JP2009030080A - 高炉炉体リングブロックの吊換装置、炉体構築方法および炉体解体方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リングブロックの多様な吊り下げパターンに対応できる吊換装置、炉体構築方法および炉体解体方法を提供する。
【解決手段】
高炉炉体リングブロックの吊換装置１は、複数種類のリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）を収容可能な収容空間２の周囲に配列された支柱１０と、支柱１０で支持されかつ収容空間２の上面を覆う上部構造体２０と、上部構造体２０に配置されかつ複数の前記リングブロックに対応する複数のジャッキ群Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）と、を備える。各ジャッキ群Ｇとして設置されるジャッキ２９は対応するリングブロックＢに応じた配置とされており、適切なジャッキ群Ｇを選択すれば適切な吊り位置が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高炉炉体リングブロックの吊換装置、炉体構築方法および炉体解体方法に関し、高炉の構築時または解体時に炉体リングブロックを吊り換える作業に利用されるものである。

高炉炉体の構築工事は高炉の新設または改修において実施され、同炉体の解体工事は高炉の改修または廃止に実施される。
このような高炉炉体の構築または解体にあたって、炉体を輪切りにしたような複数のリングブロックを用いる、いわゆる炉体リング大ブロック工法が開発されている（特許文献１および特許文献２参照）。
この工法では、炉頂のガス捕集マンテル、中間のシャフトマンテルおよび炉腹マンテル、基部の炉底マンテル等の区画毎のリングブロックを用いる。
各リングブロックは、それぞれ外周に鉄皮を有し、その内側にステーブや耐火材を張って形成されており、互いに連結することで一連の高炉の炉体が構築されるようになっている。

炉体の構築にあたっては、設置現場の近隣に作業現場を設営し、ここで各々リングブロックを組み立てた後、設置現場に搬送し、炉体櫓の内側に各リングブロックを順次搬入し、吊り上げて連結してゆく。具体的には、先ず炉頂のガス捕集マンテル用ブロックを炉体基礎上面レベルで側方から基礎上に搬入し、これを吊り上げ、その下方に中間のシャフトマンテル用ブロックを搬入して吊り上げ、更にその下に炉腹マンテル用ブロックを搬入し、吊り上げる。最後に、炉腹マンテル用ブロックの下に炉底マンテル用ブロックを搬入・据付し、吊り上げていた各ブロックを順次下降させて互いに接続し、一連の炉体を組み上げる。
炉体の解体にあたっては、前述した炉体の構築とは逆の手順で炉体をリングブロックに分離し、ガス捕集マンテル用ブロック、シャフトマンテル用ブロック、炉腹マンテル用ブロックを吊り上げる。この状態で、炉底マンテル用ブロックの撤去を行い、続いて各ブロックを順次床面まで降ろし、櫓の外部へ順次搬出する。搬出された各ブロックは設置現場から搬出して近隣の作業現場に搬送後、解体される。
このような炉体リング大ブロック工法を利用することで、高炉の改修等の施工期間の大幅な短縮が実現できる。

このような炉体リング大ブロック工法においては、各リングブロックを設置現場と作業現場との間で搬送する。このために、炉体用輸送台車（ドーリー）および炉体用支持架台が用いられる（前記特許文献１の段落００１０、段落００１３、図１７および図１８など参照）が用いられる。
このようなドーリーを用いてリングブロックを搬送する際、作業現場に置かれたリングブロックを前記ドーリー上に載置するため一時的に持ち上げる必要があり、このために吊換装置が用いられている。

前述した特許文献１の吊換装置は、四本の支柱の頂上部分に水平ビームおよび連結部材を架け渡し、これらの水平ビームおよび連結部材により水平な軸組構造を形成し、この軸組構造に４基のリフトアップジャッキを設置する。そして、軸組構造の下方にリングブロックを配置し、リングブロックの外周に装着した吊下治具とジャッキとをワイヤーで接続し、ジャッキを駆動することによりリングブロックを吊り上げることが可能である。
この吊換装置は、リングブロックの吊り下げる部分の径寸法が個別に異なっても対応できるようにするために、４基のジャッキをリングブロックの径方向へ移動可能に設置している。具体的には、軸組構造の対角線方向に沿って４系統のガイドレールおよび油圧シリンダを配置し、リングブロック毎の吊り下げ径寸法に応じてジャッキの位置を調整するようにしている（特許文献１の図２〜図４など参照）。

前述した特許文献２の吊換装置は、前述した特許文献１の吊換装置と同様に支柱および軸組構造を備えている。
さらに、特許文献２の吊換装置は、支柱の脚部に底面側から凹部を形成し、この凹部に進入したドーリーの支持部分を上昇させることで支柱ないし吊換装置全体を持ち上げ、走行することで吊換装置を移動させることができる（特許文献２の図２など参照）。

