JP3742598B2

JP3742598B2 - 鋼製樋壁構造

Info

Publication number: JP3742598B2
Application number: JP2002051181A
Authority: JP
Inventors: 忠宏榎田; 伸治寄光; 慶治安藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: JP2002339008A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、高炉から溶銑や溶滓等の湯（高温流動体）が流動する樋の背面側に構築される鋼製樋壁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の樋壁構造の多くは、鉄筋コンクリート（ＲＣ）製のＲＣ製樋壁構造となっているが、耐熱性と施工性の点で、次のような問題点が指摘されている。
（１）操業中、高温の環境下に置かれている樋壁では、長時間の使用によりＲＣ中の水分が徐々に蒸発するため、コンクリートの劣化が進行し、強度が低下する。
（２）樋壁が熱膨張しようとするときに、変形が拘束されていると、内部応力が発生して、コンクリートにひび割れが生じ、強度が低下する。
（３）樋壁に耐火ＲＣを採用した場合、通常のＲＣと比べて数倍ものコストが掛かる。
（４）樋壁の施工にあたって、鉄筋工−型枠工−コンクリート打設−養成−型枠外し等の多工程を経る必要があるため、施工時間と費用が膨大となる。
【０００３】
前記の問題点（１）は、ＲＣの特性上回避できないものであり、コストの節減化から設備の更なる長寿命化が求められている状況下では、致命的な問題となっている。また、前記の問題点（２）に対しては、樋壁の変形を拘束しないように接合部を工夫することで対応しているが、これには限界があり、より大きな変形に対しては効果がない。
【０００４】
また、従来、ＲＣ製樋壁構造の問題点を解消するために、鉄骨と鋼製壁板で構築された鋼製樋壁構造を有するものがある。
【０００５】
このような鋼製樋壁は、図９に示すように、高炉から流出する溶銑や溶滓等の高温の湯（高温流動体）を受ける樋（図９に２点破線で示す）１を耐火レンガ等の耐火物で鋳床２上に築造し施工する場合に、樋形成路３の両側に形成される作業用デッキ４を利用することにより構築される。この作業用デッキ４は、鋳床２上の樋形成路３の両側に下梁材５を左右方向の樋流れ方向Ｘに沿って設置し、この下梁材５上に立設されるＨ形鋼からなる支柱６と、これら各々の支柱６の上端部に樋流れ方向Ｘの沿って架設されるＨ形鋼からなる上梁材７とで形成するとともに、その周囲に操業床（図示せず）を敷設した後、これら支柱６及び上下両梁材５，７を利用することにより、樋形成路３の両側に樋１を形成するための樋壁１０をそれぞれ構築している。
【０００６】
前記した樋壁１０は、作業用デッキ４を形成する樋流れ方向Ｘの支柱６間に横胴縁８Ａ及び縦胴縁８Ｂからなる溝形鋼の胴縁８を上下左右に所要の間隔を存して格子状に配置し、縦胴縁８Ｂの上端部を上梁材７に接合して枠組みするとともに、支柱６と胴縁８を介して複数枚の耐火鋼製の壁板９を接合することにより、樋形成路３の背面側に所要の高さ（例えば、３．０〜４．０ｍ）及び、数十ｍの長さで構築されるようになっている。そして、このような樋壁１０を構築後、樋形成路３上に耐火レンガ等の耐火物にて樋１の築造が行われる。
【０００７】
ところが、約１５００℃の溶銑や溶滓等の高炉からの湯（高温流動体）が樋１を流れた場合、樋壁１０側も湯の放射熱によって２００〜３００℃の高温となるため、支柱６、胴縁８及び壁板９の各構成部材が非常に大きな熱膨張を起こす。しかも、各構成部材が溶接によって固定的に接合されていると、各構成部材の熱膨張による変形が抑制され、各構成部材の各接合部に非常に大きな応力が働く。これにより、壁板を含む各構成部材が座屈変形し、破壊し易いという問題が生じる。
【０００８】
そこで、従来では、例えば、本出願人の先に係る特開平１１−２６９５１７号公報（以下、先行例という）に開示されているように、支柱、胴縁及び壁板の各構成部材を上下または左右に可動自在に接合して、樋壁を構築することにより、各構成部材の熱膨張による座屈変形を防止する技術が知られている。
【０００９】
