JP6615059B2 - チェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱風炉の蓄熱室内のチェッカー煉瓦を支えるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法に関する。

従来、製銑用の高炉に熱風を供給するための設備として、熱風炉が用いられている。
熱風炉は、高炉１基につき複数（３〜５基）が設置され、このうちのいずれかの熱風炉にて蓄熱を行うとともに、他の熱風炉にて高炉への熱風供給を行うことで、高炉に絶え間なく熱風を供給できるようになっている。
熱風炉は、燃焼室と蓄熱室とを備え、蓄熱室内には、蓄熱用のチェッカー煉瓦が積層される。熱風炉の底面には、チェッカー煉瓦を支持するためのチェッカー煉瓦受け金物が設置され、熱風炉の下部側面には、チェッカー煉瓦受け金物よりも下の空間に連通するようにダクトが接続される。

チェッカー煉瓦受け金物の一例として、熱風炉の底面に支柱（サポートスタンド）を立て、この支柱で水平梁（グレートガーダー）を支持し、この水平梁の上面側に格子金物を張って形成されるものが知られている（特許文献１参照）。チェッカー煉瓦は、格子金物の上面側で受けられる。格子金物には、チェッカー煉瓦の貫通孔と同様の開孔が設けられる。格子金物の下面と熱風炉の底面との間には、通気空間が形成される。通気空間は、前述したダクトに連通される。これにより、チェッカー煉瓦、格子金物、通気空間およびダクトに通気可能に構成される。

熱風炉に蓄熱する際、チェッカー煉瓦を加熱した熱風は、最下段のチェッカー煉瓦の貫通孔から下向きに噴出し、通気空間で集合したのち、ダクトから外部へと排出される。
高炉に熱風を供給する際、ダクトから外気が通気空間に導入され、ここからチェッカー煉瓦の各貫通孔へと分配され、チェッカー煉瓦を通る間に加熱され、熱風として高炉へ送り出される。

ところで、熱風炉から熱風が供給される高炉においては、鉄鉱石の還元材および溶融のための熱源としてコークスが必要となる。熱風炉からの熱風温度を高温化することでコークス消費量を削減することが可能であり、ランニングコストの削減につながるため、熱風炉から高炉へ供給される熱風を高温化することが望ましい。

特開昭５１−２０００４号公報

前述したように、熱風炉から高炉へ供給される熱風を、十分な熱量を有する高温の熱風とするためには、熱風炉のチェッカー煉瓦に蓄熱される熱量（蓄熱量）を大きくし、チェッカー煉瓦の温度とくに底面温度を高めることが必要である。
しかし、前述したチェッカー煉瓦受け金物が耐熱温度以上になると、チェッカー煉瓦受け金物が破損し、チェッカー煉瓦が崩落して熱風炉操業が停止するおそれがある。このため、熱風炉炉底部の雰囲気温度を決定する熱風炉排ガス温度の上限値はチェッカー煉瓦受け金物の耐熱温度によって決定される。

従って、高炉に熱風を供給する際、蓄熱時の加熱用の熱風が、チェッカー煉瓦受け金物部分の耐熱温度以下に制約されることとなって、チェッカー煉瓦の蓄熱エネルギーの上限が制限される。結果として、高炉へ供給される熱風をさらに高温とすることができない。
ここで、既設の熱風炉のチェッカー煉瓦受け金物を、より耐熱温度が高いチェッカー煉瓦受け金物に取り替えることによって、チェッカー煉瓦の蓄熱エネルギーの上限を引き上げることが考えられる。
しかし、チェッカー煉瓦受け金物を取り替えるためには、チェッカー煉瓦を含む大規模な取替・改造工事をする必要がある。この工事を行うと、１年以上等の長期の操業停止期間が必要となり高炉生産量が低下することとなる。

別の高温化対応として、格子金物を支える支柱を増設することが考えられる。支柱を増設できれば、チェッカー煉瓦受け金物の強度を向上でき、耐熱温度の向上が図れる。
しかし、後付する支柱の高さ寸法を調整することは困難であり、高さ寸法を調整できないと、炉底面から格子金物の下面までの高さ寸法に対応させることできない。従って、格子金物を適切に支えることが困難である。

