JP4454175B2

JP4454175B2 - Heat insulation device for coke oven repair

Info

Publication number: JP4454175B2
Application number: JP2001119844A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎池本; 英明大久保; 祥光都留; 幹雄幸; 正人井上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP2002317182A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤熱コークスがコークス炉窯内に充填されている状態で、コークス炉窯口の耐火物の補修を行うために使用するコークス炉補修用防熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室炉式コークス炉の炭化室（幅が５００ｍｍ程度、高さが６ｍ程度であり、コークス炉窯とも呼ぶ）に装入された石炭は、炭化室の両側に配置された燃焼室から炉壁を介しての間接加熱によって、乾留・炭化され、炭化後の赤熱コークス（温度は１２００℃程度）は押出し機によってコークスバケット又は消火車中に装入され、乾式消火設備又は湿式消火設備において冷却されてコークスとされている。
室炉式コークス炉は、機械的外力、熱応力、装入石炭の水分等の作用によって、耐火物各部に損傷を来す。特に、炭化室壁は上記要因による作用が集中するため、目地切れ、亀裂発生、煉瓦の欠落等の損傷が発生し易い。このような損傷が生じた場合には、炭化室で発生するコークス炉ガスの燃焼室への流入に起因して、燃焼室での不完全燃焼を招き、煙突からの黒煙噴出による公害問題や燃焼室温度の局部低下による生産性の低下、熱分解カーボンの炉壁への付着量増大による押し詰まり等の問題を惹起している。このような問題を回避すべく、耐火物の損傷箇所にモルタルを吹き付けたり、損傷が大きい場合には、煉瓦の積替えを行っている。
【０００３】
室炉式コークス炉における耐火物の損傷は、コークス炉窯口付近において顕著である。何故なら、窯口付近は外気に曝され易いので、炉内との温度差に起因して炉壁煉瓦の劣化が著しく、煉瓦にクラック、目地開き、亀裂等が発生する。コークス炉窯口部の耐火物の劣化は、温度変化の大きさと速度に支配されるため、炉壁の温度変化を避けるべく、赤熱コークスが充填された、所謂実窯状態で窯口付近の耐火物の補修が行われている。
赤熱コークスが充填された、実窯状態での耐火物の補修作業では、炉壁に付着しているカーボンをスクレイパーで取り除き、クラック部や目地部を不定形耐火物で吹き付け補修するという方法が遂行されている。これらの作業を遂行するに際しては、高温の赤熱コークスからの熱輻射による熱負荷が大きく、また作業中に高さが４〜５ｍの赤熱コークスが崩落してくる危険性がある。また、この耐火物の補修作業は、コークス炉操業の合間を縫って限られた時間内に遂行する必要があるため、抜本的な防熱対策及び赤熱コークス崩落防止措置を採り難い問題があった。従来、赤熱コークスからの熱輻射を軽減すべく防熱対策として、窯口近傍の赤熱コークスの垂直壁に不定形耐火物を吹き付けることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の防熱対策においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
窯口近傍の赤熱コークスに不定形耐火物を吹き付けることによって防熱する方法においては、輻射熱による作業者の環境温度は１１０℃以上であり、多くの要員によって短時間の交代作業を余儀無くされるのみならず、赤熱コークスの崩落の危険性は依然として存在していた。また、赤熱コークスへの不定形耐火物の吹き付けに起因するコークスの品質の低下も問題であった。
また、赤熱コークスからの熱輻射を軽減するもう一つの方法として、窯口近傍の赤熱コークスの垂直壁に鋼板等を当てがって赤熱コークスの崩落を防止すると共に、防熱する措置も採られていたが、赤熱コークスからの熱は時間の経過と共に、鋼板等の防熱板を貫流して作業者の環境温度は８０℃以上となっていた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、赤熱コークスが充填された、所謂実窯状態でのコークス炉窯口付近の耐火物の補修を行うに際し、赤熱コークスからの熱輻射を抑えて環境温度を低くすると共に、赤熱コークスの崩落を防止することのできるコークス炉補修用防熱装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るコークス炉補修用防熱装置は、赤熱コークスがコークス炉窯内に充填されている状態で、コークス炉窯口の耐火物の補修を行う際に防熱のために使用するコークス炉補修用防熱装置において、赤熱コークスに当接され、赤熱コークスの崩落を防止すると共に、内部に冷却媒体を通して、赤熱コークスから放射される熱を遮断する、側面視してく字状に形成されている防熱板と、着脱機構を介して着脱可能に装着した防熱板を、コークス炉窯の奥行き方向に進退可能な進退手段及び鉛直方向に昇降可能な昇降手段とを有する。これによって、赤熱コークスが充填された、いわゆる実窯状態でのコークス炉窯口の耐火物の補修作業であっても、作業者の環境温度を４０℃以下に抑えることができると共に、赤熱コークスの崩落を確実に防止することができる。
【０００７】
本発明に係るコークス炉補修用防熱装置において、防熱板は、断面が矩形状の角パイプを複数コークス炉窯の幅方向に並設して板状体に形成することもできる。これによって、隣合う角パイプの両外面を溶接の接合面とすることができる。
本発明に係るコークス炉補修用防熱装置において、防熱板の上下端部にはそれぞれ上、下ヘッダーを設け、隣合う角パイプ内を冷却媒体が折り返して流れるように上、下ヘッダー内に流路を形成することもできる。これによって、冷却媒体の流速を大きくできる。
