接触面積が大きくなるように形成された拡張部を有する構成であればよい。

【0046】

第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１の他端側は、組込部３１ｂが隣り合う繋ぎ煉瓦３６の肩部Ｔに食い込むように組み受けられる構成となっている。繋ぎ煉瓦３６は交差部１４を含むロイファー部１２の一部とビンダー部１５の一部とを一体化したＬ字型煉瓦であるため、ロイファー端煉瓦３１の本体部３１ｘの他端部側全体（組込部３１ｂ）を組み受ける大きさの肩部Ｔを形成することができ、ロイファー端煉瓦３１をしっかり保持することができる。また、Ｌ字型煉瓦である繋ぎ煉瓦３６は、その両端２箇所で隣り合う煉瓦と組み合っており、コーナー部分である交差部１４に形成された肩部Ｔに、ロイファー端煉瓦３１から大きな力が加わっても支持することができる。

【0047】

煉瓦積み構造においては、第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１の亀裂誘発箇所は、第２組み煉瓦１Ｂの繋ぎ煉瓦３６と角煉瓦３７の目地部分と重なる（図５（Ｂ），（Ｃ）の一点鎖線参照）。そのため、第１組み煉瓦１Ａの亀裂誘発箇所には、第１組み煉瓦１Ａおよび第２組み煉瓦１Ｂを炉高方向Ｚに貫通する縦貫通亀裂が発生しやすい。また、煉瓦積み構造において、第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１の目地と重なる箇所は、第２組み煉瓦１Ｂにおける繋ぎ煉瓦３６または角煉瓦３７のＬ字型コーナー部分となっており、繋ぎ煉瓦３６および角煉瓦３７亀裂の目地位置とは離れている。そのため、第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１の目地箇所は、亀裂が発生しにくい。

【0048】

上述のような第１組み煉瓦１Ａおよび第２組み煉瓦１Ｂの煉瓦組み構造と、第１組み煉瓦１Ａおよび第２組み煉瓦１Ｂの煉瓦積み構造により、発生する亀裂を１本として、分断煉瓦（ロイファー端煉瓦３１の一部）の発生を防ぎ、窯口狭小化を抑制することができる。また、第１組み煉瓦１Ａのロイファー端煉瓦３１に拡張部３１ｙを形成して、側壁煉瓦３０との接合する接合面積を拡げることにより、側壁煉瓦３０に作用する炉締力を効率的に伝達することができる。炉体１０１のロイファー部１２に配置される煉瓦の拘束力を高めて、窯口狭小化を含めた炉体１０１の変形を抑制することができる。拘束力が弱くなっている分断煉瓦の陥没や脱落も抑制できる。

【0049】

〔燃焼室端部の煉瓦組積構造：変形例〕
次に変形例について、２つの図面を用いて説明する。
図７は、本発明の一例である実施形態１の変形例である室炉式コークス炉１ｘの燃焼室端部の煉瓦組積構造を示し、（Ａ）は第１組み煉瓦を構成する２つの煉瓦の形状を説明する説明図であり、（Ｂ）は第１組み煉瓦１Ｃの構成を示す概略図である。なお、図７において、実施形態１の第１組み煉瓦１Ａの構成からの変更箇所がわかるように、変更前の構成（煉瓦形状や目地位置）を二点鎖線で示している。また、室炉式コークス炉１ｘの第２組み煉瓦の構成は実施形態１の第２組み煉瓦１Ｂと同じであるので、図示および説明を省略し、実施形態１の第１組み煉瓦１Ａと異なる構成についてのみ説明する。図８は、変形例である室炉式コークス炉１ｘについて、第１組み煉瓦１Ｃの上に第２組み煉瓦１Ｂを積み重ね、炉頂方向から視認した状態を示す概略図である。第１組み煉瓦１Ａの隠れている目地位置を破線で示し、第１組み煉瓦の見えている箇所および目地位置はハッチングおよび実線で示している。

