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(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】P2023159756
(43)【公開日】2023-11-01
(54)【発明の名称】コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法
(51)【国際特許分類】
C10B 29/02 20060101AFI20231025BHJP
F27D 1/16 20060101ALI20231025BHJP
【ＦＩ】
C10B29/02
F27D1/16 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022069663
(22)【出願日】2022-04-20
(71)【出願人】
【識別番号】000170716
【氏名又は名称】黒崎播磨株式会社
(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】110001601
【氏名又は名称】弁理士法人英和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹本 寛直
(72)【発明者】
【氏名】境田 道隆
(72)【発明者】
【氏名】中村 宏
(72)【発明者】
【氏名】川野 健一
【テーマコード（参考）】
4K051
【Ｆターム（参考）】
4K051AA08
4K051AB03
4K051LF01
4K051LF06
(57)【要約】
【課題】吊り具で吊り上げたプレキャスト耐火ブロックを所定の設置位置に正確に位置決めして設置することのできるコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法を提供する。
【解決手段】コークス炉の炉長方向の一側に設置されているバックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に鉛直方向基準線７を引く工程と、コークス炉の炉長方向の他側から鉛直方向基準線に重なるようにレーザー光８を当てる工程と、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上面１０Ａ－１に炉長方向ケガキ線１１を引くと共に、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に炉長方向ケガキ線１１と連続するように炉高方向ケガキ線１２を引く工程と、レーザー光８が炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２に重なるように第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する工程とを含む、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
【選択図】図５Ａ
【解決手段】コークス炉の炉長方向の一側に設置されているバックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に鉛直方向基準線７を引く工程と、コークス炉の炉長方向の他側から鉛直方向基準線に重なるようにレーザー光８を当てる工程と、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上面１０Ａ－１に炉長方向ケガキ線１１を引くと共に、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に炉長方向ケガキ線１１と連続するように炉高方向ケガキ線１２を引く工程と、レーザー光８が炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２に重なるように第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する工程とを含む、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
【選択図】図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コークス炉の炉長方向の一側に設置されているバックステーの炉内側側面に鉛直方向基準線を引く工程と、
コークス炉の炉長方向の他側から、前記鉛直方向基準線に重なるようにレーザー光を当てる工程と、
前記バックステーの炉内側側面に隣接して設置する第１プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する際にコークス炉の炉長方向の他側と対向する側面である他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを含む、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
コークス炉の炉長方向の他側から、前記鉛直方向基準線に重なるようにレーザー光を当てる工程と、
前記バックステーの炉内側側面に隣接して設置する第１プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する際にコークス炉の炉長方向の他側と対向する側面である他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを含む、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
【請求項2】
設置後の前記第１プレキャスト耐火ブロックの他側側面にスペーサーを取り付ける工程と、
前記第１プレキャスト耐火ブロックの他側側面に隣接して設置する第２プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記第２プレキャスト耐火ブロックの他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が第２プレキャスト耐火ブロックの前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを更に含み、
前記第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程は、前記第２プレキャスト耐火ブロックを設置する際にコークス炉の炉長方向の一側と対向する側面である一側側面が前記スペーサーに接触するように前記第２プレキャスト耐火ブロックの位置を調整する工程を含む、請求項１に記載のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
