(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉体を、炉頂部から炉底部まで２個以上のリングブロックに分割して地組み場で構築し、炉頂部リングブロックから順次、高炉基礎に搬送し、
高炉基礎上で、炉頂部リングブロックを吊り上げ、第２段リングブロックを炉頂部リングブロックの直下に誘導したのち、炉頂部リングブロックを降下させて両リングブロックを接合し、ついで接合したリングブロックを吊り上げたのち、次段のリングブロックを吊り上げたリングブロックの直下に誘導し、同様にして順次接合するか、あるいは、
高炉基礎に搬送した各リングブロックを、炉頂部リングブロックから順次吊り上げ、炉底部リングブロックを搬送後、すぐ上段のリングブロックを降下させて炉底部リングブロックと接合し、ついでその上段のリングブロックを順次降下させつつ接合する
ことにより高炉を建設する高炉建設方法において、
最後に高炉基礎に搬送される炉底部リングブロックの構築に際し、前記炉底部リングブロックを、炉体冷却用ステーブ、炉底レンガおよび炉底冷却用配管を含めて高炉基礎と同じレベルの架構上、しかも炉底部リングブロックが完成した際の炉底部のたわみ量が15mm以下となる剛性を有する構造物で構成された架構上で構築して、前記架構を高炉基礎に搬送し、前記架構の上面に設けたレールと前記高炉基礎上のレールとを接続し、前記架構上の前記炉底部リングブロックを、前記架構上から前記高炉基礎上へ水平方向にスライドさせて上段のリングブロックの直下に誘導することにより、前記炉体冷却用ステーブ、炉底レンガおよび炉底冷却用配管を積み込んで完成させた前記炉底部リングブロックの吊り上げ作業を省略して、前記炉底部リングブロックにおける反りや歪、変形の発生を抑制することを特徴とする高炉建設方法。
【請求項２】
前記炉底部リングブロックの構築に際し、炉体鉄皮に、炉体冷却用ステーブおよび炉底冷却用配管を配置する段階までを高炉基礎より低いレベルの地組み場で行い、ついで炉底部リングブロックを高炉基礎と同じレベルの架構上に上架したのち、炉底レンガを積み込んで炉底部リングブロックを完成させることを特徴とする請求項１記載の高炉建設方法。
【請求項３】
前記炉底部リングブロックの構築に際し、炉底冷却用配管部分を含む下部炉底部リングブロックとその上の上部炉底部リングブロックとに少なくとも２分割して、高炉基礎より低いレベルの地組み場で構築し、炉体冷却用ステーブおよび炉底冷却用配管を配設したのち、分割した各炉底部リングブロックを接合し、ついで接合した炉底部リングブロックを高炉基礎と同じレベルの架構上に上架したのち、炉底レンガを積み込んで炉底部リングブロックを完成させることを特徴とする請求項１または２記載の高炉建設方法。
【請求項４】
前記炉底部リングブロックの単重が、2500ｔ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高炉建設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉建設方法に関し、特に高炉の建設工事の工期短縮および安全性向上を可能ならしめたものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉の改修に伴う建設あるいは新たな高炉の建設を行う際には、建設現場となる高炉基礎とは異なる場所に炉体を構築する作業場（いわゆる地組み場と呼ばれるものであり、以下単に地組み場という）を設置し、その地組み場で、高炉を炉頂部から炉底部まで２個以上のリング状のブロックいわゆるリングブロックに分割して製作する。この時、地組み場で耐火レンガやステーブ等の付設装備の施工を完了する。このようにして地組み場で製作した各リングブロックを、順次、高炉基礎へ搬送して高炉を建設する。
【０００３】
図１〜６は、高炉建設の手順の一例を示したものである。
まず、高炉の建設に当たっては、高炉炉体を複数個のリングブロックとして構築する。図１は、それらのリングブロックのうち、炉体の最上段に位置するリングブロックＡ（すなわち炉頂部リングブロック）を模式的に示したもので、地組み場１の置台２上でリングブロックＡが構築された例である。
【０００４】
完成後は、図２に示すように、吊換え装置３を地組み場に導入して、リングブロックＡ上に吊換え装置３を位置させる。３ａは、吊換え装置３を地組み場１まで移動させる吊換え装置移動用搬送台車である。また、４は、リングブロックＡを吊るリフトジャッキである。
【０００５】
次に、図３に示すように、吊換え装置３のリフトジャッキ４により、リングブロックＡをリフトアップし、リフトアップした空間に図中右方に示す炉体用輸送台車５を搬入する。この炉体用輸送台車５上には、積載レベル調整架構６が設けられており、７はレール、８は移動台である。なお、５ａは、荷重を分散させるパッキングビームを示している。
