(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側の鉄皮と内側の耐火レンガで構成される高炉の炉体内部に残留する銑鉄をブロック状の銑鉄塊にして撤去するために、該銑鉄に切り込みを入れて切断面を形成するための高炉における銑鉄切断装置であって、
上記銑鉄に、上記炉体を貫通して並行に設定して設けられた２つのワイヤソー配索経路と、
これら２つのワイヤソー配索経路を相互に連通するために、上記銑鉄に、これらワイヤソー配索経路と交差する方向に設定して設けられた連結経路と、
上記一方のワイヤソー配索経路から上記連結経路を介して上記他方のワイヤソー配索経路へ挿通され、上記炉体外方に延出されるワイヤソーと、
上記炉体外方に設置され、上記ワイヤソーを駆動するワイヤソー駆動装置と、
上記２つのワイヤソー配索経路それぞれに、上記炉体内部に位置させて配置され、上記ワイヤソーを上記ワイヤソー駆動装置へ案内する固定シーブと、
上記２つのワイヤソー配索経路の中間位置に、これらワイヤソー配索経路に沿って上記銑鉄及び上記炉体に削孔して形成され、上記連結経路と連通される通孔と、
該通孔内にスライド自在に設けられ、上記２つのワイヤソー配索経路に跨がる上記ワイヤソーを上記炉体外方へ向かって上記耐火レンガ内縁に接近するように牽引する牽引手段とを備え、
上記耐火レンガの内縁に沿う位置まで上記切断面を形成するために、上記固定シーブが、これに掛けられた上記ワイヤソーを上記炉体に向かって該耐火レンガの内縁位置まで移動可能に、該耐火レンガの内縁位置に位置決めされることを特徴とする高炉における銑鉄切断装置。
【請求項２】
前記通孔は、前記２つのワイヤソー配索経路周辺の前記銑鉄の硬・軟に応じて、硬質な側の該ワイヤソー配索経路の側に寄せて削孔されることを特徴とする請求項１に記載の高炉における銑鉄切断装置。
【請求項３】
請求項１記載の高炉における銑鉄切断装置を用い、前記ワイヤソーを前記ワイヤソー駆動装置で駆動しつつ、前記牽引手段で該ワイヤソーを前記炉体外方へ牽引して、該炉体内部の前記銑鉄に切り込みによる切断面を形成するようにしたことを特徴とする高炉における銑鉄切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーで切り込みを入れて切断面を形成する場合に、炉体に損傷が生じることなくこれを保全できると共に、未切断部分が残らないように銑鉄に切り込みを入れて切断することが可能な高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉を改修する際などに、高炉を切断する技術が知られている。例えば特許文献１では、高炉等の構築物の外周をほぼ囲むように設けられたエンドレスのワイヤーソーを駆動部により駆動しつつ該駆動部を前記ワイヤーソーの切断線に沿って前記構築物の周方向に移動し、前記高炉等の構築物を全周にわたりほぼ均一に輪切りにするようにしている。
【０００３】
装置構成としては、エンドレスのワイヤー及び該ワイヤーに設けられた刃部を有し、被切断物の外周をほぼ囲むように設けられたワイヤーソーと、このワイヤーソーを軸方向に移動する第１駆動部と、前記ワイヤーソーの一部を該ワイヤーソーの切断線が作る平面以外の面に沿って伸延し、この伸延部に所定のテンションを付与するテンション付与部と、前記被切断物の外周を囲むように取付られた固定部材と、該固定部材に沿って前記ワイヤーソーを周方向に移動させる第２駆動部とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２８３８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、高炉全体を一括して輪切りにする技術に関する。他方、高炉の炉体内部に残留する銑鉄を、取り扱い易いブロック状の銑鉄塊にして撤去したい場合がある。この場合、ワイヤソーを用いて、銑鉄に切り込みを入れて切断面を形成するようにし、例えば６つの切断面を形成して、直方体状の銑鉄塊を切り出せばよい。
【０００６】
切断面の形成の一例を説明すると、図６に示すように、鉄皮ａと耐火レンガｂからなる高炉の炉体ｃ外方から、炉体ｃ内部の銑鉄ｄに向かって、２つのワイヤソー配索孔ｅを削孔する。炉体ｃ外方から一方のワイヤソー配索孔ｅへワイヤソーｆを挿入し、このワイヤソーｆを、当該一方のワイヤソー配索孔ｅから他方のワイヤソー配索孔ｅへ送り込んで挿入し、さらに当該他方のワイヤソー配索孔ｅから炉体ｃ外方へ引き出す。
【０００７】
そして、ワイヤソーｆを、これに炉体ｃ外方へ向かうテンションをかけつつ、往復動することで、銑鉄ｄに切り込みを入れて切断面ｇを形成する。単に、銑鉄ｄと一緒に炉体ｃも切断してよい場合には、この方法を採用すればよい。
【０００８】
他方、炉体ｃを保全するために、炉体ｃに切り込みが入らないようにする場合には、この方法では不十分である。ワイヤソーｆによる炉体ｃの損傷を回避するには、例えば図示するように、ワイヤソー配索孔ｅ内に、炉体ｃ内部に位置させて固定シーブｈを設け、切断の進行に従って炉体ｃへ接近するワイヤソーｆの移動を固定シーブｈで制限し、これにより炉体ｃに損傷が生じることを防止することが可能である。
