(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の炉体マンテルの少なくとも一部を構成する第１のリング状マンテルを予め高炉櫓外で製作し、これを前記高炉櫓内に搬入して、予め前記高炉櫓内に配置された第２のリング状マンテルに、前記第１、第２のリング状マンテルの内側に分離して対向配置された第１、第２の裏当て金を用いて炉外側から片側溶接するリング状マンテルの接続方法において、以下の工程を有することを特徴とするリング状マンテルの接続方法。
（１）前記第１又は第２のリング状マンテルの何れか一方側に、予め前記第１の裏当て金を取付けておく。
（２）前記第１及び第２のリング状マンテルの接合端部の肌合わせを行う。
（３）他方側の前記第１又は第２のリング状マンテルの接合端部に、予め周方向に複数に分割された前記第２の裏当て金を、前記第１の裏当て金に対向状態で当接させて固定する。
（４）前記第１、第２の裏当て金を炉外側から溶削して開先部を形成する。
（５）前記開先部を炉外側から溶接して、前記第１、第２のリング状マンテルを強固に接続する。
【請求項２】
請求項１記載のリング状マンテルの接続方法において、前記分割された第２の裏当て金は、前記第１の裏当て金に対して下側に配置され、前記第２の裏当て金を、下側に配置された前記第１又は第２のリング状マンテルの接合端部の炉内側に設けられた載置台上に仮置きしておき、前記第１、第２のリング状マンテルを肌合わせした後、前記第２の裏当て金に固定された操作棒を介して該第２の裏当て金を移動し、前記第１の裏当て金に対向状態で当接させることを特徴とするリング状マンテルの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の新設又は改修の場合に採用されるリング状マンテルの接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の新設、あるいは改修時に、高炉櫓内で円周方向に４〜８片に分割された短冊形のマンテル片の溶接を避け、高炉櫓外で予めリング状に形成されたマンテルを高炉櫓内に搬入し、既に搬入されたリング状マンテルと、上下に肌合わせし、溶接することにより高炉マンテルを構築する工法が採用されている。この工法では、短冊状マンテルの工法に比し、狭い高炉櫓内の作業現場での溶接作業を減ずる（横シームの溶接のみ）ことができることから作業性の向上と、工期短縮が可能となる。
最近、一層の工期短縮を目的に、炉内側にステーブクーラ等の炉体冷却部材、及び／又は、炉内側の耐火物を取付けたリング状マンテルを予め高炉櫓外で形成し、高炉櫓内に搬入後、先行して高炉櫓内に置かれ、リング状に構築されたリング状マンテルとの肌合わせをして、溶接する工法が開発されている。しかしこの工法では、炉内側に形成されたステーブクーラ等が障害となり、上下のリング状マンテル間の肌合わせ後に炉内側からのマンテル接続溶接作業が行えないことから、炉外側からの片面溶接での強固な溶接接続の確保が必要である。
このため、例えば、特開平１０−８１９０５号公報に開示された工法が開発され採用されている。この方法では、上下のリング状マンテルの接合部の炉内側に予めそれぞれ裏当て金を取付けておき、裏当て金の板端面を互いに接触させた後、接触面を炉外側からガウジングして溶接ルートギャップを形成し、裏波溶接ビードを出して溶接することを特徴としている。この方法は、片面溶接で信頼性の高いリング状マンテル間の接合を可能とする優れた工法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の接続方法では、上下のリング状マンテルに取付けられた裏当て金を炉体の円周方向で精度良く、それぞれの上下端面で当接させることが必要である。
このため、以下の問題点があった。
（１）高い精度の真円度で、リング状マンテルを製作する必要がある。
（２）ステーブ等の炉内側取付け物を設置した状態で、高炉櫓内への搬送から肌合わせまで、製作時の精度を保つためには、リング状マンテルの変形を防止するための従来以上に強固な補強材（ステー）を取付ける必要がある。
（３）上下のリング状マンテルの肌合わせ作業を精度よく行う必要がある。
このように、製作から据え付けまでの精度を保持するためにリング状マンテルの製作費用の上昇と強化された補強材にかかる追加の費用、肌合わせ調整作業費用の増大となった。また、上記の条件が満たされないとき、円周方向の一部で裏当て金端面の当接ができず、目違いや空隙を残す場合や、逆に一部で強く接触し、リング状マンテルから裏当て金が脱落する等のトラブルの発生の可能性があり、リング状マンテルの肌合わせ状況に合わせた裏当て金の調整が不可能なため、信頼性の高いリング状マンテル間の溶接接続が得られない可能性がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、信頼性の高いマンテル間の溶接接続を得ることができるリング状マンテルの接続方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【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接続方法は、高炉の炉体マンテルの少なくとも一部を構成する第１のリング状マンテルを予め高炉櫓外で製作し、これを前記高炉櫓内に搬入して、予め前記高炉櫓内に配置された第２のリング状マンテルに、前記第１、第２のリング状マンテルの内側に分離して対向配置された第１、第２の裏当て金を用いて炉外側から片側溶接するリング状マンテルの接続方法において、以下の工程を有する。
