JPH03263590A - 炉表面のはつり方法及びはつり装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は多数の耐火物により構築されている炉において
その耐火物の一部を破砕して表面をはつる方法及びその
装置に関する。

「従来の技術」 近年、稼働後１０数年も経過している高炉等においては
、その長寿命化対策として、各種の補修、改造工事が行
われている。特に、長年の熱影響に起因するスポーリン
グにより耐火レンガが損耗して、シャフト上部における
断面のプロフィールが悪化し、装入される素材の挙動が
不安定になって操業に悪影響を及ぼすとともに、鉄床破
損のおそれが生じるため、耐火レンガの内表面に水冷パ
ネルを取り付ける必要があり、このため、ンヤフト内面
を平坦にはつる必要が生じている。この場合、高炉の休
風（原料を装入せず送風、出銑を一時停止すること）時
に補修作業を行えば、全体の操業効率の向上を図り得る
が、休風時でも炉内シャフトｇは１５０〜２・００℃の
高温状態でかつＣＯガス雰囲気であるため、炉の外側か
ら施工する必要がある。

そこで従来では、例えば第１１図に示すように、鉄皮１
及び耐火レンガ２に炉の外表面から機械的ポーリング加
工を施して孔３を明け、その孔３の奥に火薬４を挿入し
て爆破させることにより、炉の内表面付近の耐火レンガ
２を破砕させる発破工法が採用されている。

「発明が解決しようとする課、［Ｊ しかしながら、このような方法であると次のような問題
が生じる。

■鉄皮に多くの孔が明けられる（例えば直径４０ｍｍの
孔が数百側）から、熱力学的、材料力学的に厳密計算さ
れた炉壁に悪影響を及ぼす。

■鉄皮の熱歪み防止、加工による残留応力の問題、クラ
ンクが発生しない孔明は加工、等を考えると機械加工に
よる孔明けが必要になるが、数が多いためかなりの高コ
ストとなる。

■発破の振動がはつり工事と関係のない健全なレンガに
まで影響して、必要以上のレンガを脱落させ、あるいは
その目地をゆるめて操業開始後に脱落させるおそれがあ
る。

■最近の高炉改修技術の進歩により、マンテル上部をそ
のまま残して炉の改修をすることがあるが、多数の孔が
その支障となる。

本発明は前記課題を有効に解決するもので、鉄皮やはつ
り対象以外の耐火物等を破損させずに、必要な耐火物の
み破砕することを目的とする。

１課題を解決するための手段」 請求項１記載のはつり方法は、はつりの対象となる耐火
物を加熱して熱的衝撃を与えた後、該熱的衝撃を与えた
部分に機械的衝撃を付与してその耐火物を破砕すること
を特徴とする 請求項２記載のはつり装置は、移送機構によって炉の表
面に沿って移動させられるフレームに、耐火物を加熱す
るバーナーと、耐火物に機械的衝撃を付与するブレーカ
と、これらバーナー及びブレーカの作動を制御する制御
装置とを設けたことを特徴とする 請求項３記載のはつり装置は、炉頂部に原料装入用旋回
シュートが設けられている炉の表面をはつる装置であっ
て、旋回シュートに固定されるブラケットと、該ブラケ
ットに垂直揺動可能に支持されて炉内に吊持されるフレ
ームとを備え、該フレームに、上下方向に沿って移動す
るとともに耐火物を加熱するバーナー及び耐火物に機械
的衝撃を付与するブレーカと、これらバーナー及びブレ
ーカの作動を制御する制御装置とを設けたことを特徴と
する。

「作用」 請求項１記載のはつり方法は、はつりの対象となる耐火
物を加熱することにより局部的に熱的衝撃を付与して該
耐火物をもろ（し、そのもろ（した部分に機械的衝撃を
付与することにより該耐火物を破砕に至らせるものであ
る。

請求項２記載のはつり装置は、熱的衝撃を与えるバーナ
ーと、機械的衝撃を付与するブレーカとを制御装置によ
って制御しつつ移送機構により炉表面に沿って移動し、
必要な範囲のはつり作業を行うことができる。

