(57)【要約】【課題】炉内ガス雰囲気に充分耐えられると共に、クーリングステーブ等の交換等、高炉炉体の補修を容易に行うことのできる高炉炉体補修装置及び方法を提供する。【解決手段】原料装入用の旋回シュート１を備えた高炉３に設けられて、高炉炉体のクーリングステーブ１１等の補修を行うための高炉炉体補修装置であって、旋回シュート１の回転中心近傍に設けられた第１ワイヤシーブ７と、旋回シュート１の先端部に設けられた第２ワイヤシーブ９と、これら第１，第２ワイヤシーブ７，９に掛け回されると共に、一端側にクーリングステーブ１１を吊り下げる吊下部を備え、他端側が炉外に設置されたウインチ１５に取り付けられたワイヤ１７と、を備えた。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料装入用の旋回シュートを備えた高炉に設けられて、高炉炉体の冷却装置交換等の補修を行うための高炉炉体補修装置であって、
旋回シュートの回転中心近傍に設けられた第１ワイヤシーブと、旋回シュートの先端部に設けられた第２ワイヤシーブと、これら第１，第２ワイヤシーブに掛け回されると共に、一端側に炉体冷却装置等の炉体補修用物を吊り下げる吊下部を備え、他端側が炉外に設置されたウインチに取り付けられたワイヤと、を備えたことを特徴とする高炉炉体補修装置。
【請求項２】
第１ワイヤシーブは全方位に自由に角度変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の高炉炉体補修装置。
【請求項３】
ワイヤが、炉頂部に設けられた垂直シュートを経由して配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の高炉炉体補修装置。
【請求項４】
旋回シュートに代えて、軽量化された旋回治具を取り付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高炉炉体補修装置。
【請求項５】
原料装入用の旋回シュートを備えた高炉における高炉炉体の冷却装置交換等の補修を行う高炉炉体補修方法であって、
ワイヤの一端を炉外に設置されたウインチに取り付け、該ワイヤを、旋回シュートの回転中心近傍に設けられた第１ワイヤシーブと、旋回シュートの先端部に設けられた第２ワイヤシーブに掛け回すワイヤ設置工程と、
ワイヤの先端に取り替え用の冷却装置等を吊り下げる吊下工程と、
旋回シュートを旋回させ、前記吊下工程で吊り下げられた冷却装置等が目的位置の上方にくるように位置調整する位置調整工程と、
ウインチを巻き下げて、前記冷却装置を目的位置まで吊り下ろす工程と、を備えたことを特徴とする高炉炉体補修方法。
【請求項６】
ワイヤ設置工程において、ワイヤを炉頂に設けられた垂直シュートを経由して配置するようにしたことを特徴とする請求項５記載の高炉炉体補修方法。
【請求項７】
旋回シュートに代えて、軽量化された旋回治具を取り付ける治具取付工程を備えたことを特徴とする請求項５又は６記載の高炉炉体補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
高炉休風時に、老朽化した高炉炉体冷却装置を交換等する高炉炉体補修装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉鉄皮を保護するために鉄皮の内側にはクーリングステーブ等の高炉炉体冷却装置が設置されている。このクーリングステーブは炉内装入物の降下による摩耗、炉内の熱負荷変動等によって長期間使用すると摩耗、亀裂が発生する。摩耗、亀裂が発生すると、その部分の鉄皮にホットスポットが生じ、変形や亀裂が生ずることがある。
そこで、炉体診断に基づいて損耗の激しいクーリングステーブの交換が行われている。
【０００３】
このクーリングステーブの交換方法としては、例えば炉頂に複数の昇降装置（ウィンチ）を仮設するとともに、鉄皮に複数の開口（ワイヤ通し孔）を設けてワイヤを炉内に通し、該ワイヤにクーリングステーブを吊り下げて交換するものがある（例えば、特許文献等１参照）。
【０００４】
しかし、この方法では、クーリングステーブの取り込みを行なうマンホールから、取替場所（方位）への炉内移動を複数のウィンチの吊り変えで行うこととなり、作業が煩雑である。
【０００５】
そこで、ウィンチの吊り変えをなくするものとして、原料装入用の分配シュートに代えて先端部にホイストを設けた旋回吊ビームを設け、該ホイストによってクーリングステーブを吊り下げるようにしたものがある（例えば、特許文献等２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６０−９８１０号公報
【特許文献２】
実公平６−８９８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実公平６−８９８９号公報のものでは、
（１）旋回吊ビームの先端に設けたホイストが高炉炉内のガス雰囲気（≒１００〜１５０℃）に曝され、ホイスト内の電気機器に熱的な障害が発生する可能性がある。
