JP4846274B2 - Insulation box used for hot repair of coke oven carbonization chamber - Google Patents
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Description
本発明は、コークス炉の炭化室の熱間補修を行なう際に、作業員を保護して高温の炭化室内の補修作業を可能にするとともに、作業員の作業領域を除く炭化室内の温度を一定に維持して耐火物の鉱物変化を防止できる断熱ボックスに関するものである。 The present invention protects workers when performing hot repair of a coking chamber in a coke oven, enables repair work in a high-temperature coking chamber, and maintains a constant temperature in the coking chamber excluding the worker's work area. It is related with the heat insulation box which can maintain to prevent the mineral change of the refractory.
図2は、コークス炉の炭化室と燃焼室の配置の例を模式的に示す水平断面図である。なお図2では、片側の端部近傍(すなわち左側)のみを図示し、他方の端部近傍(すなわち右側)は図示を省略する。
コークス炉は、図2に示すように、燃料が燃焼する燃焼室1と石炭が装入される炭化室2が交互に配置される。炭化室2に装入された石炭は、燃焼室1で発生する熱によって乾留され、コークスとなる。燃焼室1は壁レンガ3aと柱レンガ3bとで構成され、燃焼室1の端部には窯口金物4を取り付けて壁レンガ3aの迫り出しを抑えている。
FIG. 2 is a horizontal sectional view schematically showing an example of the arrangement of the carbonizing chamber and the combustion chamber of the coke oven. In FIG. 2, only the vicinity of one end (that is, the left side) is shown, and the vicinity of the other end (that is, the right side) is not shown.
In the coke oven, as shown in FIG. 2,
コークス炉を長期間にわたって操業すると、壁レンガ3aで構成される壁面に亀裂が生じる。さらに操業を継続すれば、亀裂が燃焼室1から炭化室2まで貫通し、炭化室2内を浮遊する微細な石炭粉や乾留によって発生するCOガスが燃焼室1へ流入する。石炭粉やCOガスは、燃焼室1内の燃料と空気の混合比率(いわゆる空燃比)を乱すので、多量の煤が発生する。
When the coke oven is operated for a long period of time, cracks occur in the wall surface composed of the
したがって炭化室2と燃焼室1を区切る壁面の亀裂が発生したときには、該当する部位をレンガ積替等の補修を行なう必要がある。その際には、燃焼室1内には作業員が入れないので、炭化室2側から補修を行なう。しかも、その補修は熱間補修と呼ばれるように、炭化室2内を冷却せず、高温のままで行なう。その主な理由は、
(1) 炭化室2を常温まで冷却するのに長時間を要するばかりでなく、補修が終了した後の昇温に再び長時間を要する、
(2) 炭化室2内の温度変化に起因して、壁面の変形や耐火物(すなわち壁レンガ,目地材)の鉱物変化が生じる
等によって、コークス炉の操業に支障を来たすからである。
Therefore, when a crack in the wall surface separating the carbonizing
(1) Not only does it take a long time to cool the
(2) This is because the operation of the coke oven will be hindered due to deformation of the wall surface and mineral change of the refractory (ie, wall brick, joint material) due to the temperature change in the
そこで、炭化室2内で補修作業を行なう作業員を保護するために、種々の技術が検討されている。
たとえば特許文献1には、炭化室内で補修作業を行なう作業員を保護する断熱ボックスが開示されている。この技術では、断熱ボードを用いて直方体に成形した断熱ボックスを炭化室内に挿入し、その断熱ボックス内で作業員が補修作業を行なうので、作業員は炭化室内の熱から保護される。しかし冷却水を用いて断熱ボックスを冷却するので、水漏れが発生すると水蒸気爆発を引き起こす惧れがある。
Therefore, various techniques have been studied in order to protect workers performing repair work in the
For example,
また特許文献2には、鋼製の外板を直方体に成形し、外板の内側に断熱材を張り付けたボックス状補修装置が開示されている。この技術ではボックス下部より冷気を送風するとあるが、この方式ではボックス下部の補修が不可能であり、必要部位を任意に補修するという機能を満たさないことになる。
本発明は上記の問題を解消するためになされたものであり、冷却水を使用せずに作業員を保護して炭化室内の補修作業を安全に行なうことを可能にするとともに、作業員の作業領域を除く炭化室内の温度を一定に維持して耐火物の鉱物変化を防止できる断熱ボックスを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to safely perform repair work in the carbonization chamber by protecting a worker without using cooling water, An object of the present invention is to provide a heat insulation box that can keep the temperature in the carbonization chamber excluding the region constant and prevent mineral changes in the refractory.
