JP5058682B2 - Coke oven crack hot repair method - Google Patents
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Description
本発明は、コークス炉の炭化室と燃焼室とを隔てる耐火物レンガ炉壁に生じた亀裂を熱間で補修する技術に関する。 The present invention relates to a technique for hot repairing a crack generated in a refractory brick furnace wall separating a carbonization chamber and a combustion chamber of a coke oven.
コークス炉は炉を加熱するための燃焼室とコークスを生成する炭化室に分かれており、壁面は珪石レンガ等の耐火物レンガが使用されている。炉の長年の使用により耐火物レンガ炉壁には表面の欠損や亀裂が発生する。特に炉壁の亀裂が進展すると、炉壁の強度が低下し、炉体の寿命が著しく短くなる問題がある。また亀裂が炭化室から燃焼室まで貫通すると、炭化室からコークスガスが燃焼室に流入して不完全燃焼を起こし、黒煙を発生させる原因となる。従って亀裂は早期に発見して、補修することがコークス炉の長寿命、安定操業には必要不可欠である。 The coke oven is divided into a combustion chamber for heating the furnace and a carbonization chamber for generating coke, and refractory bricks such as quartz brick are used for the wall surface. Over many years of use of the furnace, the refractory brick furnace wall has surface defects and cracks. In particular, when cracks in the furnace wall progress, there is a problem that the strength of the furnace wall is lowered and the life of the furnace body is remarkably shortened. Moreover, if the crack penetrates from the carbonization chamber to the combustion chamber, coke gas flows from the carbonization chamber into the combustion chamber, causing incomplete combustion and causing black smoke. Therefore, it is essential to detect cracks at an early stage and repair them for long life and stable operation of coke ovens.
炉壁を補修するには、炉を停止・冷却して行えば最も簡単である。しかし、コークス炉の主要構造体に用いられる珪石レンガは、高温時の機械的強度は高いものの、加熱・冷却時の膨張・収縮が大きい。そのため炉温を低下させるとレンガに大きな割れが発生し、炉壁全体へ損傷を与える危険が高い。よって、この様な危険を回避するため炉壁の補修は操業温度の1000℃近傍の熱間で行う必要がある。 The easiest way to repair the furnace wall is to stop and cool the furnace. However, silica bricks used for the main structure of a coke oven have high mechanical strength at high temperatures, but large expansion and contraction during heating and cooling. For this reason, when the furnace temperature is lowered, the bricks are cracked greatly and there is a high risk of damaging the entire furnace wall. Therefore, in order to avoid such a danger, it is necessary to repair the furnace wall in the vicinity of 1000 ° C. operating temperature.
炉壁の損傷の中でも、表面欠損による凹部の補修方法としては、例えば特許文献1や2に開示されているように、粉体耐火物をバーナーで溶射する補修法の使用が可能である。この場合、炉壁観察装置、溶射バーナー等の補修装置を水冷ジャケットで保護することで熱間での補修が可能になる。
Among the damages to the furnace wall, as a method for repairing the concave portion due to surface defects, for example, as disclosed in
亀裂損傷の場合、炉壁表面での亀裂の幅は狭いものは10mm以下である。一方、溶射による補修法では、バーナーから噴射される粉体耐火物の発散は比較的大きいため、溶射範囲は最低でも10mm以上となる。その結果、溶射バーナーで亀裂を補修すると、図7に示すように、溶射充填部5が表面から盛り上がる。炭化室側の炉壁の凸部はコークスを押し出す際の抵抗を増加させ、その結果、炭化室から燃焼室側への押し出し圧力を増加させるため、炉壁への負荷が高まり、炉体寿命を著しく低下させる原因となる。また溶射粉体は、狭い亀裂内には浸透しにくいため、亀裂内部への粉体充填量は少なく、補修強度も十分得られない問題がある。
In the case of crack damage, the narrow crack width on the furnace wall surface is 10 mm or less. On the other hand, in the repair method by thermal spraying, since the refractory of the powder refractory sprayed from the burner is relatively large, the spraying range is at least 10 mm or more. As a result, when the crack is repaired by the thermal spray burner, the thermal
その他の亀裂の補修方法として、燃焼室に対して炭化室の内圧を高めた状態で、炭化室側から粉末状あるいは液状の耐火物を吹き込み、亀裂内に堆積させるドライシール法が、特許文献3等に開示されている。しかしこの方法では、耐火物は亀裂内に堆積するだけで、溶射法のような強固な密着は得られず、従って炉壁としての強度の保持は難しい。また比較的、大きな亀裂幅を持つ亀裂の補修には粉体の堆積に時間を要し、特に炭化室から燃焼室に直線的に割れた亀裂では粉体が素通りしやすく、場合によっては充填補修が不可能であった。
As another crack repairing method, a dry seal method in which a powdered or liquid refractory is blown from the carbonization chamber side while the internal pressure of the carbonization chamber is increased with respect to the combustion chamber and deposited in the crack is disclosed in
すなわち、従来の技術では、熱間で炉壁の亀裂を補修する際に、炉壁寿命に影響を与えることなく、確実に且つ高強度な補修が不可能であった。 That is, in the conventional technique, when repairing cracks in the furnace wall hot, reliable and high-strength repair is impossible without affecting the life of the furnace wall.
