JP2014077055A - コークス炉窯口の付着物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コークス炉窯口の下側の幅方向両角部に付着した付着物を作業性よく除去し、炉出し後の炉蓋装着を確実に実施可能にするコークス炉窯口の付着物除去装置を提供する。
【解決手段】コークス炉窯口の付着物除去装置１０は、コークス炉窯口１１の側縁部に設置した炉蓋枠１２、１３を掃除する炉蓋枠掃除機１４、１５をそれぞれ備えたコークス押出し機及びコークスガイド車のいずれか一方又は双方に設けられ、コークス炉窯口１１の下側の幅方向両角部１６、１７に付着した付着物１８、１９を除去する装置であり、幅方向両角部１６、１７に付着した各付着物１８、１９の裾部２４、２５に向けてガスを噴出するノズル２２、２３を、炉蓋枠掃除機１４、１５の下部に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、コークス炉窯口の付着物除去装置に係り、更に詳細には、コークス炉窯口の下側の幅方向両角部に付着した付着物を除去する装置に関する。

従来、コークス炉では、炭化室に石炭を装入し乾留してコークスを製造した後、炭化室の炉蓋を取外し、製造したコークスを炭化室の一方側からコークス押出し機で押出し、このコークスを炭化室の他方側でコークスガイド車を介して、コークスバケットに受ける炉出し作業を行っている。
このように、コークスの炉出し作業を行った後は、図３（Ａ）に示すように、炭化室９０の窯口（コークス炉窯口）９１や炉蓋９２に付着したタール９３を、上記したコークス押出し機やコークスガイド車に設けられた炉蓋枠掃除機や炉蓋掃除機により除去した後、窯口９１へ炉蓋９２を装着している。また、窯口９１の底部の敷鉄板９５上に付着したタールは、炉蓋枠掃除機の下部に設けられた掻出し装置や、例えば、特許文献１に記載の高圧水洗クリーナにより、除去している。なお、図３（Ａ）中の番号９４は、炭化室９０の床を構成する炉底煉瓦である。

特開平８−８５７９２号公報

しかしながら、上記した掻出し装置や高圧水洗クリーナは、窯口９１の下部（主として窯口９１の幅方向中央部）に付着したタールを除去する装置であり、図３（Ｂ）に示すように、窯口９１の下側の幅方向両角部に固着したタール（付着物）９６、９７を除去することができなかった。このため、角部に固着したタール９６、９７は、コークスの炉出し作業を繰返し行うごとに成長（付着量が増加）し、窯口９１への炉蓋９２装着の妨げとなっていた。
この角部に固着したタール９６、９７は、高温環境下で手作業によって除去しなければならず、非常に作業性の悪いものであった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、コークス炉窯口の下側の幅方向両角部に付着した付着物を作業性よく除去し、炉出し後の炉蓋装着を確実に実施可能にするコークス炉窯口の付着物除去装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）コークス炉窯口の側縁部に設置した炉蓋枠を掃除する炉蓋枠掃除機をそれぞれ備えたコークス押出し機及びコークスガイド車のいずれか一方又は双方に設けられ、前記コークス炉窯口の下側の幅方向両角部に付着した付着物を除去する装置であって、
前記幅方向両角部に付着した各付着物の裾部に向けてガスを噴出するノズルを、前記炉蓋枠掃除機の下部に設けたことを特徴とするコークス炉窯口の付着物除去装置。

（２）前記ノズルから噴射するガスの流速を９００ｍ／ｓ以上としたことを特徴とする（１）記載のコークス炉窯口の付着物除去装置。

（３）前記ノズルのガス噴出口を扁平状としたことを特徴とする（１）又は（２）記載のコークス炉窯口の付着物除去装置。

本発明に係るコークス炉窯口の付着物除去装置は、コークス炉窯口の下側の幅方向両角部に付着した各付着物の裾部に向けてガスを噴出するノズルを有するので、角部に固着した付着物を、その裾部から剥ぎ取るようにして除去できるため、付着物の他の部分にガスを噴射した場合と比較して、付着物の除去を効率的に実施できる。
また、上記したノズルは、炉蓋枠掃除機の下部に設けられているため、例えば、炉蓋枠掃除機による炉蓋枠の掃除を行った後、引き続き付着物の除去作業を実施でき、付着物の裾部に確実にガスを吹付けることができる。
従って、コークス炉窯口の下側の幅方向両角部に付着した付着物を作業性よく、かつ周辺の煉瓦を損傷させることなく除去し、炉出し後の炉蓋装着を確実に実施できる。

