JP2020002387A - 高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コアボーリング機で安定的にかつ効率良く貫通孔を銑鉄に形成することができる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法を提供する。【解決手段】高炉の炉体内部に残留する銑鉄５をラインカットする高炉における銑鉄切断装置６であって、コアビット３２が先端に設けられたコアチューブ３９を回転駆動しつつ銑鉄へ向けて前進させて、コアビットで銑鉄を切削して貫通孔７を形成するコアボーリング機３１に、先行して形成された貫通孔の内部に挿抜自在に挿入される円柱状挿入体１８及び挿入体を貫通孔内部の周壁に離脱可能に定着させる定着手段１９を有して、貫通孔形成時にコアチューブを介してコアボーリング機に伝達される切削反力を当該コアボーリング機から挿入体を介して銑鉄に伝達して支持させるアンカー部８を連結して構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、コアボーリング機のコアビットで銑鉄を切削して貫通孔を形成する際、貫通孔形成時の反力に抗して、コアボーリング機を銑鉄に対し固定して設置することが可能であり、特に、構造が簡単でコアボーリング機を容易に銑鉄に固定的に設置することが可能であって、これによりコアボーリング機で安定的にかつ効率良く貫通孔を銑鉄に形成することができる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法に関する。

高炉の炉体内部に残留する銑鉄を撤去する際に適用可能な技術として、特許文献１〜４が知られている。特許文献１の「高炉の残銑の撤去方法」は、外周に鉄皮を備えた高炉内の残銑を撤去する方法であって、上記高炉の下部外周に存する鉄皮の一部を除去して開口部を形成し、上記残銑の露出部に第１の発破孔を穿設するとともに、上記高炉の下部外周のうち上記開口部以外の位置に存する鉄皮を貫通して上記残銑に第２の発破孔を穿設し、上記第１及び第２の発破孔に爆薬を装填して上記残銑を発破して撤去するようにしている。

特許文献２の「高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法」は、外側の鉄皮と内側の耐火レンガで構成される高炉の炉体内部に残留する銑鉄をブロック状の銑鉄塊にして撤去するために、該銑鉄に切り込みを入れて切断面を形成するための高炉における銑鉄切断装置であって、上記銑鉄に、上記炉体を貫通して並行に設定して設けられた２つのワイヤソー配索経路と、これら２つのワイヤソー配索経路を相互に連通するために、上記銑鉄に、これらワイヤソー配索経路と交差する方向に設定して設けられた連結経路と、上記一方のワイヤソー配索経路から上記連結経路を介して上記他方のワイヤソー配索経路へ挿通され、上記炉体外方に延出されるワイヤソーと、上記炉体外方に設置され、上記ワイヤソーを駆動するワイヤソー駆動装置と、上記２つのワイヤソー配索経路それぞれに、上記炉体内部に位置させて配置され、上記ワイヤソーを上記ワイヤソー駆動装置へ案内する固定シーブと、上記２つのワイヤソー配索経路の中間位置に、これらワイヤソー配索経路に沿って上記銑鉄及び上記炉体に削孔して形成され、上記連結経路と連通される通孔と、該通孔内にスライド自在に設けられ、上記２つのワイヤソー配索経路に跨がる上記ワイヤソーを上記炉体外方へ向かって上記耐火レンガ内縁に接近するように牽引する牽引手段とを備え、上記耐火レンガの内縁に沿う位置まで上記切断面を形成するために、上記固定シーブが、これに掛けられた上記ワイヤソーを上記炉体に向かって該耐火レンガの内縁位置まで移動可能に、該耐火レンガの内縁位置に位置決めされるようにしている。

特許文献３の「解体工法」は、残銑を解体する解体工法を、残銑を分割する分割ラインを設定する分割ライン設定工程と、下向きに穿孔する油圧ドリル装置を備え、残銑上を走行可能な油圧クローラドリルによって、分割ラインに沿うとともに、所定間隔を隔てた複数の分割孔を、分割ラインに全体に亘って穿孔する穿孔工程と、穿孔工程完了後に、残銑から油圧クローラドリルを退去させる穿孔機退去工程と、所定間隔を隔てた複数の分割孔によって分割ラインで残銑を分割して分割ブロックとして搬出する分割ブロック搬出工程とで構成されている。

特許文献４の「鉄筋コンクリートの解体方法」は、鉄筋コンクリート壁のコンクリート部分は打撃式ドリルによって壁面に格子状の連続溝を穿設し、該連続溝の深部の鉄筋を含む部分はコアーカッターによって鉄筋を切断し、これらの穿設手段を繰返して格子状の連続溝を所定深さまで穿設したのち、上部から下方に向かって前記連続溝の深部に達する切断部を形成して所望のブロック形状に切断するようにしている。

特許第３９７７５４３号公報 特許第５５１２３００号公報 特開２０１２−１６２７８７号公報 特開昭６１−１５８５６９号公報

いずれの背景技術にあっても、銑鉄等を切断するにあたり、削孔装置のドリルなどによって、発破孔や、ワイヤソーの経路、分割孔、連続溝などの削孔を銑鉄に形成するようにしている。

銑鉄にドリルなどで削孔を形成する際、スラストやトルクの形で、大きな反力が削孔装置に作用する。削孔装置は、銑鉄に対し固定して設置されないため、削孔形成時の反力、特にスラストが影響して、当該削孔装置が振れ動いてしまったり、削孔装置の姿勢が傾いたりしてしまう。削孔装置が設置される銑鉄の表面には不陸があるため、これら振れ動き等が助長されることとなっていた。