前記先行例では、図１０及び図１１に示すように、支柱６（図９に示す）の前面側に配置される壁板９の背面には、一対のアングル形の胴縁用接合金物２１が上下及び左右に溶接されており、接合金物２１の水平部２１ａが胴縁８の横胴縁８Ａの上面にボルト・ナット２２によって取り付けられ、その垂直部２１ｂが縦胴縁８Ｂの側面にボルト・ナット２４によって取り付けられている。そして、横胴縁８Ａは、支柱６間の左右方向に伸縮可能に取り付けられており、また、接合金物２１の水平部２１ａに開設されるボルト孔２３は、左右方向に長いルーズホールに形成され、これにより、壁板９の左右方向への熱膨脹を吸収可能にしている。
【００１０】
一方、支柱６は、その上端部が上梁材７の下面に溶接されているとともに、その下端部を図示しない支柱用接合金物とボルト・ナット、上下方向Ｚに長いルーズホールとにより、下梁材６上に取り付けられ、これにより、支柱６の下方への熱膨張を吸収可能にしている。さらに、接合金物２１の垂直部２１ｂに開設されるボルト孔２５は、上下方向Ｚに長いルーズホールに形成され、これにより、壁板９の上下方向Ｚへの熱膨脹を吸収可能にしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の鋼製樋壁構造では、壁板９が組み付けられる胴縁８に、格子状に架設される横胴縁８Ａと縦胴縁８Ｂを用いており、しかも、壁板９を樋壁１０の壁面に胴縁用接合金物２１を介してボルト・ナット２２，２５によって取り付ける際に、樋壁１０の内側（表側）から壁板９を組み付けた後、樋壁１０の外側（裏側）から胴縁用接合金物２１を横胴縁８Ａ及び縦胴縁８Ｂにボルト・ナット２２，２５で締め付けている。このため、樋壁１０の内外両側からの面倒な施工作業が必要であるばかりでなく、壁板９への胴縁用接合金物２１の溶接作業にも労力を要するという問題がある。これにより、鋼製樋壁を構築するにあたって、壁板の加工手間、施工のコスト、歩掛けなどの点で、種々な不具合があった。
【００１２】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、樋壁の壁面への壁板の取付けが容易に行うことができる鋼製樋壁構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は次のように構成する。
【００１４】
即ち、本発明では、高炉の鋳床上に設置される溶銑や溶滓等の高温流動体が流動する耐火物からなる樋の樋流れ方向に対する直角方向の背面側に、樋壁を構築するとともに、該樋壁の壁面に取り付けられる鋼製壁板の前後両面を前記樋壁の壁面に挾持させて取り付けられ、熱膨張に対し樋流れ方向及び上下方向に拘束されることなく自由に伸縮可能な機能を付加することにより、上記目的の達成を図ることとした。
【００１５】
第１の発明は、高炉の鋳床上に設置される溶銑や溶滓等の高温流動体が流動する耐火物からなる樋の樋流れ方向に対する直角方向の背面側に、樋壁を構築するとともに、該樋壁の壁面に取り付けられる鋼製壁板の前後両面を前記樋壁の壁面に挾持させて取り付けられ、熱膨張に対し樋流れ方向及び上下方向に拘束されることなく自由に伸縮可能な機能を付加したことを特徴とする。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、前記挟持箇所が支柱および／または胴縁と壁板用押え金物にて押え込み挟持し、壁板用接合金物と壁板用押え金物が溶接にて取り付けられていることを特徴とする。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明において、前記挟持箇所が支柱および／または胴縁と壁板用押え金物にて押え込み挟持し、さらにボルト締めにて取り付けられていることを特徴とする。
【００１８】
【作用】
このようにして構築された本発明の鋼製樋壁構造では、樋壁に壁板を取り付ける際、ボルト・ナットを用いることなく樋壁の上方から容易に壁板を組み付けることが可能となること、さらに、ボルト・ナットを用いた場合でも、樋壁の片側からだけの作業で、容易に壁板を取り付けることが可能となるため、壁板の加工手間、施工のコスト、歩掛けなどの点において、飛躍的な向上が図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１から図８に示す図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図示の実施形態において、図９〜図１１に示す従来の鋼製樋壁構造と構成が重複する部分は同一符号を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る鋼製樋壁構造の全体構成を概略的に示す説明図である。