JP4860427B2

JP4860427B2 - 高炉炉壁の築造方法

Info

Publication number: JP4860427B2
Application number: JP2006285232A
Authority: JP
Inventors: 和美倉吉; 宏記田後; 晴彦秋吉
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-10-19
Also published as: JP2008101250A

Description

本発明は、高炉の朝顔部から炉頂部にかけて耐火煉瓦を設置する高炉炉壁の築造方法に係り、更に詳細には、耐火物施工の工期短縮を図った高炉炉壁の築造方法に関する。

従来の、高炉シャフト煉瓦の支持方法としては、高炉の鉄皮内面に板状の煉瓦支持金物を円周方向および上下方向に間隔をあけて設置して多数の仕切られた空間を形成し、この空間内に耐火煉瓦を煉瓦積み施工するか、または、箱型の煉瓦支持金物を円周方向および上下方向に配設し、この煉瓦支持金物内部に耐火煉瓦を煉瓦積み施工していた（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５９−１８５７０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、高炉炉体の朝顔部等の高炉内において高温熱負荷となる部位に煉瓦支持金物を設置しているので、操業中に煉瓦支持金物自体が大きく熱変形する。このため、板状の煉瓦支持金物により仕切られた空間内に煉瓦積みされた耐火煉瓦では脱落が生じ、箱型の煉瓦支持金物の内部に煉瓦積みされた耐火煉瓦では耐火煉瓦同士に競り合いが生じ耐火煉瓦が破損するという問題がある。そこで、高炉炉体の縦方向に設置する煉瓦支持金物の設置位置を調整して、操業中における煉瓦支持金物の熱変形の影響を小さくしているが、煉瓦支持金物の設置位置が制約を受けるため、すなわち、煉瓦支持金物が適切なる位置に設置できないため、煉瓦積み施工を効率的に実施できないという問題が生じている。

本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、煉瓦支持金物の炉内設置を不要として高炉の朝顔部から炉頂部にかけての煉瓦積み施工を効率的に実施するとともに、操業による耐火煉瓦の脱落および破損を防止することが可能な高炉炉壁の築造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炉壁の築造方法は、下部内側に炉底壁煉瓦が所定高さで積み上げられている高炉鉄皮の内周面に耐火煉瓦が内張りされた耐火煉瓦壁に、該高炉鉄皮の内周面に千鳥配置された開口から内側に突出した複数の冷却盤が貫通配置された高炉炉壁の築造方法において、
前記耐火煉瓦壁を施工する領域を上下方向に複数の築炉段に区分し、前記開口のうち該各築炉段の下側の上下に互い違いに並んで配置された開口に煉瓦受け金物を前記高炉鉄皮の外側から挿入し、該煉瓦受け金物の上に前記耐火煉瓦を積み上げる第１工程と、
前記煉瓦受け金物の下側に前記耐火煉瓦を積み上げ、前記煉瓦受け金物の上に積み上げた前記耐火煉瓦と連接させて、該煉瓦受け金物が支持していた煉瓦荷重を軽減する荷重軽減状態にする第２工程と、
前記煉瓦荷重が軽減された前記煉瓦受け金物を前記開口から引き抜き、該煉瓦受け金物が装着されていた開口に前記冷却盤を装着する第３工程とを有する。

本発明に係る高炉炉壁の築造方法において、前記荷重軽減状態は、前記煉瓦受け金物の下側に積み上げられた前記耐火煉瓦が、前記炉底壁煉瓦で支持される状態とすることができる。

本発明に係る高炉炉壁の築造方法において、前記複数の築炉段で、その下側の上下に互い違いに並んだ前記開口への前記煉瓦受け金物の装着および該煉瓦受け金物上への前記耐火煉瓦の積み上げを開始することが好ましい。

なお、本発明に係る高炉炉壁の築造方法において、前記煉瓦受け金物の上に積み上げられた前記耐火煉瓦の高さ位置が、前記高炉鉄皮の内周面の周方向で実質的に同一高さ位置に達してから、または、前記荷重軽減状態が成立してから、例えば、前記煉瓦受け金物が装着されていない前記開口に前記冷却盤を装着することが好ましい。