請求項３記載のはつり装置は、炉頂部の旋回シュートに
より装置を吊持することにより、バーナー及びブレーカ
を炉内表面に近接状態に配置することができ、旋回シュ
ートによる水平旋回とフレームに沿う上下移動とにより
、バーナー及びブレーカを炉の内表面に沿って自由に移
動させることができる。

「実施例Ｊ 以下、本発明の方法、装置の一実施例を図面に基づいて
説明する。

この実施例の方法、装置が適用される炉１１は、第１図
に示すように、その炉壁が鉄皮１の内側に多数の耐火物
（耐火レンガ）２を構築した構造とされ、また、いわゆ
るベルレスタイプの高炉であって、炉１１の頂部におけ
るホッパー１２の下端部に、原料装入のための垂直揺動
可能な旋回シュート１３が斜め下方に向けて吊持されて
いるものである。なお、耐火物２としては例えばンヤフ
ト部「（ゲー）ステーブ上２段までは高アルミナ系レン
ガ、それ以上はシャモット系レンガか使用される。

そして、はつり装置１４は、前記旋回シュート１３に取
り付けられるようになっており、該旋回シュート１３に
固定されるブラケット１５と、該ブラケット１５に水平
な軸１６により垂直揺動自在に支持されたフレーム１７
と、該フレーム１７に固定された一対のレール１８と、
これらレール１８に沿って移動するバーナー１９及びブ
レーカ２０とを備える構成とされている。この場合、ブ
ラケット１５は旋回シュート１３の上面にボルト等によ
り固定状態に取り付けられ、該ブラケット１５には、前
記軸１６を中心にフレーム１７を垂直揺動させる揺動機
構２１が設けられている。該揺動機構２１は、例えばブ
ラケット１５に支持したエアシリンダ２２の往復ロッド
２３先端をフレーム１７に取り付けた構成とされる。ま
た、フレーム１７は、前記軸１６に２本の棒２４が相互
に一定の間隔をおいて固定されてなり、その長さ方向の
途中位置に斜め下方に同けてテレビカメラ２５が取り付
けられるとともに、各棒２４の先端部に固定した架台２
６の上に前記レール１８がそれぞれ設けられている。

そして、各レール１８に第２図に示すようにそれぞれ台
車３１・３２が支持され、これら台車３１・３２に、前
記バーナー１９とブレーカ２０とが別々に搭載されてい
る。バーナー用台車３１は、レール１８の両端付近のス
プロケット３３により支持されたチェーン３４の途中に
固定されており、該チェーン３４を駆動する駆動部３５
によってチェーン３４に引っ張られるようにしてレール
１８に沿って移動するものである。ブレーカ用台車３２
は、レール１８と平行な送りねじ３６に螺合しており、
該送りねじ３６を駆動する駆動部３７によってレール１
８に沿って移動するようになっている。したがって、両
金型３１・３２は別々の駆動部３５・３７によって他の
台車とは無関係に自由に移動することができる。そして
、本発明に係る移送装置は、この一実施例では、前記旋
回シュート１３、ブラケット１５、フレーム１７、揺動
機構２１、両金型３１・３２等により構成されるもので
ある。

一方、前記バーナー１９は、第３図及び第４図に示すよ
うに、その台車３１の上に固定したブラケット４１に斜
め上方を向けて支持されており、第５図に示すように、
アセチレン等の燃焼ガスと酸素とを供給する供給系４２
・４３、バーナー１９のノズル部１９ａを冷却する冷却
系４４、パイロットバーナー４５等が設けられている。

また、そのバーナー用台車３１には、耐火物２の厚さを
測定する厚さ測定器４６と、バーナー１９の先端方向を
照らす照明器４７と、該照明器４７により照らされた付
近を撮影するテレビカメラ４８と、バーナー用台車３１
の上下方向の位置を検出する位置検出センサ４９とが搭
載されており、炉１１の外部に設置される制御盤５０に
接続され、これら厚さ測定器４６の測定結果等よって各
台車３１・３２、バーナー１９、ブレーカ２０等の作動
が制御されるようになっている。すなわち、本発明に係
る制御装置は、一実施例では、これら厚さ測定器４６、
テレビカメラ２５・４８、位置検出センサ４９、制御盤
５０等によって構成されるものである。この場合、照明
器４７とテレビカメラ４８とは、バーナー用台車３１の
側部位置に、両金型３１・３２の間に配置されるように
設けられて、バーナー１９とブレーカ２０との両作業を
同時に監視できるようになっている。

