(57)【要約】【課題】高炉稼動後の調整を必要とせず、炉体鉄皮にも歪を与えない、長期間安定した、高炉炉頂ガス抜き管部の上昇管構造および高炉炉体の膨張吸収方法を提供する。【解決手段】鉱石等の溶解に用いられる高炉の排ガスを排出する高炉炉体の上昇管構造であって、該上昇管は、前記高炉の炉頂部より斜め上方に延びる上昇管下部と、該上昇管下部に連結する上昇管中間部と、該上昇管中間部に連結する上昇管上部とにより構成されており、かつ、該上昇管下部に３個の伸縮管を配設したことを特徴とする高炉炉体の上昇管構造および高炉炉体の膨張吸収方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱石等の溶解に用いられる高炉からの排ガスを排出する高炉炉体の上昇管構造であって、該上昇管は、前記高炉の炉頂部より斜め上方に延びる上昇管下部と、該上昇管下部に連結する上昇管中間部と、該上昇管中間部に連結する上昇管上部とにより構成されており、かつ、該上昇管下部に３個の伸縮管を配設したことを特徴とする高炉炉体の上昇管構造。
【請求項２】
前記伸縮管の両端フランジより該伸縮管の厚み方向に、複数の連結プレートを重なるように配設し、該連結プレートの重なり部を連結ピンにて軸止したことを特徴とする請求項１に記載の高炉炉体の上昇管構造。
【請求項３】
鉱石等の溶解に用いられる高炉からの排ガスを排出する高炉炉体の膨張吸収方法であって、前記高炉の炉頂部より斜め上方に延びる上昇管下部と、該上昇管下部に連結する上昇管中間部と、該上昇管中間部に連結する上昇管上部とにより構成される上昇管と、前記上昇管下部に配設される３個の伸縮管とにより、前記高炉炉体の膨張を吸収することを特徴とする高炉炉体膨張の吸収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉炉体の上昇管構造および高炉炉体の膨張吸収方法に関する。
具体的には、鉱石等の溶解に用いられる高炉の排ガスを排出する高炉炉体の熱膨張を吸収する上昇管構造および高炉炉体の熱膨張の吸収方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉炉体の稼動後の熱膨張量は、炉壁の冷却方法によって差はあるものの、通常、５０ｍｍから１００ｍｍ程度であり、従来から、この高炉炉体の熱膨張を吸収する種種の方法が提案されている。
例えば、特公平２−１１６４８号公報には、炉に固定された炉頂ガス上昇管の下端部に、１つの上昇管について１個ずつ合計２個の伸縮管を設け、炉頂ガス抜き管と連結した構造が開示されている。
この従来技術によれば、炉頂ガス抜き管の鉄皮側は高炉鉄皮の熱膨張による上方向の変位を生じるが、炉頂ガス抜き管の上昇管側の伸縮管部には炉頂ガスの圧力による押し下げ力を受けて、下方に下がろうとする。そのため、伸縮管の周りに複数のテンションロッドを配備して、過度の変形を防止する必要があった。
【０００３】
また、特開平９−１３１１２号公報には、垂直部の上昇管にシール板の一端を固着し、他端を下部ベローズに接続配置する一方、下部上昇管に外筒を設け、該外筒上端部に上記シール板との係合部を設けるとともに、外筒とシール板を係合部で接続摺動自在に構成したものが開示されている。
図４は、従来の高炉炉体の上昇管構造を示す図である。
図４において、炉本体２に、上昇管下部５が直接接続され、さらに、エビ曲げ管４および伸縮管１を介して上昇管中間部３に接続されており、伸縮管１の周囲には過度の変形を防止するためのテンションロッド１２が設けられている。
【０００４】
しかし、これらの従来技術には次のような問題点があった。
１）過度の変形を防止するテンションロッドの長さは高炉稼動後、鉄皮の熱膨張変位が安定した後に調整する作業が必要になる。
２）高炉が休風する際には鉄皮の熱膨張変位は少し小さくなり、テンションロッドの長さを再調整しないと炉頂ガス抜き管の付け根部に歪を生じる。実際にはこの様なこまめな作業はなされておらず、この歪が、鉄皮の裏側の耐火物が脱落する原因となる。
３）高炉頂部鉄皮の裏側の耐火物が脱落すると、やがて鉄皮の熱変形を招き、その上に設置されている装入装置の芯ずれを生じて装置をいためるのみならず、操業の支障となる。
４）構造的にも、炉頂ガス抜き管の鉄皮側の上方向変位を吸収するには炉頂ガス抜き管の上昇管側の伸縮管部は外側に変位するしかなく、この際、円周に配置されたテンションロッドには均等な張力が作用しなくなって、テンションロッドが曲がったり、フランジ部の変形を生じたりすることもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来の問題点を解決し、高炉稼動後の調整を必要とせず、炉体鉄皮にも歪を与えない、長期間安定した、高炉炉頂ガス抜き管部の上昇管構造および高炉炉体の膨張吸収方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）鉱石等の溶解に用いられる高炉からの排ガスを排出する高炉炉体の上昇管構造であって、該上昇管は、前記高炉の炉頂部より斜め上方に延びる上昇管下部と、該上昇管下部に連結する上昇管中間部と、該上昇管中間部に連結する上昇管上部とにより構成されており、かつ、該上昇管下部に３個の伸縮管を配設したことを特徴とする高炉炉体の上昇管構造。