前記第１プレキャスト耐火ブロックの他側側面に隣接して設置する第２プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記第２プレキャスト耐火ブロックの他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が第２プレキャスト耐火ブロックの前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを更に含み、
前記第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程は、前記第２プレキャスト耐火ブロックを設置する際にコークス炉の炉長方向の一側と対向する側面である一側側面が前記スペーサーに接触するように前記第２プレキャスト耐火ブロックの位置を調整する工程を含む、請求項１に記載のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
【請求項3】
設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面にモルタルを塗布する工程と、
前記設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面に設置される上段プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記上段プレキャスト耐火ブロックの他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が前記上段プレキャスト耐火ブロックの前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを更に含み、
前記モルタルを塗布する工程では、前記設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面の周縁部を除いてモルタルを塗布する、請求項１又は２に記載のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
前記設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面に設置される上段プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記上段プレキャスト耐火ブロックの他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が前記上段プレキャスト耐火ブロックの前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを更に含み、
前記モルタルを塗布する工程では、前記設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面の周縁部を除いてモルタルを塗布する、請求項１又は２に記載のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法に関する。
【背景技術】
【0002】
室炉式コークス炉とも呼ばれるコークス炉においては、炭化室と燃焼室とが炉幅方向に交互に配置され、炭化室と燃焼室の上部には炉頂部、下部には蓄熱室が配列されている。燃焼室と蓄熱室との間の部分は蛇腹部ともいわれる。蓄熱室の下部にはソールフリューが配置されている。通常、炭化室の寸法は、炉高４～７．５ｍ余、炉幅３５０～５５０ｍｍ、炉長１３～１７ｍ程度である。燃焼室は炉長方向に配列された燃焼室フリュー列からなる。炭化室と燃焼室との隔壁及び燃焼室フリュー同士の隔壁、炉頂部、蛇腹部、蓄熱室、ソールフリューは、いずれも耐火物構造物として形成される。
【0003】
これらコークス炉における耐火物構造物は、高温領域で機械的強度が大きく、かつ体積変化が少なく、熱伝導性が比較的良好であると共に、材料が安価で大量に入手できる等の理由から、その多くが珪石れんがで構築されている。耐火物として用いる珪石れんがは、原料の珪石を焼成して製造する焼成れんがであり、高さは１００～１５０ｍｍ、長さと幅は例えば燃焼室であれば燃焼室フリューの形状から定まり、１個あたりの質量は２０ｋｇ弱である。れんがとれんがの合わせ面を構成する目地にはモルタルを塗布して耐火物構造物が構築される。例えば、炭化室を５０室有するコークス炉においては、珪石れんがを合計で１００万個用いて、耐火物構造物が構成されている。
【0004】
コークス炉の新設時、あるいはコークス炉の老朽化に対応して耐火物構造物全体を更新するに際しては、珪石れんがを、一つ一つ手積みで積み上げて構築する手積み工法が用いられる。手積み工法は、れんが積みの専門職である築炉工によって作業が行われる。
コークス炉は、製鉄所構内に設けられ、当該製鉄所の高炉で使用するコークスを製造している。したがって、既設のコークス炉を老朽更新するに際しては、老朽更新のための休止中には別の手段でコークスを手配することが必要となるので、老朽更新のための休止期間をできるだけ短縮することが要請される。珪石れんがを手積み工法で積み上げる作業はすべて手作業であるため、築炉期間を短縮するためには、膨大な人数の熟練した築炉工によって作業を行う必要がある。しかし、熟練した築炉工の人数には限りがあるため、短期間で築炉を行うために十分な人数の築炉工を確保することが困難となる。
また、手積み工法による築炉作業は、労働集約型作業であることに加え、作業を行う築炉工は上述のように熟練した技能を要求されるため、将来は更に築炉工の確保が困難となることが予想される。
コークス炉は、製鉄所構内に設けられ、当該製鉄所の高炉で使用するコークスを製造している。したがって、既設のコークス炉を老朽更新するに際しては、老朽更新のための休止中には別の手段でコークスを手配することが必要となるので、老朽更新のための休止期間をできるだけ短縮することが要請される。珪石れんがを手積み工法で積み上げる作業はすべて手作業であるため、築炉期間を短縮するためには、膨大な人数の熟練した築炉工によって作業を行う必要がある。しかし、熟練した築炉工の人数には限りがあるため、短期間で築炉を行うために十分な人数の築炉工を確保することが困難となる。
また、手積み工法による築炉作業は、労働集約型作業であることに加え、作業を行う築炉工は上述のように熟練した技能を要求されるため、将来は更に築炉工の確保が困難となることが予想される。
【0005】
