(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め複数の煉瓦で構成された煉瓦層およびスタンプ材層を内部に備えた複数のブロックを高炉基礎以外の場所において製造しておき、これら複数のブロックを高炉基礎上に積み重ねて高炉炉体を建設あるいは補修する際に、前記ブロックに欠陥が発生したか否かを検査する方法であって、
前記ブロックを前記高炉基礎以外の場所から前記高炉基礎上に移動するまでの間に、前記煉瓦層における前記煉瓦間の目地の厚さと、前記煉瓦に生じる歪と、前記スタンプ材層の厚さとを逐次測定して、前記ブロックにおける前記煉瓦層および前記スタンプ材層に欠陥が発生したか否かを検査する
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法において、
予め、前記高炉基礎以外の場所にて前記ブロックを製造した後、当該ブロックの煉瓦層において隣接する一対の煉瓦間の炉内側に変位計を設置し、当該一対の煉瓦のそれぞれの炉内側に歪ゲージを設置し、
前記ブロックを前記高炉基礎以外の場所から前記高炉基礎上まで移動する間において、前記変位計にて前記一対の煉瓦間の目地における炉内側の厚さを逐次測定し、かつ、前記歪ゲージにて前記一対の煉瓦の炉内側に生じるそれぞれの歪を逐次測定し、
前記ブロックの前記高炉基礎上への設置後に、当該目地の厚さの変化および当該歪の変化に基づいて、前記一対の煉瓦間の目地における炉外側に空隙が形成されたか否かを検査する
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法において、
予め、前記高炉基礎以外の場所にて前記ブロックを製造した後、前記スタンプ材層における炉内側および炉外側のそれぞれに対して変位計を設置して、
前記ブロックを前記高炉基礎以外の場所から前記高炉基礎上に移動するまでの間において、前記変位計にて前記スタンプ材層の厚さを逐次測定し、
前記ブロックの前記高炉基礎上への設置後に、当該スタンプ材層の厚さの変化に基づいて、前記スタンプ材層に空隙が形成されたか否かを検査する
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法において、
前記ブロックは、前記高炉炉体の炉床部を構成する炉底マンテルであり、
当該炉底マンテルは、ベースと、このベース上に立設された略円筒状の鉄皮と、前記ベースおよび前記鉄皮の炉内側を被覆する状態に設けられた冷却層と、この冷却層上に積層されたスタンプ材層と、このスタンプ材層上に積層された煉瓦層とを備え、
当該煉瓦層は、円盤状の炉底面部を構成する複数枚の炉敷煉瓦と、この炉敷煉瓦上に積層された複数の縦長状の縦積煉瓦と、前記炉敷煉瓦上に積層されかつ前記縦積煉瓦の外周側を囲む複数のリング煉瓦とを備えており、
前記炉底マンテルの前記高炉基礎上への設置後に、
互いに隣接する一対の前記縦積煉瓦間の目地における炉外側に発生する空隙と、
互いに隣接する一対の前記リング煉瓦間の目地に発生する空隙と、
互いに隣接する前記縦積煉瓦および前記炉敷煉瓦間の界面に発生する空隙と、
前記リング煉瓦とこれに対向する前記スタンプ材層との界面に発生する空隙と、
前記スタンプ材層とこれに対向する前記冷却層との界面に発生する空隙と、
前記炉敷煉瓦とこれに対向する前記スタンプ材層との界面に発生する空隙と、
前記スタンプ材層とこれに対向する前記ベースを被覆する前記冷却層との界面に発生する空隙と、の少なくともいずれか１つの空隙の発生の有無を検査する
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法にて前記欠陥が検知された場合に、当該欠陥を補修する方法であって、
前記煉瓦間の目地に前記欠陥としての空隙が形成された場合、
前記ブロックの前記高炉基礎上への設置後に、前記空隙が発生した前記目地部を開孔し、当該孔部にモルタルを充填し、前記煉瓦と同材質の円柱状の栓を当該孔部に押し込むことにより前記空隙を閉塞する
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法。
【請求項６】
請求項５に記載の高炉炉体のブロックの欠陥補修方法において、
前記孔部および前記栓の径寸法を２０〜５０ｍｍとする
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の高炉炉体のブロックの欠陥補修方法において、
前記孔部の深さＬを、当該深さＬと、前記煉瓦における前記目地との対向面の面積Ｓと、前記目地に形成された前記空隙の平均厚さｔと、前記孔部の径寸法ｄとが０．７≦（π・ｄ２・Ｌ／４）／（Ｓ・ｔ）≦１．０の関係を満たす条件で設定する
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法。
【請求項８】
請求項４に記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法にて前記欠陥が検知された場合に、当該欠陥を補修する方法であって、
前記炉底マンテルには、前記鉄皮および前記冷却層を貫通する開口部が設けられており、
前記スタンプ材層における炉内側または炉外側の界面に前記欠陥としての空隙が形成された場合、
前記炉底マンテルの前記高炉基礎上への設置後に、前記開口部から前記スタンプ材層に熱伝導率１０Ｗｍ／Ｋ以上の充填材を圧入することにより前記空隙を閉塞する
ことを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め煉瓦層等を内部に備えた複数のブロックを高炉基礎以外の場所において製造しておき、これら複数のブロックを高炉基礎上に積み重ねて、高炉炉体を建設あるいは補修する際に、前記ブロックに欠陥が発生したか否かを検査する欠陥検査方法、および、その欠陥補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉は、煉瓦積みで構成された縦型の炉である。この高炉では、上部から５０〜６０％の鉄分を含む鉄鉱石やペレット、燃焼鉱などの単独またはこれらを組み合わせたものと、不純物除去のための溶剤となる石灰石及びコークス等の原料とが投入される。そして、炉の下部円周上に配置された羽口から高温の熱風が吹き込まれ、これにより炉頂から下降する原料が加熱、還元、溶融して銑鉄となり、炉床に溜まる。当該炉床に溜まった銑鉄は、定期的に炉下部に設けられた出銑口を介して炉外に取り出される。
【０００３】
ここで、図１に、一般的な高炉炉体の炉床部近傍の構造を模式的に示す。図１において、高炉１００は、ベース１１０と、このベース１１０上に立設された略円筒状の鉄皮１２０と、このベース１１０および鉄皮１２０の炉内側を被覆する状態に設けられた冷却層１３０と、この冷却層１３０上に積層されたスタンプ材層１４０と、このスタンプ材層１４０上および鉄皮１２０における側面中央部より上側の内面を被覆する状態に積層された煉瓦層１５０とを備えて構成されている。また、図１では、１６０は炉床を示し、１７０は羽口を示し、１８０は出銑口を示している。
冷却層１３０は、例えば金属製のパネル内部に冷却水を循環させるための水冷パイプが埋設された構造となっている。スタンプ材層１４０は、高熱伝導率の耐火物紛体、例えばカーボン粉体を高密度で圧縮して形成された層である。
【０００４】
煉瓦層１５０は、複数の耐火物煉瓦が高精度で組み合わされて構成されたものである。具体的には、炉床１６０における当該耐火物煉瓦は、円盤状の炉底面部を構成する複数枚の炉敷煉瓦１５１と、この炉敷煉瓦１５１上に積層された複数の縦長状の縦積煉瓦１５２と、この縦積煉瓦１５２上に積層された複数枚の中埋煉瓦１５３と、炉敷煉瓦１５１上に積層されかつ縦積煉瓦１５２および中埋煉瓦１５３の外周側を囲む複数のリング煉瓦１５４とを含んで構成されている。これら各種煉瓦は、高熱伝導率、高耐食性、低気孔率かつ均質なカーボン煉瓦にて形成され、さらに表面が高度に研磨されている。そして、隣接する煉瓦間にモルタルが塗布された状態で隙間無く密に組み合わされている。
なお、リング煉瓦１５４よりも上側に積層される朝顔煉瓦１５５は、低気孔率の粘土や高アルミナ煉瓦、カーボン質煉瓦などで構成されている。
【０００５】
このような高炉１００の操業時には、炉床１６０は１５００℃以上にも達し、炉床１６０における煉瓦層１５０は炉内側から溶損していく。そして、煉瓦層１５０の溶損がある程度進んだところで高炉１００は寿命に至る。
【０００６】
