JP7136148B2 - Coke oven construction method, module block manufacturing method, and module block template manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、コークス炉の建設方法及びモジュールブロックの製造方法、並びに、モジュールブロックテンプレートの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a coke oven construction method, a module block manufacturing method, and a module block template manufacturing method.
製鉄に用いられる冶金用コークスは、室炉式コークス炉で石炭を乾留することによって製造される。室炉式コークス炉は、炭化室と、該炭化室に熱を供給する燃焼室とを炉幅方向に交互に配置することによって構成されており、炭化室と燃焼室とを隔てる耐火煉瓦等の定型耐火物を介して燃焼室から炭化室へ熱が供給される。室炉式コークス炉には100門以上の炉室を備えるものもあり、そのような室炉式コークス炉は、全長100m以上、高さ10m以上におよぶ巨大煉瓦構造物といえる。 Metallurgical coke used in iron making is produced by carbonizing coal in a chamber coke oven. The chamber-type coke oven is configured by alternately arranging a coking chamber and a combustion chamber for supplying heat to the coking chamber in the width direction of the furnace. Heat is supplied from the combustion chamber to the coking chamber through a shaped refractory. Some chamber-type coke ovens have a furnace chamber of 100 gates or more, and such a chamber-type coke oven can be said to be a huge brick structure with a total length of 100 m or more and a height of 10 m or more.
コークス炉を構成する煉瓦等の耐火物は、1000℃を越える高温や、石炭を乾留して得られたコークスを水平に押し出して取り出す際の摩擦にさらされるため、次第に損傷する。そこで、コークス炉は、溶射等の方法による簡易補修や、窯口を主とした部分的な積み替え補修を施しながら使用されるが、一般的には40~50年が寿命とされており、老朽化したコークス炉の更新や新設を行う必要がある。 Refractory materials such as bricks that constitute coke ovens are gradually damaged due to exposure to high temperatures exceeding 1000° C. and friction during horizontal extrusion and extraction of coke obtained by carbonization of coal. Therefore, coke ovens are used while undergoing simple repairs such as thermal spraying, and partial reloading repairs mainly at the kiln mouth. It is necessary to renew or newly install coke ovens that have become
コークス炉の建設(築炉)は、通常、煉瓦等の定型耐火物を築炉工が手積みすることによって行われている。その作業工程は、具体的には以下に述べるようなものである。 Construction of a coke oven (furnace building) is usually carried out by hand-loading standard refractories such as bricks by a furnace builder. Specifically, the work process is as described below.
コークス炉は複雑な構造をしているが、高さ方向上下の定型耐火物の接続面は互いに平行で、コークス炉全体にわたって該接続面が同じ高さで揃うように設計されている。定型耐火物は、高さ方向下から1段目、2段目と数えられる。コークス炉の更新や新設の工事では、総計数百名の築炉工を数十名ずつ一定の範囲ごとに配置し、炉の底部から順に、一日当たり1段又は2段ずつ定型耐火物を積み上げていく。 Although the coke oven has a complicated structure, it is designed so that the connecting surfaces of the upper and lower standard refractories in the height direction are parallel to each other and the connecting surfaces are aligned at the same height throughout the coke oven. Standard refractories are counted as the first and second tiers from the bottom in the height direction. When renewing or installing a new coke oven, a total of several hundred furnace builders are placed in each fixed area, and 1 or 2 layers of standard refractory are piled up from the bottom of the furnace in order per day. To go.
上記の作業における個々の定型耐火物の積み上げは、以下のように行われる。まず、使用する定型耐火物を、予めクレーンなどを使って作業高さ位置に搬入し、施工する位置の近くに配置しておく。また、モルタルは、混練機で製造した後、容器に入れて、クレーンなどで作業場所に搬入し、小分けして施工位置付近に配置しておく。築炉工は、定型耐火物を積む位置に、コテ等の工具を用いて所定の目地厚になるようにモルタルを塗布し(むかえトロ)、次いで、近くに配置されている定型耐火物を取り、空気が入り込まないように、モルタル上へ定型耐火物を積む。積まれた定型耐火物の位置を、水平器等を利用して調整した後、次の定型耐火物を積む位置へ水平方向に移動する。以上の手順を繰り返し行うことで1段分の定型耐火物を積んでいく。1段分の定型耐火物積み上げ作業が終了すると、要求精度が達成されているかの確認を行い、問題が発見された場合はその部分を積み直した後、次の段の積み上げ作業に入る。 The stacking of individual shaped refractories in the above work is carried out as follows. First, the standard refractories to be used are carried in advance to the working height position using a crane or the like, and placed near the construction position. Also, after the mortar is produced by a kneader, it is placed in a container, transported to the work site by a crane or the like, subdivided and placed near the construction position. Furnace workers apply mortar to the position where the standard refractories are to be stacked using a tool such as a trowel (Mukae Toro), and then remove the standard refractories placed nearby. , Stack the standard refractories on the mortar so that air does not enter. After adjusting the position of the piled standard refractories using a leveler or the like, move horizontally to the position where the next standard refractory is to be stacked. By repeating the above procedure, standard refractories for one stage are piled up. When the standard refractory stacking work for one stage is completed, it is confirmed whether the required accuracy is achieved, and if a problem is found, the part is restacked and then the stacking work for the next stage is started.
しかし、以上のような手積みによる築炉には、次のような問題がある。まず、コークス炉に使用される定型耐火物は、1つ5~10kg程度の質量があるため、作業場所への事前の配置と実際の積み上げのいずれも重労働であり、作業者にとって相当な負荷となる。 However, the above hand-built furnace has the following problems. First, since the standard refractories used in coke ovens weigh about 5 to 10 kg each, both placing them in advance at the work site and actually stacking them up are hard work, and a considerable burden on workers. Become.
また、コークス炉は、一般的な建築物用の煉瓦と異なり、上面から見た平面形状が長方形、台形、L字型など、様々な形状の定型耐火物を複雑に組み合わせて建造する必要があることに加え、コークス炉の定型耐火物構造には極めて高い精度が要求される。例えば、燃焼室の壁面は、凹凸が1mm以下であるような、高い平滑性を有していることが求められる。しかし、コークス炉用の定型耐火物として一般的に用いられる耐火煉瓦は焼成して造られるため、個々の耐火煉瓦の寸法(例えば平面視や側面視での対角線距離)に1~2mm程度の誤差がある。そのため、耐火煉瓦を単純に積み上げても必要な精度を満たすことはできず、煉瓦寸法のばらつきを考慮した上で、最終的なコークス炉の寸法精度が得られるように手作業で調整を行いつつ、複雑な形状の煉瓦を積み上げていく必要がある。したがって、コークス炉の定型耐火物積み作業には極めて高度な技能が要求されるが、そのような熟練した築炉工は常に不足している。 In addition, coke ovens differ from ordinary building bricks in that they must be built by complexly combining standard refractories of various shapes, such as rectangular, trapezoidal, and L-shaped when viewed from above. In addition, the standard refractory structure of the coke oven requires extremely high precision. For example, the wall surface of the combustion chamber is required to have high smoothness such that unevenness is 1 mm or less. However, since refractory bricks, which are generally used as standard refractories for coke ovens, are made by firing, there is an error of about 1 to 2 mm in the dimensions of each refractory brick (for example, the diagonal distance in plan view or side view). There is For this reason, simply piling up refractory bricks does not meet the required accuracy, and after considering variations in brick dimensions, manual adjustments are made to obtain the final dimensional accuracy of the coke oven. , It is necessary to pile up bricks of complicated shapes. Therefore, the standard refractory stacking work of coke ovens requires a very high level of skill, and such skilled furnace builders are always in short supply.