そこで近年、コークス炉を少人数で築炉するために、大型のプレキャスト耐火ブロックを順次設置することによりコークス炉を築炉する方法が採られることがある（例えば特許文献１）。この方法の場合、大型のプレキャスト耐火ブロックを吊り具で吊り上げて所定の設置位置まで移動させ、その設置位置に正確に位置決めして設置する必要がある。具体的な設置精度としては、炉幅方向Ｘ、炉長方向Ｙ、炉高方向Ｚとも±２ｍｍ以内の精度が要求される。しかし、吊り具で吊り上げたプレキャスト耐火ブロックを所定の設置位置に正確に位置決めして設置することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２０－８１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、吊り具で吊り上げたプレキャスト耐火ブロックを所定の設置位置に正確に位置決めして設置することのできるコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述の課題を解決するために本発明者らは、コークス炉の炉長方向両端の炉外側に設置されているバックステーを、プレキャスト耐火ブロックを設置する際の位置決めの絶対基準とし、更にプレキャスト耐火ブロックにケガキ線を引き、レーザー光を用いて位置決めを行うという発想を得、本発明を想到した。
【0009】
すなわち、本発明の一観点によれば、次のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法が提供される。
コークス炉の炉長方向の一側に設置されているバックステーの炉内側側面に鉛直方向基準線を引く工程と、
コークス炉の炉長方向の他側から、前記鉛直方向基準線に重なるようにレーザー光を当てる工程と、
前記バックステーの炉内側側面に隣接して設置する第１プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する際にコークス炉の炉長方向の他側と対向する側面である他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを含む、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
コークス炉の炉長方向の一側に設置されているバックステーの炉内側側面に鉛直方向基準線を引く工程と、
コークス炉の炉長方向の他側から、前記鉛直方向基準線に重なるようにレーザー光を当てる工程と、
前記バックステーの炉内側側面に隣接して設置する第１プレキャスト耐火ブロックの上面に炉長方向ケガキ線を引くと共に、前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する際にコークス炉の炉長方向の他側と対向する側面である他側側面に前記炉長方向ケガキ線と連続するように炉高方向ケガキ線を引く工程と、
前記レーザー光が前記炉長方向ケガキ線及び前記炉高方向ケガキ線に重なるように前記第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程とを含む、コークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法によれば、吊り具で吊り上げたプレキャスト耐火ブロックを所定の設置位置に正確に位置決めして設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】コークス炉の構造を概念的に示す斜視図。
【図2A】コークス炉の擁壁及びバックステーの配列形態を概念的に示す斜視図。
【図2B】コークス炉の擁壁及びバックステーの配列形態を概念的に示す概略平面図。
【図3A】コークス炉の炉長方向の一側に設置されているバックステーの炉内側側面に鉛直方向基準線を引く工程を概念的に示す斜視図。
【図3B】コークス炉の炉長方向の他側から、鉛直方向基準線に重なるようにレーザー光を当てる工程を概念的に示す斜視図。
【図4】第１プレキャスト耐火ブロックに炉長方向ケガキ線及び炉高方向ケガキ線を引く工程を概念的に示す斜視図。
【図5A】バックステーの炉内側側面に隣接して第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す斜視図（設置途中の状態）。
【図5B】バックステーの炉内側側面に隣接して第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す概略平面図（設置途中の状態）。
【図6A】バックステーの炉内側側面に隣接して第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す斜視図（設置完了の状態）。
【図6B】バックステーの炉内側側面に隣接して第１プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す概略平面図（設置完了の状態）。
【図7A】第１プレキャスト耐火ブロックの他側側面に隣接して第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す斜視図（設置途中の状態）。
【図7B】第１プレキャスト耐火ブロックの他側側面に隣接して第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す概略平面図（設置途中の状態）。
【図8A】第１プレキャスト耐火ブロックの他側側面に隣接して第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す斜視図（設置完了の状態）。
【図8B】第１プレキャスト耐火ブロックの他側側面に隣接して第２プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す概略平面図（設置完了の状態）。
【図9】スペーサーの斜視図。
【図10A】第２プレキャスト耐火ブロックを含む１段目のプレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程において、第２プレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する前の状態を概念的に示す斜視図。
【図10B】第２プレキャスト耐火ブロックを含む１段目のプレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程において、第２プレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する前の状態を概念的に示す概略平面図。
【図11A】第２プレキャスト耐火ブロックの上面にモルタル１４を塗布する工程を概念的に示す斜視図。
【図11B】第２プレキャスト耐火ブロックの上面にモルタル１４を塗布する工程を概念的に示す概略平面図。
【図12A】第２プレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す斜視図（設置途中の状態）。
