焦炭爐組中煉焦室壁面的高溫耐火材料塗覆裝置的製作方法

2023-10-18 18:59:14 2

專利名稱：焦炭爐組中煉焦室壁面的高溫耐火材料塗覆裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於配置在煉焦爐中建造的炭火室內構築而曝露於高溫中的耐火磚表面上，塗覆高溫耐火材料，以提高耐火磚的耐久性和防氣透性，在煉焦爐中炭火室壁面塗覆高溫耐火材料的裝置。
在煉焦爐中配置的炭火室的耐火磚，一般使用矽質耐火磚。而矽質耐火磚是將矽質原料粉碎，用水混合後，裝入型具使其乾燥，在1200℃左右進行燒成而製造。使用如此製造的矽質耐火磚建造爐具，在均勻溫度下乾燥運行，除去應力後，作為煉焦爐的耐火磚供實際應用。
上述耐火磚，提高絕熱的目的，具有很高的氣孔率，通過顆粒間接接觸形成。爐具初期是平滑的磚表面，所裝配的煤碳和煉焦爐的摩擦，頻繁的加熱和冷卻的反覆運行，因熱剝落和熱破裂，而失去其平滑，逐漸形成大面積的毀壞，不僅磨擦阻抗提高了，而且由處理煤和燃燒產生的碳和灰粉付著在毀壞的表面上，給操作帶來很大問題。
煉焦爐的結構是由煉焦爐內蒸燒煤炭的，很多個叫做炭火室的小房間和加熱燃燒室相互交錯排列構成。所謂炭火室和燃燒室由上述矽質耐火磚構成的隔牆所隔開。上述炭火室是高約6～7m、進深15～16m、寬40～50cm的長方形空洞，為了很容易地將蒸燒得的焦炭排出爐外，寬度稍寬於排出側(以下稱煉焦爐排出側)。
這樣，作為原料的配合煤，由設置在炭火室頂部的裝料口，用裝料車間斷地提供，所說的煉焦爐排出側由反方向設置的擠壓機上的水平測量器調整在均勻高度上，進行加熱。蒸燒結束後，將兩者的門打開，由擠壓機壓出，從燒焦爐排出側擠壓出，再由消火裝置滅火，冷卻後，成為焦炭製品。
在焦化過程中，配合煤中的煤膠物質被氣化，同時，耐火磚也曝露在酷熱的高溫下。近年來，為了提高焦炭的強度，配合煤在裝入前進行乾燥(通常將8～12％的水分乾燥到5～6％)，還要進行提高向炭火室內裝添配合煤的裝添密度的作業，可製造出高強度的焦炭。
然而，當上述耐火磚失去了平滑的表面時，在焦化過程中配合煤產生的碳固著在表面上，使得表面更加凹凸不平，同時，由於上述碳的固著使得炭火室的寬度變窄，使擠壓的阻抗增高，給作業帶來很大問題。由於不合理的擠壓，在叫做接縫的磚與磚之間的間隙掩埋下損傷部分，從炭火室產生的氣體流入燃燒室，成為從煙囪排出黑煙的原因，產生不合理的公害。
作為對此的對策，是用人力拿著金屬棒，在焦炭排出後，去除掉高溫炭火室磚表面上的付著物，或者，通過吹入空氣和氧氣燃燒去除付著在磚上的碳(如特開平2-24392號公報、特開平3-111487號公報)。另一方面，為了防止碳附著在耐火磚的表面上，以前的方法是將煤膠質和石油瀝青塗敷在所制炭火磚的表面上，形成還原狀態，通過降低磚表面矽成分的融點，呈熔融狀使表面平滑的方法。最近，提出的方法是(特開平2-160896號公報)將細粉狀的氧化矽和氧化鉻在超高溫下溶融噴射(等離子體溶射法)在耐火磚的表面上，形成緻密的表面層的方法。上述公開技術對向煉焦爐中炭火室壁面塗敷耐火材料的具體裝置沒有說明。
本申請人提出一種高溫耐火材料表面處理方法，可提高其效果，將由特原平6-274255號中特定成分形成的有機矽化合物處理材料，用噴頭塗敷在耐火磚的表面上，耐火磚表面層和熔融塗層一邊反應，一邊蒸發出鈉，使矽的純度提高，表面光滑，得到強度很高的處理層。
然而，在靠近煉焦爐中炭火室窗口處，由噴頭噴出的有機矽處理材料比較容易塗敷，但是，炭火室中心部位難以穩定塗敷，希望實現一種裝置，能在包括炭火室壁面中心部位在內的整個炭火室內塗敷耐火材料。
本發明的目的提供一種能在煉焦爐中炭火室壁面塗敷高溫耐火材料的裝置，既適用於不必大幅度變更既定的設備，同時又能作業性更穩定地在炭火室內塗敷耐火材料。
本發明對向炭火室壁面塗敷高溫耐火材料的裝置，經過大量地研究獲得最終結果，其要點如下。
