JP4790357B2

JP4790357B2 - 熱風炉の蓄熱炉の倒し方法

Info

Publication number: JP4790357B2
Application number: JP2005273646A
Authority: JP
Inventors: 佳秀吉野
Original assignee: Besterra Co Ltd
Current assignee: Besterra Co Ltd
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: JP2007085049A

Description

本発明は、熱風炉の蓄熱炉を解体するために行う倒し方法に関する。

建造物は、その老朽化や他の新たな建造物への建て替えのため等の理由から解体されるが、当該建造物が高さの高い塔状の建造物である場合、非常に困難な作業を伴う。例えば、この建造物が建てられた状態で、重機等を使用して建造物の構成部材を粉砕しつつ細かく切り取って行くのでは、建造物の解体に日数がかかるものとなる。また、解体作業の間、粉塵が発生するが、この粉塵を処理する集塵機等を設置するスペースがなく、発生した粉塵は大気に拡散することになる。このように、建造物を、この建造物が建てられた状態で解体すると、煩雑な作業が長期間に及ぶ場合が多い。

このような、作業の煩雑化と長期間化を解消等するために、先ず建造物の倒しを行い、この後に倒れた建造物を解体する方法がある。この場合には、倒されて低い位置にある建造物を解体することとなるので、集塵機等を設置するスペースが確保でき、解体作業中に発生する粉塵が大気に拡散することも防止される。そして、建造物の倒し方法としては、建造物に発破を仕掛け、この発破により建造物の一部を破壊して行う方法が知られている。

以下に、外燃式熱風炉の一部を構成する塔状建造物である蓄熱室を発破を用いて倒す方法について説明する。なお、熱風炉(Hot Stove)は、銑鉄を製造する高炉に熱風を供給するための設備である（非特許文献１、参照）。また、高炉や熱風炉は通常、製鉄所に建造されている。

図６は、外燃式の熱風炉１００の内部構造を説明した図である。同図に示したように、熱風炉１００は、主に蓄熱室１０２と燃焼室１０４とで構成されており、外周が鋼板で形成された鉄皮１０８で覆われている。鉄皮１０８の内周部には保護用煉瓦１０９が所定の厚さで設けられている。保護用煉瓦１０９から更に内周部には蓄熱用の煉瓦（ギッター煉瓦）１０６が充填されている。

ギッター煉瓦１０６は、蓄熱室１０２の下部すなわち蓄熱下部において、複数の柱１１６ａとギッター煉瓦受け１１６ｂとで支えられており、各柱１１６ａ間は空間１１２となっている。この空間１１２が通気部となっており、この通気部と図示しない送風弁や煙道弁との間を気体（空気、燃焼生成ガス）が流れるようになっている。また、蓄熱室１０２は支持部１１０の上に建造されており、従って通気部は、支持部１１０の直上に位置している。

同図に示された蓄熱室１０２を解体時に倒す場合、先ず蓄熱室１０２の下部において、鉄皮１０８の所定の箇所を溶断等して切り込みを形成する。そして、この切り込み箇所、及び必要に応じ他の箇所に適量の発破を仕掛ける。この発破により蓄熱室１０２の下部を破壊して蓄熱室１０２の倒しを行うものである。

次に、特許文献１には、鉄塔を発破によって倒す方法が開示されている。具体的には、鉄塔を倒す側に位置する各鉄塔支柱の下部を、異なる３箇所以上の高さ位置に発破を設置し設置箇所を発破切断するようにしている。また、上記発破切断の前に、発破切断する鉄塔支柱と、発破切断しない鉄塔支柱との間をケーブルで連結し且つケーブルに引張力を導入している。これにより、上記３箇所以上での発破切断によって生じる鉄塔の切断ピースが、鉄塔の倒れ方向の逆側に確実に引き抜かれるようにするものである。

製銑ハンドブック地人書館初版第１刷第２０頁特開２００３−１８４３４４号公報

上述した蓄熱室１０２を倒す技術、及び特許文献１に開示された技術では、建造物を倒すのに何れも発破を取り扱う必要があり、この取り扱いのために厳重な注意等が必要となる。また、発破をかけることによっても建造物が完全に倒れない場合や、予定していた方向に倒れずに付近の設備を損傷する場合も生じる。

発破を用いずに塔状建造物である蓄熱室の倒しを行う有効な方法は現在提案されておらず、現状は蓄熱室が建てられた状態で、この蓄熱室を徐々に破壊していく方法等が行われている。