本発明の目的は、チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やして高温化に対応することができ、ランニングコストを削減できるとともに、工期の短縮が図れるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法を提供することにある。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱は、熱風炉のチェッカー煉瓦を受ける格子金物と炉底面との間に設置される追加柱であって、高さ方向に積み上げられる複数の柱部材を備えた柱本体と、前記柱本体上に配置されて前記格子金物に当接する天端金物と、前記柱本体と前記天端金物との間、前記柱本体の途中、または前記柱本体と前記炉底面との間に設置された高さ調整機構と、を備え、前記天端金物は、前記格子金物の通気孔に対応した位置に配置され、当該通気孔からのガスを当該天端金物の側面へ通気するスリットを有することを特徴とする。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱によれば、次の手順にて追加柱をチェッカー煉瓦受け金物に増設できる。
先ず、柱本体を炉底面に立設し、この柱本体に天端金物を載置する。この際、天端金物との間、柱本体の間、または柱本体と炉底面との間に高さ調整機構を設置しておく。この高さ調整機構により、熱風炉の炉底面から格子金物の下面までの高さ寸法に対応して追加柱の柱高さ寸法を調整でき、天端金物を格子金物に当接させ、格子金物をしっかりと支えることができる。
このように追加柱を増設できるので、チェッカー煉瓦受け金物を取り替える大規模な取替・改造工事を行う必要がなく、長期の操業停止期間を不要として高炉生産量の低下を抑えることができる。
また、チェッカー煉瓦受け金物の強度を高めて耐熱温度を向上でき、チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やすことができる。さらに、蓄熱量を増やすことで、熱風炉から高炉への熱風を高温化でき、コークスを減らすことができ、ランニングコストを削減できる。

本発明においては、柱本体を当該柱本体全体に対して小さく複数の柱部材に分割でき、各柱部材を個別に運ぶことができる。従って、例えば、格子金物と炉底面との間の通気空間に通じる開口が、柱本体全体を一度に搬入できない程に狭く形成されていても、複数の柱部材を個別に開口から通気空間に搬入できる。また、柱本体全体に比べ、柱部材単体は小型であって軽量であるので、人手等による搬入が容易である。
本発明においては、格子金物の下面に当接する天端金物にスリットが形成されるため、格子金物の通気孔の閉塞箇所を減らすことができる。これにより、天端金物によって阻害されるガス流れを減少できる。
なお、本発明のチェッカー煉瓦受け金物は、例えば、格子金物と、格子金物を受けるガーダーと、ガーダーを受ける支柱とを備える。追加柱は、前記支柱に対して追加設置されるものであり、支柱の間に間隔を隔てて配置される。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記複数の柱部材は、相互に凹凸嵌合可能であることが好ましい。
このような構成によれば、複数の柱部材を積み上げる際に、各柱部材同士を凹凸嵌合することで、柱部材相互の位置決めを簡単に行うことができる。これにより、追加柱の立設作業が容易となり、作業時間を短縮できる。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記高さ調整機構は、前記炉底面に立設されて前記柱本体に当接可能なジャッキボルトと、前記柱本体と前記炉底面との間に打ち込まれた楔金物と、を有することが好ましい。

前記高さ調整機構は、前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込まれる楔金物を備え、前記楔金物は、前記柱本体および前記天端金物のうちの少なくも一方に当接する面は、水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成されることが好ましい。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記楔金物の傾斜面は、水平方向に対して０度よりも大きく１０度よりも小さい傾斜角度に設定されることが好ましい。
このような構成によれば、傾斜面が前述した通りに緩やかな傾斜角度に設定される。このため、楔金物が柱本体と天端金物との間に配置され、まだ打込まれていない状態であっても、楔金物や天端金物の位置ずれを抑制でき、柱増設作業を容易に行うことができる。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止するストッパー部材を備えることが好ましい。
このような構成によれば、楔金物の打込みによる柱高さ寸法の調整後、ストッパー部材によって楔金物を係止することで、楔金物の位置ズレを抑制できる。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記ストッパー部材は、楔形状に形成され、前記楔金物には、前記ストッパー部材が楔打込み方向に交差する方向に差し込まれる貫通孔が形成されることが好ましい。
このような構成によれば、楔金物の貫通孔に対するストッパー部材の差込み量を調整することで、楔金物の楔打込み量に応じて、楔金物を柱本体および天端金物に係止できる。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記柱本体および前記天端金物に固定され、かつ、前記ストッパー部材に当接して当該ストッパー部材を抜け止めする抜止部材を備えることが好ましい。
このような構成によれば、抜止部材によってストッパー部材を抜止めすることによって、楔金物の楔打込み状態を、より確実に保持できる。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物は、チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、前記格子金物を受ける複数の支柱と、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備えることを特徴とする。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物によれば、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱と同様の作用効果を発揮できるチェッカー煉瓦受け金物を構成できる。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物では、前記追加柱は、前記複数の支柱間に間隔を隔てて配置されることが好ましい。
このような構成によれば、複数の支柱と追加柱とによって格子金物を支持する間隔を短くできる。このため、チェッカー煉瓦受け金物に発生する応力を緩和でき、耐熱強度を効率的に向上できる。

