JP4704277B2 - 高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、高炉の新設や改修、あるいは休止時に、高炉鉄皮に据え付けたステーブクーラー同士の間隙、及びステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙にそれぞれ不定形耐火物を充填する高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法に関する。

ステーブクーリング方式の高炉においては、高炉鉄皮の内面にステーブクーラーが列設されている。ここで、ステーブクーラー１個の大きさは、高さが２ｍ、幅が１ｍ、厚みが０．３ｍ程度のものが一般的である。従って、１基の高炉では、高さ方向に１０〜１５段、周方向には１段当たり３０〜６０枚のステーブクーラーが、高炉鉄皮にボルトを介して固定されている。この場合、高炉鉄皮及びステーブクーラーの各製作精度と、ステーブクーラーの据え付け精度を考慮して、設計時点からステーブクーラーとステーブクーラーとの間には、３０〜７０ｍｍの間隙が設けられている。同様に、ステーブクーラーと高炉鉄皮との間にも、５０〜２００ｍｍ程度の空隙が設けられている。そして、ステーブクーラー同士の間隙に充填される不定形耐火物と、ステーブクーラーと高炉鉄皮との間の空隙に充填される不定形耐火物とでは、要求される材料特性が異なっている。
すなわち、ステーブクーラー同士の間隙に充填される不定形耐火物には、高炉内の装入物の荷下がりによる摩耗に耐えるために高強度、炉内の高温ガスや溶融物との反応に耐えるために耐熱性及び耐食性、更にステーブクーラーとしての冷却効果を高めるために高熱伝導性等の諸特性が要求される。一方、ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙に充填される不定形耐火物には、高炉鉄皮への熱負荷を軽減するために低熱伝動性、炉内ガスの侵入を防止するために亀裂や収縮を起こさない容積安定性等の諸特性が要求される。このように、ステーブクーラー同士の間隙に充填される不定形耐火物と、ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙に充填される不定形耐火物としては、特に熱伝動性において相反する特性が必要になるため、それぞれ異なる材質の不定形耐火物の使用を余儀なくされていた。なお、最近では、不定形耐火物の材料及び施工技術の開発、更には、高炉の操業技術の開発等により、例えば、高炉炉体の朝顔部より上の位置においては、ステーブクーラー同士の間隙に充填する不定形耐火物と、ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙に充填する不定形耐火物に同じ材質及び性状を有する不定形耐火物を用いることが一部試みられている。

また、不定形耐火物をステーブクーラー同士の間隙、ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙にそれぞれ充填する場合、不定形耐火物を充填する際の作業性の向上及び施工コストの大幅な低減を図ると共に、特に休風時に実施される損傷したステーブクーラーの取り替え作業においては、取り替え作業時間の低減による高炉の休風時間の短縮、これによる高炉の稼働率の向上が強く望まれている。このため、特許文献１には、ステーブクーラーの目地部構造として、高炉鉄皮内側の炉壁中に所定の間隔をおいて列設されるステーブクーラーによって構成されるステーブクーラー方式の炉壁構造において、隣接するステーブクーラーの側面部の周辺に所定の位置で対向して凹状溝を配設し、この対向する凹状溝に嵌合するシール板を配設する技術が開示されている。これにより、ステーブクーラーの取付け施工を容易にし、かつ施工コストを大幅に低減することを可能にしている。また、特許文献２には、ステーブクーラーの隣接する一方のステーブクーラーの側端面には可撓性部材を突設させ、隣接する他方のステーブクーラーの側端面には剛性部材を突設させ、かつ隣接するステーブクーラーの各側端面に突設した可撓性部材及び剛性部材を一対としてその少なくとも一部が互いに重合接触するように形成した炉体冷却用ステーブクーラーが開示されている。このように、ステーブクーラー同士の間隙を、可撓性部材と剛性部材との組合せによって閉塞するようにしたため、多少の施工のずれやステーブクーラー寸法の狂いが存在しても、注入キャスタブルがステーブクーラー同士の間隙から漏れることによるキャスタブルロスを無くし、キャスタブルの注入施工時間を短縮化して、能率的なステーブクーラーの施工及び交換を可能にし、炉体寿命の向上も可能にしている。