本発明に係る高炉炉壁の築造方法において、前記煉瓦受け金物および前記冷却盤はそれぞれ着脱自在に前記高炉鉄皮に装着されることが好ましい。また、前記耐火煉瓦は、周方向に同一の段数で積み上げて、各段の前記耐火煉瓦の高さ位置を周方向で実質的に同一にすることが好ましい。更に、前記耐火煉瓦壁を施工する領域は、高炉炉体の朝顔部から炉頂部までの領域とすることができる。

請求項１〜３記載の高炉炉壁の築造方法においては、煉瓦受け金物が炉内に存在しないので、操業中の煉瓦受け金物の熱変形に伴う耐火煉瓦の脱落および破損を防止することが可能になる。

特に、請求項２記載の高炉炉壁の築造方法においては、煉瓦受け金物で支持された耐火煉瓦と、下から積み上げた耐火煉瓦とが一体化して、煉瓦受け金物で支持していた煉瓦荷重を下から積み上げた耐火煉瓦で分担支持することができ、煉瓦受け金物を開口から高炉鉄皮の外側に引き抜くことが可能になる。

請求項３記載の高炉炉壁の築造方法においては、複数の築炉段で、煉瓦受け金物を装着しその上への耐火煉瓦の積み上げを開始するので、高炉鉄皮の内周面を耐火煉瓦で短期間に内張りすることが可能になる。

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は本発明の一実施の形態に係る高炉炉壁の築造方法を適用する高炉の断面図、図２は同高炉炉壁の築造方法により築炉を開始した際の高炉鉄皮の内周面の部分展開図、図３は同高炉炉壁の築造方法による築炉完了時における高炉鉄皮の内周面の部分展開図図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同高炉炉壁の築造方法において、高炉鉄皮の開口に外側から煉瓦受け金物を挿入して取付けた状態を示す側断面図、平断面図、図５は同高炉炉壁の築造方法において、煉瓦受け金物の上に積み上げられた耐火煉瓦の状態を示す正面図、図６（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図５における耐火煉瓦の各段の煉瓦配置を平面視および正面視した説明図、図７は同高炉炉壁の築造方法の第２工程完了後の高炉鉄皮の内周面の部分展開図、図８は煉瓦受け金物の下側に耐火煉瓦が積み上げられて煉瓦受け金物の上に積み上げた耐火煉瓦と連接した状態を示す説明図、図９（Ａ）は下側に耐火煉瓦が積み上げられた煉瓦受け金物の状態を示す側断面図、図９（Ｂ）は煉瓦受け金物を開口から引き抜いた際の高炉鉄皮の内周面に内張りされた耐火煉瓦の状態を示す側断面図、図９（Ｃ）は開口に冷却盤を装着した際の状態を示す側断面図である。

図１、図２、図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る高炉炉壁の築造方法は、高炉１０の下部内側の炉底壁煉瓦１１が所定高さ（例えば、朝顔部の下端と当接する高さ）まで積み上げられている高炉鉄皮１２の内周面に内張りされた耐火煉瓦壁１３に、高炉鉄皮１２の内周面に千鳥配置された開口１４のそれぞれから内側に突出した冷却盤１５が貫通配置された高炉炉壁を築造する方法である。なお、符号１９は羽口、符号２０は出銑口である。

耐火煉瓦壁１３を施工する領域は、高炉１０炉体の朝顔部から炉頂部までの領域であり、この領域を上下方向に複数（本実施の形態では２段、例えば、朝顔部からシャフト下部までの範囲と、シャフト中部から炉頂部までの範囲）の築炉段１６に区分する。そして、各築炉段１６の高炉鉄皮１２の内周面の下側に作業用の仮設デッキ２１を取り付ける仮設架台２２を設置して、高炉鉄皮１２に千鳥配置された開口１４のうち各築炉段１６の下側の上下に互い違いに並んで配置された開口１４に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、高炉鉄皮１２の外側から煉瓦受け金物１７を挿入して装着する。なお、千鳥配置とは、図２に示すように、開口１４が高炉鉄皮１２の内周面の水平方向に均等に配置され、水平方向に配置された隣り合う開口１４の中心位置と、上下に配置される開口１４の中心位置が実質的に一致する状態をいう。