本発明に係るコークス炉補修用防熱装置において、冷却媒体は冷却水とすることもできる。これによって、冷却媒体を容易にかつ安価に入手できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るコークス炉補修用防熱装置の全体概略図、図２は同コークス炉補修用防熱装置の平面図、図３は同コークス炉補修用防熱装置の側面図、図４は同コークス炉補修用防熱装置の防熱板の側面図、図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同コークス炉補修用防熱装置の防熱板の正面図、断面図、図６は同コークス炉補修用防熱装置の防熱板の固定方法の説明図である。
【０００９】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るコークス炉補修用防熱装置１０は、赤熱コークス１１がコークス炉窯１２内に充填されている状態で、コークス炉窯口１３の耐火物の補修を行う際に防熱のために使用するものであり、赤熱コークス１１の窯口端の鉛直面１４に当接されて、赤熱コークス１１の崩落を防止すると共に、その内部に冷却媒体の一例である冷却水５５（図５参照）を通して赤熱コークス１１からの熱放射（熱輻射）を遮断する防熱板１５を備えている。さらに、防熱板１５の背面の上下に設けられた複数（実施の形態においては、２個）の防熱側係合部材の一例であるリング材１６に係合又は係合解除可能な、移動側係合部材の一例である吊りフック材１７が設けられ（図４参照）、コークス炉窯１２の幅方向に沿って走行する走行台車１８を有している。以下、これらについて詳しく説明する。なお、走行台車１８の走行方向をＹ方向、Ｙ方向に直交する水平方向をＸ方向、鉛直方向をＺ方向と定義する。
【００１０】
図１〜図３に示すように、走行台車１８は、コークス炉窯１２に沿ってＹ方向に敷設された一対のレール１９ａ上を転動する２つの車輪１９と、車輪１９で下部を支持された台車フレーム２０を備えており、レール１９ａ上を走行する図示しないガイド車に連結、支持されている。台車フレーム２０上には、防熱板１５を装着してコークス炉窯１２の奥行き方向（Ｘ方向）に移動する進退手段２１が設けられている。進退手段２１は、台車フレーム２０上にＸ方向に間隔を開けて取付けられた支持脚２２、２３の上端に設けられた一対の進退ガイド２４、２４ａに沿ってガイドされた棒状で矩形断面の押し込みビーム２５を備えている。一対の進退ガイド２４、２４ａは、溝形鋼の溝側を内側に対向させて配置されており、押し込みビーム２５の後側の側部には、前後方向（Ｘ方向）に間隔を開けて、左右方向（Ｙ方向）に一対のガイド車輪２６、２７が溝内にガイドされるようになっている。
【００１１】
押し込みビーム２５の下方にはＸ方向に間隔を開けて、進退ガイド２４、２４ａの下端に支持台２８が、一方、台車フレーム２０上に支持台２８ａが設けられており、支持台２８、２８ａにはそれぞれチェーンスプロケットホイール２９、３０が回転可能に支持されている。チェーンスプロケットホイール２９、３０間には無端チェーン３１が巻回されており、チェーンスプロケットホイール３０の回転軸には手動ハンドル３２が設けられている。押し込みビーム２５の後端部の下部には、接続金具３３が取付けられており、接続金具３３を介して無端チェーン３１に連結されている。なお、図２及び図３中符号７０は押し込みビーム２５の先端に設けられ、一対の進退ガイド２４、２４ａの先端部から出入りする際のガイド機能を備えた水平ガイドを示している。水平ガイド７０のＹ方向の両端には、進退ガイド２４、２４ａの対向する両内面を転動する水平ローラーが設けられている。従って、手動ハンドル３２を作業者３４が手で回転することによって、押し込みビーム２５をＸ方向に進退することができる。
【００１２】
押し込みビーム２５の先端部には、防熱板１５を装着して鉛直方向に昇降できる昇降手段３５が設けられている。昇降手段３５は、押し込みビーム２５の先端に取付けられた棒状の垂直部材３６と、垂直部材３６の先端部にその先端部が一体的に固定されたく字状のく字形部材３７とを有する昇降用フレーム３８を備えている。
図３に示すように、く字形部材３７の下端部の後ろ側には、取付けブラケット３９を介して電動シリンダー４０が取付けられている。く字形部材３７の中間部にはチェーンスプロケットホイール４１が回転自在に設けられており、また、垂直部材３６の先端部にもチェーンスプロケットホイール４２が回転自在に設けられている。垂直部材３６の前面には垂直部材３６に対して上下方向にスライドする棒状のスライドビーム４３が設けられ、スライドビーム４３の上端にはチェーン４４の一端が接続金具を介して接続されている。チェーン４４はチェーンスプロケットホイール４２及びチェーンスプロケットホイール４１に噛合しており、その他端は、電動シリンダー４０のロッドに接続されている。従って、電動シリンダー４０を駆動することによって、スライドビーム４３を垂直部材３６に対して鉛直方向にスライドすることができる。
【００１３】
図４に示すように、スライドビーム４３の前側の上下には、２個の吊りフック材１７が取付けられている。吊りフック材１７は先端部が尖った円錐部１７ａと、該円錐部１７ａに接続された円柱部１７ｂとを備え、更に、該円柱部１７ｂが水平取付け部材１７ｃを介してスライドビーム４３の前側に固定された構造となっている。
【００１４】
図４〜図６を参照して防熱板１５について詳しく説明する。なお、防熱板１５は、スライドビーム４３の２個の吊りフック材１７に係合するリング材１６を備えている。即ち、リング材１６は防熱板１５の背面側に上下に取付けられており、円筒状の形状をしており、吊りフック材１７の円錐部１７ａ及び円柱部１７ｂに摺動し、かつ底面が水平取付け部材１７ｃ上に載置される構造となっている。従って、防熱板１５の着脱機構は、防熱板１５に設けられたリング材１６と、進退手段２１及び昇降手段３５による移動によってリング材１６に係合又は係合解除する吊りフック材１７とから構成されることになる。
【００１５】
防熱板１５は、図４及び図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製で断面が矩形の９本の角パイプ４５ａ〜４５ｉがコークス炉窯１２の幅方向に並設され、隣同士が接する部分（接合面）を固着して板状体に形成され、しかも側面視してく字状に形成されている（なお、図１では模式的に示しており、直線状となっている）。この様に構成することによって、円形パイプの場合のように接合面に窪みが形成されず、この結果、粉塵等がこの窪みに詰まって熱伝導率を低下することがなく、また防熱板１５を簡単に形成することができる。各角パイプ４５ａ〜４５ｉ内に冷却水５５が流れるが、角パイプ４５ａ〜４５ｉを隣同士が接する部分を溶接によって固着することによって、冷却水５５が通る部分に溶接部が存在しないので、耐蝕性に優れている。防熱板１５は、図１に示す赤熱コークス１１のコークス炉窯口１３の先端上部のプロフィールにフィットするように、側面視してく字状に形成されている。