本発明のチェッカー煉瓦受け金物では、チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、前記格子金物を受ける複数の支柱と、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備え、前記追加柱は、複数隣接して配置され、隣接配置される前記複数の追加柱のうちの一つの追加柱は、前記複数の追加柱のうちの他の複数の追加柱に対して中央に位置し、前記他の複数の追加柱における前記楔金物の楔打込み方向は、当該他の複数の追加柱のそれぞれから前記中央に位置する一つの追加柱に向かう方向に沿って設定されることが好ましい。
このような構成によれば、他の複数の追加柱において楔金物を打込む際、当該他の複数の追加柱を、中央に位置する一つの追加柱によって楔金物の楔打込み方向とは反対方向側から支えることができる。このため、楔金物の楔打込み作業を容易に行うことができる。
なお、追加柱の隣接配置には、追加柱同士が接触して配置される場合のほか、楔金物同士などが干渉しない程度に若干離れて配置される場合も含む。

本発明の柱増設方法は、前述した本発明の追加柱をチェッカー煉瓦受け金物に増設する柱増設方法であって、前記追加柱の柱本体を熱風炉の炉底面に立設し、前記追加柱の楔金物を前記柱本体に載置し、前記天端金物を前記楔金物に載置し、前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込んで柱高さ寸法を調整することを特徴とする。

本発明の柱増設方法によれば、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物と同様の作用効果を発揮できる。
なお、追加柱の柱本体を熱風炉の炉底面に立設する場合とは、例えば、柱本体の下端部を熱風炉の炉底面上に立てる場合のほか、炉底面を構成する無収縮グラウト材に前記下端部の一部を埋める場合もある。

本発明の柱増設方法では、前記柱本体は、複数の柱部材によって構成され、前記複数の柱部材を高さ方向に積み上げて前記柱本体を立設することが好ましい。
このような構成によれば、柱本体を構成する複数の柱部材を個別に運ぶことができる。従って、例えば、格子金物と炉底面との間の通気空間に通じる開口が、柱本体全体を一度に搬入できない程に狭く形成されていても、柱本体全体よりも小さい複数の柱部材を個別に開口から通気空間に搬入できる。また、柱本体全体に比べ、柱部材単体は小型であって軽量であるので、人手等による搬入が容易である。

本発明の柱増設方法では、一つの前記追加柱を設置し、前記追加柱の周囲に他の複数の追加柱を隣接配置して設置する場合、前記他の複数の追加柱における楔金物は、前記他の複数の追加柱から当該他の複数の追加柱に対して中央に位置する一つの前記追加柱に向かう楔打込み方向に打ち込むことが好ましい。
このような構成によれば、他の複数の追加柱において楔金物を打込む際、当該他の複数の追加柱を、中央に位置する一つの追加柱によって楔金物の楔打込み方向とは反対方向側から支えることができる。このため、楔金物の楔打込み作業を容易に行うことができる。

本発明の柱増設方法では、前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込み、ストッパー部材によって前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止することが好ましい
このような構成によれば、楔金物の打込みによる柱高さ寸法の調整後、ストッパー部材によって楔金物を係止することで、楔金物の位置ズレを抑制できる。

本発明によれば、チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やすことができ、ランニングコストを削減できるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法を提供できる。

第１実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物を用いる熱風炉を示す模式図。 第１実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物を示す説明図。 第１実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱を示す模式図。 第１実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物の天端金物を示す斜視図。 第１実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物の施工を示す模式図。 第２実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱の要部を示す模式図。 第３実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱の要部を示す模式図。 第４実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物の追加柱を示す説明図。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、製銑用の高炉１には、熱風炉２が熱風を供給可能に接続されている。図１では、熱風炉２を１基だけ示しているが、高炉１基につき複数設置されるものである。

熱風炉２は、燃焼室と、蓄熱室３とを備える炉である。蓄熱室３には、蓄熱用のチェッカー煉瓦４が積層されている。熱風炉２の下部側面には、チェッカー煉瓦４に空気を流通させるためのダクト５が接続されており、熱風炉２の炉底面２１（図２参照）には、第１実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物１０が設置されている。

各チェッカー煉瓦４は、平面視略六角形状であり、複数の貫通孔が上下に貫通して形成されて格子状に配列されている。複数のチェッカー煉瓦４は、水平方向に格子状に複数配列され、各々の貫通孔が互いに連通するようにチェッカー煉瓦受け金物１０から熱風炉２の炉頂近くまで積まれている。

チェッカー煉瓦受け金物１０は、鋳鉄製であり、チェッカー煉瓦４を支持するためのものである。チェッカー煉瓦受け金物１０は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、チェッカー煉瓦４を受ける格子金物２０と、格子金物２０を受けるガーダー３０と、ガーダー３０を受ける複数の支柱４０と、チェッカー煉瓦受け金物用の複数の追加柱５０（以下、追加柱と略称）とを備えている。格子金物２０、ガーダー３０、支柱４０および追加柱５０は鋳鉄製である。