特開平１１−１４０５１９号公報 特開平８−３６０７号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示されている発明は、以下の課題を有しており、実用的な技術として実際の高炉に適用するには大きな問題を有している。
すなわち、特許文献１に記載された発明では、ステーブクーラーの側面にシール板を取付けるための溝加工が必要となり、この溝加工のために総コストが上昇する。高炉のステーブクーラー同士の間隙及びステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙に充填する不定形耐火物の材質はそれぞれ異なるため、先ず、炉内側ステーブクーラーの表面よりシール板までは高熱伝導性のスタンプ材を充填し、高炉鉄皮内側からシール板までには低熱伝導性のキャスタブルを充填することが開示されている。しかしながら、スタンプ材の充填は、高炉の内部に人が入って行なう必要があるが、休風時の炉内は２００℃以上で、かつ高炉ガスの雰囲気となっており、炉内作業を伴うスタンプ材の充填施工は事実上不可能であるという問題が生じる。また、ステーブクーラーの取り替え時、取り替え対象となるステーブクーラーの隣の既設ステーブクーラーに溝加工が施されていない場合、高炉内部に人が入って既設ステーブクーラーに溝加工を行なう必要が生じ、炉内作業を伴うため事実上不可能である。そして、既設ステーブクーラーに溝加工が施されていたとしても、取り替えを行なうステーブクーラーの製作誤差、取り替え後のステーブクーラーの据え付け誤差等により、隣接するステーブクーラーとの溝の位置がずれることとなり、かつ、シール板の溝への配設は炉内作業となるため、シール板の配設は事実上不可能であり、ステーブクーラーの取り替えができないという問題が生じる。

特許文献２に記載された発明では、ステーブクーラーの一方の側端面には可撓性部材、連接する他方のステーブクーラーの側端面には剛性部材を突設することが必要であり、可撓性部材及び剛性部材を突設するために総コストが上昇する。また、特許文献２に記載された発明では、系外から一括してステーブクーラー同士の間隙及びステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙にキャスタブルを充填することしか開示されておらず、ステーブクーラー同士の間隙及びステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙にそれぞれ異なる材質のキャスタブルを充填しようとする場合には、特許文献２に記載された発明は適用できない。また、ステーブクーラーの取り替え時、取り替えを行なうステーブクーラーの製作誤差、取り替え後のステーブクーラーの据え付け誤差等によりステーブクーラー同士の位置がずれ、そのずれ量は、隣接するステーブクーラー間で、例えば約２０ｍｍ程度となる。このため、隣接するステーブクーラーの各側端面に突設した可撓性部材及び剛性部材の一部が互いに重合接触する際の可撓性部材による剛性部材に対する押え効果が減少し、流し込み材を完全にシールすることができなくなるという問題が生じる。更に、ステーブクーラーの取り替えを行なう場合、取り替え対象となるステーブクーラーを囲む既設ステーブクーラーの対向する側端面に可撓性部材又は剛性部材を配設する必要があるが、可撓性部材又は剛性部材の配設は炉内作業となるため、その配設は事実上不可能であり、ステーブクーラーの取り替えができないという問題が生じる。

本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、ステーブクーラー同士の間隙の少なくとも炉内開口側を塞ぎ、ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙内及び炉内開口側が塞がれた間隙内に漏れを防止して不定形耐火物を容易に充填でき、かつ施工コストを大幅に低減できると共に、高炉の休止時に実施する損傷ステーブクーラーの取り替えを短時間で行なって高炉の休止時間を減少させ稼働率を向上させることが可能な高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法は、内側に複数のステーブクーラーが設けられた高炉の隣り合う前記ステーブクーラーの間隙及び前記ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙に不定形耐火物を充填する高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、
前記ステーブクーラーの側部に袋体を設け、該袋体を膨張させて前記間隙の少なくとも炉内開口側を塞ぎ、前記空隙内及び炉内開口側が塞がれた前記間隙内に前記不定形耐火物を充填する。

本発明に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記袋体は、前記高炉の炉壁中に設置される前記ステーブクーラーの周囲に取付けることができる。また、前記袋体は、隣接して配置される複数の前記ステーブクーラーからなるステーブクーラー群の外周に取付けられる第１の袋部と、前記ステーブクーラー群の各ステーブクーラーの間隙に配置される第２の袋部とを有する構成とすることもできる。そして、前記袋体の自由膨張時の断面形状は、円形、楕円形、正方形、及び長方形のいずれか１とすることができる。また、前記不定形耐火物はキャスタブルとすることができる。