ここで、開口１４は、高炉鉄皮１２に設けられ正面視して矩形状の貫通孔２３と、貫通孔２３に連通し、炉外側に突出する矩形状の短筒体２４と、短筒体２４の先部に設けられた受けフランジ部２５を有している。また、煉瓦受け金物１７は、貫通孔２３に挿通可能な幅を有し、厚みＴが冷却盤１５の厚みＳ（図９参照）より、例えば３〜６ｍｍ程度薄く平面視して矩形状の煉瓦支持板部材２６と、煉瓦支持板部材２６の基側に設けられ、開口１４に設けられた受けフランジ部２５と対となる取付けフランジ部２７を有している。このような構成とすることにより、煉瓦支持板部材２６を貫通孔２３に挿通させて取付けフランジ部２７を受けフランジ部２５に、例えばボルトおよびナットを用いて連結することで煉瓦受け金物１７を開口１４に取付けることができ、受けフランジ部２５と取付けフランジ部２７の連結を解除して煉瓦支持板部材２６を貫通孔２３から引き抜くことで煉瓦受け金物１７を開口１４から取り外すことができる。これによって、煉瓦受け金物１７を着脱自在に高炉鉄皮１２に装着することができる。

続いて、図５に示すように、高炉鉄皮１２の外側から開口１４に挿入し内側に突出させた煉瓦受け金物１７の煉瓦支持板部材２６の上面に耐火煉瓦１８を積み上げていくが、耐火煉瓦１８の積み上げ方法に関しては、図６（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて詳細に説明する。
先ず、図６（Ａ）の（ａ）、（ｂ）に示すように、築炉段１６の下側の上下に互い違いに並んで配置された開口１４の下側の開口１４に装着された煉瓦受け金物１７の上面に１段目の耐火煉瓦１８として、炉内側にα１１、α１２、高炉鉄皮１２側にβ１１、β１２を載置する。このとき、α１１およびα１２の煉瓦目地とβ１１およびβ１２の煉瓦目地が繋がらないように、煉瓦受け金物１７の上面に載置したα１１、α１２に対して、β１１、β１２は水平方向にずらせて載置する。次いで、図６（Ｂ）の（ａ）、（ｂ）に示すように、２段目の耐火煉瓦１８として、炉内側の１段目のα１１、α１２の上面にα２１、α２２、高炉鉄皮１２側の１段目のβ１１、β１２の上面にβ２１、β２２を載置する。このときも、α２１およびα２２の煉瓦目地に対して、β２１およびβ２２の煉瓦目地が繋がらないように、更に、α１１およびα１２の煉瓦目地とα２１およびα２２の煉瓦目地が、β１１およびβ１２の煉瓦目地とβ２１およびβ２２の煉瓦目地がそれぞれが繋がらないように、１段目のα１１、α１２、β１１、およびβ１２に対して、２段目のα２１、α２２、β２１、およびβ２２を水平方向にずらせて載置する。

