(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の新設又は改修の際、上下の対応するリング状のマンテルのいずれかを吊下し、該吊下した第１のマンテルを、接続すべき第２のマンテルに接合する際のリング状マンテルの芯出し方法において、
前記高炉の炉体櫓に水平に支持された受梁上の複数の吊下手段によって前記第１のマンテルを吊下し、前記吊下手段を前記受梁上で、それぞれ横押し手段で前記第２のマンテルの半径方向と円周方向に移動して前記第１、第２のマンテルの芯出しを行い、
しかも、それぞれの前記吊下手段は、前記受梁上に水平移動可能に搭載されたスライド架台上に、ロッド部を上にして載置された油圧シリンダーと、前記第１のマンテルの側面に取付ける吊り金物にピンを介して着脱可能に連結される吊り金物を下端部に有し、上端部は前記油圧シリンダーのロッド部に載置された吊りビームとを有し、
前記横押し手段は、前記スライド架台と、該スライド架台を前記受梁上を前後に移動させる油圧シリンダーと、前記スライド架台を前記受梁上を左右に移動させる油圧シリンダーとを有していることを特徴とするリング状マンテルの芯出し方法。
【請求項２】
請求項１記載のリング状マンテルの芯出し方法において、前記スライド架台は、摺動メタルを介して前記受梁上に搭載されていることを特徴とするリング状マンテルの芯出し方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の新設工事又は改修工事において、複数に分割された上下の対応するリング状マンテルを芯合わせして接合するために用いるリング状マンテルの芯出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の新設或いは改修において、マンテルを更新或いは一部を流用して構築するに当たって、主として工期の短縮を目的に、センターホールジャッキ等のマンテル吊り装置により吊下、支持されたリング状のマンテルを上或いは下に位置する接合すべきマンテルと芯出しを行った後、溶接で接合するリング状マンテルの芯出し、組立方法が採用されている。
前記リング状マンテルの芯出し方法の一例として、特開平１０−８１９０６号公報に記載のものが知られている。この公報に記載の方法においては、複数のリフトジャッキの引き上げロッドにより吊下、支持されたリング状の上部マンテルの下方に、対応するリング状の下部マンテルを搬入し、上部マンテルを下部マンテルに近接する位置まで下降させた後、ジャッキを作動して上部マンテルの側面を水平方向又は回転方向に押して、下部マンテルとの芯合わせを行なうようにしている。その後、接合部を溶接し、同じ要領により対応する上部、下部マンテルを接合しながら順次引き上げて、高炉炉体を構築することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のリング状マンテルの芯出し方法においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
大型高炉において、例えば、直径１８ｍ、鉄皮厚さ６０ｍｍのマンテルの円周の全継手溶接部で、上下方向のルートギャップが２ｍｍで、目違いを７ｍｍ以下に保つ様な高い精度での芯出しを行うには次のような問題があった。
上部マンテルを吊下、支持しながら、ジャッキにより上部マンテルの側面を水平方向に押す場合には、上部マンテルの下端面は水平方向だけではなく、上方のリフトジャッキを支点として垂直方向にも変位するので、下端面の場所によってルートギャップが増減し、そのため、多数のリフトジャッキで垂直方向を調整するとなれば、極めて困難な調整作業となった。