（１）前記第１又は第２のリング状マンテルの何れか一方側に、予め前記第１の裏当て金を取付けておく。
（２）前記第１及び第２のリング状マンテルの接合端部の肌合わせを行う。
（３）他方側の前記第１又は第２のリング状マンテルの接合端部に、予め周方向に複数に分割された前記第２の裏当て金を、前記第１の裏当て金に対向状態で当接させて固定する。
（４）前記第１、第２の裏当て金を炉外側から溶削して開先部を形成する。
（５）前記開先部を炉外側から溶接して、前記第１、第２のリング状マンテルを強固に接続する。
【０００５】
ここで、リング状マンテルには、ステーブクーラ等の炉体冷却部材及び耐火物を取付けていない鉄皮だけの状態も含む。
なお、リング状マンテルとは、リング状に分割されたマンテル（単体）をいい、複数のリング状マンテルが接続されたものをリング状マンテルブロックとする。
本発明に係るリング状マンテルの接続方法において、前記分割された第２の裏当て金を、前記第１の裏当て金に対して下側に配置し、前記第２の裏当て金を、下側に配置された前記第１又は第２のリング状マンテルの接合端部の炉内側に設けられた載置台上に仮置きしておき、前記第１、第２のリング状マンテルを肌合わせした後、前記第２の裏当て金に固定された操作棒を介して該第２の裏当て金を移動し、前記第１の裏当て金に対向状態で当接させることも可能である。このように構成することによって、第２の裏当て金を第１の裏当て金に容易かつ正確に当接させた状態で、下側に配置された第１又は第２のリング状マンテルに固定することができる。
【０００６】
【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いて説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係るリング状マンテルの接続方法は、高炉１０の炉体マンテル１１の少なくとも一部を構成する第１のリング状マンテルを、予め高炉櫓１２外でリング状に製作し、これを高炉櫓１２内に搬入して、予め高炉櫓１２内に配置された第２のリング状マンテルに、第１、第２のリング状マンテルの内側に分離して対向配置された第１、第２の裏当て金１３、１４を用いて炉外側から片側溶接する方法である。ここで、上下で対となって接続される各リング状マンテル１５〜２０のうち、予め（先行して）高炉櫓１２内に配置されている方を第２のリング状マンテルとし、後から高炉櫓１２内に搬入されてくる方を第１のリング状マンテルとし、複数のリング状マンテルが接続された塊をリング状マンテルブロックとして説明する。例えば、図３に示すように、リング状マンテルブロック３８は、リング状マンテル１６〜２０が接続されたものである。
【０００７】
図３に示すように、本発明が適用される高炉１０においては、高炉基礎２２上に予めリング状マンテル１５が設置されており、高炉櫓１２内には既に接合されたリング状マンテル１６〜１９からなるリング状マンテルブロックに、台車２３によって搬入されたリング状マンテル２０が接続されてリング状マンテルブロック３８が形成され、このリング状マンテルブロック３８が、高炉櫓１２に設置された複数のリフトジャッキ２１で昇降可能に吊り支持された状態にある。
ここでは、リング状マンテルブロック３８のリング状マンテル２０を第１のリング状マンテルとし、リング状マンテル１５を第２のリング状マンテルとしてその接続方法を説明する。
（第１工程）
図１に示すように、リング状マンテル１５とリング状マンテル２０は、それぞれ外側に設けられた鉄皮３４と、その内側には図示されないボルトを介して鉄皮３４に取付けられたステーブクーラ３１を有している。
リング状マンテル２０の接合端部２４の炉内側には予め（高炉櫓１２内に搬入前に）第１の裏当て金１３を、その下端位置が接合端部２４より下方に突出するようにして溶接しておく。
そして、リング状マンテルブロック３８をリフトジャッキ２１によって上昇させ、台車２３を高炉櫓１２外に戻す。
【０００８】
（第２工程）
リング状マンテルブロック３８のリング状マンテル２０と、これに接続するリング状マンテル１５のそれぞれの接合端部２４、２５を、リング状マンテルブロック３８をリフトジャッキ２１で吊り下げた状態で肌合わせする。
このときの高さ方向の位置は、第１の裏当て金１３の下端位置が接合端部２５より５ｍｍ程度上方になるようにしている。