以上の理由から、定型耐火物を積み上げる作業を、少ない人手で効率的に行う方法の開発が求められている。 For the above reasons, there is a demand for the development of a method for efficiently stacking standard refractories with less manpower.
これに対し、例えば、特許文献1では、コークス炉建設場所以外で、予め複数の耐火物煉瓦を、モルタルを介して積み上げてモジュールブロックを製造し、該モジュールブロックをコークス炉建設現場に運搬・搬入し、該モジュールブロックを積み上げて炉体構造を構築することが提案されている。この手法によれば、従来の作業者の手積みによる建設工程と比べて、作業時間を短縮でき、作業負荷の低減も可能となる。
On the other hand, for example, in
しかし、特許文献1に記載の技術においては、モジュールブロック製造時に耐火物煉瓦の寸法のばらつきを抑制するためにモルタルの厚さや煉瓦の姿勢を変化させることで、モジュールブロックの外形寸法を調整する。このばらつきの調整は、モジュールブロック毎に異なるため、モジュールブロックを設置する際に設置元の構造と干渉し、積み下ろしができなくなる施工不良が発生する場合がある。従来の作業者による手積みによる建設工程では、煉瓦の寸法のばらつきを1個1個、モルタルの厚さや煉瓦の姿勢を調整しており、それでも寸法が合わず干渉してしまう煉瓦については、交換することで施工不良を防止し、炉全体としての寸法を設計値どおりに製作することができた。しかし、モジュールブロックを積み上げる場合は、モルタルの厚さに対し、モジュールブロックの大きさが圧倒的に大きく、モルタルの厚さやモジュールブロックの姿勢による寸法調整代が、煉瓦1個を積み上げる場合に対して相対的に小さく、干渉を防ぐような十分な調整を行うことができず、施工不良が発生する可能性が高い。また、モジュールブロックは、製造に時間やコストを要するため、交換することも容易でない。このような施工不良トラブルによって工期の遅れ、作業者によるリカバリーのためのコストや作業負荷の増大といった問題が発生する。
However, in the technique described in
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、施工不良を防止し、作業者の負担を低減しつつ、高い精度で効率的にコークス炉を建設することができる、コークス炉の建設方法及びモジュールブロックの製造方法、並びに、そのようなモジュールブロックを製造可能なモジュールブロックテンプレートの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a coke oven construction that can prevent construction defects and reduce the burden on workers while efficiently constructing a coke oven with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a method and method for manufacturing a module block, as well as a method for manufacturing a module block template with which such a module block can be manufactured.
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1)本発明のコークス炉の建設方法は、
コークス炉の建設場所以外の場所において、予め複数の定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造する、モジュールブロック製造工程を含む、コークス炉の建設方法であって、
前記モジュールブロック製造工程は、
所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、
測定された前記組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、
前記次段のモジュールブロックを、前記モジュールブロックテンプレートに沿って前記複数の定型耐火物を積み上げることで製造する、積み上げ工程と、を含むことを特徴とする。
The gist and configuration of the present invention are as follows.
(1) The method for constructing a coke oven of the present invention comprises:
A coke oven construction method including a module block manufacturing process in which a plurality of standard refractories are stacked in advance to manufacture a module block at a location other than the coke oven construction site,
The module block manufacturing process includes:
a combined surface shape measuring step of measuring the combined surface shape of a module block arranged in a predetermined stage and a next-stage module block;
a module block template manufacturing step of manufacturing a module block template reproducing the shape based on the measured shape of the combination surface;
and a stacking step of manufacturing the next module block by stacking the plurality of standard refractories along the module block template.
(2)上記(1)において、前記モジュールブロック製造工程は、
繰り返し開始の段の前記組み合わせ面形状測定工程から、繰り返し終了の段の前記積み上げ工程まで、前記組み合わせ面形状測定工程、前記モジュールブロックテンプレート作製工程、及び前記積み上げ工程を繰り返すことが好ましい。
(2) In (1) above, the module block manufacturing step includes:
It is preferable to repeat the combined surface shape measurement step, the module block template preparation step, and the stacking step from the combined surface shape measurement step at the start of repetition to the stacking step at the end of repetition.
(3)上記(1)又は(2)において、前記組み合わせ面形状測定工程での測定が終了した前記所定の段のモジュールブロックを、前記コークス炉の建設場所へ運搬する、モジュールブロック運搬工程と、
運搬された前記所定の段のモジュールブロックを設置する、モジュールブロック設置工程と、をさらに含むことが好ましい。
(3) In (1) or (2) above, a module block transporting step of transporting the module blocks of the predetermined stage for which the measurement in the combined surface shape measuring step has been completed to a construction site of the coke oven;
It is preferable to further include a module block installation step of installing the transported module blocks of the predetermined stage.
(4)上記(3)において、前記モジュールブロック運搬工程は、前記モジュールブロックを1段ずつ運搬することが好ましい。 (4) In (3) above, it is preferable that the module block transporting step transports the module blocks step by step.
(5)上記(3)において、前記モジュールブロック運搬工程は、前記モジュールブロックを複数段ずつ運搬することも好ましい。 (5) In the above (3), it is also preferable that the module block transporting step transports the module blocks by a plurality of stages.
(6)上記(3)~(5)のいずれかにおいて、前記モジュールブロック運搬工程の後、前記モジュールブロック設置工程の前に、
前記運搬されたモジュールブロックを設置する位置にモルタルを塗布する、モルタル塗布工程を含むことが好ましい。
(6) In any one of (3) to (5) above, after the module block transportation step and before the module block installation step,
It is preferable to include a mortar application step of applying mortar to the positions where the transported module blocks are to be installed.
(7)上記(1)~(6)のいずれかにおいて、前記積み上げ工程において、
前記モジュールブロックテンプレートに、所期したモルタルの厚さに対応する高さを有するモルタルスペーサを配置し、該モルタルスペーサ上に前記複数の定型耐火物を積み上げることが好ましい。
(7) In any one of (1) to (6) above, in the stacking step,
Preferably, a mortar spacer having a height corresponding to a desired mortar thickness is arranged on the module block template, and the plurality of regular refractories are stacked on the mortar spacer.
