JP4349173B2

JP4349173B2 - 環状管の組立方法およびその支持構造

Info

Publication number: JP4349173B2
Application number: JP2004077866A
Authority: JP
Inventors: 泰光古川; 弘金谷; 隆弘久米田; 年男上谷
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: JP2005264223A

Description

本発明は、環状管の組立方法およびその支持構造に関する。

環状管は周知の如く高炉の羽口直上部位に高炉全周にわたって環状に配置され、支管（羽口接続管）により羽口と接続されて、高炉へ1100〜1250℃の熱風を送り込む送風ヘッダである（例えば特許文献１参照）。環状管に設けられる支管口の個数は高炉の炉体に設けられる羽口の個数に等しく、一般には、炉体容積が3000m³クラスで30〜34個、4000m³クラスで36〜38個、5000m³クラスで40〜42個である（例えば特許文献２参照）。

環状管を据付ける作業において、従来は、円周方向に複数分割（例えば６〜８分割）した分割環状管を鋳床クレーンを用いて、鋳床上を搬送後、横引きして高炉櫓内に搬入し、鋳床および／または操業床部に設けた架台上にセットした後、一体に溶接接続し、揚重装置を用いて吊り上げ、高炉櫓に吊り支持して据付けていた（例えば特許文献３参照）。なお、特許文献３では、この従来の据付け方法では、高炉櫓内への横搬送に別途揚重装置を必要とすると共に、一体組立のための仮設の架台上面を精度良く設置することが難しく、高い精度での一体接続ができず、加えて、狭い架台上での作業性が悪かったという点を課題とし、これを解決するために、環状管設置部位より下かつ鋳床面より上のレベルに高炉櫓の外より内へ貫通して水平受け梁を架設する工程、この水平受け梁に沿って走行可能な台車を配し、この台車の上部に作業デッキを設ける工程、この作業デッキ上で、搬入された分割環状管をリング状に接続して環状管を構築する工程および前記高炉櫓に設けられた吊り手段を用いて前記環状管を上架して据付ける工程を含むことを旨とした高炉構成部材の据付け方法を提案している。

また、環状管は上記のように支管を介して羽口へ接続されるが、高炉操業中は、高温の炉内の温度変化により炉体が膨張あるいは収縮変形し、そのため羽口が３次元的（炉体上下方向、炉体半径方向および炉体円周方向）に変位するので、この変位に追従して支管管体が移動できるよう、支管を長さ方向の２点で３つの支管要素に分割し各分割点の両側の支管要素同士および最先端側の支管要素と羽口ノズルとを、玉継手（球面座）を用いて任意方向の回動自在に連結した配設構造がとられている（例えば特許文献４参照）。

環状管配設構造の１例を図１に示す。図１において、１は高炉、２は外殻鉄皮、３は耐火物、４は羽口、５は羽口ノズル、６は環状管、７は支管口であり、支管８は３つの支管要素９、10、11を環状管６側からこの順に直列に連結してなり、支管要素９と10間、支管要素10と11間、および支管要素11と羽口ノズル５間の各連結部はそれぞれ玉継手（球面座）12、13および14を用いた接続構造とされている。

環状管６は、上述のように、これを管軸方向に分割した状態で高炉周囲に搬入して一体に組立て、継目（分割点）の溶接接合後、吊り支持するものであるが、吊り支持された環状管には歪（撓み等）が生じる。この歪の量を正確に予測することは困難である。そこで従来は、支管８を、環状管６が歪んでも支管口７と干渉しない（ラップしない）ような長さに設計し、支管８と支管口７との相互接続端面間の隙間を調整短管15により埋め合わせるという方法がとられている。
特公昭５７−３６３２１号公報特開平５−５１６１４号公報特開２００１−２１４２１０号公報特開平２−７３９０９号公報

上記のように、従来、環状管を高炉へ据付ける際には、環状管の支管口と羽口側の支管との相互接続端面間の隙間を調整短管で埋め合わせる作業が必要である。しかし、この作業には次のような難点がある。