また、ノズルから噴射するガスの流速を９００ｍ／ｓ以上とした場合、付着物を剥ぎ取る力が高められるため、付着物の除去率を高めることができる。

そして、ノズルのガス噴出口を扁平状として、ノズルの幅広（長軸）方向を炭化室の長手方向に向けることにより、角部に固着した付着物をより広範囲に剥ぎ取り易くできるように、ガスを噴出できるため、付着物の除去率を更に高めることができる。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るコークス炉窯口の付着物除去装置の使用状態を示す側面図、同付着物除去装置のノズルの使用状態を示す正面図である。 ノズルから噴射するガスの流速と付着物の除去率との関係を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ炉出し作業後のコークス炉窯口の側断面図、炉出し作業を繰返し行ったときのコークス炉窯口の正面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係るコークス炉窯口の付着物除去装置（以下、単に付着物除去装置ともいう）１０は、コークス炉窯口（以下、単に窯口ともいう）１１の幅方向両側の縁部（側縁部）に設置した炉蓋枠１２、１３を掃除する炉蓋枠掃除機１４を備えたコークス押出し機（図示しない）と、この炉蓋枠掃除機１４と略同一構成の炉蓋枠掃除機１５を備えたコークスガイド車（図示しない）にそれぞれ設けられ、コークス炉窯口１１の下側の幅方向両角部１６、１７に付着した付着物（特に、タール）１８、１９を除去する装置である。なお、炉蓋枠掃除機１４、１５が掃除するコークス炉窯口は、炭化室２０のコークス押出し側とコークス出側に設けられた異なる窯口であるが、説明の便宜上、同一番号を付している。以下、詳しく説明する。

コークス押出し機は、コークス炉のコークス押出し側に設けられた軌条を走行し、コークスの押出し対象となる炭化室２０の前方で停止した後、コークス押出し側の窯口１１の金属製の炉蓋枠１２、１３から金属製の炉蓋（図示しない）を取外して、押出しラムにより炭化室２０内のコークスを押出し、再度、炉蓋枠１２、１３に炉蓋を装着する作業を行う車両である。ここで、炉蓋枠１２、１３に炉蓋を装着する際には、コークス押出し機に載置された炉蓋枠掃除機１４により、炉蓋枠１２、１３の表面を掃除して、付着したタールを予め除去する。なお、炉蓋についても、炉蓋掃除機（図示しない）により、炉蓋に付着したタールを予め除去する。

コークスガイド車は、コークス炉のコークス出側に設けられた軌条を走行し、コークスが押出される炭化室２０の後方で停止した後、コークス出側の窯口１１の金属製の炉蓋枠１２、１３から金属製の炉蓋（図示しない）を取外して、コークス押出し機により押出されるコークスを受け、再度、炉蓋枠１２、１３に炉蓋を装着する作業を行う車両である。ここで、炉蓋枠１２、１３に炉蓋を装着する際には、上記したコークス押出し機と同様、炉蓋枠掃除機１５により、炉蓋枠１２、１３の表面を掃除して、付着したタールを予め除去し、また炉蓋についても、炉蓋掃除機（図示しない）により、炉蓋に付着したタールを予め除去する。

