(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の改修を行う際に、炉底に残留する固化した残銑を分割した残銑ブロックとして炉外へ引き出して撤去する残銑の撤去方法において、
分割した残銑ブロックを引き出す部分の鉄皮を除去し、
残銑下の炉底耐火物にワイヤーソーを挿通する残銑下貫通孔を穿孔し、
残銑下貫通孔にワイヤーソーを挿通し、このワイヤーソーをさらに残銑の外周に巻きつけ、
ワイヤーソーを走行させて残銑と炉底耐火物を垂直方向に切断して複数の残銑ブロックに分割し、
残銑ブロックを炉外へ引き出すことを特徴とする残銑の撤去方法。
【請求項２】
残銑ブロックの引き出し方向に平行の分割線、または引き出し方向に末広がりの分割線に沿って残銑と炉底耐火物を垂直方向に切断して複数のブロックに分割することを特徴とする請求項１記載の残銑の撤去方法。
【請求項３】
任意の複数の分割線を複数のワイヤーソーで並行して切断することを特徴とする請求項２記載の残銑の撤去方法。
【請求項４】
ワイヤーソーを挿通する残銑下貫通孔を残銑ブロックの引き出し方向と直交する方向に穿孔し、
残銑ブロックの引き出し方向と直交する方向の分割線に沿って残銑と炉底耐火物を垂直方向に切断して二つの残銑ブロックに分割することを特徴とする請求項１記載の残銑の撤去方法。
【請求項５】
残銑を切断する際に、ワイヤーソーが走行する経路に冷却流体を連続的に供給してワイヤーソーを冷却しながら切断することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の残銑の撤去方法。
【請求項６】
残銑ブロックを炉外へ引き出すに際し、引き出す残銑ブロックの底面と同じレベルに残銑ブロックの搬出用台車又は残銑ブロックの搬出用架台の上面レベルを合わせて残銑ブロックの横に設置し、
残銑ブロックに水平力を与えて残銑ブロックと残留する炉底耐火物間に滑りを生じさせて残銑ブロックを水平方向に横移動させて引き出して残銑ブロックの搬出用台車又は残銑ブロックの搬出用架台上に積載することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の残銑の撤去方法。
【請求項７】
残銑ブロックを炉外へ引き出すに際し、
残銑ブロックをジャッキアップし、
残銑ブロックと残留する炉底耐火物の間に形成された空間に残銑ブロックを積載する移動装置を残銑ブロックの下部に配置し、
残銑ブロックをジャッキダウンして移動装置上に積載し、
残銑ブロックを積載した移動装置を水平移動させて残銑ブロックを炉外へ引き出すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の残銑の撤去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
高炉の改修を行う際に、炉底に残留する、冷却により固化した残銑を短期間で且つ安全に撤去することができる残銑の撤去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉の改修を行う場合に、高温溶融状態となっている炉内内容物へ注水することにより内容物を冷却固化させる。この固化された内容物は炉底部に残留する。内容物のうち比重の高い残銑が炉底に残留し一体化されており、その重量は３００トンから２０００トンに及ぶ。この炉底に残留する残銑の撤去は、高炉本体を解体する上で不可欠な工程であり、高炉の改修を行う場合のクリティカルパスとなる。この残銑撤去が予定通り進まずに改修工期の遅延を引き起こした例は過去に多くあり、極めて難度の高い作業である。
【０００３】
残銑は比重が大きく且つ硬度が高いため、短時間で小割する方法として、従来から発破による破砕手段が最も適していると考えられ、現在まで長年に亘り発破による残銑解体が行われている。従って、高炉改修における残銑撤去工法で開発された技術は、発破で残銑を効率的に破砕し撤去する手段であり、またそれに関わる技術、並びにその機械化である（特許文献１参照）。
【０００４】
図６ａは従来の発破による残銑撤去方法のイメージ図、図６ｂは発破による残銑小割りの一例を示す平面図である。高炉の外周を囲む鉄皮４の内周面に耐火煉瓦が内張され、炉底に耐火煉瓦が積層されて炉底耐火物２が形成されている。
【０００５】