続いて、図６（Ｃ）の（ａ）、（ｂ）に示すように、３段目の耐火煉瓦１８として、炉内側の２段目のα２１、α２２の上面にα３１、α３２、高炉鉄皮１２側の２段目のβ２１、β２２の上面にβ３１、β３２を載置する。このときも、α３１およびα３２の煉瓦目地に対して、β３１およびβ３２の煉瓦目地が繋がらないように、更に、α２１およびα２２の煉瓦目地とα３１およびα３２の煉瓦目地が、β２１およびβ２２の煉瓦目地とβ３１およびβ３２の煉瓦目地がそれぞれが繋がらないように、２段目のα２１、α２２、β２１、およびβ２２に対して、３段目のα３１、α３２、β３１、およびβ３２を水平方向にずらせて載置する。そして、図６（Ｄ）の（ａ）、（ｂ）に示すように、４段目の耐火煉瓦１８として、炉内側の３段目のα３１、α３２の上面にα４１、α４２、およびα４３を、高炉鉄皮１２側の３段目のβ３１、β３２の上面にβ４１、β４２、β４３を載置する。このときも、α４１およびα４２並びにα４２およびα４３の各煉瓦目地に対して、β４１およびβ４２並びにβ４２およびβ４３の各煉瓦目地が繋がらないように、更に、α３１およびα３２の煉瓦目地に対してα４１およびα４２並びにα４２およびα４３の各煉瓦目地が繋がらないように、β３１およびβ３２の煉瓦目地に対してβ４１およびβ４２並びにβ４２およびβ４３の各煉瓦目地が繋がらないように、３段目のα３１、α３２、β３１、およびβ３２に対して、４段目のα４１、α４２、α４３、β４１、β４２、およびβ４３を水平方向にずらせて載置する。

これによって、図５に示すように、４段目のα４１およびβ４１の一側端面は、４段目のα４１、α４２、α４３、β４１、β４２、およびβ４３を支持している煉瓦受け金物１７の一側上方に千鳥配置された別の煉瓦受け金物１７の端面に当接し、４段目のα４３およびβ４３の他側端面は、４段目のα４１、α４２、α４３、β４１、β４２、およびβ４３を支持している煉瓦受け金物１７の他側上方に千鳥配置された別の煉瓦受け金物１７の端面に当接する。更に、４段目のα４１、α４２、α４３、β４１、β４２、およびβ４３の上面は実質的に同一高さ位置となり、しかも、α４１、α４２、α４３、β４１、β４２、およびβ４３の煉瓦群を両側から挟んで配置されている煉瓦受け金物１７の上面とも実質的に同一高さ位置となる。そして、上記の耐火煉瓦１８の積み上げを、築炉段１６の下側の上下に互い違いに並んで配置された開口１４の下側の開口１４に装着された残り全ての煉瓦受け金物１７に対して同一の段数で積み上げていくことにより、図２に示すように、高炉鉄皮１２の内周面に内張りされた耐火煉瓦１８の上面の高さ位置を周方向で実質的に同一高さ位置にすることができる。なお、高炉鉄皮１２の内周面に内張りされた耐火煉瓦１８の各煉瓦目地は、相互に繋がっていないので、高炉操業中に高炉内のガスが高炉鉄皮１２側に進入するのを抑制することができる。

ここで、高炉鉄皮１２の築炉段１６の内周面に内張りしてきた耐火煉瓦１８の上面の高さ位置が、周方向で実質的に同一高さ位置に達する状態になると、これ以降では高炉鉄皮１２の内側面において周方向の任意の角度位置の場所に耐火煉瓦１８を載置することができるので、図７に示すように、煉瓦受け金物１７が装着された開口１４より上方に位置する開口１４には高炉鉄皮１２の外側から冷却盤１５を装着させながら、耐火煉瓦１８の煉瓦目地が繋がらないように耐火煉瓦１８同士を連接させて積み上げていくことができる。
一方、高炉１０の下部内側の炉底壁煉瓦１１は、朝顔部の下端と当接する高さ位置まで積み上げられているので、朝顔部の下側領域では、高炉鉄皮１２の内側面において周方向の任意の角度位置の場所に耐火煉瓦１８を載置することができる。
このため、図２、図７に示すように、朝顔部の下側（最下段の築炉段１６より下側）に形成された開口１４に高炉鉄皮１２の外側から冷却盤１５を装着させながら、耐火煉瓦１８の煉瓦目地が繋がらないように耐火煉瓦１８同士を連接させて積み上げていくことができる。その結果、各築炉段１６で耐火煉瓦１８の積み上げ作業を行なっていくと、図７に示すように、各築炉段１６で煉瓦受け金物１７の下側領域を除く全ての高炉鉄皮１２の内周面は耐火煉瓦１８で内張りされた状態になる（以上、第１工程）。