削孔装置に振れ動きや傾きが生じると、削孔に曲がりが生じたり、削孔スピードを上げることができないなど、削孔装置による作業を安定的かつ効率的に実施することができないという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、コアボーリング機のコアビットで銑鉄を切削して貫通孔を形成する際、貫通孔形成時の反力に抗して、コアボーリング機を銑鉄に対し固定して設置することが可能であり、特に、構造が簡単でコアボーリング機を容易に銑鉄に固定的に設置することが可能であって、これによりコアボーリング機で安定的にかつ効率良く貫通孔を銑鉄に形成することができる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置は、高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する貫通孔を連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットする高炉における銑鉄切断装置であって、コアビットが先端に設けられたコアチューブを回転駆動しつつ銑鉄へ向けて前進させて、該コアビットで銑鉄を切削して上記貫通孔を形成するコアボーリング機に、先行して形成された該貫通孔の内部に挿抜自在に挿入される円柱状挿入体及び該挿入体を該貫通孔内部の周壁に離脱可能に定着させる定着手段を有して、該貫通孔形成時に該コアチューブを介して該コアボーリング機に伝達される切削反力を当該コアボーリング機から該挿入体を介して銑鉄に伝達して支持させるアンカー部を連結して構成されることを特徴とする。

前記挿入体には、銑鉄の上方であって前記コアチューブの側方に位置させて、該コアチューブの前進を案内するガイドが設けられることを特徴とする請求項１に記載の高炉における銑鉄切断装置。

前記ガイドは、前記コアチューブの周側面を包囲する形状に形成されることを特徴とする。

前記定着手段は、前記挿入体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて拡開自在に設けられ、拡開されて該周壁に圧接される圧接手段と、上記挿入体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段を拡開させる操作手段とを備えることを特徴とする。

前記定着手段は、前記挿入体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて膨出自在な弾性体を備え、膨出される該弾性体が該周壁に圧接される圧接手段と、上記挿入体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段の上記弾性体を膨出させる操作手段とを備えることを特徴とする。

前記定着手段は、前記挿入体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて進退自在に設けられ、進出されて該周壁に圧接され、圧接反力で該挿入体の周面を当該周壁に圧着させるジャッキであることを特徴とする。

前記ジャッキは、前記挿入体の軸方向に複数設けられることを特徴とする。

前記アンカー部は、前記コアチューブの両側に配設されることを特徴とする。

本発明にかかる高炉における銑鉄切断方法は、上記高炉における銑鉄切断装置を用い、高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する前記貫通孔を、前記コアボーリング機を用いて連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットすることを特徴とする。

一つの前記貫通孔の形成後、一つの当該貫通孔から所定の間隔を隔てて、次の前記貫通孔を形成し、その後、これら貫通孔同士の間に新たな貫通孔を形成して、前記貫通孔を連続的に形成することを特徴とする。

本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法にあっては、コアボーリング機のコアビットで銑鉄を切削して貫通孔を形成する際、貫通孔形成時の反力に抗して、コアボーリング機を銑鉄に対し固定して設置することができ、特に、構造が簡単でコアボーリング機を容易に銑鉄に固定的に設置することができて、これによりコアボーリング機で安定的にかつ効率良く貫通孔を銑鉄に形成することができる。

本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法の好適な一実施形態であって、銑鉄に貫通孔を形成している様子を示す側面図である。 図１に対応する平面図である。 図１に示した高炉における銑鉄切断装置の拡大側面図である。 図１に示した高炉における銑鉄切断装置の概略平面図である。 図４中、Ａ−Ａ線矢視図である。 図１に示した高炉における銑鉄切断装置のアンカー部に備えられる定着手段を示す要部拡大図である。 図６に示した定着手段の他の例を説明する説明図であって、（Ａ）は貫通孔への挿入前の状態、（Ｂ）は、貫通孔へ挿入した状態、（Ｃ）は操作ロッドを引き上げたときの状態、（Ｄ）は操作ロッドを環状プレートに定着した状態をそれぞれ示す図である。 図６に示した定着手段のさらに他の例を説明する説明図であって、（Ａ）は一部破断要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の構成の変形例を示す断面図である。 図１に示した高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法で連続的に形成される貫通孔に関し、アンカー部とコアビットとの位置関係を示す説明図である。 本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置の変形例を示す要部平面図である。 図１０中、Ｂ−Ｂ線矢視図である。 本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置の他の変形例を示す側面図である。 本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置のさらに他の変形例を示す側面図である。 本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置のさらに他の変形例を示す説明図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）中、Ｃ−Ｃ線矢視断面図である。

以下に、本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法で銑鉄に貫通孔を形成している様子を示す側面図、図２は、図１に対応する平面図、図３は、図１に示した高炉における銑鉄切断装置の拡大側面図、図４は、図１に示した高炉における銑鉄切断装置の概略平面図、図５は、図４中、Ａ−Ａ線矢視図、図６は、図１に示した高炉における銑鉄切断装置のアンカー部に備えられる定着手段を示す要部拡大図、図７は、図６に示した定着手段の他の例を説明する説明図であって、（Ａ）は貫通孔への挿入前の状態、（Ｂ）は、貫通孔へ挿入した状態、（Ｃ）は操作ロッドを引き上げたときの状態、（Ｄ）は操作ロッドを環状プレートに定着した状態をそれぞれ示す図、図８は、図６に示した定着手段のさらに他の例を説明する説明図であって、（Ａ）は一部破断要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の構成の変形例を示す断面図、図９は、図１に示した高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法で連続的に形成される貫通孔に関し、アンカー部とコアビットとの位置関係を示す説明図である。