本発明の課題は、コークス炉の炉壁耐火物レンガに生じた亀裂を熱間で補修する方法において、炉体の寿命を損なうことなく、確実に補修強度が得られる亀裂の補修方法を提供することにある。また、補修後の表面を平滑化、コークス押出負荷を低減し、炉体の寿命を延長することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for repairing a crack that can reliably obtain repair strength without deteriorating the life of the furnace body in a method for hot repairing a crack generated in a furnace wall refractory brick of a coke oven. There is. Another object is to smooth the surface after repair, reduce the coke extrusion load, and extend the life of the furnace body.
本発明は、コークス炉の炭化室と燃焼室とを隔てる耐火物レンガ炉壁に生じた亀裂を熱間で補修するコークス炉の熱間補修方法であって、前記亀裂位置を検知する工程と、当該亀裂に沿って、該亀裂部及びその周辺にレーザ光を照射して、亀裂部周辺の耐火レンガを溶融、再凝固して亀裂部を閉鎖する工程と、を有することを特徴とするコークス炉の熱間補修方法である。 The present invention is a hot repair method for a coke oven that hotly repairs a crack generated in a refractory brick furnace wall that separates a carbonization chamber and a combustion chamber of a coke oven, and the step of detecting the crack position; A coke oven comprising: a step of irradiating the crack portion and the periphery thereof with laser light along the crack to melt and resolidify the refractory brick around the crack portion to close the crack portion This is a hot repair method.
また、本発明は、コークス炉の炭化室と燃焼室とを隔てる耐火物レンガ炉壁に生じた亀裂を熱間で補修するコークス炉亀裂の熱間補修方法であって、前記亀裂位置を検知する工程と、当該亀裂に沿って、レーザ光を照射して耐火レンガを溶融させるとともに、高圧ガスを噴射して該溶融した耐火レンガを除去して溝部を形成する工程と、当該溝部に沿って粉体耐火物を溶射して、溝部および亀裂部を充填する工程と、を有することを特徴とするコークス炉の熱間補修方法である。 Further, the present invention is a hot repair method of a coke oven crack for hot repairing a crack generated in a refractory brick furnace wall separating a carbonization chamber and a combustion chamber of a coke oven, and detects the crack position. A step of irradiating a laser beam along the crack to melt the refractory brick, spraying a high-pressure gas to remove the melted refractory brick and forming a groove, and forming a powder along the groove A method for hot repairing a coke oven, comprising spraying a body refractory and filling a groove and a crack.
また、本発明は、前記レーザ照射によって耐火レンガを溶融させるとともに、高圧ガスを噴射して該溶融した耐火レンガを除去して溝部を形成する工程において、前記高圧ガスの温度が300℃以上1000℃以下であることを特徴とするコークス炉の熱間補修方法である。 Further, the present invention is the step of melting the refractory brick by the laser irradiation, and injecting the high-pressure gas to remove the molten refractory brick to form the groove portion, the temperature of the high-pressure gas is 300 ° C. or more and 1000 ° C. A hot repair method for a coke oven characterized by the following.