【００１６】
図４及び図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、防熱板１５において冷却水５５を流す角パイプ４５ａ〜４５ｉの上下端部には、上、下ヘッダー４６、４７が固着されており、下ヘッダー４７には給水管４８が接続され、一方、上ヘッダー４６には排水管４９が接続されている。
図１に示すように、給水管４８にはポンプ５０により冷却水５５が供給され、ポンプ５０と下ヘッダー４７との間の給水管４８には、流量調整弁５１、温度計５２、圧力計５３及び流量計５４が設けられている。流量計５４によりポンプ５０によって送給される冷却水５５の流量を検出することができ、また、温度計５２、圧力計５３によりそれぞれ冷却水５５の温度、圧力を検出でき、さらに、流量調整弁５１により冷却水５５の流路を開閉すると共に、その開度を調整して流量を制御することができる。なお、図１では、排水管４９は模式的に示されている。
【００１７】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、給水管４８からの冷却水５５は、下ヘッダー４７を通って角パイプ４５ａの内部空間を上昇して上ヘッダー４６において折り返し、角パイプ４５ａと隣合う角パイプ４５ｂ内を降下して下ヘッダー４７において折り返し、隣合う角パイプ４５ｃ内を上昇し、以下同様にして、角パイプ４５ｉから上ヘッダー４６を介して排水管４９から外部へ排出される。
【００１８】
図５（Ａ）に示すように、上、下ヘッダー４６、４７には隔壁部材５６がそれぞれ４枚ずつ設けられており、防熱板１５の幅方向に延在する孔５７が穿設され、また、角パイプ４５ａ〜４５ｉの断面中心に対応する位置に穴が形成され、該穴が孔５７と連通され、両端部は盲板５８により閉塞されている。下ヘッダー４７では、隔壁部材５６は、角パイプ４５ａ、４５ｂの接合面、角パイプ４５ｃ、４５ｄの接合面、角パイプ４５ｅ、４５ｆの接合面、及び角パイプ４５ｇ、４５ｈの接合面に対応する部位に設けられている。また、上ヘッダー４６では、隔壁部材５６は、角パイプ４５ｂ、４５ｃの接合面、角パイプ４５ｄ、４５ｅの接合面、角パイプ４５ｆ、４５ｇの接合面、及び角パイプ４５ｈ、４５ｉの接合面に対応する部位に設けられている。
【００１９】
図６は防熱板１５をコークス炉窯１２内にセットする方法について説明している。防熱板１５をコークス炉窯１２内にセットするには、防熱板１５にヒンジを介して取付けられ、その長さを調整可能な上部ステイ５９及び下部ステイ６０をコークス炉窯１２前面に設けられたフック６１に係合している。
なお、図１中符号６２は電動シリンダー４０を操作するペンダントスイッチを、符号６３は検出器を取付けたスタンドを、図２及び図３中符号６４はバックステイを、図３中符号６５は支持部材を表している。また、図４、図５及び図６中符号６６は補助防熱板を、符号６７は連結部材を表している。さらに、図４中符号６８は防熱板１５の補強材を、符号６９は給水管４８及び排水管４９を防熱板１５に固定する固定部材を、符号７１は継手を表している。
【００２０】
次いで、本発明の一実施の形態に係るコークス炉補修用防熱装置１０の使用方法について、図を参照しながら説明する。
（１）先ず、図２及び図３に示すように、防熱板１５を着脱機構によって装着した走行台車１８を移動させて、防熱板１５の幅方向の中心位置をコークス炉窯１２の幅方向の中心位置に一致させる。
（２）図１に示すように、防熱板１５側の給水管４８とポンプ５０側の給水管４８との接続を行い、ポンプ５０を起動させて、防熱板１５に冷却水を通す。
（３）流量調整弁５１を操作して、流量計５４による給水量の測定、温度計５２による給水温度の測定、及び排水管４９に設けた温度計（図示せず）による排水温度の測定による各検出値から、冷却水５５の通水条件を適性値に合致させる。
（４）進退手段２１の手動ハンドル３２を操作して、防熱板１５を担持したスライドビーム４３を取付けた押し込みビーム２５を、防熱板１５が赤熱コークス１１に触れるまでコークス炉窯１２内に押し込む。
【００２１】
（５）ペンダントスイッチ６２を操作して電動シリンダー４０を作動させて防熱板１５を下降し、防熱板１５の底部が炉底に接したら防熱板１５を上部ステイ５９、下部ステイ６０を介してコークス炉窯１２のフック６１に固定する。
（６）ペンダントスイッチ６２を操作して、リング材１６と吊りフック材１７との係合を解除する位置までスライドビーム４３を少しだけ下降させ、手動ハンドル３２を操作して押し込みビーム２５を少しだけ後退させる。
（７）図６に示すように、防熱板１５の上部、下部ステイ５９、６０をコークス炉前面のフック６１に係合して、防熱板１５をコークス炉窯１２内にセットする。
【００２２】
（８）手動ハンドル３２を操作して押し込みビーム２５を後退限まで後退させた後、走行台車１８を走行させてコークス炉窯口１３前から移動させる。
（９）コークス炉窯口１３の耐火物の補修作業を行う。
（１０）コークス炉窯口１３の耐火物の補修作業が終了したら、手動ハンドル３２を操作して、押し込みビーム２５をコークス炉窯１２内に押し込み、前述の逆の操作によりリング材１６と吊りフック材１７との係合を行って防熱板１５をスライドビーム４３により担持する。
（１１）上部、下部ステイ５９、６０をフック６１から係合解除した後、手動ハンドル３２を操作して押し込みビーム２５をコークス炉窯１２外に出す。
（１２）コークス炉窯口１３の炉蓋を閉じてすべての作業を終了する。
【００２３】
前記実施の形態においては、防熱板１５を複数の角パイプ４５ａ〜４５ｉにより板状体としたが、これに限定されず、断面が円形のパイプをはじめ、種々の断面形状のパイプを使用することもできる。また、複数のパイプを使用することなく、防熱板を、偏平で断面矩形状の１つの流路を備えた構造の板状体に形成することもできる。