格子金物２０は、平板状であり、熱風炉２の内部の炉底部分に水平方向に拡がって設けられている。格子金物２０には、図３に示す複数の通気孔２０１が上下に貫通形成されている。格子金物２０の上面はチェッカー煉瓦４の下面を支持している。格子金物２０の下面はガーダー３０を介して複数の支柱４０に支持されているとともに、複数の追加柱５０によって支持されている。

ガーダー３０は、格子金物２０の下面に沿って複数並んで配置されている。
複数の支柱４０は、各ガーダー３０の長手方向に沿って所定間隔を隔てて配置されている。各支柱４０は、柱状に一体形成されている。各支柱４０の下端部は、熱風炉２の炉底部分の耐熱コンクリート２２に固定されている。各支柱４０の上端は、ガーダー３０の下面に当接している。

各追加柱５０は、図３に示すように、柱本体５１と、柱本体５１上に配置されて格子金物２０に当接する天端金物５２と、柱本体５１と天端金物５２との間に打ち込まれる楔金物５３とを備えており、楔金物５３によって高さ調整機構が構成されている。なお、追加柱５０は、既設の支柱４０の耐熱温度（３００〜４５０℃程度）よりも高い耐熱温度（４５０〜６００℃程度）の耐熱鋳鉄によって形成されるのが好ましい。

柱本体５１は、熱風炉２の高さ方向に積み上げられた複数の柱部材５１１を備えている。各柱部材５１１は、断面六角形状に形成されている。
複数の柱部材５１１のうちの最下段の柱部材５１１Ａは、その下面側に形成された穴に鋼製の軸体５４が差し込まれている。ここで、軸体５４は、耐熱コンクリート２２上に敷設された敷煉瓦２３によって形成された溝部に流し込まれた無収縮グラウト材２４を貫通し、耐熱コンクリート２２に固定されたものであり、炉底面２１に対して立設されている。柱部材５１１Ａの上面には、凸部５１２（ダボ）が形成されている。
複数の柱部材５１１のうちの最上段の柱部材５１１Ｂの下面には、凹部５１３が形成されている。柱部材５１１Ｂの上面は、平坦な水平面として形成されている。
柱部材５１１Ａ，５１１Ｂを除く残余の複数の柱部材５１１は、上面に凸部５１２が形成され、下面に凹部５１３が形成されている。
ここで、各凸部５１２は各凹部５１３に凹凸嵌合しており、柱部材５１１を相互に位置決めしている。

天端金物５２は、図３に示すように、格子金物２０の下面に当接する天端本体５２１と、楔金物５３に当接する楔当接体５２２とを備えている。天端本体５２１の下面は、楔当接体５２２の上面に固定されている。
天端本体５２１は、図４に示すように、ブロック体に通気用のスリット５２３が水平方向に複数並んで形成されることによって構成されている。
スリット５２３は、天端本体５２１の上面および両側面で開口しており、格子金物２０の通気孔２０１からのガスを天端本体５２１の上面から側面を通気可能に形成されている。スリット５２３の深さ寸法（天端本体５２１の上面から下面側までの深さ寸法）は、天端本体５２１の左右方向における中央部から左右両端部に向かうに従って次第に大きくなっている。
天端本体５２１のうちスリット５２３間に位置する部分は板状に形成されており、当該部分の上面が格子金物２０の下面に当接している。
楔当接体５２２の下面５２２Ａは、楔金物５３の上面に沿って傾斜した傾斜面として形成されている。
なお、天端本体５２１と楔当接体５２２は一体に形成されていてもよい。

楔金物５３は、水平方向において一端側から他端側に向かうに従って上下方向の厚さ寸法Ｔが次第に大きくなるように形成されている。
楔金物５３の下面５３１は、平坦な水平面として形成されており、柱部材５１１Ｂの上面に当接する。
楔金物５３の上面５３２は、水平方向に対して、０度よりも大きく１０度よりも小さい傾斜角度、本実施形態では１度の傾斜角度に設定された平坦な傾斜面として形成される。
この楔金物５３は、柱本体５１と天端金物５２との間に打ち込まれる楔打込み量の調整によって、追加柱５０全体の柱高さ寸法Ｌを調整可能に構成される。