また、本発明は、レーザ照射によって形成される前記溝部の幅をWg、深さをdg、耐火レンガ厚をtoとした時、Wgが10mm以上であり、溝形成部の耐火レンガ残厚t=t0−dgが30mm以上であることを特徴とするコークス炉亀裂の熱間補修方法である。 Further, the present invention, when the width of the groove formed by the laser irradiation Wg, the depth dg, refractory bricks thickness was t o, Wg is not less 10mm or more, the groove forming portion refractory bricks remaining thickness t = T 0 -dg is a hot repair method for coke oven cracks, characterized in that it is 30 mm or more.
また、本発明は、前記耐火レンガがSiO2含有量93重量%以上の珪石レンガであり、当該耐火レンガ温度または炉内雰囲気温度の少なくともいずれかが300℃以上1800℃以下であることを特徴とするコークス炉の熱間補修方法である。 Further, the present invention is characterized in that the refractory brick is a silica brick having a SiO2 content of 93% by weight or more, and at least one of the refractory brick temperature or the furnace atmosphere temperature is 300 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower. This is a hot repair method for coke ovens.
本発明の第一の方法により、亀裂部は、レーザ照射によって生成される耐火物レンガの溶融・再凝固物により閉塞され、炉壁表面の凸部は発生せず、また深溶融によって十分深い亀裂の閉塞が可能である。また本発明の第二の方法では、レーザ照射によって亀裂部を中心とした例えば幅10mm以上の溝部を形成し、引き続き溶射バーナーによって粉体耐火物を溶射充填するため、溶射部に凸部が無く、確実な補修が可能である。またレーザによって形成する溝深さを残存レンガ厚が30mm以上となるようにするため、溝形成時のレンガの機械強度を保持することが可能であり、炉壁の強度に影響を与えずに安全に補修を行える。これらの発明により、炉体の寿命を損なうことなく確実にコークス炉の亀裂を補修することが可能である。 According to the first method of the present invention, the cracked portion is closed by the melted / re-solidified material of the refractory brick generated by the laser irradiation, the convex portion of the furnace wall surface is not generated, and the crack is sufficiently deep by the deep melting. Can be closed. Further, in the second method of the present invention, a groove having a width of, for example, 10 mm or more is formed by laser irradiation, and a powder refractory is subsequently spray-filled by a thermal spray burner. Reliable repair is possible. In addition, since the depth of the groove formed by the laser is 30 mm or more, it is possible to maintain the mechanical strength of the brick when forming the groove, and it is safe without affecting the strength of the furnace wall. Can be repaired. With these inventions, it is possible to reliably repair cracks in the coke oven without deteriorating the life of the furnace body.
加工手段としてレーザを用いているため、断熱、冷却ジャケットで保護された、光ファイバ、あるいは反射ミラー等で構成された伝送光学装置を通して、熱間の炉内の任意の位置にレーザ光を導光可能であるため熱間での補修に適する。またレーザはビームの指向性、パワー制御性が高く、亀裂部周辺に限定して、所望の幅・深さの溶融・再凝固層、あるいは溝を精度良く形成することが可能であるとの利点も有する。 Since a laser is used as the processing means, the laser beam is guided to any position in the furnace between the heat through a transmission optical device composed of an optical fiber or a reflection mirror, which is protected by a heat insulating and cooling jacket. Suitable for hot repair because it is possible. In addition, the laser has high beam directivity and power controllability, and it is possible to form a melted / resolidified layer or groove with a desired width and depth with high precision, limited to the periphery of the crack. Also have.