図７に示すように、煉瓦受け金物１７の下側領域に耐火煉瓦１８を積み上げる場合、各築炉段１６の煉瓦受け金物１７の下方に積み上げられてきた耐火煉瓦１８の上面の高さ位置は、周方向で実質的に同一高さ位置になっているので、更にその上に積み上げる耐火煉瓦１８は、高炉鉄皮１２の内側面において周方向の任意の角度位置の場所に載置することができる。このため、図８に示すように、耐火煉瓦１８の煉瓦目地が繋がらないように耐火煉瓦１８同士を連接させて積み上げていくことにより、煉瓦受け金物１７の下側領域を耐火煉瓦１８で充填して、煉瓦受け金物１７の下側から積み上げた耐火煉瓦１８と煉瓦受け金物１７の上に積み上げた耐火煉瓦１８とを連接させることができる。その結果、各築炉段１６の高炉鉄皮１２の内周面に内張りされた耐火煉瓦１８と、高炉１０下部内側に内張りされた炉底壁煉瓦１１とは一体化し、各築炉段１６に内張りされた耐火煉瓦１８は、高炉１０下部内側に内張りされた炉底壁煉瓦１１で支持される状態となり、煉瓦受け金物１７が今まで支持していた煉瓦荷重を、積み上げた耐火煉瓦１８で分担支持することができ、煉瓦受け金物１７が支持してきた煉瓦荷重を軽減させて、煉瓦受け金物１７を荷重軽減状態にすることができる（以上、第２工程）。なお、上方の開口１４への冷却盤１５の装着は、この荷重軽減状態の成立後に行うこともできる。

各築炉段１６に内張りされた耐火煉瓦１８が高炉１０下部内側に内張りされた炉底壁煉瓦１１で支持される状態になると、煉瓦受け金物１７を取り除いても煉瓦受け金物１７の上に積み上げた耐火煉瓦１８は崩れない。一方、縦方向に並んだ開口１４に装着された冷却盤１５の間に複数（図８では７段）の耐火煉瓦１８を積み上げた場合、最上段の耐火煉瓦１８の上面は、上方に配置される冷却盤１５の下面に当接するように耐火煉瓦１８の厚みが予め調整されているので、冷却盤１５の上面に耐火煉瓦１８を積み上げた場合、図８、図９（Ａ）に示すように、冷却盤１５の上方に配置された煉瓦受け金物１７の煉瓦支持板部材２６の下面と冷却盤１５の上面に積み上げられた最上段の耐火煉瓦１８の上面との間には厚さＨの隙間２８が形成されている。そこで、煉瓦受け金物１７の取付けフランジ部２７と開口１４の受けフランジ部２５の連結を解除すると、煉瓦支持板部材２６は、煉瓦支持板部材２６の下方に形成されている隙間２８の厚みＨに相当する距離だけ落下して、煉瓦受け金物１７に作用していた煉瓦荷重が解放される。このため、図９（Ｂ）に示すように、煉瓦支持板部材２６を貫通孔２３から引き抜くことができる。そして、図９（Ｃ）に示すように、開口１４の貫通孔２３に冷却盤１５を先側から挿入し、冷却盤１５の基側に設けられた取付けフランジ２９を受けフランジ部２５に、例えばボルトおよびナットを用いて連結することで冷却盤１５を開口１４に取付けることができ、受けフランジ部２５と取付けフランジ部２９の連結を解除して冷却盤１５を貫通孔２３から引き抜くことで冷却盤１５を開口１４から取り外すことができる。これによって、冷却盤１５を着脱自在に高炉鉄皮１２に装着することができる（以上、第３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、高炉炉体の朝顔部から炉頂部までの領域を、朝顔部からシャフト下部までの範囲と、シャフト中部からシャフト上部までの範囲の２つの築炉段に分けて高炉鉄皮の内周面に耐火煉瓦の内張りを行なったが、高炉炉体の朝顔部から炉頂部までの領域を３段以上の築炉段に分割して各築炉段毎の高炉鉄皮の内周面に耐火煉瓦を内張りしてもよい。
また、各築炉段における耐火煉瓦の積み上げよりも、朝顔部の下側領域、すなわち、高炉の下部内側に内張りされた炉底煉瓦壁の上への耐火煉瓦の積み上げを先行させ、最下段の築炉段に内張りされた耐火煉瓦を炉底壁煉瓦で支持される状態にして、最下段の築炉段では、開口に高炉鉄皮の外側から冷却盤を装着させながら耐火煉瓦を積み上げるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る高炉炉壁の築造方法を適用する高炉の断面図である。同高炉炉壁の築造方法により築炉を開始した際の高炉鉄皮の内周面の部分展開図である。同高炉炉壁の築造方法による築炉完了時における高炉鉄皮の内周面の部分展開図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同高炉炉壁の築造方法において、高炉鉄皮の開口に外側から煉瓦受け金物を挿入して取付けた状態を示す側断面図、平断面図である。同高炉炉壁の築造方法において、煉瓦受け金物の上に積み上げられた耐火煉瓦の状態を示す正面図である。（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図５における耐火煉瓦の各段の煉瓦配置を平面視および正面視した説明図である。同高炉炉壁の築造方法の第２工程完了後の高炉鉄皮の内周面の部分展開図である。煉瓦受け金物の下側に耐火煉瓦が積み上げられて煉瓦受け金物の上に積み上げた耐火煉瓦と連接した状態を示す説明図である。（Ａ）は下側に耐火煉瓦が積み上げられた煉瓦受け金物の状態を示す側断面図、（Ｂ）は煉瓦受け金物を開口から引き抜いた際の高炉鉄皮の内周面に内張りされた耐火煉瓦の状態を示す側断面図、（Ｃ）は開口に冷却盤を装着した際の状態を示す側断面図である。