達到上述目的的權利要求1中記載的本發明是一種向煉焦爐中炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，其特徵是向配置在煉焦爐內炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，包括設在上述炭火室的焦炭擠壓機一側爐外有沿著炭火室縱深方向能前後自由的移動臺車，在該移動臺車上裝後端部，並在炭火室的下方，沿縱深方向從一端到另一端能自由水平進退而設置的水平管體，在這個水平管體的前端部，沿炭火室的高度方向上設置的直立管體，在該直立管體的高度方向上，向著炭火室壁面，在多段上配置的塗敷高溫耐火材料用的噴頭。
權利要求2記載的本發明是權利要求1中記載的在煉焦爐中炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，其特徵是在水平管體的縱深方向下部，將該水平管體插入到炭火室內時，在爐底呈滑動連接，配設很多個支撐上述水平管體的滑塊。
權利要求3中記載的本發明是權利要求1或2中記載的在煉焦爐中炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，其特徵是在直立管體寬度方向的兩端，當將水平管體插入炭火室時，在爐寬方向上配設進行導向的導向板。
權利要求4中記載的本發明是權利要求1、2或3中記載的在煉焦爐內炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，其特徵是將水平管體和直立管體作為水冷結構。
權利要求5中記載的本發明是權利要求1、2、3或4中記載的在煉焦爐內炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，其特徵是在爐外固定導軌上設置可進退自由的移動臺車。
權利要求6中記載的本發明是權利要求1、2、3、4或5中記載的在煉焦爐內炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，其特徵是在爐外配置很多個載輪，以支撐水平管體做進退自由移動。
根據


本發明的實施方式。
圖1是表示本發明的煉焦爐內炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料裝置的側面圖。
圖2是表示本發明的高溫耐火材料塗敷裝置備有管體結構的縱向斷面示意圖。
圖3是圖2中沿A-A的剖視斷面圖。
圖4是圖2中沿B-B的剖視斷面圖。
圖5是圖2中沿C-C的剖視平面圖。
圖6是圖1中沿A-A的剖視斷面圖。
如圖1所示，本發明的煉焦爐1內炭火室2的高溫耐火材料塗敷裝置3，配置有將焦炭從炭火室2內擠壓出爐外的擠壓機4。即，在配置在擠壓機4上擠壓焦炭用的壓頭5附近，利用工作床的空間配置高溫耐火材料塗敷裝置3。這樣的裝置由於使用擠壓機4將焦炭從炭火室擠出後，可以啟動高溫耐火材料塗敷裝置3，作業程序非常方便。
為了構成高溫耐火材料塗敷裝置3，如圖1所示，在擠壓機4的作業床6上，在爐外，向著炭火室2的縱深方向上配置的能退進自由的移動臺車7，通過車輪7A裝置在作業床6上，沿著固定導軌8能自由進退行走。7B是驅動車輪7A的驅動馬達。該移動臺車7靠數個配置在作業床6上的載輪支撐著，能從炭火室2的一端到另一端做水平的自由進退，安裝在水平管體10的後端部，通過移動臺車7的行走，使水平管體10向著炭火室2進行進退。
在水平管體10的前端部，對應著炭火室2的高度方向上設置直立管體11，同時，如圖5所示，在直立管體11的高度方向上，向著炭火室2的耐火磚面2A，多段配置2列與水平面成傾斜角的高溫耐火材料塗敷用噴頭12。高溫耐火材料用噴頭12向著炭火室2的壁面2A配置2列。如圖1所示高度方向上多段配置。這種高溫耐火材料塗敷用噴頭12的排列也可以左右高度相互變化(千眼排列)。在直立管體11上設置導板19。如圖1、圖5所示，該導板19配置在垂直管體11的中心部位上方，以獲得將塗敷裝置3插入炭火室2中時的導向機能力，另外，在水平管體10的前端部中間處和直立管體11的前端部由排出斜管13連接，該排出斜管13形成冷卻水的排水通道，同時又具有強化直立管體11剛性的作用。如圖3所示，水平管體10，在基部一側由同心的內管15、內管16、外管17形成的3層管結構，如圖4所示，前端部一側是由同心的內管15、外管17形成的2層管結構，至於直立管體11也具有相同的2層管結構。