図8は炉壁と炉壁に生じた亀裂の模式図である。炉壁2は耐火レンガを積み上げて作られており、耐火レンガ1個当たりのサイズは幅300〜400mm、高さ約100mm、厚さ100〜150mmである。亀裂1はレンガ間の接合部である目地を起点に発生する事が多く、炉壁2の上下方向に長く繋がった形状となる。また亀裂1は炭化室から燃焼室の幅方向に貫通している場合が多い。
FIG. 8 is a schematic diagram of a crack generated in the furnace wall and the furnace wall. The
コークス炉壁2の主要構造体には1000℃以上の高温域において熱膨張係数が小さい、珪石レンガ(SiO2含有量93重量%以上、1000℃における熱膨張係数1.25%以下)が用いられる。珪石レンガは高温域では機械的強度が高く、構造体としての特性に優れるからである。しかし、図9に示すように珪石レンガは他の粘土質レンガに比べて、温度変化に対する体積膨張率が大きく、また比較的靭性が低いため、急激な温度変化に対して割れが発生しやすい。従って、一旦コークス炉の操業温度域で安定した後に、珪石レンガを冷却することは炉壁2の構造体に致命的な損傷を与える可能性が高い。また仮に冷却した後に、常温において、溶射等の熱的な加工により亀裂1の補修をしようとすると、局所的な温度偏差が発生するため耐火レンガは割れるという問題がある。
The main structure of the
一方で、珪石レンガは300℃を越えた温度域では体積膨張率が減少し、特に700℃を越える領域では、ほとんど体積変化がないという特徴を有する。そこで本発明者らは、高温域での熱加工は低靭性の珪石レンガでも損傷を与えることがなく、またレーザを用いる熱加工であれば、高い位置制御性が要求される亀裂部の補修加工にも適用可能との着想を得て、本発明に至ったものである。 On the other hand, silica brick has a feature that the volume expansion coefficient decreases in a temperature range exceeding 300 ° C., and there is almost no volume change particularly in a region exceeding 700 ° C. Therefore, the present inventors do not cause damage even in low-toughness silica bricks in the high temperature range, and if thermal processing using a laser, repair processing of cracked parts that require high position controllability The present invention has been obtained based on the idea that the present invention can also be applied.
以下に図を用いて本発明を詳細に説明する。図5は本発明に関わる装置の説明図である。本装置は、亀裂を検知するCCDカメラ7とレーザ出力ヘッド8、レーザ光の反射ミラー10、集光レンズ11、およびこれらを内包する水冷ジャケット16、レーザ加工ヘッド15、および本発明の第二の方法で使用される溶射火炎バーナー19、高圧ガスノズル18から成る。水冷ジャケット16で保護された本装置は図示されないロボットアームでコークス炉炭化室内の任意の場所に移動可能である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is an explanatory diagram of an apparatus according to the present invention. This apparatus includes a
図1は本発明の第一の方法の説明図である。本方法は、上記図5に示した装置を用いて行い、炉壁2に生じた亀裂1の場所をCCDカメラ7により検知して、亀裂1の位置情報を収集蓄積する工程(A)と、検知した位置情報を基に亀裂1に沿ってレーザ光6を照射して、耐火物レンガの溶融・再凝固部3を形成して、亀裂1を閉鎖する工程(B)から成る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the first method of the present invention. This method is performed using the apparatus shown in FIG. 5, and the step (A) of detecting the location of the
本発明の方法では、まずCCDカメラ7によって炭化室側の炉壁2の画像を撮影して、亀裂位置を探索・検知する。コークス炉内は1000℃であるため、炉壁2からの熱輻射ノイズが生じ、これを除去するために、赤色光を遮断する図5に示すフィルタ12を使用して鮮明な画像を得ることができる。撮影画像信号とロボットアームの位置座標データを同期させ、亀裂位置データを収集して、図示されないデータ蓄積装置に格納する。
In the method of the present invention, first, an image of the
次に、亀裂位置データを基に、ロボットアームの操作によってレーザ加工ヘッド15を亀裂位置に移動した後、適当な速度で亀裂1に沿ってレーザ光を走査照射する。ここでレーザ光は、コークス炉外に設置された図示されないレーザ装置から光ファイバ9を通して伝送され、レーザ出力ヘッド8から出力される。レーザ光6は反射ミラー10、集光レンズ11を介して集光される。集光ビームはレーザ加工ヘッド15先端のレーザ通過ノズル17を通して炉内に照射され、亀裂1を加工する。ここで水冷ジャケット16内は冷却エアー13で加圧されており、冷却に使用されたエアーはノズル17より排出される。また冷却エアー13はノズル開口部からの粉塵流入を防ぎ、光学部品を保護する効果を有する。レーザ加工ヘッド15は二重菅ノズル構造をしており、ノズル17と同軸で高圧ガスノズル18を備える。図示されない高温・高圧ガス供給装置から、ノズル18を通して300℃から1000℃に加熱された加工アシストガス14を加工部に噴射することが可能である。
Next, after moving the