【図12B】第２プレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す概略平面図（設置途中の状態）。
【図13A】第２プレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す斜視図（設置完了の状態）。
【図13B】第２プレキャスト耐火ブロックの上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程を概念的に示す概略平面図（設置完了の状態）。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図１に、コークス炉の構造を概念的に示している。また、図２Ａ及び図２Ｂにはコークス炉の擁壁及びバックステーの配列形態を概念的に示している。
コークス炉Ａにおいては、炭化室１と燃焼室２とが炉幅方向Ｘに交互に配置され、炭化室１と燃焼室２の上部には炉頂部３、下部には蓄熱室４が配列されている。そして炉幅方向Ｘ両端にコンクリート製の擁壁５が設けられ、両擁壁５，５間の耐火物構造物を保持する機能を果たしている。また、コークス炉Ａの炉長方向Ｙ両端の炉外側には、耐火物構造物に炉締力を付与するためのバックステー６ａ，６ｂが互いに対向するように設置されている。
コークス炉Ａにおいては、炭化室１と燃焼室２とが炉幅方向Ｘに交互に配置され、炭化室１と燃焼室２の上部には炉頂部３、下部には蓄熱室４が配列されている。そして炉幅方向Ｘ両端にコンクリート製の擁壁５が設けられ、両擁壁５，５間の耐火物構造物を保持する機能を果たしている。また、コークス炉Ａの炉長方向Ｙ両端の炉外側には、耐火物構造物に炉締力を付与するためのバックステー６ａ，６ｂが互いに対向するように設置されている。
【0013】
このような構造を有するコークス炉Ａの築炉を例として、以下、本発明のコークス炉用プレキャスト耐火ブロックの設置方法の実施形態について説明する。
ここで、プレキャスト耐火ブロックとは、粒状の耐火物組成物に水を加えて混練し、型枠に流し込み、乾燥させることで得られる耐火ブロックである。コークス炉用プレキャスト耐火ブロックとしては代表的には溶融シリカ質プレキャスト耐火ブロック、粘土質プレキャストブロックを用いることができる。溶融シリカ質プレキャスト耐火ブロックは、耐火物組成物の原料配合において主原料として溶融シリカを配合して得られるプレキャスト耐火ブロックである。粘土質プレキャスト耐火ブロックは、耐火物組成物の原料配合において主原料としてシャモットを配合して得られるプレキャスト耐火ブロックである。
なお、以下の説明では、「コークス炉用プレキャスト耐火ブロック」のことを単に「プレキャスト耐火ブロック」という。
ここで、プレキャスト耐火ブロックとは、粒状の耐火物組成物に水を加えて混練し、型枠に流し込み、乾燥させることで得られる耐火ブロックである。コークス炉用プレキャスト耐火ブロックとしては代表的には溶融シリカ質プレキャスト耐火ブロック、粘土質プレキャストブロックを用いることができる。溶融シリカ質プレキャスト耐火ブロックは、耐火物組成物の原料配合において主原料として溶融シリカを配合して得られるプレキャスト耐火ブロックである。粘土質プレキャスト耐火ブロックは、耐火物組成物の原料配合において主原料としてシャモットを配合して得られるプレキャスト耐火ブロックである。
なお、以下の説明では、「コークス炉用プレキャスト耐火ブロック」のことを単に「プレキャスト耐火ブロック」という。
【0014】
本実施形態では、図３Ａに示しているように、コークス炉の炉長方向Ｙの一側に設置されているバックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に、鉛直方向に延びる基準線である鉛直方向基準線７を引く。この鉛直方向基準線７は通常、炉内側側面６ａ－１の中央に引くが、必ずしも炉内側側面６ａ－１の中央には限定されない。要するに、炉内側側面６ａ－１に鉛直方向基準線７を引けばよい。また、鉛直方向基準線７の線幅は、上述の±２ｍｍ以内という設置精度を考慮すると、２ｍｍ以下であることが好ましい。
このように本実施形態では、コークス炉の炉長方向Ｙの一側に設置されているバックステー６ａを、プレキャスト耐火ブロックを設置する際の位置決めの絶対基準とする。バックステー６ａは地盤に固定されて動かないから位置決めの絶対基準として好適である。
このように本実施形態では、コークス炉の炉長方向Ｙの一側に設置されているバックステー６ａを、プレキャスト耐火ブロックを設置する際の位置決めの絶対基準とする。バックステー６ａは地盤に固定されて動かないから位置決めの絶対基準として好適である。
【0015】
次に、図３Ｂに示しているように、コークス炉の炉長方向Ｙの他側から鉛直方向基準線７に重なるようにレーザー光８を当てる。具体的に本実施形態では、コークス炉の炉長方向Ｙの他側に設置されているバックステー６ｂの炉内側側面６ｂ－１に、スリット状のレーザー光８を発振するレーザー発振器９を設置することで、コークス炉の炉長方向Ｙの他側から鉛直方向基準線７に重なるようにレーザー光８を当てるようにしている。なお、図３Ｂでは、スリット状のレーザー光８の照射範囲を破線で示している。
スリット状のレーザー光８のスリット幅すなわち線幅は、上述の±２ｍｍ以内という設置精度を考慮すると、鉛直方向基準線７の線幅と同様に２ｍｍ以下であることが好ましい。また、レーザー光８の種類は特に限定されないが、プレキャスト耐火ブロックの設置に作業者が介在することを前提とするならば可視光とする。一方、プレキャスト耐火ブロックの設置をロボットアームなどにより自動的に行う場合、レーザー光８は可視光でなくてもよい。
このように本実施形態では、コークス炉の炉長方向Ｙの他側に設置されているバックステー６ｂにレーザー発振器９を設置して、コークス炉の炉長方向Ｙの他側から鉛直方向基準線７に重なるようにレーザー光８を当てるようにしている。このレーザー光８は後述するようにプレキャスト耐火ブロックを設置する際の位置決めの基準となる。そのため、レーザー光８の照射範囲は動かないことが望まれる。この点、本実施形態では、上述のバックステー６ａと同様に地盤に固定されて動かないバックステー６ｂにレーザー発振器９を設置しているから、レーザー光８の照射範囲は動かない。このように本発明においてレーザー発振器９のようなレーザー光の発振源は、コークス炉の炉長方向の他側に設置されているバックステーに設置することが好ましい。
スリット状のレーザー光８のスリット幅すなわち線幅は、上述の±２ｍｍ以内という設置精度を考慮すると、鉛直方向基準線７の線幅と同様に２ｍｍ以下であることが好ましい。また、レーザー光８の種類は特に限定されないが、プレキャスト耐火ブロックの設置に作業者が介在することを前提とするならば可視光とする。一方、プレキャスト耐火ブロックの設置をロボットアームなどにより自動的に行う場合、レーザー光８は可視光でなくてもよい。