【０００９】
しかしながら、固定シーブｈによるワイヤソーｆの移動制限によって、銑鉄ｄの方に未切断部分が残ってしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、ワイヤソーで切り込みを入れて切断面を形成する場合に、炉体に損傷が生じることなくこれを保全できると共に、未切断部分が残らないように銑鉄に切り込みを入れて切断することが可能な高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置は、外側の鉄皮と内側の耐火レンガで構成される高炉の炉体内部に残留する銑鉄をブロック状の銑鉄塊にして撤去するために、該銑鉄に切り込みを入れて切断面を形成するための高炉における銑鉄切断装置であって、上記銑鉄に、上記炉体を貫通して並行に設定して設けられた２つのワイヤソー配索経路と、これら２つのワイヤソー配索経路を相互に連通するために、上記銑鉄に、これらワイヤソー配索経路と交差する方向に設定して設けられた連結経路と、上記一方のワイヤソー配索経路から上記連結経路を介して上記他方のワイヤソー配索経路へ挿通され、上記炉体外方に延出されるワイヤソーと、上記炉体外方に設置され、上記ワイヤソーを駆動するワイヤソー駆動装置と、上記２つのワイヤソー配索経路それぞれに、上記炉体内部に位置させて配置され、上記ワイヤソーを上記ワイヤソー駆動装置へ案内する固定シーブと、上記２つのワイヤソー配索経路の中間位置に、これらワイヤソー配索経路に沿って上記銑鉄及び上記炉体に削孔して形成され、上記連結経路と連通される通孔と、該通孔内にスライド自在に設けられ、上記２つのワイヤソー配索経路に跨がる上記ワイヤソーを上記炉体外方へ向かって上記耐火レンガ内縁に接近するように牽引する牽引手段とを備え、上記耐火レンガの内縁に沿う位置まで上記切断面を形成するために、上記固定シーブが、これに掛けられた上記ワイヤソーを上記炉体に向かって該耐火レンガの内縁位置まで移動可能に、該耐火レンガの内縁位置に位置決めされることを特徴とする。
【００１２】
前記通孔は、前記２つのワイヤソー配索経路周辺の前記銑鉄の硬・軟に応じて、硬質な側の該ワイヤソー配索経路の側に寄せて削孔されることを特徴とする請求項１に記載の高炉における銑鉄切断装置。
【００１３】
本発明にかかる高炉における銑鉄切断方法は、上記高炉における銑鉄切断装置を用い、前記ワイヤソーを前記ワイヤソー駆動装置で駆動しつつ、前記牽引手段で該ワイヤソーを前記炉体外方へ牽引して、該炉体内部の前記銑鉄に切り込みによる切断面を形成するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法にあっては、ワイヤソーで切り込みを入れて切断面を形成する場合に、炉体に損傷が生じることなくこれを保全できると共に、未切断部分が残らないように銑鉄に切り込みを入れて切断することができる。具体的には、牽引手段でワイヤソーを牽引することで、ワイヤソーは、耐火レンガ内縁へ向かって接近していき、かつ固定シーブで耐火レンガ内縁への接近が制限されて、ほぼ耐火レンガの内縁に沿う位置まで銑鉄に切り込みを入れて切断面を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法が適用される高炉の一例を示す概略側断面図である。
【図２】本発明に係る高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法による銑鉄の左右方向横向き切断状態の一例を示す炉底部の概略平面図である。
【図３】本発明に係る高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法による銑鉄の切断状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係る高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法による銑鉄の上下方向縦向き切断状態の一例を示す炉底部の概略側断面図である。
【図５】本発明に係る高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法において、炉底部を切断・分離することなく実施する場合の態様を示す高炉底部の概略側断面図である。
【図６】従来における切断面の形成例を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１には、高炉１全体の様子が示されている。高炉１の炉体２は周知のように、外側の鉄皮３と内側の耐火レンガ４で主に構成されている。
【００１７】
高炉１の炉底部１ａを改修する際には、炉体２内部に残留している銑鉄５を冷却・固化させた後、炉底部１ａよりも上方部分を支持材で支持した状態で、当該上方部分に対して炉底部１ａを切断・分離し、基礎部分６と共にこの炉底部１ａを移動して、高炉１の設置位置から外方へ引き出す。そして、引き出した炉底部１ａで、銑滓塊や混銑塊を除去して銑鉄５を露出させ、その後、銑鉄撤去作業を行う。