【０００６】
次に、図４に示すように、炉体用輸送台車５上にリングブロックＡが積載される。積載されたリングブロックＡは、図５に示すように、高炉基礎９に搬送され、高炉基礎９側のレール９ａと炉体用輸送台車５上のレール７とが接続され、水平移動で高炉基礎上に誘導される。
図６は、高炉基礎上での高炉炉体建設を示すもので、高炉基礎上に誘導されたリングブロックＡは、高炉炉体支持柱10に配設された昇降装置11ａを用いて吊り上げる。
ついで、図１〜５に示したのと同じ手順で、リングブロックＡの下段に位置することになる第２段リングブロックＢを、高炉基礎上に搬送し、第２段リングブロックＢを炉頂部リングブロックＡの直下に誘導する。
【０００７】
次に、リングブロックＡを降下させて、リングブロックＡと第２段リングブロックＢとを接合する。
さらに、リングブロックＡと第２段リングブロックＢを接合したリングブロック接合体を昇降装置11ａで吊り上げて、その下段に位置する第３段リングブロックＣをその直下に誘導したのち、リングブロック接合体を降下させ、リングブロック接合体と第３段リングブロックＣとを接合する。
【０００８】
上述のようにして、順次、上段に位置するリングブロック接合体を、昇降装置11ａさらに必要に応じて昇降装置11ｂ、11ｃ・・（図示は11ｂまでで、他は省略）で吊り上げて、下段に位置するリングブロック（以下、下段リングブロックという）をリングブロック接合体の直下に誘導したのち、リングブロック接合体を降下させ、リングブロック接合体と下段リングブロックを接合し、最後の下段リングブロックである炉底部リングブロックが高炉基礎上に誘導されたのち、リングブロック接合体を炉底部リングブロック上に降下、接合して高炉を建設する（図７参照）。
【０００９】
その他、接合の順序を変更して高炉を建設する方法もある。
すなわち、まず、リングブロックＡを炉体支持柱10に配設された昇降装置11ａを用いて吊り上げる。ついで、リングブロックＡの下段に位置する第２段リングブロックＢを、リングブロックＡの直下に誘導する。次に、第２段リングブロックＢを昇降装置11ｂで吊り上げる。さらに、下段に位置することになる第３段リングブロックＣをその直下に誘導したのち、第３段リングブロックＣを昇降装置11ｃで吊り上げる。この手順を順次繰り返して、最後の炉底部リングブロックを高炉基礎上に誘導した後、その上に上段のリングブロックを降下させて接合し、次にその上段のリングブロックを降下させて接合し、最後に炉頂部リングブロックＡを降下させて接合することにより高炉を建設する。
【００１０】
なお、図７では、高炉を５個のリングブロックに分割して建設した例を示したが、通常、３〜４個のリングブロック化が作業能率の点で好ましいとされている。
【００１１】
上記のようにして高炉を建設するに際し、工期の短縮を図るために、種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献１に開示された、高炉の短期改修・建設方法がそれである。この技術は、各リングブロックの真円度・剛性を高めて、運搬や吊り上げによる耐火レンガの割れや崩壊を抑止することによって、大リングブロック化を実現し、工期を短縮するものである。
実際、上記特許文献１に記載の高炉の短期改修・建設方法によれば、従来の改修・建設方法に比べて１／２〜２／３の工期で高炉の改修、建設が可能である。
なお、従来、炉底レンガ1500〜2500ｔは、炉体据え付け後、積んでおり、４〜６週間を要していた。炉体据え付けは、この炉底レンガ積み工程が最大の工程であった。
【特許文献１】特許第3165362号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
さて、高炉建設に際し、最も効率的な建設を考えた場合、リングブロック単重を増加させること、すなわち高炉炉体をリングブロックに分割する分割数を減少させることが、より短期間での高炉建設につながる。
このように分割数を減少させてリングブロックを大型化した場合、特に高炉の最下段に位置する炉底部リングブロックは、通常、羽口部を含む部分の上方から、あるいは羽口部の下方から、炉底レンガを含みさらには炉底冷却用配管をも含む高炉最下部までの範囲にわたるため、最も重量のかさむリングブロックとなる。
【００１３】
従来の工法では、ブロック単重は、通常1000〜2000ｔ程度であり、この程度のブロック単量であれば、特許文献１で述べられているように、炉底部リングブロックは、その底部に炉底板が設置されていることもあって、反りや歪の発生さらには真円度の劣化などのおそれは小さかった。
【００１４】
しかしながら、特に炉底部リングブロックは、近年の大型高炉ではその高さが少なくとも10〜15ｍあるいはそれ以上となるため、炉底レンガ1500〜2500ｔを事前に積むレンガ構築部分を含んだ場合には、2500〜4500ｔあるいはそれ以上の重量となる。
