(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直前まで稼働していた高温の熱風炉に接続され、鉄皮及び該鉄皮の内面に内張りされた内張耐火物を備えた高温の熱風本管の切断方法であって、
前記熱風炉の上部レンガの熱間温度を維持しながら、前記鉄皮の全周を所定の幅で切断した後、切断された前記鉄皮の内側の前記内張耐火物の露出面に、無端で回転可能に形成されたワイヤーソーを前記熱風本管の軸方向に直交する方向に押圧して引っ張りながら、しかも前記ワイヤーソーを冷却しながら前記内張耐火物を切断することを特徴とする熱風炉流用時の熱風本管の切断方法。
【請求項２】
請求項１記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、前記ワイヤーソーの駆動プーリーを牽引台車に搭載し、該牽引台車を浮き上がり防止可能な台車ガイドに沿って牽引手段により引っ張ることを特徴とする熱風炉流用時の熱風本管の切断方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、前記鉄皮の切断はアークカッター又はガス切断機により行うことを特徴とする熱風炉流用時の熱風本管の切断方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、前記ワイヤーソーを散水により冷却することを特徴とする熱風炉流用時の熱風本管の切断方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、すべての操作を遠隔により行うことを特徴とする熱風炉流用時の熱風本管の切断方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、前記ワイヤーソーの切刃にはダイヤモンドが装着されていることを特徴とする熱風炉流用時の熱風本管の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改修高炉の火入れに合わせ、直前まで稼働中の他の高炉用の熱風炉及び熱風本管を部分流用する際、既設の熱風本管を切断して新設の熱風本管に切替え接続するために行う熱風炉流用時の熱風本管の切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１を参照して示すように、改修された高炉１０の火入れに合わせ、直前まで稼働中の高炉１１用の４基の熱風炉１２及び熱風本管１３を部分流用する高炉改修工事においては、稼働中であった既設の熱風本管の一部である切断短管１４（図中斜線で示す）を途中切断し、ルート替え済みの新設の熱風本管１５に接合短管１６（エルボ）を介して接合する切替工事を行う必要がある。即ち、流用する熱風本管１３の切断短管１４の両端部の鉄皮を切断し、鉄皮の内面に内張りされた内張耐火物（キャスタブル、断熱レンガ及び耐火レンガ）を熱間で短時間に効率よく切断し、新設の接合短管１６を熱風本管１５に溶接接続した後、築炉工事を行う必要がある。
この熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、流用する熱風炉１２に使用している熱風炉上部レンガ（珪石レンガ）の温度変態による材質劣化防止のため、熱風炉上部レンガが８００℃以上の熱間で短期間（一例として、切替工事期間は約１０日間、既設の熱風本管１３の切断短管１４の切断、及び新設の熱風本管１５への接合短管１６の接合期間は４日間）に行う必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
鉄皮の切断後の内張耐火物を一挙に切断する方法はなく、手動コールピックハンマー等による煉瓦解体方法で行っているので、上記の短期間の工程に全く適合できず、しかも高温下での解体作業のため危険な作業となるので、実施が不可能であった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、短期間でルート変更工事と熱風炉上部レンガの維持対策（築炉工事業者で実施する熱風本管切断部の空気侵入防止対策や追い焚き燃焼作業等）の実施により、熱風炉上部レンガの熱間温度を維持することにより、既設の熱風本管の切断が短期間にでき、これによって、切替工事期間の短縮が可能となる熱風炉流用時の熱風本管の切断方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法は、直前まで稼働していた高温の熱風炉に接続され、鉄皮及び該鉄皮の内面に内張りされた内張耐火物を備えた高温の熱風本管の切断方法であって、
前記熱風炉の上部レンガの熱間温度を維持しながら、前記鉄皮の全周を所定の幅で切断した後、切断された前記鉄皮の内側の前記内張耐火物の露出面に、無端で回転可能に形成されたワイヤーソーを前記熱風本管の軸方向に直交する方向に押圧して引っ張りながら、しかも前記ワイヤーソーを冷却しながら前記内張耐火物を切断する。これによって、鉄皮と内張耐火物の切断を別個に行い、しかも、ワイヤーソーを冷却しながら高温の内張耐火物を切断することができる。なお、ワイヤーソーにより鉄皮を切断する場合、ワイヤーソーが鉄皮表面を滑るので、切断が困難であり、従って、切断が容易な別の切断方法で行う。
本発明に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、ワイヤーソーの駆動プーリーを牽引台車に搭載し、牽引台車を浮き上がり防止可能な台車ガイドに沿って牽引手段により引っ張ることもできる。これによって、ワイヤーソーに内張耐火物を切断するために必要なテンション（張力）を確実に付与することができ、かつ切断方向を一定にできる。