このため、高炉１００を高寿命とするためにも、煉瓦層１５０における互いに隣接する各煉瓦間の目地に空隙が形成されないようにしなければならない。このような空隙が形成された場合、高炉１００の操業時に当該目地より溶銑が差し込んで、炉寿命の著しい低下を招くおそれがある。
【０００７】
また、高炉１００を高寿命とするためにも、煉瓦層１５０をスタンプ材層１４０を介して冷却層１３０にて高効率で冷却し、煉瓦層１５０の溶損速度を可能な限り低減する必要がある。
煉瓦層１５０を効率良く冷却するためには、各煉瓦間に空隙が形成されないようにしなければならない。また、煉瓦層１５０とスタンプ材層１４０との間や、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との間にも空隙が形成されないようにしなければならない。このような空隙が形成された場合、煉瓦層１５０を好適に冷却できずに、これら煉瓦層１５０の溶損が著しく進行し、炉寿命の低下に繋がるおそれがある。
【０００８】
高炉１００が寿命に至った後は、高炉１００の操業が停止され、スタンプ材層１４０および煉瓦層１５０の入替等を伴った高炉１００全体の補修が行われる。
従来、このような高炉の補修法として、高炉１００の炉体を複数のブロックに分解して高炉基礎上から順次搬出し、予め高炉基礎以外の場所にて製造した複数のブロックを高炉基礎上に順次積み重ねることにより高炉炉体を補修するものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００９】
特許文献１に記載の構成では、予め、高炉の炉体シャフト部を構成する部分は、複数のリング状のブロックに分割され、鉄皮、クーリングステーブ、耐火物等が一体に工事現場の他の場所で組み立てられている。高炉の建設作業は、炉体櫓に支えられる炉体シャフト部の最下段を構成するブロックを搬送装置により搬送し、さらに、吊り具、油圧ジャッキおよび横移動台車にて炉体櫓内に設置する。その後、次段のブロックを同様の方法で搬送し、先に設置済みのブロックの最上部に接続する。これを繰り返して、炉体シャフト部の最上部のブロックまでを順次組み立てていく。この間、炉底部ではクレーンを使用して炉底のレンガ積みが行われるという方法が採用されている。
【００１０】
特許文献２に記載の構成では、リフトアップ工法を利用して高炉の改修・建設を行い、各リング状ブロックの搬送は鋳床を利用して行う方法が採用されている。この方法では、各リング状ブロックの鋳床への載置を、鋳床建屋内外に延在する架構と、この架構に設けたスライドレール上に載置され、鋳床建屋内外を移動可能な移動架台と、この移動架台の水平方向移動を司る、それ自体がスライドレール上を間欠移動可能な油圧シリンダーを備えるスライディング装置と、この移動架台に設けた数組のロッド式昇降ジャッキにより上下移動が可能でかつリング状ブロックの吊り具を備える吊り架台を有する上架装置を用いて行う。このような構成により、搬送、吊り上げ、接合時における、リング状ブロックにおけるレンガ積み部の反りやひずみの発生の防止が図れる。
【００１１】
特許文献３に記載の構成では、高炉を炉頂部から炉底部まで数個のブロックに分けて、高炉の基礎以外の場所で建造しておき、炉体支持柱の上に設けた高炉建設用の付設櫓を利用して、各分割ブロックをいわゆるリフトアップ工法により炉頂部から順次組み立て、最後に炉底部を炉底定盤ごと高炉の基礎上に固定する方法が採用されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１４４２２０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１９７０９号公報
【特許文献３】特公昭  ５３−  ３９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、上記した特許文献１〜３に記載の構成では、いずれも、予め高炉基礎以外の場所にて複数のブロックを製造しておき、これらブロックを高炉基礎上まで移動する工程が含まれている。この際、最も懸念されることは、ブロックの移動中に、煉瓦層において互いに隣接する煉瓦間の目地や、煉瓦層およびスタンプ材層の界面、スタンプ材層および冷却層の界面に空隙が形成されるなど、炉寿命の低下を招くような欠陥が発生することである。
したがって、ブロックを搬送してから高炉基礎上へ設置するまでの間に、当該欠陥が発生したか否かを検査する必要があり、万一欠陥が確認された場合は補修する必要がある。
【００１４】
しかしながら、上記した特許文献１〜３には、当該欠陥の発生を防止・検知する具体的な対策が示されていない。
このため、上記特許文献１〜３に記載のような従来の構成では、ブロックの移動後における欠陥の有無の検査は、炉内側からの外観観察により行わざるを得なかった。ここにおいて、ブロックの移動中、煉瓦目地は炉内側が収縮し炉外側が開く状態に変形する傾向にある。このため、ブロックの高炉基礎上への設置後において、目地の炉内側に空隙が形成されていなくても、目地の炉外側に目地が形成されているような場合、炉内側からの外観観察では、当該欠陥を確認することは不可能であった。また、炉内側からの外観観察では、煉瓦層の背面に設けられたスタンプ材層の欠陥を確認することは不可能であった。
【００１５】
本発明は、上述したような問題点に鑑みて、予め高炉基礎以外の場所において製造した高炉炉体の複数のブロックを高炉基礎上に設置するまでに、当該ブロックに生じた欠陥を好適に検知できる高炉炉体のブロックの欠陥検査方法、および、その欠陥補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、予め複数の煉瓦で構成された煉瓦層およびスタンプ材層を内部に備えた複数のブロックを高炉基礎以外の場所において製造しておき、これら複数のブロックを高炉基礎上に積み重ねて高炉炉体を建設あるいは補修する際に、前記ブロックに欠陥が発生したか否かを検査する方法であって、前記ブロックを前記高炉基礎以外の場所から前記高炉基礎上に移動するまでの間に、前記煉瓦層における前記煉瓦間の目地の厚さと、前記煉瓦に生じる歪と、前記スタンプ材層の厚さとを逐次測定して、前記ブロックにおける前記煉瓦層および前記スタンプ材層に欠陥が発生したか否かを検査することを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法である。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法において、予め、前記高炉基礎以外の場所にて前記ブロックを製造した後、当該ブロックの煉瓦層において隣接する一対の煉瓦間の炉内側に変位計を設置し、当該一対の煉瓦のそれぞれの炉内側に歪ゲージを設置し、前記ブロックを前記高炉基礎以外の場所から前記高炉基礎上まで移動する間において、前記変位計にて前記一対の煉瓦間の目地における炉内側の厚さを逐次測定し、かつ、前記歪ゲージにて前記一対の煉瓦の炉内側に生じるそれぞれの歪を逐次測定し、前記ブロックの前記高炉基礎上への設置後に、当該目地の厚さの変化および当該歪の変化に基づいて、前記一対の煉瓦間の目地における炉外側に空隙が形成されたか否かを検査することを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法である。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法において、予め、前記高炉基礎以外の場所にて前記ブロックを製造した後、前記スタンプ材層における炉内側および炉外側のそれぞれに対して変位計を設置して、前記ブロックを前記高炉基礎以外の場所から前記高炉基礎上に移動するまでの間において、前記変位計にて前記スタンプ材層の厚さを逐次測定し、前記ブロックの前記高炉基礎上への設置後に、当該スタンプ材層の厚さの変化に基づいて、前記スタンプ材層に空隙が形成されたか否かを検査することを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法である。