図１及び図２に示すように、高炉１の炉体２内部には、基礎部分３上の耐火レンガ４で取り囲まれて、銑鉄５が残留する。本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置６は、この銑鉄５を高炉１内から搬出可能な塊状物に切断するために用いられる。

切断にあたり、本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置６は、銑鉄５に、その上面５ａから下方の耐火レンガ４まで達するように上下方向縦向きに貫通する貫通孔７を連続的に形成し、これら連続する貫通孔７によって銑鉄５を直線状や折れ線状、曲線状にラインカットするようになっている。

高炉１の炉体２内部には、図示しない開口部から、銑鉄５の上面５ａ上に、本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置６が搬入される。この高炉における銑鉄切断装置６は、図３〜図５にも示すように、コアボーリング機３１にアンカー部８を設けることによって構成される。高炉における銑鉄切断装置６を構成するコアボーリング機３１及びアンカー部８は、銑鉄５の上面５ａ上を自在に走行移動される走行体３３に搭載される。

コアボーリング機３１は主に、走行体３３上に上下方向縦向きに立設された支持ポスト３４と、支持ポスト３４に上下方向ヘスライド移動自在に設けられたアーム部３５と、アーム部３５に内蔵して当該アーム部３５と支持ポスト３４の間に設けられ、アーム部３５に設けられた操作ハンドル３６の回動操作で支持ポスト３４の高さ方向に沿ってアーム部３５を銑鉄５に対して前進させるために、当該アーム部３５を上下方向へ直線往復スライド移動させる、例えばラックアンドピニオン機構などの操作力伝達機構（図１２，図１３参照）と、アーム部３５上に搭載されたモータ部３７と、モータ部３７から垂下され、アーム部３５を介してその下方へ突出されたモータ駆動軸３８と、モータ駆動軸３８に着脱自在にかつ下方へ向けて設けられ、モータ部３７で回転駆動される中空円筒体状のコアチューブ３９と、コアチューブ３９の下部先端に設けられ、銑鉄５に環状の切削溝を切削して、この切削溝で形成されるコア体４０が銑鉄５から抜き出されることで貫通孔７が形成されるように、コアチューブ３９を介してモータ部３７により回転駆動されるコアビット３２とを備えて構成される。

貫通孔７内のコア体４０は、銑鉄５をラインカットしていく工程中、適宜なタイミングで、貫通孔７から抜き出される。抜き出しは、コア体４０の上端に吊り具を溶接し、当該吊り具を介して重機でコア体４０を吊り上げるなどの方法で行われる。なお、後述するアンカー部８の挿入体１８を挿入しない貫通孔７については、内部のコア体４０は、抜き出してもよいし、そのまま残置しておいてもよい。

コアビット３２は、円形に溝掘りする形式で切削溝、ひいては貫通孔７を形成するために、コアチューブ３９の周方向に沿う円形の刃形態で形成される。

走行移動される走行体３３が貫通孔形成位置で停止されると、コアボーリング機３１は、コアビット３２が銑鉄５の上面５ａに面するようにセットされる。コアビット３２が設けられたコアチューブ３９をモータ部３７で回転駆動しつつ、モータ部３７を搭載するアーム部３５が、操作ハンドル３６により、操作力伝達機構を介して支持ポスト３４に沿って銑鉄５の上面５ａへ向けて前進される。アーム部３５の前進によりコアチューブ３９が下方へ向けて移動され、モータ部３７でコアビット３２が回転されることにより、銑鉄５に切削溝が形成されていく。

アーム部３５が支持ポスト３４の下端に達したときには、モータ部３７が停止され、モータ駆動軸３８とコアチューブ３９の連結が切り離される。次いで、アーム部３５が操作ハンドル３６の操作で支持ポスト３４の上端側へ後退され、後退されたモータ部３７と切り離されたコアチューブ３９との間に、追加のコアチューブが継ぎ足される。

その後、モータ部３７によるコアチューブ３９の回転駆動とアーム部３５の前進が再開され、コアビット３２による切削溝の形成が継続される。このようにして、コアチューブ３９を回転駆動しつつ銑鉄５へ向けて前進させ、コアビット３２により銑鉄５を貫通する切削溝が形成されるまで、削孔作業が行われる。

コアボーリング機３１には、図３〜図５に示すように、コアチューブ３９と隣り合う位置にアンカー部８が一体的に設けられる。アンカー部８は、支持ポスト３４に隣接させて走行体３３に立設されたスライド用ポスト１０と、スライド用ポスト１０に上下方向へスライド自在に設けられ、適宜高さ位置でスライド用ポスト１０に対しロックして位置固定されるたスライダ１１と、スライダ１１に、コアチューブ３９の側方に位置するようにして着脱自在に設けられ、貫通孔７の内部に挿抜自在に挿入するために、軸心が上下方向に向くように縦向きに設けられ、走行体３３からこれよりも下方へ向けて垂下される円柱状挿入体１８と、挿入体１８に設けられ、当該挿入体１８を貫通孔７に離脱可能に定着させる定着手段１９とを備えて構成される。