そのため、特許文献１の工法を用いた場合では、炉底レンガを支持する強度は炉底板にはなく、反りや歪の発生さらには真円度の劣化などが懸念され、また施工の安全性にも問題を残していて、吊り上げることができなかった。
【００１５】
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、高炉の改修・建設方法において、炉底部分に超重量となるリングブロックを採用した場合であっても、高炉の建設工事の工期短縮および安全性向上を可能ならしめ、特に炉底レンガ積み工程を大幅に短縮することができる新規な高炉建設方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）高炉炉体を、炉頂部から炉底部まで２個以上のリングブロックに分割して地組み場で構築し、炉頂部リングブロックから順次、高炉基礎に搬送し、
高炉基礎上で、炉頂部リングブロックを吊り上げ、第２段リングブロックを炉頂部リングブロックの直下に誘導したのち、炉頂部リングブロックを降下させて両リングブロックを接合し、ついで接合したリングブロックを吊り上げたのち、次段のリングブロックを吊り上げたリングブロックの直下に誘導し、同様にして順次接合するか、あるいは、
高炉基礎に搬送した各リングブロックを、炉頂部リングブロックから順次吊り上げ、炉底部リングブロックを搬送後、すぐ上段のリングブロックを降下させて炉底部リングブロックと接合し、ついでその上段のリングブロックを順次降下させつつ接合する
ことにより高炉を建設する高炉建設方法において、
最後に高炉基礎に搬送される炉底部リングブロックの構築に際し、前記炉底部リングブロックを、炉体冷却用ステーブ、炉底レンガおよび炉底冷却用配管を含めて高炉基礎と同じレベルの架構上、しかも炉底部リングブロックが完成した際の炉底部のたわみ量が15mm以下となる剛性を有する構造物で構成された架構上で構築して、前記架構を高炉基礎に搬送し、前記架構の上面に設けたレールと前記高炉基礎上のレールとを接続し、前記架構上の前記炉底部リングブロックを、前記架構上から前記高炉基礎上へ水平方向にスライドさせて上段のリングブロックの直下に誘導することにより、前記炉体冷却用ステーブ、炉底レンガおよび炉底冷却用配管を積み込んで完成させた前記炉底部リングブロックの吊り上げ作業を省略して、前記炉底部リングブロックにおける反りや歪、変形の発生を抑制することを特徴とする高炉建設方法。
【００１７】
これにより、超重量物となる炉底部リングブロックの吊換え作業を省略できるので、炉底部リングブロックに反りや歪、変形等を発生させることなく、リングブロック化による高炉建設が可能となる。
また、たわみ量を15mm以下に抑制することにより、炉底部ブロックの製作時や搬送時におけるレンガたわみに起因したレンガ亀裂発生を効果的に抑止することができる。
【００１８】
（２）前記炉底部リングブロックの構築に際し、炉体鉄皮に、炉体冷却用ステーブおよび炉底冷却用配管を配置する段階までを高炉基礎より低いレベルの地組み場で行い、ついで炉底部リングブロックを高炉基礎と同じレベルの架構上に上架したのち、炉底レンガを積み込んで炉底部リングブロックを完成させることを特徴とする上記（１）記載の高炉建設方法。
【００１９】
これにより、炉底部リングブロックの構築の際、施工上重量物となる炉体冷却用ステーブの設置、熟練作業を必要とする炉体冷却用ステーブと鉄皮間の不定形耐火物の充填作業、炉底冷却用配管施工、炉底冷却用配管回りの耐火物スタンプおよび不定形耐火物の充填作業などを、作業性が良く、また安全性の高い低いレベルの地組み場で実施することが可能となる。
【００２０】
（３）前記炉底部リングブロックの構築に際し、炉底冷却用配管部分を含む下部炉底部リングブロックとその上の上部炉底部リングブロックとに少なくとも２分割して、高炉基礎より低いレベルの地組み場で構築し、炉体冷却用ステーブおよび炉底冷却用配管を配設したのち、分割した各炉底部リングブロックを接合し、ついで接合した炉底部リングブロックを高炉基礎と同じレベルの架構上に上架したのち、炉底レンガを積み込んで炉底部リングブロックを完成させることを特徴とする上記（１）または（２）記載の高炉建設方法。
これにより、炉底部リングブロックの構築作業を、分割した各分割炉底部リングブロック毎に行うことができるので、作業性がよく、しかも安全な作業が可能となる。
【００２１】
（４）前記炉底部リングブロックの単重が、2500ｔ以上であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の高炉建設方法。