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法において、前記ブロックは、前記高炉炉体の炉床部を構成する炉底マンテルであり、当該炉底マンテルは、ベースと、このベース上に立設された略円筒状の鉄皮と、前記ベースおよび前記鉄皮の炉内側を被覆する状態に設けられた冷却層と、この冷却層上に積層されたスタンプ材層と、このスタンプ材層上に積層された煉瓦層とを備え、当該煉瓦層は、円盤状の炉底面部を構成する複数枚の炉敷煉瓦と、この炉敷煉瓦上に積層された複数の縦長状の縦積煉瓦と、前記炉敷煉瓦上に積層されかつ前記縦積煉瓦の外周側を囲む複数のリング煉瓦とを備えており、前記炉底マンテルの前記高炉基礎上への設置後に、互いに隣接する一対の前記縦積煉瓦間の目地における炉外側に発生する空隙と、互いに隣接する一対の前記リング煉瓦間の目地に発生する空隙と、互いに隣接する前記縦積煉瓦および前記炉敷煉瓦間の界面に発生する空隙と、前記リング煉瓦とこれに対向する前記スタンプ材層との界面に発生する空隙と、前記スタンプ材層とこれに対向する前記冷却層との界面に発生する空隙と、前記炉敷煉瓦とこれに対向する前記スタンプ材層との界面に発生する空隙と、前記スタンプ材層とこれに対向する前記ベースを被覆する前記冷却層との界面に発生する空隙と、の少なくともいずれか１つの空隙の発生の有無を検査することを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥検査方法である。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法にて前記欠陥が検知された場合に、当該欠陥を補修する方法であって、前記煉瓦間の目地に前記欠陥としての空隙が形成された場合、前記ブロックの前記高炉基礎上への設置後に、前記空隙が発生した前記目地部を開孔し、当該孔部にモルタルを充填し、前記煉瓦と同材質の円柱状の栓を当該孔部に押し込むことにより前記空隙を閉塞することを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法である。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の高炉炉体のブロックの欠陥補修方法において、前記孔部および前記栓の径寸法を２０〜５０ｍｍとすることを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法である。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の高炉炉体のブロックの欠陥補修方法において、前記孔部の深さＬを、当該深さＬと、前記煉瓦における前記目地との対向面の面積Ｓと、前記目地に形成された前記空隙の平均厚さｔと、前記孔部の径寸法ｄとが０．７≦（π・ｄ２・Ｌ／４）／（Ｓ・ｔ）≦１．０の関係を満たす条件で設定することを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法である。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の高炉炉体のブロックの欠陥検査方法にて前記欠陥が検知された場合に、当該欠陥を補修する方法であって、前記炉底マンテルには、前記鉄皮および前記冷却層を貫通する開口部が設けられており、前記スタンプ材層における炉内側または炉外側の界面に前記欠陥としての空隙が形成された場合、前記炉底マンテルの前記高炉基礎上への設置後に、前記開口部から前記スタンプ材層に熱伝導率１０Ｗｍ／Ｋ以上の充填材を圧入することにより前記空隙を閉塞することを特徴とする高炉炉体のブロックの欠陥補修方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、高炉炉体を構成する複数のブロックを高炉基礎上に設置した後に、炉内側からの外観観察では検知できないような、煉瓦目地の炉外側に形成された空隙や、煉瓦層とスタンプ材層との界面に形成された空隙、スタンプ材層と冷却層との界面に形成された空隙、などの欠陥を良好に検知できる。これにより、炉寿命の低下を招くような当該空隙を検知して適宜補修することが可能となるので、各煉瓦間の目地に溶銑が差し込むことを未然に防ぐことができ、かつ、煉瓦層の溶損速度を低減できる。したがって、高炉の迅速な建設および補修を可能としつつ、さらに高寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の一実施形態について、図１に示した高炉１００の補修方法を例示して、図面に基づいて説明する。図２は、高炉の全体構成を示した模式図である。
【００２６】
（１）高炉の補修方法
図２において、高炉１００の炉体は、高炉１００の炉床部を構成する炉底マンテル１００Ａおよび複数のリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅが高炉基礎２００上に順に積み上げられ、互いに接合されて構築されている。そして、高炉基礎２００上には、炉底マンテル１００Ａおよび複数のリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅのそれぞれを吊り下げて昇降させる油圧ジャッキ３１０を備えた炉体櫓３００が立設されている。
【００２７】
このような高炉１００の補修方法は、高炉１００の炉体を解体する解体工程と、予め炉底マンテル１００Ａおよび複数のリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅを製造しておくブロック製造工程と、炉底マンテル１００Ａおよび複数のリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅを高炉基礎２００上まで運搬して高炉基礎２００上に積み重ねることにより、高炉１００の炉体を再構築する構築工程とを備えている。
【００２８】
具体的には、解体工程では、互いに接合された炉底マンテル１００Ａおよびリング状ブロック１００Ｂを分割して、油圧ジャッキ３１０によりリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅを持ち上げる。この間に、炉底マンテル１００Ａをドーリー４００（図２参照）に載せて、高炉基礎２００上から外部へと搬出する。そして、油圧ジャッキ３１０によりリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅを高炉基礎２００上に降下させる。
同様にして、互いに接合されたリング状ブロック１００Ｂ，１００Ｃを分割して、リング状ブロック１００Ｂを高炉基礎２００上から外部へと搬出する。リング状ブロック１００Ｃ〜１００Ｅについても同様にして高炉基礎２００上から外部へと搬出する。これにて、解体工程が終了する。
【００２９】
次に、ブロック製造工程について図面に基づいて説明する。図３は、第１の状態の炉底マンテル、および、この炉底マンテルを搬送するドーリーを模式的に示した側面図である。図４は、第１の状態の炉底マンテルの煉瓦構造を模式的に示したもので、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面を示す矢視図、および、Ｂ−Ｂ線に沿う断面を示す矢視図である。図５は、第２の状態の炉底マンテル、および、この炉底マンテルを搬送するドーリーを模式的に示した側面図である。
なお、本実施形態では、炉底マンテル１００Ａに対してのみ欠陥の検査・補修を実施する構成を例示するが、これに限らず、複数のリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅに対しても同様に欠陥の検査・補修を実施しても構わない。
【００３０】
ブロック製造工程は、構築工程の準備工程であり、予め、高炉基礎２００以外の場所にて、新たな炉底マンテル１００Ａおよび複数のリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅを製造しておくものである。
例えば、炉底マンテル１００Ａを製造する場合、例えば図３に示すような第１の状態、あるいは，図５に示すような第２の状態としておく。
なお、煉瓦の積載状態は、油圧ジャッキ３１０およびドーリー４００の能力や炉底マンテル１００Ａの重量に応じて適宜変更する必要がある。ここで、本実施形態では、第１あるいは第２の状態の２種の炉底マンテル１００Ａを例示したが、これに限らず、上記条件に応じて煉瓦の積載状態を適宜変更してもよい。
【００３１】
図３に示す第１の状態の炉底マンテル１００Ａは、図１に示す構成と同様に、ベース１１０と、鉄皮１２０と、冷却層１３０と、スタンプ材層１４０と、煉瓦層１５０と、羽口１７０と、出銑口１８０とを備えている。
この第１の状態の炉底マンテル１００Ａでは、図４に示すように、煉瓦層１５０は、スタンプ材層１４０の底部上に積層された複数枚の炉敷煉瓦１５１と、この炉敷煉瓦１５１上に積層された略六角柱状の層（図４（Ａ）参照）を形成する複数の縦長状の縦積煉瓦１５２と、炉敷煉瓦１５１の外周縁上に積層されかつ縦積煉瓦１５２の外周側を囲む複数のリング煉瓦１５４とを備えている。なお、リング煉瓦１５４は縦積煉瓦１５２の頂部に等しい高さまで積層されており（図４（Ｂ）参照）、スタンプ材層１４０も縦積煉瓦１５２の頂部に等しい高さまで形成されている（図３参照）。