上記したコークス押出し機とコークスガイド車には、窯口１１の下側の幅方向両角部１６、１７に付着した付着物１８、１９を除去する付着物除去装置１０が設けられている。
なお、付着物除去装置１０は、コークス押出し機とコークスガイド車のいずれか一方に設けることもできる。しかし、各角部１６、１７の付着物１８、１９の付着量は、コークスガイド車側の窯口よりも、コークス押出し機側の窯口の方が多いため、コークス押出し機に付着物除去装置１０を設ける方が、付着物除去装置１０を設けた効果が顕著になる。
また、各角部１６、１７に付着した付着物１８、１９は、窯口１１の炉蓋枠１２、１３から窯口１１の幅方向中央へ向けて、その付着厚み（高さ）が薄く（低く）なるように、窯口１１の敷鉄板２１（底部）上に付着している。

付着物除去装置１０は、複数（ここでは２個）のノズル２２、２３と、このノズル２２、２３にガス（空気）を供給するガス供給手段（図示しない）とを有している。
この一方のノズル２２と他方のノズル２３はそれぞれ、コークス炉窯口１１の幅方向両角部１６、１７に付着した各付着物１８、１９の裾部２４、２５に向けてガスを噴出できるように、炉蓋枠掃除機１４（炉蓋枠掃除機１５も同様）の下部（底部）の前部（炉内方向側）に設けられている。具体的には、図１（Ｂ）に示すように、各ノズル２２、２３から斜め下方にガスを噴出できるように、各ノズル２２、２３のガス噴出方向（軸心）を、水平方向に対して斜め下方へ、例えば、１０〜３０度程度の範囲の角度で傾斜させている。

なお、ノズル２２（ノズル２３も同様）は管状のものであり、内径が、例えば、１５〜３０ｍｍ程度のものである。また、ノズル２２のガス噴出口は、例えば、円形、楕円形、卵形、多角形等のいずれでもよいが、付着物１８、１９を剥ぎ取り易くするには、扁平状とすることが好ましい。この場合、扁平状のノズルの幅広（長軸）方向を、炭化室２０の長手方向（窯口１１の幅方向と直交する方向）に向ける。そして、ノズルの個数は、一方側の角部に対して１個としたが、必要に応じて２個以上にすることもできる。
ここで、ガスが吹付けられる付着物１８、１９の裾部２４、２５とは、付着物１８、１９の付着厚みが急激に増加する手前の領域（付着厚みが薄い領域）であり、窯口１１の炉蓋枠１２、１３（窯口１１の角）から、窯口１１の幅方向中央へ向けて、例えば、５〜１５ｃｍ程度の範囲である。そして、この付着物１８、１９は、敷鉄板２１上に堆積している。なお、窯口１１の幅は、例えば、４０〜５０ｃｍ程度である。

ガス供給手段は、ガスを昇圧するコンプレッサ（圧縮機）と、各ノズル２２、２３から噴出するガスが充填される蓄圧タンクと、コンプレッサと蓄圧タンクとの間に設けられたレシーバータンクとを有している。なお、ガス供給手段は、コークス押出し機上とコークスガイド車上に、それぞれ設置されている。
上記したガス供給手段は、各ノズルから噴射するガスの流速が、目標とする流速を達成できるのであれば、上記した構成に限定されるものではなく、例えば、規模を大きくすることも、また小さくすることもできる。このため、ガス供給手段の構成によっては、その設置位置を、例えば、炉蓋枠掃除機等とすることもできる。

ガス供給手段の蓄圧タンクには、正面視して逆Ｔ字状の配管が接続されている。この配管は、蓄圧タンクに接続されたヘッダー管２６と、このヘッダー管２６に長手方向中央部が接続されたノズル配管２７とで構成され、このノズル配管２７の長手方向両側に、ノズル２２、２３がそれぞれ取付けられている。
ここで、ノズル配管２７の内径は、ヘッダー管２６の内径よりも小さく（例えば、２０〜５０％程度）設定されているため、蓄圧タンクから各ノズル２２、２３へ供給されるガスは、その圧力が更に高められながら、各ノズル２２、２３へ供給される。
なお、蓄圧タンクと各ノズル２２、２３を接続する配管は、各ノズル２２、２３から目標とする流速のガスを噴出できれば、上記した構成に限定されるものではない。