スライド用ポスト１０に対するスライダ１１の上下方向移動及び位置固定は、上述した操作力伝達機構と同様な手段によってなされる。

スライダ１１により所定の高さ位置に保持される挿入体１８と、アーム部３５の前進で走行体３３よりも下方へ向けて移動されて高さ位置が変化するコアビット３２との高さ位置関係について、削孔作業前は、図３に示すように、コアビット３２が挿入体１８の下端の高さ位置よりも高く、削孔作業の進捗に従うアーム部３５の前進でコアビット３２が下降していって、削孔作業途中で、反対に挿入体１８の下端がコアビット３２の高さ位置よりも高くなるように設定される。

削孔作業開始前において、コアビット３２よりも挿入体１８の下端がより下方に突出される関係であるため、挿入体１８は、少なくとも一つの貫通孔７が形成された後に、当該貫通孔７の内部へスライダ１１によって下降される。

そして、当該貫通孔７に挿入体１８が挿入され、後述する定着手段１９で貫通孔７に定着されたならば、その挿入状態でコアビット３２の下降を伴う削孔作業が行われる。挿入体１８を挿入するために先行形成される貫通孔７は、上記コアボーリング機３１によって形成されたものであっても、あるいは他の削孔手段で形成されたものであっても、いずれであってもよい。また、この先行形成される貫通孔７は、未完の貫通孔、すなわち貫通していない削孔（例えば、その後の削孔作業で貫通孔７に仕上げられる）であってもよい。

挿入体１８の外径寸法は、少なくともその一部が貫通孔７内部に挿抜可能な寸法に設定される。

走行体３３を介してコアボーリング機３１と一体的に設けられるアンカー部８の挿入体１８と、コアボーリング機３１に備えられるコアチューブ３９とは、水平方向に互いに間隔を隔てて平行に配置され、先行形成された貫通孔７に削孔作業前に挿入される挿入体１８によって、削孔作業を行う際のコアチューブ３９の位置が位置決めされる。

図１２は、高炉における銑鉄切断装置６の変形例を示す側面図である。この変形例では、コアボーリング機３１を搭載する走行体３３を省略し、コアボーリング機３１の支持ポスト３４が立設されるベースプレート１３を銑鉄５の上面５ａにアンカーで固定設置する場合である。

ベースプレート１３には、アンカー部８が一体的に設けられる。具体的にはベースプレート１３の下面には、コアチューブ３９から間隔を隔てた位置から垂設して、挿入体１８が設けられる。この変形例では、定着手段１９として、ジャッキ２０を用いた場合が示されている。

ベースプレート１３を、上下２枚の板材を水平方向にスライド自在に重ね合わせて伸縮自在に構成し、下方の板材に挿入体１８を設け、上方の板材に支持ポスト３４を設けるようにして、挿入体１８とコアチューブ３９の水平方向距離を調整可能とするようにしてもよい。

このような変形例であっても、コアチューブ３９を介してコアボーリング機３１に伝達されるスラストやトルクなどの削孔反力を、アンカー部８によって銑鉄５に伝達して支持させることができ、コアボーリング機３１を銑鉄５に対し、固定して設置することができる。

図１３は、高炉における銑鉄切断装置６の他の変形例を示す側面図である。この変形例でも、上記変形例と同様にコアボーリング機３１を搭載する走行体３３が省略され、コアボーリング機３１の支持ポスト３４そのものの直下に、コアチューブ３９から間隔を隔てて、アンカー部８が一体的に設けられている。

具体的には、支持ポスト３４の下方部分が、貫通孔７に挿入される挿入体１８として利用されている。定着手段１９としては、ジャッキ２０を用いた場合が示されている。

このような変形例であっても、コアチューブ３９を介してコアボーリング機３１に伝達されるスラストやトルクなどの削孔反力を、アンカー部８によって銑鉄５に伝達して支持させることができ、コアボーリング機３１を銑鉄５に対し、固定して設置することができる。

スライダ１１の下方移動によって貫通孔７へ挿入される挿入体１８の挿入深さ、すなわち、挿入体１８の下端から銑鉄上面５ａまでの寸法は、当該挿入体１８に設けられる定着手段１９が貫通孔７の内部に納まるように設定される（図８中、符号Ｐを参照）。

本実施形態にあっては、定着手段１９は図３〜図６に示すように、挿入体１８の下方部分に組み込んで設けられる。図６に示すように、この定着手段１９では、挿入体１８が中空筒体状に形成されると共に、挿入体１８に、貫通孔７内部の周壁７ａに向けて拡開自在に設けられ、拡開されて周壁７ａに圧接される圧接手段２３と、挿入体１８内を軸方向にスライド自在に貫通して貫通孔７内部に突出され、スライド操作されて圧接手段２３を拡開させる操作手段２４とから構成される。

圧接手段２３は、挿入体１８の下方であって、貫通孔７の周方向に間隔を隔てて配列され、それぞれ貫通孔７内部の周壁７ａに向けて揺動自在に支持された複数の揺動ブロック２３ａから構成される。図示例では、揺動ブロック２３ａは、２つ設けられている。揺動ブロック２３ａは、操作手段２４の操作ロッド２４ａに設けられかつ銑鉄５の上面５ａに設置される環状プレート２５ｃに取り付けて設けられる。また、操作手段２４は、貫通孔７内部へ達する操作ロッド２４ａと、上端が小径で下端が大径なコーン状に形成されて操作ロッド２４ａの下端に設けられ、配列された揺動ブロック２３ａに取り囲まれて配置されるコーン部材２４ｂとから構成される。