チェッカー煉瓦受け金物１０では、図２（Ｂ）に示すように、７つの追加柱５０が隣接配置されることがあり、このように隣接配置された７つの追加柱５０ごとに、ガーダー３０間であって複数の支柱４０間に間隔を隔てて配置されている。
隣接配置される複数の追加柱５０のうちの一つの追加柱５０Ａは、複数の追加柱５０のうちの他の複数の追加柱５０Ｂに対して中央に位置している。
各追加柱５０Ｂにおける楔金物５３の楔打込み方向は、当該各追加柱５０Ｂのそれぞれから追加柱５０Ａに向かう方向に沿って設定されている。このため、６つの追加柱５０Ｂの楔打込み方向は、中央の追加柱５０Ａを中心として放射方向となる。

前述した熱風炉２において蓄熱する場合には、燃焼室で燃焼したガスを蓄熱室３へ導入し、蓄熱室３内のチェッカー煉瓦４を加熱する。チェッカー煉瓦４を加熱したガスは、チェッカー煉瓦４の貫通孔から下向きに噴出し、チェッカー煉瓦受け金物１０と熱風炉２の炉底面２１との間に形成される通気空間６を経てダクト５へ流れて排出される。
また、熱風炉２において高炉１に熱風を供給する場合には、外気をダクト５から通気空間６に導入し、通気空間６からチェッカー煉瓦４の各貫通孔へと分配し、チェッカー煉瓦４を通る間に加熱して、熱風として高炉１へ送り出す。

［第１実施形態による柱増設方法］
以下、本実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物１０に追加柱５０を増設する柱増設方法について説明する。

先ず、熱風炉２の下部に設けられている点検用マンホール８を開き、追加柱５０の柱部材５１１を炉底面２１と格子金物２０との間の通気空間６へ複数搬入する。
次に、図５（Ａ）に示すように、最下段の柱部材５１１Ａを炉底面２１上の所定位置に配置し、当該炉底面２１から突出した軸体５４を差し込む。続いて、柱部材５１１Ａ上に複数の柱部材５１１（最上段の柱部材５１１Ｂを含む）を積み上げる。このとき、各凸部５１２は各凹部５１３に凹凸嵌合される。このようにして、図５（Ｂ）に示すように柱本体５１を炉底面２１に立設する。

次に、図５（Ｃ）に示すように、柱本体５１の上面（柱部材５１１Ｂの上面）に楔金物５３を載置し、楔金物５３の上面に天端金物５２を載置する。
そして、楔金物５３を柱本体５１と天端金物５２との間に打ち込み、天端金物５２を上方に移動する。楔金物５３の打込みによって天端金物５２の上面は格子金物２０の下面に圧接する。
このようにして、追加柱５０を図５（Ｄ）に示すように設置する。なお、追加柱５０の柱高さ寸法Ｌは楔金物５３の楔打込み量の調整によって調整可能である。

ここで、図２（Ｂ）のように複数の追加柱５０が隣接配置される場合がある。このように追加柱５０を隣接配置する手順は次の通りである。
まず、中央の追加柱５０Ａを前述した通りに設置する。次に、追加柱５０Ａの周囲に６つの追加柱５０Ｂを隣接配置して設置する。ここで、各追加柱５０Ｂの楔打込み方向は、当該各追加柱５０から中央の追加柱５０Ａに向かう方向とされる。このようにして、複数の追加柱５０を隣接配置する。

［第１実施形態の効果］
（１）本実施形態では、追加柱５０は、熱風炉２のチェッカー煉瓦４を受ける格子金物２０と炉底面２１との間に設置される追加柱５０であって、柱本体５１と、柱本体５１上に配置されて格子金物２０に当接する天端金物５２と、柱本体５１と天端金物５２との間に打ち込まれる楔金物５３とを備え、楔金物５３は、柱本体５１および天端金物５２のうちの少なくとも一方に当接する面は、水平方向に傾斜した傾斜面（上面５３２）として形成されることを特徴とする。
上記構成を有するため、次の手順にて追加柱５０をチェッカー煉瓦受け金物１０に増設できる。先ず、柱本体５１を炉底面２１に立設し、柱本体５１に楔金物５３を載置し、楔金物５３に天端金物５２を載置する。次に、楔金物５３を柱本体５１と天端金物５２との間に打ち込んで柱高さ寸法Ｌを調整する。
ここで、楔金物５３の楔打込み量を調整することによって、熱風炉２の炉底面２１から格子金物２０の下面までの高さ寸法に対応して追加柱５０の柱高さ寸法Ｌを調整でき、格子金物２０をしっかりと支えることができる。このように追加柱５０を増設できるので、チェッカー煉瓦受け金物１０を取り替える大規模な取替・改造工事を行う必要がなく、長期の操業停止期間を不要として高炉生産量の低下を抑えることができる。
また、チェッカー煉瓦受け金物１０の強度を高めて耐熱温度を向上でき、チェッカー煉瓦４の蓄熱量を増やすことができる。さらに、蓄熱量を増やすことで、熱風炉２から高炉１への熱風を高温化でき、コークスを減らすことができ、ランニングコストを削減できる。
さらに、本実施形態では、以下の各効果を発揮できる。