【０００６】
本発明に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、鉄皮の切断はアークカッター又はガス切断機により行うこともできる。これによって、鉄皮の切断を短時間で、かつ充分な切断精度で行うことができる。
本発明に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、ワイヤーソーを散水により冷却することもできる。これによって、冷却のためのランニングコスト及び設備費が低減される。
本発明に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、すべての操作を遠隔により行うこともできる。これによって、高温の作業環境から作業者の安全を確保することができる。
本発明に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法において、ワイヤーソーの切刃にはダイヤモンドを装着することもできる。これによって、内張耐火物の切断性が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法を説明する全体配置図、図２は同熱風炉流用時の熱風本管の切断方法における鉄皮の切断状態を示す説明図、図３は同熱風炉流用時の熱風本管の切断方法における内張耐火物の切断要領を示す説明図である。
【０００８】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法に用いる耐火物切断装置２０は、改修された高炉１０の火入れに合わせ、直前まで稼働していた他の高炉１１用の高温の熱風炉１２（実施の形態においては４基）に接続された高温の熱風本管１３の一部である切断短管１４（図１で斜線で示す部分）を切断して、高炉１０用の新設された熱風本管１５に接合短管１６（エルボ）を介して接続するために使用する装置である。なお、高炉１０、１１の炉腹部近傍にはそれぞれ、熱風本管１５、１３に接続された熱風環状管１７、１８が配置されている。以下、これらについて詳しく説明する。なお、熱風本管１３又は切断短管１４の軸方向をＹ方向、Ｙ方向に直交する方向をＸ方向、高さ方向をＺ方向と定義する。
【０００９】
図２及び図３に示すように、熱風本管１３は、鉄皮２１及び鉄皮２１の内面２２に内張りされた内張耐火物２３を備えており、稼働直後の高温（例えば、熱風炉上部レンガの温度が８００℃以上）の４基の熱風炉１２に熱風炉出口管２４を介して接続されている。内張耐火物２３は、鉄皮２１側から順に、キャスタブル、断熱レンガ及び耐火レンガが積層されて構成されている。
図１及び図２に示すように、熱風本管１３の切断短管１４の両端部の切断部位ａ、ｂは、耐火物切断装置２０を使用する前に、鉄皮切断手段の一例であるアークカッターにより鉄皮２１の全周を所定の幅Ｗで切断しておく。なお、熱風本管１５及び接合短管１６の構造も熱風本管１３と同様の構造である。
切断短管１４を含む熱風本管１３は、図３に示すように、架台１９上に所定の間隔を開けて配置された複数の管台１９ａに取付けられている。熱風本管１５及び接合短管１６も、熱風本管１３と同様、架台１９上に所定の間隔を開けて配置された複数の管台に取付けられている。
【００１０】
図１〜図３に示すように、耐火物切断装置２０は、切断された鉄皮２１の内側の内張耐火物２３（温度は８００〜９００℃）の露出面２５に巻回された無端のワイヤーソー２６と、ワイヤーソー２６を回転駆動する駆動プーリー２７と、駆動プーリー２７を搭載した牽引台車２８と、牽引台車２８を熱風本管１３の軸方向２９に直交する方向に押圧しながら引っ張って移動可能な牽引手段の一例であるチェーンブロック３０とを有している。
【００１１】
ワイヤーソー２６は、切刃にはダイヤモンドが装着されており、チェーンソーの構造と同様、リンク及びリンクピンによる連結構造である。高温の内張耐火物２３を切断するため、ワイヤーソー２６は非常に高温になるので、牽引台車２８上にはワイヤーソー２６に散水してワイヤーソー２６を冷却する散水手段（図示せず）が搭載されている。
牽引台車２８上には、駆動プーリー２７を回転する減速機付電動機３１が設けられている。牽引台車２８は、台車本体の前後（Ｘ）、左右（Ｙ）方向に４つの車輪（図示せず）が設けられており、４つの車輪は浮き上がり防止可能で、架台１９上に着脱可能に設けられた台車ガイド３２によりガイドされてＸ方向に進退可能に構成されている。
【００１２】
次いで、本発明の一実施の形態に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法を用いた施工手順について、図を参照しながら説明する。
（１）図１に示すように、新設する熱風本管１５及び接合短管１６、切断短管１４の重量及びこの吊り上げ手段（例えば、天井クレーン）の容量、耐火物切断装置２０の設置場所及び切断ストローク等を考慮して、既設の熱風本管１３の切断管端１４の位置及びサイズ（切断部位ａ、ｂ）を決定する。
（２）図１及び図３に示すように、まず、切断部位ａに合わせて台車ガイド３２を架台１９上に固定し、台車ガイド３２に牽引台車２８をセットし、さらに、牽引台車２８にチェーンブロック３０を連結する。
（３）図２に示すように、切断部位ａ、ｂにおいて、切断幅Ｗ（１００ｍｍ）の罫書き線をマーキングする。
【００１３】