本発明では、上記のように炉底部リングブロックの単重が2500ｔ以上もの超重量の場合であっても、炉底部リングブロックに反りや歪、変形等を発生させることなく、リングブロック化による高炉建設が可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高炉炉体を、炉頂部から炉底部まで２個以上のリングブロックに分割して地組み場で構築し、ついで高炉基礎上で炉頂部リングブロックから吊り上げ、順次に次段のリングブロックを前段のリングブロックの直下に誘導し、各リングブロックを相互に接合させて高炉を建設する高炉の短期建設方法において、最終段となる炉底部リングブロックが超大型化した場合であっても、問題のない高炉建設が可能になる。
【００２４】
また、本発明によれば、従来、高炉炉内で昼夜兼行して行っていた炉底レンガ積み作業を、炉底部リングブロック側で予め実施できるため、事前の昼間作業にすることができ、安全性が向上するだけでなく、作業負荷が軽減される。そして、炉底部リングブロックをほぼ完成した構造に予め構築しておく場合には、2500〜4500ｔを超える超重量となるが、かような超重量化炉底部リングブロックであっても、施工した不定形耐火物、炉底れんが、内張りレンガに亀裂を発生させずに高炉建設を実現することができる。
【００２５】
かくして、本発明によれば、高炉の建設工事の工期短縮と共に、特に炉底部リングブロックの構築に際し、作業性および安全性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を具体的に説明する。
高炉炉体をリングブロック（以下単にブロックという）化して炉体構築を行う際の制約は、高炉基礎上でのブロック吊り上げ能力と、地組み場で構築されたブロックを炉体ブロック用輸送台車に乗せる際の吊換え装置の能力ならびに炉体ブロック用輸送台車によるブロック運搬時の歪・変形抑止技術である。
【００２７】
炉底部ブロック以外の炉体ブロックは、移動および高炉基礎上の吊り上げが必要であるため、各吊下装置（吊換え装置を含む）はその吊り上げ能力をブロック重量に応じて備える必要がある。
しかしながら、最終段となる炉底部ブロックは、最下段に位置するため、高炉基礎上での吊り上げは不要であり、このことを考慮した時、前記したような超重量に至る（超重量化したブロックとしたい）炉底部ブロックのブロック重量制約が吊換え装置能力にかかる場合、この吊換え装置能力を超重量に対応する能力とすることは不経済である。
【００２８】
また、一方で、炉底部ブロックを吊り上げる場合、従来、炉底部ブロックを除くブロックには変形防止のための補強処理を施し、炉底部ブロックについてはその底板が変形抑止の補強材となって歪や変形の発生を防止していた。
【００２９】
しかしながら、前述したように、2500ｔを超える大型、超重量化に至った場合、かかる超大型ブロックの吊換えを行うと、この吊換え装置に超重量に対応する能力を持たせ、吊換え時に吊点を複数点として荷重分散を図ったとしても、吊換え時にブロックを構成する鉄皮の反りや歪の発生が避けられず、その内部に予め施工している炉休冷却用ステーブや炉底レンガ、炉底冷却用配管、なかでも炉体鉄皮とステーブ間に充填施工されている不定形耐火物および炉底レンガの亀裂発生が懸念される。
【００３０】
なお、この部分に亀裂が発生した場合、高熱伝導性の炉底レンガやステーブと炉底冷却配管との間に断熱層が発生して、炉底レンガの冷却性能が低下し、高炉の寿命に最も重要な炉底寿命が損なわれるため、炉底部ブロック内に予め施工していた不定形耐火物、内張りレンガおよび炉底レンガの再施工が必要となり、かえって高炉建設日数が延長することになる。
【００３１】
この点、本発明では、炉底部ブロックは、高炉基礎と同じレベルの架構上で構築され、炉底部ブロック完成後、炉底部ブロックを積載している架構ごと炉体ブロック用輸送台車で高炉基礎まで搬送し、高炉基礎上を水平方向にスライドさせて前段ブロックの直下に誘導する。
このように、本発明では、炉底部ブロックは、炉体冷却用ステーブ、炉底レンガおよび炉底冷却用配管を含めて高炉基礎と同レベルの架構上で構築する、換言すると、底面をいわゆる面支持された状態で構築するため、ブロック単重が2500ｔを超える超重量物に至る炉底部ブロックとなっても、反り、歪の発生は極小に抑止することができる。従って、炉底部ブロックには、炉底レンガの施工に加え、内張りレンガの施工を加えても構わない。
【００３２】
また、本発明では、炉底部ブロックが超重量物になっても輸送上の問題は発生しない。
すなわち、公知文献（特開2000−282116号公報）に記載されているように、炉体ブロック用輸送台車は、上面が平坦な長方形の台車本体を備え、台車本体の下部には空気を充填したタイヤ式の車輪が多数配列されており、地面上を走行する。車軸上には油圧式の昇降シリンダが配設してあって台車本体が昇降自在であり、また各車輪は旋回レバーを調整することにより車輪の水平旋回が可能となるため走行方向の調整も制御自在である。このため、炉体用輸送台車には、前進後退移動を可能とする走行用駆動装置を備えた自走式のものと、駆動装置のない従動式のものを長手方向に連結して使用される。かような輪送台車は、ユニットドーリー等と呼称される台車であり、連結台数の選択により長さが調節できるだけでなく、並列して使用することにより幅の広いものにも対応可能であり、使用台数を増加させることによって輸送可能重量は自在に調整できる。