各ノズル２２、２３から噴射するガスの流速は、各角部１６、１７から付着物１８、１９を剥ぎ取ることができる流速を達成できれば、また、炉蓋枠１２、１３への炉蓋の装着に影響を及ぼさない程度の付着物の除去率を達成できれば、特に限定されるものではないが（例えば、３００ｍ／ｓ（３００ｍ／秒）程度でもよいが）、９００ｍ／ｓ以上が好ましい。以下、図２を参照しながら説明する。
図２は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す構成の付着物除去装置１０を使用し、しかもガスを噴出するノズル２２、２３に扁平状のガス噴出口を有するノズル（横幅：３４ｍｍ、縦幅：１５ｍｍ）を使用して、付着物の除去率にガスの流速が及ぼす影響を検討した結果である。ここで、除去率は、目視により得た結果である。

図２に示すように、ノズルから噴射するガスの流速を上昇させることで、付着物の除去率を高めることができ、特に、ガスの流速を９００ｍ／ｓ以上とすることで、付着物の除去率を８０％程度以上（７８％以上）にできることがわかった。
以上のことから、ノズルから噴射するガスの流速を９００ｍ／ｓ以上（好ましくは、９５０ｍ／ｓ以上）とすることが好ましい。
なお、ガス噴射は、付着物の裾部に向けて行うものであるが、図１からわかるように、この裾部は敷鉄板２１上にあるため、ノズルから噴射するガスの流速を速くしても、炉底が損傷することはない。また、図２からもわかるように、ノズルから噴射するガスの流速を上昇させるに伴い、付着物の除去率が向上することから、ガスの流速の上限は特に限定されるものではない。しかし、付着物の除去効率や付着物除去装置の製造コスト等を考慮すれば、その上限は１１００ｍ／ｓ程度であることが好ましい。

上記した付着物除去装置１０の起動及び停止は、制御装置（図示しない）により、予め設定したプログラムに基づいて自動的に行われるが、例えば、必要に応じて作業者が行ってもよい。

続いて、コークス炉窯口１１の付着物除去方法について、図１（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
まず、コークス押出し機を、コークスを製造した炭化室２０の前方まで移動させ停止させる。このとき、コークスガイド車も、コークスが押出される炭化室２０の後方まで移動させ停止させる。
次に、コークス押出し機とコークスガイド車により、炭化室２０の両側に設置された炉蓋をそれぞれ窯口１１から取外し、コークス押出し機の押出しラムにより炭化室２０内のコークスを押出し、コークスガイド車を介してコークスバケットにコークスを受ける。

上記したように、コークス押出し機とコークスガイド車で炉出し作業を行った後、炉蓋を取外した状態で、コークス押出し機とコークスガイド車にそれぞれ載置された炉蓋枠掃除機１４、１５を、外部から炭化室２０内へ前進させる。このとき、炉蓋枠掃除機１４（炉蓋枠掃除機１５も同様）の掃除機能を起動させることで、炉蓋枠掃除機１４を移動させながら、窯口１１に設置された炉蓋枠１２、１３の表面を掃除して、付着したタールを除去する。なお、炉蓋についても、炉蓋掃除機により、炉蓋に付着したタールを除去する。
そして、炉蓋枠１２、１３の掃除が終了（掃除完了）した後は、炉蓋枠掃除機１４の掃除機能を停止し、炉蓋枠掃除機１４を、炭化室２０内から外部へ後退させる。

このように、各炉蓋枠掃除機１４を炭化室２０内から外部へ後退させるときに、付着物除去装置１０を起動させる。
なお、付着物除去装置１０の起動は、各ノズル２２、２３から吹出すガス（空気）を、コークス炉窯口１１の幅方向両角部１６、１７に付着した各付着物１８、１９の裾部２４、２５に向けて噴出できるように、例えば、タイマーを用いて、各炉蓋枠掃除機１４の後退開始時から予め設定した時間（０．１〜２秒、好ましくは、下限を０．３秒、上限を１秒程度）が経過した後に行うのがよいが、同時でもよい。これは、付着物１８、１９の大部分が、炉蓋枠掃除機１４で除去し落下したもの（主としてタール）であることによる。