また、数段のリング状マンテルを順次積み上げるに従って、ジャッキの位置を炉体櫓内で上下方向に移設することが必要な場合もあり、また、炉の高さ方向でマンテルの外径が異なるので、ジャッキの径方向の位置調整が必要なことから、作業性に劣っていた。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マンテルの円周の全継手溶接部において高い精度での芯出しが容易に行え、かつ作業性が向上するリング状マンテルの芯出し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リング状マンテルの芯出し方法は、高炉の新設又は改修の際、上下の対応するリング状のマンテルのいずれかを吊下し、該吊下した第１のマンテルを、接続すべき第２のマンテルに接合する際のリング状マンテルの芯出し方法において、
前記高炉の炉体櫓に水平に支持された受梁上の複数の吊下手段によって前記第１のマンテルを吊下し、前記吊下手段を前記受梁上で、それぞれ横押し手段で前記第２のマンテルの半径方向と円周方向に移動して前記第１、第２のマンテルの芯出しを行い、
しかも、それぞれの前記吊下手段は、前記受梁上に水平移動可能に搭載されたスライド架台上に、ロッド部を上にして載置された油圧シリンダーと、前記第１のマンテルの側面に取付ける吊り金物にピンを介して着脱可能に連結される吊り金物を下端部に有し、上端部は前記油圧シリンダーのロッド部に載置された吊りビームとを有し、
前記横押し手段は、前記スライド架台と、該スライド架台を前記受梁上を前後に移動させる油圧シリンダーと、前記スライド架台を前記受梁上を左右に移動させる油圧シリンダーとを有している。
【０００６】
【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用いるリング状マンテルの芯出し装置を用いたマンテルの芯出し作業の説明図、図２は同リング状マンテルの芯出し装置の配置を示す平面図、図３は同リング状マンテルの芯出し装置を用いたマンテルの芯出し作業の要部説明図、図４は同リング状マンテルの芯出し装置の正断面図、図５は同リング状マンテルの芯出し装置の側断面図、図６は他の例に係るリング状マンテルの芯出し装置を用いたマンテルの芯出し作業の説明図である。
【０００８】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に用いるリング状マンテルの芯出し装置（以下、単に芯出し装置と呼ぶ）１０は、高炉の炉体櫓１４の上部に設けられており、高炉の新設又は改修の際、炉体上部にあるリング状の第１のマンテルの一例であるガス捕集マンテル１１を吊下し、吊下したガス捕集マンテル１１を、マンテル搬送台車１２によって高炉の中心位置に配置された、下方にあるリング状の第２のマンテルの一例である炉口マンテル１３に接合する際に芯出しする装置である。
【０００９】
図１及び図２に示すように、芯出し装置１０は、高炉の炉体櫓１４の上部に設けられており、図２〜図５に示すように、炉体櫓１４に水平に支持された受梁１５ａ〜１５ｄ上に、ガス捕集マンテル１１を吊下可能な４組の吊下手段１６ａ〜１６ｄと、ガス捕集マンテル１１を吊下した状態で吊下手段１６ａ〜１６ｄをそれぞれ受梁１５ａ〜１５ｄ上で前後左右方向に移動可能な横押し手段１７ａ〜１７ｄとを有している。以下、これらについて詳しく説明する。なお、吊下手段１６ａと横押し手段１７ａについてのみ説明し、吊下手段１６ｂ〜１６ｄと横押し手段１７ｂ〜１７ｄは、吊下手段１６ａと横押し手段１７ａと実質的に同じであるので説明を省略する。
【００１０】
図３〜図５に示すように、吊下手段１６ａは、炉体櫓１４（図１参照）を構成する多数の連結梁に支持された２本の受梁１５ａ上に水平方向に移動可能に搭載された、平面視して長方形状のスライド架台１８上の長手方向の中心に設けられた昇降機構の一例である油圧シリンダー１９と、油圧シリンダー１９のロッド部２０の上端に載置された吊りビーム２１を備えている。油圧シリンダー１９のストロークは１５０ｍｍ程度としている。
【００１１】
受梁１５ａは、主としてＨ形鋼２２からなり、Ｈ形鋼２２の上部フランジの外側に設けられた取付け板２３及び垂直補強部材２４、２５を備えている。