【００３２】
このような第１の状態の炉底マンテル１００Ａを製造した後、各煉瓦間の目地の厚さを測定可能な変位計と、各煉瓦に生じる歪を測定可能な歪ゲージと、スタンプ材層１４０の厚さを測定可能な変位計とを設ける。これら変位計および歪ゲージの設置される具体的な場所や種類、配置については後述する。
なお、次工程の構築工程において、これら変位計および歪ゲージは、高炉基礎２００上に第１の状態の炉底マンテル１００Ａが設置された後に取り外される。そして、中埋煉瓦１５３と、朝顔煉瓦１５５と、リング煉瓦１５４およびスタンプ材層１４０の残りの部分とが、炉底マンテル１００Ａの内部に搬入されて構築されることになる。
【００３３】
図５に示す第２の状態の炉底マンテル１００Ａは、図１に示す構成と同様に、ベース１１０と、鉄皮１２０と、冷却層１３０と、スタンプ材層１４０と、煉瓦層１５０と、羽口１７０と、出銑口１８０とを備えている。
そして、第２の状態の炉底マンテル１００Ａでは、煉瓦層１５０は、スタンプ材層１４０の底部上に積層された複数枚の炉敷煉瓦１５１と、この炉敷煉瓦１５１上に積層された略六角柱状の層（図４（Ａ）参照）を形成する複数の縦長状の縦積煉瓦１５２と、この縦積煉瓦１５２上に積層された複数枚の中埋煉瓦１５３と、炉敷煉瓦１５１の外周縁上に積層されかつ縦積煉瓦１５２および中埋煉瓦１５３の外周側を囲む複数のリング煉瓦１５４とを備えている。なお、リング煉瓦１５４は羽口１７０と出銑口１８０との中間位置まで積層されており、スタンプ材層１４０もこれに等しい高さまで形成されている。
【００３４】
このような第２の状態の炉底マンテル１００Ａを構築した後、各煉瓦間の目地の厚さを測定可能な変位計と、各煉瓦に生じる歪を測定可能な歪ゲージと、スタンプ材層１４０の厚さを測定可能な変位計とを設ける。これら変位計および歪ゲージの設置される場所や種類、配置については後述する。
なお、これら変位計および歪ゲージは、次工程の構築工程において、高炉基礎２００上に第２の状態の炉底マンテル１００Ａが設置された後に取り外される。そして、朝顔煉瓦１５５、および、リング煉瓦１５４およびスタンプ材層１４０の残りの部分が、炉底マンテル１００Ａの内部に搬入されて構築されることになる。
【００３５】
次に、構築工程について、図２に基づいて説明する。
構築工程では、ブロック製造工程にて製造した炉頂部に対応するリング状ブロック１００Ｅを、ドーリー４００上に載せて、製造場所から高炉基礎２００の真横まで搬送する。そして、リング状ブロック１００Ｅを、高炉基礎２００上を摺動させて炉体櫓３００中心部まで横持ちする。さらに、油圧ジャッキ３１０により、リング状ブロック１００Ｅを次段のリング状ブロック１００Ｄが下部に入る高さまで吊り上げる。
同様の手段によりブロック製造工程にて製造したリング状ブロック１００Ｄを炉体櫓３００中心部まで搬送し、その位置でリング状ブロック１００Ｄ，１００Ｅを互いに接合する。そして、油圧ジャッキ３１０により、接合されたリング状ブロック１００Ｄ，１００Ｅを、リング状ブロック１００Ｃが下部に入る高さまで吊り上げる。さらにリング状ブロック１００Ｃ，１００Ｂについても同様の作業を行い、図２に示す状態とする。
【００３６】
そして、ブロック製造工程にて製造した第１あるいは第２の状態の炉底マンテル１００Ａをドーリー４００上に設けられた架構４１０に載せて（図３，５参照）、高炉基礎２００の真横まで搬送する。この後、油圧ジャッキ３１０により、リング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅを、その下部に炉底マンテル１００Ａが入る高さまで吊り上げる。この状態から、炉底マンテル１００Ａを横持ちして高炉基礎２００上に設置し、リング状ブロック１００Ｂと接合する。
【００３７】
炉底マンテル１００Ａの設置後、上記した炉底マンテル１００Ａにおけるスタンプ材層１４０および煉瓦層１５０の検査を実施する。検査後、所定の部位に欠陥を発見した場合は、当該欠陥を補修する。これらスタンプ材層１４０および煉瓦層１５０の検査方法、および、欠陥の補修方法については後述する。
この後、炉底マンテル１００Ａの各部に設置された変位計および歪ゲージが取り外されて、スタンプ材層１４０および煉瓦層１５０の残りの部分が構築される。以上にて、高炉１００の構築が完了する。
【００３８】
（２）スタンプ材層および煉瓦層における欠陥検査方法
次に、炉底マンテル１００Ａにおけるスタンプ材層１４０および煉瓦層１５０の各欠陥の検査方法について、図面に基づいて説明する。図６は、炉底マンテルに対する変位計の設置ポイントを模式的に示した平面図である。
【００３９】
スタンプ材層１４０および煉瓦層１５０の各欠陥の検査は、まず、上述したブロック製造工程において、第１のあるいは第２の状態の炉底マンテル１００Ａを製造した後に（図３，５参照）、各種変位計および歪ゲージを図６に示す位置に設置する。
次に、上述した構築工程において、炉底マンテル１００Ａを製造場所から高炉基礎２００上まで運搬して高炉基礎２００上に構築するまでの間において、各種変位計および歪ゲージにて、所定の煉瓦間の目地の厚さと、所定の煉瓦に生じる歪と、スタンプ材層における所定の部位の厚さとを逐次測定する。
そして、炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後、各種変位計および歪ゲージにて取得した各種情報に基づいて、スタンプ材層１４０および煉瓦層１５０に欠陥が発生したか否かを検査する。
【００４０】
(2-1)第１の状態の炉底マンテルに対する変位計および歪ゲージの設置ポイント
具体的に、第１の状態の炉底マンテル１００Ａ（図３参照）に対する変位計および歪ゲージの設置ポイントを、図６にて説明する。
【００４１】
図６中Ａ〜Ｍに対応する縦積煉瓦１５２上には、水平方向で互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２間の目地の変位量を計測するための変位計であるクリップ型変位計１が取り付けられる（後述、図８参照）。また、当該一対の縦積煉瓦１５２のそれぞれの上面には、歪ゲージ２が取り付けられる（後述、図８参照）。
図６中Ａ〜Ｍに対応する縦積煉瓦１５２上には、水平方向に互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２間の鉛直方向での相対変位量を測定する変位計３が取り付けられる（後述、図９参照）。
【００４２】
図６中Ｐ，Ｑに対応する最上段のリング煉瓦１５４とこれに対向する冷却層１３０には、当該リング煉瓦１５４と冷却層１３０との間に挟まれたスタンプ材層１４０の厚さ変化を測定する変位計４が取り付けられる（後述、図１０参照）。
図６中Ｐ，Ｑに対応する最上段のリング煉瓦１５４とこれに対向する冷却層１３０の内部には、当該リング煉瓦１５４と冷却層１３０との間に挟まれたスタンプ材層１４０の厚さ変化を測定する変位計５が埋め込まれる（後述、図１１参照）。
図６中Ｎ，Ｏに対応する炉敷煉瓦１５１およびスタンプ材層１４０の内部には、当該スタンプ材層１４０の厚さ変化を測定するための変位計６（後述、図１２参照）が埋め込まれる。
【００４３】
(2-2)第２の状態の炉底マンテルに対する変位計および歪ゲージの設置ポイント
一方、第２の状態の炉底マンテル１００Ａ（図５参照）に対する変位計および歪ゲージの設置ポイントを、図６および７にて説明する。ここで、図７は、第２の状態の炉底マンテルにおいて、各煉瓦間の空隙を検査する方法を説明するための模式図である。
【００４４】
図６中Ａ〜Ｍに対応する中埋煉瓦１５３上には、水平方向で互いに隣接する一対の中埋煉瓦１５３間の目地の変位量を計測するクリップ型変位計１が取り付けられる（図７，８参照）。そして、当該一対の中埋煉瓦１５３のそれぞれの上面には、歪ゲージ２が取り付けられる（図７，８参照）。
図６中Ａ〜Ｍに対応する中埋煉瓦１５３上には、水平方向で互いに隣接する一対の中埋煉瓦１５３上間の鉛直方向での相対変位量を測定する変位計３が取り付けられる（図９参照）。
【００４５】
図６中Ｐ，Ｑに対応するリング煉瓦１５４には、鉛直方向で互いに隣接する一対のリング煉瓦１５４間の目地の変位量を計測するクリップ型変位計１が取り付けられる（図７，８参照）。
図６中Ｐ，Ｑに対応するリング煉瓦１５４には、鉛直方向で互いに隣接する縦積煉瓦１５２あるいはリング煉瓦１５４との鉛直方向での相対変位量を測定する変位計３が取り付けられる（図７，９参照）。