此外，水平管體10的基部和前端部由環狀隔板18(參照圖2)隔開，直立管體11的內管15與多段配置的高溫耐火材料塗敷用噴頭12連通。直立管體11的上端部外管17和水平管體10基部一側通過排出斜管13連通。具有電動閥21A的高溫耐火材料供應管21連接在水平管體10的內管15上，中管16與具有電動閥22A的供水管22相連接，而外管17與具有電動閥23A的排水管23連接。
在水平管體10的縱深方向下部，將水平管體10插入炭火室2內時，與爐底2B上滑動接觸配置而支撐著水平管體10的數個滑輪20。另一方面，在直立管體11的寬度方向兩端處配置將水平管體10插入炭火室2內時，沿爐寬方向進行導向的導向板。因此，爐底2B即使不完全水平，直立管體11也大致垂直。
設在擠壓機4上的擠壓機配電盤24，由滑動線25供電，由擠壓機配電盤24，通過供電電纜32將動力用電和控制用電信號提供給高溫耐火材料塗敷裝置3的各個動力裝置。移動臺車7與輔助用的電纜軸承26連接，該輔助用電纜軸承26一邊支撐在與移動臺車7退進相連的電纜軸承用支座27上，一邊移動。移動臺車7上設置特殊用引出裝置28，設置在配置於作業床6上的臺架28A上，非常時刻，例如移動臺車7出現故障時，使用這個非常用引出裝置28將移動臺車7從爐內移動到爐外。
在水平管體10上連接高溫耐火材料，冷卻水用電纜軸承29，通過壓送泵31將高溫耐火材料用桶30中的高溫耐火材料送入水平管體10的內管15中。
下面對本發明高溫耐火塗敷裝置3的作用進行說明。
炭火室2內的煤通過蒸燒乾餾結束後，將設置在炭化室2中機器一側和焦炭一側的門(圖中未畫出)打開，用擠壓機4的焦炭擠壓頭5，將在炭火室2內製得的焦炭從機器一側擠壓到焦炭一側。這樣使用高溫耐火材料塗敷裝置3在炭火室2內的耐火磚面2A上塗敷高溫耐火材料時，首先將擠壓機4在煉焦爐1的縱深方向移動，使水平管體10和該炭火室2的寬度方向中心位置相吻合。
由設置在高溫耐火材料用桶30處的供給口(圖中未示出)送入高溫耐火材料，關閉設在供給口處的閥門。作為高溫耐火材料，用35份矽酸鈉(SiO2/Na2O摩爾比＝3.5)、5份氫氧化鈉、7份硼酸鈉和3份有機矽化合物[CH3-Si(OH)2ONa，50份水調製成配合耐火材料混合液。
調節電動閥22A和23A的啟開度、由供水管22供應冷卻水時，冷卻水通過高溫耐火材料，冷卻水用電纜軸承29，通入水平管體10基部一側內管15和中管16之間，在由環狀隔板18隔開的端部一側通入內管15和外管16之間，通過直立管體11的內管15和外管16之間，上升後，經排出斜管13逆向通過水平管體10的基部，由排水管23排出。
這樣可確保在水平管體10、直立管體11和排出斜管13中流動的冷卻水處於冷卻狀態，將設移動臺車7上的驅動裝置7B驅動向前，藉助於車輪7A使移動臺車7以規定的速度前進。立設在水平管體10前端部的直立管體11是到達炭火室2入口處的階段，將壓力空氣壓入高溫耐火材料桶30內，使其升壓，通過操作高溫耐火材料供應管21的高溫耐火材料。冷卻水用電纜軸承29，將高溫耐火材料由桶內送入水平管體10的內管15，經由直立管體11的內管15，通過各個高溫耐火材料塗敷噴頭12，進行噴塗。
由這樣2列高溫耐火材料噴頭12噴出的高溫耐火材料，一邊向構成炭火室的矽質耐火磚的壁面2A上噴塗，一邊以衡定速度，將水平管體10從炭火室2的一端移動到另一端。在直立管體11上，由於多段配設面向壁面2A的2列高溫耐火材料塗敷噴頭12，所以能均勻地將高溫耐火材料塗敷在壁面2A上。
上述均勻塗敷在炭火室2的矽質耐火磚壁面2A上的高溫耐火材料是如上述一樣的配合成分，同時將焦炭擠出後，炭火室1的壁面2A的溫度通常保持在1000～1200℃的高溫。因此，具有上述配合成分的高溫耐火材料中的鹼份大幅度降低，所以鹼不會向矽質耐火磚壁面2A中浸透，形成矽濃度很高，像玻璃面一樣平滑，密度大，而且強度很高的高溫耐火材料熔融塗敷層，從耐火磚的表面形成1.0～1.5mm的層，平均深度為1.3mm。
