(57)【要約】【課題】高炉の、羽口及び羽口冷却函を交換するために外した跡の地金の除去を容易にする。【解決手段】高炉羽口部地金除去装置は先端部に鉤状部を有するロッド２０と、ロッドの後部を支持しロッドを前後進させる前後進装置４０と、ロッド２０に打撃力を付与する打撃装置３０と、前後進装置４０及び打撃装置３０を載置した架台を上下、左右方向に移動させる移動装置６０と、これらを上架した台車７０とを備えた。【選択図】　　　　図１
2004099952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の羽口および羽口冷却函を取り替える際に炉内の地金を除去する地金除去装置であって、先端部に鉤状部を有するロッドと、該ロッドの後端部を支持しロッドを前後進させる前後進装置と、前記ロッドに打撃力を付与する打撃装置と、前記前後進装置及び打撃装置を搭載した架台を上下左右方向に移動させる移動装置と、これらを上架した台車とを備えたことを特徴とする高炉羽口部地金除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高炉羽口部地金除去装置に使用されるロッドであって、先端側の長さ５００〜６００ｍｍが軸線から６〜２０度の角度で折れ曲り形状を有すると共に、先端には中心線に直交する端面を持つ鉤を有することを特徴とするロッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の羽口及び羽口冷却函を取り替える際に、羽口及び羽口冷却函を取り去った後、羽口及び羽口冷却函の周囲の炉内に固着している地金を除去する高炉羽口部地金除去装置及びこの装置に用いるロッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉では炉内へ熱風を吹込むために羽口を設けている。この羽口部分は図５に示すように、高炉１００の炉体鉄皮１０１に設けた開口部に羽口フレーム１１３を設け、この羽口フレーム１１３に羽口冷却函１１２を内挿し、さらに羽口冷却函１１２の先端部に羽口１１１を内挿して構成されている。この羽口１１１の後端部に送風空気（熱風）を送給するブローパイプ１１４を押し付けて、羽口１１１の先端から炉内１０３へ熱風を吹込むという機能を有している。高炉１００の建設時の炉体構造では、通常、図５に示されるように、羽口冷却函１１２の周囲は鉄皮１０１の内面に積み上げられる耐火物１０２で囲まれており、羽口１１１はその先端から炉内１０３へ突き出す形となっている。
【０００３】
羽口に送給される熱風は熱風炉によって５００℃から１３００℃程度に昇温されている。熱風は熱風炉からの熱風管および送風支管を経て供給され、環状管１１９、上部ベンド１１８、伸縮継手１１７、球面短管１１６、下部ベンド１１５を通って、ブローパイプ１１４から吹き込まれる。これらの熱風の流通経路は鉄皮内面に耐火物をライニングした構造となっている。羽口１１１から炉内１０３へ吹込まれた熱風は、炉内１０３のコークスを燃焼させるため、羽口前（羽口の炉内側近傍）は２０００度を超える高温となっている。このような高温に耐える耐火物を羽口形状に加工することは困難であり、コスト的にも高価である。従って、通常、羽口１１１や羽口冷却函１１２は、銅製の水冷式部材で構成されている。
【０００４】
銅は融点が１０８０℃程度ではあるが、熱伝導率が高いため、高炉内の２０００℃を超える高温部からの熱輻射を受けても、羽口１１１の内部に流通される冷却水により溶損することはない。しかし、炉内１０３に滴下する溶融物が多量に直接接触する場合には、溶損を避けることはできず、その場合には、炉内１０３へ冷却水が漏出することになり、羽口１１１を交換する必要がある。羽口冷却函１１２は前記したように炉壁耐火物１０２に覆われているため、直接溶融物と接触する機会は少ないが、２０年を超えて連続操業される高炉操業にあっては、長時問の使用による炉壁耐火物１０２の損耗に伴い、溶融物と接触する可能性がある。また炉内コークスとの接触による摩耗現象が生じて、羽口冷却函１１２の交換も必要である。