また、前記ブレーカ２０は、第７図ないし第９図に示す
ように、その台車３２の上に支持されたスライド台５１
にくい２０ａを斜め上方に向けて設けられており、該ス
ライド台５１は、台車３２の前半分位置に設けられたガ
イドレール５２に支持され、その後部に連結したエアシ
リンダ等の押圧駆動部５３によって台車３２の移動方向
に沿って移動させられるようになっている。

次に、このように構成したはつり装ｆｔ１４を使用して
、炉１１内表面の耐火物２をはつって補修する方法につ
いて説明する。この補修作業は炉１１の休風時に行う。

炉１１のマンホール５４を明けて、内部の旋回シュート
１３にはつり装置１４のブラケット１５を固定すること
により、フレーム１７等を炉１１の中に吊持した状態と
する。一方、旋回シュート１３の駆動モータに変えて低
速回転可能な作業用のモータ（図示略）を取り付ける。

そして、照明器４７により炉１１内面を照らしつつ台車
３１・３２を移動して、補修を必要とする箇所をテレビ
カメラ２５・４８で探索し、その箇所にバーナー１９を
位置決めする。次いで、該バーナー１９を移動しながら
必要な範囲の耐火物２を加熱した後、その加熱した箇所
にブレーカ２０で機械的衝撃を与えることにより、耐火
物２を破砕する。この場合、ブレーカ２０に作用する反
力を受けるように、抑圧駆動部５３によってブレーカ２
ｏを押圧する方向に付勢しておく。そして、レール１８
に沿う台車３１・３２の上下移動、及び旋回シュート１
３の水平旋回により、バーナー１９とブレーカ２０とを
移動させながらテレビカメラ２５・４８で炉１１の内表
面を探索しつつ、バーナー１９による加熱とブレーカ２
０による機械的衝撃とを交互に行って炉１１内表面を平
坦に仕上げるものである。この場合、バーナー１９で加
熱した直後にフレーカ２０により破砕するようにしても
よいし、両台車３１・３２が別々に移動し得るので、バ
ーナー１９による加熱とブレーカ２０による破砕とを同
時並行状態で行うようにしてもよい。

ところで、このように熱衝撃を付与した後に機械的衝撃
により耐火物を破砕するという思想は、次のような根拠
により発明されたものである。すなわち、炉内面の耐火
物は、炉内の高温ガスに長期間さらされ、鉱石やコーク
スとの反応も生じていることにより、通常サイズのブレ
ーカでは破砕不可能なほど硬化しており、これを機械的
衝撃のみて破砕しようとすると、大重量かつ大型のブレ
ーカが必要になり、このため、炉内での使用、特に旋回
ンユート１３への取り付けは不可能になるとともに、そ
の振動により健全な部分の耐火物まで目地をゆるめてし
まうことになる。そこで、耐火物を十分加熱すればもろ
くなり、通常サイズのブレーカで容易に破砕し得ると考
えたものである。

この理論は次のような実験によっても立証された。

〈実験結果〉 ｍ焼温度３０００’Ｃのアセチレン、プロパン、酸素の
混合ガスを使用し、第１０図（Ａ、）に示すようにレン
ガ２より１．００ｍｍの高さからバーナー１９でレンガ
２を加熱し、その後同図（Ｂ）に示すように加熱箇所に
質量１０ｋｇのくい２０ａを垂直に落下させて、亀裂が
発生したときのくいの落下高さＨを測定した。この場合
、レンガ２は幅６５ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、高さ１１０
ｍｍのものを使用し、またバーナー１９はレンガの幅方
向に沿って移動させ、その移動速度をＡ＝１．０ｍ／ｍ
ｉｎとＢ＝Ｑ、５ｍ／ｍｉｎの２種類設定した。

その結果は次表に示す通りであり、レンガを加熱すれば
破砕し易くなることが明らかである。

したがって、このような方法ではつることにより、比較
的小さい衝撃力で耐火物を破砕することかでき、その結
果、必要とする耐火物のみを破砕して振動等の他への影
響を少なくすることができるものである。

なお、一実施例では、バーナーとブレーカとを並列的に
配置したが、１本のレールに直列的に配置してもよく、
また台車も別々にしないで１個の台車に両方を支持する
ようにしてもよい。

