JP2019038887A - Repair method for roof of coke oven - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉の炭化室と燃焼室の天井を補修する補修方法に関するものである。 The present invention relates to a repair method for repairing a carbonization chamber and a combustion chamber ceiling of a coke oven.
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は隔壁３を挟んで交互に配置される。つまり、互いに隣接する炭化室２を隔離する耐火煉瓦の隔壁３の内部に燃焼室１が形成される。
FIG. 3 is a horizontal sectional view schematically showing the main part of the coke oven. As shown in FIG. 3, a coke oven generally has a
炭化室２の天井には、石炭を装入するための装炭孔が設けられ、燃焼室の天井には、炉内状況を点検するための点検孔が設けられる。
A carbonization hole for charging coal is provided on the ceiling of the
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、燃焼室１や炭化室２の天井が劣化し、燃焼室１の天井から燃焼排ガスや未燃焼の燃料ガスが、炭化室２の天井からCOガス等の有毒ガスが、周辺環境に漏出するという問題が生じる。
During the operation of the coke oven, coal is charged into the
そこで、燃焼室１や炭化室２の天井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、補修の対象となる天井部分の下側に位置する燃焼室１と炭化室２のみ稼動を停止して、補修を行なう。その補修工事の手順は、
(A)補修すべき天井を解体して搬出し、
その後、
(B)新たに天井を構築する
という２段階の工程に大別される。
Therefore, the ceiling of the
(A) Dismantle the ceiling to be repaired and carry it out.
after that,
(B) It is roughly divided into a two-stage process of building a new ceiling.
従来から上記(B)の工程では、作業員が耐火煉瓦を１個ずつ積み上げて天井を構築している（たとえば特許文献１参照）。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。 Conventionally, in the process (B), an operator builds a ceiling by stacking refractory bricks one by one (for example, see Patent Document 1). However, since refractory bricks are manually stacked, it takes a very long time. Moreover, since the working environment is high temperature, equipment for ensuring the safety of workers is required, which causes an increase in construction costs.
本発明は、従来の技術の問題点を解消し、コークス炉の炭化室と燃焼室の天井を、効率良く、短時間で補修することができる補修方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a repair method capable of repairing the carbonization chamber of the coke oven and the ceiling of the combustion chamber efficiently and in a short time.
本発明者は、コークス炉の天井の補修方法について検討した。そして、耐火煉瓦を積み上げて所定の形状（すなわち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用いる補修方法に着目した。 The inventor examined a method for repairing the ceiling of the coke oven. And the firebrick brick aggregate (henceforth a module block) which piled up the firebrick and shape | molded in the predetermined | prescribed shape (namely, the shape which makes a part of ceiling) was manufactured beforehand in the assembly ground outside a furnace, We paid attention to the repair method using the module block in the process (B).
コークス炉の炭化室の天井には、石炭を装入するための装炭孔が設けられ、燃焼室の天井には、炉内を点検するための点検孔が設けられている。装炭孔を形成する耐火物（以下、装炭孔耐火物という）や点検孔を形成する耐火物（以下、点検孔耐火物という）は複雑な形状をしているので、それら形状に隙間なく嵌め合わせるようなモジュールブロックを製作するのは困難である。 A carbonization hole for charging coal is provided on the ceiling of the carbonization chamber of the coke oven, and an inspection hole for checking the inside of the furnace is provided on the ceiling of the combustion chamber. Refractories that form charring holes (hereinafter referred to as charcoal holes refractories) and refractories that form inspection holes (hereinafter referred to as inspection holes refractories) have complex shapes, so there is no gap in their shapes. It is difficult to produce a module block that fits together.