本発明の目的は、蓄熱室の解体のために該蓄熱室を倒す作業において、発破を使用せずに容易且つ迅速、並びに確実に倒すことのできる蓄熱室の倒し方法を提供することにある。

請求項１に記載の蓄熱室の倒し方法は、
支持部及び該支持部上に建てられた製鉄所の高炉に熱風を供給する熱風炉の蓄熱室の解体のための倒し方法において、前記蓄熱室の下部にある通気部に硬化剤を流し込んで硬化させて、前記蓄熱室の最下部位置の上部領域を補強する補強工程と、該補強工程の後に行われ、且つ前記支持部を前記最下部位置として、前記蓄熱室の倒し方向側最下部位置に、前記蓄熱室が自立状態を維持できる範囲で所定範囲の除去部分を形成する除去部分形成工程と、前記蓄熱室に対し前記倒し方向に力を加え、前記蓄熱室を倒す建造物倒し工程と、を含んでいる。

これにより、発破を使用することなく、蓄熱室を倒すことができる。従って、発破を取り扱うために必要となる注意や手間から解放される。そして、除去部分形成工程を行うので、建造物倒し工程において、僅かな力で搭状建造物のスムーズな倒しを行うことができる。更に、蓄熱室は、除去部分形成工程により形成された除去部分の側に倒れるので、蓄熱室を予め決められた方向に確実に倒すことができる。
また、補強工程により、除去部分形成工程において、上記除去部分が形成される蓄熱室の最下部位置より上方の部分が弱い場合にその部分が不安定となり自重により崩れること等が防止される。従って、蓄熱室が荷重に対して比較的弱い構造部分を有する場合であっても、除去部分形成工程を安全且つ確実に行うことができる。
更に、補強工程で、蓄熱室の下部に存在する強度の弱い部分である通気部に硬化剤を流し込むことによって、この領域を補強することができる。そして、補強された領域の直下に存在する支持部を上記除去工程で除去した状態でも通気部が補強されているので、蓄熱室が自重によって崩れること等が防止される。これにより、塔状建造物である蓄熱室の倒しを安全かつ速やかに行うことができる。

請求項２に記載の蓄熱室の倒し方法は、請求項１に記載の蓄熱室の倒し方法であって、除去部分形成工程が、蓄熱室の重心位置を残した状態で行われるものである。

すなわち、蓄熱室が、除去部分形成工程で所定範囲を除去した後に自立状態を維持できることの判断が困難な場合であっても、除去部分形成工程を重心位置を残して行うことで、除去後の自立状態を確実に確保できるので上記除去する範囲の判断が容易なものとなる。

請求項３に記載の塔状建造物の倒し方法は、請求項１又は２の何れかに記載の蓄熱室の倒し方法であって、除去部分形成工程の前に、蓄熱室の自立状態を補助する補助手段を塔状建造物に設ける補助手段設置工程が行われるものである。

これにより、除去部分形成工程後に、蓄熱室の自立状態を外部から加えられる種々の影響に対して安定的に維持できる。すなわち、除去部分形成工程後に蓄熱室が強風や地震等の影響を受けて倒れることが防止される。

本発明の蓄熱室の倒し方法によれば、発破を使用することなく、蓄熱室を倒すことができる。そして、建造物倒し工程の前に除去部分形成工程を行うので、建造物倒し工程において、僅かな力で蓄熱室のスムーズな倒しを行うことができる。更に、蓄熱室を予め決められた方向に確実に倒すことができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。本実施の形態では、倒しの対象を上述した蓄熱室としている。図１は、銑鉄を製造する高炉に熱風（加熱された空気）を供給するのに使用される熱風炉１０の外観を説明した図である。高炉や熱風炉１０は製鉄所に建造されている。同図に示したように、熱風炉１０の一部を構成する蓄熱室１２が、支持部２０の上部に建造され、支持部２０及び蓄熱室１２とで塔状建造物を構成している。従って、本実施の形態では、支持部２０が上記塔状建造物の最下部位置の構造部となっている。

蓄熱室１２の構造は図６に示した蓄熱室１０２と同様のものであり、連結管１６を介して燃焼室１４と連結されている。連結管１６は、接合部１８によって、蓄熱室１２側と燃焼室１４側とに分かれている。また、支持部２０において、蓄熱室１２の外周囲の鉄皮１２ａが図示しないアンカーボルトで固定されており、支持部２０は、地中に埋設された状態から、所定量を地面１５から地上に突出させたコンクリート部材で形成され、いわゆる土台を構成している。