このように本実施形態では、コークス炉の炉長方向Ｙの他側に設置されているバックステー６ｂにレーザー発振器９を設置して、コークス炉の炉長方向Ｙの他側から鉛直方向基準線７に重なるようにレーザー光８を当てるようにしている。このレーザー光８は後述するようにプレキャスト耐火ブロックを設置する際の位置決めの基準となる。そのため、レーザー光８の照射範囲は動かないことが望まれる。この点、本実施形態では、上述のバックステー６ａと同様に地盤に固定されて動かないバックステー６ｂにレーザー発振器９を設置しているから、レーザー光８の照射範囲は動かない。このように本発明においてレーザー発振器９のようなレーザー光の発振源は、コークス炉の炉長方向の他側に設置されているバックステーに設置することが好ましい。
【0016】
続いて、図５Ａ及び図５Ｂ並びに図６Ａ及び図６Ｂに示しているように、バックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に隣接して第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する工程を実施するが、この工程を実施する前に、図４に示しているように、第１プレキャスト耐火ブロックに炉長方向ケガキ線１１と炉高方向ケガキ線１２を引く工程を実施する。具体的には、バックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に隣接して設置する第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上面１０Ａ－１に炉長方向Ｙに延びるケガキ線である炉長方向ケガキ線１１を引く。また、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する際にコークス炉の炉長方向Ｙの他側と対向する側面である他側側面１０Ａ－２に炉長方向ケガキ線１１と連続するように炉高方向Ｚに延びるケガキ線である炉高方向ケガキ線１２を引く。なお、図４では炉長方向ケガキ線１１と炉高方向ケガキ線１２を便宜的に破線で示しているが、実際は実線である。図４以降においても同様である。ただし、炉長方向ケガキ線１１と炉高方向ケガキ線１２は破線であってもよい。
ここで、炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２の線幅は、上述の±２ｍｍ以内という設置精度を考慮すると、鉛直方向基準線７の線幅と同様に２ｍｍ以下であることが好ましい。
なお、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上面１０Ａ－１には、図示を省略している吊り具と連結するための吊り環１３が４つ着脱可能に取り付けられている。
ここで、炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２の線幅は、上述の±２ｍｍ以内という設置精度を考慮すると、鉛直方向基準線７の線幅と同様に２ｍｍ以下であることが好ましい。
なお、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上面１０Ａ－１には、図示を省略している吊り具と連結するための吊り環１３が４つ着脱可能に取り付けられている。
【0017】
次に、図５Ａ及び図５Ｂ並びに図６Ａ及び図６Ｂに示しているように、バックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に隣接して第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する。具体的には図５Ａ及び図５Ｂに示すように、レーザー光８が、図示を省略している吊り具で吊り上げた第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上面１０Ａ－１及び他側側面１０Ａ－２に引かれている炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２に重なるように、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの位置や姿勢を調整し、最終的には図６Ａ及び図６Ｂに示しているように、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａをバックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に隣接して設置する。
なお、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する位置には図５Ａ及び図５Ｂに表れているように、予めモルタル１４を塗布しておく。
なお、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する位置には図５Ａ及び図５Ｂに表れているように、予めモルタル１４を塗布しておく。
【0018】
このようにして第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置した後、図７Ａ及び図７Ｂ並びに図８Ａ及び図８Ｂに示しているように、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に隣接して第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを設置する工程を実施するが、この工程を実施する前に図７Ａ及び図７Ｂに表れているように、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２にスペーサー１５を取り付ける工程を実施する。スペーサー１５は、図９に示しているように逆Ｌ字状の形状を有し、上部の水平部である係止部１５ａを第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上面１０Ａ－１に係止することで、鉛直方向に延びるスペーサー１５の本体部１５ｂが第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に接するように取り付けられる。なお、本実施形態では図７Ａ及び図７Ｂに示しているように、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に２つのスペーサー１５を取り付けるようにしている。
【0019】