【０００５】
羽口及び羽口冷却函を炉体から抜き出した跡は図４に示すように、抜き出した羽口及び羽口冷却函の周囲に溶融物が固着した地金８０が存在する。この地金８０は炉内の溶融スラグや溶銑が羽口及び羽口冷却函の周囲で冷却されて凝固したものであり、溶銑、スラグとコークス粉が混合したものである。
【０００６】
新規の羽口及び羽口冷却函を挿入、固定するためには、この地金８０を除去する必要がある。従来は、長さ５〜６ｍ程度（約８０ｋｇ）の金棒を打込んで破砕したり、酸素を鉄パイプを介して吹付けて地金８０を溶解させ、溶解物を掻き出すといった作業を行っていた。このような作業は炉内の赤熱コークスからの輻射熱を受けながらの高温作業であり、また直径１．５ｍ程度の羽口フレーム１１３の内部での狭所作業であって、人力を主体とする重労働であった。
【０００７】
こうした羽口部での地金除去作業の負荷軽減を目的として、先端に切削刃を有する回転棒を自走台車に搭載した地金除去用のかす取り装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
この技術は自走台車上にセットした円錐台形の切削刃取付部を有する回転棒を、羽口を抜き出した跡へ挿入し、この回転棒を回転させることによって切削刃により地金を切削することができる。
【０００９】
しかしながら、羽口先端部から羽口フレームのフランジ部までの距離は通常２ｍ前後あるため、この地金除去装置で使用する回転棒は長さが４〜５ｍ程度必要となり、回転棒へ回転を付与する回転駆動装置や回転棒を支持する軸受位置から切削刃先端までの距離は２．５〜３ｍ程度となる。このため、強固な地金を切削する切削刃に有効な回転トルクを与えるためには、回転棒の太さを太くする必要があり、このために回転棒の重量が過大となって、ハンドリングが不便になるという問題がある。
【００１０】
また、特に羽口冷却函を外した跡の地金は、羽口のみを取外した跡の地金に比べて大径である。従って、切削刃の取付径を羽口用の切削刃の取付径に対して、１．５倍程度に大きくする必要がある。このため、羽口用とは別個の回転棒を用意することが必要となる。そして、切削刃取付部の径が大きい分、回転棒に与える回転トルクをさらに大きくする必要がある。従って、現実には羽口冷却函を外した跡の地金除去には従来の地金除去用のかす取り装置を使用することができなかった。
【００１１】
【特許文献１】
実開平５−７４１号公報（第５−７頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高炉羽口部で、羽口及び羽口冷却函を交換するために外した後、地金を除去する時に、従来の高温、重筋作業を排除するとともに、短時間で地金を容易に除去すると共に、羽口及び羽口冷却函のいずれにも適用できる地金除去装置及びロッドを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高炉の羽口および羽口冷却函を取り替える際に炉内の地金を除去する地金除去装置であって、先端部に鉤状部を有するロッドと、該ロッドの後端部を支持しロッドを前後進させる前後進装置と、前記ロッドに打撃力を付与する打撃装置と、前記前後進装置及び打撃装置を搭載した架台を上下左右方向に移動させる移動装置と、これらを上架した台車とを備えたことを特徴とする高炉羽口部地金除去装置である。
【００１４】
上記本発明の装置に使用するロッドは、地金に作用する先端側の長さ５００〜６００ｍｍが軸線から６〜２０度の角度で折れ曲り形状を有すると共に、先端には中心線に直交する端面を持つ鉤を有することを特徴とするロッドである。折れ曲り角度が６度未満では、先端度偏重が少なく、２０度を越えると曲りすぎて使いにくい。最も適切なのは８〜１２度である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に実施例の高炉羽口部地金除去装置１０の側面図を示す。図２はその背面図である。
【００１６】