スライダ１１がスライド用ポスト１０にロックされ、挿入体１８によって揺動ブロック２３ａの高さが変わらないように固定した状態で、操作ロッド２４ａが上方へスライド操作されると、コーン部材２４ｂが上昇して各揺動ブロック２３ａを貫通孔７の周壁７ａに向けて揺動させることにより、圧接手段２３全体としては拡開されて周壁７ａに圧接されることとなり、これにより定着作用が得られるようになっている。揺動ブロック２３ａの定着作用が得られたら、操作ロッド２４ａに設けてある締め込みナット５１を回して、当該操作ロッド２４ａに沿って下降して環状プレート２５ｃの上面に螺着させ押し付けることで、揺動ブロック２３ａの拡開状態を保持する。また、環状プレート２５ｃに対する締め込みナット５１の螺着を解除して、操作ロッド２４ａが下方へスライド操作されることで、揺動ブロック２３ａが周壁７ａから離脱され、これにより定着作用が解除されるようになっている。

挿入体１８が定着手段１９で貫通孔７内部の周壁７ａに定着されることにより、コアビット３２で銑鉄５に貫通孔７を形成するときに、コアチューブ３９を介して銑鉄５からコアボーリング機３１に伝達される削孔反力が、コアボーリング機３１から挿入体１８の定着手段１９を介して銑鉄５に伝達され支持される。

また、この定着作用及びガイド１２により、削孔作業にあたり、コアチューブ３９が安定して下向き下方に案内される。揺動ブロック２３ａの外表面には、貫通孔７内部の周壁７ａに接触したときに摩擦力が得られるように、凹凸加工が施される。また、貫通孔７内部の周壁７ａを形成する銑鉄５との接触による摩滅が抑制されるように、少なくとも揺動ブロック２３ａの外表面は、銑鉄５よりも大きな硬度で形成される。

図７には、挿入体１８に設けられる定着手段１９の他の例が示されている。この定着手段１９では、挿入体１８が中空筒体状に形成されると共に、挿入体１８に、貫通孔７内部の周壁７ａに向けて膨出自在な弾性体２５ａを備えて、膨出される弾性体２５ａが周壁７ａに圧接される圧接手段２５と、挿入体１８内を軸方向にスライド自在に貫通して貫通孔７内部に突出され、スライド操作されて圧接手段２５の弾性体２５ａを膨出させる操作手段としての操作ロッド２６とから構成される。

圧接手段２５の弾性体２５ａは、通孔２５ｂを有する中空円筒体状に形成され、その上面が、挿入体１８を貫通する操作ロッド２６に接合されかつ銑鉄５の上面５ａに設置される環状プレート２５ｃに当接される。また、弾性体２５ａの下面には、リングプレート５２が設けられ、このリングプレート５２にナット体２５ｄが当接される。操作ロッド２６は、挿入体１８の下端から通孔２５ｂを介してナット体２５ｄと螺合される。

操作ロッド２６が上方へスライド操作されると、弾性体２５ａがリングプレート５２と環状プレート２５ｃとの間で圧縮され、これにより弾性体２５ａがその径方向外方へ膨出されて貫通孔７の周壁７ａに圧接され、これにより定着作用が得られるようになっている。弾性体２５ａの定着作用が得られたら、操作ロッド２６に設けてある締め込みナット５１を回して、当該操作ロッド２６に沿って下降して環状プレート２５ｃの上面に螺着させ押し付けることで、弾性体２５ａの膨出状態を保持する。殊に、弾性体２５ａはその弾性により貫通孔７の周壁７ａの凹凸を吸収できるので、周壁７ａに密着させることができる。また、環状プレート２５ｃに対する締め込みナット５１の螺着を解除して、操作ロッド２６が下方へスライド操作されることで、弾性体２５ａが復原されて周壁７ａから離脱され、これにより定着作用が解除されるようになっている。

これら図６及び図７に示した定着手段１９の場合、挿入体１８を貫通孔７の中心に位置付けることができ、アンカー部８の隣接位置でコアボーリング機３１により削孔される貫通孔７の位置精度を高めることができる。

図８には、挿入体１８に設けられる定着手段１９のさらに他の例が示されている。この定着手段１９では、挿入体１８の下方部分に備えられるジャッキ２０で構成される。ジャッキ２０は、挿入体１８内部に収納された油圧ユニット部２０ａと、油圧ユニット部２０ａに設けられ、挿入体１８周りの１個所に横向きに向けて形成された穴２１を介して、貫通孔７内部の周壁７ａに向けて挿入体１８の径方向外方へ進退自在に進出されるラム２０ｂとから構成される。

ラム２０ｂは、油圧ユニット部２０ａで駆動されて進出されると、周壁７ａに圧接され、この圧接による反力で、穴２１とは反対側で、挿入体１８の周面を周壁７ａに圧着させる。挿入体１８には、穴２１の反対側に位置させて、凹凸加工され大きな硬度を有する超高合金製のグリッパー５０が設けられ、このグリッパー５０が貫通孔７内部の周壁７ａに、摩滅が抑制されつつ大きな摩擦力で定着される。ラム２０ｂは、油圧ユニット部２０ａで駆動されて後退されると、グリッパー５０と共に、挿入体１８を貫通孔７内部の周壁７ａから離脱させる。