次に、蓄熱室１２の倒しを行うための各工程について説明する。なお、本実施の形態では、蓄熱室１２全体を図１に示した範囲Ａ側に倒すようにしている。また、蓄熱室１２を単独で倒す準備段階として、接合部１８において連結管１６を蓄熱室１２側と燃焼室１４側に予め切り離している。

本実施の形態では、先ず、支持部２０の上部領域を補強する工程、すなわち補強工程を行う。これにより、後述する除去部分形成工程において、除去部分を形成する時に、蓄熱室１２の支持部２０より上部が自重により崩れること等が防止される。

図２は、蓄熱室１２の補強工程が終了した状態の補強部の内部状態を示している。同図に示した蓄熱室１２において、保護用煉瓦１３の内側に充填されたギッター煉瓦２２を、その下部（蓄熱下部）においてギッター煉瓦受け２４ｂ（図６のギッター煉瓦受け１１６ｂに相当）で受け、ギッター煉瓦受け２４ｂを柱２４ａ（図６の柱１１６ａに相当）で支えている。そして、本実施の形態では、通気部２１、すなわち、複数の柱２４ａ間に存在する空間部２６の全領域に硬化剤であるコンクリートが未硬化の状態で流し込まれ、これが硬化されている。このコンクリートの流し込み量は、必要に応じて適宜決定される。例えば、同図に示したように空間部２６の全領域にコンクリートを流し込んでも良く、また、空間部２６の半分程度の高さにまで流し込むようにしても良い。

次に、蓄熱室１２に補助手段を設ける補助手段設置工程を行う。これは、後述する除去部分形成工程後に、塔状建造物の自立状態を外部から加えられる種々の影響に対して安定的に維持するためのものである。すなわち、除去部分形成工程後に塔状建造物が強風や地震等の影響を受けて倒れることを防止するためのものである。

図３は、蓄熱室１２の補助手段設置工程が終了した状態を示している。本実施の形態では、補助手段としてワイヤ３０を用いている。図示のように、蓄熱室１２の上部から地面１５上に設置された図示しないワイヤ固定機にかけて、緊張状態でワイヤ３０（３０−１、３０−２）が複数本架設されている。好適には各１本（ワイヤ３０−１、３０−２で１本ずつ）設置されている。蓄熱室１２の倒し側として想定されている範囲Ａ側に架設されたワイヤ３０−１を後述するように倒し工程時に牽引用のワイヤとして使用することもできる。

図４（ａ）〜（ｄ）は、除去部分形成工程における作業手順を説明した図である。上述した補助手段設置工程を行った後、この除去部分形成工程を行う。除去部分形成工程を行う手順としては、先ず、図４（ａ）に示したように、図上支持部２０の中央部よりやや範囲Ａ側位置の上部に外縁に切欠３４を設け、この切欠３４を起点として支持部２０の除去開始用孔３４ａを貫通して設ける。次に、図４（ｂ）に示したように、除去開始用孔３４ａにワイヤーソーのワイヤを通し、これにより支持部２０を図の破線に沿って範囲Ａ側下方向に切断して行く（同図では途中位置まで切断されている状態が示されている）。そして、この切断の前後で支持部２０の除去する部位の外側面に除去用の取手３６を取り付ける。図４（ｂ）に示した支持部２０の破線で示した部位の全てをワイヤーソーで切断した後、図４（ｃ）に示したように、取手３６にロープ３８を掛け、図示しないウィンチや動力車等で除去部２０ａを牽引して除去する。除去部２０ａを除去した後の支持部２０及び蓄熱室１２の下部の状態を図４（ｄ）に示した。本実施の形態では、図中一点鎖線で示した蓄熱室１２の重心位置（蓄熱室１２の軸線にほぼ相当する）を同図の右側に僅かに残した状態で、除去部２０ａが除去されている。これにより、蓄熱室１２の強度の細かい検討を行うことなく、除去部分形成工程後に、蓄熱室１２が安定的に自立状態を維持できる構成となる。これにより、除去部分形成工程から次の建造物倒し工程までの作業を安全に行うことができる。また、本実施の形態のように除去部分２０ａを形成することにより、建造物倒し工程において必要となる倒し方向への力が小さいものでは足りることとなる。