特許第３５８３３５４号公報 特許第３５３９８８５号公報

前述した特許文献１の吊換装置では、ジャッキの数は４基に固定されているため、リングブロックの重量は区画毎に大きく異なり、この重量の相違に伴って各ワイヤー吊下位置の荷重も変化する。重量の大きなリングブロックではワイヤー吊下位置への集中荷重が大きくなり、リングブロックの変形が問題となることがある。
これに対し、炉体に変形防止用の補強部材を装着することで対応が行われているが、このような補強部材は前述した吊下治具とは別に必要となることがあり、作業の繁雑さを招いていた。
また、特許文献１の吊換装置では、ジャッキの設置位置が移動式ではあるが移動位置が軸組構造の対角線上の位置に限られており、リングブロックの吊り上げ部位および数などのパターンを多様化することができなかった。
さらに、移動式としたために、ジャッキ周辺に複雑な可動構造が必要となり、メンテナンスあるいはコストの点で問題が生じる原因となっていた。

前述した特許文献２の吊換装置では、支柱の底面側から形成された凹部をドーリーの出入口としているため、支柱の内側寸法が小さい場合には凹部に進入できるドーリーが制限されるという問題があった。
一方で、十分な大きさのドーリーを用いるためには、支柱の内側寸法を過剰に太くしなくてはならず、コストが過剰となるほか重量増に伴って移動時のエネルギー負担が大きくなる等の問題があった。
このような問題に対し、吊換装置として必要最小限の効率的な支柱構造であって十分な大きさのドーリーに対応できる脚部の実現が望まれていた。

本発明の主な目的は、リングブロックの多様な吊り下げパターンに対応できる吊換装置、炉体構築方法および炉体解体方法を提供することである。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置は、複数種類のリングブロックを収容可能な収容空間の周囲に配列された支柱と、前記支柱で支持されかつ前記収容空間の上面を覆う上部構造体と、前記上部構造体に配置されかつ複数の前記リングブロックに対応する複数のジャッキ群と、を備えたことを特徴とする。

このような本発明では、高炉の施工に先だって、吊り上げを予定するリングブロック毎にジャッキ群を準備し、各々のワイヤー吊り位置および数のパターンを適応させておく。そして、実際の施工の際には、吊り上げるリングブロックに対応したジャッキ群を選択し、同ジャッキ群に属するジャッキを用いて吊り上げを行う。その結果、ジャッキ位置および数は吊り上げるリングブロックに最適のパターンで提供することができる。

特に、ジャッキ群の設定の際に、リングブロックの重量を考慮して吊り位置の数を設定でき、リングブロックの変形を低減できるとともに、従来必要とされていた変形防止用の補強部材を省略できる。
さらに、本発明では、複数設定しておいたジャッキ群の選択により複数のリングブロックに対応するため、従来方式のようなジャッキ移動用の可動部分を排除でき、構造的な複雑化を回避できる。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、前記ジャッキ群は、それぞれ前記上部構造体において前記収容空間の中心からの距離が異なる同心円状の領域を有し、かつ各ジャッキ群は前記領域に設置された複数のジャッキで構成されていることが望ましい。
このような本発明では、各リングブロックの吊り位置の半径寸法に基づいて同心円状の領域を設定し、この領域に各リングブロックの重量等に基づいて適切な数のジャッキを配置することで、各リングブロックの対応したジャッキ群を簡単かつ確実に設定することができる。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、前記ジャッキ群は、ガス捕集マンテル用ジャッキ群、シャフトマンテル用ジャッキ群、炉腹マンテル用ジャッキ群を含み、
前記各ジャッキ群に設置されるジャッキの数および配置は、ガス捕集マンテル用ジャッキ群、シャフトマンテル用ジャッキ群、炉腹マンテル用ジャッキ群の各々の吊り荷重に応じて設定されることが望ましい。
このような本発明では、炉体リング大ブロック工法で標準的に利用されるガス捕集マンテル用ブロック、シャフトマンテル用ブロック、炉腹マンテル用ブロックの三種に対応することができ、各々の重量に応じてジャッキの数を増減することで確実な吊り上げ操作が行えるとともに、前述した荷重集中によるリングブロックの変形への対応も適切に行うことができる。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、前記ガス捕集マンテル用ジャッキ群は最も内周に配置されたジャッキを有し、前記シャフトマンテル用ジャッキ群は前記ガス捕集マンテル用ジャッキ群の外側に配置されたジャッキを有し、前記炉腹マンテル用ジャッキ群は前記シャフトマンテル用ジャッキ群の外側に配置されたジャッキを有することが望ましい。
このような本発明では、前述したシャフトマンテル用ブロック、ガス捕集マンテル用ブロック、炉腹マンテル用ブロックの各ジャッキ群を各々の外径に応じて同心状に配置することができ、各ブロックへの対応を簡単に設定することができる。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、前記収容空間は平面矩形でありかつ前記支柱は前記収容空間の四隅に設置された４本の支柱であり、前記上部構造体は、前記支柱に支持されかつ前記上部構造体の外周部分に平面形状が矩形を形成する４本の主梁と、前記主梁のうち対向する一対に架け渡された複数の副梁と、前記副梁の間に架け渡された補助梁とを備え、前記ジャッキ群は、前記副梁および前記補助梁に設置されている
ことが望ましい。
このような本発明では、上部構造体を軸組構造で実現できるとともに、主梁により四隅を支柱で支持された矩形枠状を形成して基本的な強度を確保し、副梁および補助梁により上部構造体の平面形状における位置自由度を確保し、前述したジャッキ群に要求される多様なジャッキ位置にも対応が可能となる。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、前記補助梁は前記収容空間の対角線方向に沿って延びる補助梁を含み、この対角線方向の補助梁には前記収容空間の中心からの距離が異なる複数のジャッキが配置されていることが望ましい。
このような本発明では、副梁に架け渡される補助梁は、通常は副梁に対して直交方向に接続すればよいが適宜角度をもって接続するようにしてもよい。特に、補助梁を対角線方向に沿って配置すれば、この方向はリングブロックの径方向に相当するため、同方向に配置された補助梁に複数のジャッキを設置することで各ジャッキを異なる径寸法のリングブロックに対応するもの、つまり異なるジャッキ群とすることができる。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、前記支柱および前記上部構造体の一部は、それぞれ軸材モジュールを長手方向へ順次連結して構成されているとともに、前記軸材モジュールの相互連結部分は分解可能な結合構造であることが望ましい。
このような本発明では、吊換装置を分解可能とすることで、何れかの施工現場で炉体施工に利用した後、分解して他の施工現場に搬送し、再度利用することが可能である。特に、軸材モジュールを長手方向へ順次連結する構造とすることで、各軸材として長尺材を用いる場合に比べ、施工現場への搬入あるいは搬出を容易に行うことができる。また、軸材モジュールの連結数を増減することで吊換装置の全体寸法を調整可能とすることもできる。