其結果，生產12批焦炭後，向炭火室2的矽質耐火磚表面上付著的碳和灰等固體物的量，過去，在無塗敷面的磚上是1.9g/m2，而對此在根據本發明塗敷面的磚上，可降低到0.1g/m2以下。另外，向炭火室2的壁面2A上塗敷高溫耐火材料結束後，無需急於把水平管體拉出爐外。
在上述實施方式中，關於將高溫耐火材料塗敷裝置3設置在擠壓機4上作了說明，但是根據情況，也可以將高溫耐火材料塗敷裝置3設置在專用的移動臺車上。如果這樣，擠壓機4可以自由自在地運行和撤離。
如上說明，根據本發明煉焦爐中炭火室壁面的高溫耐火材料塗敷裝置，可以在整個炭火室內從一端到另一端，從高溫耐火材料噴頭向高度方向噴出的高溫耐火材料，能均勻地進行塗敷。因此，通過在炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料，可形成既平滑又密度高而且強度也很高的熔融塗敷層。
結果，減輕了因配合煤的燃燒而生成的碳和灰付著在炭火室壁面上形成凹凸不平。也能很容易地將炭火室內製得的焦炭擠出，同時防止了氣體向壁面磚的滲透，使壁面耐火磚的壽命得到延長，對焦炭爐的作業做出了很大貢獻。
圖1是本發明的煉焦爐內炭火室壁面的高溫耐火材料塗敷裝置的側面圖。
圖2是本發明的備有管體結構的高溫耐火材料塗敷裝置的示意縱向斷面圖。
圖3是圖2中A-A剖視斷面圖。
圖4是圖2中B-B剖視斷面圖。
圖5是圖2中C-C剖視斷面圖。
圖6是圖1中A-A剖視斷面圖。
1.煉焦爐2.炭火室3.高溫耐火塗敷裝置4.擠壓機5.焦炭擠出頭6.作業床7.移動臺車8.固定導軌9.載輪10.水平管體11.直立管體12.高溫耐火材料塗敷噴頭13.排出斜管15.內管16.中管17.外管18環狀隔板19.導板20.導輪21.高溫耐火材料供給管22.給水管23.排水管24.擠壓機配電盤25.滑動線26.輔助用電纜軸承27.電纜軸承支座28.非常用引出裝置29.高溫耐火材料.冷卻水用電纜軸承30.高溫耐火材料用桶31.壓送泵32.供電電纜
權利要求
1.一種煉焦爐中炭火室壁面的高溫耐火塗敷裝置，其特徵在於是配置在煉焦爐內在炭火室壁面上塗敷高溫耐火材料的裝置，包括設置在上述炭火室的焦炭擠出機一側，在爐外，在炭火室縱深方向上能進退自由的移動臺車、在該移動臺車上安裝後端部，炭火室的下部，能沿縱深方向從一端到另一端自由進退地設置的水平管體、在該水平管體的前端部向炭火室高度方向上立設的直立管體、和在直立管體的高度方向上向著炭火室的壁面多段配置的高溫耐火材料塗敷用噴頭。
2.根據權利要求1記載的煉焦爐中炭火室壁面的高溫耐火材料塗敷裝置，其特徵在於在水平管體的縱深方向下部，將該水平管體插入炭火室時可與爐底滑動接觸而配設多個支撐上述水平管體的載輪。
3.根據權利要求1或2記載的煉焦爐中炭火室壁面的高溫耐火材料塗敷裝置，其特徵在於在直立管體的寬度方向兩端處，配置將水平管體插入炭火室時，在爐寬方向上起導向作用的導板。
4.根據權利要求1、2或3記載的煉焦爐中炭火室壁面的高溫耐火材料塗敷裝置，其特徵在於水平管體和直立管體作水冷結構。
5.根據權利要求1、2、3或4記載的煉焦爐中炭火室壁面的高溫耐火材料塗敷裝置，其特徵在於將使移動臺車沿著爐外固定導軌可進退自由地設置。
6.根據權利要求1、2、3、4或5記載的煉焦爐中炭火室壁面的高溫耐火材料塗敷裝置，其特徵在於在爐外設置多個承載水平管體自由進退的載輪。
全文摘要
一種對煉焦爐的炭火室壁面塗敷高溫耐火材料的裝置，它包括移動臺車；裝於移動臺車後端部，且位於炭火室下面的水平管體，該管體沿長度方向能水平地由一端自由移動至另一端；直立管體，它設置於水平管體前端，沿炭火室高度方向直立；以及多個高溫耐火材料塗敷用噴頭，它裝在直立管體上對著炭火室壁面設置。
文檔編號C10B33/00GK1154398SQ9611178
公開日1997年7月16日 申請日期1996年8月9日 優先權日1995年11月2日
發明者安藤猛, 山口安幸 申請人:川崎制鐵株式會社