これにより、各ノズル２２、２３からのガスの噴出を行う。なお、ガスを噴出するに際しては、ビンブロー、即ちガスを予めコンプレッサで昇圧（０．５〜０．７ＭＰａ程度）し、レシーバータンクを経由して蓄圧タンクに充填しておく。
上記したように、炉蓋枠掃除機１４を移動させながら、各ノズル２２、２３から噴出するガスを用いて各角部１６、１７の付着物１８、１９を除去することで、付着物１８、１９は炭化室２０内から外部へ向けて吹き飛ばされる。このため、各ノズル２２、２３の炉蓋枠掃除機１４（炉蓋枠掃除機１５も同様）への取付けは、各ノズル２２、２３のガス噴出方向（軸心）が炭化室２０内から外部へ向くように、平面視して、各ノズル２２、２３の基部から先部へかけて傾けるのがよい。

この付着物除去装置１０の起動時間は、炉蓋枠掃除機１４の移動時間を基に、各角部１６、１７の付着物１８、１９への吹付け可能時間を考慮し、例えば、タイマーを用いて、各ノズル２２、２３のガスの吹付け開始から予め設定した時間（０．３〜５秒程度）行うのがよい。
なお、各ノズル２２、２３からのガスの噴出は、炉蓋枠掃除機１４を停止して行ってもよい。これは、炉蓋枠掃除機１４の作業位置が常に決まった位置で行われているために、各ノズル２２、２３の取付け位置と炉蓋枠掃除機１４の後退開始タイミングとの関係で、ガスの吹付け開始時間を決定しておけば、常に同じ位置にガスが噴射可能となることから、付着物の除去を確実に行うことができることによる。
このようにして、各ノズル２２、２３からのガスの噴出が停止した後は、炉蓋枠掃除機１４、１５を、炭化室２０内から外部へ退出させ、コークス押出し機とコークスガイド車により、窯口１１の炉蓋枠１２、１３に炉蓋を装着する。

そして、コークス押出し機とコークスガイド車を、次の炭化室２０へ移動させ、上記した方法を繰返し行う。
以上に示したように、各ノズル２２、２３を炉蓋枠掃除機１４に設けたコークス炉窯口の付着物除去装置１０を使用することで、コークス炉窯口１１の下側の幅方向両角部１６、１７に付着した付着物１８、１９を作業性よく除去し、炉出し後の炉蓋装着を確実に実施できる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のコークス炉窯口の付着物除去装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

１０：コークス炉窯口の付着物除去装置、１１：コークス炉窯口、１２、１３：炉蓋枠、１４、１５：炉蓋枠掃除機、１６、１７：角部、１８、１９：付着物、２０：炭化室、２１：敷鉄板、２２、２３：ノズル、２４、２５：裾部、２６：ヘッダー管、２７：ノズル配管

Claims (3)

1. コークス炉窯口の側縁部に設置した炉蓋枠を掃除する炉蓋枠掃除機をそれぞれ備えたコークス押出し機及びコークスガイド車のいずれか一方又は双方に設けられ、前記コークス炉窯口の下側の幅方向両角部に付着した付着物を除去する装置であって、
   前記幅方向両角部に付着した各付着物の裾部に向けてガスを噴出するノズルを、前記炉蓋枠掃除機の下部に設けたことを特徴とするコークス炉窯口の付着物除去装置。
2. 請求項１記載のコークス炉窯口の付着物除去装置において、前記ノズルから噴射するガスの流速を９００ｍ／ｓ以上としたことを特徴とするコークス炉窯口の付着物除去装置。
3. 請求項１又は２記載のコークス炉窯口の付着物除去装置において、前記ノズルのガス噴出口を扁平状としたことを特徴とするコークス炉窯口の付着物除去装置。

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