本発明に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記袋体内に前記ステーブクーラーと前記高炉鉄皮との空隙に充填する不定形耐火物と同一の不定形耐火物又は別の不定形耐火物からなる充填材を圧送して膨張させることができる。ここで、前記袋体は、前記充填材に含有されている液体及び気体を透過させる気液透過性を有することが好ましい。また、前記充填材は、０．０５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧力で前記袋体内に圧送されることが好ましい。

請求項１〜８記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、袋体を膨張させてステーブクーラー同士の間隙の炉内開口側を塞ぐので、ステーブクーラーに製作誤差及び取付け施工誤差が生じてもステーブクーラー同士の間隙を確実にシールでき、ステーブクーラーの取付けや交換が容易になって、施工コスト及び施工時間を大幅に低減することが可能になり、更に、高炉の稼働率向上も図ることが可能になる。また、ステーブクーラーと高炉鉄皮との間に形成された空隙に不定形耐火物を注入すると、注入された不定形耐火物はステーブクーラー同士の間隙にも進入するが、間隙の炉内開口側は膨張した袋体で塞がれているので、注入した不定形耐火物が炉内側に流出するのが防止でき、不定形耐火物のロスを無くして材料コストを低減することが可能になる。

特に、請求項２記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、袋体は、設置されるステーブクーラーの周囲に取付けられているので、例えば、高炉の休止時に損傷したステーブクーラーの取り替えを短時間で行なうことができ、高炉の休止時間を減少させ稼働率を向上させることが可能になる。
請求項３記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、ステーブクーラー群の周囲及びステーブクーラー同士の間隙を袋体で容易にシールできるので、高炉の新設や改修を能率よく行なうことができる。

請求項４記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、袋体の断面形状が円形、楕円形、正方形、及び長方形のいずれか１であるので、袋体が膨張した際にステーブクーラーの端面に確実に接触することができ、シールを確実に行なうことができる。また、袋体を介してステーブクーラー同士の間隙に充填される不定形耐火物の形状を調整することができる。

請求項５記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、ステーブクーラー同士の間隙及びステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙を充填する不定形耐火物にキャスタブルを使用するので、不定形耐火物の調達及び調製作業が容易になって、施工コスト及び施工時間を大幅に低減することが可能になる。
請求項６記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、袋体内に充填材を圧送して膨張させるので、ステーブクーラー同士の間隙の炉内開口側を充填材で塞ぐことができ、ステーブクーラーの損傷を抑制して高炉寿命を延長することができる。

請求項７記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、袋体は気液透過性を有するので、袋体内に圧送された不定形耐火物中の液体及び気体は袋体外に流出でき、圧送された不定形耐火物の固化により形成される耐火物組織の密度を向上させることが可能になる。その結果、ステーブクーラー同士の間隙に充填される不定形耐火物の特性を、高強度、耐熱性、耐食性、及び高熱伝導性とすることができる。
請求項８記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法においては、袋体内には不定形耐火物を０．０５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧力で圧送するので、袋体内の不定形耐火物に０．０５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の内圧を発生させて、充填された不定形耐火物中の液体と気体を袋体を介して外部に容易に逃がすことができ、不定形耐火物の固化時間が短縮すると共にその充填率を向上させることができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法を適用して取り替えたステーブクーラーの設置状態を示す正面図、図２は同充填方法を適用して取り替えたステーブクーラーの設置状態を示す側断面図、図３は同充填方法を適用してステーブクーラーを取り替える際にステーブクーラーの周囲に取付けた袋体の状態を示す斜視図、図４は同充填方法の流れ図、図５は同充填方法において使用するキャスタブルの圧入装置の説明図、図６は同充填方法の変形例において隣り合う２つのステーブクーラーを取り替える際の袋体の取付け状態を示す正面図、図７は本発明の第２の実施の形態に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法の流れ図、図８は同充填方法を適用して新設高炉の炉壁に配設するステーブクーラーへの袋体の取付け状態を示す正面図である。