図2は本発明の第一の方法によって亀裂を閉塞させた場合の模式図である。第一の方法は例えば亀裂幅が小さいときに適用する。図2(A)、(B)の耐火レンガ炉壁2はいずれも断面図である。図2(A)は亀裂1にレーザ光6を照射する様子を示す。レーザ照射によって、耐火レンガは瞬時に融点である1700〜1800℃に達し、溶融する。図2(B)は、レーザ照射後、耐火レンガに溶融・再凝固部3が生じた様子を示す。溶融深さdmはレーザ光の集光パワー密度、走査速度に依存して変化し、最大では貫通に相当する100mm以上も可能である。また溶融幅Wmは照射ビーム、パワー密度と走査速度で制御可能である。本発明の方法では、直立した壁面に対して横方向からレーザを照射して溶融層を形成する。従って、溶融部は床面に対して平行で水平となる。このため、溶融レンガは比較的粘性が高いこととも相まって、溶融部から流れ出る溶融成分はほとんど無く、加工位置に留まる。その結果、レーザ光の通過後は溶融・再凝固部3が亀裂1を充填するように形成されて、亀裂1が閉鎖される。
FIG. 2 is a schematic view when a crack is closed by the first method of the present invention. The first method is applied, for example, when the crack width is small. Both the refractory
レーザ照射部は局所的に融点に相当する1800℃以上となり、非照射部とは800℃以上の温度差が発生する。しかし、図9から推測されるとおり、高温域ではほとんど体積変化がないため、温度偏差による加工部周辺の割れは発生しない。また溶融・再凝固部3の盛り上がりはほとんど発生しない。これは加工時に溶融レンガの一部が蒸発するためと凝固時の若干の体積収縮によるものと考えられる。従って炉壁補修部表面に凸部が発生しないため、コークス押し出し時の抵抗圧力の増加は発生せず、炉体寿命への影響もない。
The laser irradiated portion locally has a temperature of 1800 ° C. or higher corresponding to the melting point, and a temperature difference of 800 ° C. or higher is generated from the non-irradiated portion. However, as estimated from FIG. 9, since there is almost no volume change in the high temperature range, cracks around the processed part due to temperature deviation do not occur. Further, the swell of the melting /
図3は本発明の第二の方法の説明図である。本方法は、炉壁2に生じた亀裂1の場所を検知して、亀裂1の位置情報を収集蓄積する工程(A)と、検知した位置情報を基に亀裂1に沿ってレーザ光6を照射して、亀裂部周辺の耐火物レンガを除去して溝部4を形成する工程(B)と、当該溝部に沿って溶射火炎バーナー19で粉体耐火物20を溶射して、亀裂1および溝部4を充填する亀裂充填部5を形成する工程(C)とからなる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the second method of the present invention. This method detects the location of the
亀裂1の検知工程は、本発明の第一の方法に同じである。次に検知した亀裂位置データを基に、レーザ照射を行う。ここでレーザ照射による耐火レンガの溶融と同時に、高圧ガス14を噴射して溶融した耐火レンガを除去する。この際、高圧ガスは常温でも、レーザ照射部での発熱と炉内雰囲気温度により、加工ガスは瞬時に炉内の雰囲気温度になる。しかし溶融物の除去速度を増加させたい場合は、大量にガスを噴射する必要があるが、その際は耐火レンガが部分的に冷却されて、割れが発生する可能性がある。その場合は、高圧ガス14を事前に加熱して高温ガスとして噴射することが望ましい。その際のガス温度は珪石レンガの体積安定温度域である300℃以上で、且つ炉内雰囲気温度である1000℃以下が好ましい。
The detection process of the
次に、亀裂位置データを基に、溶射火炎バーナー19を用いて、溝部4の形成後の亀裂1に沿って耐火物粉体20を溶射し、溶射充填部5を形成して亀裂1を閉塞させる。
Next, based on the crack position data, the thermal
図4は本発明の第二の方法によって亀裂1を閉塞させた場合の模式図である。第二の方法は例えば亀裂幅が大きいときに適用する。図4(A)、(B)、(C)の耐火レンガ炉壁2はいずれも断面図である。図4(A)は亀裂1にレーザ光6を照射する様子を示す。図4(B)は、レーザ照射して溝加工を行った後、亀裂周辺部に溝部4が生じた様子を示す。形成する溝部4の幅Wgは10mm以上とすることが望ましい。これは後工程で使用する火炎バーナーによる溶射法では、耐性微粉体は広がるため、粉体の溶射精度に限界があるためであり、溝幅が10mm未満の狭い溝では、溶射部の平坦度を保ち、溝内部を均一に充填することが困難なためである。一方、溶射バーナーは広い面積溝部の充填には適する技術であるため、溝幅の最大値は特に規定されるものではない。しかし、溝幅が100mmを越えると、レーザ溝加工の時間と負荷が増え、また溝形成時の炉壁の強度も減少すると考えられるため、溝幅は100mm程度までとすることが好ましい。また溝深さは、耐火レンガの残厚tが30mm未満になると、耐火レンガの強度が著しく減少し、部分的な破孔が生じ、更には挫屈に至る可能性がある。従って、溝部4の深さ形状としては、溝形成後の耐火レンガ残厚tと溝部4の深さdgと溝形成前の耐火レンガ厚t0の関係はt=t0−dgであることから、tが30mm以上となる溝部4の深さdgに限定することが望ましい。溝部4の深さの制御はレーザのパワー密度、走査速度などを調整することにより行うことができる。
FIG. 4 is a schematic view when the
溝形成後は溶射火炎バーナー19によって、図4(C)に示すように、耐火物粉体の溶射充填部5が形成される。広幅の溝を形成することで、溶射火炎バーナー19によって平坦な溶射充填部5が形成可能であり、従って、コークスの押し出し圧力増加もなく、炉体寿命への影響もない。また本発明の第一の方法に比べて亀裂部周辺を広く除去して補修するため、より強固な補修が可能であるとの利点を有する。
