JP5145714B2 - コークス炉の補修方法 - Google Patents
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Description
ここで、発明者らは、補修部分を煉瓦積みする際に、コークス炉の建設時とほぼ同じ位置及び同じ寸法の煉瓦で施工し、高さ方向、炉長(奥行き)方向とも目地モルタル程度にて膨脹吸収(全て新煉瓦前提の膨脹量程度の目地を想定)して、図9のように、従来通りの網目状(フランス積み様)の煉瓦積みをして昇温してみた。すると、図10のように、非補修部と補修部の境界部付近を中心に大きく迫り出すように変化が発生し、煉瓦崩れが起きて再積替えの必要が生じた。このように、従来のように解体前と同様に煉瓦積みをして補修した場合には、現実には、炉壁煉瓦が大きく迫り出して変形することを確実に防止することが困難であった。また、昇温によって境界部を中心にして大きく迫り出す場合には、単純に上記特許文献1のような治具で昇温時に境界部近傍の迫り出しを拘束したとしても、他の部分で変形が起きて、やはり煉瓦崩れが発生するおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目して成されたもので、再昇温時の炉壁煉瓦の変形を抑制したコークス炉の補修方法を提供することを課題としている。
積替え補修した炉壁部分と非補修部分の炉壁部分との境界部に、上下に貫通する目地を形成して上記炉壁煉瓦の積替えを行った後に、上記境界部及びその近傍における少なくとも上記非補修部分の炉壁煉瓦と、その炉壁煉瓦と炭化室の空間を挟んで対向する炉壁面との間に架け渡すように迫り出し防止部材を配置した状態で、上記炉の昇温を行い、
昇温後に、上記迫り出し防止部材を外し、上記積替え補修した部分の煉瓦と非補修部分の煉瓦との境界部の隙間である目地に溶射材を溶射することを特徴とするものである。
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載した構成に対し、上記境界部の目地を形成する炉壁煉瓦に対し、開先加工を施すことを特徴とするものである。
このとき、実際の迫り出しを抑えた状態で昇温することで、さらに、迫り出しを抑えることが可能となる。
(炉の構造)
図1は、コークス炉を構成する、炭化室Tと燃焼室Nの並び、および炉を構成する煉瓦の配置例(煉瓦積みの例)を示す模式的平面図であり、図2は、炭化室Tと燃焼室Nとを隔てる炭化室Tの炉壁1を構成する煉瓦の煉瓦積み状態を示す側面図である。
仕切煉瓦3は、燃焼室Nを所定間隔毎に仕切るように配置されていて、各仕切り位置で垂直に積み上げられることで、燃焼室N内を複数の室に仕切っている。上記仕切煉瓦3は、長手方向(炉幅方向)の一方の端部にのみ、長手方向(炉幅方向)に突出するだぼ4が形成されている。そして、各仕切煉瓦3のだぼ4の向きが積み上げ方向に沿って交互に反対向きとなるようにして垂直に積み上げられている。上記だぼ4の小口面の高さ寸法は、上記壁煉瓦2と同じ高さ寸法になっている。
ここで、図1中、符号5は炉枠金物、符号6はフロント煉瓦、符号7は、炉長方向への煉瓦の変位を拘束するためのバックステーである。
上記のような煉瓦構造のコークス炉を例にして、図1及び図2で示す色が濃い部分を積替え補修する場合を例に説明する。
まず、炭化室T内を断熱材で保熱養生をした後に、補修すべき部分の壁煉瓦2及び仕切煉瓦3を撤去して、新しい壁煉瓦2及び仕切煉瓦3で積替えを行う。
このとき、本実施形態では、図3のように、非補修部分の炉壁煉瓦と補修部分の炉壁煉瓦との境界部Kに、上下に貫通する目地7が形成されるように、補修側の壁煉瓦2における非補修側の煉瓦と炉長方向で隣り合う煉瓦(以下、境界部煉瓦2aとも呼ぶ)について、その長手方向の寸法を、加工により設定する。すなわち、境界部煉瓦2aの一部については、他の壁煉瓦2と長手方向寸法が異なる。また、その境界部煉瓦2aにおける境界部Kを向く端面(目地7を形成する端面)に開先加工8を施しておく。
ここで、境界部Kにおける補修側の壁煉瓦2は、炉長方向において、非補修部の壁煉瓦2と目地7を挟んで対向する部分と、仕切煉瓦3のだぼ4側面と対向する部分とが高さ方向に交互に配置されて、非補修側の壁煉瓦2における目地側の端面が、上下方向に沿ってでこぼこになっている。このため、本実施形態では、炉長方向の目地7の幅を上下方向でそろえるために、上下のだぼ4間の空間に対して、補修用の小さな煉瓦9を設けている。
