JPH11269517A - 鋼製樋壁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐火ＲＣ製樋壁構造と比べて安価に構築する
ことができ、高温環境下においても強度低下の影響を最
小限に止め、より長期の使用に耐え得る鋼製樋壁構造を
提供する。 【解決手段】 熱膨張に対し上下左右に伸縮自在な接合
部を介して壁板と胴縁と支柱を組み上げる。壁板のみ、
または壁板と胴縁の二者、または壁板と胴縁および支柱
の三者を耐火鋼により構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】 本発明は、高炉からの溶銑
や溶滓が流動する樋の両側に構築される樋壁構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】 従来の樋壁構造の多くは鉄筋コンクリ
ート（ＲＣ）構造となっているが、ＲＣ製樋壁構造は耐
熱性と施工性の点で次のような問題が指摘されている。 操業中、高温の環境下に置かれる樋壁では、長時間の
使用によりＲＣ中の水分が徐々に蒸発して、コンクリー
トの劣化が進行し強度が低下する。 熱膨張しようとする時に変形が拘束されていると、内
部応力が発生してコンクリートにひび割れが生じて強度
が低下する。 耐火ＲＣを採用することも提案されているが、普通Ｒ
Ｃと比べて数倍ものコストを要する。 樋壁の施工に当たっては、鉄筋工→型枠工→コンクリ
ート打設→養生→型枠外しというように多工程を経るた
め、時間と費用が多大となる。 上記問題点に対しては、変形を拘束しないように接合
部を工夫することで対応しているが、これには限界があ
り、より大きな変形に対しては効果がない。の問題点
はＲＣの特性上回避できないものであり、コスト節減か
ら設備のさらなる長寿命化が求められている状況下で
は、致命的な問題となっている。

【０００３】このＲＣ製樋壁構造に対して、鋼材よりな
る壁板と胴縁と支柱を組み上げた鋼製樋壁構造も提案さ
れているが、鋼材として普通鋼が使用されているため、
高温環境下では強度低下が著しい。また、溶銑や溶滓の
熱を直接受ける鋼材は非常に大きな熱膨張を起こすので
あるが、壁板・胴縁・支柱の各構成部材は溶接によって
固定されているため、熱膨張による変形が抑制されて各
構成部材に非常に大きな応力が働くことになり、部材が
座屈を起こし易い。これらの問題を回避ないし緩和する
ために、従来の鋼製樋壁構造では熱源から十分な距離を
置いた位置に樋壁を構築し、鋼材への入熱を小さくして
いるが、このような解決策は結果として無駄なスペース
を生んでしまう。例えば、１２００〜１３００℃の溶銑
が流れる樋壁では両側に２ｍずつ、計４ｍの幅が必要と
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 したがって本発明の
目的は、耐火ＲＣ製樋壁構造と比べて安価に構築するこ
とができ、高温環境下においても強度低下の影響を最小
限に止め、より長期の使用に耐え得る鋼製樋壁構造を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本発明の樋壁構造で
は、鋼製の壁板と胴縁と支柱を熱膨張に対し上下左右に
伸縮自在な接合部を介して組み上げる。鋼材としては建
築構造用耐火鋼（ＦＲ鋼）が使用することができ、熱源
に最も近い壁板のみを耐火鋼で構成する場合、壁板と胴
縁の二者を耐火鋼で構成する場合、あるいは壁板と胴縁
と支柱の三者を耐火鋼で構成する場合がある。

【０００６】このようにして構築された鋼製樋壁構造で
は、樋に流れる溶銑や溶滓からの放射熱が壁板等の構成
部材が入来したとき、上下左右方向への熱膨張は伸縮調
節機能のある接合部によって吸収されるため、構成部材
の変形が拘束されることがなく、座屈を起こすことがな
い。また、壁板等の構成部材は高熱下においても強度減
退がないか十分に少ない耐火鋼で作製されているため、
樋壁構造は高温環境下でも所要強度を保持する。