さらに、防熱板１５の上下端部に上、下ヘッダー４６、４７を設け、隣合う角パイプ４５ａ〜４５ｉ内を冷却水５５が折り返して流れるように上、下ヘッダー４６、４７内に流路を形成したが、これに限定されず、例えば、角パイプ４５ａ〜４５ｉ内すべてにおいて、冷却水５５が下ヘッダー４７から上ヘッダー４６に流れるように構成することもできる。
【００２４】
防熱板１５の進退手段２１にチェーンスプロケットホイール３０を手動ハンドル３２により回転したが、これに限定されず、減速機付きの電動モータを使用することもできる。
防熱板１５の昇降手段３５に電動シリンダー４０を用いたが、これに限定されず、油圧シリンダーやその他の昇降手段を用いることもできる。
防熱板１５の着脱機構は、防熱板１５に設けられたリング材１６と、進退手段２１及び昇降手段３５による移動によってリング材１６に係合又は係合解除する吊りフック材１７とから構成したが、これに限定されず、その他の構造とすることもできる。
【００２５】
防熱板１５の冷却媒体として冷却水を用いたが、状況に応じて、その他の冷却用の液体又気体を用いることもできる。
防熱板１５をコークス炉窯１２の奥行き方向に進退するために、走行台車１８上に設けた進退手段２１を使用し、かつ、防熱板１５を鉛直方向に昇降するために、走行台車１８上に設けた昇降手段３５を使用したが、これに限定されず、走行台車１８を用いず、例えば、フォークリフトを使用し、昇降するフォーク部に着脱機構を設けることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１〜４記載のコークス炉補修用防熱装置においては、赤熱コークスが充填された、いわゆる実窯状態でのコークス炉窯口の耐火物の補修作業であっても、作業者の環境温度を４０℃以下に抑えることができると共に、赤熱コークスの崩落を確実に防止することができるので、作業環境を改善でき、これにより、多くの要員による短時間の交代作業を必要とすることがなく、かつ、作業の安全性が確保される。
特に、請求項２記載のコークス炉補修用防熱装置においては、隣合う角パイプの両外面を溶接の接合面とすることができるので、円形パイプの場合のように接合面に窪みができず、これによって、粉塵等がその窪みに詰まって熱伝導率を低下させることがないので、効率よく防熱ができると共に、防熱板を容易に製作することができる。また、冷却媒体の通路に溶接部が存在しないので、耐蝕性に優れている。
請求項３記載のコークス炉補修用防熱装置においては、冷却媒体の流速を大きくできるので、少ない量の冷却媒体で済み、このためランニングコストが安くなる。
請求項４記載のコークス炉補修用防熱装置においては、冷却媒体を容易にかつ安価に入手できるので、経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコークス炉補修用防熱装置の全体概略図である。
【図２】同コークス炉補修用防熱装置の平面図である。
【図３】同コークス炉補修用防熱装置の側面図である。
【図４】同コークス炉補修用防熱装置の防熱板の側面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同コークス炉補修用防熱装置の防熱板の正面図、断面図である。
【図６】同コークス炉補修用防熱装置の防熱板の固定方法の説明図である。
【符号の説明】
１０：コークス炉補修用防熱装置、１１：赤熱コークス、１２：コークス炉窯、１３：コークス炉窯口、１４：鉛直面、１５：防熱板、１６：リング材（防熱側係合部材）、１７：吊りフック材（移動側係合部材）、１７ａ：円錐部、１７ｂ：円柱部、１７ｃ：水平取付け部材、１８：走行台車、１９：車輪、１９ａ：レール、２０：台車フレーム、２１：進退手段、２２、２３：支持脚、２４、２４ａ：進退ガイド、２５：押し込みビーム、２６、２７：ガイド車輪、２８、２８ａ：支持台、２９、３０：チェーンスプロケットホイール、３１：無端チェーン、３２：手動ハンドル、３３：接続金具、３４：作業者、３５：昇降手段、３６：垂直部材、３７：く字形部材、３８：昇降用フレーム、３９：取付けブラケット、４０：電動シリンダー、４１、４２：チェーンスプロケットホイール、４３：スライドビーム、４４：チェーン、４５ａ〜４５ｉ：角パイプ、４６：上ヘッダー、４７：下ヘッダー、４８：給水管、４９：排水管、５０：ポンプ、５１：流量調整弁、５２：温度計、５３：圧力計、５４：流量計、５５：冷却水、５６：隔壁部材、５７：孔、５８：盲板、５９：上部ステイ、６０：下部ステイ、６１：フック、６２：ペンダントスイッチ、６３：スタンド、６４：バックステイ、６５：支持部材、６６：補助防熱板、６７：連結部材、６８：補強材、６９：固定部材、７０：水平ガイド、７１：継手[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat prevention apparatus for coke oven repair, which is used to repair a refractory in a coke oven kiln while red coke is filled in a coke oven kiln.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, coal charged in a carbonization chamber (a width of about 500 mm and a height of about 6 m, also called a coke oven kiln) of a chamber-type coke oven is transferred from a combustion chamber disposed on both sides of the carbonization chamber. Carbonized and carbonized by indirect heating through the wall, and the red hot coke after carbonization (temperature is around 1200 ° C) is charged into a coke bucket or fire extinguisher by an extruder and cooled in a dry fire extinguishing facility or wet fire extinguishing facility. It has been coke.