（２）楔金物５３の上面５３２（傾斜面）は、水平方向に対して０度よりも大きく１０度よりも小さい傾斜角度に設定される。これにより、前述した上面５３２が緩やかな傾斜角度となるので、楔金物５３が柱本体５１と天端金物５２との間に配置され、まだ打込まれていない状態であっても、楔金物５３や天端金物５２の位置ずれを抑制でき、柱増設作業を容易に行うことができる。

（３）柱本体５１は、高さ方向に積み上げられる複数の柱部材５１１を備える。このため、柱本体５１を当該柱本体５１に対して小さく複数の柱部材５１１に分割でき、各柱部材５１１を個別に運ぶことができる。従って、例えば、格子金物２０と炉底面２１との間の通気空間６に通じる開口７が、柱本体５１全体を一度に搬入できない程に狭く形成されていても、複数の柱部材５１１を個別に開口から通気空間６に搬入できる。また、柱本体５１全体に比べ、柱部材５１１単体は小型であって軽量であるので、人手等による搬入が容易である。

（４）複数の柱部材５１１は、相互に凹凸嵌合可能に構成される。このため、複数の柱部材５１１を積み上げる際に、各柱部材５１１同士を凹凸嵌合することで、柱部材５１１相互の位置決めを簡単に行うことができる。これにより、追加柱５０の立設作業が容易となり、作業時間を短縮できる。

（５）天端金物５２には、格子金物２０の通気孔２０１に対応した位置に配置され、当該通気孔２０１からのガスを当該天端金物５２の側面へ通気するスリット５２３が形成される。このため、格子金物２０の通気孔２０１の閉塞箇所を減らすことができ、天端金物５２によるガス流れの阻害を減少できる。

（６）追加柱５０は、複数の支柱４０間に間隔を隔てて配置される。このため、支柱４０と追加柱５０とによって格子金物２０を支持する間隔を短くでき、チェッカー煉瓦受け金物１０に発生する応力を緩和でき、耐熱温度を効率的に向上できる。

（７）隣接配置される複数の追加柱５０のうちの一つの追加柱５０Ａは、他の複数の追加柱５０Ｂに対して中央に位置し、複数の追加柱５０Ｂにおける楔金物５３の楔打込み方向は、当該複数の追加柱５０Ｂのそれぞれから中央の追加柱５０Ａに向かう方向に沿って設定される。このため、複数の追加柱５０Ｂにおいて楔金物５３を打込む際、当該複数の追加柱５０Ｂを、中央の追加柱５０Ａによって楔金物５３の楔打込み方向とは反対方向側から支えることができる。これにより、楔金物５３の楔打込み作業を容易に行うことができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図６に基づいて説明する。
図６に示す第２実施形態に係るチェッカー受け金物用の追加柱６０は、楔金物５３を除き、第１実施形態のチェッカー受け金物用の追加柱５０と同様に形成されている。
追加柱６０は、追加柱５０と同様の構成に加えて、ストッパー部材６１をさらに備えている。

ストッパー部材６１は、楔形状であり、下端から上端に向かうに従って厚さ寸法が次第に大きくなるように形成されている。
追加柱６０は、楔金物６３を備えている。楔金物６３は楔金物５３と略同様に形成されているが、さらに、楔打込み方向に交差する方向である上下方向に貫通した貫通孔６４が形成されている（図６（Ａ）、図６（Ｂ）参照）。
この追加柱６０では、楔金物６３を柱本体５１と天端金物５２との間に打ち込んだ後、ストッパー部材６１を貫通孔６４に差し込む。これにより、楔金物６３を柱本体５１および天端金物５２に係止し、楔金物６３の位置ズレを抑制する。
また、ストッパー部材６１の貫通孔６４への差込み量を調整することによって、楔金物６３の楔打込み量に応じて、当該楔金物６３を柱本体５１および天端金物５２にしっかりと係止できる。
なお、ストッパー部材６１は、楔形状に限られず、貫通孔６４に差し込み可能な形状を有していればよい。従って、例えば、ストッパー部材６１は直方体状であってもよい。

［第３実施形態］
以下、本発明の実施形態を図７に基づいて説明する。
図７に示す追加柱７０は、第２実施形態と同様に、柱本体５１と、天端金物５２と、楔金物６３と、ストッパー部材６１とを備えている。
さらに、追加柱７０は、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す抜止部材７１を備えている。
抜止部材７１は、柱本体５１および天端金物５２の側面に溶接される一対の固定部材７２と、一対の固定部材７２に溶接される抜止めプレート７３とを備えている。抜止めプレート７３は、水平方向に沿って配置されている。抜止めプレート７３は、下面でストッパー部材６１の上面に当接して、当該ストッパー部材６１の上方への抜け出しを抑制している。このように抜止部材７１によってストッパー部材６１を抜止めすることによって、楔金物６３の楔打込み状態を、より確実に保持できる。