「発明の効果」 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果を奏することができる。

（１）請求項１記載のはつり方法は、耐火物を熱的衝撃
によってもろくしてから機械的衝撃を付与しているから
、比較的小さい衝撃力で破砕することができ、はつりを
必要としない他の耐火物等への影響を少なくすることが
できる。

（ｉｉ　）請求項２記載のはつり装置は、制御装置によ
ってバーナーとブレーカとを制御しつつ炉表面に沿って
移動させ、必要な範囲のはつり作業を行うことができる
。そして、上記（１）により比較的小さい衝撃力で破砕
することができるので、装置の小型化を図ることができ
る。

（ｉｉｉ　）炉頂部の旋回シュートを利用してフレーム
を旋回しながら、バーナー及びブレーカの水平旋回と上
下移動とを行わせるようにしており、制御装置の制御盤
を炉の外側に配置することにより、バーナー及びブレー
カを炉の外側から制御しつつ炉内表面に沿って自由に移
動させることができ、自動化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明のはつり装置の一実施例を
示すもので、第１図ははつり装置を炉内に取り付けた状
態を示す縦断面図、第２図は第１図の■−■線に沿うフ
レームの正面図、第３図はバーナー付近の側面図、第４
図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視図、第５図はバー
ナーの正面図、第６図は第２図の■−■線に沿う矢視図
、第７図はブレーカ付近の側面図、第８図は第７図の■
−■線に沿う矢視図、第９図は第７図のＩＸ−ＩＸ線に
沿う矢視図、第１０図（Ａ、）（Ｂ）は本発明のはつり
方法について実験した時の条件を図示した説明図、第１
１図は従来のはつり方法を適用している状態を示す炉壁
の縦断面図である。 １・・・・・・鉄皮、２・・・・・・耐火物、１１・・
・・・・炉、１２・・・・・ホッパー　１３・・・・・
・旋回シュート、１４・・・・・・はつり装置、１５・
・・・・・ブラケット、１６・・・・・軸、１７・・・
・・・フレーム、１８・・・・・・レール、１９・・・
・・・バーナー　２０・・・・・・ブレーカ、２１・・
・・・・揺動機構、２２・・・・・・エアシリンダ、２
３・・・・・・往復ロッド、２４・・・・・棒、２５・
・・・・・テレビカメラ、２６・・・・・・架台、３１
・３２・・・・・・台車、３３・・・・・・スプロケッ
ト、３４・・・・・チェーン、３５・・・・駆動部、３
６・・・・・・送りねじ、３７・・・・・・駆動部、４
１・・・・・ブラケット、４２・４３・・・・・・供給
系、４４・・・・・・冷却針、４５・・・パイロットバ
ーナー　４６・・・・厚さ測定器、４７・・・照明器、
４８・・・・・テレビカメラ、４９・・・・・・位置検
出センサ、５０・・・・・制御盤、５１・・・・スライ
ド台、５２・・・・・・ガイドレール、５３・・・・・
・押圧駆動部、５４・・・・・・マンホール。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　多数の耐火物により構築されている炉の表面をはつ
   る方法であって、はつりの対象となる耐火物を加熱して
   熱的衝撃を与えた後、該熱的衝撃を与えた部分に機械的
   衝撃を付与してその耐火物を破砕することを特徴とする
   炉表面のはつり方法。 ２　移送機構によって炉の表面に沿って移動させられる
   フレームに、耐火物を加熱するバーナーと、耐火物に機
   械的衝撃を付与するブレーカと、これらバーナー及びブ
   レーカの作動を制御する制御装置とを設けたことを特徴
   とする炉表面のはつり装置。 ３　炉頂部に原料装入用旋回シュートが設けられている
   炉の表面をはつる装置であって、旋回シュートに固定さ
   れるブラケットと、該ブラケットに垂直揺動可能に支持
   されて炉内に吊持されるフレームとを備え、該フレーム
   に、上下方向に沿って移動するとともに耐火物を加熱す
   るバーナー及び耐火物に機械的衝撃を付与するブレーカ
   と、これらバーナー及びブレーカの作動を制御する制御
   装置とを設けたことを特徴とする炉表面のはつり装置。