1) 隙間の寸法は、所定の配設位置に吊り支持されて歪んだ状態の環状管の支管口の端面と、これに接続される羽口側の支管の端面との間隔を測定しないと知ることはできないから、高所での煩雑な測定作業が必要であり、安全上好ましくない。

2) 上記測定された隙間の寸法は一定ではなく羽口ごとに異なる。それに合わせて調整短管の寸法を個々に調整しなければならない。この調整作業には熟練を要し、しかも羽口の個数が多い（30個以上）ため多大の時間を要する。

本発明は、上記従来技術の難点を解決し、高炉への環状管据付け作業を簡素化しうる環状管の組立方法と、この組立方法で組立てた環状管の支持に好ましく用いうる環状管の支持構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成した本発明は、以下のとおりである。

(1) 複数の分割環状管を高炉への据付現場に搬入し、一体に組立て溶接結合して環状管となし、これを吊持して据付位置に配置する環状管の組立方法において、前記複数の分割環状管を、据付現場に搬入する前に工場で一体に締結結合して、据付現場での被吊持部相当の管軸方向位置を支点とした被支持状態の仮組み環状管を形成し、該仮組み環状管に現出する歪を測定後再分解して据付現場に搬送し、据付現場にて環状管となして吊持する際には被吊持部を真上に吊り上げてそのまま固定することを特徴とする環状管の組立方法である。

(2) 上記(1) 記載の組立方法により据付位置に配置された環状管の支持構造であって、同環状管の前記支点を高炉櫓に吊架し、各支点両側の二点を高炉櫓支柱に連結したことを特徴とする環状管の支持構造である。

本発明によれば、高炉への環状管配設作業を格段に容易かつ安全に行うことができるようになるというすぐれた効果を奏する。

本発明では、高炉への据付現場（以下、単に現場ともいう。）に搬入する前に、複数の分割環状管を工場で一体に締結結合し仮組み環状管を形成する。この所謂仮組み工程では、複数の分割環状管同士をリング状に結合する手段として、再分解し難い溶接は用いずに、再分解しやすいコッター、ボルト、バイス等による締結を用いる。図２に示すように、仮組み環状管20は、据付現場での被吊持部26の管軸方向位置を支点とした被支持状態に置く。この被支持状態をつくる方式としては、現場で用いる被吊持部26による吊持方式に限らず、適宜の受具23上に被吊持部26設置位置の仮組み環状管20の下面を載置する支承方式を用いてもよい。作業性の面からは支承方式の方が好適である。これにより、分割環状管21同士を継目22のところで締結結合してなる仮組み環状管20には現場で吊持された環状管に現出する歪と同様な歪24が現出する。

すなわち、高炉周囲に搬送して一体に組み立て、吊り支持して高炉に据付けられた後に、始めて歪の量が把握可能であったものが、前記吊持方式あるいは支承方式で支持された仮組み環状管20上に現出されることになり、高炉据付時の環状管の歪の予測が可能となる。また、吊持される支点、材質、厚み等を考慮し構造解析を行い環状管を設計することで、高炉据付時に生じる残留歪も低く抑えることができる。

次に仮組み環状管を再分解（継目の締結を解除）して、分割環状管となす。これらの分割環状管を据付現場に搬入し、継目を溶接結合して一体の環状管となす。この環状管を吊持して据付位置に配置する際には、前記被吊持部を真上に吊り上げてそのまま固定するようにする。これにより、環状管は前記工場での仮組み環状管と同様の支持状態になり、仮組み環状管20上で確認されたと同じ状態が、据付位置に吊持された環状管において再現する。

よって、個々の羽口ごとに支管口と支管との相互接続端面間の隙間を高精度に予測可能であり、その予測に基づいて調整短管の寸法を予め決定しうるので、従来必要であった据付現場での前記隙間の測定および調整短管の寸法調整は不要となる。さらに、前記隙間の大きさの予測値が０である場合には、例えば図３に示すように、調整短管を省略して支管口７と支管８との相互接続端面同士を直接接続することができる。