【００１８】
図２及び図３には、本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置により、銑鉄５に、左右方向横向きの切り込みを入れて切断面Ｃを形成する様子が示されている。炉体２内部の銑鉄５には、このような左右方向横向き及び上下方向縦向きの切り込みによって多数の切断面Ｃが形成される。これにより、銑鉄５は最終的には、多数のブロック状の銑鉄塊とされて、炉体２内部から炉体２外方へ撤去される。
【００１９】
銑鉄５には、炉体２を貫通して２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂが左右一対で削孔されると共に、これら２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂを相互に連通するために、炉体２を貫通して連結孔８が削孔される。これらワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ及び連結孔８は、削孔機によって、炉体２外方から銑鉄５内部へ向かって形成される。
【００２０】
２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂはともに、銑鉄５の上面５ａ（図１参照）からおおよそ同じ深さ位置に、ほぼ水平に横向きに削孔される。またこれらワイヤソー配索孔７ａ，７ｂは、ほぼ平行に並設される。連結孔８は、ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂと同じ深さ位置に、ほぼ水平に横向きに削孔される。また、連結孔８は、これら２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂを連通させるために、これらワイヤソー配索孔７ａ，７ｂと交差する方向、図示例にあってはほぼ直交する方向に形成される。
【００２１】
要するに、これら左右一対の２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ及び連結孔８は、一つの切断面Ｃの三辺をなすように削孔すればよい。
【００２２】
切断面Ｃを形成するためのワイヤソー９は、炉体２外方からいずれか一方のワイヤソー配索孔７ａに挿入され、このワイヤソー配索孔７ａから連結孔８を介して他方のワイヤソー配索孔７ｂに送り込んで挿入され、さらにこの他方のワイヤソー配索孔７ｂから炉体２外方へ引き出されて、ワイヤソー９の両端は炉体２外方に延出される。
【００２３】
ワイヤソー９は一般周知のように、ワイヤに切削ビットを配列したものである。またワイヤソー９は、ストレートのものであっても、両端を連結してループ状にしたものであっても良い。
【００２４】
炉体２外方には、ワイヤソー９が連結されてこれを駆動するワイヤソー駆動装置１０が設置される。ワイヤソー駆動装置１０は一般周知のように、ワイヤソー９を、これに炉体２外方へ向かうテンションを付与しつつ、２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ間で往復動するようになっている。
【００２５】
２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂにはそれぞれ、炉体２内部に位置させて、ワイヤソー９をワイヤソー駆動装置１０へ案内する固定シーブ１１が配置される。固定シーブ１１は、設置位置を調整可能とするために、ワイヤー配索孔７ａ，７ｂ内にスライド自在に挿入されるロッド１２の先端に設けられる。
【００２６】
詳細には、固定シーブ１１は、ワイヤソー駆動装置１０で移動されるワイヤソー９の炉体２への接近を制限して炉体２の耐火レンガ４に切り込みが入らないように、耐火レンガ４の内縁４ａ位置に位置決めして固定され、これにより、固定シーブ１１に掛けられたワイヤソー９は、炉体２に向かって耐火レンガ４の内縁４ａ位置まで移動可能となっている。
【００２７】
また、炉体２の鉄皮３には、固定シーブ１１とワイヤソー駆動装置１０との間でワイヤソー９を案内する補助シーブ１３が設けられる。
【００２８】
２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂの中間位置には、炉体２を貫通して銑鉄５内部に向かって通孔１４が削孔される。通孔１４は、連結孔８と連通するように形成される。通孔１４は具体的には、ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ及び連結孔８と同じ深さ位置に、ほぼ水平に横向きに削孔される。通孔１４は、ワイヤソー配索経路７ａ，７ｂに沿って形成される。
【００２９】
「ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂに沿って」とは、ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂと平行であっても、あるいはワイヤソー配索孔７ａ，７ｂの孔軸に対し傾斜していても良い。要するに通孔１４は、左右一対の２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ及び連結孔８の三辺で囲まれる切断面Ｃ内に削孔すればよい。
【００３０】
炉体２外方から通孔１４内部にわたって、当該通孔１４内でスライドされて、２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂに跨るワイヤソー９を炉体２外方へ向かって牽引する牽引手段１５が設けられる。
【００３１】
本実施形態では牽引手段１５は、通孔１４内にスライド自在に挿入されるスライドロッド１６と、スライドロッド１６の先端に設けられ、通孔１４内に挿入される移動シーブ１７と、スライドロッド１６をスライドさせる、例えばラックアンドピニオン機構などの駆動機構１８とから構成され、移動シーブ１７にワイヤソー９が掛けられる。
【００３２】
移動シーブ１７にワイヤソー９を掛ける場合には、ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ及び連結孔８にワイヤソー９を挿通した状態で、フック付きの棒材などを通孔１４から連結孔８まで差し入れてワイヤソー８を炉体２外方へ引き出し、ワイヤソー９を移動シーブ１７に掛けた後、ワイヤソー９をワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ側から引き出すとともにスライドロッド１６を通孔１４内へ挿入していけばよい。
【００３３】
また、ワイヤソー９によって銑鉄５に切り込みを入れる際、駆動機構１８でスライドロッド１６を炉体２外方へ向かって移動し、移動シーブ１７でワイヤソー９を牽引することで、２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ間のワイヤソー９部分が、炉体２の耐火レンガ内縁４ａに向かって接近するようになっている。
【００３４】
さらに、スライドロッド１６には、２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ間を切削するワイヤソー９へ向かって切削水を給水する給水管１９が設けられる。
【００３５】
ワイヤソー９を牽引するために形成される通孔１４は、２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ周辺の銑鉄５の硬・軟に応じて、硬質な側のワイヤソー配索孔側（図示例にあっては７ｂ側）に寄せて削孔される。銑鉄５には、冷却・固化の状況やクラックの有無などにより、硬質な部分と軟質な部分とがある。硬質な部分は軟質な部分よりも、切り込みによる切断に、より多くの負荷がかかる。
【００３６】
硬質な部分に対しては、牽引手段１５でワイヤソー９を牽引する力を切断作用に利用することが好ましい。このため、通孔１４は図示例にあっては、硬質な側のワイヤソー配索孔７ｂの側に寄せて形成される。
【００３７】
ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ周辺の銑鉄５の硬・軟の状況は、これらワイヤソー配索孔７ａ，７ｂを削孔した際に削孔機が要したトルクやスラストなどの負荷データから知得される。例えば、図３に示すように、通孔１４と一方のワイヤソー配索孔７ａとの間の距離をＬａとし、通孔１４と他方のワイヤソー配索孔７ｂとの間の距離をＬｂとし、一方のワイヤソー配索孔７ａの削孔に要した負荷をＴａとし、他方のワイヤソー配索孔７ｂの削孔に要した負荷をＴｂとすると、
Ｌａ×Ｔｂ＝Ｌｂ×Ｔａ
となるように、通孔１４の位置が比（Ｌａ／Ｌｂ；Ｌａ＋Ｌｂ＝一定値）として設定される。
【００３８】
銑鉄５の硬・軟を知得する負荷データとしては、連結孔８を削孔した際に、各ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ近傍において削孔機が要したトルクやスラスト等のデータを用いることもできる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る高炉における銑鉄切断方法について説明する。まず、炉体２を貫通させて、銑鉄５に、２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ、連結孔８及び通孔１４を削孔する。他方、炉体２外方にワイヤー駆動装置１０や牽引手段１５を設置する。ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂには、固定シーブ１１を配置するとともに、鉄皮３に補助シーブ１３を取り付ける。
【００４０】
次いで、ワイヤソー９を、連結孔８を介して２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂにわたり挿通するとともに、ワイヤソー駆動装置１０に連結する。通孔１４を介してワイヤソー９を連結孔８位置から炉体２外方へ引き出し、牽引手段１５の移動シーブ１７に掛け、再度ワイヤソー９を連結孔８内に納める。これにより、銑鉄５に切断面Ｃを形成する準備が完了する。