（４）図２に示すように、切断部位ａ、ｂにおいて、切断による熱風本管１３の変形を防止するため、１点鎖線で示すコ字状の仮受治具３３を、計４箇所仮溶接する。
（５）図２に示すように、アークカッターを用いて、鉄皮２１の切断幅Ｗの部分を切断する。
（６）図３に示すように、リンクピンを脱着して無端のワイヤーソー２６を鉄皮２１の内面２２に内張りされた内張耐火物２３の露出面２５及び駆動プーリー２７に巻回する。
【００１４】
（７）減速機付電動機３１を駆動して駆動プーリー２７を介してワイヤーソー２６を回転させながら、散水手段によりワイヤーソー２６に散水してワイヤーソー２６を冷却すると共に、チェーンブロック３０を引張操作して、ワイヤーソー２６に一定の張力を付加しながら、徐々に切断部位ａの内張耐火物２３を切断する。
（８）次いで、切断部位ｂについて、上記（２）、（５）〜（７）と同様に行い、徐々に切断部位ｂの内張耐火物２３を切断する。
（９）吊り上げ手段により切断短管１４を搬送、撤去する。
（１０）切断部位ａの熱風本管１３側の切り口をグラインダーにより手入れを行い、接合短管１６を介して、熱風本管１５と熱風炉１２側の熱風本管１３との鉄皮の溶接をする。
（１１）接合短管１６の内張耐火物２３の施工を行う。
【００１５】
前記実施の形態においては、ワイヤーソー２６の切刃にはダイヤモンドを装着したものが、ベストと考えられるが、これに限定されず、その他の材質のものであっても構わない。
耐火物切断装置２０の操作方法及び操作位置については、説明しなかったが、必要に応じて、すべての操作を作業者が遠隔により行うように構成することもできる。
散水手段を牽引台車２８に設けたが、これに限定されず、作業者が水ホースを手で持って、ワイヤーソー２６に散水することもできる。ワイヤーソーの冷却を散水により行ったが、これに限定されず、状況に応じて、その他の冷却媒体（液体、気体を含む）により冷却することもできる。
鉄皮切断手段としてアークカッターを用いたが、これに限定されず、その他の方法（例えば、ガス切断法）を用いることもできる。
【００１６】
鉄皮２１の切断の幅Ｗは、ワイヤーソー２６のサイズや材質、熱風本管径、本管板厚等を考慮して決定される。
ワイヤーソー２６を牽引台車２８及び台車ガイド３２を介して、略水平方向に引っ張ったが、これに限定されず、状況に応じて、例えば、垂直又は斜め方向に引っ張ることもできる。
牽引手段としてチェーンブロック３０を用いたが、これに限定されず、油圧又は電動シリンダー等を使用することもできる。
耐火物切断装置２０を１台使用して切断部位ａ、ｂを２回に分けて切断したが、これに限定されず、耐火物切断装置２０を２台使用して切断部位ａ、ｂを同時に又は別々に切断することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１〜６記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、鉄皮と内張耐火物の切断を別個に行い、しかも、ワイヤーソーを冷却しながら高温の内張耐火物を切断することができるので、熱間で内張耐火物を精度良く、かつ短時間で切断でき、これによって、切替工事期間の短縮が可能となる。
特に、請求項２記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、ワイヤーソーに内張耐火物を切断するために必要な張力を確実に付与することができ、かつ切断方向を一定にできるので、切断精度が向上し、かつ切断時間が短縮される。
【００１８】
請求項３記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、鉄皮の切断を短時間で、かつ充分な切断精度で行うことができるので、全体の切替工事期間の短縮が図られる。
請求項４記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、冷却のためのランニングコスト及び設備費が低減されるので、経済的である。
請求項５記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、高温の作業環境から作業者の安全を確保することができるので、安全性が向上する。
請求項６記載の熱風炉流用時の熱風本管の切断方法においては、内張耐火物の切断性が向上するので、熱間で内張耐火物を精度良く、かつ短時間で切断でき、これによって、切替工事期間をさらに短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る熱風炉流用時の熱風本管の切断方法を説明する全体配置図である。
【図２】同熱風炉流用時の熱風本管の切断方法における鉄皮の切断状態を示す説明図である。
【図３】同熱風炉流用時の熱風本管の切断方法における内張耐火物の切断要領を示す説明図である。
【符号の説明】
１０、１１：高炉、１２：熱風炉、１３：熱風本管、１４：切断短管、１５：熱風本管、１６：接合短管（エルボ）、１７、１８：熱風環状管、１９：架台、１９ａ：管台、２０：耐火物切断装置、２１：鉄皮、２２：内面、２３：内張耐火物、２４：熱風炉出口管、２５：露出面、２６：ワイヤーソー、２７：駆動プーリー、２８：牽引台車、２９：軸方向、３０：チェーンブロック（牽引手段）、３１：減速機付電動機、３２：台車ガイド、３３：仮受治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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