(8)本発明のモジュールブロックの製造方法は、コークス炉の建設場所以外の場所において、予め複数の定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造する、モジュールブロックの製造方法であって、
所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、
測定された前記組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、
前記次段のモジュールブロックを、前記モジュールブロックテンプレートに沿って前記複数の定型耐火物を積み上げることで製造する、積み上げ工程と、を含むことを特徴とする。
(8) A method for manufacturing a module block of the present invention is a method for manufacturing a module block by stacking a plurality of standard refractories in advance at a place other than a coke oven construction site,
a combined surface shape measuring step of measuring the combined surface shape of a module block arranged in a predetermined stage and a next-stage module block;
a module block template manufacturing step of manufacturing a module block template reproducing the shape based on the measured shape of the combination surface;
and a stacking step of manufacturing the next module block by stacking the plurality of standard refractories along the module block template.
(9)本発明のモジュールブロックテンプレートの製造方法は、
コークス炉の建設場所以外の場所において、予め複数の定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造する、モジュールブロックの製造に用いられ、
所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、
測定された前記組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、を含むことを特徴とする。
(9) The method for manufacturing a module block template of the present invention comprises:
Used for manufacturing module blocks by stacking multiple standard refractories in advance to manufacture module blocks at a location other than the coke oven construction site,
a combined surface shape measuring step of measuring the combined surface shape of a module block arranged in a predetermined stage and a next-stage module block;
and a module block template producing step of producing a module block template reproducing the shape based on the measured shape of the combination surface.
本発明によれば、施工不良を防止し、作業者の負担を低減しつつ、高い精度で効率的にコークス炉を建設することができる、コークス炉の建設方法及びモジュールブロックの製造方法、並びに、そのようなモジュールブロックを製造可能なモジュールブロックテンプレートの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for constructing a coke oven and a method for manufacturing a module block, which can prevent construction defects and reduce the burden on workers while efficiently constructing a coke oven with high accuracy, and It is possible to provide a module block template manufacturing method capable of manufacturing such module blocks.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に例示説明する。なお,以下の説明は、本発明の実施形態を例示的に示すものであり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。また、以下の説明においては、特に断りの無い限り、コークス炉に組み込まれた状態における向きを基準として、定型耐火物、及び該定型耐火物を積み上げて製造されるモジュールブロックについて、上、下、水平、鉛直、長手方向、奥行方向、及び高さ(方向)との用語を用いる。 Embodiments of the present invention will be exemplified in detail below with reference to the drawings. It should be noted that the following description exemplifies the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in the following description, unless otherwise specified, the standard refractory and the module block manufactured by stacking the standard refractory are based on the orientation in the state of being incorporated in the coke oven. The terms horizontal, vertical, longitudinal, depth, and height (direction) are used.
<コークス炉の建設方法>
図1は、本発明の一実施形態にかかるコークス炉の建設方法において用いられる、定型耐火物とモルタルとを積み上げて製造されたモジュールブロックを示す、概略斜視図である。図1においては、モジュールブロック1が積み上げられる方向(コークス炉の高さ方向)を「壁高さ方向Z」とし、モジュールブロック1が積み上げられた際のコークス炉の長手方向となるブロック1の方向を「壁長手方向X」とし、「壁高さ方向Z」及び「壁長手方向X」に直交する方向を「壁奥行方向Y」としている。
<Coke oven construction method>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a module block manufactured by piling up standard refractories and mortar, which is used in a coke oven construction method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the direction in which the module blocks 1 are stacked (height direction of the coke oven) is defined as the "wall height direction Z", and the direction of the
図1に示すように、モジュールブロック1は、定型耐火物2(本例では煉瓦)が、モルタルを介して積み上げられて形成されている。
As shown in FIG. 1, a
ここで、コークス炉に用いられる煉瓦は、前述のように、通常の建築物用の煉瓦とは異なり、様々な形状を有する煉瓦からなる。図示例では、煉瓦2は、壁面煉瓦2a、仕切煉瓦2b、及び壁間煉瓦2cを有している。
壁面煉瓦2aは、壁長手方向(X)の壁面をなす煉瓦である。仕切煉瓦2bは、壁面煉瓦2a間を壁長手方向(X)に接続する煉瓦である。壁面煉瓦2aと仕切煉瓦2bとは、モルタル3を介して接続されている。壁間煉瓦2cは、仕切煉瓦2b間を壁奥行方向(Y)に接続する煉瓦である。仕切煉瓦2bと壁間煉瓦2cとは、モルタル3を介して接続されている。
Here, the bricks used in the coke oven consist of bricks having various shapes, unlike bricks for ordinary buildings, as described above. In the illustrated example, the bricks 2 include wall bricks 2a, partition bricks 2b, and inter-wall bricks 2c.
The wall bricks 2a are bricks forming a wall surface in the longitudinal direction (X) of the wall. The partition bricks 2b are bricks that connect the wall bricks 2a in the wall longitudinal direction (X). The wall bricks 2 a and the partition bricks 2 b are connected via
図1に示すように、本例では、仕切煉瓦2bは、下面にダボと呼ばれる嵌合凸部4を有し、上面にホゾと呼ばれる嵌合凹部5を有している。これにより、煉瓦を積み上げた際に所定の段の上面の嵌合凹部5と次段の下面の嵌合凸部4とが嵌合して、構造物としての強度を高めることができる。なお、図示例では、仕切煉瓦2bが上記の嵌合凸部4及び嵌合凹部5を有しているが、他の煉瓦(壁面煉瓦2aや壁間煉瓦2c)も嵌合凸部4及び嵌合凹部5を有することができる。
また、図示例では、壁間煉瓦2cは、ガスを通過させることのできる、ガス通過孔6を有している。図示例では、ガス通過孔6は、壁高さ方向に延在する孔である。これにより、コークス炉の使用時に、燃焼・排気ガスなどを回収・流動させることができる。
As shown in FIG. 1, in this example, the partition brick 2b has
In the illustrated example, the inter-wall brick 2c has gas passage holes 6 through which gas can pass. In the illustrated example, the
ここで、コークス炉は、壁面の寸法や平坦度の精度の要求に加えて、ガス通過孔6の通り(閉塞していないこと)についても厳しい品質が求められる。また、嵌合凸部4及び嵌合凹部5を煉瓦同士で干渉することなく積み上げる必要もある。
Here, in the coke oven, in addition to requirements for the accuracy of the wall surface dimensions and flatness, strict quality is also required for the alignment of the gas passage holes 6 (not clogged). In addition, it is also necessary to pile up the
その一方で、図1に一例を示したように、モジュールブロック1を構成する煉瓦は、様々な形状を有する複数種類からなる上、1つの種類の煉瓦を見ても、嵌合凸部4及び嵌合凹部5を有する場合や、ガス通過孔6を有する場合があり、各煉瓦の形状は、極めて複雑である。さらに、モジュールブロック1に用いられる耐火物煉瓦は、一般的に、焼成時の収縮により設計寸法に対し0.5%~3%程度の寸法ばらつきが発生する。従って、これらの煉瓦を組み合わせて、上記の品質要求を満たすようにするのは、一般的には困難である。
On the other hand, as shown in an example in FIG. 1, the bricks constituting the
ここで、従来の手積み作業によるコークス炉の建設方法では、熟練作業者が寸法ばらつきをモルタルの厚さや煉瓦の姿勢で調整しながら、煉瓦を1段ずつ積むことで、嵌合凸部4及び嵌合凹部5を煉瓦同士で干渉させることなく、壁面の寸法や平坦度を高精度で仕上げ、ガスの通りも確保していた。 Here, in the conventional coke oven construction method by manual work, a skilled worker adjusts the dimensional variation by adjusting the thickness of the mortar and the posture of the bricks, and stacks the bricks one by one. The dimensions and flatness of the wall surface were finished with high accuracy without causing the bricks to interfere with each other in the fitting recess 5, and the passage of gas was also ensured.