【０００７】

【発明の実施の形態】 図示の一実施例では、耐火鋼製
のＨ形断面の支柱１は操業床２の下層の鋳床３に所定間
隔で垂直に立設され、支柱１の上端部と操業床２との仕
口部４は全てピン接合になっており、熱応力の発生を防
止している。図１２に示したように耐火鋼製の溝形断面
の横胴縁５は、左端部をアングル形接合金物６とボルト
・ナット７によって支柱１のウェブ部分１ａに固定され
ている。横胴縁５の右端部はアングル形接合金物８とボ
ルト・ナット９によって、隣の支柱１のウェブ部分１ａ
に支持されている。接合金物８の水平板部８ａのボルト
孔１０は、左右方向に長いルーズホールに形成されてお
り、横胴縁５の左右方向の熱膨張を逃がす。

【０００８】図４と図５に示したように支柱１の前面側
に配置される耐火鋼製の壁板１１の背面には、耐火鋼製
のアングル形断面の竪胴縁１２が左右一対に溶接されて
おり、各竪胴縁１２の上端部はボルト・ナット１６によ
ってアングル形接合金物１３に固着され、接合金物１３
はボルト・ナット１４によって最上段の横胴縁５に取り
付けられている。接合金物１３の水平板部１３ａのボル
ト孔１５は、左右方向に長いルーズホールに形成されて
おり、壁板１１の左右方向への熱膨張を吸収する。壁板
１１と支柱１の前面フランジ１ｂとの間には空気層３８
が設けられ、支柱１が高温に晒されないように配慮され
ている。

【０００９】壁板１１の右側に隣接する耐火鋼製の壁板
１７の左端部の上部背面には断面Ｔ形の接合金物１８が
溶接され、壁板１７の右端部の上部背面には断面Ｔ形の
接合金物１９が溶接されている。右側の接合金物１９の
水平板部１９ａはボルト・ナット２０によって横胴縁５
に固着され、左側の接合金物１８の水平板部１８ａはボ
ルト・ナット２１によって横胴縁５に取り付けられてい
る。この水平板部１８ａのボルト孔２２は左右方向に長
いルーズホールに形成されており、壁板１７は右端部を
固定端（黒丸表示）として左方向への熱膨張が拘束なく
行える。

【００１０】壁板１１の左側に隣接する耐火鋼製の壁板
２３の左端部の上部背面には断面Ｔ形の接合金物２４が
溶接され、壁板２３の右端部の上部背面には断面Ｔ形の
接合金物２５が溶接されている。左側の接合金物２４の
水平板部２４ａはボルト・ナット２６によって横胴縁５
に固着され、右側の接合金物２５の水平板部２５ａはボ
ルト・ナット２７によって横胴縁５に取り付けられてい
る。この水平板部２５ａのボルト孔２８は左右方向に長
いルーズホールに形成されており、壁板２３は左端部を
固定端（黒丸表示）として右方向への熱膨張が抑制され
ずに行える。

【００１１】壁板１１の右端縁と壁板１７の左端縁の間
には壁板１１，１７の熱膨張用の逃げ隙間２９が空けら
れており、隙間２９は壁板１７側に溶接した裏当て板３
０によって背面側から閉塞されている。壁板１１の左端
縁と壁板２３の右端縁の間には壁板１１，２３の熱膨張
用の逃げ隙間３１が空けられており、隙間３１は壁板２
３側に溶接した裏当て板３２によって背面側から閉塞さ
れている。これら裏当て板と上記接合金物およびボルト
・ナットは耐火鋼製である。