この高炉羽口部地金除去装置１０は、ロッド２０の尾端を打撃装置３０の取付部３１に取付け、ロッド２０及び打撃装置３０は前後進装置４０によって前後進駆動される。打撃装置及び前後進装置４０は架台上に搭載されている。この架台は昇降移動装置５０、左右移動装置６０によって上下、左右に移動することができる。これらの装置は全て台車７０上に載設されており、台車７０は車輪７１によって走行し、各羽口前の所定位置に固定される。
【００１７】
ロッド２０の後部にはロッド２０に打撃を与える打撃装置３０を設ける。打撃装置３０には公知のエアーハンマ、油圧ハンマ等を用いることができる。ロッド２０と打撃装置３０は台車上のベースに設けられたレールの上で前後進装置４０によりロッド２０の長手方向に移動することができる。前後進装置４０には油圧シリンダや電動モータ等を用いることができる。
【００１８】
上記の台車７０上には昇降移動装置５０、左右移動装置６０が設けられ、ロッド２０の高さ方向、および左右方向に移動可能であり、これにより、ロッド２０の先端を羽口開口部の中で上下左右に移動させ、除去したい地金の位置に作動位置を合わせることが容易となる。この昇降移動装置５０はパンタグラフ方式としてもよい、また、昇降移動装置５０、左右移動装置６０は油圧シリンダや電動モータ等を使用することができる。
【００１９】
これらの装置は図１、図２に示すように台車７０の上に載設されており、台車７０が床１２０（図５）上を移動することによって作業を行う羽口前へ容易に移動することができる。台車７０は電動モータ等により自走可能とすれば、容易に移動が可能であり、より好適である。また台車７０の車輪７１にストッパやクランプ等を設けておくと、地金除去作業中にロッド２０ヘ打撃を加える時等に、反力による台車７０の移動を抑止することができる。従って、打撃力を効果的に地金に伝えることができ、より好適である。
【００２０】
図３に、実施例のロッド２０の（ａ）平面図、（ｂ）側面図を示した。羽口、及び羽口冷却函を取り出した後の地金を打撃したり、あるいは地金の一部を引張って剥離させたりするために、ロッド２０の先端２４の端面は平面とし、また、鉤形状２３を有することが望ましい。
【００２１】
図４に示すように、地金８０は羽口、羽口冷却函が設けられていた周囲に存在するため、羽口等を抜いた開口部８１の周辺にある。したがって、ロッドを水平に差し入れて打撃、引張り等の操作をしようとするとロッドが開口部の周辺近傍を移動することになるが、この部分には炉外側に羽口等への冷却水を供給、排出する水配管や図５に示す伸縮継手１１７等の設備が密集しているため、ロッドを効果的に移動させることが困難な場合が多い。
【００２２】
そこで、本発明のロッド２０の好適な態様としては、図３に示すように先端２４からの距離２８が５００から６００ｍｍの長さの屈曲部２３を設け、ロッド後部の軸線２７から６〜２０度、さらに好ましくは８〜１２度の角度で曲げられていることが好ましい。これにより、ロッド２０を羽口開口部８１へ差し入れたり、打撃、引き抜き等の移動をさせる時に、ロッド後部２５を支持する駆動装置等が前記した羽口廻りの設備と干渉することがなくなる。屈曲部２２のロッド先端２４からの距離２８を５００ｍｍよりも短くすると、打撃、引き抜き等の操作を行ったときに、屈曲部２２に掛かる応力が大きくなり、ロッドが変形する可能性があり好ましくない。また、屈曲部２２がロッド先端から８００ｍｍを超えた位置に設けられたときは、ロッド２０の先端２４のロッドの軸線２７からの偏倚距離が大きくなるために、ロッド後部２５を支持して打撃、引張り等の操作をするときに、ロッド２０の横方向に作用する応力が大きくなり、ロッド２０の変形等の可能性が高くなり、好ましくない。
【００２３】
ロッド２０の先端２４はロッドの軸線２７に対してほぼ垂直の平面とする。これによりロッド２０の長手方向への打撃力を効果的に地金８０へ伝えることができる。ロッド２０の先端２４の端面が軸線２７に垂直の位置から５度を超える傾斜を有する場合には、打撃時にロッド先端２４が滑って外れる可能性が高くなるので不利である。