［第４実施形態］
以下、本発明の実施形態を図８に基づいて説明する。
前記実施形態では、柱本体５１と天端金物５２との間に、楔金物６３を設置して高さ調整機構とした。これに対し、本実施形態の高さ調整機構は、柱本体５１と炉底面２１との間に形成されている。

図８において、追加柱８０は、前述した第１実施形態の追加柱５０と同様に、柱本体５１および天端金物５２を有し、柱本体５１は複数の柱部材５１１で構成されている。ただし、天端金物５２はスリット５２３が形成された天端本体５２１だけとされ、第１実施形態における高さ調整機構であった楔当接体５２２および楔金物６３は省略されている。
追加柱８０は、柱本体５１の下端に下端部材８１を有し、この下端部材８１と炉底面２１との間に高さ調整機構が構成されている。

炉底面２１には鋼製のベース部材８２が固定され、ベース部材８２には複数のジャッキボルト８３が設置されている。下端部材８１の底面部材８１１は、所定高さに調整されたジャッキボルト８３の頭部で支持されたうえ、締め付けボルト８４でベース部材８２に締め付けられている。これらにより、追加柱８０は、その上端が炉底面２１に対して、所定の高さに調整される。
底面部材８１１とベース部材８２との間には、複数箇所（ジャッキボルト８３の間）側方から楔金物８５が打ち込まれ、この楔金物８５を介して追加柱８０の荷重が炉底面２１へと確実に伝達される。

このような本実施形態においても、高さ調整機構であるジャッキボルト８３および楔金物８５により追加柱８０ないし天端金物５２の高さを調整することができ、前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。

［変形例］
本発明は、以上の実施形態で説明した構成のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、柱本体５１は、複数の柱部材５１１に分割して構成されているが、これに限られず、通気空間６に搬入可能な範囲で柱状に一体に形成されていてもよい。

前記実施形態では、複数の柱部材５１１に凸部５１２（ダボ）および凹部５１３が形成されているが、凸部５１２および凹部５１３の構成を省略してもよい。

前記実施形態では、天端金物５２には、格子金物２０の通気孔２０１からのガスが通るスリット５２３が形成されているが、当該スリット５２３の構成を省略してもよい。

前記実施形態では、楔金物５３の上面５３２（傾斜面）の傾斜角度は水平方向に対して１０度よりも小さい傾斜角度とされているが、これに限られず、楔金物５３を天端金物５２上に載置可能な範囲で１０度以上の傾斜角度とされてもよい。

前記実施形態では、複数の追加柱５０が隣接配置されているが、これに限られず、分散配置されていてもよい。

前記実施形態では、楔金物５３の上面５３２が水平方向に対して傾斜しているが、これに限られない。例えば、上面５３２が平坦な水平面として形成され、下面５３１が水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成されてもよい。また、上面５３２および下面５３１の双方が傾斜面として形成されてもよい。この場合、柱部材５１１Ｂの上面や天端金物５２の下面５２２Ａは、楔金物５３の下面５３１や上面５３２の傾斜角度に対応して、傾斜面や水平面とされる。

前記実施形態では、楔金物５３の下面５３１および上面５３２は平坦に形成されているが、これに限られず、楔打込み方向に延びた凸形状や凹形状（Ｖ字形状）等としてガイド部を構成してもよい。この場合、柱部材５１１Ｂの上面や天端金物５２の下面５２２Ａは、楔金物５３の下面５３１や上面５３２の形状に対応して、凹形状や凸形状とされる。
このようにガイド部を構成することで、楔金物５３を楔打込み方向に案内でき、簡単に打込むことができる。このため、楔金物５３の楔打込みによって柱高さ寸法Ｌの調整作業を、より容易にかつ正確に行うことができる。

前記実施形態では、追加柱５０の各柱部材５１１が断面六角形状に形成されているが、これに限られず、断面三角形状、四角形状等の多角形状であってもよく、また、断面円形状であってもよい。

前記実施形態では、支柱４０は、ガーダー３０を介して格子金物２０を間接的に受けているが、これに限られず、ガーダー３０の構成を省略し、支柱４０によって格子金物２０直接的に受けていてもよい。

前記実施形態では、格子金物２０、ガーダー３０、支柱４０および追加柱５０の材質を鋳鉄製として説明したが、これらの材質が前述した耐熱強度を満たせば鋳鉄製でなくてもよく、例えば、耐火物・鋳鋼などであってもよい。