【００３３】
従って、超重量の炉底部ブロックとなっても、その輸送は、炉体ブロック用輸送台車の使用台数の調整で十分に可能であり、支障にならない。この高炉基礎とレベルを同じくする架構上で炉底部ブロックを構築し、炉底部ブロック完成後、炉底部ブロックを積載している架構ごと炉体ブロック用輸送台車にて高炉基礎まで搬送する。ついで、炉底部ブロックを、高炉基礎上を水平方向にスライドさせて前段ブロックの直下に誘導したのち、前段ブロックを降下させて接合する。
このように、本発明では、輸送台車による移動と、高炉基礎上でのスライド式移動によって建設が可能であるため、炉底部ブロックの吊り上げ作業を省略することができ、炉底部ブロックに反りや歪、変形などが発生するおそれがなくなる。
【００３４】
なお、炉底部ブロックを、高炉基礎上を水平方向にスライドさせて、前段ブロックの真下に誘導する方法は、他のブロックを誘導する場合と同様であり、図５に示したように、高炉基礎９の近傍まで輪送し、積荷レベル調整架構６の上面に設けたレール７と高炉基礎９上のレール９ａとを接続する。移動台８上に積載された炉体ブロックは、駆動シリンダ20の駆動により、矢印方向へレール７，９ａ上を水平に摺動移動する。この駆動シリンダ20は、例えば公知文献（特開2000−319709号公報）に開示されているように、取り付け位置が変更可能になっていて、炉体ブロック（この例では炉頂部ブロックＡ）の移動に追従して設置位置を少しずつ前進させつつ、炉頂部ブロックＡを押し進める。これにより、炉頂部ブロックＡがレール７上からレール９ａ上に徐々に移動し、最終的に高炉基礎９の中心部に誘導される。
【００３５】
また、本発明では、炉底部ブロックの構築に際し、炉体鉄皮に、炉体冷却用ステーブや炉底冷却用配管を配置する段階までは高炉基礎よりも低いレベルで行い、その後、高炉基礎と同じレベルに炉底部ブロックを上架し、高炉基礎と同じレベルの架構上にて、炉底部ブロックに炉底レンガを積み込むようにしても良い。
【００３６】
この方法は、炉底部ブロックの構築作業を、前半は、作業性、安全性を考慮して、高炉基礎よりも低いレベルで行う方法である。ここに、前半とは、単品でかなりの重量となる炉体冷却用ステーブや炉底冷却用配管の設置作業、炉底板の施工作業ならびに不定形耐火物の充填作業などをさす。そして、これら鋼構造物の施工および緻密な不定形耐火物の充填作業を完了させたのち、高炉基礎と積載レベルを同じにする架構上に炉底部ブロックを乗せ換え、その後構築重量がかさむ炉底レンガさらには内張りレンガを積み付ける。
【００３７】
上記した低いレベルでの作業として、一部炉底レンガの積み付けを含めてもかまわないが、この場合には、高炉基礎と積載レベルを同じにする架構上に炉底部ブロックを乗せ換える際に、鉄皮と炉体冷却用ステーブ間の間隙に充填施工された不定形耐火物、あるいは炉底冷却用配管回りに充填施工された不定形耐火物に亀裂が生じない限度内にブロック重量をおさめる必要がある。
【００３８】
また、作業性、安全性を考慮して、高炉基礎よりも低いレベルで作業を行う場合、炉底部ブロックを少なくとも２分割して、作業性および安全性の一層の向上を図ることもできる。
なお、この場合、上記したような鋼構造物の施工および不定形耐火物の充填作業が完了したのちは、架構への乗せ換えに先立ち、分割した各ブロックを接合する。
【００３９】
そして、高炉基礎と積載レベルを同じにする架構上への炉底部ブロックの乗せ換えは、地組み場の炉底部ブロックを、吊換え装置を移動させてリフトアップし、リプトアップした空間に高炉基礎と同じレベルの架構を差し込み、その上に上架することにより行う。また、吊換え装置が固定式の場合には、炉底部ブロックを炉体用輸送台車により吊換え装置まで移動させて、吊り上げ、高炉基礎と同じレベルとした架構を差し込み、その上に上架することにより行う。
【００４０】
炉底部ブロックに対する炉底レンガ施工は、上架した場所で、またレンガ積みなど最終作業を実施する場所へ架構を移動させたのち、該架構上で行えばよい。
また、炉底部部ブロックの鉄皮完成後、高炉基礎と積載レベルを同じにする架構上に炉底部鉄皮ブロックを上架して、該架構上でステーブの配設、不定形耐火物の充填施工、炉底レンガ施工を行って、炉底部ブロックを完成させるようにしてもかまわない。
【００４１】