また、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを設置する工程を実施する前に、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１に炉長方向ケガキ線１１を引くと共に、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの他側側面１０Ｂ－２に炉長方向ケガキ線１１と連続するように炉高方向ケガキ線１２を引く工程を実施する。第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂに引かれた炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２は図７Ａに表れているが、これらのケガキ線を引く工程の詳細、及び好ましい形態等については、上述の第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの場合と同一である。なお、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂに炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２を引く工程と、上述のスペーサー１５を取り付ける工程とは、いずれを先に実施してもよいし同時並行的に実施してもよい。
【0020】
第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを設置する工程は、基本的には上述の第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａを設置する工程と同様に、レーザー光８が、図示を省略している吊り具で吊り上げた第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１及び他側側面１０Ｂ－２に引かれている炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２に重なるように、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ａの位置や姿勢を調整しながら設置する。加えて、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に隣接して設置するときには、この第２プレキャスト耐火ブロックを設置する際にコークス炉の炉長方向Ｙの一側と対向する側面である一側側面１０Ｂ－３がスペーサー１５の本体部１５ｂに接触するように、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの位置を調整する。第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの設置が終わったら、スペーサー１５を取り外す。これにより、図８Ａ及び図８Ｂに示しているように、スペーサー１５の本体部１５ｂの厚み分の隙間Ｗを介して、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂが第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に隣接して設置される。なお、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを設置する位置には図７Ａ及び図７Ｂに表れているように、予めモルタル１４を塗布しておく。そして、上述の隙間Ｗには後工程でモルタルが施工されモルタル目地が形成される。なお、図７Ａ及び図７Ｂにおいて第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１には、第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａから取り外した吊り環１３が取り付けられている。
【0021】
ここで、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを設置する際に、この第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの一側側面１０Ｂ－３がスペーサー１５（本体部１５ｂ）に接触するように、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの位置を調整するとは、吊り具で吊り上げた第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａと隣接する所定の設置位置に設置する最中に、この第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの一側側面１０Ｂ－３がスペーサー１５（本体部１５ｂ）に接触するようにすることのほか、吊り具で吊り上げた第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａと隣接する所定の設置位置の近傍位置に仮置きした後、この第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを水平移動させて、その一側側面１０Ｂ－３がスペーサー１５（本体部１５ｂ）に接触するようにすることを含む概念である。いずれにしても、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの一側側面１０Ｂ－３がスペーサー１５（本体部１５ｂ）に接触するように第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの位置を調整することで、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂが、スペーサー１５の本体部１５ｂの厚み分の隙間Ｗを介して第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの他側側面１０Ａ－２に隣接して設置される。
【0022】
第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの設置が終わったら、図示を省略しているが、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの他側側面１０Ｂ－１に隣接して第３プレキャスト耐火ブロックを設置し、続いて第３プレキャスト耐火ブロックの他側側面に隣接して第４プレキャスト耐火ブロックを設置するといった要領で、コークス炉の炉長方向Ｙの他側に設置されているバックステー６ｂの炉内側側面６ｂ－１に隣接する位置まで、複数のプレキャスト耐火ブロックを隣接して設置する。その際も、上述の要領でスペーサー１５を使用し、またレーザー光８と炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２とを利用した位置調整や姿勢調整を行って、各プレキャスト耐火ブロックを隣接して設置する。