【００４１】
ワイヤソー駆動装置１０でワイヤソー９を駆動することで切断作業を開始する。この切断作業に際し、給水管１９から給水を行いつつ、駆動機構１８でスライドロッド１６を駆動し、ワイヤソー９が耐火レンガ内縁４ａに達するまで、移動シーブ１７で炉体２外方に向かって牽引する。
【００４２】
このように牽引手段１５でワイヤソー９を牽引することで、ワイヤソー９は、移動シーブ１７により耐火レンガ内縁４ａへ向かって接近していき、かつ固定シーブ１１で耐火レンガ内縁４ａへの接近が制限されて、ほぼ耐火レンガ４の内縁４ａに沿う位置まで銑鉄５に切り込みを入れて切断面Ｃを形成することができる。
【００４３】
以上説明した本実施形態に係る高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法にあっては、ワイヤソー９で切り込みを入れて切断面Ｃを形成する場合に、炉体２に損傷を生じさせることなくこれを保全できると共に、未切断部分が残らないように銑鉄５に切り込みを入れて切断することができる。これにより、銑鉄５を効率良くブロック状の銑鉄塊にすることができ、銑鉄５の撤去作業を円滑化することができる。
【００４４】
また、牽引手段１５でワイヤソー９を牽引する力を切断作用に利用することができ、牽引手段１５を備えない場合に比べて、切断作業の高効率化を図ることができる。
【００４５】
通孔１４を、２つのワイヤソー配索経路７ａ，７ｂ周辺の銑鉄５の硬・軟に応じて、硬質な側のワイヤソー配索経路７ｂの側に寄せて削孔するようにしたので、作業負荷が大きい硬質な部分の切断に、牽引手段１５による牽引力を利用することができ、この面からも切断作業の高効率化を図ることができる。
【００４６】
ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ周辺の銑鉄５の硬・軟の状況は、これらワイヤソー配索孔７ａ，７ｂや連結孔８を削孔した際に削孔機が要したトルクやスラストなどの負荷データから知得することができる。
【００４７】
牽引手段１５のスライドロッド１６に、２つのワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ間を切削するワイヤソー９へ向かって切削水を給水する給水管１９を設けたので、切断していく箇所全体に切削水を行き渡らせることができ、切削作業を円滑化することができる。
【００４８】
図４には、銑鉄５に、上下方向縦向きの切り込みを入れて切断面Ｃを形成する様子が示されている。図示例にあっては、銑鉄上面５ａの自由空間が、一方の上側ワイヤソー配索経路２０ａとして設定されていて、銑鉄５には、他方の下側ワイヤソー配索経路２０ｂとして、配索孔が削孔されている。このように、銑鉄５周囲の自由空間がワイヤソー配索経路として設定される場合もある。いずれのワイヤソー配索経路２０ａ，２０ｂも、炉体２をほぼ水平方向に貫通して形成される。
【００４９】
連結孔８は、炉体２を貫通することなく、銑鉄上面５ａから配索孔（２０ｂ）へ向かって上下方向縦向きに形成される。この連結孔８についても、切断面の形成箇所によっては、銑鉄５周囲の自由空間に、孔形態ではない連結経路として設定される場合がある。
【００５０】
上下方向縦向きの切断面Ｃを形成する場合にあっても、一対の２つのワイヤソー配索経路２０ａ，２０ｂ及び連結孔８は、一つの切断面Ｃの三辺をなすように設定すればよい。また、通孔１４は、上下一対の２つのワイヤソー配索経路２０ａ，２０ｂ及び連結孔８の三辺で囲まれる切断面Ｃ内に削孔すればよい。その他の構成及び手順は、図３に示した左右方向横向きの切り込みを入れて切断面Ｃを形成する場合と同様である。
【００５１】
上記実施形態にあっては、ワイヤソー配索孔７ａ，７ｂ、連結孔８及び通孔１４は、銑鉄５を貫通しない場合を例にとって説明したが、銑鉄５を貫通するものであってもよいことはもちろんである。
【００５２】
上記実施形態にあっては、炉底部１ａを切断・分離し移動した後で、作業を行うこととしているが、図５に示すように、炉底部１ａを切断・分離しなくても、高炉１外方に銑鉄切断装置を設備し、本切断方法を実施できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５３】
１  高炉
２  炉体
５  銑鉄
７ａ，７ｂ  ワイヤソー配索孔
８  連結孔
９  ワイヤソー
１０  ワイヤソー駆動装置
１１  固定シーブ
１４  通孔
１５  牽引手段
２０ａ，２０ｂ  ワイヤソー配索経路
Ｃ  切断面
【図１】
0005512300.tif 000002
【図２】
0005512300.tif 000003
【図３】
0005512300.tif 000004
【図４】
0005512300.tif 000005
【図５】
0005512300.tif 000006
【図６】
0005512300.tif 000007