図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法は、高炉鉄皮１０内側の炉壁１１中に設置するステーブクーラー１３の側部周囲及びステーブクーラー１３と高炉鉄皮１０との間に不定形耐火物を充填する方法であって、袋体１４が側部に設けられたステーブクーラー１３を炉壁１１中に設置し、袋体１４を膨張させてステーブクーラー１３の周囲に設置された他のステーブクーラー１５とステーブクーラー１３との間に生じた間隙１６の炉内開口側を塞ぎ、ステーブクーラー１３と高炉鉄皮１０との間に形成された空隙１７及び炉内開口側が塞がれた間隙１６内に不定形耐火物の一例であるキャスタブル１９を充填している。袋体１４は、その内部に間隙１６及び空隙１７に充填する不定形耐火物（キャスタブル１９）と同一の不定形耐火物からなる充填材の一例であるキャスタブル１９ａが圧送されて充填されることにより膨張している。

図２、図３に示すように、袋体１４は、例えば、アラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）を使用して形成され、自由膨張時の断面形状が円形であり、先端部２１が閉じた筒状シームレス織布袋である。そのため、袋体１４は、袋体１４内に封入された液体及び気体を外部に透過させる気液透過性を有する。その結果、袋体１４の内部にキャスタブル１９ａを圧送して充填した際、キャスタブル１９ａは流出せず、キャスタブル１９ａ中の水及び空気だけが袋体１４の外に流出でき、キャスタブル１９ａの固化により形成される耐火物組織の密度を向上させることが可能になる。なお、袋体の自由膨張時の断面形状は、円形以外に楕円形、正方形、及び長方形であってもよい。

ここで、図３に示すように、袋体１４は、設置されるステーブクーラー１３の周囲に、例えば接着により取付けられている。なお、袋体１４をステーブクーラー１３の周囲に巻き付ける場合は、先ず、袋体１４の巻き付けを開始するステーブクーラー１３の巻き付け開始側面２２及び巻き付け方向を決め、袋体１４の先端部２１を巻き付け開始側面２２の起点となる角部に実質的に一致するように位置合せを行なってから、袋体１４をステーブクーラー１３の周囲に巻き付けていく。そして、袋体１４が一周して巻き付け開始側面２２の起点となった角部に戻ってくると、この角部を通過して袋体１４を更に一定長さＬだけステーブクーラー１３に巻き付ける。ここで、一定長さＬ、すなわち、重なり代は、例えば、巻き付け開始側面２２の長さをＷとした場合、Ｗ／２以上Ｗ未満である。重なり代を設けることで、袋体１４を膨張させた際に、ステーブクーラー１３の角部の周りに生じている間隙１６を確実に塞ぐことができる。

続いて、本実施の形態に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、高炉鉄皮１０内側の炉壁１１中の損傷したステーブクーラーを取り外して新たにステーブクーラー１３を取付ける場合について、詳細に説明する。ここで、図４に示すように、高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法は、準備工程と、ステーブクーラー取付け工程と、ステーブクーラー間隙閉塞工程と、ステーブクーラー鉄皮間空隙充填工程とを有している。
先ず、損傷したステーブクーラーの背面側に存在する複数の炉内点検口２３、２３ａ（図５参照）を利用して、損傷したステーブクーラーの側部周囲及びステーブクーラーと高炉鉄皮１０との間にそれぞれ充填された不定形耐火物を除去する。次いで、炉内点検口２３から不定形耐火物の除去により形成された開口部を介して高炉内にワイヤー引き寄せ部材を差し込み、高炉の図示しない炉頂開口部から高炉内に吊り下げた昇降ワイヤー及びガイドワイヤーをワイヤー引き寄せ部材で引き寄せて損傷したステーブクーラーに連結し、このステーブクーラーを昇降ワイヤー及びガイドワイヤーで吊り上げて炉頂開口部より炉外に搬出する。また、図３に示すように、取付けるステーブクーラー１３の周囲に袋体１４を巻き付け接着剤で固定する。更に、袋体１４の端末部２４に取り出し紐２５を取付ける（以上、準備工程）。