【００１２】図６と図７に示したように前記竪胴縁１２
の下端部はボルト・ナット３３によってアングル形接合
金物３４に取り付けられ、接合金物３４はボルト・ナッ
ト３５によって上から２段目の横胴縁５に取り付けられ
ている。接合金物３４の水平板部３４ａのボルト孔３６
は、左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁
板１１の左右方向への熱膨張を吸収するようになってい
る。また、接合金物３４の垂直板部３４ｂのボルト孔３
７は、上下方向に長いルーズホールに形成されており、
壁板１１の下方向への熱膨張を吸収するようになってい
る。

【００１３】前記壁板１７の左端部の下部背面にはアン
グル形の接合金物３９が溶接され、壁板１７の右端部の
下部背面にはアングル形の接合金物４０が溶接されてい
る。右側の接合金物４０の垂直板部４０ｂはボルト・ナ
ット４１によってアングル形接合金物４２の垂直板部４
２ｂに取り付けられ、接合金物４２の水平板部４２ａは
ボルト・ナット４３によって上から２段目の横胴縁５に
固着されている。接合金物４２の垂直板部４２ｂのボル
ト孔４４は上下方向に長いルーズホールに形成されてい
る。

【００１４】左側の接合金物３９の垂直板部３９ｂはボ
ルト・ナット４５によってアングル形接合金物４６の垂
直板部４６ｂに取り付けられ、接合金物４６の水平板部
４６ａはボルト・ナット４７によって上から２段目の横
胴縁５に固着されている。接合金物４６の垂直板部４６
ｂのボルト孔４８は上下方向に長いルーズホールに形成
され、水平板部４６ａのボルト孔４９は左右方向に長い
ルーズホールに形成されている。そのため、壁板１７は
右端部を固定端（黒丸表示）として左方向と下方向への
熱膨張が拘束なしに行える。

【００１５】前記壁板２３の左端部の下部背面にはアン
グル形の接合金物５０が溶接され、壁板２３の右端部の
下部背面にはアングル形の接合金物５１が溶接されてい
る。左側の接合金物５０の垂直板部５０ｂはボルト・ナ
ット５２によってアングル形接合金物５３の垂直板部５
３ｂに取り付けられ、接合金物５３の水平板部５３ａは
ボルト・ナット５４によって上から２段目の横胴縁５に
固着されている。接合金物５３の垂直板部５３ｂのボル
ト孔５５は上下方向に長いルーズホールに形成されてい
る。

【００１６】右側の接合金物５１の垂直板部５１ｂはボ
ルト・ナット５６によってアングル形接合金物５７の垂
直板部５７ｂに取り付けられ、接合金物５７の水平板部
５７ａはボルト・ナット５８によって上から２段目の横
胴縁５に固着されている。接合金物５７の垂直板部５７
ｂのボルト孔６０は上下方向に長いルーズホールに形成
され、水平板部５７のボルト孔５９は左右方向に長いル
ーズホールに形成されている。そのため、壁板２３は左
端部を固定端（黒丸表示）として右方向と下方向への熱
膨張を拘束なしに行える。上記の各接合金物も耐火鋼製
である。

【００１７】図８と図９に示したように前記壁板１１の
下方に配置される耐火鋼製の壁板６１の背面には、耐火
鋼製のアングル形断面の竪胴縁６２が左右一対に溶接さ
れており、各竪胴縁６２の上端部はボルト・ナット６６
によってアングル形接合金物６３に固着され、接合金物
６３はボルト・ナット６４によって下から２段目の横胴
縁５に取り付けられている。接合金物６３の水平板部６
３ａのボルト孔６５は、左右方向に長いルーズホールに
形成されており、壁板６１の左右方向への熱膨張を吸収
するようになっている。壁板６１と支柱１の前面フラン
ジ１ｂとの間には前記空気層３８が設けられている。