なお、コークス炉においては例えば図２Ｂに表れているように、対向するバックステー６ａ，６ｂの対が炉幅方向Ｘに複数配置されているから、各バックステー６ａ，６ｂの対において複数のプレキャスト耐火ブロックを隣接して設置する。
なお、コークス炉においては例えば図２Ｂに表れているように、対向するバックステー６ａ，６ｂの対が炉幅方向Ｘに複数配置されているから、各バックステー６ａ，６ｂの対において複数のプレキャスト耐火ブロックを隣接して設置する。
【0023】
次に、設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面に更にプレキャスト耐火ブロックを設置する方法について説明する。なお、本発明では設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面に設置するプレキャスト耐火ブロックを上段プレキャスト耐火ブロックと呼ぶが、設置済のプレキャスト耐火ブロックと上段プレキャスト耐火ブロックは基本的に同一の形状を有する。
以下、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面に同一形状の上段プレキャスト耐火ブロックを設置する場合を例に、上段プレキャスト耐火ブロックの設置方法について説明する。
以下、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面に同一形状の上段プレキャスト耐火ブロックを設置する場合を例に、上段プレキャスト耐火ブロックの設置方法について説明する。
【0024】
図１０Ａ及び図１０Ｂに、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを含む１段目のプレキャスト耐火ブロックの上面に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する工程において、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する前の状態を示している。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを含む１段目のプレキャスト耐火ブロックについては上面のみを概念的に示し、上面以外は省略している。後述する図１１Ａ及び図１１Ｂ、図１２Ａ及び図１２Ｂ、並びに図１３Ａ及び図１３Ｂにおいても同様である。
【0025】
図１０Ａ及び図１０Ｂに表れている第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する場合、その前に図１１Ａ及び図１１Ｂに示しているように、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１にモルタル１４を塗布する工程、及びスペーサー１５を取り付ける工程を実施する。そしてモルタル１４を塗布する工程では、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１の周縁部を除いてモルタル１４を塗布する。モルタル１４を塗布しない周縁部の面積割合は上面１０Ｂ－１の全面積の5～20％程度とすることができる。言い換えれば、モルタル１４の塗布面積割合は上面１０Ｂ－１の全面積の80～95％程度とすることができる。
一方、スペーサー１５を取り付ける工程では、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１を取り囲む３つ上段プレキャスト耐火ブロックの側面にスペーサー１５を上述と同様の要領で取り付ける。
一方、スペーサー１５を取り付ける工程では、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂの上面１０Ｂ－１を取り囲む３つ上段プレキャスト耐火ブロックの側面にスペーサー１５を上述と同様の要領で取り付ける。
【0026】
モルタル１４を塗布する工程とスペーサー１５を取り付ける工程を実施した後、図１２Ａ及び図１２Ｂ並びに図１３Ａ及び図１３Ｂに示しているように、第２プレキャスト耐火ブロック１０Ａの上に上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃを設置する工程を実施するが、この工程を実施する前に、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの上面１０Ｃ－１に炉長方向ケガキ線１１を引くと共に、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの他側側面１０Ｃ－２に炉長方向ケガキ線１１と連続するように炉高方向ケガキ線１２を引く工程を実施する。これらのケガキ線を引く工程の詳細、及び好ましい形態等については、上述の第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａの場合と同一である。なお、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃに炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２を引く工程は、上述のモルタル１４を塗布する工程及びスペーサー１５を取り付ける工程の前に実施してもよいし、同時並行的に実施してもよい。
【0027】
上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃを設置する工程は、基本的には上述の第１プレキャスト耐火ブロック１０Ａ及び第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを設置する工程と同様に、レーザー光８が、図示を省略している吊り具で吊り上げた上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの上面１０Ｃ－１及び他側側面１０Ｃ－２に引かれている炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２に重なるように、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの位置や姿勢を調整しながら設置する。加えて、上述の第２プレキャスト耐火ブロック１０Ｂを設置するときと同様に、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの３つの側面がそれぞれスペーサー１５の本体部１５ｂに接触するように、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの位置を調整する。上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの設置が終わったら、スペーサー１５を取り外す。これにより、図１３Ａ及び図１３Ｂに示しているように、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃが、スペーサー１５の本体部１５ｂの厚み分の隙間Ｗを介して、周囲の３つの上段プレキャスト耐火ブロックに隣接して設置される。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの上面１０Ｃ－１には吊り環１３が取り付けられている。また、図１２Ａ及び図１２Ｂでは図１１Ａ及び図１１Ｂに表れているスペーサー１５を省略して示している。