図示例では、ジャッキ２０は、挿入体１８の軸方向、すなわち貫通孔７の深さ方向に上下に２台設けられていて、これらジャッキ２０のラム２０ｂは挿入体１８の径方向の同一方向に進退されるようになっている。このように、２台以上複数台のジャッキ２０を備えることにより、挿入体１８は長い距離にわたり、貫通孔７に安定して定着される。図８（Ｂ）は、グリッパー５０を一つ設けた場合、図８（Ｃ）は、グリッパー５０を、挿入体１８周りに間隔を隔てて２つ設けた場合を示している。油圧ユニット部２０ａへの油圧供給は、挿入体１８の内部を通じて、コアボーリング機３１側から行っても、あるいは別途独立した油圧供給系を設けて行うようにしてもよい。

また、コアチューブ３９の側方に位置される挿入体１８の周側面には、コアチューブ３９の周側面を包囲する形状で形成され、銑鉄５の上面５ａよりも上方であってコアチューブ３９の側方に位置させて、当該コアチューブ３９の前進を案内するためのガイド１２が備えられる。本実施形態にあっては、ガイド１２は、上下方向に向けてコアチューブ３９の外周に沿う弧状凹部で形成され、これにより、コアチューブ３９の周側面を部分的に包囲し、当該コアチューブ３９が傾くなどのズレを規制する。

詳細には、銑鉄５の上面５ａには凹凸があって、円形の刃形態であるコアビット３２が銑鉄５の上面５ａに不均衡に接して切削が開始されるため、コアチューブ３９に傾きが生じ易い。また、既に貫通孔７が形成されている側では、コアチューブ３９の側面にかかる反力が小さくなるため、これによってコアビット３２が傾いてしまうこともある。さらに、既設の貫通孔７側には削孔反力が生じないため、コアチューブ３９が貫通孔７の側に傾く場合もある。本実施形態では、ガイド１２によってコアチューブ３９の姿勢を垂直下方に保つことができ、精度よく貫通孔７を形成することができる。

図９に示すように、挿入体１８を挿入するために先行形成される貫通孔７ｘと、貫通孔７を新たに形成するためのコアビット３２とは、両者がラップするような間隔であっても、あるいは、これら貫通孔７ｘ及びコアビット３２の横向き水平方向の間隔Ｚが、双方にラップしてそれらの間に位置されることとなる貫通孔７ｙほぼ一つ分の寸法を隔てた間隔（Ｚ≦Ｗ；Ｗは貫通孔７の孔径）であってもよい。

後者の場合には、貫通孔７を連続形成するために、先行形成する貫通孔７ｘ，７ｙが２つ隣り合わせで形成され、挿入体１８がこれら貫通孔７ｘ，７ｙに順次に挿入されて、コアビット３２による削孔作業が行われる。

先行形成する貫通孔７の個数は異なるけれども、上記いずれの場合であっても、銑鉄５をラインカットする貫通孔７が連続的に形成される。また、図９に矢印Ｑで示すように、ラインカットの形態は、隣接する貫通孔７同士に角度を付けることで、直線状に限ることなく、折れ線状や曲線状の形態とされる。

図１０及び図１１は、高炉における銑鉄切断装置６のさらに他の変形例を示す図であって、図１０は要部平面図、図１１は、図１０中、Ｂ−Ｂ線矢視図である。この変形例では、コアチューブ３９の両側に一対でアンカー部８が設けられている。

コアボーリング機３１及びアンカー部８の構成は、上記実施形態と同様である。アンカー部８をコアチューブ３９の両側に一対設ければ、コアボーリング機３１を固定的に設置する作用及びコアチューブ３９のガイド作用をさらに向上して、コアボーリング機３１により安定的にかつ効率良く貫通孔７を銑鉄５に形成することができる。

この変形例の場合には、最初に２つの貫通孔７が、貫通孔１つ分の間隔を空けて先行形成され、先行形成された２つの貫通孔７それぞれに各挿入体１８を挿入した状態で、これら貫通孔７の間にコアボーリング機３１で貫通孔７が削孔されて、３つの貫通孔７がセットで形成される。その後は、３つの貫通孔７のうち、端に位置する貫通孔７に対し、貫通孔１つ分の間隔を空けて一つの貫通孔７を先行形成し、これら貫通孔７の間にコアボーリング機３１で貫通孔７を削孔するようにして、貫通孔７を２つずつ新設していく。

この場合、コアボーリング機３１を２台用いて、１台は、端部に位置する貫通孔７に対して貫通孔１つ分の間隔Ｚを空けて、一つの貫通孔７を先行形成させるようにし、もう１台が、これら２つの貫通孔７の間に、さらに貫通孔７を形成するように作業を行うことが望ましい。なお、これら３つの貫通孔７の真ん中の貫通孔７からは、コア体４０を抜き出す必要はない。

図１４は、高炉における銑鉄切断装置６のさらに他の変形例を示す説明図である。この変形例でも、上記変形例と同様にコアボーリング機３１を搭載する走行体３３が省略されている。