【００１８】壁板６１の右側に隣接する耐火鋼製の壁板
６７の左端部の背面にはアングル形竪胴縁６８が溶接さ
れ、壁板６７の右端部の背面にはアングル形竪胴縁６９
が溶接されている。右側の竪胴縁６９の上部にはアング
ル形接合金物７０の垂直板部７０ｂがボルト・ナット７
１によって固着され、接合金物７０の水平板部７０ａは
ボルト・ナット７２によって下から２段目の横胴縁５に
固着されている。左側の竪胴縁６８の上部にはアングル
形接合金物７３の垂直板部７３ｂがボルト・ナット７４
によって固着され、接合金物７３の水平板部７３ａはボ
ルト・ナット７５によって該横胴縁５に取り付けられて
いる。この水平板部７３ａのボルト孔７６は左右方向に
長いルーズホールに形成されており、壁板６１は右端部
を固定端（黒丸表示）として左方向への熱膨張を拘束な
しに行える。

【００１９】壁板６１の左側に隣接する耐火鋼製の壁板
７７の左端部の背面には、アングル形竪胴縁７８が溶接
され、壁板７７の右端部の背面にはアングル形竪胴縁７
９が溶接されている。左側の竪胴縁７８の上部にはアン
グル形接合金物８３の垂直板部８３ｂがボルト・ナット
８４によって固着され、接合金物８３の水平板部８３ａ
はボルト・ナット８５によって下から２段目の横胴縁５
に固着されている。右側の竪胴縁７９の上部にはアング
ル形接合金物８０の垂直板部８０ｂがボルト・ナット８
１によって固着され、接合金物８０の水平板部８０ａは
ボルト・ナット８２によって該横胴縁５に取り付けられ
ている。この水平板部８０ａのボルト孔８６は左右方向
に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板
７７は左端部を固定端（黒丸表示）として右方向への熱
膨張を拘束なしに行える。

【００２０】壁板６１の右端縁と壁板６７の左端縁の間
には壁板６１，６７の熱膨張用の逃げ隙間８７が空けら
れており、隙間８７は壁板６７側に溶接した裏当て板８
８によって背面側から閉塞されている。壁板６１の左端
縁と壁板７７の右端縁の間には壁板６１，７７の熱膨張
用の逃げ隙間８９が空けられており、隙間８９は壁板７
７側に溶接した裏当て板９０によって背面側から閉塞さ
れている。これら裏当て板と上記接合金物およびボルト
・ナットは耐火鋼製である。

【００２１】図１０と図１１に示したように前記竪胴縁
６２の下端部はボルト・ナット９１によってアングル形
接合金物９２の垂直板部９２ｂに取り付けられ、接合金
物９２の水平板部９２ａはボルト・ナット９３によって
最下段の横胴縁５に取り付けられている。接合金物９２
の水平板部９２ａのボルト孔９４は、左右方向に長いル
ーズホールに形成されており、壁板６１の左右方向への
熱膨張を吸収する。また、接合金物９２の垂直板部９２
ｂのボルト孔９５は、上下方向に長いルーズホールに形
成されており、壁板６１の下方向への熱膨張を吸収す
る。

【００２２】前記右側の壁板６７において、右側の竪胴
縁６９の下部にはアングル形接合金物９６の垂直板部９
６ｂがボルト・ナット９７によって取り付けられ、接合
金物９６の水平板部９６ａはボルト・ナット９８によっ
て最下段の横胴縁５に固着されている。垂直板部９６ｂ
のボルト孔９９は上下方向に長いルーズホールに形成さ
れている。そのため、壁板６７は下方への熱膨張を許容
されている。左側の竪胴縁６８の下部にはアングル形接
合金物１００の垂直板部１００ｂがボルト・ナット１０
１によって取り付けられ、接合金物１００の水平板部１
００ａはボルト・ナット１０２によって該横胴縁５に取
り付けられている。この垂直板部１００ｂのボルト孔１
０３は上下方向に長いルーズホールに形成され、水平板
部１００ａのボルト孔１０４は左右方向に長いルーズホ
ールに形成されている。そのため、壁板６７は右端部を
固定端（黒丸表示）として左方向と下方向への熱膨張を
拘束なしに行える。