なお、炉底部の直径を20ｍとして、炉底レンガとして使用されるカーボンレンガをその両端（20ｍ間隙）で支持する実験では、約81〜82mmのたわみが発生した。実際の高炉では、カーボンレンガ間に目地が存在するため、たわみは大きくなり、亀裂発生の可能性が大である。従って、架構上でかようなたわみが生じないように、炉底部ブロックの炉底板や炉底部ブロックを上架している架構で炉底レンガを支持できるようにする。具体的には、架構上で炉底部ブロックが完成した際、炉底部のたわみ量が15mm以下となる剛性を付与する必要がある。
というのは、たわみ量が15mmを超えると亀裂が生じる可能性があり、亀裂が生じた場合には、前記したように、高熱伝導性の炉底レンガやステーブと炉底冷却配管との間に断熱層が発生して、炉底レンガの冷却性能が低下し、高炉の寿命に最も重要な炉底寿命が損なわれるため、炉底部ブロック内に予め施工していた不定形耐火物や炉底レンガの再施工が必要となり、かえって高炉建設日数が延長することになるからである。より好ましくは、たわみ量は10mm以下とする。これにより、炉底部ブロックの製作、搬送時におけるレンガたわみに起因したレンガ亀裂発生を効果的に抑止することができる。
【実施例】
【００４２】
実施例１
本発明に従う炉底部ブロックの構築および高炉基礎への搬送の手順の一例を示す。
まず、図８に示すように、地組み場１の置台２上にて炉底部ブロックの鉄皮30を組み立てる。地組み場１では、鉄皮30の内面61および底部62にそれぞれステーブ、炉底冷却配管の施工（図８（ａ）参照）および変形防止のための炉底補強用の補強材33を施工した後、吊換え装置３によりリフトアップ（吊り上げ）を行う（図８（ｂ）参照）。ついで、リフトアップした空間に、図８（ｃ）に示すように、炉底部ブロック用のドーリ架構、すなわち高炉基礎と同じレベルとした架構35を、ドーリと呼称される炉体用輸送台車５で搬送し、この架構35上に炉底部ブロックを上架する。ついで、上架した炉底部ブロックを所定の場所まで搬送し、架構35を着地させたのち、架構35上で炉底レンガの積み込みなど炉底部ブロックの完成に至る残りの作業を行う（図８（ｄ）参照）。炉底部ブロック完成後、架構35の下部に炉体用輸送台車５を侵入させて架構35を持ち上げ（図８（ｅ）参照）、高炉基礎９まで搬送する。ついで、高炉基礎レベルと高さを同じにした架構35から高炉基礎上に炉底部ブロックは水平方向に移動され、高炉基礎上の高炉設置位置に搬送し、位置決めがなされる。
【００４３】
なお、炉底部ブロックは、完成すると2500〜4500ｔあるいはそれ以上の重量になるため、架構載置場所地盤は支持面の補強などを行う他、図９に示すように地盤沈下対策として、架構35の脚部35ａにジャッキ36等を介在させておき、定期的に架構35の水平レベルを測定し、沈下が生じた際には、ジャッキ36にて架構35の脚部高さを調整し水平レベルを維持する修正を行うことが好ましい。
【００４４】
また、炉底部ブロックに炉底レンガ施工を行うに当たり、炉底レンガが許容たわみ内に収まるように、炉底部ブロック完成時の変形を５mm以下とする強度の架構を設計し使用した。その結果、施工済みレンガに亀裂の発生などは生じなかった。そして、この場合には、炉底部ブロックに炉底レンガ施工を行わない場合に比べて、高炉改修の工期を10〜15日短縮することができた。
【００４５】
実施例２
この例は、炉底部ブロックの構築手順の一例を示すものである。
まず、図10（ａ）に示すように、地組み場にて炉底部ブロックの鉄皮30を組み立てる。この図において、炉底部ブロックの鉄皮30の側壁に設けられた31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄはそれぞれ作業用足場であり、32は炉底板、33は鉄皮30の変形防止のために設けられた補強材である。なお、鉄皮30の下段にも変形防止のために補強材34が組み込まれている。
そして、
（１）組み場で炉底部鉄皮を組み立て、炉底板施工により鉄皮30を完成させる。
ついで、作業用足場31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄを利用して、鉄皮30内で以下の作業を行う。
（２）炉底・炉側壁ステーブ設置・炉底冷却用配管配設。
（３）不定形耐火物充填・圧入作業（図10（ｂ）参照）。
【００４６】
ついで、図２と同様に、吊換え装置３を導入し、図３に示したように、炉底部ブロックの鉄皮30を吊り上げ、炉体用輸送台車５を進入させ、この炉体用輸送台車５上に鉄皮30を積載する。この炉体用輸送台車５上には、予め図11に番号35で示す高炉基礎と高さを同じにする架構が搭載されており、この架構35上に炉底部ブロックの鉄皮30を積載する。
具体的な手順は、以下のとおりである。
（４）炉底部ブロック吊換え装置の移動、吊換え用架構の移動。
（５）炉底部ブロックを吊換え装置によりリフトアップし、架構上に炉底部ブロックを載積する（必要に応じて、架構を高炉基礎に接近させた位置に移動させる。あるいは、地組み場を高炉基礎に接近させておく）。