なお、軸材モジュールの相互連結部分における分解可能な結合構造としては次のような具体例を採用できる。すなわち、軸材モジュールとしてパイプ材を用いる場合、その端部に内フランジを形成し、この内フランジを貫通するボルトナットで締結する構造が利用できる。また、軸材モジュールとしてＨ型鋼を用いる場合、その端部にエンドプレートを溶接し、このエンドプレートを貫通するボルトナットで締結する構造が利用できる。これらの結合構造は、着脱可能であるとともに所期の強度を確保する必要があり、前述した内フランジやエンドプレート等には適宜ガセットプレートを補強してもよい。

本発明の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、前記支柱はその下端部に輸送台車が進入可能な脚部を有し、前記脚部は、前記輸送台車の進入方向と交差する方向の寸法が前記支柱より大きな平面構造体と、前記平面構造体の下面に前記進入方向の両側に沿って形成された一対の支持構造体とを備えていることが望ましい。
このような本発明では、脚部には平面構造体および両側の支持構造体によってトンネル状の空間が形成され、この空間に輸送台車（ドーリー）が進入可能である。そして、同空間に進入した輸送台車の荷重支持部分を上昇させることで脚部ないし吊換装置を持ち上げることができ、これにより吊換装置を移動式とすることができる。
ここで、脚部は支柱に接続されるものであり、支柱の幅寸法に拘束されるものではない。具体的には、支柱の寸法に比べて脚部を十分大きく形成することができ、大型の輸送台車に適用できるとともに、従来のように大型の輸送台車に対応するために支柱を過剰に大型化する必要も解消できる。

本発明の炉体構築方法は、作業現場で複数のリングブロックを製作する工程と、設置現場で前記リングブロックを順次連結して炉体を構築する工程と、輸送台車を用いて前記リングブロックを前記作業現場から前記設置現場まで搬送する工程と、前記輸送台車に前記リングブロックを載せるために吊換装置を用いて前記各リングブロックを吊り上げる工程と、を含むとともに、前記吊換装置には、複数の前記リングブロックに対応する複数のジャッキ群を設置しておき、吊り上げる前記リングブロックに応じて前記ジャッキ群を選択して用いることを特徴とする。

本発明の炉体解体方法は、設置現場で炉体を複数のリングブロックに分離する工程と、作業現場で前記リングブロックを更に解体する工程と、輸送台車を用いて前記リングブロックを前記設置現場から前記作業現場まで搬送する工程と、前記輸送台車に前記リングブロックを載せるために吊換装置を用いて前記各リングブロックを吊り上げる工程と、を含む炉体解体方法において、前記吊換装置には、複数の前記リングブロックに対応する複数のジャッキ群を設置しておき、吊り上げる前記リングブロックに応じて前記ジャッキ群を選択して用いることを特徴とする。