After the groove is formed, the thermal
実施例1
本発明の第一の方法の実施例を示す。本実施例では、試験炉を用いて、1000℃の熱間での補修を実施し、CCDカメラで補修の様子を観察した後、冷却して加工断面等を解析した。
Example 1
1 shows an embodiment of the first method of the present invention. In this example, hot repair at 1000 ° C. was performed using a test furnace, the state of the repair was observed with a CCD camera, and then cooled and analyzed for a processing cross section and the like.
レーザ装置として、平均出力2kWのファイバレーザを用いた。ファイバレーザは光ファイバ自身がレーザ発振媒体であるため、光ファイバへの結合効率も高く、また発振効率が高いことから装置がコンパクトで、コークス炉近傍への装置設置が容易との利点を有する。 A fiber laser having an average output of 2 kW was used as the laser device. Since the fiber laser itself is a laser oscillation medium, the fiber laser has the advantage that the coupling efficiency to the optical fiber is high and the oscillation efficiency is high, so that the apparatus is compact and the apparatus can be easily installed near the coke oven.
図5に示した装置を用いて、珪石レンガ炉壁の炉内温度1000℃にて、本発明の方法を実施した。亀裂はCCDカメラ7で検知し、亀裂幅は0.5〜1mmである。レーザ光6はレンズで集光された後、耐火レンガに照射した。集光レンズ11の焦点距離は200mmであり、集光ビーム径は約φ0.2mmである。高温・高圧の加工アシストガス14は使用していない。レーザビームは速度3mm/sにて走査した。熱間でのCCDカメラ7による加工部の観測では、亀裂の閉塞を確認するとともに、周辺部に割れ等が発生していないことを確認した。また、試験炉を冷却した後に、加工断面を解析したところ、溶融・再凝固部が平均深さ約30mm、幅3mmにわたり形成され、その部分の亀裂は閉塞していた。また溶融・再凝固部の正常レンガ面からの凹凸については、凸部は無く、凹部も最大深さが3mm以下で、ほぼ平坦な表面を持つ亀裂補修がなされていることが確認された。
Using the apparatus shown in FIG. 5, the method of the present invention was carried out at an in-furnace temperature of 1000 ° C. of the silica brick furnace wall. The crack is detected by the
実施例2
本発明の第二の方法の実施例を示す。本実施例も実施例1と同じく試験炉にて、図5に示した装置を用いて実施した。亀裂幅は1mm〜10mmである。レーザビーム集光径は16mmとして、走査速度を0.5mm/sとした。また同時に高温の高圧ガス14として約700℃の高温圧縮空気をノズル18より高圧で噴射した。その結果、レーザ照射部の溶融された耐火レンガは高圧ガスにより除去され、1回の走査で幅15mm、深さ約5mmの溝が形成された。この走査を5回繰り返すことで、同じ幅で深さ約20mmの溝部が形成された。
Example 2
2 shows an embodiment of the second method of the present invention. This example was also carried out in the same test furnace as in Example 1, using the apparatus shown in FIG. The crack width is 1 mm to 10 mm. The condensing diameter of the laser beam was 16 mm, and the scanning speed was 0.5 mm / s. At the same time, high-temperature compressed air of about 700 ° C. was injected as high-temperature high-
次に、図6に示すように、溶射火炎バーナー19で粉体耐火物20を溶射して、当該溝部の充填補修を行った。熱間での観察により、亀裂は充填されていることが確認された。次に冷却後の補修部断面を解析したところ亀裂は閉塞し、良好な亀裂補修がなされていることが確認された。
Next, as shown in FIG. 6, the powder refractory 20 was sprayed with a thermal
尚、本発明は、コークス炉の炉壁に用いられる珪石レンガに対して1000℃近傍の熱間で実施する亀裂補修方法に最もその効果が大きいが、熱膨張係数が異なる他の耐火レンガにおいても、適当な温度域を選ぶことで、炉体に影響を与えずに耐火レンガの補修ができる。 The present invention is most effective in the crack repairing method performed between 1000 ° C. and hot for the silica brick used for the furnace wall of the coke oven, but also in other refractory bricks having different thermal expansion coefficients. By selecting an appropriate temperature range, refractory bricks can be repaired without affecting the furnace body.