ついで、高炉基礎近傍の所定位置に、炉体用輸送台車５にて移動させ、炉体用輸送台車５の下降操作で架構35を着地させ、以降この着地した架構35上に積載した状態で炉底部ブロックの鉄皮30に必要な内装を施す。
【００４７】
まず、図12に示すように、
（６）架構上の炉底部ブロックに天井37を施工する。また、この天井37には工事用クレーン38などを設置する。この処置は、作業を迅速化、安全化するためであり、必要に応じて各種機器の導入も可能である。
ついで、
（７）炉底れんが積み、内張りレンガ積みなど重量のかさむ工事を実施する。
（８）炉底部ブロックの完成後、天井を解体し撤去する。この天井の解体撤去は、高炉基礎部への搬送後でもかまわないが、炉体部ブロックの変形防止のため、鉄皮30の補強材33は施工したままとする。
【００４８】
ついで、
（９）高炉基礎に搬送する（架構の下に炉体用輸送台車を進入させその昇降操作により、架構底と地面の地切りを行い、架構のレベルを高炉基礎と同じレベルに調整したのち、移動させる）。
（10）高炉基礎上をスライドさせて設置位置に誘導する。
（11）炉底部ブロックの上位になる前段ブロックを降下させ、炉底部ブロック上に載置、接合する。
（12）他のブロックも順次降下させ、下段のブロック上に載置、接合する。
この例では、（１）〜（３）までの作業を低いレベルの地組み場で行うことができるため、作業の安全性を図ることができる。
【００４９】
また、炉底部ブロックが、超重量に至る工事は、（５）の架構上で行い、高炉基礎への移送は、この状態で搬送後、高炉基礎上をスライドさせることにより行うため、炉底部ブロックに歪や変形などの発生がなく、また予め施工した不定形耐火物、内張りレンガ、炉底レンガなどに亀裂が発生することもない。
【００５０】
実施例３
この例は、炉底部ブロックを炉底下層ブロックと炉底上層ブロックとに２分割し、それぞれ個別に地組み場で製作し、両者を接合して所定の炉底部ブロックとして組み上げる例である。
図13（ａ）は、炉底下層ブロックの模式断面図、また同図（ｂ）は、炉底下層ブロックと炉底上層ブロックを接合した場合の模式断面図である。
図中、Ｅで炉底部ブロック全体を、Ｅ1で最下層に位置する炉底下層ブロックを、Ｅ2で上位の炉底部ブロックである炉底上層ブロックを示す。
炉底下層ブロックＥ1 には、上底板45および下底板46を炉底板として設け、上底板45の上方に僅かに 300〜1500mm程度突出する鉄皮44ａと上底板45と下底板46との間に冷却配管47や耐火物48等を配設する。なお、49は高炉炉体を支持するアンカーボルトである。
【００５１】
この炉底部ブロックＥの炉底最下層ブロックＥ1 の高さｈは、１〜1.5ｍ程度であるため、作業者は地組み場で容易かつ安全に炉底下層ブロックＥ1 内に入ることができる。
従って、作業効率の向上および安全性の向上を達成できる。また、作業に用いる装置、工具および各種材料の搬入も容易に行えるので、作業負荷の大きい炉底下層ブロックＥ1 の作製期間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
一方、図13（ｂ）に示す炉底部ブロックＥのうち、炉底上層ブロックＥ2 部分は、他の地組み場で製作する。なお、この炉底上層ブロックＥ2 には、炉体冷却用ステーブなど予め炉内に取り込めるものを装備する。鉄皮44ｂ内には、炉体冷却用ステーブ41が予め施工され、また鉄皮44ｂと炉体冷却用ステーブ41との間には不定形耐火物42が予め充填施工される。なお、43は炉体冷却用ステーブ41の冷却配管である。
このように、炉底下層ブロックＥ1 と炉底上層ブロックＥ2 とを個別に製作したのち、図13（ｂ）に示すように、炉底下層ブロックＥ1 上に炉底上層ブロックＥ2 を組み合わせ、鉄皮44ａと鉄皮44ｂを接合して炉底部ブロックＥとする。
【００５３】
ついで、接合した炉底部ブロックＥを、実施例２で説明したように、図11に示すような架構35上に積載し、図12に示すように、炉底レンガ積みなどの内部施工を施す。
なお、炉底部ブロックが大型化し、分割ブロックの接合の際に十分な精度が出ないと予想される場合には、接合を行った後に、炉体冷却用ステーブの組み込みや不定形耐火物の充填施工を行っても構わない。
【００５４】
この例では、炉底部ブロックＥを分割して製作するため、作業負荷の大きい炉底部ブロックＥの製作に要する時間を効果的に短縮できるので、建設工事の工期短縮と同時に、建設費用の削減を達成できる。しかも、分割してそれぞれ製作するため、ブロック高さが低く、その結果、安全性の向上も達成できる。
【００５５】
実施例４
この例は、炉体部ブロックを分割する点では、実施例３と技術思想を同じくする。