図４は、据付位置に配置された環状管の１例を示す全体平面図である。この例では補強施工25をされた７個の分割環状管21が継目22のところを溶接されて一体の環状管６に組立てられた。この環状管６は高炉の羽口個数に見合った38個の支管口７を有する。組立後の環状管６は、その管軸方向に設けられた４箇所の被吊持部（支点）26の部位を真上に吊り上げられてそのまま固定された。

図５（ａ）は図４のＣ‐Ｃ断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ‐Ａ矢視図である。支点26のところでの吊り上げには例えば図５（ａ）に示すような吊上げ用金具28を用いる。環状管６は、吊り上げられた後、例えば支柱（高炉櫓支柱）16に固設された吊架用枠体19に固定される。この固定にあたっては、例えば両端を相互逆ネジにしたボルト等で構成した吊架用金具27などが好ましく用いうる。なお、吊架用金具27による吊持（固定）後は、吊上げ用金具28は取り除いてもよい。

高炉の改修にあたって、図４に示した形態の環状管の組立・据付に本発明を適用した。環状管形成に用いる７個の分割環状管を、据付現場へ搬入する前に、これら分割環状管を用いて工場で前記支承方式にて仮組み環状管を形成し、現出する歪を測定した。その後仮組みを解いて分割環状管となして、これらを据付現場に搬入し、継目を溶接することで一体化した環状管となし、図５に示した形態で支点26を吊り上げてそのまま所定の据付位置に固定するようにした。また、図４に示すように環状管６の被吊持部26両側の二点を高炉櫓支柱16に水平触れ止め用金具29を介して連結した支持構造として環状管の水平振れを防止した。その結果、図３に示したように、調整短管を用いずに支管口と支管との相互接続端面同士を直接接続することができ、調整短管の使用に付随する高所での面倒な隙間測定作業や、熟練を要して手間のかかる調整短管の寸法調整作業を不要化できて、環状管の配設所要工期を、従来の100 に対し50と、大幅に短縮することができた。なお、仮組み環状管を形成した際、現出する歪が大きく生じる時は、補強施工により歪を小さくする等、高炉への据付前に処置ができる利点もある。

本発明は、製鉄業において高炉の新築あるいは改修を行なう際に利用することができる。

調整短管を用いた環状管配設構造の１例を示す断面図である。仮組み環状管の状態を例示する部分側面図である。本発明により調整短管を省略できた環状管配設構造の１例を示す断面図である。本発明により組立てられ据付位置に配置された環状管の１例を示す全体平面図である。本発明に係る環状管の吊架状態の１例を示す（ａ）は図４のＣ‐Ｃ断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ‐Ａ矢視図である。

符号の説明

１高炉
２外殻鉄皮
３耐火物
４羽口
５羽口ノズル
６環状管
７支管口
８支管
９、10、11 支管要素
12、13、14 玉継手（球面座）
15 調整短管
16 支柱（高炉櫓支柱）
18 クレーンガーダー受
19 吊架用枠体
20 仮組み環状管
21 分割環状管
22 継目
23 受具
24 歪
26 据付現場での被吊持部（支点）
27 吊架用金具
28 吊上げ用金具
29 水平振れ止め用金具
30 襟枠板

Claims

複数の分割環状管を高炉への据付現場に搬入し、一体に組立て溶接結合して環状管となし、これを吊持して据付位置に配置する環状管の組立方法において、前記複数の分割環状管を、据付現場に搬入する前に工場で一体に締結結合して、据付現場での被吊持部相当の管軸方向位置を支点とした被支持状態の仮組み環状管を形成し、該仮組み環状管に現出する歪を測定後再分解して据付現場に搬送し、据付現場にて環状管となして吊持する際には被吊持部を真上に吊り上げてそのまま固定することを特徴とする環状管の組立方法。
請求項１記載の組立方法により据付位置に配置された環状管の支持構造であって、同環状管の前記支点を高炉櫓に吊架し、各支点両側の二点を高炉櫓支柱に連結したことを特徴とする環状管の支持構造。