高炉改修の際には、冷却により固化した残銑１を撤去するために、炉底部の鉄皮の対面方向に２箇所を開口して高さ４ｍ×幅４ｍ程度の鉄皮開口部５を形成して残銑１を露出させる。露出させた残銑１に残銑穿孔機１５のドリルによりで発破用穴を穿孔する。発破用孔の深度は１．５ｍ程度である。この発破用穴に爆薬を装填し、発破させて小割りする。小割りされた残銑１をブルドドーザーショベルなどの重機１６を使用して掻き出すことにより搬出する。以上の作業により残銑外周部の鉄皮開口位置から順次炉の中心方向へと進んで図６ｂに示す数字（１）から順に小割りを繰り返して撤去を行う。
【特許文献１】特開２０００−２５６７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の発破による残銑の撤去作業は、１回の発破による残銑解体による炉心方向への掘進量は、残銑外周から１．５ｍ程度であり、残銑中心に到達するためには、残銑中心までの距離に応じた回数の発破を行わなければならない。また炉心方向へ進むにつれて切り羽の面積が広くなることから、切り羽全面を１．５ｍの距離を掘進させるためには、多くの発破用孔の穿孔と発破回数が必要となる。このため、残銑量に左右されるが、残銑撤去完了まで極めて長い時間を要しており、過去の実績で例えれば、３００トンの残銑を発破で小割りして撤去する場合、約７日間を必要とし、また、１５００トンの残銑の場合、約１４日間を要していた。
【０００７】
また、発破による残銑の撤去方法は、危険を伴うものであるから、万全の安全対策が必要となる。また、残銑を発破で小割り破砕する場合、発破時の爆風や残銑小片の飛散などで周辺設備の損傷が生じるため、損傷設備の補修が必要となつていた。この周辺設備の損傷防止のため、小割りした残銑搬出用の鉄皮開口部は、飛散防止養生用の仮設設備を設置するなど、安全対策設備に多くの費用を投じている。
【０００８】
通常撤去するマンテルを残銑周囲に配置することで、飛散防止用の防護壁として活用しているが、マンテルを流用する場合は発破によるマンテルの損傷防止の防護壁を施す必要があり、膨大な養生費用を投じていた。
【０００９】
また、発破作業による周辺作業者の安全を確保するために、発破作業時間帯は周辺作業を一時的に中断させ、作業者を退避させるなど、周辺作業の時間的ロスを余儀なくされていた。例えば、発破作業による周辺作業の作業者の退避開始は、発破実施の１時間前から開始し、発破完了後の火薬不発確認などの安全であることが確認されるまでの２時間程度であり、例えば２０回の発破を行う場合は、発破毎に退避が繰り返されるため、周辺作業のロス時間は４０時間程度となっている。
【００１０】
そこで、本発明は、高炉の改修を行う際に、ワイヤーソーを使用して炉底に残留する固化した残銑を短期間で且つ安全に撤去することができる残銑の撤去方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の残銑の撤去方法は、高炉の改修を行う際に、炉底に残留する固化した残銑を分割した残銑ブロックとして炉外へ引き出して撤去する残銑の撤去方法において、分割した残銑ブロックを引き出す部分の鉄皮を除去し、残銑下の炉底耐火物にワイヤーソーを挿通する残銑下貫通孔を穿孔し、残銑下貫通孔にワイヤーソーを挿通し、ワイヤーソーを残銑の外周に巻きつけ、ワイヤーソーを走行させて残銑と炉底耐火物を垂直方向に切断して複数の残銑ブロックに分割し、残銑ブロックを炉外へ引き出すことを特徴とする。
【００１２】
残銑の切断は、残銑ブロックの引き出し方向に平行の分割線、または引き出し方向に末広がりの分割線に沿って残銑と炉底耐火物を垂直方向に切断して複数のブロックに分割したり、あるいは、ワイヤーソーを挿通する残銑下貫通孔を残銑ブロックの引き出し方向と直交する方向に穿孔し、残銑ブロックの引き出し方向と直交する方向の分割線に沿って残銑と炉底耐火物を垂直方向に切断して二つの残銑ブロックに分割したりすることができる。また、任意の複数の分割線を複数のワイヤーソーで並行して切断してもよい。さらに、残銑を切断する際に、ワイヤーソーが走行する経路に冷却流体を連続的に供給してワイヤーソーを冷却しながら切断してもよい。
【００１３】