本実施形態の迫り出し防止部材は、図5のようにサポート煉瓦を配置することで実現している。
サポート煉瓦10の配置は、対向する炉壁1間に架け渡すようにして、2個の並形煉瓦10aを横向きに並べて配置する。この2個の並形煉瓦10aからなる組を、上下方向に所定間隔毎に配置する。また、上下の並形煉瓦10aの間を保持及び支持するように、長手方向を上下に向けた支柱煉瓦10bを配置して、高さ位置を保持する。
ここで、上記サポート煉瓦10は、煉瓦の解体前に設置して、煉瓦解体時における温度降下による煉瓦壁の迫り出し防止にも使用しても良い。
以上のように、補修部分の煉瓦の積替え、迫り出し防止部材としてのサポート煉瓦10を設置した状態で、炉を煉瓦の変態点(例えば600℃)以上に昇温する。目的の温度まで昇温したら、窒口から長い棒状の治具を挿入して押したり引いたりすることで、上記サポート煉瓦10を崩し、そのサポート煉瓦10を撤去する。
このとき、境界部Kの隙間と窒口(フロント)部で膨脹吸収し迫り出しがないのが理想形であるが、実際には、境界部Kを中心にして若干、迫り出す変形がある。主な理由は、既存の煉瓦と新しい煉瓦の膨脹特性が異なるためと思われる。
このため、上記溶射の施工は、境界部Kの他に迫り出し変形が発生した部分にも行う。
次に、図8のように、炭化室T側に迫り出した変形部分を、サンドブラストなどの研磨装置でカッティングして整形する。
そして、そのままの状態で、炉として稼働を再開する。
煉瓦を積替えて昇温すると、非補修部の煉瓦も補修部の煉瓦も共に膨脹する。上記煉瓦の膨脹は3次元的に発生、つまり炉長方向にも生じると共に上下方向にも生じる。ここで、新たに積替えた煉瓦については、ある程度、膨脹特性が推定可能ではあるが、既存の煉瓦については、熱衝撃を繰り返し受け且つ再加熱であることから膨脹特性を精度良く推定することが出来ない。そして、既存の煉瓦と、積替えた新規な煉瓦との膨脹特性は異なることが通常であるため、従来のように、補修部の煉瓦の積替えを積替え前と同様に、左右前後の煉瓦が編み目状態に組み込まれる場合には、境界部Kでは、煉瓦の膨脹特性が異なる煉瓦同士を組み込んでいることから、境界部Kを中心にして大きく迫り出すように変形が発生するおそれが大きい。
なお、上記実施形態では、非補修部と補修部との境界部Kにおける目地7の幅を同じにするために、非補修部側の凹みに、小さな煉瓦9を入れているが、その小さな煉瓦の代わりに溶射によってその凹み部分も埋めるようにしても良い。ただし、そのようにすると溶射量が増えたりするという難点がある。
ここで、上記実施形態では、炉の端側を積替え補修する例であるが、炉の途中を積替え補修する場合であっても適用可能である。
また、上記実施形態では、撤去し易いようにサポート煉瓦10で迫り出し防止具としたが、これに限定されない。ただし、昇温後に撤去可能な防止具でなければならない。
2 壁煉瓦
3 仕切煉瓦
7 目地
8 開先加工
10 サポート煉瓦(迫り出し防止部材)
12 溶射材
N 燃焼室
T 炭化室
K 境界部
Claims (3)
- 燃焼室と炭化室とが交互に並ぶコークス炉における、隣接する2つの炭化室の間に位置する燃焼室を区画し且つ炉幅方向で対向する一対の炭化室の炉壁を構成する炉壁煉瓦を含む、炉長方向に沿って窯口から1以上の仕切煉瓦に至る範囲にある上記燃焼室を区画する煉瓦を積替えて補修するコークス炉の補修方法において、
積替え補修した炉壁部分と非補修部分の炉壁部分との境界部に、上下に貫通する目地を形成して上記炉壁煉瓦の積替えを行った後に、上記境界部及びその近傍における少なくとも上記非補修部分の炉壁煉瓦と、その炉壁煉瓦と炭化室の空間を挟んで対向する炉壁面との間に架け渡すように迫り出し防止部材を配置した状態で、上記炉の昇温を行い、
昇温後に、上記迫り出し防止部材を外し、上記積替え補修した部分の煉瓦と非補修部分の煉瓦との境界部の隙間である目地に溶射材を溶射することを特徴とするコークス炉の補修方法。 - 上記炭化室の炉壁は、炉長方向及び高さ方向に並ぶ壁煉瓦と、燃焼室内を仕切るように積まれた仕切煉瓦の小口部とで形成されることを特徴とする請求項1に記載したコークス炉の補修方法。
- 上記境界部の目地を形成する炉壁煉瓦に対し、開先加工を施すことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載したコークス炉の補修方法。
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