この変形例では、図１３の構成を基に、コアボーリング機３１の支持ポスト３４の下端部をコアチューブ３９の側方へ向けて横向きに折曲形成してアンカー部８の挿入体１８を一体的に形成し、さらにこの挿入体１８に、図４に示したと同様なガイド１２を設けるようにしたものである。このような変形例であれば、ガイド１２によってコアチューブ３９の前進を的確に案内することができる。

次に、本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置６を用いた高炉における銑鉄切断方法について説明する。本実施形態に係る高炉における銑鉄切断方法は基本的には、高炉１の炉体２内部に残留する銑鉄５にこれを貫通する貫通孔７を、コアボーリング機３１を用いるなどして連続的に形成し、当該銑鉄５をラインカットするものであり、その際、一つの貫通孔７の形成後、一つの当該貫通孔７から所定の間隔を隔てて、次の貫通孔７を形成し、その後、これら貫通孔７同士の間に新たな貫通孔７を形成して、貫通孔７を連続的に形成する場合が含まれる。

高炉１の炉体２内部に残留する銑鉄５を切断する際には、コアボーリング機３１及びアンカー部８を備えた走行体３３や、図１２〜図１４に変形例として示したコアボーリング機３１を銑鉄５の上面５ａ上に搬入する。削孔作業に際しては、コアボーリング機３１等を備えた走行体３３を複数台用いることが効率的である。

まず、連続的に形成されて銑鉄５をラインカットする貫通孔７のうち、最初の貫通孔７を、アンカー部８の挿入体１８を挿入するための貫通孔７として先行して形成する。上述したように、先行形成する貫通孔７は、挿入体１８とコアチューブ３９との間隔に応じて、一つまたは複数個形成する。

これらの先行形成する貫通孔７は、これも上述したように、本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置６を構成するコアボーリング機３１で形成しても、あるいは、他の削孔手段で形成しても、いずれであってもよい。

次いで、スライド用ポスト１０のスライダ１１をスライド移動して下降させることにより、挿入体１８を先行形成された貫通孔７に挿入する。貫通孔７に挿入された挿入体１８の定着手段１９を作動させ、貫通孔７内部の周壁７ａに揺動ブロック２３ａを圧接し、この圧接反力で挿入体１８を貫通孔７の周壁７ａに圧着させて定着させる。

挿入体７の貫通孔９への挿入深さは、揺動ブロック２３ａが収納される程度でよく、深く挿入する必要がないので、手間がかかることなく、容易かつ短時間でアンカー部８の設置を完了することができる。

挿入体１８が貫通孔７に定着されることにより、コアボーリング機３１、ひいてはこれを搭載する走行体３３を銑鉄５に対し、固定して設置することができる。

この際、挿入体１８が、銑鉄上面５ａよりも下方の貫通孔７内部に定着されている一方、コアビット３２は、銑鉄上面５ａよりも上方に位置されている。挿入体１８を貫通孔７内部に定着させたら、コアビット３２による削孔作業を開始する。削孔作業は、コアボーリング機３１のモータ部３７でコアチューブ３９を介してコアビット３２を回転駆動しつつ、操作ハンドル３６で操作されるアーム部３５でモータ部３７を銑鉄５に向けて前進させることで行う。

コアビット３２で銑鉄５に貫通孔７を形成していくとき、コアチューブ３９を介してコアボーリング機３１に伝達されるスラストやトルクなどの削孔反力は、アンカー部８により、すなわち定着手段１９で貫通孔７に定着された挿入体１８により、銑鉄５に伝達されて支持される。

このようにアンカー部８により、削孔反力を銑鉄５に伝達して支持させるようにしたので、コアボーリング機３１、そしてまたこれを備える走行体３３に生じる振れ動きを抑制することができ、また走行体３３の姿勢が傾くことを防止することができる。

また、挿入体１８と貫通孔７を形成するコアチューブ３９との間隔が、例えば図１３の変形例のように、せいぜいコアチューブ３９の外径のせいぜい一つ分から二つ分よりも狭くなるように配置される構成であるので、削孔反力が生じる位置（コアチューブ３９）とこの削孔反力に抗する定着位置（挿入体１８）との距離が短く、走行体３３を含むコアボーリング機３１側に作用する応力負担を軽減できて、効率良く安定的に削孔反力に抗することができる。

従って、コアボーリング機３１で形成される貫通孔７に曲がりが生じることを防止できると同時に、高い削孔スピードで作業を行うことができて、貫通孔７を安定的かつ効率的に形成することができる。

殊に、コアボーリング機３１は、小動力で切削できるので、切削作業で生じる反力も小さく、また、コアチューブ３９内に残るコア体４０が内側から当該コアチューブ３９を支持するので、この面からも、コアボーリング機３１で形成される貫通孔７は位置精度高く、かつ孔曲がりが生じることなく形成でき、貫通孔７を安定的かつ効率的に形成することができる。ガイド１２については、コアビット３２による削孔作業の最初の段階で削孔（貫通孔７）に曲がりが生ずることを防止できればよいので、挿入体１８が挿入される貫通孔７のすぐ上、すなわち銑鉄５のすぐ上に位置するように設置されればよい。

そして、安定的に貫通孔７を形成できることにより、正確な位置に貫通孔７を形成でき、貫通孔７を連続的に形成するにあたり、貫通孔７同士のラップ量を僅かとして、貫通孔７の形成個数を減少させることができ、施工効率を向上することができる。