除去部分形成工程終了後、蓄熱室１２を倒す建造物倒し工程を行う。図５に蓄熱室１２を倒した状態を示した。このように、本実施の形態における建造物倒し工程では、倒し動作の際に不要なワイヤ３０−２をはずし、ワイヤ３０−１を範囲Ａ側に牽引することにより、蓄熱室１２にその倒し方向に力を加え、蓄熱室１２を範囲Ａ側に倒している。ワイヤ３０−１による上記牽引は、例えばウィンチ等で行う。また、範囲Ａの反対側において、支持部２０と蓄熱室１２の底部との間に予めすき間を形成し、そのすき間を利用してジャッキを用いて蓄熱室１２を倒すのに必要な力を補助するようにしても良い。

なお、建造物倒し工程を行う前、又は除去部分形成工程を行う前に、鉄皮１２ａを支持部２０に固定している上述したアンカーボルトの全部又は一部を切断し、蓄熱室１２を倒す工程をより容易なものとしても良い。

以上説明したように、本実施の形態にかかる塔状建造物の倒し方法によれば、発破を使用することなく、塔状建造物を倒すことができる。従って、発破を取り扱うために必要となる注意や手間から解放される。そして、除去部分形成工程を行うので、建造物倒し工程において、僅かな力で搭状建造物のスムーズな倒しを行うことができる。更に、塔状建造物は、除去部分形成工程により形成された除去部分の側に確実に倒れるので、塔状建造物を予め決められた方向に安全に倒すことができる。

蓄熱室１２が倒れた後は、蓄熱室１２の鉄皮１２ａを切り開く等して、内部のギッター煉瓦２２等を迅速に解体することがでる。また、作業の高さ位置が低くなっているので、解体時に発生する粉塵を処理するための集塵機等を設置することが可能となり、解体時に粉塵が大気に拡散することが防止される。なお、上述した蓄熱室１２の倒しを行うまでの各工程を行う順序について、補強工程と補助手段設置工程は、除去部分形成工程を行う前であれば、いずれを先に行っても良い。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、図４（ａ）〜（ｄ）に示した実施の形態では、重心位置を残して除去部２０ａを形成したが、蓄熱室１２の強度によっては、上述した重心位置を超えて除去部２０ａを形成できる。これにより、建造物倒し工程でより少ない力で塔状建造物の倒しを行うことができる。なお、例えば、支持部２０の除去部２０ａはブレーカーで形成するようにしても良い。

また、図５で説明した建造物倒し工程を行う前に範囲Ａに山砂や残土あるいは砂等を所定高さに載置し、これを緩衝物としても良い。これにより、蓄熱室１２が倒れる時の衝撃が緩衝物に吸収され、倒し時に蓄熱室１２に付属する部材が飛散等することが防止される。また、蓄熱室１２等から粉塵が発生することが防止される。更に、上述した準備段階で切り離した接合部１８により形成される蓄熱室１２側の連結管１６の開口した部位等を鋼板等で塞ぐようにしても良い。これにより上記建造物倒し工程を行う時に、蓄熱室内の煉瓦等が開口部から吹出することが防止される。

高炉に熱風を供給するのに使用される熱風炉の外観を説明した図である。蓄熱室の補強工程を行った部位とその付近の内部状態を説明した図である。蓄熱室の補助手段設置工程を行った状態を説明した図である。除去部分形成工程を説明した図である。蓄熱室を倒した状態を説明した図である。外燃式の熱風炉の内部構造を説明した図である。

符号の説明

１０熱風炉
１２蓄熱室
１４燃焼室
１６連結管
１８接合部
２０支持部
２２ギッター煉瓦
２４ａ柱
２４ｂギッター煉瓦受け
２６空間部
３０−１、３０−２ワイヤ

Claims

支持部及び該支持部上に建てられた製鉄所の高炉に熱風を供給する熱風炉の蓄熱室の解体のための倒し方法において、
前記蓄熱室の下部にある通気部に硬化剤を流し込んで硬化させて、前記蓄熱室の最下部位置の上部領域を補強する補強工程と、
該補強工程の後に行われ、且つ前記支持部を前記最下部位置として、前記蓄熱室の倒し方向側最下部位置に、前記蓄熱室が自立状態を維持できる範囲で所定範囲の除去部分を形成する除去部分形成工程と、
前記蓄熱室に対し前記倒し方向に力を加え、前記蓄熱室を倒す建造物倒し工程と、
を含むことを特徴とする蓄熱室の倒し方法。
前記除去部分形成工程が、前記蓄熱室の重心位置を残した状態で行われることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱室の倒し方法。
前記除去部分形成工程の前に、前記蓄熱室の自立状態を補助する補助手段を前記蓄熱室に設ける補助手段設置工程が行われることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の塔状建造物の倒し方法。