JP6693776B2 - コークス炉における煉瓦モジュール取込装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉の熱間補修においてＰＳ（Pusher Side；押出機のある側）及びＣＳ（Coke Side；ガイド車のある側）の窯口煉瓦モジュールを効率的に取込可能とする取込装置に関する。

コークス炉において窯口煉瓦積替を行なう場合、新品の煉瓦モジュールを積み重ねる方法がある。特に炉の稼動を止めずに行なう熱間補修（それぞれ燃焼室及び炭化室を含む連続した複数窯の稼動を停止しその窯口煉瓦を取り替える作業）では、小さな煉瓦を積み重ねるよりも補修時間の短縮に効果があり望ましいとされる。この場合、コークス炉の稼働中に煉瓦モジュールを取り込む際、炉上の装入車や、ＰＳにあっては押出機、ＣＳにあってはガイド車の移動を妨げないようにする必要がある。

例えば特許文献１に記載のコークス炉への煉瓦取込装置では、天井吊り金物に固定された炉内ビーム、及び炉外ビームとからなるビームを設け、炉外ビームは格納式とし、ガイド車等が通過する際に干渉しないようにする。炉内ビーム及び炉外ビームに添って移動し吊り荷を昇降させる吊り装置と、該吊り装置から吊下した煉瓦挟持装置により外部から煉瓦モジュールを積み重ねるというものである。

特開２００１−１９９６９号公報

しかしながら、特許文献１に係る装置では、最も傷み易いとされる窯口炉頂部及びその直下の煉瓦を取り替えることができない。つまり、窯口全ての煉瓦を取り替え得るように対応しておらず、即ち補修対象が部分的なものとなっている。また、基本的に１窯の補修を行なう方法である。

本発明はかかる実情に鑑み、有効且つ効率的に熱間補修を実施可能とするコークス炉における煉瓦モジュール取込装置及び取込方法を提供することを目的とする。

本発明による煉瓦モジュール取込装置は、コークス炉補修において煉瓦モジュールを前記コークス炉に対して取り込んで積み替えるための煉瓦モジュール取込装置であって、前記コークス炉の所定位置に架設された架台と、前記架台上に炉団長方向に沿って敷設されたガイドレールと、前記ガイドレールに支持されて炉団長方向に沿って移動可能なトロリーとを備え、前記トロリーにより前記煉瓦モジュールを昇降可能に吊下することを特徴とする。

また、本発明の煉瓦モジュール取込装置において、前記架台は、前記コークス炉の炉上に設置されることを特徴とする。

また、本発明の煉瓦モジュール取込装置において、炉団長方向と直交方向に前記コークス炉の外方へ延出する補助ガイドレールを有し、前記トロリーが前記補助ガイドレールの下側で炉団長方向と直交方向に沿って移動可能であることを特徴とする。

本発明によれば、煉瓦モジュールをガイドレールに吊下して移動させる煉瓦モジュール取込装置を備え、この煉瓦モジュール取込装置をコークス炉の所定位置に設置し、煉瓦モジュールの搬入及び積み上げを行なう。これにより有効且つ効率的にコークス炉の熱間補修を実施することが可能になる。

本発明の実施形態に係るコークス炉の構造例を示す破断斜視図である。 本発明の実施形態における窯口煉瓦積替の作業内容を概略的に示す図である。 本発明の実施形態におけるＣＳの煉瓦モジュール取込装置の構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態におけるＣＳの煉瓦モジュール取込装置の構成例を示す正面図である。 煉瓦モジュール取込装置の断面を示す図である。 本発明の実施形態における移動式クレーンによる煉瓦モジュールの搬送時の様子を示す平面図である。 本発明の実施形態におけるＰＳの煉瓦モジュール取込装置の構成例を示す正面図である。 本発明の実施形態におけるＰＳの煉瓦モジュール取込装置の構成例を示す側面図である。

以下、図面に基づき、本発明によるコークス炉における煉瓦モジュール取込装置及び取込方法における好適な実施の形態を説明する。
図１はコークス炉の構造例を示す破断斜視図である。コークス炉１００は蓄熱室１０１の上部に炭化室１０２と燃焼室１０３が交互に並べられ（図１、矢印Ｙ方向）、炉団をなしている。炭化室１０２は、石炭を蒸し焼きにしてコークスを作る部屋である。燃焼室１０３は、燃料ガスを燃焼させる部屋であり、煉瓦から構築される。コークス炉は基本的に煉瓦製であり、多数の煉瓦を積み重ねて構成される。

各炭化室１０２は十数メートル程度の奥行き（図１、矢印Ｘ方向）を持ち、コークス原料である配合、粉砕された石炭が投入される。燃焼室１０３の奥行き方向Ｘの両端部には図２において略記するが、補強構造体（支柱）であるバックステー１０４（１０４Ａ）が煉瓦を積み重ねて形成された燃焼室１０３をＰＳとＣＳの両側から挟みこんだ状態で略同一高さで立設される。炉団のＰＳには押出機が配備され、ＣＳにはガイド車等の付帯設備あるいは装置が設置される。また、炉団のＰＳ及びＣＳには炉団長方向Ｙに沿ってプラットホーム１０５が設けられる。ＣＳのプラットホームにはガイド車が走行する軌条が設置されている。