【００４６】
図６中Ｐ，Ｑに対応するリング煉瓦１５４とこれに対向する冷却層１３０には、上述した変位計４が取り付けられる（後述、図１０参照）。
図６中Ｐ，Ｑに対応するリング煉瓦１５４とこれに対向する冷却層１３０の内部には、上述した変位計５が埋め込まれる（後述、図１１参照）。
図６中Ｎ，Ｏに対応する炉敷煉瓦１５１およびスタンプ材層１４０の内部には、上記した変位計６（後述、図１２参照）が埋設される。
【００４７】
(2-3)各種変位計および歪ゲージについて
次に、上記した各種変位計および歪ゲージについて図面に基づいて説明する。
【００４８】
クリップ型変位計１および歪ゲージ２について、図８に基づいて説明する。ここで、図８は、互いに隣接する煉瓦間目地の厚さ方向への変位を測定する変位計、および、歪ゲージを示した模式図である。なお、このようなクリップ型変位計１および歪ゲージ２には、それぞれ従来のクリップ型変位計および歪ゲージを適用できる。
【００４９】
クリップ型変位計１は、第１の状態の炉底マンテル１００Ａ（図３参照）において、互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２のそれぞれの上面に、架橋される状態で取り付けられる。これにより、当該一対の縦積煉瓦１５２間の目地における上側（炉内側）の変位量が計測可能となる。また、当該一対の縦積煉瓦１５２上面に設けられた歪ゲージ２にて、当該一対の縦積煉瓦１５２に生じる歪を計測し、これら縦積煉瓦１５２単体の全変形量を算出する。そして、クリップ型変位計１からの目地の変位量と、歪ゲージ２からの歪より得た縦積煉瓦１５２単体の全変形量とに基づいて、当該目地上側の厚さ変化を算出する。
【００５０】
通常、隣接する一対の縦積煉瓦１５２間の目地は、縦積煉瓦１５２の鉛直方向中央部を中心として、目地上側が収縮すると、目地下側が拡大する性質がある。そして、目地上側と下側とでは同程度の変化量となる。
このため、クリップ型変位計１および歪ゲージ２からの情報にて算出した前記目地上側の厚さ変化より、当該縦積煉瓦１５２間の目地下側（炉外側）の厚さ変化を算出することが可能となる。したがって、当該縦積煉瓦１５２間の目地下側に空隙が形成されたか否かを検査することが可能となる。
【００５１】
より具体的には、例えば、隣接する一対の縦積煉瓦１５２間の目地厚さは０．５ｍｍである。このため、クリップ型変位計１のみでは、０．５ｍｍ以上の目地厚さ変化を検知できない。そこで、当該一対の縦積煉瓦１５２の歪を歪ゲージ２にて測定し、この歪から当該縦積煉瓦１５２単体の全変形量を算定する。そして、クリップ型変位計１からの目地厚さ変化と、歪ゲージ２からのそれぞれの縦積煉瓦１５２単体の全変形量とを加算して、縦積煉瓦１５２間の目地下側（炉外側）の厚さ変化を推定する。
ここで、当該煉瓦目地の隙間を構成するモルタルは、±０．１ｍｍの変位まで追従可能である。そして、高炉１００の操業後、炉床１６０は２０００℃以上に曝され、これにより当該煉瓦目地は約１ｍｍ膨張する。
したがって、上記構築工程において、クリップ型変位計１からの目地厚さ変化と、歪ゲージ２からのそれぞれの縦積煉瓦１５２単体の全変形量とを加算した値が１．１ｍｍを越えた時点が存在する場合、高炉１００の寿命を低下する空隙が形成されたと判断する。
【００５２】
クリップ型変位計１は、第２の状態の炉底マンテル１００Ａの場合、互いに隣接する一対の中埋煉瓦１５３のそれぞれの上面に、架橋される状態で取り付けられる。これにより、クリップ型変位計１および歪ゲージ２からの情報にて算出した当該一対の中埋煉瓦１５３間における目地の上側（炉内側）の厚さ変化より、当該中埋煉瓦１５３間の目地下側（炉外側）の厚さ変化を算出することが可能となる。したがって、当該中埋煉瓦１５３間の目地下側に空隙が形成されたか否かを検査することが可能となる。
【００５３】
また、上述したように、クリップ型変位計１は、第２の状態の炉底マンテル１００Ａにおいて、鉛直方向で互いに隣接する一対のリング煉瓦１５４におけるそれぞれの炉内側面上に、架橋する状態で取り付けられる。これにより、クリップ型変位計１から測定した当該一対のリング煉瓦１５４間の目地の厚さ変化より、当該目地に空隙が形成されたか否かの検査が可能となる。
【００５４】
変位計３について、図９に基づいて説明する。ここで、図９は、互いに隣接する煉瓦間目地の剪断方向への変位を測定する変位計を示した模式図である。なお、このような変位計３には、従来の一次元測定器などの変位計を適用できる。
【００５５】
変位計３は、第１の状態の炉底マンテル１００Ａ（図３参照）において、互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２のうち、一方の煉瓦の上面に変位計３の基端部が固定され、他方の煉瓦の上面に変位計３の先端が当接されている。これにより、当該一対の縦積煉瓦１５２のうちいずれか一方の鉛直方向での変位が測定可能となるので、当該変位に基づいて、当該縦積煉瓦１５２およびこの下側に隣接する炉敷煉瓦１５１間の界面に空隙が発生したか否かが検査可能となる。
【００５６】
変位計３は、第２の状態の炉底マンテル１００Ａ（図５参照）の場合、図９に示すものと同様にして、互いに隣接する一対の中埋煉瓦１５３のうち、一方の煉瓦の上面に変位計３の基端部が固定され、他方の煉瓦の上面に変位計３の先端が当接されている。これにより、当該一対の中埋煉瓦１５３のうちいずれか一方の鉛直方向での変位が測定可能となるので、当該変位に基づいて、当該中埋煉瓦１５３およびこの下側に隣接する中埋煉瓦１５３間の界面に空隙が発生したか否かが検査可能となる。
【００５７】
また、変位計３は、図７に示すように、第２の状態の炉底マンテル１００Ａにおいて、鉛直方向で互いに隣接するリング煉瓦１５４同士間、および、鉛直方向で互いに隣接する縦積煉瓦１５２とリング煉瓦１５４との鉛直方向での相対変位量を測定する。
すなわち、図７中仮想線で示すように、図６中Ｐ，Ｑに対応する中埋煉瓦１５３は外された状態とされており、図中下から３段目のリング煉瓦１５４の上面に変位計３の基端部が固定され、外周側の縦積煉瓦１５２の上面に変位計３の先端が当接されている。この変位計３により、当該縦積煉瓦１５２とリング煉瓦１５４との鉛直方向での相対変位量が測定可能となる。
また、図中下から４段目のリング煉瓦１５４の上面に変位計３の基端部が固定され、図中下から３段目のリング煉瓦１５４の上面に変位計３の先端が当接されている。この変位計３により、鉛直方向で互いに隣接するリング煉瓦１５４同士間の鉛直方向での相対変位量が測定可能となる。
したがって、鉛直方向で互いに隣接するリング煉瓦１５４同士間、および、縦積煉瓦１５２とリング煉瓦１５４との間の空隙の発生が検査可能となる。
【００５８】
変位計４について、図１０に基づいて説明する。ここで、図１０は、スタンプ材層側面部の厚さ方向への変位を測定する変位計を模式的に示した側断面図である。なお、このような変位計４には、従来の一次元測定器などの変位計を適用できる。
【００５９】
変位計４の基端部は最上段のリング煉瓦１５４の上面に固定し、変位計４の先端部は露出した冷却層１３０の炉内側に当接させる。これにより、変位計４にて、当該リング煉瓦１５４と冷却層１３０との間に挟まれたスタンプ材層１４０の厚さ変化が検出可能となる。そして、スタンプ材層１４０の厚さ変化が許容値を越えた場合、スタンプ材層１４０とリング煉瓦１５４との界面、あるいは、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との界面に空隙が発生したと判断する。
【００６０】
例えば、スタンプ材層１４０は厚さ１ｍｍまでは自身で膨張し、膨張後は収縮して復元することが可能である。また、高炉１００の操業により煉瓦層１５０における各煉瓦が熱膨張し、これによりスタンプ材層１４０には１ｍｍの収縮が働く。
したがって、上記した構築工程において、変位計４で計測したスタンプ材層１４０の厚さ変化が２ｍｍを越えた時点が存在する場合、スタンプ材層１４０とリング煉瓦１５４との界面、あるいは、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との界面に、高炉１００の寿命を低下する空隙が形成されたと判断する。
【００６１】
変位計５について、図１１に基づいて説明する。ここで、図１１は、スタンプ材層側面部の厚さ方向への変位を測定する変位計、および、開口部を模式的に示した側断面図である。図１１において、変位計５は、高炉１００の炉体側面における底部近傍に設けられ、一対の変位計５１，５２を備えている。
