JP3157725B2 - 高炉炉体ブロックへのステーブ取付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉炉体へのステ
ーブ取付方法に関し、詳しくは、高炉の新設、あるいは
改修に、炉頂部から炉底部までの炉体を、複数のリング
状ブロックに分割し、該ブロックをそれぞれ高炉基礎以
外の場所で建造してから、高炉の基礎位置へ搬入、組立
てるリング工法を使用する際に、該ブロックの移動に起
因した炉体鉄皮の変形を防止する技術である。

【０００２】

【従来の技術】高炉を新設、あるいは改修するに際して
利用する工法の１つに、特公昭４７−１８４６号公報及
び特開昭５２−４３７０９号公報が開示した「炉頂部か
ら炉底部まで複数のリング状ブロックに分割し、予め該
ブロックをそれぞれ高炉基礎以外の場所で建造してか
ら、高炉基礎位置へ搬入、組立てる」リング工法なるも
のが提案されている。この工法の目的とするところは、
高炉の新設、あるいは改修における重要工程である炉体
の建設工事の一部を、事前に別の場所で施工しておき、
現地では単に組立てるだけにして、建設工事期間を短縮
することにある。

【０００３】ところが、上記公報に記載された例は、い
ずれも炉体の建設に関わる手順を示しているが、事前に
施工したリング状ブロック（以下、ブロックという）
を、高炉基礎位置へ搬入する際に生じる実際上の問題に
ついて、何ら詳述されていない。例えば、上記ブロック
は、リング状の炉体鉄皮と炉体冷却用のステーブや冷却
管、炉壁となる煉瓦等で形成されるが、それらの合計重
量が１０００トン程度の大型構造物となることが多い。
そのため、事前に施工したブロックを、施工場所から高
炉基礎位置へ移動させる場合、該ブロックの鉄皮部分の
剛性が十分でないと、搬送途中で該鉄皮部分に自重等が
作用して、その鉄皮部分が変形することがある。その時
は、高炉基礎上で搬送されたブロック同士を多段に組立
てるに際し、それらブロックの上下の接合面が変形して
いるので、上下ブロックの鉄皮接合面が合わなくなる。

【０００４】また、ブロックに事前施工されている煉瓦
は、鉄皮部分が変形して引張応力がかかると、割れた
り、あるいは目地切れするなどの問題も生じる。従っ
て、ブロックを接合して炉体を完成させた後に、煉瓦の
亀裂を補修するという余計な工程が必要となり、リング
工法の本来の目的である「建設工事の時間短縮」にとっ
て好ましくない。

【０００５】なお、リング工法によらない従来のステー
ブの取付けは、高炉基礎の上に炉体鉄皮を完全に組み立
てた後に、炉頂マンホールよりステーブを炉体に取り込
み、炉内側から鉄皮の裏面へ取り付ける工法がとられて
いた。そのため、ステーブ４の形状は、図４に示すよう
に、高炉の平断面でみて炉内中心に向かう傾斜を有する
台形（つまり、台形の短辺が炉中心側になる）をしてい
た。これは、高炉の平断面の円周内側から、ステーブ４
を取り付けるという作業性の悪さに対する配慮である。
また、隣り合うステーブ４同士が干渉して、取付け不能
となることのないように、４０〜５０ｍｍの隙間１３を
あけて、取付け後にその隙間１３に不定形耐火物１１を
充填する方法が採られていた。

【０００６】このような従来のステーブ取付け方法をリ
ング工法に採用すると、前述したように、隣り合うステ
ーブ同士の間が４０〜５０ｍｍと広く、また隣合うステ
ーブ間の隙間が内側に若干開いた形状となるため、ブロ
ックの輸送、あるいは吊り上げ時に円周方向に引っ張り
あるいは圧縮応力がかかると、該ステーブ間の定形耐火
物が抜け落ち、鉄皮に荷重が集中して鉄皮変形を防げな
かった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、炉体を複数のブロックに分割し、高炉基礎位置
と別な場所でステーブ等を取付け該ブロックを形成し、
該高炉基礎位置に搬送してから、炉体として組立てる高
炉の新設、あるいは改修工事を行うに際し、搬送中にブ
ロックの鉄皮部分に変形が生じないような高炉炉体ブロ
ックへのステーブ取付方法を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、搬送中の上記ブロックの鉄皮部分に対して
作用する力の問題を見直し、以下の結論を得た。ブロッ
クの鉄皮部分の剛性を高めるには、鉄皮厚みを増すこと
が有効である。しかし、必要以上に鉄皮部分を厚くする
と、経済的に不利であるし、また、ブロック自体の荷重
をさらに大きくするといった問題点もある。