これらの本発明においては、炉体構築あるいは炉体解体にあたって、本発明に基づく吊換装置を用いることで、前述した本発明の吊換装置の作用効果を同様に得ることができる。
すなわち、吊り上げるリングブロックに対応したジャッキ群を選択し、同ジャッキ群に属するジャッキを用いて吊り上げを行うことで、ジャッキ位置および数は吊り上げるリングブロックに最適のパターンで提供することができる。
特に、リングブロックの重量を考慮して吊り位置の数を設定でき、リングブロックの変形を低減できるとともに、従来必要とされていた変形防止用の補強部材を省略できるため、作業工程の簡略化が可能であるとともに施工コストの低減が図れる。さらに、本発明では、複数設定しておいたジャッキ群の選択により複数のリングブロックに対応するため、ジャッキを移動させるための可動部分を排除でき、構造的な複雑化を回避でき、設備コストも大幅に低減できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１，図２，図３には本発明に基づく吊換装置１が示されている。
吊換装置１は内部に収容空間２を有し、この収容空間２には吊り上げるべき複数種類のリングブロックＢが収容可能である。
本実施形態においては、複数種類のリングブロックＢとして、高炉炉体の炉頂部分を構成するガス捕集マンテル用ブロックＢ１（図６，図７参照）、炉体の中間部分を構成するシャフトマンテル用ブロックＢ２（図８，図９参照）、炉底部分を構成する炉腹マンテル用ブロックＢ３（図１０，図１１参照）が適用される。
なお、高炉の炉底部分を構成する炉底マンテル用ブロックは、吊り上げられることなく炉外へ引き出されるため、本発明の吊換装置１の適用からは除外されており、以下の説明においても適宜省略する。

吊換装置１に設定される収容空間２は、平面形状が正方形に近い矩形であって、全体として立方体に近似した箱状の空間である。
吊換装置１は、収容空間２の四隅に一本ずつ配置された計４本の支柱１０を備え、これらの支柱１０により収容空間２の上面を覆う上部構造体２０が支持されている。上部構造体２０には、前述した複数のリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）に対応する複数のジャッキ群Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）が設置されている。

支柱１０は、それぞれ３〜５ｍ程度の長さの支柱用軸材モジュール１１を連結して高さ約３０ｍに形成される。
支柱用軸材モジュール１１は、円形断面を有する鋼鉄製の筒状部材であり、その両端開口には接合用の内フランジが形成され、互いの内フランジ同士をボルトナットで締結することで着脱可能に結合される。

支柱用軸材モジュール１１の内部には、予め工場施工により階段１２および踊り場１３が設置されている。最下段に用いる支柱用軸材モジュール１１の壁体には、開閉可能なドア１４が設置されている。
このような支柱用軸材モジュール１１を連結することにより支柱１０が形成され、支柱１０となった状態では、作業員がドア１４から支柱１０の内部に入り、内部の階段１２を上り、各踊り場１３を経て支柱１０の頂上部分まで登ることができる。

支柱１０の下端には脚部３０が形成されている。
図４および図５に示すように、脚部３０は、鋼板を繋ぎ合わせて構成された箱状の平面構造体３１を備えている。平面構造体３１は、平面形状が長方形とされ、その長軸方向は吊換装置１に対してリングブロックＢを出し入れする方向（図３の横方向、図１５〜図１７など参照）に沿って設定されている。
平面構造体３１の四隅には脚部支柱３２が設置され、平面構造体３１の長軸方向の側面に沿って脚部支柱３２を補強する補強部材３３が設置されている。

脚部支柱３２は、それぞれ鋼鉄製のパイプ材で構成され、各々の間隔は平面構造体３１の短軸方向でも輸送台車４０の横幅より十分広く設定されている。脚部支柱３２の高さは平面構造体３１の下面の床面からの高さを決定する。この高さは、輸送台車４０が上面の支持部分を下降させた状態の高さより大きく、かつ同支持部分を上昇させた際の高さより小さく設定されている。従って、平面構造体３１の下面側に輸送台車４０を進入させ、支持部分を上昇させることで、脚部３０ないし支柱１０を持ち上げることが可能である。

補強部材３３は、それぞれ鋼鉄製のパイプ材で構成され、脚部支柱３２の下端近傍と平面構造体３１の下面とを結び、平面構造体３１の長軸方向の側面に沿って斜めに配置されている。
この補強部材３３が設置されているため、輸送台車４０は平面構造体３１の長軸方向の辺縁側面を通行することができないが、短軸方向には自由に通行可能である。これらの脚部支柱３２および補強部材３３により、平面構造体３１の下面には輸送台車４０の進入方向の両側に沿った一対の支持構造体３４が構成されている。

平面構造体３１の上面には支柱１０の下端が接合されている。前述したように、平面構造体３１の短軸方向の間口幅は輸送台車４０の進入を許容するように十分大きく設定され、その幅寸法は本実施形態では支柱１０の直径の約２．５倍程度とされている。
このように、本実施形態では、平面構造体３１を含む脚部３０を採用することで、輸送台車４０の幅よりも細い支柱１０であっても輸送台車４０による持ち上げが可能である。

上部構造体２０は、支柱１０に支持されかつ平面形状が矩形を形成する４本の主梁２１と、主梁２１のうち対向する一対に架け渡された複数の副梁２２と、副梁２２の間に架け渡された補助梁２３，２４とを備えている。
主梁２１は、長尺のＨ型鋼材で構成され、支柱１０の上部に形成された仕口に結合することで支柱１０に支持される。