そこで、モジュールブロックは比較的単純な形状（たとえば直方体、立方体等）として、モジュールブロックの製作に要する時間を短縮する。そして補修工事において、そのモジュールブロックを使用することによって生じる隙間に、キャスターを流し込んで天井を構築すれば、施工に要する時間を短縮できる。つまり、モジュールブロックの製作に要する時間、および、モジュールブロックを用いた施工に要する時間を短縮することが可能となり、工期の短縮を図ることができる。 Therefore, the module block is formed in a relatively simple shape (for example, a rectangular parallelepiped, a cube, etc.) to shorten the time required for manufacturing the module block. And in repair work, if the caster is poured into the gap generated by using the module block and the ceiling is constructed, the time required for construction can be shortened. That is, it is possible to shorten the time required for manufacturing the module block and the time required for the construction using the module block, thereby shortening the construction period.
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、コークス炉の炭化室と燃焼室の天井を補修する補修方法において、装炭孔耐火物と点検孔耐火物の周辺の耐火煉瓦を解体して搬出する一方で、装炭孔耐火物と点検孔耐火物を天井煉瓦上に残置することによって空間を形成した後、その空間にモジュールブロックを設置し、さらにモジュールブロックの上面よりも上方にルーフプレートを装着し、ルーフプレートの下方に位置するモジュールブロックの周囲の隙間にキャスターを流し込んで、隙間を充填する補修方法である。
The present invention has been made based on such knowledge.
That is, the present invention relates to a repair method for repairing the carbonization chamber and the combustion chamber ceiling of a coke oven, while dismantling and carrying out the refractory bricks around the refractory and the inspection hole refractories, The space is formed by leaving the object and the inspection hole refractory on the ceiling brick, and then the module block is installed in the space, and the roof plate is mounted above the upper surface of the module block, and below the roof plate. This is a repair method in which casters are poured into a gap around a module block that is positioned to fill the gap.
本発明の補修方法においては、キャスターがアルミナ系キャスターであることが好ましい。 In the repair method of the present invention, the caster is preferably an alumina caster.
本発明によれば、コークス炉の炭化室と燃焼室の天井を、効率良く、短時間で補修することができるので、産業上格段の効果を奏する。 According to the present invention, the carbonization chamber of the coke oven and the ceiling of the combustion chamber can be repaired efficiently and in a short time, so that an industrially significant effect is achieved.
図１は、コークス炉の天井を補修するために、装炭孔耐火物５と点検孔耐火物６の周辺の耐火煉瓦を解体して搬出することによって形成された空間に、モジュールブロック４を設置した例を示す斜視図である。図１では、天井の耐火煉瓦を解体しない部分（すなわち天井を補修しない部分）は図示を省略する。つまり図１は、２列の炭化室と１列の燃焼室の天井を補修する例である。
FIG. 1 shows that a
図１に示すように、天井の耐火煉瓦を解体した後、装炭孔耐火物５と点検孔耐火物６は天井煉瓦７上に残置される。そして装炭孔耐火物５、点検孔耐火物６、天井煉瓦７で形成される空間にモジュールブロック４を設置する。モジュールブロック４は、予め地組場で製作したものであり、比較的単純な形状（たとえば直方体、立方体等）を有する。
As shown in FIG. 1, after dismantling the refractory brick on the ceiling, the charred hole refractory 5 and the inspection hole refractory 6 are left on the
次いで、図２に示すように、モジュールブロック４の上面よりも上方にルーフプレート８を装着する。ルーフプレート８は、モジュールブロック４、装炭孔耐火物５、点検孔耐火物６を保護するとともに、構造物としてのコークス炉の強度を維持するためのものである。そして、モジュールブロック４の周囲の隙間にキャスター９を流し込んで、隙間を充填する。
Next, as shown in FIG. 2, the
キャスター９は、アルミナ（Al2O3）を主成分とするもの（以下、アルミナ系キャスターという）が好ましい。本発明に好適なアルミナ系キャスターの成分は、Al2O3：62質量％、CaO：５質量％以下、SiO2：33質量％であり、残部は不可避的に混入する不純物である。アルミナ系キャスターは粒径3.35mm超え：9.5質量％、粒径3.35〜0.15mm：51.5質量％、粒径0.15mm未満：39.0質量％、フリーフロー値は200mm超が好ましい。これらの特性を満たすアルミナ系キャスターは、冷間圧縮強度（添加水量８質量％）が130MPa程度となり、コークス炉の天井に求められる強度を十分に確保できる。 The caster 9 is preferably made of alumina (Al 2 O 3 ) as a main component (hereinafter referred to as alumina-based caster). The components of the alumina-based caster suitable for the present invention are Al 2 O 3 : 62% by mass, CaO: 5% by mass or less, and SiO 2 : 33% by mass, and the balance is impurities that are inevitably mixed. Alumina-based casters preferably have a particle size of more than 3.35 mm: 9.5% by mass, a particle size of 3.35 to 0.15 mm: 51.5% by mass, a particle size of less than 0.15 mm: 39.0% by mass, and a free flow value of more than 200 mm. An alumina caster satisfying these characteristics has a cold compressive strength (added water amount of 8% by mass) of about 130 MPa, and can sufficiently secure the strength required for the ceiling of the coke oven.