また、残銑ブロックを炉外へ引き出すに際し、引き出す残銑ブロックの底面と同じレベルに残銑ブロックの搬出用台車又は残銑ブロックの搬出用架台の上面レベルを合わせて残銑ブロックの横に設置し、残銑ブロックに水平力を与えて残銑ブロックと残留する炉底耐火物間に滑りを生じさせて残銑ブロックを水平方向に横移動させて引き出して残銑ブロックの搬出用台車又は残銑ブロックの搬出用架台上に積載したり、あるいは残銑ブロックをジャッキアップし、残銑ブロックと残留する炉底耐火物の間に形成された空間に残銑ブロックを積載する移動装置を残銑ブロックの下部に配置し、残銑ブロックをジャッキダウンして移動装置上に積載し、残銑ブロックを積載した移動装置を水平移動させて残銑ブロックを炉外へ引き出してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の残銑の撤去方法は、ワイヤーソーを使用して残銑を切断して大きな残銑ブロックにし、この残銑ブロックを炉外へ引き出すことにより、従来の発破により小割りした残銑を撤去する方法に比べて、残銑を短期間で確実に撤去することができる。
【００１５】
また、ワイヤーソーによる残銑切断部の隙間は１０ｍｍ程度で、切断後の残銑ブロック間のクリアランスは狭いが、切断面は平滑であり、ブロック間の残銑を引き出す場合においても隣り合うブロック間の凹凸などによる引っ掛かりはなく、またブロック間で接触しても切断面が滑るために、残銑ブロックを容易に引き出すことができる。このことから分割を大きくした残銑ブロックを一度に撤去することも可能となる。なお、分割線を引き出し方向の残銑ブロックの幅を広く取って末広がりにすることで抜き代が形成されて、隣接する残銑ブロックとの接触がなくなり円滑な引き出しができる。
【００１６】
また、本発明による残銑の撤去方法は、残銑の全断面をワイヤーソーで切断するため、発破で小割りする場合に工程進捗の管理に影響を及ぼす残銑の撤去深度等を考慮する必要がないので、撤去作業の管理が簡単である。
【００１７】
本発明のワイヤーソーによる残銑の撤去方法は、発破を行わないために爆風、残銑小片の飛散がなく安全であり、さらに、これらに対する防護壁を設置するなどの仮設費用が軽減されるため、経済効果も極めて大きい。
【００１８】
本発明では、冷却固化して間もない高熱の残銑を、ワイヤーソーが走行する経路に冷却流体を連続的に供給してワイヤーソーを冷却することによって、切断することが可能となり、工期を短縮することができる。
【００１９】
本発明の撤去方法では、残銑の分割数にかかわらず複数台のワイヤーソーマシンを準備することで、一度に多くの面を切断することができるため、任意の複数の面を切断する時間はほとんど変わらず能率的な解体が可能となる。
【００２０】
残銑ブロックを炉外へ引き出すに際し、搬出用台車又は残銑ブロックの搬出用架台残銑ブロックの横に設置して残銑ブロックを積載したり、残銑ブロックをジャッキアップし、移動装置に残銑ブロックを積載して炉外へ引き出すことにより、残銑ブロックの搬出が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２２】
本実施例による残銑の撤去方法は、残銑をワイヤーソーで切断して複数に分割した残銑ブロックを炉外へ引き出す例である。
【００２３】
図１ａは鉄皮を取り除いた状態及び残銑の分割線の一例を示す平面図、図１ｂは炉底耐火物に貫通孔を穿孔する状態を示す概略図、図１ｃはワイヤーソーで残銑を切断している状態を示す概略図、図２はワイヤーソーの概略図である。
【００２４】
高炉の改修の際、注水により冷却固化した残銑１がカーボン煉瓦等の積構造からなる炉底耐火物２の上に残留する。残銑１の表面に残留していたスラグ３も冷却固化されて付着している。
【００２５】
本実施例の撤去方法の工程について説明する。
【００２６】
（１）鉄皮の除去
炉体下部の残銑１の位置で且つ対向する位置の鉄皮４を取り除いて鉄皮開口部５を設ける。一方の鉄皮開口部５はワイヤーソー６が出入りするワイヤーソーマシン７の操作側となる。他方の開口部５は分割した残銑ブロック１ａの引き出し側（矢印）となり、残銑ブロック１ａが引き出せる大きさに開口される。
【００２７】
（２）残銑下貫通孔の穿孔
図１ｂに示すように、残銑１にワイヤーソー６を巻き付けるため、残銑１の下方ヘワイヤーソー６を通す必要があるので、残銑１の下にある炉底耐火物２の任意のレベルに残銑下貫通孔８をボーリングマシン９により形成する。残銑下貫通孔８は、例えば、ワイヤーソーの外径が約１１ｍｍの場合、約６５ｍｍにしてワイヤーソー６が無理なく走行できる径にする。