【０００９】そこで、発明者は、このような問題点を生
じさせないような対策を鋭意研究し、「ブロックは、鉄
皮部分に加えて、ステーブ、冷却管、煉瓦等で形成され
ているので、これらの形成物でブロックの搬送時に鉄皮
部分にかかる変形応力を支持することができれば、炉体
ブロック全体としての剛性は鉄皮のみによるものと較べ
てはるかに大きくできる」ことを着想した。

【００１０】そして、上記ブロック形成物の内、ステー
ブは鋳鋼製であり、単体での強度は十分であるので、円
周方向で隣り合うステーブ間の不定形耐火物が強度的に
耐えることができれば鉄皮の変形を抑えることができる
ことに想到した。具体的にはステーブ間の隙間をできる
だけ小さくし、あるいはステーブ同士が接触しても取付
けることができるようにし、また円周方向に応力がかか
ったときに不定形耐火物の抜け落ちをなくすことが、ブ
ロック全体の剛性を高め、鉄皮の変形を防ぐことに繋が
ることに思い至り、本発明を完成させた。

【００１１】すなわち、本発明は、炉体を炉頂部から炉
底部までの間で複数のリング状ブロックに分割し、高炉
基礎以外の場所で該リング状ブロックを形成してから高
炉基礎位置へ搬入し、組立てて高炉を新設、あるいは改
修するに際して、上記リング状ブロックの形成物である
ステーブとして平断面が台形で、その短辺がリングの中
心側になるものと、逆に外側になるものとの２種類を用
いると共に、リングの円周に沿って隣り合うステーブが
異種類になるよう交互に配設することを特徴とする高炉
炉体ブロックへのステーブ取付方法である。

【００１２】また、本発明は、前記短辺がリングの中心
側になるステーブを、前記リング状ブロックを形成する
鉄皮内面に、互いに空間を設けて取付けた後に、前記短
辺がリングの外側になるステーブを、その側面に不定形
耐火物を挟みながら前記空間に押し込んで取付けること
を特徴とする請求項１記載の高炉炉体ブロックへのステ
ーブ取付け方法でもある。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、図２に高炉の炉体全体を縦
断面で示す。図２に示すよう、炉体の羽口１４部より上
方は、外周を鉄皮７で覆い、それに、鋳鉄製の箱体で冷
却水を通す鋼管を鋳ぐるんだステーブ４が取付けられ、
その内側に耐火煉瓦９が内張りされている。また、部位
によっては、上記ステーブ４に代え、冷却箱（図示せ
ず）や冷却管（図示せず）を用いている。

【００１４】本発明では、前記したリング工法で高炉の
新設、あるいは改修を行うことに係わるので、上記炉体
は、平断面がリング状を呈する複数個のブロックに分割
して事前に製作される。図２はＡ〜Ｅまでの５段のブロ
ックに分割した例である。これらブロックは、いずれも
高炉基礎の位置とは別の場所で、組立てられる。そのう
ち、本発明の対象になるものは、ステーブ４を取り付け
るものであるから、図２の例では、Ｂ，Ｃ，Ｄブロック
が相当する。

【００１５】図３は、図２のＦ−Ｆ矢視断面図であり、
Ｂ，Ｃ，Ｄブロックの平断面が、リング状であることを
示す。また、図１は、図３の記号（ａ）の部分の鉄皮と
ステーブを拡大したものであり、以下、この図１に基づ
き、本発明に係るステーブ取付方法の実施形態を説明す
る。地上に置かれたリング状の鉄皮７（図３参照）に、
取り付けるステーブ４としては、平断面でみて台形で、
その短辺５がリングの中心側になるものと、逆に外側に
なるものの２種類が使用される。そして、作業性を配慮
し、最初に「短辺がリングの中心側になるステーブ」
を、鉄皮７にステーブ取付金具６を係止、固定する。そ
の際、各ステーブ４の間には、後に取り付ける「短辺が
リングの外側になるステーブ」が挿入される分だけの空
間１２を確保しておく。次に、「短辺がリングの中心側
になるステーブ」の取付けが全て完了してから、側面に
樹脂目地１０等の不定形耐火物を塗布した「短辺がリン
グの外側になるステーブ」を前記空間１２に挿入し、ス
テーブ取付金具６で係止する。これによって、ブロック
の内側には、隙間のないステーブ帯が形成される。