（２）また、ホイストの電源及び制御用のケーブルを炉外から配線することになるが、ケーブルの耐熱性が問題になる。
（３）さらに、ケーブルの存在によって旋回吊ビームの旋回範囲が限定されるという問題もある。
（４）またさらに、クーリングステーブの重量が２〜３ton／個であるため、ホイストの自重が０．５ton近いものとなり、旋回吊ビームにかかる荷重が大きくなり旋回吊ビームを強固なものにしなければならないという問題もある。
【０００８】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、炉内ガス雰囲気に充分耐えられると共に、クーリングステーブ等の交換等、高炉炉体の補修を容易に行うことのできる高炉炉体補修装置及び方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高炉炉体補修装置は、原料装入用の旋回シュートを備えた高炉に設けられて、高炉炉体の冷却装置交換等の補修を行うためのものであって、
旋回シュートの回転中心近傍に設けられた第１ワイヤシーブと、旋回シュートの先端部に設けられた第２ワイヤシーブと、これら第１，第２ワイヤシーブに掛け回されると共に、一端側に炉体冷却装置等の炉体補修用物を吊り下げる吊下部を備え、他端側が炉外に設置されたウインチに取り付けられたワイヤと、を備えたものである。
【００１０】
また、第１ワイヤシーブは全方位に自由に角度変更可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、ワイヤが、炉頂部に設けられた垂直シュートを経由して配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、旋回シュートに代えて、軽量化された旋回治具を取り付けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る高炉炉体補修方法は、原料装入用の旋回シュートを備えた高炉における高炉炉体の冷却装置交換等の補修を行う方法であって、
ワイヤの一端を炉外に設置されたウインチに取り付け、該ワイヤを、旋回シュートの回転中心近傍に設けられた第１ワイヤシーブと、旋回シュートの先端部に設けられた第２ワイヤシーブに掛け回すワイヤ設置工程と、ワイヤの先端に取り替え用の冷却装置等を吊り下げる吊下工程と、旋回シュートを旋回させ、前記吊下工程で吊り下げられた冷却装置等が目的位置の上方にくるように位置調整する位置調整工程と、ウインチを巻き下げて、前記冷却装置を目的位置まで吊り下ろす工程と、を備えたものである。
【００１４】
また、ワイヤ設置工程において、ワイヤを炉頂に設けられた垂直シュートを経由して配置するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、旋回シュートに代えて、軽量化された旋回治具を取り付ける治具取付工程を備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の一実施の形態の説明図であり、本実施形態の高炉炉体補修装置の要部を模式的に示したものである。
本実施の形態の高炉炉体補修装置は、原料装入用の旋回シュート１を備えた高炉３に設けられて、高炉炉体のクーリングステーブを交換するためのものである。具体的には、旋回減速機５に取り付けられた旋回シュート１の回転中心近傍に設けられた第１ワイヤシーブ７と、旋回シュート１の先端部に設けられた第２ワイヤシーブ９と、これら第１，第２ワイヤシーブ７，９に掛け回されて、一端側にクーリングステーブ１１を吊り下げる吊下部（図示なし）を備え、他端側が炉外に設置されたウインチ１５に取り付けられたワイヤ１７と、を備えている。
【００１７】
炉内側に配置されている旋回シュート１と炉外側に設置されているウィンチ１５との間にワイヤ１７が設けられるので、炉壁にはワイヤ貫通用の穴が設けられている。
また、上記構成において、旋回シュート１を回転させると、第１ワイヤシーブ７に掛け回されたワイヤ１７の角度（第１ワイヤシーブ７を挟むワイヤの角度）が変化する。このとき、第１ワイヤシーブ７が旋回シュート１の回転中心に配置されている場合は別として、回転中から少しでもずれていた場合には、第１ワイヤシーブ７の溝側壁にワイヤ１７からの力が作用することになり、溝側壁の割れ、ワイヤ１７の脱落等の不具合が発生する可能性がある。
そこで、第１ワイヤシーブ７の溝側壁にかかる力が作用しないようにするために、第１ワイヤシーブ７をユニバーサルジョイントを介して旋回シュート１に取り付け、全方位に自由に角度変更可能に構成した。
【００１８】
具体的には、図２に示すように、第１ワイヤシーブ７を旋回シュート１に取り付ける腕を、第１腕１９、第２腕２１を連結した構造とし、各腕がそれぞれ直交する方向へ回動できるように構成したものである。つまり、旋回シュート１に取り付けられた第１腕１９は紙面直交方向に回動でき、一端が第１腕１９の他端に取り付けられた第２腕２１は紙面左右方向に回動できる。
このようにすることで、旋回シュート１が回転したとき、あるいは俯仰したときにも、第１ワイヤシーブ７が追従するので、第１ワイヤシーブ７の溝側壁には力が作用しない。