次に、周囲に袋体１４が巻き付けられたステーブクーラー１３を、炉頂開口部より昇降ワイヤー及びガイドワイヤーにより高炉内の取付け位置付近まで吊り下ろし、炉内点検口２３から差し入れたステーブクーラー引き寄せ部材により取付け位置近傍まで移動させると共に、炉内点検口２３から差し込んだ引き寄せ棒で、取り出し紐２５を最寄りの炉内点検口２３から高炉鉄皮１０の外部に取り出し、図５に示すように、取り出し紐２５を引いて袋体１４の端末側を高炉鉄皮１０外部に取り出す。そして、ステーブクーラー引き寄せ部材によりステーブクーラー１３の位置決めを行なってステーブクーラー１３を取付け位置に配置し、袋体１４の端末部２４に結束金物２６を介して耐火物圧入金物２７を接続する。ここで、耐火物圧入金物２７は、流動状態のキャスタブル１９ａの流入を入り切りするバルブ２８と、バルブ２８の出側に接続された流出管２９を備え、流入管２９の先部が袋体１４の端末部２４に接続している。なお、袋体１４の端末部２４と接続した耐火物圧入金物２７は、流入管２９に設けられた取付けフランジ３０を、炉内点検口２３の先部に設けられた受けフランジ３１に取付けることで、炉内点検口２３に固定される（以上、ステーブクーラー取付け工程）。

続いて、炉内点検口２３に固定された耐火物圧入金物２７のバルブ２８の入口に圧入装置３２を接続する。ここで、圧入装置３２はキャスタブルに水を加えて混練し流動性を付与する混練機３３と、混練機３３で調製された流動状態のキャスタブル１９ａを受け入れて圧送する圧送機３４と、圧送機３４の出口に基側が接続され出側が耐火物圧入金物２７のバルブ２８に接続される流入配管３５を有している。
次いで、混練機３３内にキャスタブルを投入し、所定量の水を加えて混練し、キャスタブルを流動状態にする。そして、流動状態になったキャスタブル１９ａを圧送機３４に供給し、０．０５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧力を加えて流入配管３５及び耐火物圧入金物２７を介して袋体１４内に圧送する。袋体１４内に圧送されたキャスタブル量に応じて袋体１４は徐々に膨張を始める。

ここで、袋体１４が膨張して他のステーブクーラー１５の側面に接触するようになると、袋体１４の自由膨張は妨げられ、間隙１６の形状で制約を受ける膨張を行なう。このため、図１、図２に示すように、正面視してステーブクーラー１３の周囲に設置された他のステーブクーラー１５との間に生じた間隙１６の炉内開口側が膨張した袋体１４で完全に塞がれる。なお、間隙１６の炉内開口側が膨張した袋体１４で完全に塞がれたか否かは、炉内点検口２３ａを介して視認できる。なお、符号３６は、他のステーブクーラー１５同士の間隙を充填している間隙用不定形耐火物、符号３７は他のステーブクーラー１５と高炉鉄皮１０との間の空隙を充填している空隙用不定形耐火物を示す。

流動状態のキャスタブル１９ａを圧送機３４により０．０５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧力で袋体１４内に圧送して膨張させた場合、袋体１４の自由膨張が間隙１６により制約を受けるようになると、袋体１４内の流動状態のキャスタブル１９ａの内圧は圧送圧力に実質的に一致する。このため、流動状態のキャスタブル１９ａ中の水及び空気は袋体１４を通過して外に流出でき、流動状態のキャスタブル１９ａの固化時間が短縮されると共に、固化したキャスタブル１９ａの組織が緻密になって、固化後のキャスタブル１９ａは、高強度、耐熱性、耐食性、及び高熱伝導性の諸特性を有するようになる。ここで、圧送圧力が０．０５ＭＰａ未満では、袋体１４内の流動状態のキャスタブル１９ａ中の水及び空気が外部に抜けきれず、流動状態のキャスタブル１９の固化時間が長くなったり、固化したキャスタブル１９ａの組織の緻密化が達成されず、固化後のキャスタブル１９ａの強度、耐熱性、耐食性、及び熱伝導性が低下する。一方、圧送圧力を１．０ＭＰａを超えて設定すると、袋体１４の破損が生じ易くなるので好ましくない（以上、ステーブクーラー間隙閉塞工程）。