【００２８】
（３）ワイヤーソーによる切断
ワイヤーソー６は広く知られており、図２に示すように、台金とダイヤモンドビーズなどの砥粒層からなるビーズ６ａを金属撚線であるワイヤーロープに間隔をおいて設け、ビーズ間を樹脂やゴム６ｂでワイヤーロープを被覆したものである。本発明では、ワイヤーソーとして、例えば、地下鉄、ビル、道路、橋梁などの解体、改修に使用される「株式会社アライドマテリアル製品番ＥＷＬＳ−２５５」を使用することができる。
【００２９】
残銑下貫通孔８は、ワイヤーソー６のダイヤモンドビーズ６ａの目詰まり防止の観点から、残銑１と同時に極力多くの炉底耐火物２を切断することが好ましいので、炉底耐火物２の下方で炉底の底板に近いレベルで穿孔するのがよい。ワイヤーソー６で金属のみを切断する場合は、ワイヤーソー６のダイヤモンドビーズ６ａに金属が付着し、ワイヤーに連珠されたビーズ間に目詰まりを生じ、切断が困難となる。しかしながら、炉底耐火物２を同時に切断することにより目詰まりを生じることなく、良好な切断が可能となる。これは、炉底耐火物２の切粉には、ダイヤモンドビーズ６ａへの付着性、または粘着性がなく、この付着性のない切粉が介在することにより、残銑１の切粉がダイヤモンドビーズに付着せずに常時ダイヤモンドビーズ６ａが刃の機能を維持しているものと考えられる。
【００３０】
炉底耐火物２に穿孔された残銑下貫通孔８にワイヤーマシーン７のワイヤーソー６の先端を挿通し、さらに残銑１の上に回して残銑１に巻き付ける。ワイヤーソー６の走行速度は、２０ｍ／秒未満では効率的な切断が困難となり、３０ｍ／秒を超えるとワイヤーソー６の切断が多くなるので、２０ｍ／秒〜３０ｍ／秒の範囲が好ましい。
【００３１】
ワイヤーソー６で切断する残銑１の分割は、図１ａに示すように、平面的に見て、引き出し方向に平行の分割線１０、または、引き出し方向に末広がりの分割線１１に沿って垂直方向に切断し、２以上の複数の残銑ブロック１ａに分割する。
【００３２】
（４）残銑ブロックの引き出し
分割した残銑ブロック１ａは、残銑の引出側端部に、図１ｄ、図１ｅに示すように、コアーボーリングで上下方向の貫通孔１ｂを設け、貫通孔１ｂにワイヤー１２ｂを通して油圧ジャッキ１２ａにより引き出す。炉底耐火物２は引き出しの際の大きな引き出し力により剥離あるいは崩れて分離される。
【００３３】
残銑ブロックを炉外へ引き出すに際し、引き出す残銑ブロックの底面と同じレベルで搬出用台車又は搬出用架台の上面レベルを合わせて残銑残銑ブロックの横に設置し、残銑ブロックに水平力を与えて炉底耐火物上の残銑と炉底耐火物間に滑りを生じさせて残銑ブロックを水平方向に横移動させて引き出し、搬出用台車又は搬出用架台上に積載して、搬出する。
【００３４】
表１に本発明によるワイヤーソーによる撤去方法と従来の発破により小割りして撤去する方法の撤去期間を比較する。なお、本発明によるワイヤーソーによる撤去方法は、残銑量３００トンでは３分割、残銑量１５００トンでは５分割した例である。
【表１】
0004758717.tif 000002
【００３５】
表１から、本発明による撤去方法により、従来の撤去方法に比べて撤去期間が大幅に短縮できた。
【実施例２】
【００３６】
本実施例は残銑を２分割して撤去するもので、図３ａは本実施例の残銑の分割線及び引き出し方向を示す平面図、図３ｂは別実施例の残銑の分割線及び引き出し方向を示す平面図である。
【００３７】
残銑１の位置の鉄皮４を取り除いて残銑を引き出す側に鉄皮開口部５を設ける。鉄皮開口部５は、２分された残銑ブロック１ａが引き出せる大きさに開口する。
【００３８】
ワイヤーソーで切断する残銑１の分割線１０は、平面的に見て、引き出し方向と直交する直径方向にし、残銑１を分割線に沿って垂直方向に切断して２分割する。
【００３９】
炉底耐火物２の任意のレベルに残銑１の下方ヘワイヤーソーを通す残銑下貫通孔８を引き出し方向と直交する直径方向に穿孔する。
【００４０】
炉底耐火物２に穿孔された残銑下貫通孔８にワイヤーソーの先端を挿通し、さらに残銑１の上に回して残銑１に巻き付けた後、ワイヤーソーで残銑を切断し、分割した残銑ブロック１ａは、ワイヤーロープを掛けて高炉外に矢印方向へ引き出す。
【００４１】
なお、図３ｂに示すように、残銑１の回りの鉄皮をすべて撤去した場合には、残銑ブロック１ａは矢印で示す任意の方向へ引き出すことができる。