図2は、本発明の一実施形態にかかるコークス炉の建設方法に用いられるモジュールブロック、及び、複数のモジュールブロックの組み合わせ構造の一例を示す概略部分斜視図である。
図2に示すように、モジュールブロック1を積んでコークス炉を建設する際には、既に積まれたモジュールブロック1上の組み合わせ面(上面)7に、モジュールブロックを設置して組み合わせてコークス炉を製作していく。従来、組み合わせ面は、嵌合凸部、嵌合凹部、及びガス通過孔の形状による出っ張りや引っ込みを有するため、既設の段のモジュールブロックの嵌合凸部、嵌合凹部、ガス通過孔の形状や位置が、次段のモジュールブロックの嵌合凸部、嵌合凹部、ガス通過孔の形状や位置とずれて、煉瓦同士が接触、干渉してしまい、モジュールブロック同士がずれて組み合わされ、あるいは、積めないといった問題が生じるおそれがあった。
FIG. 2 is a schematic partial perspective view showing an example of a module block used in a coke oven construction method according to an embodiment of the present invention, and an example of a combination structure of a plurality of module blocks.
As shown in FIG. 2, when building a coke oven by stacking the module blocks 1, the module blocks are placed on the combination surface (upper surface) 7 on the already stacked module blocks 1 and combined to construct the coke oven. We will manufacture. Conventionally, the mating surfaces have protrusions and recesses due to the shapes of the fitting projections, fitting recesses, and gas passage holes. The shape and position of the mating protrusions, mating recesses, and gas passage holes of the module blocks on the next stage deviate from each other, causing the bricks to come into contact with each other and interfere with each other. , there was a risk that problems such as not being able to stack
図3は、本発明の一実施形態にかかるコークス炉の建設方法のフローチャートである。本実施形態のコークス炉の建設方法は、コークス炉の建設場所以外の場所において、予め複数の定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造する、モジュールブロック製造工程を含む。
図4は、モジュールブロックを積んでなるコークス炉を示す概略斜視図である。モジュールブロックを積んでいくのは、作業者による手積みでも良く、あるいは、ロボット等による自動積み上げでも良い。ここでは、奇数段と偶数段とでモジュールブロックを互い違いに積み上げており、これにより構造体としての強度を向上させることができる。図4に示す例では、1段目のモジュールブロック11(11a~11d)の上に2段目のモジュールブロック12(12a~12d)を互いに半ピッチずれるように千鳥状に配置している。
図3に戻って、モジュールブロック製造工程は、所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程(ステップS102、ステップS106、ステップS110)と、測定された組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程(ステップS104、ステップS108)と、次段のモジュールブロックを、モジュールブロックテンプレートに沿って複数の定型耐火物を積み上げることで製造する、積み上げ工程(ステップS105、ステップS109)と、を含む。
FIG. 3 is a flow chart of a coke oven construction method according to an embodiment of the present invention. The coke oven construction method of the present embodiment includes a module block manufacturing step of stacking a plurality of standard refractories in advance to manufacture module blocks at a location other than the coke oven construction site.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a coke oven stacked with module blocks. The module blocks may be stacked manually by an operator, or may be automatically stacked by a robot or the like. Here, module blocks are alternately stacked in odd-numbered stages and even-numbered stages, thereby improving the strength of the structure. In the example shown in FIG. 4, the second module blocks 12 (12a to 12d) are arranged on the first module blocks 11 (11a to 11d) in a zigzag manner so as to be shifted from each other by half a pitch.
Returning to FIG. 3, the module block manufacturing process includes a combined surface shape measurement process (steps S102, S106, Step S110), a module block template manufacturing process (step S104, step S108) for manufacturing a module block template that reproduces the shape based on the measured shape of the combined surface, and a next stage module block as a module and a stacking step (step S105, step S109) of manufacturing by stacking a plurality of standard refractories along the block template.
本実施形態において、上記の工程は、コークス炉の建設場所以外の場所で行う。「コークス炉の建設場所以外の場所」としては、コークス炉の建設現場とは異なり、かつ定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造することができる場所であれば特に限定されず、任意の場所を用いることができる。例えば、コークス炉の建設を行うための場所に設けられた仮上屋に隣接する土地等のコークス炉建設場所に隣接する場所、該コークス炉を製鉄所内に建設する場合であれば、該製鉄所内の他の場所などでモジュールブロック製造工程を行うことができる。また、モジュールブロックの製造は、コークス炉建設場所から離れた遠隔地で行うことも可能であるが、運搬にかかる時間やコストを考慮すると、コークス炉建設場所に隣接する場所で行うことが好ましい。モジュールブロック製造工程は、一カ所で集約的に行うことが効率上望ましいが、複数の場所で行って、それぞれの場所で製造されたモジュールブロックを、1つのコークス炉建設現場へ運搬、搬入して用いることもできる。
以下、各工程について順に説明する。
In this embodiment, the above steps are performed at a location other than the coke oven construction site. "A place other than the construction site of the coke oven" is not particularly limited as long as it is a place different from the construction site of the coke oven and where the standard refractories can be piled up to manufacture module blocks, and any place can be used. can be used. For example, a place adjacent to a coke oven construction site such as land adjacent to a temporary shed provided at a site for constructing a coke oven, or if the coke oven is to be constructed within a steelworks, within the steelworks The module block manufacturing process can be performed at other locations such as In addition, although it is possible to manufacture the module blocks in a remote location away from the coke oven construction site, considering the time and cost required for transportation, it is preferable to manufacture the module blocks at a location adjacent to the coke oven construction site. It is desirable for efficiency that the module block manufacturing process be performed intensively at one place, but it is performed at multiple sites and the module blocks manufactured at each site are transported and carried to one coke oven construction site. can also be used.
Each step will be described below in order.
図3に示すように、本実施形態においては、まず、1段目となるモジュールブロックを製造する(ステップS101)。1段目のモジュールブロックは、定型耐火物(本例では煉瓦)を、モルタルを介して積み上げることで製作することができる。1段目のモジュールブロックの製造に際しては、例えば他の1段目となるモジュールブロックとの共通テンプレートを用意し、該共通テンプレートに沿って定型耐火物を積み上げることができる。
次いで、図3に示すように、所定の段(1段目)として配置されるモジュールブロックの、次段(2段目)のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する(組み合わせ面形状測定工程:ステップS102)。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, first, a module block that is the first stage is manufactured (step S101). The first module block can be manufactured by piling up standard refractories (bricks in this example) via mortar. When manufacturing the first-tier module block, for example, a template common to other first-tier module blocks is prepared, and standard refractories can be stacked along the common template.