ステーブクーラー１３の周囲に設置された他のステーブクーラー１５との間に生じた間隙１６の炉内開口側が膨張した袋体１４で完全に塞がれたのが確認されると、炉内点検口２３ａに炉内点検口２３ａに設けられた受けフランジ３８を介してキャスタブル用ホッパー３９を取付ける。そして、圧入装置３２の流入配管３５を耐火物圧入金物２７のバルブ２８から切り離してキャスタブル用ホッパー３９の材料貯留部４０の図示しない接続口に接続し、キャスタブルに水を加えて混練機３３で調製した流動状態のキャスタブル１９（ここでは、キャスタブル１９ａと同一材質）を圧送機３４を介して材料貯留部４０内に供給する。供給された流動状態のキャスタブル１９は、材料貯留部４０の下部に連通する流出管４１を通過して炉内点検口２３ａに供給され、炉内点検口２３ａを通過しステーブクーラー１３と高炉鉄皮１０との間の空隙１７内及び炉内開口側が塞がれた間隙１６内を充填する。なお、ステーブクーラー１３と高炉鉄皮１０との間の空隙１７内及び炉内開口側が塞がれた間隙１６内に充填された流動状態のキャスタブル１９からは、水と空気が強制的に除去されない。このため、ステーブクーラー１３と高炉鉄皮１０との間の空隙１７内及び炉内開口側が塞がれた間隙１６内で固化したキャスタブル１９の組織は、袋体１４内で固化したキャスタブル１９ａの組織と比較して緻密化せず、低熱伝動性及び容積安定性の特性を有するようになる（以上、ステーブクーラー鉄皮間空隙充填工程）。

図６は、第１の実施の形態の変形例で、高炉鉄皮１０内側の炉壁１１中で連続した複数（変形例では２）の損傷したステーブクーラーを取り外して新たにステーブクーラー４２、４３を取付ける場合で、ステーブクーラー取付け工程が終了した時点の正面図である。ステーブクーラー４２、４３を取付けた場合、ステーブクーラー４２、４３と他のステーブクーラー１５との間には間隙１６ａが形成され、ステーブクーラー４２、４３の間にも間隙４４が形成される。ステーブクーラー４２、４３と他のステーブクーラー１５との間の間隙１６ａは、ステーブクーラー４２、４３の周囲にそれぞれ取付けられた袋体１４にキャスタブル１９ａを圧送して膨張させることにより、その炉内開口側が袋体１４で塞がれ、同時に、ステーブクーラー４２、４３の間の間隙４４の炉内開口側も、キャスタブル１９ａの圧入で膨張した袋体１４同士が当接することにより塞がれる。

図８に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法は、新設高炉の炉壁４６に配設した複数のステーブクーラー４７周辺への不定形耐火物の充填方法で、図７に示すように、準備工程と、ステーブクーラー間隙閉塞工程と、ステーブクーラー鉄皮間空隙充填工程とを有している。そして、ステーブクーラー間隙閉塞工程とステーブクーラー鉄皮間空隙充填工程は、第１の実施の形態の場合と実質的に同一とすることができる。このため、準備工程については詳細に説明し、ステーブクーラー間隙閉塞工程及びステーブクーラー鉄皮間空隙充填工程に関しては概略を述べる。

ここで、袋体４８は、複数のステーブクーラー４７が並んだステーブクーラー群４９の外周に、例えば接着により取付けられる第１の袋部５０と、隣り合うステーブクーラー４７同士の間隙５６内で一方のステーブクーラー４７の側面に接着により取付けられる第２の袋部５１とを有している。第１、第２の袋部５０、５１は、例えば、アラミド繊維で形成され、自由膨張時の断面形状が円形（楕円形、正方形、又は長方形であってもよい）を有し、先端部５２、５３が閉じた筒状シームレス織布袋である。