【００４２】
本実施例では、残銑１を２分割して引き出すので、残銑量が比較的少ない場合には有効である。
【実施例３】
【００４３】
図４ａは分割された残銑ブロックの引き出しの例を示す正面図、図４ｂ平面図である。
【００４４】
ワイヤーソーで残銑を分割した後、引き出す残銑ブロック１ａをジャッキアップし、残銑ブロック１ａの下に引き出し架台１２を延長し、スライドプレート１３を引き出し架台１２上を移動させて残銑ブロック１ａの下に配置した後、残銑ブロック１ａをスライドプレート１３に載せる。次いで、残銑ブロック１ａを載せたスライドプレート１３を引き出して架台１２上を油圧ジャッキ１２ａにより引き出し方向にスライドさせる。なお、スライドプレート１３に代えて、台車などのその他の移動装置を使用することができる。
【００４５】
本実施例では、分割された残銑ブロックを炉底耐火物を剥離あるいは崩して分離して炉底耐火物上を移動させて引きずり出すのに比べて、少ない力で引き出すことができる。
【実施例４】
【００４６】
ワイヤーソーで切断する際にワイヤーソーを冷却することにより、温度の高い残銑の切断が可能となる。炉内で注水冷却により冷却・固化された残銑の熱容量は大きく、数日経過してもなお残銑温度は高い。例えば、注水冷却完了後７日経過しても、残銑自体の温度は通常６００℃以上の温度となっている。一方、ワイヤーソーのゴム又は樹脂部分は一般的に２００℃以下の耐熱温度であり、温度の高い残銑を切断するために必要な耐熱性がないため、そのまま残銑を切断することは困難である。
【００４７】
そこで、この高熱の残銑を、ワイヤー強度を確保しつつ切断するために、ワイヤーが高温の残銑と接触する切断面、並びにワイヤーが高温部を通過する範囲を、冷却水や冷却窒素などの冷却流体を連続的に供給することで抜熱を行ないながら残銑を切断することで、ワイヤーソーによる残銑の切断が可能となる。
【００４８】
図５に示すように、切断開始後に切断端部をモルタル１４で塞いで行くことにより、供給される冷却流体を効率よく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１ａ】鉄皮を取り除いた状態及び残銑の分割線の一例を示す平面図である。
【図１ｂ】炉底耐火煉瓦に貫通孔を穿孔する状態を示す概略図である。
【図１ｃ】ワイヤーソーで残銑を切断している状態を示す概略図である
【図１ｄ】引き出しの一例を示す概略図である。
【図１ｅ】引き出しの一例を示す概略図である。
【図２】ワイヤーソーの概略図である。
【図３ａ】本実施例の残銑の分割線及び引き出し方向を示す平面図である。
【図３ｂ】別実施例の残銑の分割線及び引き出し方向を示す平面図である。
【図４ａ】分割された残銑ブロックの引き出しの例を示す正面図である。
【図４ｂ】分割された残銑ブロックの引き出しの例を示す平面図である。
【図５】切断端部をモルタルで塞いだ状態を示す概略図である。
【図６ａ】従来の発破による残銑撤去作業のイメージ図である。
【図６ｂ】発破による残銑小割りの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：残銑
１ａ：残銑ブロック
１ｂ：貫通孔
２：炉底耐火物
３：スラグ
４：鉄皮
５：鉄皮開口部
６：ワイヤーソー
６ａ：ビーズ
６ｂ：樹脂やゴム
７：ワイヤーソーマシン
８：残銑下貫通孔
９：ボーリングマシン
１０，１１：分割線
１２：引き出し架台
１２ａ：油圧ジャッキ
１２ｂ：ワイヤー
１３：スライドプレート
１４：モルタル
１５：残銑穿孔機
１６：重機
【図１ａ】
0004758717.tif 000003
【図１ｂ】
0004758717.tif 000004
【図１ｃ】
0004758717.tif 000005
【図１ｄ】
0004758717.tif 000006
【図１ｅ】
0004758717.tif 000007
【図２】
0004758717.tif 000008
【図３ａ】
0004758717.tif 000009
【図３ｂ】
0004758717.tif 000010
【図４ａ】
0004758717.tif 000011
【図４ｂ】
0004758717.tif 000012
【図５】
0004758717.tif 000013
【図６ａ】
0004758717.tif 000014
【図６ｂ】
0004758717.tif 000015