図２は、荷重吸収機能が付与される樋壁部位の縦断側面図である。図３は、壁板の取付状態を示す横断面図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明は、前述した従来の鋼製樋壁構造と同様に、高炉から流出する溶銑や溶滓等の高温の湯（高温流動体）を受ける樋（図１に２点破線で示す）１を耐火レンガ等の耐火物で鋳床２上に築造し施工する場合、樋形成路３の両側に形成される作業用デッキ４を利用することにより構築される。
【００２２】
この作業用デッキ４は、鋳床２上の樋形成路３の両側に下梁材５を樋流れ方向Ｘの沿って設置し、この下梁材５上に立設されるＨ形鋼からなる支柱６と、これら支柱６の上端部に樋流れ方向Ｘの沿って架設されるＨ形鋼からなる上梁材７で形成するとともに、その周囲に操業床（図示せず）を敷設した後、これら支柱６及び上下梁材５，７を利用することにより、樋形成路３の両側に樋１を形成するための樋壁１０をそれぞれ構築している。
【００２３】
すなわち、前記した樋壁１０は、図２に示すように、作業用デッキ４を形成する樋流れ方向Ｘの支柱６間に、複数本の溝形鋼からなる縦胴縁８を上下両梁材５，７間の左右方向に所要の間隔を存して配置し、これら縦胴縁８の上下両端部を上下両梁材５，７に接合して枠組みするとともに、支柱６と縦胴縁８を介して、後述する取付け手段により複数枚の耐火鋼製の壁板９を挟持、接合することにより、樋形成路３の背面側に所要の高さ及び長さで構築されている。但し、壁板９は、熱膨張に対し樋流れ方向及び上下方向に拘束されることなく自由に伸縮可能な機能を付加したものであれば、後述する取付け手段に限定するものではない。
【００２４】
樋壁１０の壁面に各壁板９を取り付ける手段を後述する。
【００２５】
一つ目の手段として、図３に示すように、支柱６及び縦胴縁８の各構成部材の前面側には、左右に対向する断面Ｔ形の壁板用接合金物１１が上下方向Ｚに沿ってそれぞれ溶接されている。これら壁板用接合金物１１は、そのフランジ部１１ａ及びウェブ部１１ｂと、支柱６または縦胴縁８の前面とで左右対称な断面コ字形の溝空間１２が形成される。
【００２６】
図４に示すように、これら相対向する左右両溝空間１２間には、壁板９が上方から上下２段に建込み挿入されて、壁板９の側端縁部９ａが支持されるようになっている。各壁板用接合金物１１のフランジ部１１ａの左右両端には、複数個のアングル形の壁板用押え金物１３が上下方向Ｚに溶接され、これらの押え金物１３により、接合金物１１の左右両溝空間１２間に上下２段に建込み挿入された各々の壁板９の上下部位を支柱６または縦胴縁８の前面側に押え込み保持可能にしている。
【００２７】
この場合には、接合金物１１の左右両溝空間１２間に上下２段に差込み挿入された壁板９の上端部は開放されており、また、接合金物１１のウェブ部１１ｂと壁板９の端面と間には、空隙ａが形成されている。これにより、壁板９の上方及び左右方向への熱膨脹による自由な伸縮を可能にしているとともに、壁板９の取付作業が簡便かつ容易に行えるようになっている。
【００２８】
二つ目の手段として、図７および図８に示すように、支柱６および縦胴縁８の樋側フランジにはボルト孔２２が設置されており、その背面に壁板押え用ナット２０ｂが溶接されている。また、樋側より壁板用押え金物１３を壁板押え用ボルト２０ａを用いて取り付ける。これら壁板用押え金物１３は、壁板押え用ボルト２０ａと支柱６または縦胴縁８の前面とで左右対称な断面コ字形の溝空間１２が形成される。
【００２９】
これら溝空間１２は、壁板押え用ボルト２０ａを１本、一時的に取り除き、壁板用押え金物１３を垂直方向に向けることにより、安易に開放空間へと変えることができる。
【００３０】
この一時的に開放空間として変更した時点で壁板９を樋側より支柱６または縦胴縁８に押し当て、壁板用押え金物１３を水平方向に戻し、壁板押え用ボルト２０ａを取り付けることにより、壁板９を挟持することができる。
【００３１】
この場合に、支柱６または縦胴縁８と壁板用押え金物１３に挟持された壁板９の上下方向に関しては、上端部が開放されており、また、水平方向に関しては、壁板押え用ボルト２０ａと壁板９の端部との間に、空隙ａが形成されている。これにより、壁板９の上下方向及び水平方向への熱膨張による自由な伸縮を可能にしている。