【0050】

図７に示すように、変形例の第１組み煉瓦１Ｃと実施形態１の第１組み煉瓦１Ａでは、側壁煉瓦３０とロイファー端煉瓦３１との接合面（組込接合面ｔおよび拡張接合面ｖ）の位置が異なり、第１組み煉瓦１Ｃは第１組み煉瓦１Ａの接合面を炉長方向Ｘ内側に移動させたような構成となっている。具体的には、実施形態１では、拡張接合面ｖが側壁部１０とロイファー端部１１との境目（図３（Ｂ）参照）に設けられていたが、変形例では、拡張接合面ｖがロイファー端部１１に含まれる位置に設けられており、側壁部１０に配置される各側壁煉瓦３０ｚは側壁部１０の一部とロイファー端部１１側に張り出した一部分とからなるＪ字型煉瓦である。側壁煉瓦３０ｚのロイファー端部１１相当箇所の端フリュー３ａ側側面は、ロイファー端煉瓦３１の端フリュー３ａ側側面の延長面上に位置し、１つの傾斜面を形成している。変形例では、側壁煉瓦３０とロイファー端煉瓦３１との接合面の位置が異なるが、上記実施形態１と基本的な構造は変わりなく、実施形態１と略同様の作用効果を奏することができる。側壁煉瓦３０ｚのＪ字型コーナーの内角にはＲ（アール）が形成されている。Ｒ部を形成することにより、応力を分散できる。なお、側壁煉瓦３０は、ロイファー端煉瓦３１との接合部分に肩部Ｔが切り欠くように設けられているため、ロイファー端煉瓦３１の拡張部３１ｙ（拡張接合面ｖ）に当接する箇所は突条となっている。剛性を保つためには、この突条の幅が所定の幅以上となるように、接合面の位置や傾斜面の傾斜角度を調整することが好ましい。

【0051】

〔構造解析による検証〕
第１組み煉瓦の煉瓦構造について、２次元モデルでの数値構造解析（２次元ＦＥＭ解析）を行い、その効果を検証した。なお、設定した解析条件および境界条件については、予め３次元モデルでの解析結果および実現象との整合性を確認している。
解析は、従来例の第１組み煉瓦１０１Ａ、実施形態１の第１組み煉瓦１Ａの２ケースについて、燃焼室１０３に炉締力１kgf/cm２と側圧０．１kgf/cm２を与え、側壁煉瓦３０とロイファー端煉瓦３１の間の目地部分における最大引張応力と最大目地開き量を評価対象とした。解析結果、実施形態１の最大引張応力は従来例の４２％であり、最大目地開き量は従来例の５８％であった。従来例より両値が大きく減少し、窯口狭小化の抑制効果が期待できることが検証された。

【0052】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。上述の実施例では、コークス炉の燃焼室の炉団長方向中央部に炉締力が作用する構成について例示したが、これに限られず、炉団長方向両端部に炉締力が作用する構成のものについて適用することも可能である。

【符号の説明】

【0053】

１，１ｘ/１００…コークス炉、１０１…炉体、１ａ，１ｃ/１０１ａ…第１組み煉瓦、１ｂ/１０１ｂ…第２組み煉瓦、１０２…炭化室、１０３…燃焼室、１０４…蓄熱室、１０６…バックステイ（１０６ａ 押出機側バックステイ，１０６ｂ ガイド車側バックステイ）、１０７…クロスタイロッド、１０８…スプリング、３…フリュー（３ａ 第１フリュー（端フリュー），３ｂ 第２フリュー）、５…保護板、６…断熱煉瓦、７…粘土煉瓦、１０…側壁部、１１…ロイファー端部、１２…ロイファー部、１４…交差部、１５…ビンダー部、２０，３０…側壁煉瓦、２１，３１…ロイファー端煉瓦、２２…ロイファー煉瓦、２５，３５…ビンダー煉瓦、３１ｘ…本体部（３１ａ 本体中部，３１ｂ 組込部）、３１ｙ…拡張部、３６…繋ぎ煉瓦、３７…角煉瓦、４０Ｘ，４０Ｙ…コの字組み煉瓦、Ｃ…縦貫通亀裂、Ｍ…目地、Ｐ…凹凸嵌合部、Ｑ…屈曲点（境界）、Ｔ…肩部、Ｘ…炉長方向、Ｙ…炉団長方向、Ｚ…炉高方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】