吊りビーム２１は、主としてＨ形鋼からなり、上端部には油圧シリンダー１９のロッド部２０が当接され、一方、下端部には吊り金具２６を備えている。吊り金具２６は、ガス捕集マンテル１１の側面に取付けられた吊り金物２７にピン２８を介して着脱可能に連結されている。従って、油圧シリンダー１９を駆動することによって、ガス捕集マンテル１１を１５０ｍｍ昇降できる。
【００１２】
各横押し手段１７ａは、油圧シリンダー１９が設けられたスライド架台１８と、スライド架台１８を炉口マンテル１３に対して半径方向に、即ち受梁１５ａ上を前後方向に移動可能な４台の油圧シリンダー３５及び、周方向に、即ち受梁１５ａ上を左右方向に移動可能な２台の油圧シリンダー３３とを有している。
スライド架台１８は、主としてＨ形鋼２９からなり、Ｈ形鋼２９には横押し力を受けるための補強板３０が所定の間隔を開けて６枚溶接されている。スライド架台１８は、受梁１５ａ上に配置された摺動メタル３１の上を摺動可能に搭載されている。図５に示すように、受梁１５ａの取付け板２３上には、シリンダー取付けブラケット３２を介して、スライド架台１８を炉の周方向に移動する１組の油圧シリンダー３３が対向して設けられ、油圧シリンダー３３のロッド部が補強板３０にそれぞれ、当接可能に配置されている。従って、４台の油圧シリンダー３５と２台の油圧シリンダー３３とによって、スライド架台１８を受梁１５ａ上で前後、左右方向に摺動させる１組のスライド機構が構成されている。
【００１３】
図４に示すように、スライド架台１８のＨ形鋼２９のウエブを挟んで両側には、受梁１５ａのＨ形鋼２２のフランジ上面に取付けられたシリンダー取付けブラケット３４を介して、スライド架台１８を炉の半径方向に移動する２組の油圧シリンダー３５がそれぞれ対向して設けられ、油圧シリンダー３５のロッド部がＨ形鋼２９のウエブの両側面に当接可能に配置されている。
即ち、油圧シリンダー３３を駆動することによって、スライド架台１８を受梁１５ａ上で左右方向（炉の周方向）に移動すると共に、油圧シリンダー３５を駆動することによって、スライド架台１８を受梁１５ａ上で前後方向（炉の半径方向）に移動することができる。炉の周方向の移動量は約１００ｍｍ程度、また、半径方向の移動量は約１００ｍｍ程度としている。
【００１４】
図１及び図３は、別途の方法によって、既に炉底基礎３６上に炉底１段マンテル３７、炉底２段マンテル３８、羽口マンテル３９、朝顔マンテル４０、炉腹マンテル４１、シャフト１段マンテル４２、シャフト２段マンテル４３及びシャフト３段マンテル４４が構築された状態を表している。
図３に示すように、シャフト３段マンテル４４の外側には、シャフト３段マンテル４４の外周に取付けられた調整マンテル支持ブラケット４５上に、調整マンテルを構成する炉の周方向に８分割された分割調整マンテル４６が積載されている。
【００１５】
図３に示すように、分割調整マンテル４６は、シャフト３段マンテル４４と一体的に搬送される。分割調整マンテル４６の上端部４７は炉口マンテル１３の下端部４８と溶接され、分割調整マンテル４６の下端部４９はシャフト３段マンテル４４の上端部５０と溶接されるようになっている。マンテル搬送台車１２を退避後、芯出し装置１０の吊下手段１６ａ〜１６ｄを用いて、シャフト３段マンテル４４及び炉体中心軸に対して芯出され、最終位置に吊下されたガス捕集マンテル１１に連結された炉口マンテル１３の下端と、シャフト３段マンテル４４の上端との垂直方向の距離Ｇが、ルートギャップを考慮して分割調整マンテル４６の垂直方向の高さＨと同じになるようにしている。約３トンの分割調整マンテル４６は、近傍の架台に取付けられたチェーンブロック等で吊り上げて所定の位置に溶接される。
【００１６】
図１及び図３中の符号５１は、炉口マンテル１３の外周に取付けられた仮設足場を、符号５２はマンテル搬送台車１２上に設けられた枕材を表している。仮設足場５１は、炉口マンテル１３と共に搬送されて、据付作業用として使用した後は、炉口マンテル１３と切り離して炉体櫓１４に取付けられる。