また、上記実施の形態において、CCDカメラ7により亀裂の幅を確認し、その結果に基づいて、亀裂幅が予め設定された設定値より小さい場合には上記第一の方法を使用し、亀裂幅がその設定値より大きい場合には上記第二の方法を使用するようにしてもよい。
In the above embodiment, the crack width is confirmed by the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the ideas described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
1 亀裂
2 耐火レンガ炉壁
3 耐火レンガの溶融・再凝固部
4 亀裂周辺に形成した溝部
5 溶射充填部
6 レーザ光
7 CCDカメラ
8 レーザ出力ヘッド
9 光ファイバ
10 反射ミラー
11 集光レンズ
12 赤外光遮断フィルタ
13 冷却エアー
14 高圧ガス
15 レーザ加工ヘッド
16 水冷ジャケット
17 レーザ光通過ノズル
18 高圧ガスノズル
19 溶射火炎バーナー
20 粉体耐火物
Wm 溶融・再凝固部の幅
dm 溶融・再凝固部の深さ
wg 溝部の幅
dg 溝部の深さ
t 溝形成部の耐火レンガ残厚
t0 耐火レンガ厚
DESCRIPTION OF
Wm Width of melted / resolidified part dm Depth of melted / resolidified part wg Width of groove part dg Depth of groove part t Refractory brick remaining thickness in groove part
t 0 refractory brick thickness
Claims (5)
前記亀裂位置を検知する工程と、
当該亀裂に沿って、該亀裂部及びその周辺にレーザ光を照射して、亀裂部周辺の耐火レンガを溶融、再凝固して亀裂部を閉鎖する工程と、を有することを特徴とする、コークス炉の熱間補修方法。 A hot repair method for a coke oven that repairs hot cracks in a refractory brick furnace wall that separates a carbonization chamber and a combustion chamber of a coke oven,
Detecting the crack position;
A step of irradiating a laser beam to the crack portion and the periphery thereof along the crack to melt and resolidify the refractory brick around the crack portion to close the crack portion. Hot repair method for the furnace.
前記亀裂位置を検知する工程と、
当該亀裂に沿って、レーザ光を照射して耐火レンガを溶融させるとともに、高圧ガスを噴射して該溶融した耐火レンガを除去して溝部を形成する工程と、
当該溝部に沿って粉体耐火物を溶射して、溝部および亀裂部を充填する工程と、を有することを特徴とする、コークス炉の熱間補修方法。 A hot repair method for coke oven cracks, in which a crack generated in a refractory brick furnace wall separating the carbonization chamber and the combustion chamber of the coke oven is repaired hot,
Detecting the crack position;
Along the crack, irradiate a laser beam to melt the refractory brick, and eject a high-pressure gas to remove the molten refractory brick to form a groove, and
And a step of spraying a powder refractory along the groove to fill the groove and the crack.
The refractory brick is a silica brick having a SiO2 content of 93 wt% or more, and at least one of the temperature of the refractory brick or the atmosphere temperature in the furnace is 300 ° C or higher and 1800 ° C or lower. 4. A hot repair method for a coke oven according to any one of 4 above.
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