そして、第１の袋部５０をステーブクーラー群４９の外周に巻き付ける場合は、先ず、新設高炉の炉壁４６に配設した多数のステーブクーラー４７を、例えば、上下方向に多段に分割し、更に、各段内のステーブクーラー４７を複数のステーブクーラー４７からなるステーブクーラー群４９に分割する。次いで、各ステーブクーラー群４９毎に、第１の袋部５０の巻き付けを開始するステーブクーラー４７の巻き付け開始側面５４及び巻き付け方向を決め、第１の袋部５０の先端部５２を巻き付け開始側面５４の起点となる角部に実質的に一致するように位置合せを行なってから、第１の袋部５０をステーブクーラー群４９の周囲に巻き付けていく。そして、第１の袋部５０が巻き付けを開始したステーブクーラー４７の巻き付け開始側面５４の起点となった角部に戻ってくると、この角部を通過して第１の袋部５０を更に一定長さＭだけ巻き付ける。次いで、第１の袋部５０の図示しない端末部を最寄りの炉内点検口から外部に引き出し、端末部に結束金物を介して耐火物圧入金物を接続する。なお、端末部に接続した耐火物圧入金物は炉内点検口に固定する。ここで、一定長さＭ、すなわち、重なり代は、例えば、巻き付け開始側面５４の長さをＶとした場合、Ｖ／２以上Ｖ未満である。重なり代を設けることで、第１の袋部５０を膨張させた際に、ステーブクーラー群４９同士の間隙５５の角部を確実に塞ぐことができる。

また、第２の袋部５１は、第２の袋部５１を配置するステーブクーラー４７の配置面及び配置方向を決め、第２の袋部５１の先端部５３を配置面の起点となる角部に実質的に一致するように位置合せを行なってから、配置面に沿って他側の角部まで配設して接着する。そして、第２の袋部５１の図示しない端末部を最寄りの炉内点検口から外部に引き出し、端末部に結束金物を介して耐火物圧入金物を接続する。なお、端末部に接続した耐火物圧入金物は炉内点検口に固定する（以上、準備工程）。

そして、ステーブクーラー４７間の間隙及びステーブクーラー４７と高炉鉄皮との空隙に充填する不定形耐火物と同一の不定形耐火物からなる充填材の一例であるキャスタブルを流動状態に調製して耐火物圧入金物を介して第１、第２の袋部５０、５１内に０．０５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧入圧力で圧送して膨張させる。これによって、ステーブクーラー群４９同士の間隙５５は、キャスタブルの圧入で膨張した第１の袋部５０同士が当接することにより塞がれ、ステーブクーラー群４９のステーブクーラー４７同士の間隙５６は、キャスタブルの圧入で膨張した第２の袋部５１により塞がれる。ここで、第１、第２の袋部５０、５１の自由膨張が制約を受けるようになると、第１、第２の袋部５０、５１内のキャスタブルの内圧は圧送圧力に実質的に一致する。このため、キャスタブル中の水及び空気は第１、第２の袋部５０、５１を通過して外に流出でき、キャスタブルの固化時間が短縮されると共に、固化したキャスタブルの組織が緻密になって、固化後のキャスタブルは、高強度、耐熱性、耐食性、及び高熱伝導性の特性を有するようになる。なお、間隙５５、５６の炉内開口側が膨張した第１、第２の袋部５０、５１で完全に塞がれたか否かは、炉内点検口を介して確認する（以上、ステーブクーラー間隙閉塞工程）。

間隙５５、５６の炉内開口側が膨張した第１、第２の袋部５０、５１で完全に塞がれたことが確認されると、炉内点検口にキャスタブル用ホッパーを取付けキャスタブル用ホッパーの材料貯留部に流動状態のキャスタブルを供給する。そして、供給された流動状態のキャスタブルを、炉内点検口を介してステーブクーラー４７と図示しない高炉鉄皮との間の空隙と間隙５５、５６に充填する。ここで、間隙５５、５６の炉内開口側は膨張した第１、第２の袋部５０、５１でそれぞれ塞がれているため、ステーブクーラー４７と高炉鉄皮との間の空隙に供給されたキャスタブルが炉内側に流出するのが防止される。（以上、ステーブクーラー鉄皮間空隙充填工程）。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、袋体、第１の袋部、第２の袋部として先端部が予め閉じられたものを使用したが、筒状シームレス織布の一端側に筒状シームレス織布と同材質の部材で形成した閉塞用キャップを取付けて一端側を閉塞することで、袋体、第１の袋部、第２の袋部をそれぞれ形成することもできる。また、袋体、第１の袋部、第２の袋部をアラミド繊維を使用して形成したが、流動状態のキャスタブルを圧入した際に、キャスタブルの圧送圧力に耐え、キャスタブルは透過させず、好ましくは気液透過性を有し、更に、２００〜５００℃程度の温度に耐えられる耐熱性を有する材質であれば、いずれでも使用することができる。
また、袋体内に充填する不定形耐火物と、ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙及び炉内開口側が塞がれた間隙内に充填する不定形耐火物を同一材質のキャスタブルとしたが、袋体内には、高強度、耐熱性、耐食性、及び高熱伝導性に優れた別の材質のキャスタブルを充填しても、キャスタブルの代りに高強度、耐熱性、耐食性、及び高熱伝導性に優れた圧入材を充填することもできる。
更に、袋体を耐熱及び気密性の材質（例えば、耐熱ゴム）で形成し、空気を充填して膨張させて間隙の炉内開口側を塞ぎ、ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙及び炉内開口側が塞がれた間隙内に不定形耐火物を充填することもできる。