Next, as shown in FIG. 3, the shape of the combined surface of the module block arranged in a predetermined stage (first stage) and the module block in the next stage (second stage) is measured (combined surface shape measuring step : step S102).
図5は、組み合わせ面形状測定工程における測定の一例を示す図である。
図5に示すように、所定の段として配置されるモジュールブロック14(14a、14b、14c)の、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面(上面)の形状を、本例では3次元測定装置15を用いて測定する。本例では、3次元測定装置は、レーザ照射によるパターン投影法を用いて組み合わせ面の形状を測定するものである。測定手法は、測定精度や測定時間が適切である任意の既知の手法を用いることができ、他にも例えば、光切断法、タイムオブフライト方式等を用いた3次元測定装置を用いて測定を行うことができる。あるいは、ステレオカメラを設置して、該ステレオカメラにより撮像した画像を解析してデータ化することもできる。図3に示すように、組み合わせ面形状測定工程は、(測定の対象となる)モジュールブロックを作製した後、炉内に運搬する前に行うことが好ましい。炉内は他の煉瓦やモジュールブロック構造物が多く存在しているため、安定した3次元形状の測定が困難であるからである。また,測定タイミングを早めることで後述のモジュールブロックテンプレートの製作も早くなり、全体としての工程の短縮化につながるからである。
図5に示す例では、個々のモジュールブロックの組み合わせ面の形状のデータ16を合成して、所定の段のモジュールブロックの組み合わせ面の形状のデータ17として得ている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of measurement in the combined surface shape measurement process.
As shown in FIG. 5, the shape of the combination surface (upper surface) of the module blocks 14 (14a, 14b, 14c) arranged in a predetermined stage with the next module block is measured by a three-
In the example shown in FIG. 5, the
次いで、本実施形態では、測定が終了した1段目のモジュールブロックを建設場所へと運搬し、コークス炉内に積み上げる(ステップS103)。このように、組み合わせ面形状測定工程での測定が終了した所定の段のモジュールブロックを、コークス炉の建設場所へ運搬する、モジュールブロック運搬工程と、運搬された所定の段のモジュールブロックを設置する、モジュールブロック設置工程と、を含むことが好ましい。さらに、モジュールブロック運搬工程の後、モジュールブロック設置工程の前に、運搬されたモジュールブロックを設置する位置にモルタルを塗布する、モルタル塗布工程を含むことが好ましい。 Next, in the present embodiment, the first-tier module blocks for which measurements have been completed are transported to the construction site and stacked in the coke oven (step S103). In this way, a module block transporting step of transporting a predetermined stage of module blocks for which measurement in the combined surface shape measurement process has been completed to the construction site of the coke oven, and installing the transported predetermined stage of module blocks. , and a module block installation step. Furthermore, it is preferable to include a mortar application step of applying mortar to the positions where the transported module blocks are to be installed after the module block transportation step and before the module block installation step.
モジュールブロック運搬工程では、モジュールブロックは、乾燥が終了した後、コークス炉建設場所へ運搬される。モジュールブロック運搬工程におけるモジュールブロックの運搬方法は、特に限定されることなく、モジュールブロックの製造場所とコークス炉の建設場所との距離等に応じて、トラックやトランスポータ(自走運搬台車)、クレーン等の任意の方法を単独または複数組み合わせて使用することができる。例えば、コークス炉建設場所に仮上屋が設けられている場合、モジュールブロックの製造場所から仮上屋まではトランスポータで運搬し、仮上屋内では天井クレーンとステージジャッキを併用して施工位置まで運搬することができる。また、モジュールブロック運搬工程においては、モジュールブロック製造場所からコークス炉建設場所の施工位置まで直接モジュールブロックを運搬することもできるが、まず、モジュールブロック保管場所に運搬して一時的に保管し、築炉の進捗状況に応じてモジュールブロック保管場所からコークス炉建設場所の施工位置までモジュールブロックを運搬しても良い。 In the module block transportation step, the module blocks are transported to the coke oven construction site after drying. The method of transporting module blocks in the process of transporting module blocks is not particularly limited. Depending on the distance between the module block manufacturing site and the coke oven construction site, trucks, transporters (self-propelled trolleys), and cranes may be used. etc. can be used singly or in combination. For example, if there is a temporary shed at the coke oven construction site, transport from the module block manufacturing location to the temporary shed will be carried by a transporter, and in the temporary shed, overhead cranes and stage jacks will be used together to reach the construction location. can be transported. In the module block transportation process, the module blocks can be directly transported from the module block manufacturing site to the construction site of the coke oven construction site. Depending on the progress of the furnace, the module blocks may be transported from the module block storage location to the construction position at the coke oven construction location.
モルタル塗布工程では、モジュールブロックを設置する位置に、モルタルを塗布する。モルタルの塗布方法は特に限定されず、定型耐火物を積む場合と同様に、モジュールブロックの底面や側面が接触する位置、言い換えれば、モジュールブロックが設置される位置の上面や側面に、モルタルを塗布すれば良い。 In the mortar application step, mortar is applied to the positions where the module blocks are to be installed. The method of applying mortar is not particularly limited, and mortar is applied to the positions where the bottoms and sides of the module blocks come into contact, in other words, the top and sides where the module blocks are installed, in the same way as when stacking standard refractories. do it.
モジュールブロック設置工程では、モルタル塗布工程でモルタルが塗布された位置に、モジュールブロックを設置する。モジュールブロックの設置方法は特に限定されないが、例えば、クレーン等で揚重したモジュールブロックを、モルタルが塗布された面に位置を調整しつつ設置すればよい。このように、モジュールブロック単位で施工することにより、定型耐火物を1つずつ手積みする場合に比べて作業者の負担を低減し、高い精度で定型耐火物を積み上げることができる。 In the module block installation process, the module blocks are installed at the positions where the mortar was applied in the mortar application process. The method of installing the module block is not particularly limited, but for example, the module block lifted by a crane or the like may be placed on the surface coated with mortar while adjusting the position. In this way, by constructing in module block units, the burden on workers can be reduced and the standard refractories can be piled up with high precision, compared to the case of manually stacking standard refractories one by one.
図3に示すように、次いで、本実施形態では、測定された組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する(モジュールブロックテンプレート作製工程:ステップS104)。
図6は、モジュールブロックテンプレートを作製する様子を示す図である。図6に示す例では、組み合わせ面形状測定工程(ステップS102)で得られた、1段目のモジュールブロックの形状の点群データ17a、17bを、コンピュータ18の計算部によってCAD/CAEデータに変換する。得られたCAD/CAEデータを用いて、コンピュータ18の制御部により、一例としては、エンドミル加工機19に対して加工指示を出し、エンドミル加工機19は、エンドミル工具20によりCAD/CAEデータに従う形状に加工してモジュールブロックテンプレート23aを作製する。他の例としては、得られたCAD/CAEデータを用いて、コンピュータ18の制御部により、積層型3Dプリンタ21に対して加工指示を出し、積層型3Dプリンタ21は、造形材射出ヘッド22から材料を射出して、CAD/CAEデータに従う形状に加工してモジュールブロックテンプレート23bを作製する。モジュールブロックテンプレートは、モジュールブロックを積み上げる際の強度を有していれば、特には限定されないが、例えば鉄などの金属製や樹脂製とすることができる。なお、加工の精度としては、煉瓦の寸法誤差を考慮し、最大誤差0.1mm以下とすることが好ましい。
As shown in FIG. 3, next, in the present embodiment, based on the measured shape of the combined surfaces, a module block template is produced that reproduces the shape (module block template production step: step S104).