符号の説明

１０：高炉、１１：炉底壁煉瓦、１２：高炉鉄皮、１３：耐火煉瓦壁、１４：開口、１５：冷却盤、１６：築炉段、１７：煉瓦受け金物、１８：耐火煉瓦、１９：羽口、２０：出銑口、２１：仮設デッキ、２２：仮設架台、２３：貫通孔、２４：短筒体、２５：受けフランジ部、２６：煉瓦支持板部材、２７：取付けフランジ部、２８：隙間、２９：取付けフランジ部

Claims

下部内側に炉底壁煉瓦が所定高さで積み上げられている高炉鉄皮の内周面に耐火煉瓦が内張りされた耐火煉瓦壁に、該高炉鉄皮の内周面に千鳥配置された開口から内側に突出した複数の冷却盤が貫通配置された高炉炉壁の築造方法において、
前記耐火煉瓦壁を施工する領域を上下方向に複数の築炉段に区分し、前記開口のうち該各築炉段の下側の上下に互い違いに並んで配置された開口に煉瓦受け金物を前記高炉鉄皮の外側から挿入し、該煉瓦受け金物の上に前記耐火煉瓦を積み上げる第１工程と、
前記煉瓦受け金物の下側に前記耐火煉瓦を積み上げ、前記煉瓦受け金物の上に積み上げた前記耐火煉瓦と連接させて、該煉瓦受け金物が支持していた煉瓦荷重を軽減する荷重軽減状態にする第２工程と、
前記煉瓦荷重が軽減された前記煉瓦受け金物を前記開口から引き抜き、該煉瓦受け金物が装着されていた開口に前記冷却盤を装着する第３工程とを有することを特徴とする高炉炉壁の築造方法。
請求項１記載の高炉炉壁の築造方法において、前記荷重軽減状態は、前記煉瓦受け金物の下側に積み上げられた前記耐火煉瓦が、前記炉底壁煉瓦で支持される状態であることを特徴とする高炉炉壁の築造方法。
請求項１または２記載の高炉炉壁の築造方法において、前記複数の築炉段で、その下側の上下に互い違いに並んだ前記開口への前記煉瓦受け金物の装着および該煉瓦受け金物上への前記耐火煉瓦の積み上げを開始することを特徴とする高炉炉壁の築造方法。