【００１６】なお、樹脂目地１０などの不定形耐火物は
図１の例に限らず、短辺がリングの内側になるステーブ
の側面に塗布しても、また２種類のステーブの両方の側
面に塗布してもよい。さらに隣り合うステーブ同士が一
部あるいは全面にわたり接触するような取付けを行って
もよい。本発明では図１に見られるように隣り合うステ
ーブの側面同士が平行に近い状態で斜めに隣接するの
で、ステーブ同士が干渉して取付けができないというこ
とになりにくく、従来よりもステーブ間の隙間を小さく
することができる。

【００１７】本発明の最も大きな効果は、このようにブ
ロックの内側のステーブに隙間がないステーブ帯を形成
することにより、各ステーブ同士が互いに直接あるいは
不定形耐火物を介して力を支持しあうので、ブロック全
体の剛性が向上し、ブロックの輸送に伴う変形応力に対
し、鉄皮部分７の変形が防止されることである。炉内容
積 ２６００ｍ³ 、炉床径 １１．１ｍの高炉を改修す
るに当たり、本発明に係る高炉炉体へのステーブ取付方
法及び従来方式（図４参照）の取付方法を試験してみ
た。その際、炉体を図２のように５つのブロックに分
け、高炉基礎位置８と別の場所でＢ、Ｃ、Ｄの各ブロッ
クの鉄皮部分７にステーブ４の取付けを行った。

【００１８】その結果、従来方式で、各ステーブ間に隙
間１３を大きく取ったブロックを、炉体基礎上へ搬入し
た場合には、鉄皮部分７の多所で変形が生じていた。こ
れを現地で修正し、上下に重ねた他のブロックと正確に
接合するのに、４日間かかった。これに対し、本発明に
係るステーブ取付方法で組立てたブロックは、搬送中に
鉄皮部分７の変形はなく、高炉基礎上での各ブロック同
士の接合は、鉄皮部分の変形修正が必要ないので、１日
間と迅速に行うことができた。

【００１９】

【発明の効果】本発明では、所謂リング工法で高炉を新
設、あるいは改修するに際し、高炉基礎位置と別な場所
で、炉体を分割したブロックにその形成物の１つである
ステーブを取り付けるに当たり、その取付方法を上記の
ような構成にしたので、該ブロックを高炉基礎位置まで
搬送する途中に、該ブロックの鉄皮部分に変形が生じる
恐れがなくなる。また、炉体をブロック毎に、高炉基礎
位置と別の場所で、予め組立てるので、従来はやっかい
であったステーブの取付けを地上で行え、作業性も良く
なる。その結果、高炉の新設、あるいは改修の工期が、
従来より大幅に短縮されることが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高炉炉体へのステーブ取付方法を
説明する平面図である。

【図２】一般的な高炉の縦断面図である。

【図３】図２のＦ−Ｆ矢視断面を示す図である。

【図４】従来方式のステーブの取付方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 高炉 ２ 支柱 ３ 熱風本管 ４ ステーブ ５ 短辺 ６ ステーブ取付金具 ７ 鉄皮（鉄皮部分） ８ 高炉基礎位置 ９ 耐火煉瓦 １０ 樹脂目地 １１ 不定形耐火物 １２ 空間 １３ 隙間 １４ 羽口

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21B 7/10 C21B 7/00 F27D 1/00 - 1/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体を炉頂部から炉底部までの間で複数
   のリング状ブロックに分割し、高炉基礎以外の場所で該
   リング状ブロックを形成してから高炉基礎位置へ搬入
   し、組立てて高炉を新設、あるいは改修するに際して、 上記リング状ブロックの形成物であるステーブとして、
   平断面が台形で、その短辺がリングの中心側になるもの
   と、逆に外側になるものとの２種類を用いると共に、リ
   ングの円周に沿って隣り合うステーブが異種類になるよ
   う、該リング状ブロックの形成物である鉄皮の内面に交
   互に配設することを特徴とする高炉炉体ブロックへのス
   テーブ取付方法。
2. 【請求項２】 前記短辺がリングの中心側になるステー
   ブを、前記リング状ブロックを形成する鉄皮内面に、互
   いに空間を設けて取付けた後に、前記短辺がリングの外
   側になるステーブを、その側面に不定形耐火物を挟みな
   がら前記空間に押し込んで取付けることを特徴とする請
   求項１記載の高炉炉体ブロックへのステーブ取付け方
   法。