本発明の第１の実施の形態に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法を適用して取り替えたステーブクーラーの設置状態を示す正面図である。 同充填方法を適用して取り替えたステーブクーラーの設置状態を示す側断面図である。 同充填方法を適用してステーブクーラーを取り替える際にステーブクーラーの周囲に取付けた袋体の状態を示す斜視図である。 同充填方法の流れ図である。 同充填方法において使用するキャスタブルの圧入装置の説明図である。 同充填方法の変形例において隣り合う２つのステーブクーラーを取り替える際の袋体の取付け状態を示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法の流れ図である。 同充填方法を適用して新設高炉の炉壁に配設するステーブクーラーへの袋体の取付け状態を示す正面図である。

符号の説明

１０：高炉鉄皮、１１：炉壁、１３：ステーブクーラー、１４：袋体、１５：他のステーブクーラー、１６、１６ａ：間隙、１７：空隙、１９、１９ａ：キャスタブル、２１：先端部、２２：巻き付け開始側面、２３、２３ａ：炉内点検口、２４：端末部、２５：取り出し紐、２６：結束金物、２７：耐火物圧入金物、２８：バルブ、２９：流出管、３０：取付けフランジ、３１：受けフランジ、３２：圧入装置、３３：混練機、３４：圧送機、３５：流入配管、３６：間隙用不定形耐火物、３７：空隙用不定形耐火物、３８：受けフランジ、３９：キャスタブル用ホッパー、４０：材料貯留部、４１：流出管、４２、４３：ステーブクーラー、４４：間隙、４６：炉壁、４７：ステーブクーラー、４８：袋体、４９：ステーブクーラー群、５０：第１の袋部、５１：第２の袋部、５２、５３：先端部、５４：巻き付け開始側面、５５、５６：間隔

Claims (8)

1. 内側に複数のステーブクーラーが設けられた高炉の隣り合う前記ステーブクーラーの間隙及び前記ステーブクーラーと高炉鉄皮との空隙に不定形耐火物を充填する高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、
   前記ステーブクーラーの側部に袋体を設け、該袋体を膨張させて前記間隙の少なくとも炉内開口側を塞ぎ、前記空隙内及び炉内開口側が塞がれた前記間隙内に前記不定形耐火物を充填することを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。
2. 請求項１記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記袋体は、前記高炉の炉壁中に設置される前記ステーブクーラーの周囲に取付けられていることを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。
3. 請求項１記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記袋体は、隣接して配置される複数の前記ステーブクーラーからなるステーブクーラー群の外周に取付けられる第１の袋部と、前記ステーブクーラー群の各ステーブクーラーの間隙に配置される第２の袋部とを有していることを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記袋体の自由膨張時の断面形状は、円形、楕円形、正方形、及び長方形のいずれか１であることを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記不定形耐火物はキャスタブルであることを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記袋体内に前記ステーブクーラーと前記高炉鉄皮との空隙に充填する不定形耐火物と同一の不定形耐火物又は別の不定形耐火物からなる充填材を圧送して膨張させることを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。
7. 請求項６記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記袋体は、前記充填材に含有されている液体及び気体を透過させる気液透過性を有することを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。
8. 請求項６及び７のいずれか１項に記載の高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法において、前記充填材は、０．０５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧力で前記袋体内に圧送されることを特徴とする高炉のステーブクーラー周辺への不定形耐火物の充填方法。

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