主梁２１のうち、リングブロックＢを出し入れする方向（図３で横方向）に沿ったものは、同方向と交差する方向（図３で縦方向）に沿ったものより短く、これにより上部構造体２０は平面形状が長方形とされている。但し、前述した交差する方向の主梁２１の下方はリングブロックＢが通過することになり、この部分を含めた収容空間２の概略形状は平面が略正方形となる。
副梁２２は、長尺のＨ型鋼材で構成され、主梁２１のうちリングブロックＢを出し入れする方向に延びる一対の間に計４本が架け渡されている。副梁２２の各々の端部は主梁２１の上面フランジ部分に載置された上、ボルトナットで締結されている。

補助梁２３，２４は、Ｈ型鋼材であるが主梁２１あるいは副梁２２に比べるとウェブ高さの低い材料で構成され、一対の副梁２２の間に複数が架け渡されている。各々の端部は、副梁２２のウェブ部分に形成された仕口に連結され、各々の上面ウェブ部分の高さは副梁２２の上面と同じ高さに設定されている。
補助梁２３は、一対の副梁２２の間に３本が架け渡され、各副梁２２に対しては直交方向に配置されている。
補助梁２４は、一対の副梁２２の間に２本が架け渡され、収容空間２の平面形状における対角線方向に沿って配置されている。

これらの副梁２２および補助梁２３，２４には多数のジャッキ２９が設置されている。
ジャッキ２９は、それぞれいわゆるセンターホールジャッキであり、中央に通されたワイヤーを油圧により引き上げる機能を有する。
これらのジャッキ２９は、前述した複数のジャッキ群Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）複数のジャッキ群Ｇに区分され、前述した複数のリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）に対応するように設定されている。

ジャッキ群Ｇ１を構成するジャッキ２９は、補助梁２４および中央の補助梁２３に配置されている。このジャッキ群Ｇ１では、対応するガス捕集マンテル用ブロックＢ１の吊り上げ径が最小であるものの相当の重量を有するため、計６基のジャッキ２９が設定されている（図６，図７参照）。
ジャッキ群Ｇ２を構成するジャッキ２９は、補助梁２４に配置されている。このジャッキ群Ｇ２では、シャフトマンテル用ブロックＢ２が最も軽量であるため、ジャッキ２９は計４基とされている（図８，図９参照）。

ジャッキ群Ｇ３を構成するジャッキ２９は、外側の補助梁２３および副梁２２に配置されている。このジャッキ群Ｇ３では、対応する炉腹マンテル用ブロックＢ３が吊り上げ径および重量ともに最大であるため、ジャッキ２９が計８基設定されている（図１０，図１１参照）。
なお、補助梁２４は収容空間２におかれるリングブロックＢの径方向に沿うため、ジャッキ群Ｇ１とジャッキ群Ｇ２とで共用されている。但し、各群Ｇ１，Ｇ２に属するジャッキ２９は径方向の相違に基づいて補助梁２４の異なる位置に設置されている。

このような上部構造体２０および支柱１０により門型の吊換装置１が構成される。
全体的な強度確保のため、支柱１０の下端と上部構造体２０とを斜めに連結する補強部材１５と、各々の脚部３０を連結する連結部材１６とが設けられている。これらの補強部材１５および連結部材１６もそれぞれの端部をボルトナットによる締結とされ、着脱が可能である。また、これらの補強部材１５および連結部材１６は、リングブロックＢの出し入れ方向に沿って並ぶ一対の支柱１０の間に配置され、リングブロックＢの出し入れを阻害することがないように形成されている。

なお、図１において、収容空間２からリングブロックＢを持ち出すために炉体用支持架台５０が用いられる。炉体用支持架台５０は鉄骨軸組された架台であり、下面側に輸送台車４０が進入して持ち上げることで移動可能となる。この際、輸送台車４０は複数列（例えば５列）とされ、各列の輸送台車４０は互いに連結されて最前部の何れかの車両の運転台から全体の運転操作が可能である。

次に、本実施形態の吊換装置１の利用手順について説明する。
高炉炉体の解体あるいは構築にあたっては、高炉の設置現場の近くに作業現場を設定し、この作業現場においてリングブロックＢに対する作業を行う。
例えば、高炉の構築の際には、作業現場でリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）を組み立て、これを炉体用支持架台５０に載せ替えて搬送する。この載せ替えに本実施形態の吊換装置１が利用される。

図１２に示すように、作業現場の近傍において吊換装置１を組み立てる。具体的には、脚部３０を収容空間２の平面形状に応じてその四隅に配置し、その上に支柱用軸材モジュール１１を繋いで支柱１０を組み立てていく。
図１３に示すように、四隅の支柱１０が立ったら、各々の間に主梁２１を架け渡し、続いて副梁２２を架け渡して上部構造体２０を組み立てる。併せて、補強部材１５、連結部材１６を取り付けて全体の補強を行うとともに、上部構造体２０においては、補助梁２３，２４を取り付け、さらにジャッキ２９を設置してゆき、吊換装置１を完成させる。

図１４に示すように、輸送台車４０をそれぞれ脚部３０に導入して吊換装置１を持ち上げ、図１５に示すようにリングブロックＢがある位置へと移動させ、収容空間２内に収める。
図１６に示すように、リングブロックＢに応じたジャッキ群Ｇを選択してワイヤーを配置し、これによりリングブロックＢを吊り上げる。