The chamber furnace type coke oven damages each part of the refractory by the action of mechanical external force, thermal stress, moisture of the charged coal, and the like. In particular, since the action due to the above factors is concentrated on the carbonization chamber wall, damage such as joint breakage, cracking, and missing bricks is likely to occur. When such damage occurs, the coke oven gas generated in the carbonization chamber flows into the combustion chamber, leading to incomplete combustion in the combustion chamber and pollution problems due to black smoke ejection from the chimney. This causes problems such as a decrease in productivity due to a local decrease in the temperature of the combustion chamber and a clogging due to an increase in the amount of pyrolytic carbon adhering to the furnace wall. In order to avoid such a problem, mortar is sprayed on the damaged part of the refractory, or when the damage is large, the transshipment of bricks is performed.
[0003]
The damage of the refractory in the chamber type coke oven is remarkable in the vicinity of the coke oven kiln. This is because the vicinity of the kiln is easily exposed to the outside air, and the furnace wall bricks are significantly deteriorated due to a temperature difference from the inside of the furnace, and cracks, joint openings, cracks, etc. occur in the bricks. Deterioration of the refractory in the coke oven kiln is governed by the magnitude and speed of the temperature change. Therefore, in order to avoid the temperature change of the furnace wall, the refractory near the kiln in the so-called real kiln state filled with red hot coke is used. Things are being repaired.
In repairing refractories in an actual kiln state filled with red hot coke, the carbon attached to the furnace wall is removed with a scraper, and cracks and joints are sprayed and repaired with an irregular refractory. Has been. When performing these operations, there is a large heat load due to heat radiation from the hot red hot coke, and there is a risk that red hot coke having a height of 4 to 5 m will collapse during the operation. In addition, since the refractory repair work needs to be performed within a limited time between the coke oven operations, it is difficult to take drastic heat protection measures and red hot coke collapse prevention measures. Conventionally, in order to reduce heat radiation from red hot coke, it has been practiced to spray an amorphous refractory on the vertical wall of red hot coke near the kiln entrance.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional heat insulation measures still have the following problems to be solved.
In the method of preventing heat by spraying an irregular shaped refractory to red hot coke near the kiln entrance, the ambient temperature of the worker due to radiant heat is 110 ° C or higher, and if only a few people are forced to perform a short shift work There was still a risk of red hot coke collapse. Moreover, the deterioration of the quality of coke resulting from the spraying of the irregular refractory material on red hot coke was also a problem.
In addition, as another method to reduce the heat radiation from the red hot coke, measures are taken to prevent the red hot coke from collapsing by applying a steel plate etc. to the vertical wall of the red hot coke near the kiln entrance. However, with the passage of time, the heat from red hot coke flowed through a heat insulating plate such as a steel plate, and the environmental temperature of the worker was 80 ° C. or higher.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses thermal radiation from red hot coke in repairing a refractory near the coke oven kiln in a so-called real kiln state filled with red hot coke. It is an object of the present invention to provide a heat prevention device for coke oven repair that can lower the environmental temperature and prevent the collapse of red hot coke.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The heat insulation device for coke oven repair according to the present invention that meets the above-mentioned purpose is used for heat insulation when repairing a refractory in a coke oven kiln with red hot coke filled in the coke oven kiln. In the heat protection device for coke oven repair, it is in contact with the red hot coke and prevents the red hot coke from collapsing, and through the cooling medium inside, cuts off the heat radiated from the red hot coke, and is formed in a letter shape as seen from the side. A heat insulating plate, and a heat insulating plate that is detachably attached via an attaching / detaching mechanism, and an advancing / retracting means capable of moving back and forth in the depth direction of the coke oven furnace and a lifting means capable of moving up and down in the vertical direction. As a result, even when repairing a refractory material in a coke oven kiln at a so-called actual kiln state filled with red hot coke, the environmental temperature of the worker can be suppressed to 40 ° C. or lower, and Collapse can be reliably prevented.
[0007]
In the heat insulating apparatus for coke oven repair according to the present invention, the heat insulating plate can be formed into a plate-like body by arranging square pipes having a rectangular cross section in the width direction of a plurality of coke oven kilns. Thereby, both outer surfaces of adjacent square pipes can be used as welding joint surfaces.
In the heat prevention apparatus for coke oven repair according to the present invention, upper and lower headers are provided on the upper and lower ends of the heat insulation plate, respectively, and the cooling medium flows back and flows in the adjacent square pipes, and the flow paths in the upper and lower headers. Can also be formed. Thereby, the flow rate of the cooling medium can be increased.
In the heat insulating apparatus for coke oven repair according to the present invention, the cooling medium may be cooling water. Thereby, the cooling medium can be obtained easily and inexpensively.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
FIG. 1 is an overall schematic view of a heat-protecting device for coke oven repair according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the heat-protecting device for repairing the coke oven, and FIG. 3 is a heat-protecting device for repairing the coke oven. FIG. 4 is a side view of a heat insulating plate of the coke oven repair heat insulating device, and FIGS. 5A and 5B are a front view, a sectional view, and a drawing of the heat insulating plate of the coke oven repair heat insulating device, respectively. 6 is an explanatory view of a fixing method of a heat insulating plate of the heat insulating device for coke oven repair.
[0009]
As shown in FIG. 1, a coke oven repair heat insulating device 10 according to an embodiment of the present invention is a refractory in a coke oven kiln 13 with red hot coke 11 filled in a coke oven kiln 12. Is used for heat protection when repairing, and is brought into contact with the vertical surface 14 at the kiln end of the red hot coke 11 to prevent the red hot coke 11 from collapsing and an example of a cooling medium in the inside thereof The heat insulation board 15 which interrupts | blocks the thermal radiation (thermal radiation) from the red hot coke 11 through the cooling water 55 (refer FIG. 5) which is is provided. Further, a moving side engagement that can be engaged with or released from the ring material 16 that is an example of a plurality (two in the embodiment) of the heat insulation side engagement members provided above and below the rear surface of the heat insulation plate 15. A suspension hook material 17, which is an example of a combined member, is provided (see FIG. 4), and has a traveling carriage 18 that travels along the width direction of the coke oven furnace 12. These will be described in detail below. The traveling direction of the traveling carriage 18 is defined as the Y direction, the horizontal direction orthogonal to the Y direction is defined as the X direction, and the vertical direction is defined as the Z direction.