図１に示すように、ガス捕集マンテル１１の下部内側面には、その下方のマンテルのステーブクーラーを取付けるためのホイスト装置５３を支持する、上部支持フレーム５４が設けられている。なお、ホイスト装置５３及び上部支持フレーム５４は予め、ガス捕集マンテル１１に架設されて、ガス捕集マンテル１１と共に搬送されるが、図３では省略されている。また、朝顔マンテル４０の内側面には、下部マンテル（羽口マンテル３９、炉底２段マンテル３８、及び炉底１段マンテル３７）のレンガやステーブクーラーの取付けに使用する旋回クレーン装置５５を支持する、支持フレーム５６が設けられている。なお、図１及び図２中の符号５７はアップテークを表している。
【００１７】
次に、本発明の一実施の形態に係るリング状マンテルの芯出し装置１０を用いたリング状マンテルの芯出し方法について、主として図１及び図３を参照しながら説明する。なお、図１に示すように、既に、別途の方法によって、炉底基礎３６上に、炉底１段マンテル３７、炉底２段マンテル３８、羽口マンテル３９、朝顔マンテル４０、炉腹マンテル４１、シャフト１段マンテル４２、シャフト２段マンテル４３及びシャフト３段マンテル４４が構築されているものとする。
（１）図１に示すように、張出デッキ５８上に取付けられたレール上を走行するマンテル搬送台車１２に、アウトリガークレーン吊支ワイヤ５９によってマンテル吊りビーム６０を介してガス捕集マンテル１１（図では、炉口マンテル１３となっている）を搭載する。
【００１８】
（２）マンテル搬送台車１２を高炉の中心位置に移動し、アウトリガークレーン吊支ワイヤ５９によってガス捕集マンテル１１を吊り上げ、図３〜図５に示すように、吊りビーム２１でガス捕集マンテル１１を吊り、その後アウトリガークレーン吊支ワイヤ５９を退避させる。
（３）油圧シリンダー１９を駆動して、ガス捕集マンテル１１を上昇させる。マンテル搬送台車１２は張出デッキ５８上に後退させる。
（４）図１に示すように、マンテル搬送台車１２上に、アウトリガークレーン吊支ワイヤ５９によってマンテル吊りビーム６０を介して炉口マンテル１３を搭載し、図１及び図３に示すように、マンテル搬送台車１２を高炉の中心位置に移動する。
（５）炉口マンテル１３の上端とガス捕集マンテル１１の下端とのルートギャップが２ｍｍ以下になるように、油圧シリンダー１９を駆動して、ガス捕集マンテル１１を下降する。
【００１９】
（６）ガス捕集マンテル１１を下降した状態で、全継手溶接部での目違いをチェックし、継手強度上の許容値以下の目違いになるように、油圧シリンダー３３及び油圧シリンダー３５を駆動してガス捕集マンテル１１を水平方向に微調整する。
（７）全継手溶接部での目違いが許容値以下であることを確認した後、炉口マンテル１３の上端部とガス捕集マンテル１１の下端部とを溶接する。
（８）炉口マンテル１３をガス捕集マンテル１１に溶接した後、油圧シリンダー１９を駆動して、炉口マンテル１３とガス捕集マンテル１１を上昇し、マンテル搬送台車１２を張出デッキ５８上に後退する。
（９）炉口マンテル１３とガス捕集マンテル１１を下降させ、その後油圧シリンダー３３及び油圧シリンダー３５を駆動して、炉口マンテル１３とシャフト３段マンテル４４との芯合わせを行う（炉体部の芯と炉頂部の芯との芯合わせ）。
（１０）分割調整マンテル４６を介して炉口マンテル１３とシャフト３段マンテル４４とを接続する。
【００２０】
前記実施の形態においては、ガス捕集マンテル１１を炉口マンテル１３に対して芯出しするために芯出し装置１０を使用したが、図６に示すように、ガス捕集マンテル１１及び炉口マンテル１３の下方のマンテル、例えば、シャフト１段マンテル４２、炉腹マンテル４１、朝顔マンテル４０、羽口マンテル３９、炉底２段マンテル３８又は炉底１段マンテル３７を各下部マンテル又は炉底基礎３６に対して芯出しする作業においては、従来のセンターホールジャッキ式のマンテル吊り装置において、マンテル吊り装置自体を、芯出し装置１０と同様に、水平方向に炉の半径方向及び炉の周方向に移動可能な構造とした芯出し装置６１を使用することもできる。
【００２１】