なお、予め周方向に複数に分割された第２の裏当て金１４は、リング状マンテル２０、１５の肌合わせの前に、裏側に複数の操作棒２８をねじ固定しておき、リング状マンテル１５の接合端部２５の炉内側に設けられた載置台２９上に仮置きしておく。
（第３工程）
第２の裏当て金１４を、操作棒２８を介して移動し、第２の裏当て金１４の当接部２７を前記第１の裏当て金１３の当接部２６に対向状態で当接させる。
次いで、第２の裏当て金１４を炉外側からリング状マンテル１５に溶接固定する。溶接固定後に操作棒２８を第２の裏当て金１４から取外す。溶接時にはリング状マンテルブロック３８はリフトジャッキ２１によって吊り下げられており、第２の裏当て金１４には上方からの押圧力が加わらないので、固定は点付けでよい。
【０００９】
（第４工程）
図２に示すように、第１、第２の裏当て金１３、１４を炉外側から溶削して開先部３０を形成する。
（第５工程）
開先部３０を炉外側から溶接して、リング状マンテル１５、２０を強固に接続する。
続いて、図２、図４に示すように、第１、第２の裏当て金１３、１４が設置された部分の横目地３６にシールプレート３２、３３を取付ける。シールプレート３２、３３は、鉄皮３４とステーブクーラ３１の間の隙間にキャスタブル耐火物を流し込むときの漏れ防止のために使用される。なお、ステーブクーラ３１の縦目地部分には、予めシールプレート３９、４０が取付けられている。
【００１０】
シールプレート３２、３３の両端には炉内側に伸延する着脱可能な操作棒３７が取付けられている。このシールプレート３２、３３は、リング状マンテル１５、２０の接続時には、複数の冷却パイプの座３５を避けた位置で、且つ、第３工程での操作棒２８による第２の裏当て金１４の当接作業と干渉しない位置に配置され、操作棒３７をステーブクーラ３１に掛止した状態で仮支持されている。
操作棒３７を操作することによってシールプレート３２、３３を横目地３６に沿って配置し、ボルト等で固定し、そして、シールプレート３２、３３の固定後に操作棒３７を取外す。その後シールプレート３９の上部縦目地には新たにシールプレートを外挿して取付ける。
以上の工程によって、リング状マンテル１５、２０を接続することができる。
【００１１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施の形態においては、第１、第２のリング状マンテルがそれぞれ上、下に位置する場合について説明したが、これが逆になる場合、例えば、リング状マンテル１９、１８をそれぞれ第１、第２のリング状マンテルとするときにも本発明は適用される。また、第１、第２の裏当て金の上、下が逆になる場合もある。
さらに、第２の裏当て金１４は、第１、第２のリング状マンテルの肌合わせ後に、横目地３６の隙間から操作棒２８を操作して挿入し、固定することも可能である。
また、リング状マンテルにステーブクーラが取付けられていない場合においても本発明を使用することができる。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のリング状マンテルの接続方法においては、第２の裏当て金を第１、第２のリング状マンテルを肌合わせした後に固定するので、接合端部に固定した場合に発生する第１、第２の裏当て金の脱落を防止することができると共に、肌合わせ状況に応じて両裏当て金を正確に当接させて、容易に開先部を形成できるため、リング状マンテルの接続作業の経済性を向上させることができ、信頼性の高いマンテル間の溶接接続を得ることができる。
特に、請求項２記載のリング状マンテルにおいては、操作棒を使用するので、第２の裏当て金を短時間で容易かつ正確に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るリング状マンテルの接続方法によって接続されるリング状マンテルの接続部分の部分断面図である。
【図２】同リング状マンテルの接続方法によって接続されるリング状マンテルの接続部分の部分断面図である。
【図３】同リング状マンテルの接続方法を適用する高炉の説明図である。
【図４】同リング状マンテルの接続方法によって接続されるリング状マンテルのシールプレートの取付け部を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：高炉、１１：炉体マンテル、１２：高炉櫓、１３：第１の裏当て金、１４：第２の裏当て金、１５〜２０：リング状マンテル、２１：リフトジャッキ、２２：高炉基礎、２３：台車、２４、２５：接合端部、２６、２７：当接部、２８：操作棒、２９：載置台、３０：開先部、３１：ステーブクーラ、３２、３３：シールプレート、３４：鉄皮、３５：冷却パイプの座、３６：横目地、３７：操作棒、３８：リング状マンテルブロック、３９、４０：シールプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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