[0010]
As shown in FIGS. 1 to 3, the traveling carriage 18 is supported at the lower part by two wheels 19 that roll on a pair of rails 19 a laid in the Y direction along the coke oven furnace 12 and the wheels 19. The carriage frame 20 is connected to and supported by a guide car (not shown) that runs on the rail 19a. On the carriage frame 20, an advancing / retreating means 21 that is attached with a heat insulating plate 15 and moves in the depth direction (X direction) of the coke oven furnace 12 is provided. The advancing / retreating means 21 is a rod-shaped push in a rectangular cross section guided along a pair of advancing / retreating guides 24, 24a provided at the upper ends of support legs 22, 23 mounted on the carriage frame 20 with an interval in the X direction. A beam 25 is provided. The pair of advance / retreat guides 24, 24a are arranged with the groove side of the grooved steel facing the inside, and the rear side portion of the push beam 25 is spaced apart in the front-rear direction (X direction), A pair of guide wheels 26 and 27 are guided in the groove in the left-right direction (Y direction).
[0011]
A support base 28 is provided at the lower end of the advance / retreat guides 24, 24a, and a support base 28a is provided on the carriage frame 20 below the push beam 25 in the X direction. The chain sprocket wheels 29 and 30 are rotatably supported. An endless chain 31 is wound between the chain sprocket wheels 29 and 30, and a manual handle 32 is provided on the rotation shaft of the chain sprocket wheel 30. A connection fitting 33 is attached to the lower portion of the rear end portion of the push beam 25 and is connected to the endless chain 31 via the connection fitting 33. 2 and 3, reference numeral 70 denotes a horizontal guide provided at the tip of the push beam 25 and having a guide function when entering and exiting from the tip of the pair of advance / retreat guides 24, 24 a. At both ends in the Y direction of the horizontal guide 70, horizontal rollers that roll on both inner surfaces of the advance / retreat guides 24 and 24a facing each other are provided. Therefore, the pusher beam 25 can be advanced and retracted in the X direction by manually rotating the manual handle 32 by the operator 34.
[0012]
At the tip of the push beam 25, an elevating means 35 that can be moved up and down in the vertical direction by mounting the heat insulating plate 15 is provided. The lifting / lowering means 35 has a rod-like vertical member 36 attached to the tip of the push beam 25 and a square-shaped member 37 whose tip is fixed integrally to the tip of the vertical member 36. A frame 38 is provided.
As shown in FIG. 3, an electric cylinder 40 is attached to the rear side of the lower end portion of the square-shaped member 37 via an attachment bracket 39. A chain sprocket wheel 41 is rotatably provided at an intermediate portion of the rectangular member 37, and a chain sprocket wheel 42 is also rotatably provided at a front end portion of the vertical member 36. A rod-like slide beam 43 that slides in the vertical direction with respect to the vertical member 36 is provided on the front surface of the vertical member 36, and one end of a chain 44 is connected to the upper end of the slide beam 43 via a connection fitting. The chain 44 meshes with the chain sprocket wheel 42 and the chain sprocket wheel 41, and the other end is connected to the rod of the electric cylinder 40. Therefore, the slide beam 43 can be slid in the vertical direction with respect to the vertical member 36 by driving the electric cylinder 40.
[0013]
As shown in FIG. 4, two hanging hook members 17 are attached on the upper and lower sides of the front side of the slide beam 43. The hanging hook member 17 includes a conical portion 17a having a sharp tip, and a cylindrical portion 17b connected to the conical portion 17a. Further, the cylindrical portion 17b is disposed on the front side of the slide beam 43 via a horizontal mounting member 17c. It has a fixed structure.
[0014]
The heat insulating plate 15 will be described in detail with reference to FIGS. The heat insulating plate 15 includes a ring member 16 that engages with the two hanging hook members 17 of the slide beam 43. That is, the ring material 16 is attached to the back side of the heat insulating plate 15 in the vertical direction, has a cylindrical shape, slides on the conical portion 17a and the column portion 17b of the hanging hook material 17, and the bottom surface is horizontal. It is structured to be placed on the mounting member 17c. Therefore, the attaching / detaching mechanism of the heat insulating plate 15 includes a ring member 16 provided on the heat insulating plate 15 and a hanging hook member 17 that engages or disengages the ring member 16 by movement by the advance / retreat means 21 and the lifting / lowering means 35. Will be.
[0015]
As shown in FIGS. 4 and 5 (A), (B), the heat insulating plate 15 is made of nine square pipes 45a to 45i made of steel and having a rectangular cross section, arranged in parallel in the width direction of the coke oven furnace 12, Adjacent to each other (bonding surface) is fixed to form a plate-like body, and is formed in a letter shape when viewed from the side (note that it is schematically shown in FIG. ) By configuring in this way, a depression is not formed on the joint surface as in the case of a circular pipe, and as a result, dust or the like is not clogged into the depression and the thermal conductivity is not lowered. It can be easily formed. The cooling water 55 flows into each of the square pipes 45a to 45i. Since the welded portion does not exist in the portion through which the cooling water 55 passes by fixing the portions where the square pipes 45a to 45i are adjacent to each other by welding, the corrosion resistance Is excellent. Heat insulating board 15, to fit on the tip top of the profile of the coke oven kiln inlet 13 of the red hot coke 11 shown in FIG. 1, that is formed in the shape going side view.
[0016]
As shown in FIGS. 4 and 5A and 5B, upper and lower headers 46 and 47 are fixed to upper and lower ends of the square pipes 45a to 45i through which the cooling water 55 flows in the heat insulating plate 15. A water supply pipe 48 is connected to the lower header 47, while a drain pipe 49 is connected to the upper header 46.