芯出し装置６１は、図２に示すように、アップテーク５７の近傍に配置された８組の芯出し機構６２から構成されており、芯出し機構６２は、図６の拡大図に示すように、センターホールジャッキ６３と、センターホールジャッキ６３を移動する横押し手段の一例であるスライドジャッキ６４を有している。なお、センターホールジャッキ６３は、「従来の技術」で述べたセンターホールジャッキ等のマンテル吊り装置に相当するものである。
図６では、芯出し装置６１を使用して、シャフト１段マンテル４２、炉腹マンテル４１、朝顔マンテル４０及び羽口マンテル３９が一体になった上部マンテルを、マンテル搬送台車６５上に搭載されて高炉の中心位置に配置された炉底２段マンテル３８に芯出している状態を示している。なお、この後、炉底２段マンテル３８を溶接した後、マンテル搬送台車６５を退避させ、センターホールジャッキ６３により炉底２段マンテル３８を下降した後、炉底２段マンテル３８と炉底１段マンテル３７との芯出しを行う。
【００２２】
横押し手段１７ａのスライド架台１８を、摺動メタル３１を介して受梁１５ａ上を摺動させたが、スライド架台を、車輪等の転動機構を介して受梁１５ａ上を移動させることもできる。なお、横押し手段１７ａ〜１７ｄは、文字通りに横に押す他に、横に引くこともできるものも含んでいる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１、２記載のリング状マンテルの芯出し方法においては、複数の吊下手段により吊り下げられた第１のマンテルを、受梁に沿って水平方向に移動することができるので、従来のように吊り下げられた第１のマンテルの上下方向の変位が発生しないため、ルートギャップが変化せず、従って、目違いを低減でき、この結果、高い精度で第１のマンテルを第２のマンテルに芯出しできると共に、芯出しの作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に用いるリング状マンテルの芯出し装置を用いたマンテルの芯出し作業の説明図である。
【図２】同リング状マンテルの芯出し装置の配置を示す平面図である。
【図３】同リング状マンテルの芯出し装置を用いたマンテルの芯出し作業の要部説明図である。
【図４】同リング状マンテルの芯出し装置の正断面図である。
【図５】同リング状マンテルの芯出し装置の側断面図である。
【図６】他の例に係るリング状マンテルの芯出し装置を用いたマンテルの芯出し作業の説明図である。
【符号の説明】
１０：リング状マンテルの芯出し装置（芯出し装置）、１１：ガス捕集マンテル（第１のマンテル）、１２：マンテル搬送台車、１３：炉口マンテル（第２のマンテル）、１４：炉体櫓、１５ａ〜１５ｄ：受梁、１６ａ〜１６ｄ：吊下手段：１７ａ〜１７ｄ：横押し手段、１８：スライド架台、１９：油圧シリンダー（昇降機構）、２０：ロッド部、２１：吊りビーム、２２：Ｈ形鋼、２３：取付け板、２４、２５：垂直補強部材、２６：吊り金具、２７：吊り金物、２８：ピン、２９：Ｈ形鋼、３０：補強板、３１：摺動メタル、３２：シリンダー取付けブラケット、３３：油圧シリンダー、３４：シリンダー取付けブラケット、３５：油圧シリンダー、３６：炉底基礎、３７：炉底１段マンテル、３８：炉底２段マンテル、３９：羽口マンテル、４０：朝顔マンテル、４１：炉腹マンテル、４２：シャフト１段マンテル、４３：シャフト２段マンテル、４４：シャフト３段マンテル、４５：調整マンテル支持ブラケット、４６：分割調整マンテル、４７：上端部、４８：下端部、４９：下端部、５０：上端部、５１：仮設足場、５２：枕材、５３：ホイスト装置、５４：上部支持フレーム、５５：旋回クレーン装置、５６：支持フレーム、５７：アップテーク、５８：張出デッキ、５９：アウトリガークレーン吊支ワイヤ、６０：マンテル吊りビーム、６１：芯出し装置、６２：芯出し機構、６３：センターホールジャッキ、６４：スライドジャッキ（横押し手段）、６５：マンテル搬送台車
【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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