【0028】
上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃ以外の他の上段プレキャスト耐火ブロックも、上段プレキャスト耐火ブロック１０Ｃの設置方法と同様の要領で設置する。そのときスペーサー１５は、隣接する設置済の他の上段プレキャスト耐火ブロックの側面に適宜取り付ける。そして、２段目のプレキャスト耐火ブロックの設置が終わったら、引き続き３段目のプレキャスト耐火ブロックの設置を２段目と同様の要領で行う。４段目以降も同様である。
【0029】
本実施形態では以上のようにして、対向して設置されているバックステー６ａ，６ｂの対の間にプレキャスト耐火ブロックを順次設置してコークス炉における蓄熱室等の耐火物構造物を構築する。このとき、設置するプレキャスト耐火ブロックの形状は、構築する耐火物構造物に応じて適宜変更される。
【0030】
以上の通り本実施形態によれば、プレキャスト耐火ブロックを設置する際に、バックステー６ａの炉内側側面６ａ－１に引いた鉛直方向基準線７に重なるようにレーザー光８を当て、そしてこのレーザー光８がプレキャスト耐火ブロックに引いた炉長方向ケガキ線１１及び炉高方向ケガキ線１２に重なるように当該プレキャスト耐火ブロックを設置することで、吊り具で吊り上げたプレキャスト耐火ブロックを所定の設置位置に正確に位置決めして設置することができる。また、設置済のプレキャスト耐火ブロックに隣接して別のプレキャスト耐火ブロックを設置する際に、この別のプレキャスト耐火ブロックが設置済のプレキャスト耐火ブロックと接触することを抑制することができ、プレキャスト耐火ブロックの損傷を抑制することもできる。
【0031】
更に設置済のプレキャスト耐火ブロックに隣接して別のプレキャスト耐火ブロックを設置する際に、スペーサー１５を使用して別のプレキャスト耐火ブロックの側面がスペーサー１５に接触するように別のプレキャスト耐火ブロックの位置を調整することで、隣接するプレキャスト耐火ブロック間にモルタル目地を形成するための隙間Ｗを簡単かつ正確に形成することができる。
【0032】
また更に、設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面に上段プレキャスト耐火ブロックを設置するときに、設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面にモルタル１４を塗布する際、設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面の周縁部を除いてモルタル１４を塗布することで、上段プレキャスト耐火ブロックが傾いて設置されることを抑制できる。すなわち、設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面の全面にモルタル１４を塗布した場合、その上に上段プレキャスト耐火ブロックを設置すると、モルタル１４が周囲に流出することになり、その流出の方向に偏りがあると、プレキャスト耐火ブロックの上面に残っているモルタルの厚みにバラツキが生じ、その結果、上段プレキャスト耐火ブロックが傾いて設置されることになる。例えば図１０Ａ及び図１０Ｂに示しているように３つの上段プレキャスト耐火ブロックに囲まれた位置に上段プレキャスト耐火ブロックを設置する場合、モルタル１４の流出方向は殆どがコークス炉の炉長方向Ｙの他側方向となる。そうすると、プレキャスト耐火ブロックの上面に残っているモルタルの厚みは、コークス炉の炉長方向Ｙの他側方向に向かうに連れて薄くなり、その結果、上段プレキャスト耐火ブロックがコークス炉の炉長方向Ｙの他側方向に向かうに連れて低くなるように傾いて設置されることになる。
これに対して、本実施形態では設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面の周縁部を除いてモルタル１４を塗布するので、モルタル１４が流出しない、あるいは流出しにくくなり、モルタル１４の流出方向の偏りが小さくなる。その結果、上段プレキャスト耐火ブロックが傾いて設置されることを抑制できる。
これに対して、本実施形態では設置済のプレキャスト耐火ブロックの上面の周縁部を除いてモルタル１４を塗布するので、モルタル１４が流出しない、あるいは流出しにくくなり、モルタル１４の流出方向の偏りが小さくなる。その結果、上段プレキャスト耐火ブロックが傾いて設置されることを抑制できる。
【符号の説明】
【0033】
Ａ コークス炉
Ｘ 炉幅方向
Ｙ 炉長方向
Ｚ 炉高方法
Ｗ 隙間
１ 炭化室
２ 燃焼室
３ 炉頂部
４ 蓄熱室
５ 擁壁
６ａ，６ｂ バックステー
６ａ－１，６ｂ－１ バックステーの炉内側側面
７ 鉛直方向基準線
８ レーザー光
９ レーザー発振器
１０Ａ 第１プレキャスト耐火ブロック
１０Ａ－１ 上面
１０Ａ－２ 他側側面
１０Ｂ 第２プレキャスト耐火ブロック
１０Ｂ－１ 上面
１０Ｂ－２ 他側側面
１０Ｂ－３ 一側側面
１０Ｃ 上段プレキャスト耐火ブロック
１０Ｃ－１ 上面
１０Ｃ－２ 他側側面
１１ 炉長方向ケガキ線
１２ 炉高方向ケガキ線
１３ 吊り環
１４ モルタル
１５ スペーサー
Ｘ 炉幅方向
Ｙ 炉長方向
Ｚ 炉高方法
Ｗ 隙間
１ 炭化室
２ 燃焼室
３ 炉頂部
４ 蓄熱室
５ 擁壁
６ａ，６ｂ バックステー
６ａ－１，６ｂ－１ バックステーの炉内側側面
７ 鉛直方向基準線
８ レーザー光
９ レーザー発振器
１０Ａ 第１プレキャスト耐火ブロック
１０Ａ－１ 上面
１０Ａ－２ 他側側面
１０Ｂ 第２プレキャスト耐火ブロック
１０Ｂ－１ 上面
１０Ｂ－２ 他側側面
１０Ｂ－３ 一側側面
１０Ｃ 上段プレキャスト耐火ブロック
１０Ｃ－１ 上面
１０Ｃ－２ 他側側面
１１ 炉長方向ケガキ線
１２ 炉高方向ケガキ線
１３ 吊り環
１４ モルタル
１５ スペーサー
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】