As shown in FIG. 1, cooling water 55 is supplied to the water supply pipe 48 by a pump 50, and a flow rate adjusting valve 51, a thermometer 52, and a pressure gauge 53 are provided in the water supply pipe 48 between the pump 50 and the lower header 47. And a flow meter 54 is provided. The flow rate of the cooling water 55 supplied by the pump 50 can be detected by the flow meter 54, the temperature and pressure of the cooling water 55 can be detected by the thermometer 52 and the pressure gauge 53, respectively, and the flow rate adjustment valve The flow path of the cooling water 55 can be opened and closed by 51, and the flow rate can be controlled by adjusting the opening degree. In FIG. 1, the drain pipe 49 is schematically shown.
[0017]
As shown in FIGS. 5A and 5B, the cooling water 55 from the water supply pipe 48 passes through the lower header 47 and rises in the internal space of the square pipe 45a and is folded back at the upper header 46. Lowering in the adjacent square pipe 45b and turning back at the lower header 47, ascending in the adjacent square pipe 45c, and then discharging from the drain pipe 49 to the outside via the upper header 46 from the square pipe 45i. .
[0018]
As shown in FIG. 5A, each of the upper and lower headers 46, 47 is provided with four partition members 56, and a hole 57 extending in the width direction of the heat insulating plate 15 is formed. A hole is formed at a position corresponding to the cross-sectional center of each of the square pipes 45a to 45i, the hole communicates with the hole 57, and both ends are closed by the blind plate 58. In the lower header 47, the partition wall member 56 corresponds to the joint surfaces of the square pipes 45a and 45b, the joint surfaces of the square pipes 45c and 45d, the joint surfaces of the square pipes 45e and 45f, and the joint surfaces of the square pipes 45g and 45h. Is provided. Further, in the upper header 46, the partition member 56 corresponds to the joining surfaces of the square pipes 45b and 45c, the joining surfaces of the square pipes 45d and 45e, the joining surfaces of the square pipes 45f and 45g, and the joining surfaces of the square pipes 45h and 45i. It is provided in the site to do.
[0019]
FIG. 6 illustrates a method of setting the heat insulating plate 15 in the coke oven furnace 12. In order to set the heat insulating plate 15 in the coke oven furnace 12, an upper stay 59 and a lower stay 60, which are attached to the heat insulating plate 15 via hinges and adjustable in length, are provided on the front surface of the coke oven furnace 12. The hook 61 is engaged.
In FIG. 1, reference numeral 62 denotes a pendant switch for operating the electric cylinder 40, reference numeral 63 denotes a stand to which a detector is attached, reference numeral 64 in FIGS. 2 and 3 denotes a backstay, and reference numeral 65 in FIG. 3 denotes a support member. Represents. 4, 5, and 6, reference numeral 66 denotes an auxiliary heat insulating plate, and reference numeral 67 denotes a connecting member. Further, in FIG. 4, reference numeral 68 indicates a reinforcing material for the heat insulating plate 15, reference numeral 69 indicates a fixing member for fixing the water supply pipe 48 and the drain pipe 49 to the heat insulating plate 15, and reference numeral 71 indicates a joint.
[0020]
Next, a method for using the heat protection apparatus 10 for coke oven repair according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) First, as shown in FIGS. 2 and 3, the traveling carriage 18 on which the heat insulating plate 15 is attached by the attaching / detaching mechanism is moved, and the center position in the width direction of the heat insulating plate 15 is set in the width direction of the coke oven kiln 12. Match the center position.
(2) As shown in FIG. 1, the water supply pipe 48 on the heat insulating plate 15 side and the water supply pipe 48 on the pump 50 side are connected, the pump 50 is started, and the cooling water is passed through the heat insulating plate 15.
(3) By operating the flow rate adjusting valve 51, measuring the amount of water supplied by the flow meter 54, measuring the temperature of the water supplied by the thermometer 52, and measuring the temperature of the waste water using a thermometer (not shown) provided in the drain pipe 49. From each detected value, the water flow condition of the cooling water 55 is matched with the appropriate value.
(4) The manual handle 32 of the advance / retreat means 21 is operated to push the pushing beam 25 attached with the slide beam 43 carrying the heat insulating plate 15 into the coke oven furnace 12 until the heat insulating plate 15 touches the red hot coke 11.
[0021]
(5) Operate the electric cylinder 40 by operating the pendant switch 62 to lower the heat insulating plate 15. When the bottom of the heat insulating plate 15 comes into contact with the furnace bottom, the heat insulating plate 15 is coke through the upper stay 59 and the lower stay 60. Fix to the hook 61 of the furnace kiln 12.
(6) Operate the pendant switch 62 to slightly lower the slide beam 43 to the position where the engagement between the ring member 16 and the hanging hook member 17 is released, and operate the manual handle 32 to slightly move the push beam 25 slightly. Retreat.
(7) As shown in FIG. 6, the upper and lower stays 59 and 60 of the heat insulating plate 15 are engaged with the hooks 61 on the front surface of the coke oven, and the heat insulating plate 15 is set in the coke oven furnace 12.
[0022]
(8) After operating the manual handle 32 to retract the push beam 25 to the retreat limit, the traveling carriage 18 is moved and moved from the front of the coke oven kiln 13.
(9) The refractory repair work for the coke oven kiln 13 is performed.
(10) When the refractory repair work for the coke oven kiln 13 is completed, the manual handle 32 is operated to push the pushing beam 25 into the coke oven kiln 12, and the ring material 16 and the suspension hook are reversed by the above-described operation. The heat insulating plate 15 is carried by the slide beam 43 by engaging with the material 17.
(11) After disengaging the upper and lower stays 59 and 60 from the hook 61, the manual handle 32 is operated to bring the pushing beam 25 out of the coke oven furnace 12.
(12) Close the furnace lid of the coke oven kiln 13 and finish all operations.
[0023]
In the said embodiment, although the heat insulating board 15 was made into the plate-shaped body by several square pipes 45a-45i, it is not limited to this, The pipe of various cross-sectional shapes is used including a pipe with a circular cross section. You can also. In addition, the heat insulating plate can be formed into a plate-like body having a single flow path having a flat and rectangular cross section without using a plurality of pipes.