１…高炉、２…熱風炉、２１…炉底面、２２…耐熱コンクリート、２３…敷煉瓦、２４…無収縮グラウト材、３…蓄熱室、４…チェッカー煉瓦、５…ダクト、６…通気空間、７…開口、８…点検用マンホール、１０…チェッカー煉瓦受け金物、２０…格子金物、２０１…通気孔、３０…ガーダー、４０…支柱、５０（５０Ａ，５０Ｂ），６０，７０…追加柱、５１…柱本体、５１１（５１１Ａ，５１１Ｂ）…柱部材、５１２…凸部、５１３…凹部、５２…天端金物、５２１…天端本体、５２２…楔当接体、５２２Ａ…下面、５２３…スリット、５３…楔金物、５３１…下面、５３２…上面、５４…軸体、６１…ストッパー部材、６３…楔金物、６４…貫通孔、７１…抜止部材、７２…固定部材、７３…抜止めプレート、Ｌ…柱高さ寸法、Ｔ…厚さ寸法。

Claims (15)

1. 熱風炉のチェッカー煉瓦を受ける格子金物と炉底面との間に設置される追加柱であって、
   高さ方向に積み上げられる複数の柱部材を備えた柱本体と、前記柱本体上に配置されて前記格子金物に当接する天端金物と、前記柱本体と前記天端金物との間、前記柱本体の途中、または前記柱本体と前記炉底面との間に設置された高さ調整機構と、を備え、
   前記天端金物は、前記格子金物の通気孔に対応した位置に配置され、当該通気孔からのガスを当該天端金物の側面へ通気するスリットを有する
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
2. 請求項１に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、
   前記複数の柱部材は、相互に凹凸嵌合可能である
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
3. 請求項１または請求項２に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、
   前記高さ調整機構は、前記炉底面に立設されて前記柱本体に当接可能なジャッキボルトと、前記柱本体と前記炉底面との間に打ち込まれた楔金物と、を有する
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
4. 請求項１または請求項２に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、
   前記高さ調整機構は、前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込まれる楔金物を備え、
   前記楔金物は、前記柱本体および前記天端金物のうちの少なくも一方に当接する面は、水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成される
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
5. 請求項４に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、
   前記楔金物の傾斜面は、水平方向に対して０度よりも大きく１０度よりも小さい傾斜角度に設定される
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
6. 請求項４または請求項５に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、
   前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止するストッパー部材を備える
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
7. 請求項６に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、
   前記ストッパー部材は、楔形状に形成され、
   前記楔金物には、前記ストッパー部材が楔打込み方向に交差する方向に差し込まれる貫通孔が形成される
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
8. 請求項６または請求項７に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、
   前記柱本体および前記天端金物に固定され、かつ、前記ストッパー部材に当接して当該ストッパー部材を抜け止めする抜止部材を備える
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。
9. チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、
   前記格子金物を受ける複数の支柱と、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備える
   ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物。
10. 請求項９に記載のチェッカー煉瓦受け金物において、
    前記追加柱は、前記複数の支柱間に間隔を隔てて配置される
    ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物。
11. チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、
    前記格子金物を受ける複数の支柱と、
    請求項３から請求項８のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備え、
    前記追加柱は、複数隣接して配置され、隣接配置される前記複数の追加柱のうちの一つの追加柱は、前記複数の追加柱のうちの他の複数の追加柱に対して中央に位置し、
    前記他の複数の追加柱における前記楔金物の楔打込み方向は、当該他の複数の追加柱のそれぞれから前記中央に位置する一つの追加柱に向かう方向に沿って設定される
    ことを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物。
12. 請求項４から請求項８のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱をチェッカー煉瓦受け金物に増設する柱増設方法であって、
    前記追加柱の柱本体を熱風炉の炉底面に立設し、
    前記追加柱の楔金物を前記柱本体に載置し、
    前記天端金物を前記楔金物に載置し、
    前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込んで柱高さ寸法を調整する
    ことを特徴とする柱増設方法。
13. 請求項１２に記載の柱増設方法において、
    前記柱本体は、複数の柱部材によって構成され、
    前記複数の柱部材を高さ方向に積み上げて前記柱本体を立設する
    ことを特徴とする柱増設方法。
14. 請求項１２または請求項１３に記載の柱増設方法において、
    一つの前記追加柱を設置し、
    前記追加柱の周囲に他の複数の追加柱を隣接配置して設置する場合、
    前記他の複数の追加柱における楔金物は、前記他の複数の追加柱から当該他の複数の追加柱に対して中央に位置する一つの前記追加柱に向かう楔打込み方向に打ち込む
    ことを特徴とする柱増設方法。
15. 請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の柱増設方法において、
    前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込み、
    ストッパー部材によって前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止する
    ことを特徴とする柱増設方法。

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