【００６２】
変位計５１は、鉄皮１２０、冷却層１３０およびスタンプ材層１４０のそれぞれの側面部を貫通して設けられている。そして、変位計５１の先端は、下から２段目のリング煉瓦１５４におけるスタンプ材層１４０との対向面（スタンプ材層１４０における炉内側）に当接している。この変位計５１により、スタンプ材層１４０における炉内側端面の変位が検出可能となる。
変位計５２は、変位計５１の近傍において、鉄皮１２０および冷却層１３０のそれぞれの側面部を貫通して設けられている。そして、変位計５２の先端は、冷却層１３０におけるスタンプ材層１４０との対向面（スタンプ材層１４０における炉外側）に当接している。この変位計５２により、スタンプ材層１４０における炉外側端面の変位が検出可能となる。
【００６３】
そして、変位計５１から検出したスタンプ材層１４０における炉内側端面の変位と、変位計５２から検出したスタンプ材層１４０における炉外側端面の変位との差分より、スタンプ材層１４０の厚さ変化を算定する。そして、変位計４と同様に、スタンプ材層１４０の厚さ変化が許容値を越えた場合、スタンプ材層１４０とリング煉瓦１５４との界面、あるいは、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との界面に空隙が発生したと判断する。
なお、この変位計５は、高炉１００の補修作業の終了後は原則として取り外されるが、高炉１００の補修作業の終了後も装着されたままとしてもよい。この場合、シール処理が施されているために高炉１００の操業に悪影響を及ぼすことはない。
【００６４】
変位計６について、図１２に基づいて説明する。ここで、図１２は、スタンプ材層底面部の厚さ方向への変位を測定する変位計を模式的に示した側断面図である。この変位計６は、炉敷煉瓦１５１の内部およびスタンプ材層１４０底部における内部に設けられている。そして、変位計６は、埋め込み型の変位センサ６１を備えている。
【００６５】
変位センサ６１の基端側は、炉敷煉瓦１５１の内部に埋設されて、さらに、当該センサ基端側に接続されたケーブル６２は、炉敷煉瓦１５１内部から高炉１００の炉体外部に亘って設けられた配管１５１Ａ内を通して、炉体外部に引き出されている。
なお、この配管１５１Ａは、炉敷煉瓦１５１の温度を計測するための温度センサ１５１Ｂを内包し、かつ、この温度センサ１５１Ｂに接続されたケーブルを炉対外部に引き出すために予め設けられているものである。
変位センサ６１の先端側は、コマ６３の上端面に当接されている。このコマ６３は、略柱状の嵩上げ部材であり、スタンプ材層１４０における底面部の内部において、底面側の冷却層１３０の上面に設置されている。
【００６６】
このような変位計６により、スタンプ材層１４０の底面部の厚さ変化を測定することが可能となる。したがって、変位計６が設けられた炉敷煉瓦１５１とこれに対向するスタンプ材層１４０との界面や、変位計６近傍のスタンプ材層１４０とこれに対向するベース１１０を被覆する冷却層１３０との界面に空隙が発生したか否かが検査可能となる。
なお、変位計６は高炉１００の補修作業の終了後も装着されたままとされるが、配管１５１Ａの外周にはシール処理が施されており、かつ、変位計６は炉内には曝されないため、高炉１００の操業時に悪影響を及ぼすことはない。
【００６７】
（３）煉瓦層およびスタンプ材層に発生した欠陥の補修
次に、上記した構築工程において、煉瓦層１５０における各煉瓦間、あるいは、スタンプ材層１４０側面部の炉内側および炉外側における界面に形成された空隙を検知した場合における、当該空隙の補修方法について説明する。
【００６８】
まず、煉瓦層１５０における各煉瓦間に形成された空隙の補修方法について、図１３に基づいて説明する。ここで、図１３は、互いに隣接する煉瓦間の目地に空隙が形成された際に当該空隙を補修する方法を説明するための模式図であり、（Ａ）は煉瓦間の目地に空隙が形成された状態を示し、（Ｂ）は目地に孔部を形成した状態を示し、（Ｃ）は孔部にモルタルを充填した状態を示し、（Ｄ）は孔部に栓を押し込んだ状態を示す。
【００６９】
炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２間の目地に、図１３（Ａ）に示す状態で空隙Ａが形成されていたとする。この場合、空隙Ａが発生した目地部を開孔して円柱状の孔部Ｂを形成し、図１３（Ｂ）に示す状態とする。
なお、図１３では、空隙Ａの開口側から孔部Ｂを形成する構成を例示しているが、空隙Ａの開口側と反対側から孔部Ｂを形成してもよい。
【００７０】
この後、モルタル注入手段Ｃを用いて、当該孔部ＢにモルタルＤを充填して、図１３（Ｃ）に示す状態とする。そして、ハンマーＥなどを用いて、縦積煉瓦１５２と同材質の円柱状の栓Ｆを孔部Ｂに複数押し込む。これにより、モルタルＤが孔部Ｂの隅々まで行き渡り、空隙Ａは完全に閉塞される。特に、孔部Ｂの長さよりも短い複数の栓Ｆを用いることで、より好適に空隙Ａを閉塞することが可能となる。
【００７１】
ここで、孔部Ｂおよび栓Ｆの径寸法を２０〜５０ｍｍとすることが好ましい。このように孔部Ｂの径寸法を２０〜５０ｍｍとすることで、孔部ＢにモルタルＤを良好に充填できる。また、栓Ｆの径寸法を孔部Ｂの径寸法に合わせて、この栓Ｆを孔部Ｂに複数押し込むことにより、モルタルＤを孔部Ｂの隅々まで行き渡らせ、空隙Ａをより完全に閉塞することが可能となる。仮に、孔部Ｂの径寸法が２０ｍｍよりも小さい場合は、孔部Ｂの隅々までモルタルＤを充填できず、孔部Ｂの径寸法が５０ｍｍよりも大きい場合は、栓Ｆを挿入するのに大きな力が必要となり、また、開孔に時間を要してしまう。つまり、人力で孔部Ｂに栓Ｆを挿入し、かつ、空隙Ａを閉塞するために必要なモルタルＤの充填量を確保するには、孔部Ｂおよび栓Ｆの径寸法を２０〜５０ｍｍ程度とすることが妥当である。
【００７２】
また、孔部Ｂの深さＬを、当該深さＬと、縦積煉瓦１５２における目地との対向面の面積Ｓと、目地に形成された空隙Ａの平均厚さｔと、孔部Ｂの径寸法ｄとが０．７≦（π・ｄ２・Ｌ／４）／（Ｓ・ｔ）≦１．０の関係を満たす条件で設定することが好ましい。つまり、孔部Ｂの体積と空隙Ａの体積との比が０．７〜１．０の範囲内にあるように、孔部Ｂの深さＬを調整することが好ましい。このようにすることで、モルタルＤの充填量を好適なものとすることが可能で、空隙Ａを好適に閉塞することが可能となる。仮に、孔部Ｂの体積と空隙Ａの体積との比が０．７よりも小さくなる条件で孔部Ｂの深さＬを設定すると、空隙Ａを完全に閉塞するために必要なモルタルＤの充填量を確保できない場合がある。また、孔部Ｂの体積と空隙Ａの体積との比が１．０よりも大きくなる条件で孔部Ｂの深さＬを設定すると、栓Ｆの挿入が困難となり、モルタルＤのみの層ができてしまう。
【００７３】
例えば、孔部Ｂの径寸法が４０ｍｍで長さ寸法が５００ｍｍである場合、径寸法が３９ｍｍで長さ寸法が１００ｍｍの栓Ｆを３つ用いることにより、好適に空隙Ａを閉塞できたことが確認されている。
また、例えば、縦積煉瓦１５２における目地と対向する面の面積が１２０００００ｍｍ２（高さ６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ）で、目地に平均２ｍｍの厚さの空隙Ａが発生した場合、空隙Ａの体積は２４０００００ｍｍ２となる。この場合において、径寸法が５０ｍｍ、深さ寸法が１２２２ｍｍの孔部Ｂ（体積：２４０００００ｍｍ２）を形成し、栓Ｆを用いてモルタルＤを充填することにより、好適に空隙Ａを閉塞できたことが確認されている。
【００７４】
以上にて、当該縦積煉瓦１５２間の目地に形成された空隙の補修作業が完了する。なお、この空隙補修方法により、互いに隣接する一対の中埋煉瓦１５３間の目地に形成された空隙、および、互いに隣接する一対のリング煉瓦１５４間の目地に形成された空隙の補修が可能である。
【００７５】
次に、スタンプ材層１４０側面部の炉内側および炉外側における界面に形成された空隙の補修方法について、図１１に基づいて説明する。
【００７６】
炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、スタンプ材層１４０側面部とリング煉瓦１５４との界面、あるいは、スタンプ材層１４０側面部と冷却層１３０との界面に空隙が形成されていたとする。この場合、炉底マンテル１００Ａに予め設けられ、かつ、鉄皮１２０および冷却層１３０の側面部を貫通する開口部１９０（図１１参照）より、スタンプ材層１４０に熱伝導率１０Ｗｍ／Ｋ以上の充填材を圧入する。