本発明は、コークス炉の炭化室内に挿入される箱状の断熱ボックスであって、炭化室の天井面に対向する上面と、炭化室の床面に対向する下面と、炭化室の補修しない壁面に対向する広側面と、炭化室の補修を要する壁面に対向する狭側面と、炭化室の端壁面に対向する横面とを骨材で構成し、上面,広側面,狭側面および横面の骨材間の隙間に断熱材を充填し、断熱材の表面を耐熱性ステンレス網で被覆しかつ断熱材に耐熱ステンレス鋼製針金を縫い込んで断熱材を骨材に固定するとともに、骨材に鋼管を使用し、鋼管内に冷却用空気を流通させる断熱ボックスである。 The present invention is a box-shaped heat insulation box inserted into a coking chamber of a coke oven, the upper surface facing the ceiling surface of the carbonizing chamber, the lower surface facing the floor surface of the carbonizing chamber, and the wall surface of the carbonizing chamber that is not repaired A wide side surface facing the wall, a narrow side surface facing the wall surface that requires repair of the carbonization chamber, and a lateral surface facing the end wall surface of the carbonization chamber are made of aggregate, and the upper surface, wide side surface, narrow side surface and lateral surface Insulate the gap between aggregates, cover the surface of the insulation with a heat-resistant stainless steel mesh, and sew a heat-resistant stainless steel wire to the insulation to fix the insulation to the aggregate. It is a heat insulation box that uses steel pipes and distributes cooling air through the steel pipes .
本発明によれば、炭化室壁面の熱間補修を行なうにあたって、冷却水を使用せずに作業員を保護して炭化室内の補修作業を安全に行なうことが可能となり、かつ作業員の作業領域を除く炭化室内の温度を一定に維持して耐火物の鉱物変化を防止できる。 According to the present invention, when performing hot repair of the carbonization chamber wall surface, it is possible to protect the worker without using cooling water and to perform the repair work in the carbonization chamber safely, and the work area of the worker It is possible to keep the temperature inside the carbonization chamber except for refractory and prevent mineral changes in the refractory.
図1は、本発明の断熱ボックスを形成する骨材の構成の例を模式的に示す斜視図である。断熱ボックスは、骨材6A〜6Dで構成される比較的広い側面(以下、広側面という)と、骨材6R,6Sで構成される比較的狭い側面(以下、狭側面という)を有する。骨材6A〜6D,6R,6Sと他の骨材とが連結される部位は溶接等で固定し、断熱ボックスの変形を防止する。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the structure of the aggregate forming the heat insulation box of the present invention. The heat insulation box has a relatively wide side surface (hereinafter referred to as a wide side surface) composed of
広側面は、断熱ボックスが炭化室内に挿入されたときに、補修しない壁面に対向する面である。なお図1には、4本の骨材6A〜6Dで広側面を構成する例を示したが、本発明では広側面を構成する骨材の本数は特定の数値に限定しない。骨材の本数は、断熱ボックスの寸法や重量,骨材の強度等に応じて適宜設定すれば良い。
狭側面は、断熱ボックスが炭化室内に挿入されたときに広側面が対向する壁面の反対側の補修を要する壁面に対向する面である。なお図1には、2本の骨材6R,6Sで狭側面を構成する例を示したが、本発明では狭側面を構成する骨材の本数は特定の数値に限定しない。骨材の本数は、断熱ボックスの寸法や重量,骨材の強度等に応じて適宜設定すれば良い。
The wide side surface is a surface facing a wall surface that is not repaired when the heat insulation box is inserted into the carbonization chamber. Although FIG. 1 shows an example in which four
The narrow side surface is a surface facing a wall surface that requires repair on the opposite side of the wall surface facing the wide side surface when the heat insulation box is inserted into the carbonization chamber. Although FIG. 1 shows an example in which the narrow side surface is constituted by two
また骨材6D,6Rで構成される面(以下、横面という)は、断熱ボックスが炭化室内に挿入されたときに端壁面に対向する面である。