【０００７】
（２）前記伸縮管の両端フランジより該伸縮管の厚み方向に、複数の連結プレートを重なるように配設し、該連結プレートの重なり部を連結ピンにて軸止したことを特徴とする（１）に記載の高炉炉体の上昇管構造。
（３）鉱石等の溶解に用いられる高炉からの排ガスを排出する高炉炉体の膨張吸収方法であって、前記高炉の炉頂部より斜め上方に延びる上昇管下部と、該上昇管下部に連結する上昇管中間部と、該上昇管中間部に連結する上昇管上部とにより構成される上昇管と、前記上昇管下部に配設される３個の伸縮管とにより、前記高炉炉体の膨張を吸収することを特徴とする高炉炉体膨張の吸収方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明における炉頂ガス抜き管部での熱膨張を吸収する高炉炉体の上昇管構造を示す図である。
図１において、炉本体２には、伸縮管１ａを介して上昇管下部５が接続されており、さらに、エビ曲げ管４の前後にも伸縮管１ｂ、１ｃが設置されており、１つの上昇管について合計３個の伸縮管を介して、上昇管中間部３、上昇管上部６、および上昇管集合部７に接続されている。
【０００９】
図２は、図１の伸縮管が配置されている箇所の詳細図である。
図２において、３個のピン接合付き伸縮管１ａ，　１ｂ，　１ｃは炉頂ガス抜き管部に設置され、炉本体２と炉頂ガス上昇管３を接続する構成をなす。ピン接合付きの伸縮管１ａは、炉本体鉄皮の近傍に設置され、ピン接合付きの伸縮管１ｃは、炉頂ガス上昇管の下端部に設置され、ピン接合付き伸縮管１ｂは、エビ曲げ管４の下部に設置される。各ピン接合付きの伸縮管は、蛇腹端面の角変位は許容できるが、軸方向変位や、軸直角変位はできない構造である。
【００１０】
高炉本体２が熱膨張すると、伸縮管１ａのピンＡは、炉体鉄皮と共に５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度上方に変位するとともにその蛇腹に僅かな角変位を許容する。　伸縮管１ｃのピンＣの位置は不変であるが、その蛇腹に僅かな角変位を許容する。伸縮管１ｂのピンＢの位置は、ピンＡを回転中心とする半径Ｒ１の円弧とピンＣを回転中心とする半径Ｒ２の円弧の下方交点になる。ここでＲ１はピンＡとピンＢの距離、Ｒ２はピンＢとピンＣの距離である。エビ曲げ管４には炉頂ガスの圧力による押し下げ力が掛るため、変形後のＢ点は、２つ円弧の交点のうち、下方の交点となる。図２中の二点鎖線は炉体膨張後の状態を示す。
【００１１】
なお、各伸縮管の蛇腹部の内面には、高温の炉頂ガスが原料粉とともに通過することに対する保護対策を施すことが好ましい。
図３は、図２のＡ−Ａ矢視図であり、本発明に用いる伸縮管の詳細図である。図３において、伸縮管１の両端フランジ１１から伸縮管の厚み方向に、それぞれ２数の連結プレート８，９が重なるように配設し、該連結プレートの重なり部を連結ピン１０にて軸止しすることにより、蛇腹端面の角変位を許容する構造となっている。
伸縮管をこのような構造とすることにより、伸縮管の過度の変形を防止しながら、炉炉体の複雑な熱膨張を吸収することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、高炉の稼動後の調整を必要とせず、炉体鉄皮にも歪を与えない、長期間安定した、高炉炉頂ガス抜き管部の上昇管構造および高炉炉体の膨張吸収方法を提供することができ、具体的には以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
１）稼動後の炉体熱膨張変位は３つのピン接合付き伸縮管の角変位で吸収されるため、炉体熱膨張に伴うテンションロッドの調整が不要である。
２）高炉休風時に炉体が僅かに収縮しても上記と同じく、テンションロッドの調整が不要である。
【００１３】
３）炉頂ガス抜き管から鉄皮に歪を与えることがなく、鉄皮裏面の耐火物の脱落を招かず、高炉鉄皮の安定稼動に寄与する。
４）操業の支障となる装入装置の芯ずれを生じることがなく、長期間の安定操業を支えることができる。
５）炉頂ガス上昇管を炉で支持する部分の固定構造が簡潔になり、設備の軽量化とスペースの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における炉頂ガス抜き管部での熱膨張を吸収する高炉炉体の上昇管構造を示す図である。
【図２】図２は、本発明を適用した上昇管下部の詳細図
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図であり、本発明に用いる伸縮管の詳細図である。
【図４】従来の高炉炉体の上昇管構造を示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ：伸縮管、
２　：炉本体、
３　：上昇管中間部、
４　：エビ曲げ管、
５　：上昇管下部、
６　：上昇管上部、
７　：上昇管集合部、
８　：連結プレート、
９　：連結プレート、
１０：連結ピン、
１１：フランジ、
１２：テンションロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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