FIG. 6 is a diagram showing how a module block template is produced. In the example shown in FIG. 6, the
図3に示すように、本実施形態では、次いで、次段のモジュールブロックを、モジュールブロックテンプレートに沿って複数の定型耐火物を積み上げることで製造する(積み上げ工程:ステップS105)。
図7は、モジュールブロックテンプレートを用いて次段のモジュールブロックを製作する様子を示す図である。
図7に示すように、作製されたモジュールブロックテンプレート23を安置し、その上に、モジュールブロックテンプレート23に沿って複数の定型耐火物(壁面煉瓦2a、仕切り煉瓦2b、壁間煉瓦2c)を積み上げる。具体的には、モジュールブロックテンプレート23の嵌合凸部、嵌合凹部、ガス通過孔に合わせて、定型耐火物を積み上げる。これにより、嵌合凸部及び嵌合凹部との干渉を避けつつ、ガスの通りを確保しながら定型耐火物を積み上げることができる。その際には、炉内でモジュールブロックを設置する際のモルタルの厚さ分の高さを有するモルタルスペーサ24をモジュールブロックテンプレート23の組み合わせ面に配置しながら定型耐火物を積み上げることが好ましい。これらの作業は、図7に示すように、作業者25によって行うこともでき、あるいは、煉瓦積みロボット26によって行うこともできる。なお、所定の段(n段目)のモジュールブロックテンプレート作製工程中に、その前段(n-1段目)の積み上げ工程を実施することにより、モジュールブロックテンプレートの作製の待ち時間を有効活用することができる。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, next module blocks are manufactured by stacking a plurality of standard refractories along the module block template (stacking step: step S105).
FIG. 7 is a diagram showing how the next-stage module block is produced using the module block template.
As shown in FIG. 7, the fabricated
図3に戻って、ステップS106~ステップS111は、上記のステップS102~ステップS105の繰り返しである。本実施形態では、最上段の段数をN段目とするとき、N段目のモジュールブロックを炉内に積み上げるまで、この繰り返しを行う(ステップS112)。そして、N段目のモジュールブロックを炉内に積み上げると、施工が完了する(ステップS113)。 Returning to FIG. 3, steps S106 to S111 are repetitions of steps S102 to S105. In this embodiment, when the number of the uppermost layer is N, this process is repeated until the Nth module block is stacked in the furnace (step S112). Then, when the N-th module block is piled up in the furnace, construction is completed (step S113).
本実施形態のコークス炉の建設方法によれば、モジュールブロックを建設場所へ運搬する前に、モジュールブロックの組み合わせ面を再現したモジュールブロックテンプレートを用いて予め前段の組み合わせ面に合った形状の次段のモジュールブロックを作製することができるため、建設場所での手直しをなくすか低減しつつも、高い精度でモジュールブロックを据え付けることができる。
よって、本実施形態のコークス炉の建設方法によれば、施工不良を防止し、作業者の負担を低減しつつ、高い精度で効率的にコークス炉を建設することができる。
According to the construction method of the coke oven of the present embodiment, before transporting the module blocks to the construction site, the module block template that reproduces the combination surface of the module blocks is used to pre-shape the next stage to match the combination surface of the previous stage. module blocks can be fabricated, the module blocks can be installed with high precision while eliminating or reducing rework at the construction site.
Therefore, according to the coke oven construction method of the present embodiment, construction defects can be prevented, and a coke oven can be efficiently constructed with high accuracy while reducing the burden on workers.
ここで、モジュールブロック製造工程は、繰り返し開始の段の組み合わせ面形状測定工程から、繰り返し終了の段の積み上げ工程まで、組み合わせ面形状測定工程、モジュールブロックテンプレート作製工程、及び積み上げ工程を繰り返すことが好ましい。
なお、繰り返し開始の段は1段目である必要はなく、2段目以降(例えば、5段目や6段目)であっても良い。また、繰り返し終了の段は最上段である必要はなく、例えば、最上段から数えて2段目、3段目とすることもできる。
Here, in the module block manufacturing process, it is preferable to repeat the combined surface shape measurement process, the module block template preparation process, and the stacking process from the combination surface shape measurement process at the start of repetition to the stacking process at the end of repetition. .
Note that the repetition start stage does not have to be the first stage, and may be the second stage or later (for example, the fifth or sixth stage). Also, the repetition end stage does not have to be the top stage, and can be, for example, the second or third stage counting from the top stage.
なお、図3では、モジュールブロック運搬工程は、組み合わせ面形状測定工程の直後に1段ずつモジュールブロックを運搬する例を示したが、モジュールブロック運搬工程は、モジュールブロックを複数段ずつ運搬することもできる。この場合、ある段のモジュールブロックの運搬は、当該段の組み合わせ面形状測定工程の直後に行わないことになる。
モジュールブロックを運搬する回数や、組み合わせ面形状測定工程やモジュールブロック設置工程での待ち時間等に鑑みて、適度な運搬頻度を決定することができる。
Although FIG. 3 shows an example in which module blocks are conveyed one step at a time immediately after the combined surface shape measurement step in the module block conveying step, the module block conveying step may convey module blocks at a plurality of steps. can. In this case, the transportation of the module blocks of a certain stage is not performed immediately after the combined surface shape measurement process of the stage.
An appropriate transportation frequency can be determined in consideration of the number of times the module blocks are transported, the waiting time in the combined surface shape measurement process and the module block installation process, and the like.
積み上げ工程においては、モジュールブロックテンプレートに、所期したモルタルの厚さに対応する高さを有するモルタルスペーサを配置し、該モルタルスペーサ上に複数の定型耐火物を積み上げることが好ましい。モジュールブロック設置工程でのモルタルの厚さを考慮した積み上げを行うことで、より高い精度で効率的にコークス炉を建設することができるからである。 In the stacking step, it is preferable to arrange a mortar spacer having a height corresponding to the desired mortar thickness on the module block template, and stack a plurality of standard refractories on the mortar spacer. This is because the coke oven can be constructed more accurately and efficiently by piling up the mortar in consideration of the thickness of the mortar in the process of installing the module blocks.