コークス炉（炉高６ｍ、炉長34フリュー）の炭化室（２列）と燃焼室（１列）の天井の耐火煉瓦を解体して搬出（上記(A)の工程）した後、装炭孔耐火物、点検孔耐火物および天井煉瓦で形成される空間にモジュールブロックを設置した。次いで、モジュールブロックの上面よりも上方にルーフプレートを装着し、モジュールブロックの周囲の隙間にアルミナ系キャスターを流し込んで、隙間を充填した（上記(B)の工程）。使用したアルミナ系キャスターの成分は、Al2O3：62質量％、CaO：５質量％以下、SiO2：33質量％である。アルミナ系キャスターは粒径3.35mm超え：9.5質量％、粒径3.35〜0.15mm：51.5質量％、粒径0.15mm未満：39.0質量％、フリーフロー値は200mm超である。これを発明例とする。 After dismantling the fire bricks in the coke oven (furnace height 6m, furnace length 34 flue) and the ceiling of the combustion chamber (1 row) and carrying it out (step (A) above), the coal hole Module blocks were installed in the space formed by refractories, inspection hole refractories and ceiling bricks. Next, the roof plate was mounted above the upper surface of the module block, and alumina casters were poured into the gap around the module block to fill the gap (step (B) above). The components of the alumina caster used were Al 2 O 3 : 62% by mass, CaO: 5% by mass or less, and SiO 2 : 33% by mass. The alumina caster has a particle size of more than 3.35 mm: 9.5% by mass, a particle size of 3.35 to 0.15 mm: 51.5% by mass, a particle size of less than 0.15 mm: 39.0% by mass, and a free flow value of more than 200 mm. This is an invention example.
一方、従来は、天井の耐火煉瓦を解体して搬出（上記(A)の工程）した後、作業員が耐火煉瓦を積み上げて、天井を再構築（上記(B)の工程）していた。これを従来例とする。 On the other hand, conventionally, after dismantling and carrying out the refractory bricks on the ceiling (step (A) above), the workers pile up the refractory bricks and rebuilding the ceiling (step (B) above). This is a conventional example.
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。 When the number of days required for the process (B) was compared between the invention example and the conventional example, the required number M of the invention example was about 1/3 of the required number N of the conventional example. .
１ 燃焼室
２ 炭化室
３ 隔壁
４ モジュールブロック
５ 装炭孔耐火物
６ 点検孔耐火物
７ 天井煉瓦
８ ルーフプレート
９ キャスター
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| WO2024013270A1 (en) * | 2022-07-13 | 2024-01-18 | Paul Wurth S.A. | Coke oven roof repair or replacement |
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| JP2001019968A (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-23 | Kawasaki Steel Corp | Repairing method for coke oven |
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