なお、開口部１９０は、充填材を圧入するためのものであり、炉底マンテル１００Ａにおける外周部に、例えば図１および図１１に示すような状態で、高さ方向に２ｍ毎で、円周方向に１０〜２０個程度設けられている。
また、上記充填材としては、カーボン粉体とフェノール樹脂とを混練してペースト状にしたものを採用できるが、これに限らず、熱伝導率が１０Ｗｍ／Ｋ以上で耐熱性を有し、かつ、適度な流動性を確保できるものであればいずれの材料をも採用できる。
【００７７】
上記のようにしてスタンプ材層１４０に充填材を圧入することにより、スタンプ材層１４０中に充填材が含浸する。この含浸した充填材により、スタンプ材層１４０とリング煉瓦１５４との界面、あるいは、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との界面に形成された空隙は閉塞される。
この際、当該空隙の補修に使用した充填材は、熱伝導率が１０Ｗｍ／Ｋ以上であるため、補修後の状態において、スタンプ材層１４０を介して煉瓦層１５０と冷却層１３０との良好な熱伝導が確保されるようになる。
【００７８】
（４）実施形態の効果
上記した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７９】
(4-1) 上記構築工程において、ブロック製造工程にて製造した炉底マンテル１００Ａを高炉基礎２００以外の場所から高炉基礎２００上に移動するまでの間に、煉瓦層１５０における煉瓦間の目地の厚さと、煉瓦に生じる歪と、スタンプ材層１４０の厚さとを逐次測定する。これに基づいて、炉底マンテル１００Ａにおける煉瓦層１５０およびスタンプ材層１４０に欠陥が発生したか否かを検査する。
このため、高炉１００の炉体を構成する炉底マンテル１００Ａを高炉基礎２００上に設置した後に、炉内側からの外観観察では検知できないような、煉瓦目地の炉外側に形成された空隙や、煉瓦層１５０とスタンプ材層１４０との界面に形成された空隙、および、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との界面に形成された空隙、などの欠陥を良好に検知できる。
また、炉底マンテル１００Ａを高炉基礎２００上に設置した直後では問題とならない程度の微小な欠陥であっても、炉底マンテル１００Ａの移動中におけるいずれかの時点にて当該目地厚さ等に大きな変化が生じていた場合、高炉１００の操業後に当該微小な欠陥が炉寿命を低下させる程度の欠陥に成長する場合がある。この点、本実施形態では、煉瓦間目地の厚さ等を逐次測定するので、当該微小な欠陥を検知することができる。
このようにして、炉寿命の低下を招くような当該空隙を検知して適宜補修することが可能となるので、各煉瓦間の目地に溶銑が差し込むことを未然に防ぐことができ、かつ、煉瓦層１５０の溶損速度を低減できる。
したがって、高炉１００の迅速な建設および補修を可能としつつ、さらに高寿命化を図ることができる。
【００８０】
(4-2)煉瓦層１５０に発生する欠陥について、ブロック製造工程にて、予め高炉基礎２００以外の場所にて炉底マンテル１００Ａを製造した後、炉底マンテル１００Ａの煉瓦層１５０において隣接する一対の煉瓦間の炉内側にクリップ型変位計１を設置する。また、当該一対の煉瓦のそれぞれの炉内側に歪ゲージ２を設置する。そして、構築工程にて、炉底マンテル１００Ａを高炉基礎２００以外の場所から高炉基礎２００上までに移動する間において、クリップ型変位計１にて一対の煉瓦間の目地における炉内側の厚さを逐次測定する。これと共に、歪ゲージ２にて一対の煉瓦の炉内側に生じるそれぞれの歪を逐次測定する。炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、当該目地の厚さの変化および当該歪の変化に基づいて、一対の煉瓦間の目地における炉外側に空隙が形成されたか否かを検査する。
これにより、煉瓦間目地の炉外側に、当該煉瓦間の目地の炉内側の厚さよりも大きな空隙が形成されていたとしても、クリップ型変位計１および歪ゲージ２にて確実に検出することができる。したがって、炉内側からの外観観察では確認できないような煉瓦層１５０における欠陥を検出することができる。
【００８１】
(4-3)スタンプ材層１４０に発生する欠陥について、ブロック製造工程にて、予め高炉基礎２００以外の場所にて炉底マンテル１００Ａを製造した後、スタンプ材層１４０における炉内側および炉外側のそれぞれに対して変位計４，５を設置する。そして、構築工程にて、炉底マンテル１００Ａを高炉基礎２００以外の場所から高炉基礎２００上に移動するまでの間において、変位計４，５にてスタンプ材層の厚さを逐次測定する。炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、スタンプ材層１４０の厚さの変化に基づいて、スタンプ材層１４０における炉内側または炉外側の界面に空隙が形成されたか否かを検査する。
これにより、炉内側からの外観観察では確認できないような、煉瓦層１５０およびスタンプ材層１４０の界面に形成された空隙や、スタンプ材層１４０および冷却層１３０の界面に形成された空隙を検知することができる。
【００８２】
(4-4)炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２間の目地における炉外側に発生する空隙と、互いに隣接する一対のリング煉瓦１５４間の目地に発生する空隙と、互いに隣接する縦積煉瓦１５２および炉敷煉瓦１５１間の界面に発生する空隙と、リング煉瓦１５４とこれに対向するスタンプ材層１４０との界面に発生する空隙と、スタンプ材層１４０とこれに対向する冷却層１３０との界面に発生する空隙と、炉敷煉瓦１５１とこれに対向するスタンプ材層１４０との界面に発生する空隙と、スタンプ材層１４０とこれに対向するベース１１０を被覆する冷却層１３０との界面に発生する空隙と、の少なくともいずれか１つの空隙の発生の有無を検査する。
これらの空隙は炉寿命を低下させる欠陥であり、クリップ型変位計１、歪ゲージ２、変位計３〜６にて各空隙を検出することで、高炉１００の操業開始前に当該空隙を補修することができる。
したがって、高炉１００の操業時に煉瓦層１５０における各煉瓦間に溶銑が差し込むことを未然に防ぐことができる。また、煉瓦層１５０における各煉瓦間、煉瓦層１５０とスタンプ材層１４０との間、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との間における良好な熱伝導を確保することができ、煉瓦層１５０の溶損速度を低減することができる。
【００８３】
(4-5)煉瓦層１５０における煉瓦間の目地に欠陥としての空隙Ａが形成された場合、炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、空隙Ａが発生した目地部を開孔する。そして、当該孔部ＢにモルタルＤを充填し、煉瓦と同材質の円柱状の栓Ｆを当該孔部Ｂに押し込むことにより空隙Ａを閉塞する。
このような補修法によれば、縦積煉瓦１５２間の目地に形成された空隙や、中埋煉瓦１５３間の目地に形成された空隙、リング煉瓦１５４間の目地に形成された空隙のいずれについても補修できる。また、孔部Ｂに栓Ｆを押し込むことで、モルタルＤが孔部Ｂの隅々まで行き渡り、空隙Ａを完全に閉塞することができる。さらに、栓Ｆを煉瓦と同材質にて形成しているので、高炉１００の操業時において、煉瓦層１５０における煉瓦間の良好な熱伝導を確保できる。
【００８４】
(4-6)孔部Ｂおよび栓Ｆの径寸法を２０〜５０ｍｍとすることが好ましい。
このように孔部Ｂの径寸法を設定することで、孔部ＢにモルタルＤを良好に充填できる。また、栓Ｆの径寸法を孔部Ｂの径寸法に合わせて、この栓Ｆを孔部Ｂに複数押し込むことにより、モルタルＤを孔部Ｂの隅々まで行き渡らせ、空隙Ａをより完全に閉塞することができる。
【００８５】
(4-7)孔部Ｂの深さＬを、当該深さＬと、縦積煉瓦１５２における目地との対向面の面積Ｓと、目地に形成された空隙Ａの平均厚さｔと、孔部Ｂの径寸法ｄとが０．７≦（π・ｄ２・Ｌ／４）／（Ｓ・ｔ）≦１．０の関係を満たす条件で設定することが好ましい。
このようにすることで、モルタルＤの充填量を好適なものとすることができ、空隙Ａを好適に閉塞することができる。
【００８６】
(4-8)炉底マンテル１００Ａには、鉄皮１２０および冷却層１３０を貫通する開口部１９０が設けられている。そして、スタンプ材層１４０における炉内側または炉外側の界面に欠陥としての空隙が形成された場合、炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、開口部１９０からスタンプ材層１４０に熱伝導率１０Ｗｍ／Ｋ以上の充填材を圧入することにより空隙を閉塞する。