【００１９】
なお、上記の例では第１ワイヤシーブ７を全方位自由に角度変更可能に構成する例として、ユニバーサルジョイントを用いる例を示した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、第１ワイヤシーブ７をロープ状のもので旋回シュート１に取り付けるようにしてもよい。もっとも、この場合には、第１ワイヤシーブ７を旋回シュート１に予め取り付けておくと、原料装入作業時に邪魔になる可能性があるので、クーリングステーブ交換作業開始時に取り付けるようにするのが好ましい。
【００２０】
次に、上記のように構成された本実施の形態の装置を用いてクーリングステーブを交換する方法を説明する。
クーリングステーブの取り替えの前準備として、炉内装入物を減尺して損傷したクーリングステーブを露出させた状態で休風する。この状態で、装置の組立、設置を行う。
【００２１】
まず、旋回シュート１に第１ワイヤシーブ７、第２ワイヤシーブを取り付ける。もっとも、これら第１、第２ワイヤシーブ７，９は原料装入に支障をきたさない位置に取付るのであれば、予め取り付けておいてもよい。
【００２２】
その後、ワイヤ１７の一端を炉外に設置したウィンチ１５に取り付け、他端側を炉壁に設けたワイヤ挿通穴を介して炉内に挿通する。そして、第１、第２ワイヤシーブ７，９に巻き掛ける。
この状態で、取替用のクーリングステーブを、炉頂デッキまで運搬し、炉頂のマンホール２２から炉内に搬入して、ワイヤ１７の先端部に取り付ける。
ワイヤ１７先端部に取替用クーリングステーブを取り付けた旋回シュート１を、旋回減速機５の旋回動作によって旋回させ、取り替え位置の真上で停止させる。
次に、ウィンチ１５を作動させてワイヤ１７を巻き下げ、所定の位置まで取替用クーリングステーブを下降させる。
【００２３】
取替用クーリングステーブが所定位置まで下降すると、炉体点検用のデッキにいる作業者が引き寄せ棒を鉄皮の開口部から挿入して、吊り下げられている取替用クーリングステーブを鉄皮側に引き寄せ、所定位置に取り付ける。
【００２４】
以上のように、本実施の形態によれば、旋回シュート１を利用しているので、クーリングステーブを取り替えたい位置に移動でき、引き寄せの作業を簡略化できる。
旋回シュート１には、旋回動作に加えて俯仰動作の機能もあるので、この俯仰機能を利用すれば取替用クーリングステーブを鉄皮のかなり近くまで近づけることが可能であり、水平引込量を最小化できる。
【００２５】
また、ワイヤ１７を巻き下げ、巻き上げするウィンチ１５を炉外に設置したことから、ウィンチ１５を動作させるための電気機器等を炉外に配置できる。したがって、耐熱等の配慮が不要となり、機器を単純にでき、コスト低減できる。
なお、ウィンチ１５を炉外に配置したことから旋回シュート１の旋回に伴い第１ワイヤシーブ７からワイヤ１７が外れることが懸念されるが、第１ワイヤシーブ７を全方位自由に角度変更可能に構成したので、この心配もない。
【００２６】
なお、上記の説明では、クーリングステーブの交換について述べたが、クーリングステーブの交換以外に、例えば炉壁耐火物の交換なども同様に行うことができる。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２の説明図であり、図１と同一部分には同一の符号を付してある。
本実施の形態においては、実施の形態１における旋回シュート１に代えて、クーリングステーブ取り替え用の旋回治具２３を用いるというものである。
【００２８】
旋回治具２３は、図４に示すように、その本体部を骨組み構造として軽量化を図るとともに、その全長を旋回シュート１よりも長くして、クーリングステーブの取り替えに最も適する長さとしたものである。
もっとも、旋回シュート１に代えて旋回減速機５に取り付けるものであるから、旋回減速機５との係合部は旋回シュート１と同様の構造になっている。
【００２９】
軽量化の必要性とその利点について説明する。
旋回シュート１は原料が通過するので、一定の強度が必要であると共に、原料通過に伴う摩耗に耐えられるようにその内面に耐摩耗のライナーが設置されている。このため、旋回シュート自体の重量が６．５ｔｏｎにもなる。このため、原料装入時においても、旋回シュート１と旋回減速機５との係合部には大きなモーメントが発生する。たとえば、旋回シュート１の長さを４ｍとすれば、図５に示すように、原料を２．５ｔｏｎとすれば、１７ｔｏｎ−ｍになる。
【００３０】
この旋回シュート１を利用してクーリングステーブを吊り下げるとすると、例えば、クーリングステーブの重量を３ｔｏｎとすれば、図６に示すように、旋回シュート１と旋回減速機５との係合部には２５ｔｏｎ−ｍのモーメントが発生することになる。このため、実施の形態１では説明しなかったが、この負荷に耐えうるように、若干の補強が必要になる。
【００３１】
そこで、本実施の形態においては、旋回シュート１に代えて、軽量化を図った骨組み構造の旋回治具２３を用いたものである。