Furthermore, upper and lower headers 46 and 47 are provided at the upper and lower end portions of the heat insulating plate 15, and flow paths are formed in the upper and lower headers 46 and 47 so that the cooling water 55 flows back in the adjacent square pipes 45 a to 45 i. Although formed, it is not limited to this, For example, it can also comprise so that the cooling water 55 may flow from the lower header 47 to the upper header 46 in all the square pipes 45a-45i.
[0024]
Although the chain sprocket wheel 30 is rotated by the manual handle 32 to the advance / retreat means 21 of the heat insulating plate 15, the invention is not limited to this, and an electric motor with a speed reducer can also be used.
Although the electric cylinder 40 is used for the raising / lowering means 35 of the heat insulating plate 15, the invention is not limited to this, and a hydraulic cylinder or other raising / lowering means can also be used.
The mechanism for attaching and detaching the heat insulating plate 15 is composed of the ring member 16 provided on the heat insulating plate 15 and the hanging hook member 17 that engages or disengages the ring member 16 by movement by the advancing / retreating means 21 and the elevating means 35. However, the structure is not limited to this, and other structures may be used.
[0025]
Although cooling water is used as a cooling medium for the heat insulating plate 15, other cooling liquids or gases can be used depending on the situation.
In order to advance and retract the heat insulating plate 15 in the depth direction of the coke oven furnace 12, the advancing / retreating means 21 provided on the traveling carriage 18 is used, and in order to raise and lower the heat insulating plate 15 in the vertical direction, Although the provided lifting / lowering means 35 is used, the present invention is not limited to this. For example, a forklift may be used without using the traveling carriage 18, and an attachment / detachment mechanism may be provided in the fork part that moves up and down.
[0026]
【The invention's effect】
In the heat insulation device for coke oven repair according to claims 1 to 4, the environmental temperature of the worker is adjusted even in repair work of a refractory material in a coke oven kiln in a so-called actual kiln state filled with red hot coke. The temperature can be kept at 40 ° C. or lower, and the collapsing of red hot coke can be surely prevented, so that the work environment can be improved, and this eliminates the need for a short shift work by many personnel. In addition, work safety is ensured.
In particular, in the heat protection device for repairing a coke oven according to claim 2, since both outer surfaces of adjacent square pipes can be welded joint surfaces, the joint surface cannot be depressed as in the case of a circular pipe, Thus, since there is no possible dust reduces the heat conductivity clogged recess that efficiently it is insulation, it can be easily manufactured heat insulating board. In addition, since there is no weld in the passage of the cooling medium, the corrosion resistance is excellent.
In the heat insulating apparatus for coke oven repair according to the third aspect, since the flow velocity of the cooling medium can be increased, a small amount of the cooling medium is sufficient, and the running cost is reduced.
In the heat insulation apparatus for coke oven repair according to the fourth aspect, the cooling medium can be obtained easily and inexpensively, so that the economy is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic view of a coke oven repair heat insulating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the heat prevention device for coke oven repair.
FIG. 3 is a side view of the heat protection device for coke oven repair.
FIG. 4 is a side view of a heat insulating plate of the coke oven repair heat insulating device.
5A and 5B are a front view and a cross-sectional view, respectively, of a heat insulating plate of the coke oven repair heat insulating device.
FIG. 6 is an explanatory view of a fixing method of a heat insulating plate of the heat insulating device for coke oven repair.
[Explanation of symbols]
10: heat insulation device for coke oven repair, 11: red heat coke, 12: coke oven kiln, 13: coke oven kiln, 14: vertical surface, 15: heat insulation plate, 16: ring material (heat insulation side engagement member), 17 : Hanging hook material (moving side engaging member), 17a: conical part, 17b: cylindrical part, 17c: horizontal mounting member, 18: traveling carriage, 19: wheel, 19a: rail, 20: carriage frame, 21: advance / retreat means , 22, 23: support legs, 24, 24a: advance / retreat guide, 25: push beam, 26, 27: guide wheels, 28, 28a: support base, 29, 30: chain sprocket wheel, 31: endless chain, 32: manual Handle: 33: Connection fitting, 34: Worker, 35: Lifting means, 36: Vertical member, 37: Rectangular member, 38: Lifting frame, 39: Mounting bracket, 40: Electric screw 41, 42: Chain sprocket wheel, 43: Slide beam, 44: Chain, 45a to 45i: Square pipe, 46: Upper header, 47: Lower header, 48: Water supply pipe, 49: Drain pipe, 50: Pump, 51: Flow control valve, 52: Thermometer, 53: Pressure gauge, 54: Flow meter, 55: Cooling water, 56: Partition member, 57: Hole, 58: Blind plate, 59: Upper stay, 60: Lower stay 61: hook, 62: pendant switch, 63: stand, 64: backstay, 65: support member, 66: auxiliary heat insulating plate, 67: connecting member, 68: reinforcing material, 69: fixing member, 70: horizontal guide, 71 : Fitting

Claims

In the state of the coke oven furnace filled with red hot coke, in the heat prevention device for coke oven repair used for heat insulation when repairing the refractory at the coke oven kiln,
A heat insulating plate that is in contact with the red hot coke and prevents the red hot coke from collapsing, and that blocks the heat radiated from the red hot coke through a cooling medium therein, and is formed in a letter shape when viewed from the side. And a coke oven repairing means comprising: a heat-retracting means that can be moved back and forth in the depth direction of the coke oven kiln, and a lifting means that can be raised and lowered vertically. Thermal insulation device.

2. The heat prevention apparatus for coke oven repair according to claim 1, wherein the heat insulation plate is formed into a plate-like body by arranging a plurality of rectangular pipes having a rectangular cross section in the width direction of the coke oven kiln. Heat insulation device for coke oven repair.

3. The heat insulation apparatus for repairing a coke oven according to claim 2, wherein upper and lower headers are provided at upper and lower ends of the heat insulation plate, respectively, and the upper and lower portions are arranged such that the cooling medium flows back in the adjacent square pipes. A heat insulation device for coke oven repair, characterized in that a flow path is formed in the header.

The heat insulation apparatus for coke oven repair according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling medium is cooling water.