このようにしてスタンプ材層１４０に充填材を圧入することにより、スタンプ材層１４０中に充填材が万遍なく含浸し、スタンプ材層１４０とリング煉瓦１５４との界面、あるいは、スタンプ材層１４０と冷却層１３０との界面に形成された空隙を閉塞することができる。また、補修に際して既存の開口部１９０を利用するので、炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、煉瓦層１５０を解体することなく、スタンプ材層１４０の欠陥を効率良く補修できる。したがって、補修に要する時間が短くて済むので、高炉１００全体の補修時間を短縮できる。
さらに、当該空隙の補修に使用した充填材は、熱伝導率が１０Ｗｍ／Ｋ以上であるため、高炉１００の操業時において、スタンプ材層１４０を介して煉瓦層１５０と冷却層１３０との良好な熱伝導を確保できる。したがって、炉寿命の低下を防ぐことができる。
【００８７】
(4-9)第１の状態の炉底マンテル１００Ａにおいて、水平方向で互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２間に変位計３を設置している。これにより、水平方向で互いに隣接する一対の縦積煉瓦１５２と、この下側に隣接する炉敷煉瓦１５１との界面に空隙が発生したか否かを検査できる。
また、第２の状態の炉底マンテル１００Ａにおいて、水平方向で互いに隣接する一対の中埋煉瓦１５３間、鉛直方向で互いに隣接するリング煉瓦１５４同士間、および、鉛直方向で互いに隣接する縦積煉瓦１５２とリング煉瓦１５４との間に変位計３を設置している。これにより、水平方向で互いに隣接する一対の中埋煉瓦１５３と、この下側に隣接する中埋煉瓦１５３との界面、鉛直方向で互いに隣接するリング煉瓦１５４同士間、および、縦積煉瓦１５２とリング煉瓦１５４との間の空隙の発生を検査できる。
したがって、炉底マンテル１００Ａの高炉基礎２００上への設置後に、これら煉瓦間に形成された空隙を検知できるので、これら空隙を適宜補修することで、高炉１００の高寿命化を図ることができる。
【００８８】
(4-10)第１あるいは第２の状態の炉底マンテル１００Ａにおいて、炉敷煉瓦１５１およびスタンプ材層１４０の内部には、当該スタンプ材層１４０の厚さ変化を測定するための変位計６を設けている。
これにより、スタンプ材層１４０の底面部の厚さ変化を測定できる。このため、炉内側からの外観観察では確認できないような、炉敷煉瓦１５１とこれに対向するスタンプ材層１４０との界面に発生した空隙や、変位計６近傍のスタンプ材層１４０とこれに対向するベース１１０を被覆する冷却層１３０との界面に発生する空隙を検査できる。したがって、高炉１００の操業前に当該空隙を補修することで、高炉１００の高寿命化を図ることができる。
また、変位計６におけるケーブル６２は、予め炉底マンテル１００Ａ内に設けられた配管１５１Ａを利用して高炉１００の外側に引き出しているので、変位計６を設けるために高炉１００全体の設計変更をする必要がなく、低コストで欠陥検査を行うことができる。
【００８９】
（５）変形例
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００９０】
例えば、前記実施形態では、高炉１００の炉体を構成する炉底マンテル１００Ａおよびリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅをリフトアップ工法を用いて解体し、予め高炉基礎２００以外の場所にて製造した新たな炉底マンテル１００Ａおよびリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅをリフトアップ工法を用いて積み上げていく高炉の補修方法を例示したが、これに限らない。
すなわち、例えば、上記した特許文献１に記載の構成のように、炉底部のブロックすなわち炉底マンテルのみは高炉基礎上においてその場で補修し、その他のリング状ブロックはリフトアップ工法で解体・積層する構成などに対しても適用できる。
【００９１】
また、例えば高炉１００の補修に限らず、予め高炉基礎２００以外の場所にて製造した新たな炉底マンテル１００Ａおよびリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅを、高炉基礎２００まで搬送してリフトアップ工法を用いて積み上げて新規に高炉を構築する場合にも適用できる。
つまり、本発明は、予め高炉基礎以外の場所にて複数のブロックを製造しておき、これらブロックを高炉基礎上まで移動する工程が含まれた構成であれば、いずれに対しても適用できる。
【００９２】
前記実施形態では、炉底マンテル１００Ａにおけるスタンプ材層１４０および煉瓦層１５０の欠陥を検査・補修する場合を例示したが、これに限らない。すなわち、本発明は、高炉１００の炉体を構成するリング状ブロック１００Ｂ〜１００Ｅ内部における、いずれのスタンプ材層および煉瓦層に対しても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】一般的な高炉の炉床部近傍の構造を模式的に示した側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における高炉の補修方法を説明するための、高炉の全体構成を示した模式図である。
【図３】前記実施形態における第１の状態の炉底マンテル、および、この炉底マンテルを搬送するドーリーを模式的に示した側面図である。
【図４】前記実施形態における第１の状態の炉底マンテルの煉瓦構造を模式的に示したもので、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面を示す矢視図、および、Ｂ−Ｂ線に沿う断面を示す矢視図である。
【図５】前記実施形態における第２の状態の炉底マンテル、および、この炉底マンテルを搬送するドーリーを模式的に示した側面図である。
【図６】前記実施形態における炉底マンテルに対する変位計の設置ポイントを模式的に示した平面図である。
【図７】前記実施形態における第２の状態の炉底マンテルにおいて、各煉瓦間の空隙を検査する方法を説明するための模式図である。
【図８】前記実施形態における互いに隣接する煉瓦間目地の厚さ方向への変位を測定する変位計、および、歪ゲージを示した模式図である。
【図９】前記実施形態における互いに隣接する煉瓦間目地の剪断方向への変位を測定する変位計を示した模式図である。
【図１０】前記実施形態におけるスタンプ材層側面部の厚さ方向への変位を測定する変位計を模式的に示した側断面図である。
【図１１】前記実施形態におけるスタンプ材層側面部の厚さ方向への変位を測定する変位計、および、開口部を模式的に示した側断面図である。
【図１２】前記実施形態におけるスタンプ材層底面部の厚さ方向への変位を測定する変位計を模式的に示した側断面図である。
【図１３】前記実施形態における、互いに隣接する煉瓦間の目地に空隙が形成された際に当該空隙を補修する方法を説明するための模式図であり、（Ａ）は煉瓦間の目地に空隙が形成された状態を示し、（Ｂ）は目地に孔部を形成した状態を示し、（Ｃ）は孔部にモルタルを充填した状態を示し、（Ｄ）は孔部に栓を押し込んだ状態を示す。
【符号の説明】
【００９４】
１００…高炉
１００Ａ…炉底マンテル
１００Ｂ-１００Ｅ…リング状ブロック
１１０…ベース
１２０…鉄皮
１３０…冷却層
１４０…スタンプ材層
１５０…煉瓦層
１５１…炉敷煉瓦
１５２…縦積煉瓦
１５４…リング煉瓦
１６０…炉床
１９０…開口部
２００…高炉基礎
１…クリップ型変位計
２…歪ゲージ
３−６…変位計
Ａ…空隙
Ｂ…孔部
Ｄ…モルタル
Ｆ…栓
【図１】
0004579150.tif 000002
【図２】
0004579150.tif 000003
【図３】
0004579150.tif 000004
【図４】
0004579150.tif 000005
【図５】
0004579150.tif 000006
【図６】
0004579150.tif 000007
【図７】
0004579150.tif 000008
【図８】
0004579150.tif 000009
【図９】
0004579150.tif 000010
【図１０】
0004579150.tif 000011
【図１１】
0004579150.tif 000012
【図１２】
0004579150.tif 000013
【図１３】
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