<モジュールブロックの製造方法>
本発明の一実施形態にかかるモジュールブロックの製造方法は、コークス炉の建設場所以外の場所において、予め複数の定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造する方法である。該方法は、所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、測定された組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、次段のモジュールブロックを、モジュールブロックテンプレートに沿って複数の定型耐火物を積み上げることで製造する、積み上げ工程と、を含む。
各工程の詳細については、コークス炉の建設方法の実施形態において説明したのと同様であるため、説明を省略する。
本実施形態のモジュールブロックの製造方法によれば、施工不良を防止し、作業者の負担を低減しつつ、高い精度で効率的にコークス炉を建設することができる。
<Method for manufacturing module block>
A method for manufacturing a module block according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a module block by stacking a plurality of standard refractories in advance at a place other than a coke oven construction site. The method comprises a combined surface shape measuring step of measuring the combined surface shape of a module block arranged in a predetermined stage and a next-stage module block, and based on the measured combined surface shape, the shape and a stacking step of manufacturing the next module block by stacking a plurality of regular refractories along the module block template.
The details of each step are the same as those described in the embodiment of the coke oven construction method, so the description is omitted.
According to the module block manufacturing method of the present embodiment, a coke oven can be efficiently constructed with high precision while preventing construction defects and reducing the burden on workers.
以下、本発明のモジュールブロックの製造方法の好ましい例について説明する。詳細は、コークス炉の建設方法の実施形態において、既に説明したのと同様である。
モジュールブロック製造工程は、繰り返し開始の段の組み合わせ面形状測定工程から、繰り返し終了の段の積み上げ工程まで、組み合わせ面形状測定工程、モジュールブロックテンプレート作製工程、及び積み上げ工程を繰り返すことが好ましい。
積み上げ工程において、モジュールブロックテンプレートに、所期したモルタルの厚さに対応する高さを有するモルタルスペーサを配置し、該モルタルスペーサ上に複数の定型耐火物を積み上げることが好ましい。
Preferred examples of the method for manufacturing the module block of the present invention are described below. The details are the same as those already explained in the embodiment of the coke oven construction method.
In the module block manufacturing process, it is preferable to repeat the combined surface shape measurement process, the module block template preparation process, and the build-up process from the repeated start stage combined surface shape measurement process to the repeated end stage build-up process.
In the stacking process, it is preferable to place a mortar spacer having a height corresponding to the desired mortar thickness on the module block template, and stack a plurality of standard refractories on the mortar spacer.
<モジュールブロックテンプレートの製造方法>
本発明の一実施形態にかかるモジュールブロックテンプレートの製造方法は、コークス炉の建設場所以外の場所において、予め複数の定型耐火物を積み上げてモジュールブロックを製造する、モジュールブロックの製造に用いられ、所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、測定された組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、を含む。
各工程の詳細については、コークス炉の建設方法の実施形態において説明したのと同様であるため、説明を省略する。
本実施形態のモジュールブロックテンプレートの製造方法によれば、上述した、施工不良を防止し、作業者の負担を低減しつつ、高い精度で効率的にコークス炉を建設することができるような、モジュールブロックを得ることができる。
<Method for manufacturing module block template>
A method for manufacturing a module block template according to an embodiment of the present invention is used for manufacturing a module block by stacking a plurality of standard refractories in advance at a place other than a coke oven construction site. A step of measuring the shape of a combined surface of a module block arranged as a second stage and a next-stage module block, and a module block that reproduces the shape based on the measured shape of the combined surface. and a module block template making step for making a template.
The details of each step are the same as those described in the embodiment of the coke oven construction method, so the description is omitted.
According to the method for manufacturing the module block template of the present embodiment, the above-described module can be constructed such that a coke oven can be efficiently constructed with high accuracy while preventing construction defects and reducing the burden on workers. You can get blocks.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
本実施例では、コークス炉の燃焼室の部分を、モジュールブロックを積み上げることで製造した。モジュールブロックは、2段目以降は、モジュールブロックテンプレートに沿って複数の定型耐火物を積み上げることで製造した。燃焼室の構造は、モジュールブロックの奇数段は8個、偶数段は9個(内2個は、半ピッチサイズの端部用)のモジュールブロックをそれぞれ半ピッチずれるように千鳥状に、8段分積み上げる構造となっている。各モジュールブロックの構造は、コークス炉の燃焼室に相当する箇所の2つのフリューを有する煉瓦5段分を積み上げた構造となっている。
まず初めに、コークス炉の建設場所とは異なる組み上げ場所で、1段目のモジュールブロックとなる8個の煉瓦を積み上げた。モジュールブロックの製造は、煉瓦積み作業者により行われた。製造されたモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を、3次元レーザスキャナを用いて測定した。
測定された各モジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状点群データを、市販の解析ソフトを用い3次元CADデータに変換した。CADソフト上で、各モジュールブロックのCADデータを組み合わせた状態に再現し、それらの上に次段のモジュールブロックが積み上げられる箇所を選択し、次段用テンプレートデータとして機械加工用のCAEデータを作成した。作成されたCAEデータに基づき構内の汎用NCフライスによって、長さ2m、幅1m、厚さ30mmの厚板上部を、モジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状が再現されるように加工を行い、次段用のモジュールブロックテンプレートを9個作製した。
作製したモジュールブロックテンプレート上に、モジュールブロック間のモルタルに相当するスペーサを配置し、その上に煉瓦積み作業者によって煉瓦を積み上げて、次段のモジュールブロックを組み上げた。各煉瓦を積み上げる際に、モジュールブロックテンプレートの壁面とモジュールブロックを構成する煉瓦の壁面とを位置合わせしつつ、モジュールブロックテンプレートとモジュールブロックを構成する煉瓦とがダボとホゾとで互いに嵌合するように積み上げることで、モジュールブロック同士においても干渉を防ぐことができた。
上記の方法では、モジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状の測定や、モジュールブロックテンプレートの作製が必要となる。本実施例では、あるモジュールブロックを積んでいる間に他のモジュールブロックの上記組み合わせ面の形状の測定やモジュールブロックテンプレートの作製を行うなど、並行して各作業を行うことで全体の作業時間の増加を抑制することができた。さらに、従来方法では、モジュールブロックが干渉した際に使用する積み直し用の予備モジュールブロックを用意していたが、この予備モジュールブロックの数を大幅に減らすことで作業時間を削減したため、最終的な作業時間は従来方法とほぼ同等となった。
In this example, the combustion chamber portion of the coke oven was manufactured by stacking module blocks. The module blocks were manufactured by piling up a plurality of standard refractories along the module block template for the second and subsequent stages. The structure of the combustion chamber consists of 8 odd-numbered stages and 9 even-numbered stages (two of which are for half-pitch size ends). It has a structure that stacks up. The structure of each module block is a structure in which five layers of bricks having two flues at the locations corresponding to the combustion chambers of the coke oven are piled up.
First, eight bricks were piled up to form the first module block at a building site different from the coke oven construction site. The manufacture of modular blocks was carried out by bricklayers. A three-dimensional laser scanner was used to measure the shape of the assembly surface of the manufactured module block with the subsequent module block.
The shape point cloud data of the measured surface of each module block combined with the next module block was converted into three-dimensional CAD data using commercially available analysis software. On the CAD software, reproduce the CAD data of each module block in a combined state, select the place where the next module block is stacked on top of them, and create CAE data for machining as template data for the next stage. did. Based on the created CAE data, a 2m long, 1m wide, and 30mm thick plate was cut using a general-purpose NC milling machine to reproduce the shape of the surface where the module block is combined with the next module block. Then, nine module block templates for the next stage were produced.