例えば、旋回治具２３の重量を２ｔｏｎとすれば、クーリングステーブを吊り下げたときでも、旋回シュート１と旋回減速機５との係合部に発生するモーメントは、図７に示すように、１６ｔｏｎ−ｍとなる。この程度であれば、旋回シュート１で原料装入するときのモーメント１７ｔｏｎ−ｍよりも小さくなり、係合部への負担も軽減できる。もっとも、実際には旋回治具２３の長さを旋回シュート１よりも若干長めに設定するので、上記モーメントは若干大きくなるが、充分に許容範囲内におさまる。
【００３２】
また、旋回治具２３を用いることで、旋回シュート１を利用する場合よりもクーリングステーブの取り替え作業をより効率化できる。その理由を以下に述べる。
旋回シュート１は、本来原料装入のための装置であることからその長さが原料装入に最適となるように、炉内半径よりも約１ｍ程度短く設定されている。そのため、旋回シュート１の先端にクーリングステーブを吊り下げると、旋回シュート１の長さが若干短いために、炉壁からクーリングステーブまでの距離が離れる。そこで、旋回治具２３の長さを可能な限り長く設定することで、クーリングステーブを吊り下げたときに炉壁近くに配置できる。このようにすることで、炉壁からの引き寄せの作業を容易にできる。
【００３３】
実施の形態３．
図８は本発明の他の実施の形態の説明図であり、図１と同一部分には同一の符号を付してある。
本実施の形態においては、ワイヤ１７を、原料装入用の垂直シュート２５及び垂直シュート点検用マンホール２７を経由して配置したものである。
【００３４】
ワイヤ配置を図８のようにすることで、（１）旋回シュート１を３６０°の範囲全域で旋回できる、（２）旋回シュート１と旋回減速機５との係合部の負荷を軽減できる、という効果を奏することができる。以下、詳細に説明する。
（１）旋回シュート１の旋回について
図１に示した実施の形態１においては、ウィンチ１５を炉壁近傍に配置したため、ウィンチ１５の設置場所によっては、第１ワイヤシーブ７とウィンチ１５間のワイヤ１７が旋回シュート動作範囲を通る場合があり、この場合には旋回シュート１を３６０°の範囲全域で旋回することができない。
そこで、図８に示すように、ワイヤ１７を、原料装入用の垂直シュート２５及び垂直シュート点検用マンホール２７を経由して配置することで、ワイヤ１７が旋回シュート１１の動作範囲を外れ、旋回シュート１を３６０°の範囲で旋回できるようになる。
【００３５】
（２）旋回シュート１と旋回減速機との係合部の負荷軽減について
図９（ａ）は旋回シュート１の平面図を、図９（ｂ）は旋回シュート１の側面図を示している。旋回シュート１と旋回減速機５との係合部１ａは、図９（ａ）（ｂ）に示すように、平板の板幅方向で荷重を支持するよう設計されている。したがって、この係合部１ａは上下方向の荷重に対しては強いが、水平方向の荷重に対しては板厚のみで抵抗することになるので弱い。そのため、実施形態１のような位置にウィンチ１５を配置した場合には、水平力が作用することになるため、何らかの補強が必要になる。
そこで、図８に示すように、ワイヤ１７を、原料装入用の垂直シュート２５及び垂直シュート点検用マンホール２７を経由して配置することで、係合部に水平方向の力が作用しないようにし、係合部に作用する負荷を軽減して、係合部の補強を不要としたものである。
【００３６】
なお、上記の例では、ワイヤ１７を、原料装入用の垂直シュート２５及び垂直シュート点検用マンホール２７を経由して配置するものを示した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、少なくとも垂直シュート２５を経由するものであればよい。この場合には、ワイヤ１７を、垂直シュート２５を経由した後、ホッパ２８の下方に設けられた原料ゲート２６から水平方向に屈曲させるようにすればよい。
【００３７】
また、上記の例では、旋回シュート１を用いた例をしめしたが、旋回シュート１に代えて図４に示した旋回治具２３を用いてもよいことは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、旋回シュートにワイヤを掛け回し、該ワイヤを炉外に設置したウィンチで巻き上げ、巻き下げすることで、炉体補修用物を炉壁の所定位置に搬入するようにしたので、確実かつ簡単に所定位置への搬入ができ、高炉炉体の補修を容易に行うことのできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態の第２ワイヤシーブの説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態の第２ワイヤシーブの説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  旋回シュート
３  高炉
５  旋回減速機
７  第１ワイヤシーブ
９  第２ワイヤシーブ
１５  ウインチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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