図２は、本発明の実施形態における窯口煉瓦積替の作業内容を概略的に示している。ＰＳ及びＣＳそれぞれにコークス炉１００の煉瓦積替エリア１０６が設定され、移動式クレーン１によって煉瓦モジュール取込装置１０が設置された場所まで煉瓦モジュール２００を移動させる。ここで、６つの炭化室と５つの燃焼室の稼動を止め、５つの燃焼室の窯口煉瓦及びバックステーを補修する作業を“５窯補修”と言い、同様に９つの炭化室と８つの燃焼室の稼動を止め、８つの燃焼室について補修する作業を、“８窯補修”と言う。６つの炭化室、５つの燃焼室の稼動を止め、５つの燃焼室の窯口煉瓦の補修を行なう場合、５つの窯口は５つとも並行して同時に窯口煉瓦モジュールを積み上げていき、同様に８窯補修の場合も、８つの燃焼室の窯口煉瓦は、８つとも略全て同じ高さに積み上げられる。
また、バックステー１０４は煉瓦の積替に伴い、相当部分を切断のうえその部分（交換部分１０４Ａ）を新品に交換（溶接接合）する。

図３Ａ及び図３Ｂは、ＣＳの煉瓦モジュール取込装置１０の構成例を示す側面図及び正面図である。煉瓦モジュール取込装置１０は、コークス炉１００の所定位置に架設された架台１１と、架台１１上に炉団長方向Ｙに沿って敷設されたガイドレール１２と、ガイドレール１２に支持されて炉団長方向Ｙに沿って移動可能なトロリー１３とを備え、トロリー１３により煉瓦モジュール２００を昇降可能に吊下するようにしている。

架台１１の炉団長方向Ｙの長さは、補修を行なう複数の炉と略等しいかそれより長く設定され、トロリー１３はその長さ範囲で炉団長方向Ｙに動くことができる。また、架台１１は装入車、押出機及びガイド車の走行と干渉しないよう設置する。装入車走行干渉範囲１０６Ａを図３Ａに示す。そして、架台１１は、ガイドレール１２が炉団長方向Ｙに沿うように煉瓦積替エリア１０６（ＣＳ）の炉上に設置される。なお図３Ｂのモジュール取込装置１０は右側に煉瓦モジュール取込エリア１０６Ｂを備えている。

架台１１の設置方法について、例えば炉団長方向Ｙで両端（及び途中１本残す場合もある）のバックステー１０４の上端、又はその上に延長金具等を溶接固定し取り付けることができる。あるいは、コークス炉１００に付帯するドライメーン、集塵配管等の配管を保持しているブラケットに溶接等によって取り付けることができ、更に架台１１の脚部を直接コークス炉１００の上に載せることで設置することができる。

トロリー１３は図３Ａ、図３Ｂ及び図４にも示されるように、ガイドレール１２の下側で炉団長方向Ｙに沿って移動可能に支持される。トロリー１３下方にはチェーン１４が垂下され、チェーン１４に接続されたクランプ１５によって煉瓦モジュール２００を把持することができる。

また、ＣＳの煉瓦モジュール取込装置１０では図３Ａに示されるように、炉団長方向Ｙと直交方向、即ち奥行き方向Ｘに沿って、コークス炉１００の外方へ延出する補助ガイドレール１６を有する。この補助ガイドレール１６についてもその下側で奥行き方向Ｘに沿ってトロリー１３が移動可能に支持され、トロリー１３の下方にはチェーン１４が垂下され、チェーン１４に接続されたクランプ１５によって煉瓦モジュール２００を把持することができるようになっている。

補助ガイドレール１６は、コークガイド車が走るＣＳ側プラットホーム１０５から煉瓦モジュール２００を取り込むことができるようにするためのものであり、ＣＳではクレーン等を設置することができないためである。このように補助ガイドレール１６によれば、コークス炉１００のプラットホーム１０５から煉瓦モジュール２００を取り込むことができる。