貫通孔７が新設される度に、アンカー部８の挿入体１８を定着させる貫通孔７をずらし、コアボーリング機３１で新たな貫通孔７の形成を継続することにより、銑鉄５を貫通する貫通孔７を連続的に形成して、銑鉄５をラインカットすることができる。

削孔反力を銑鉄５に支持させるアンカー部８は、挿入体１８と定着手段１９とで構成して、コアボーリング機３１に一体的に設けるだけであって、構造が簡単であると同時に、コアボーリング機３１を銑鉄５に対し適切かつ確実に固定的に設置することができる。

上述したコアボーリング機３１であれば、例えば、貫通孔同士の間隔が５ｍｍ程度であっても、削孔することができる。また、銑鉄表面付近ではラップしていても、途中から離れてしまっている貫通孔について、残っている部分をコアボーリング機３１で削孔することができる。さらに、炉の外周なども、コアボーリング機３１であれば、削孔することができる。

高炉１の炉体２内部に残留する銑鉄５を切断する際には、コアボーリング機３１及びアンカー部８を備えた走行体３３のみを使用しても良く、その場合、図１２〜図１４に示した変形例に係る銑鉄切断装置６を混在させても良く、またこれらの変形例に係る銑鉄切断装置６のみを使用するようにしても良い。また、ドリルによって銑鉄５に円形の貫通孔を形成する穿孔機を併用しても良い。

上記実施形態では、コアボーリング機３１にアンカー部８を一体的に設けて構成する場合について説明したが、削孔時に必要な反力を銑鉄５に伝達できるようにコアボーリング機３１とアンカー部８とが連結されていればよく、すなわち、アンカー部８とコアボーリング機３１とを別体で製作し、例えばピンと張った鎖等で両者をつないで、コアボーリング機３１に作用する反力を、銑鉄５側のアンカー部８に負担させるようにしてもよい。

本発明は、上述した実施形態に具体的に記載した内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。アンカー部８の挿入体１８は例えば、挿入体１８とコアチューブ３９が貫通孔７を２つもしくは３つ跨いだ間隔を隔てて配置されてもよく、また、スライド用ポスト１０を位置調整自在として、当該間隔を調節可能にしてもよい。

１ 高炉
２ 炉体
５ 銑鉄
６ 高炉における銑鉄切断装置
７ 貫通孔
７ａ 貫通孔内部の周壁
８ アンカー部
１２ ガイド
１８ 円柱状挿入体
１９ 定着手段
２０ ジャッキ
２３ 圧接手段
２４ 操作手段
２５ 圧接手段
２５ａ 弾性体
２６ 操作ロッド
３１ コアボーリング機
３２ コアビット
３９ コアチューブ

Claims (10)

1. 高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する貫通孔を連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットする高炉における銑鉄切断装置であって、
   コアビットが先端に設けられたコアチューブを回転駆動しつつ銑鉄へ向けて前進させて、該コアビットで銑鉄を切削して上記貫通孔を形成するコアボーリング機に、先行して形成された該貫通孔の内部に挿抜自在に挿入される円柱状挿入体及び該挿入体を該貫通孔内部の周壁に離脱可能に定着させる定着手段を有して、該貫通孔形成時に該コアチューブを介して該コアボーリング機に伝達される切削反力を当該コアボーリング機から該挿入体を介して銑鉄に伝達して支持させるアンカー部を連結して構成されることを特徴とする高炉における銑鉄切断装置。
2. 前記挿入体には、銑鉄の上方であって前記コアチューブの側方に位置させて、該コアチューブの前進を案内するガイドが設けられることを特徴とする請求項１に記載の高炉における銑鉄切断装置。
3. 前記ガイドは、前記コアチューブの周側面を包囲する形状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の高炉における銑鉄切断装置。
4. 前記定着手段は、前記挿入体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて拡開自在に設けられ、拡開されて該周壁に圧接される圧接手段と、上記挿入体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段を拡開させる操作手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の高炉における銑鉄切断装置。
5. 前記定着手段は、前記挿入体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて膨出自在な弾性体を備え、膨出される該弾性体が該周壁に圧接される圧接手段と、上記挿入体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段の上記弾性体を膨出させる操作手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の高炉における銑鉄切断装置。
6. 前記定着手段は、前記挿入体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて進退自在に設けられ、進出されて該周壁に圧接され、圧接反力で該挿入体の周面を当該周壁に圧着させるジャッキであることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の高炉における銑鉄切断装置。
7. 前記ジャッキは、前記挿入体の軸方向に複数設けられることを特徴とする請求項６に記載の高炉における銑鉄切断装置。
8. 前記アンカー部は、前記コアチューブの両側に配設されることを特徴とする請求項１〜７いずれかの項に記載の高炉における銑鉄切断装置。
9. 請求項１〜８いずれかの項に記載の高炉の銑鉄切断装置を用い、高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する前記貫通孔を、前記コアボーリング機を用いて連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットすることを特徴とする高炉における銑鉄切断方法。
10. 一つの前記貫通孔の形成後、一つの当該貫通孔から所定の間隔を隔てて、次の前記貫通孔を形成し、その後、これら貫通孔同士の間に新たな貫通孔を形成して、前記貫通孔を連続的に形成することを特徴とする請求項９に記載の高炉における銑鉄切断方法。

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