断熱ボックスの上面は骨材6E〜6Jで構成され、骨材6E〜6Jと他の骨材とが連結される部位は溶接等で固定する。上面は、断熱ボックスが炭化室内に挿入されたときに天井面に対向する面である。なお図1には、6本の骨材6E〜6Jで上面を構成する例を示したが、本発明では上面を構成する骨材の本数は特定の数値に限定しない。骨材の本数は、断熱ボックスの寸法や重量,骨材の強度等に応じて適宜設定すれば良い。
Further, the surface composed of the
The upper surface of the heat insulation box is composed of
部材の下面は骨材6K〜6Pで構成され、骨材6K〜6Pと他の骨材とが連結される部位は溶接等で固定する。下面は、断熱ボックスが炭化室内に挿入されたときに床面に対向する面である。なお図1には、6本の骨材6K〜6Pで固定下面を構成する例を示したが、本発明では固定下面を構成する骨材の本数は特定の数値に限定しない。骨材の本数は、断熱ボックスの寸法や重量,骨材の強度等に応じて適宜設定すれば良い。
The lower surface of the member is composed of
骨材6Qは、必ずしも配設する必要はない。ただし断熱ボックスの寸法が大きい場合には、断熱ボックスを炭化室内に挿入する際の操作性の改善,断熱ボックスの変形の防止,断熱ボックスの強度の確保を目的として、骨材6Qを配設するのが好ましい。また骨材6Qを着脱可能にして、骨材6Qを配設して断熱ボックスを炭化室内に挿入した後、骨材6Qを取り外すようにしても良い。
The
このようにして本発明の断熱ボックスは、骨材6A〜6Qを用いて構成した上面,広側面,狭側面,横面の骨材間の隙間に断熱材7を充填する。断熱材7の表面は耐熱性ステンレス網8で覆われる。その例を模式的に断面図として図3に示す。つまり、上面,広側面,狭側面,横面の内外面に耐熱性ステンレス網8を張り、その耐熱性ステンレス網8の間隙に断熱材7を充填する。断熱材7は、柔軟な材質のもの、たとえばセラミック繊維等を使用すれば、断熱性が極めて優れているために好ましい。
Thus, the heat insulation box of this invention fills the
以上で説明した骨材6A〜6Q,断熱材7,耐熱性ステンレス網8を有する断熱ボックスを炭化室2内に挿入するときは、図4に示すように、広壁面が補修しない壁面に対向し、狭側面が補修を要する壁面に対向するように挿入する。その際、狭側面が補修部位5を通過して炭化室のさらに内奥部に位置するように断熱ボックスを挿入する。したがって断熱ボックス内に入って補修作業を行なう作業員と補修部位5との間には断熱材7は存在しないので、作業員が補修部位5の補修作業を行なうことができる。
When the heat insulating box having the
このようにして作業員が補修部位5の補修作業を行なう際に、断熱ボックス内で十分な空間を確保できる。しかも断熱ボックス内の冷気が炭化室に漏出しないので、断熱ボックスを除く炭化室内の温度を一定に維持して耐火物の鉱物変化を防止できる。
本発明の断熱ボックスでは、骨材6A〜6Qに鋼管を使用し、その鋼管を冷却して変形を防止するために、鋼管内に冷却用空気を流通させるのが好ましい。その理由は、冷却水を使用せずに冷却することによって水蒸気爆発を防止し、安全に補修作業を行なうことができるからである。
Thus, when the worker performs repair work on the
In the heat insulation box of the present invention, it is preferable to use steel pipes for the
図3に示す構成の断熱ボックスを作製し、図4に示すように断熱ボックスを炭化室内に挿入し、壁面の補修部位の熱間補修を行なった。
骨材6A〜6Qは鋼管(JIS規格 SGP相当,25A )を使用し、その内部には圧力0.4MPaの冷却用空気を流通させた。
断熱材7は1400℃耐用のセラミック繊維を使用し、耐熱性ステンレス網8は耐熱ステンレス鋼(JIS規格 SUS310S相当)製の金網を使用した。断熱材7の厚さは、上面が75mm,横面が75mm,広側面が50mm,狭側面が50mmとした。また断熱材7の脱落を防止するために、耐熱ステンレス鋼(JIS規格 SUS310S相当)製の針金を縫い込んで、断熱材7を骨材に縛り付けた。
A heat insulation box having the configuration shown in FIG. 3 was produced, and the heat insulation box was inserted into the carbonization chamber as shown in FIG. 4 to perform hot repair of the repaired portion of the wall surface.
The
このようして20日間にわたって断熱ボックス内に外部より冷風を吹き込みつつ壁面の熱間補修を行ないながら、図4中のPA,PBの位置の温度を測定した。その結果、PAの位置では、常に 700℃以上が確保され、耐火物の亀裂や脱落等の損傷は皆無であった。このことは、耐火物の鉱物変化の防止が達成されたことを意味する。一方、PBの位置は、常に60℃以下に保持された。 Thus, the temperature at the positions of PA and PB in FIG. 4 was measured while performing hot repair of the wall surface while blowing cold air from the outside into the heat insulation box for 20 days. As a result, at the PA position, 700 ° C or higher was always secured, and there was no damage such as cracking or falling off of the refractory. This means that prevention of mineral changes in the refractory has been achieved. On the other hand, the position of PB was always kept below 60 ° C.
さらに断熱ボックスの変形は認められなかった。このことは、骨材6A〜6Qが変形していないことを意味する。
Furthermore, no deformation of the heat insulation box was observed. This means that the
1 燃焼室
2 炭化室
3a 壁レンガ
3b 柱レンガ
4 窯口金物
5 補修部位
6A〜6Q 骨材
7 断熱材
8 耐熱性ステンレス網
1
3a wall brick
3b Pillar brick 4
6A ~
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