煉瓦モジュール２００を取り込む具体的な方法として、下記２通りがある。
ア）炉上からの取り込み：ＰＳ地上に設置した移動式クレーン１（図５参照）で、炉上のなるべくＣＳ側に吊り卸し、台車（人力で押す）等により架台１１のホイスト下に持っていく。図３Ｂのモジュール取込装置１０の右側にある煉瓦モジュール取込エリア１０６Ｂから取込装置１０のトロリー１３に持っていくことができる。
イ）プラットホームからの取り込み：炉団端部にあるデッキから台車（人力で押す）により、ＣＳプラットホーム１０５（コークガイド車走行部）に搬入し、架台１１の補助ガイドレール１６のホイスト下（炉団長方向と直角に動く）に持っていく。
イ）で対応可能な場合はイ）が望ましい。その理由は、ア）にあってはクレーン本体から遠くなること、炉上は非常に暑く、作業が長時間できないこと（夏は熱中症の恐れがあり）等があげられる。イ）の方が実作業に適しているが、補修を行なう炉が搬入するデッキ部から遠く、そこまで台車で煉瓦モジュールを持っていくのが困難な場合や、補助ガイドレール１６のホイストが揚程の関係で使えない場合等もあり、炉上から取り込む方法も採用される。

移動式クレーン１等や補助ガイドレール１６のホイストを利用して所定の位置まで搬送された煉瓦モジュール２００は、煉瓦モジュール取込装置１０で受け取られて、図３Ｂのようにガイドレール１２に装着されたトロリー１３に吊下されて煉瓦積替エリア１０６（ＣＳ）の所定位置まで移動される。煉瓦モジュール２００は順次積み上げられ、所定個数積み上げることで補修作業が完了する。

煉瓦モジュール取込装置１０によれば、ＣＳの場合煉瓦モジュール２００はコークス炉１００のプラットホーム１０５から取り込むことも、炉上から取り込むこともできる。
また、隣り合った２つの炉の窯口について実施することができ、交互にモルタル塗布作業と積み作業を行なえるので効率的である。

ここで図６Ａ及び図６Ｂは、ＰＳの煉瓦モジュール取込装置１０の構成例を示す正面図及び側面図である。煉瓦モジュール取込装置１０はＣＳの場合と実質的に同様に構成され、コークス炉１００の炉上の所定位置に架設された架台１１と、架台１１上に炉団長方向Ｙに沿って敷設されたガイドレール１２と、ガイドレール１２に支持されて炉団長方向Ｙに沿って移動可能なトロリー１３とを備え、トロリー１３により煉瓦モジュール２００を昇降可能に吊下するようにしている。ＰＳの場合、煉瓦モジュール取込装置１０は、炉上にある補修対象窯の上昇管を撤去してから設置される。（夫々の窯の煉瓦積替えエリア上部に上昇管が設置されており補修のためには撤去を要する。）

ＰＳにおいて煉瓦モジュール２００を取り込む際、図２のように移動式クレーン１をＰＳプラットホーム１０５に近い地面に設置することが可能なため、煉瓦モジュール２００を直接該移動式クレーン１で補修対象の燃焼室１０３の設置場所に置いていくことができる。その場合は、ＣＳのように台車を使ってプラットホーム１０５上を移動し持っていく必要は無い。
この場合、煉瓦モジュール２００を積み上げていき、略中程の高さになったところで、ドライメーンの配管等、煉瓦積みする箇所の上の設備にクレーンブーム先端が当たるようになる。そのためこれ以降は、地上クレーンで一旦ドライメーンの上部で煉瓦モジュール取込エリア１０６Ｂの位置に作ったステージ１０７に煉瓦モジュール２００を吊り込み、架台１１のホイストで設置場所までもって行く。このためＰＳの場合には、クレーンで煉瓦モジュール２００を直接補修対象の設置場所に吊り込むのは略半数程度となる。ステージから煉瓦モジュールを効率よく設置場所まで持っていくコークス炉の外方へ延出するレールに沿って移動するトロリーが必要となるが、ホイスト１３がステージ２００上すなわち炉の外方にも移動できるよう、ガイドレール１２を曲げて設置するとよい。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において、５窯補修あるいは８窯補修の例を説明したが、燃焼室補修の数に関しては、５又は８に限られることはなく、補修窯の数に応じて適宜増減可能である。

１０ 煉瓦モジュール取込装置、１１ 架台、１２ ガイドレール、１３ トロリー、１４ チェーン、１５ クランプ、１６ 補助ガイドレール、１００ コークス炉、１０１ 蓄熱室、１０２ 炭化室、１０３ 燃焼室、１０４ バックステー、１０５ プラットホーム。

Claims (3)

1. コークス炉補修において煉瓦モジュールをコークス炉に対して取り込んで積み替えるための煉瓦モジュール取込装置であって、
   前記コークス炉の所定位置に架設された架台と、前記架台上に炉団長方向に沿って敷設されたガイドレールと、前記ガイドレールに支持されて炉団長方向に沿って移動可能なトロリーとを備え、
   前記トロリーにより前記煉瓦モジュールを昇降可能に吊下することを特徴とするコークス炉における煉瓦モジュール取込装置。
2. 前記架台は、前記コークス炉の炉上に設置されることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉における煉瓦モジュール取込装置。
3. 炉団長方向と直交方向に前記コークス炉の外方へ延出する補助ガイドレールを有し、前記トロリーが前記補助ガイドレールの下側で炉団長方向と直交方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉における煉瓦モジュール取込装置。

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