この例では、図14（ａ）に示すように、炉底下層ブロックＥ1 に、地組み場で予め炉底レンガ50の一部を積み付けておく。上底板45および下底板46を炉底板として設け、上底板45の上方に僅かに300〜1500mm程度突出する鉄皮44ａと上底板45と下底板46との間に冷却配管47や耐火物48等を配設するのは、実施例３の場合と同様である。
但し、この例においては、炉底レンガの一部を積み付け等の施工範囲を、地組み場から架構35に乗せ換えを行うときに許容される重量範囲内におさめることが重要である。なお、この施工範囲は、強度計算によって許容できる反り、歪の値をもとに算出することができる。
【００５６】
そして、この炉底下層ブロックＥ1を、別の地組み場で製作された炉底上層ブロックＥ2と図14（ｂ）に示すように組み合わせ、鉄皮44ａと鉄皮44ｂを接合して一体物の炉底部ブロックＥとする。なお、鉄皮44ｂと炉底レンガ50との間隙51には、鉄皮44ａと44ｂを接合した後、不定形耐火物が充填施工する。
その後、架構築35上に乗せ換えを行い、残る工事範囲の作業を架構35上で行い、炉底部ブロックＥを完成させる。なお、鉄皮44ｂと炉底レンガ50との間隙51への不定形耐火物の充填施工は、炉底部ブロックＥを架構35上に積載した後に行っても構わない。
【００５７】
この例によれば、予め炉底レンガの一部を積み付けておけるため、この分の炉底レンガの積み付けに相当する期間だけ、高炉建設期間の短縮を図ることができる。
【００５８】
なお、これまで主に、炉体ブロックを５個のブロックに分割して高炉を建設する場合、また炉底部ブロックを２分割とした場合について説明したが、本発明は、これらの例に限られるものではなく、高炉炉体については２個以上のブロックに分割して建設する場合に適用でき、また炉底部ブロックについては分割数を３個以上としても構わず、炉体ブロックの個数および炉底部ブロックの分割数は必要に応じて適宜定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】炉頂部ブロックであるブロックＡを模式的に示した図である。
【図２】ブロックＡ上に吊換え装置を配置した状態を示した図である。
【図３】吊換え装置でブロックＡをリフトアップしたのち、リフトアップした空間に炉体用輸送台車を搬入する状態を示した図である。
【図４】炉体用輸送台車上にブロックＡを積載した状態を示した図である。
【図５】高炉基礎側のレールと炉体用輸送台車上のレールを接続して、ブロックＡを水平移動で高炉基礎上に搬送する状態を示した図である。
【図６】高炉基礎上での高炉炉体建設要領を示した図である。
【図７】高炉基礎上での高炉炉体建設時における、炉底部ブロックの搬送要領を示した図である。
【図８】実施例１に従う、地組み場での鉄皮組み立てから高炉基礎上の高炉設置位置までの炉底部ブロックの搬送要領を示した図である。
【図９】架構の脚部に設置したジャッキを示した図である。
【図１０】実施例２に従う、炉底部ブロックの鉄皮組み立て要領を示した図である。
【図１１】炉底部ブロックの鉄皮を高炉基礎と同じレベルの架構上に積載した状態を示した図である。
【図１２】架構上で炉底部ブロックを完成させる要領を示した図である。
【図１３】（ａ）は炉底下層ブロックの模式断面図、（ｂ）は炉底下層ブロックと炉底上層ブロックを接合した状態の模式断面図である。
【図１４】（ａ）は予め炉底レンガの一部を積み付けた炉底下層ブロックの模式断面図、（ｂ）はこの炉底下層ブロックと炉底上層ブロックを接合した状態の模式断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  地組み場
２  置台
３  吊換え装置                  ３ａ  吊換え装置移動用搬送台車
４  リフトジャッキ
５  炉体用輸送台車              ５ａ  パッキングビーム
６  積載レベル調整架構
７  レール
８  移動台
９  高炉基礎                    ９ａ  レール
10  高炉炉体支持柱
11ａ，11ｂ  昇降装置
20  駆動シリンダ
30  鉄皮
31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄ  作業用足場
32  炉底板
33，34  補強材
35  架構                        35ａ  架構の脚部
36  ジャッキ
37  天井
38  工事用クレーン
41  炉体冷却用ステーブ
42  不定形耐火物
43  冷却配管
44ａ，44ｂ  鉄皮
45  上底板
46  下底板
47  冷却配管
48  耐火物
49  アンカーボルト
50  炉底レンガ
51  鉄皮と炉底レンガとの間隙
61  鉄皮の内面
62  鉄皮の底部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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