【００２３】前記左側の壁板７７において、左側の竪胴
縁７８の下部にはアングル形接合金物１０５の垂直板部
１０５ｂがボルト・ナット１０６によって取り付けら
れ、接合金物１０５の水平板部１０５ａはボルト・ナッ
ト１０７によって最下段の横胴縁５に固着されている。
垂直板部１０５ｂのボルト孔１０８は上下方向に長いル
ーズホールに形成されている。そのため、壁板７７は下
方への熱膨張を許容されている。右側の竪胴縁７９の下
部にはアングル形接合金物１０９の垂直板部１０９ｂが
ボルト・ナット１１０によって取り付けられ、接合金物
１０９の水平板部１０９ａはボルト・ナット１１１によ
って該横胴縁５に取り付けられている。この垂直板部１
０９ｂのボルト孔１１２は上下方向に長いルーズホール
に形成され、水平板部１０９ａのボルト孔１１３は左右
方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、
壁板７７は左端部を固定端（黒丸表示）として右方向と
下方向への熱膨張を拘束なしに行える。上記各接合金物
も耐火鋼製である。

【００２４】以下、同様にして所要枚数の壁板が胴縁と
適当な接合金物を会して支柱に取り付けられ、樋部１１
４の両側に所要高さ及び長さの樋壁構造が構築される。
本発明は発明の主旨を変更しない範囲内において種々の
態様で実施することができ、上記実施例に限定されるも
のではない。

【００２５】

【発明の効果】 以上のように本発明の鋼製樋壁構造で
は、熱膨張に対し上下左右に伸縮自在な接合部を介して
壁板と胴縁と支柱を組み上げているため、壁板、胴縁お
よび支柱のいずれにおいても熱応力の発生を的確に防止
することができる。また、壁板のみ、または壁板と胴縁
の二者、または壁板と胴縁および支柱の三者を耐火鋼に
より構成しているため、高温環境下においても熱による
強度低下が少なく、より長期の使用に耐え得る樋壁構造
を従来の耐熱コンクリート製樋壁構造と比べて安価に実
現することができる。上下左右に伸縮自在な接合部を採
用しているため、従来の普通鋼製樋壁構造における熱影
響を避けるためだけの無駄なスペースを不要にすること
ができる。更にまた、ＲＣ製樋壁構造と比べて現地での
組立作業を軽減することができるため、短工期化と費用
節減が容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例が適用された高炉の操業床
の概略的な斜視図である。

【図２】 図１の２−２線断面図である。

【図３】 図２の３−３線断面図である。

【図４】 図３の４−４線断面図である。

【図５】 図４の５−５線断面図である。

【図６】 図３の６−６線断面図である。

【図７】 図６の７−７線断面図である。

【図８】 図３の８−８線断面図である。

【図９】 図８の９−９線断面図である。

【図１０】 図９の１０−１０線断面図である。

【図１１】 図１０の１１−１１線断面図である。

【図１２】 上記実施例の支柱と胴縁の接合部を示す概
略図である。

【符号の説明】

１ 支柱 ２ 操業床 ５ 横胴縁 ６ 胴縁用接合金物 ８ 胴縁用接合金物 １１ 壁板 １２ 竪胴縁 １３ 壁板用接合金物 １７ 壁板 １８ 壁板用接合金物 １９ 壁板用接合金物 ２３ 壁板 ２４ 壁板用接合金物 ２５ 壁板用接合金物

フロントページの続き (72)発明者 蘇原 秀行 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱膨張に対し上下左右に伸縮自在な接
   合部を介して壁板と胴縁と支柱を組み上げた鋼製樋壁構
   造。
2. 【請求項２】 壁板のみ、または壁板と胴縁の二者、
   または壁板と胴縁および支柱の三者を耐火鋼により構成
   した請求項１に記載の樋壁構造。