図７，図９，図１１に示すように、リングブロックＢを吊り上げる際には、各々に応じた吊上治具５９を装着し、対応するジャッキ群Ｇのジャッキ２９にワイヤー５８で接続し、水平を保ちながら吊り上げる。
図１６に戻って、リングブロックＢが吊り上げられたら、その直下に炉体用支持架台５０を導入し、リングブロックＢを降ろして炉体用支持架台５０に載置する。
図１７に示すように、炉体用支持架台５０内の輸送台車４０によりリングブロックＢを設置現場へ向けて搬出した後、脚部３０内の輸送台車４０により次のリングブロックＢの作業現場へ移動し、同様の吊り換え作業を行う。
このような吊換装置１によるリングブロックＢの吊り換えを繰り返すことにより、全てのリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）を炉体用支持架台５０に載置し、各々を作業現場から設置現場へと搬送することができる。

以上のような吊換装置１によるリングブロックＢの吊り換えを利用した炉体の構築は次のように行われる。
先ず、設置現場の近隣に作業現場を設営し、炉体櫓を設置する。作業現場においては、各リングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）を製作するとともに、吊換装置１を組み立て、この吊換装置１を用いて各リングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）を炉体用支持架台５０に順次吊り換え、設置現場へ搬送する。
設置現場では、炉体櫓内に順次導入される各リングブロックＢを、炉体櫓に設置したジャッキおよびワイヤーによって吊り上げて保持する。そして、全てのリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）を吊り上げた状態で、炉体櫓内の基礎上に炉底マンテル用ブロック（図示省略）を設置し、先に吊り上げておいた各リングブロックＢを炉底マンテルブロックの上に順次降ろし、相互に連結してゆく。

具体的には、先ず炉頂のガス捕集マンテル用ブロックＢ１を吊り上げて炉体櫓内の最上部に保持しておく。次に、その下方に搬入された中間のシャフトマンテル用ブロックＢ２を吊り上げてガス捕集マンテル用ブロックＢ１の直下に保持しておく。炉腹マンテル用ブロックＢ３が搬入されたら、これを吊り上げて中間のシャフトマンテル用ブロックＢ２の直下に保持しておく。この後、図示しない炉底マンテル用ブロックを搬入して炉体の基礎上に固定されたら、その上に炉腹マンテル用ブロックＢ３を降ろして正確な位置で連結し、次にシャフトマンテル用ブロックＢ２を降ろして正確な位置で連結し、最後にガス捕集マンテル用ブロックＢ１を降ろして正確な位置で連結する。これらにより炉体櫓内で各ブロックＢ１〜Ｂ３および炉底マンテル用ブロックが互いに接続され、設置現場において一連の炉体が構築される。

炉体の解体にあたっては、前述した炉体の構築とは逆の手順で炉体をリングブロックに分離し、各ブロックは現場から搬出して近隣の作業現場で更に解体される。
すなわち、設置現場の近隣に作業現場を設営しておくとともに、設置現場では炉体櫓内で炉体をリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）および図示しない炉底マンテル用ブロックに分離し、各リングブロックＢを炉体櫓内に設置したジャッキおよびワイヤーで吊り上げて保持する。
この状態で、先ず炉底マンテル用ブロックを炉外に搬出・作業現場へと搬送し、次に、最下段の炉腹マンテル用ブロックＢ３を降ろして作業現場へと搬送する。次に、同様にして中間のシャフトマンテル用ブロックＢ２ないし炉頂のガス捕集マンテル用ブロックＢ１を順次降ろして炉外へ搬出・作業現場へと搬送する。

作業現場においては、吊換装置１を組み立てておき、炉底マンテル用ブロックおよび各リングブロックＢが搬送されてきたら、各々を指定された位置へ移動し、炉体用支持架台５０ごと収容空間２内に導入する。そして、これらの炉底マンテル用ブロックまたはリングブロックＢを吊り上げ、炉体用支持架台５０を移動させた後炉底マンテル用ブロックおよびリングブロックＢを床上に降ろす。床上に降ろされた炉底マンテル用ブロックおよびリングブロックＢは、この位置で解体される。吊換装置１は、次のリングブロックＢに対応する位置へ移動し、同様にして全てのリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）を床上に降ろす。
これらにより、炉底マンテル用ブロックおよび各リングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）は作業現場で並行して解体され、設置現場では炉体の後処理が行われる。更新の場合は新たな炉体の搬入ないし組み立て等が行われる。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、吊り上げを予定するリングブロックＢ毎にジャッキ群Ｇを準備するため、各ブロックＢに設定されるワイヤー吊り位置および数のパターンに対してそれぞれジャッキ群Ｇを適応させておくことができる。このため、施工の際には、吊り上げるリングブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ３）に対応したジャッキ群Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）を選択し、同ジャッキ群Ｇに属するジャッキ２９を用いて吊り上げを行うことができる。その結果、ジャッキ２９の位置および数は吊り上げるリングブロックに最適のパターンで提供することができる。