【００２４】
ロッド２０の先端部に鉤状部２３を設けることによって、鉤状部２３を地金８０に引っかけてロッド２０を後退させることにより地金８０を効果的に剥離することができる。
【００２５】
ロッド２０の長さは対象とする高炉の羽口周辺部における作業空間の大きさ等で適宜選ぶことができる。通常は炉体鉄皮から羽口先端部までの約２ｍ程度であるので、ロッド後部２５の支持等を考慮して２〜３ｍ程度となる。ロッド２０の本体２１の径、先端鉤状部２３の厚み等は除去する地金の強固度合い等により適宜選択できる。通常、本体部２１の径は７０〜１００ｍｍφ、鉤状部２３の厚みは５０〜８０ｍｍ程度が好適である。
【００２６】
ロッド２０は図１に示すように、支持装置により地金除去装置１０に固定され、支持される。この支持装置は油圧チャック等により締め付けて支持しても良いし、また図３に示すようにロッド２０の後部に穴２６を開けこれにピンを差込んで支持してもよい。支持装置全体をロッド２０の軸を中心に回転させる回転装置を設置することもできる。これにより、地金の状況に応じてロッド２０の先端の鉤状部２３の引掛け方を種々調整することが可能となる。
【００２７】
本発明の地金除去装置では、地金除去作業に加えて、羽口や羽口冷却函を炉体から抜き出すときに、ロッド先端の鉤状部を羽口等の先端に引掛けて前後進装置で引き抜くこともでき、また逆に新品の羽口等を羽口部へ挿入する場合にはロッド先端の平面を羽口等の背面に押し当てて打撃装置で打込むこともできる。さらに、羽口や羽口冷却函の穴にロッドを差し入れて保持することができるため、羽口、羽口冷却函を高炉炉体の羽口部から出し入れする運搬作業に用いることができる。従って、羽口や羽口冷却函の交換時作業において、羽口部近傍の狭い作業床での重筋作業の低減が可能となる。
【００２８】
【実施例】
炉内容積２５００ｍ３の高炉（羽口数３０本）の羽口冷却函の交換作業に本発明の地金除去装置を適用した。従来は羽口を外した時点から、羽口冷却函を外して地金を除去し、新規羽口冷却函を取付後に、新規羽口の取付を開始した時点までの、羽口冷却函脱着作業全体に係った人員と時間は８名で７時間３０分であったが、本発明の地金除去装置を用いて作業した結果、同じ作業を４名で３時間４０分で行うことができた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明の適用により、従来狭所での高熱重筋作業であった高炉の羽口部の地金の除去作業を羽口開口部外部からの機械による操作とすることができ、作業負荷の軽減を実現すると共に、作業に係る人員と時間の大幅な削減が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の側面図である。
【図２】実施例の背面図である。
【図３】実施例のロッドの（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。
【図４】地金の説明図である。
【図５】羽口の全体図である。
【符号の説明】
１０　　高炉羽口部地金除去装置
２０　　ロッド
２１　　本体部
２２　　屈曲部
２３　　先端鉤状部
２４　　先端
２５　　ロッド後部
２６　　穴
２７　　軸線
２８　　距離
３０　　打撃装置
４０　　前後進装置
５０　　昇降移動装置
６０　　左右移動装置
７０　　台車
７１　　車輪
８０　　地金
８１　　開口部
１００　　高炉
１０１　　鉄皮
１０２　　耐火物
１０３　　炉内
１１１　　羽口
１１２　　羽口冷却函
１１３　　羽口フレーム
１１４　　ブローパイプ
１１５　　下部ベンド
１１６　　球面短管
１１７　　伸縮継手
１１８　　上部ベンド
１１９　　環状管
１２０　　床
【図１】
2004099952.tif 000003
【図２】
2004099952.tif 000004
【図３】
2004099952.tif 000005
【図４】
2004099952.tif 000006
【図５】
2004099952.tif 000007