【００３２】
図８に示すように、集塵ダクト２１等が壁板９を貫通して設置されるような設備が設置されるようなケースにおいては、非常に有効な手段である。
【００３３】
一方、上梁材７の下面には、図５に示すように、アングル形の胴縁用接合金物１４の水平部１４ａが溶接されており、この接合金物１４の垂直部１４ｂには、縦胴縁８の上端部がボルト・ナット１５によって取付けられている。接合金物１４の垂直部１４ｂに開設されるボルト孔１６Ａは真円で、縦胴縁８の上端部開設されるボルト孔１６Ｂは、樋１の樋幅方向Ｙと直角な前後水平方向、つまり、樋壁１０の内外方向に長いルーズホールに形成されている。これにより、縦胴縁８の締結位置の調整を容易にしている。
【００３４】
また、鋳床２上に設置される下梁材５の上面には、アングル形の胴縁用接合金物１７の水平部１７ａが溶接されており、この接合金物１７の垂直部１７ｂには、縦胴縁８の下端部がボルト・ナット１８によって取り付けられている。接合金物１７の垂直部１７ｂに開設されるボルト孔１９は、上下方向Ｚに長いルーズホールに形成され、これにより、縦胴縁８の下方への熱膨脹を吸収可能にしている。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の鋼製樋壁構造では、樋壁に壁板を取り付ける際、ボルト・ナットを用いることなく樋壁の上方から容易に壁板を組み付けることができ、さらに、ボルト・ナットを用いた場合でも、樋壁の片側からだけの作業で、容易に壁板を取り付けることが可能となるため、壁板の加工手間、施工のコスト、歩掛けなどの点において、飛躍的な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼製樋壁構造の全体構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線矢視方向から見た拡大縦断側面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視方向から見た拡大横断面図である。
【図４】壁板の取付状態を示す説明図である。
【図５】樋壁上部の胴縁の接合状態を示す要部拡大斜視図である。
【図６】樋壁下部の胴縁の接合状態を示す要部拡大斜視図である。
【図７】壁板の取付状態の他の例を示す説明図である。
【図８】図７の壁板の支柱への取付状態を示す要部拡大斜視図である。
【図９】従来の鋼製樋壁の構築状態を示す説明図である。
【図１０】同じく従来の鋼製樋壁構造における壁板の胴縁への取付状態を示す拡大縦断側面図である。
【図１１】同じく従来の鋼製樋壁構造における壁板の胴縁への取付状態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１樋
２鋳床
３樋形成路
４作業用デッキ
５下梁材
６支柱
７上梁材
８胴縁（縦胴縁）
９壁板
９ａ側端縁部
１０樋壁
１１壁板用接合金物
１１ａフランジ部
１１ｂウェブ部
１２溝空間
１３壁板用押え金物
１４胴縁用接合金物
１４ａ水平部
１４ｂ垂直部
１５ボルト・ナット
１６Ａボルト孔
１６Ｂボルト孔
１７胴縁用接合金物
１７ａ水平部
１７ｂ垂直部
１８ボルト・ナット
１９ボルト孔
２０壁板押え用ボルト、ナット
２０ａボルト部
２０ｂナット部
２１集塵ダクト
２２ボルト孔
ａ空隙
Ｘ樋流れ方向（左右方向）
Ｙ直角方向（内外前後方向）
Ｚ上下方向

Claims

高炉の鋳床上に設置される溶銑や溶滓等の高温流動体が流動する耐火物からなる樋の樋流れ方向に対する直角方向の背面側に、樋壁を構築するとともに、該樋壁の壁面に取り付けられる鋼製壁板の前後両面を前記樋壁の壁面に挾持させて取り付けられ、熱膨張に対し樋流れ方向及び上下方向に拘束されることなく自由に伸縮可能な機能を付加したことを特徴とする鋼製樋壁構造。
前記挟持箇所が支柱および／または胴縁と壁板用押え金物にて押え込み挟持し、壁板用接合金物と壁板用押え金物が溶接にて取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼製樋壁構造。
前記挟持箇所が支柱および／または胴縁と壁板用押え金物にて押え込み挟持し、さらにボルト締めにて取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼製樋壁構造。