Spacers corresponding to mortar between module blocks were placed on the prepared module block template, and bricks were piled up thereon by a bricklaying worker to build the next module block. When stacking each brick, the wall surface of the module block template and the wall surface of the bricks constituting the module block are aligned, and the module block template and the bricks constituting the module block are fitted to each other by dowels and tenons. By stacking them on top of each other, we were able to prevent interference between module blocks.
In the above method, it is necessary to measure the shape of the combination surface of the module block with the next module block and to prepare a module block template. In this embodiment, while a certain module block is being stacked, each work such as measuring the shape of the combined surface of another module block and making a module block template is performed in parallel, thereby shortening the overall work time. We were able to suppress the increase. Furthermore, in the conventional method, spare module blocks were prepared for reloading when module blocks interfered. The working time was almost the same as the conventional method.
従来方法を行った従来例では、約30%の頻度でモジュールブロック同士の干渉などの施工不良が発生した。一方で、実施例では、モジュールブロック同士の干渉などの施工不良を約5%に低減することができた。これにより、モジュールブロックの作り直し、積み直しによる工程遅れの削減、作業者の負担軽減を達成することができた。 In the conventional examples using the conventional method, construction defects such as interference between module blocks occurred at a frequency of about 30%. On the other hand, in the example, construction defects such as interference between module blocks could be reduced to about 5%. As a result, we were able to reduce process delays due to remaking module blocks and reloading, and reduce the burden on workers.
1:モジュールブロック、
2:定型耐火物(煉瓦)、
2a:壁面煉瓦、 2b:仕切煉瓦2b、 2c:壁間煉瓦、
3:モルタル、
4:嵌合凸部、
5:嵌合凹部、
6:ガス通過孔、
7:組み合わせ面
11、11a、11b、11c、11d、11e:モジュールブロック、
12、12a、12b、12c、12d、12e:モジュールブロック、
14、14a、14b、14c:モジュールブロック、
15:3次元測定装置、
16:データ、
17:データ、
17a、17b:点群データ、
18:コンピュータ、
19:エンドミル加工機、
20:エンドミル工具、
21:積層型3Dプリンタ、
22:造形材射出ヘッド、
23a、23b:モジュールブロックテンプレート、
24:モルタルスペーサ、
25:作業者、
26:煉瓦積みロボット
1: module block,
2: Regular refractories (bricks),
2a: wall bricks, 2b: partition bricks 2b, 2c: inter-wall bricks,
3: mortar,
4: fitting projection,
5: fitting recess,
6: gas passage hole,
7: combination surfaces 11, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e: module blocks,
12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e: module blocks,
14, 14a, 14b, 14c: module blocks,
15: three-dimensional measuring device,
16: data,
17: data,
17a, 17b: point cloud data,
18: computer,
19: end milling machine,
20: end mill tool,
21: Layered 3D printer,
22: modeling material injection head,
23a, 23b: module block template;
24: mortar spacer,
25: worker,
26: Brick-laying robot
Claims (9)
前記モジュールブロック製造工程は、
所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、
測定された前記組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、
前記次段のモジュールブロックを、前記モジュールブロックテンプレートに沿って前記複数の定型耐火物を積み上げることで製造する、積み上げ工程と、を含むことを特徴とする、コークス炉の建設方法。 A coke oven construction method including a module block manufacturing process in which a plurality of standard refractories are stacked in advance to manufacture a module block at a location other than the coke oven construction site,
The module block manufacturing process includes:
a combined surface shape measuring step of measuring the combined surface shape of a module block arranged in a predetermined stage and a next-stage module block;
a module block template manufacturing step of manufacturing a module block template reproducing the shape based on the measured shape of the combination surface;
and a stacking step of manufacturing the next module block by stacking the plurality of standard refractories along the module block template.
繰り返し開始の段の前記組み合わせ面形状測定工程から、繰り返し終了の段の前記積み上げ工程まで、前記組み合わせ面形状測定工程、前記モジュールブロックテンプレート作製工程、及び前記積み上げ工程を繰り返す、請求項1に記載のコークス炉の建設方法。 The module block manufacturing process includes:
2. The method according to claim 1, wherein the combined surface shape measurement step, the module block template preparation step, and the stacking step are repeated from the combined surface shape measurement step at the start of repetition to the stacking step at the end of repetition. How to build a coke oven.
運搬された前記所定の段のモジュールブロックを設置する、モジュールブロック設置工程と、をさらに含む、請求項1又は2に記載のコークス炉の建設方法。 a module block transporting step of transporting the module blocks of the predetermined stage that have been measured in the combined surface shape measuring step to a construction site of the coke oven;
3. The coke oven construction method according to claim 1 or 2, further comprising a module block installation step of installing the transported module blocks of the predetermined stage.
前記運搬されたモジュールブロックを設置する位置にモルタルを塗布する、モルタル塗布工程を含む、請求項3~5のいずれか一項に記載のコークス炉の建設方法。 After the module block transportation step and before the module block installation step,
The coke oven construction method according to any one of claims 3 to 5, comprising a mortar application step of applying mortar to positions where the transported module blocks are to be installed.
前記モジュールブロックテンプレートに、所期したモルタルの厚さに対応する高さを有するモルタルスペーサを配置し、該モルタルスペーサ上に前記複数の定型耐火物を積み上げる、請求項1~6のいずれか一項に記載のコークス炉の建設方法。 In the stacking step,
A mortar spacer having a height corresponding to a desired mortar thickness is placed on the module block template, and the plurality of regular refractories are stacked on the mortar spacer. Construction method of the coke oven according to.
所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、
測定された前記組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、
前記次段のモジュールブロックを、前記モジュールブロックテンプレートに沿って前記複数の定型耐火物を積み上げることで製造する、積み上げ工程と、を含むことを特徴とする、モジュールブロックの製造方法。 A module block manufacturing method for manufacturing a module block by stacking a plurality of standard refractories in advance at a location other than a coke oven construction site,
a combined surface shape measuring step of measuring the combined surface shape of a module block arranged in a predetermined stage and a next-stage module block;
a module block template manufacturing step of manufacturing a module block template reproducing the shape based on the measured shape of the combination surface;
and a stacking step of stacking the plurality of standard refractories along the module block template to manufacture the next module block.
所定の段として配置されるモジュールブロックの、次段のモジュールブロックとの組み合わせ面の形状を測定する、組み合わせ面形状測定工程と、
測定された前記組み合わせ面の形状に基づいて、該形状を再現したモジュールブロックテンプレートを作製する、モジュールブロックテンプレート作製工程と、を含むことを特徴とする、モジュールブロックテンプレートの製造方法。 A method for manufacturing a module block template for use in manufacturing a module block, wherein the module block is manufactured by stacking a plurality of standard refractories in advance at a location other than the construction site of the coke oven, the method comprising:
a combined surface shape measuring step of measuring the combined surface shape of a module block arranged in a predetermined stage and a next-stage module block;
and a module block template manufacturing step of manufacturing a module block template reproducing the shape based on the measured shape of the combination surface.
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