特に、ジャッキ群Ｇの設定の際に、リングブロックＢの重量を考慮して吊り位置の数を設定でき、リングブロックＢの変形を低減できるとともに、従来必要とされていた変形防止用の補強部材を省略できる。
さらに、本発明では、複数設定しておいたジャッキ群Ｇの選択により複数のリングブロックＢに対応するため、従来方式のようなジャッキ移動用の可動部分を排除でき、構造的な複雑化を回避できる。

本実施形態では、炉体リング大ブロック工法で標準的に利用されるガス捕集マンテル用ブロックＢ１、シャフトマンテル用ブロックＢ２、炉腹マンテル用ブロックＢ３の三種および図示しない炉底マンテル用ブロックまでに対応することができ、重量が大きくなるシャフトマンテル用ブロックＢ２、ガス捕集マンテル用ブロックＢ１、炉腹マンテル用ブロックＢ３の順にジャッキの数を増す（それぞれ４基、６基、８基）ことで前述した荷重集中による変形への対応も適切に行うことができる。

本実施形態では、上部構造体２０を軸組構造で実現できるとともに、主梁２１により四隅を支柱で支持された矩形枠状を形成して基本的な強度を確保し、副梁２２および補助梁２３，２４により上部構造体２０の平面形状における位置自由度を確保し、前述したジャッキ群Ｇに要求される多様なジャッキ２９の位置にも対応することができる。
この際、補助梁２３は副梁２２に対して直交方向に接続するとともに、補助梁２４を対角線方向に沿って配置し、かつ長手方向に複数のジャッキ２９を設置したので、同じ補助梁２４で異なる径寸法のリングブロックＢに対応するジャッキ群Ｇに対応することができる。

本実施形態では、吊換装置１を分解可能とすることで、何れかの施工現場で炉体施工に利用した後、分解して他の施工現場に搬送し、再度利用することが可能である。特に、本実施形態では支柱１０を複数の支柱用軸材モジュール１１を長手方向へ順次連結する構造とすることで、各軸材として長尺材を用いる場合に比べ、施工現場への搬入あるいは搬出を容易に行うことができる。
なお、支柱用軸材モジュール１１の連結数を増減することで支柱１０の長さを変更することができ、吊換装置１の全体寸法を調整可能とすることもできる。
本発明において、上部構造体２０の主梁２１あるいは副梁２２を軸材モジュールの連結で構成されるようにしてもよい。

本実施形態では、支柱１０の下端に脚部３０を設け、この脚部３０内に輸送台車４０を進入させ、脚部３０ないし吊換装置１を持ち上げることができる。
従って、吊換装置１を移動式とするために輸送台車４０を用いても、脚部３０は支柱１０の寸法に比べて十分大きく形成することができ、大型の輸送台車に適用できるとともに、従来のように大型の輸送台車に対応するために支柱１０を過剰に大型化する必要も解消できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、各構成の数や配置、細部形状などは適宜変更してもよい。
例えば、ジャッキ群Ｇも前述した３つのジャッキ群Ｇ１〜Ｇ３に限らず、２つあるいは４つ以上でもよい。各ジャッキ群Ｇにおけるジャッキ２９の配置も前記実施形態に限定されるものではなく、吊り上げるリングブロックＢのワイヤー接続位置等に応じて適宜設定すればよく、ジャッキ２９の数は吊り上げるリングブロックＢの強度および変形を考慮して適宜設定すればよい。

その他、上部構造体２０における主梁２１，副梁２２，補助梁２３，２４の配置も適宜変更してよく、主梁２１，副梁２２，補助梁２３のみによる構成、主梁２１，副梁２２，補助梁２４のみによる構成、主梁２１，副梁２２のみによる構成などとしてもよく、要求されるジャッキ２９配置に適宜対応できればよい。
例えば、上部構造体を規則正しい格子状としておき、各格子にジャッキ２９を配置しておき、要求される位置にあるジャッキ２９を利用する等としてもよい。

本発明は、高炉炉体リングブロックの吊換装置、炉体構築方法および炉体解体方法に関し、高炉の解体あるいは再建時に炉体リングブロックを吊り換える作業に利用できる。

本発明の一実施形態の吊換装置を示す正面図。 前記実施形態の吊換装置を示す側面図。 前記実施形態の吊換装置を示す平面図。 前記実施形態の吊換装置の脚部を示す平面図。 前記実施形態の吊換装置の脚部を示す正面図。 前記実施形態のガス捕集マンテル用ブロックの吊り上げ状態を示す平面図。 前記実施形態のガス捕集マンテル用ブロックの吊り上げ状態を示す正面図。 前記実施形態のシャフトマンテル用ブロックの吊り上げ状態を示す平面図。 前記実施形態のシャフトマンテル用ブロックの吊り上げ状態を示す正面図。 前記実施形態の炉腹マンテル用ブロックの吊り上げ状態を示す平面図。 前記実施形態の炉腹マンテル用ブロックの吊り上げ状態を示す正面図。 前記実施形態における吊換装置の支柱の組立作業を示す斜視図。 前記実施形態における吊換装置の上部構造体の組立作業を示す斜視図。 前記実施形態における吊換装置の移動の準備作業を示す斜視図。 前記実施形態における吊換装置の移動作業を示す斜視図。 前記実施形態における吊換装置の吊上作業を示す斜視図。 前記実施形態における吊換装置のブロックの移動作業を示す斜視図。

符号の説明

１…吊換装置
２…収容空間
１０…支柱
１１…支柱用軸材モジュール
１５…補強部材
１６…連結部材
２０…上部構造体
２１…主梁
２２…副梁
２３，２４…補助梁
２９…ジャッキ
３０…脚部
３１…平面構造体
３４…支持構造体
４０…輸送台車
５０…炉体用支持架台
５８…ワイヤー
５９…吊上治具
Ｂ…リングブロック
Ｂ１…ガス捕集マンテル用ブロック
Ｂ２…シャフトマンテル用ブロック
Ｂ３…炉腹マンテル用ブロック
Ｇ…ジャッキ群
Ｇ１…ガス捕集マンテル用ブロックに対応するジャッキ群
Ｇ２…シャフトマンテル用ブロックに対応するジャッキ群
Ｇ３…炉腹マンテル用ブロックに対応するジャッキ群

Claims (10)

1. 複数種類のリングブロックを収容可能な収容空間の周囲に配列された支柱と、
   前記支柱で支持されかつ前記収容空間の上面を覆う上部構造体と、
   前記上部構造体に配置されかつ複数の前記リングブロックに対応する複数のジャッキ群と、を備えたことを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
2. 請求項１に記載の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、
   前記ジャッキ群は、それぞれ前記上部構造体において前記収容空間の中心からの距離が異なる同心円状の領域を有し、かつ各ジャッキ群は前記領域に設置された複数のジャッキで構成されていることを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
3. 請求項２に記載の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、
   前記ジャッキ群は、ガス捕集マンテル用ジャッキ群、シャフトマンテル用ジャッキ群、炉腹マンテル用ジャッキ群を含み、
   前記各ジャッキ群に設置されるジャッキの数および配置は、ガス捕集マンテル用ジャッキ群、シャフトマンテル用ジャッキ群、炉腹マンテル用ジャッキ群の各々の吊り荷重に応じて設定されることを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
4. 請求項３に記載の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、
   前記ガス捕集マンテル用ジャッキ群は最も内周に配列されたジャッキを有し、
   前記シャフトマンテル用ジャッキ群は前記ガス捕集マンテル用ジャッキ群の外側に配列されたジャッキを有し、
   前記炉腹マンテル用ジャッキ群は前記シャフトマンテル用ジャッキ群の外側に配列されたジャッキを有することを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、
   前記収容空間は平面矩形でありかつ前記支柱は前記収容空間の四隅に設置された４本の支柱であり、
   前記上部構造体は、前記支柱に支持されかつ前記上部構造体の外周部分に平面形状が矩形を形成する４本の主梁と、前記主梁のうち対向する一対に架け渡された複数の副梁と、前記副梁の間に架け渡された補助梁とを備え、
   前記ジャッキ群は、前記副梁および前記補助梁に設置されている
   ことを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
6. 請求項５に記載の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、
   前記補助梁は前記収容空間の対角線方向に沿って延びる補助梁を含み、この対角線方向の補助梁には前記収容空間の中心からの距離が異なる複数のジャッキが配置されていることを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、
   前記支柱および前記上部構造体の一部は、それぞれ軸材モジュールを長手方向へ順次連結して構成されているとともに、前記軸材モジュールの相互連結部分は分解可能な結合構造であることを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
8. 請求項１から請求項７の何れかに記載の高炉炉体リングブロックの吊換装置において、
   前記支柱はその下端部に輸送台車が進入可能な脚部を有し、
   前記脚部は、前記輸送台車の進入方向と交差する方向の寸法が前記支柱より大きな平面構造体と、前記平面構造体の下面に前記進入方向の両側に沿って形成された一対の支持構造体とを備えていることを特徴とする高炉炉体リングブロックの吊換装置。
9. 作業現場で複数のリングブロックを製作する工程と、設置現場で前記リングブロックを順次連結して炉体を構築する工程と、輸送台車を用いて前記リングブロックを前記作業現場から前記設置現場まで搬送する工程と、前記輸送台車に前記リングブロックを載せるために吊換装置を用いて前記各リングブロックを吊り上げる工程と、を含む炉体構築方法において、
   前記吊換装置には、複数の前記リングブロックに対応する複数のジャッキ群を設置しておき、吊り上げる前記リングブロックに応じて前記ジャッキ群を選択して用いることを特徴とする炉体構築方法。
10. 設置現場で炉体を複数のリングブロックに分離する工程と、作業現場で前記リングブロックを更に解体する工程と、輸送台車を用いて前記リングブロックを前記設置現場から前記作業現場まで搬送する工程と、前記輸送台車に前記リングブロックを載せるために吊換装置を用いて前記各リングブロックを吊り上げる工程と、を含む炉体解体方法において、
    前記吊換装置には、複数の前記リングブロックに対応する複数のジャッキ群を設置しておき、吊り上げる前記リングブロックに応じて前記ジャッキ群を選択して用いることを特徴とする炉体解体方法。

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