(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉体から炉底部を分離後、新炉底部に更新する方法において、
（ａ）複数の敷きビームの上に炉底定盤を設置し、さらに炉底定盤上に新炉底部を設置し、
（ｂ）前記の敷きビームと敷きビームとの間に、下部に転動コロを備えた流体圧リフト機構を置き、
（ｃ）前記流体圧リフト機構の流体圧力を上げることにより前記新炉底部を上昇させ、
（ｄ）前記流体圧リフト機構に設けられた前記転動コロで新炉底部を所定位置に配置することを特徴とする高炉の改修方法。
【請求項２】
高炉炉体から炉底部を分離後、新炉底部に更新する方法において、
（ａ）移動装置を備えた搬送台の上に、複数の敷きビームを置き、
（ｂ）敷きビームの上に炉底定盤を設置し、さらに炉底定盤上に新炉底部を設置し、
（ｃ）新炉底部を搭載した搬送台を所定の位置に移動後、
（ｄ）前記の敷きビームと敷きビームとの間に、下部に転動コロを備えた流体圧リフト機構を置き、
（ｅ）前記流体圧リフト機構の流体圧力を上げることにより前記新炉底部を上昇させ、前記搬送台と新炉底部とを分離し、
（ｆ）前記流体圧リフト機構に設けられた前記転動コロで新炉底部を所定位置に配置することを特徴とする高炉の改修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高炉の改修方法に関し、特に炉底部の改修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から高炉の改修には、炉体の解体、炉内耐火物の築炉、冷却装置据付等の多くの工事が伴い、高炉の改修には約３〜４ヶ月の長期間を要し、生産量の確保の面から、最短で高炉の改修を実施することが強く求められている。
【０００３】
さらに、高炉の稼動基数は減少傾向に有り、単基高炉稼動を行っている製鉄所も多く、予備高炉がない状態で短期に高炉改修を実施することが、一層強く求められている実状にある。
【０００４】
高炉のシャフト部は、耐火物の吹付けやステーブ等の冷却装置の交換を休風で行える補修技術が確立しており、特に問題がない。
【０００５】
しかし、炉底部は、補修技術がなく、高炉の炉命を決めるネック部位となっている。
【０００６】
これまでにも種々の炉底部を改修する方法が提案されている。
例えば、特公昭５３−３９３２２号公報には、高炉を炉頂部から炉底部まで数個のブロックに分けて、高炉本体の基礎部以外を外の場所で建造しておき、搬送車によって、高炉基礎部の上に搬送し、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立て、最後に炉底部を炉底定盤ごと高炉本体基礎上に固定する方法が提案されている。
【０００７】
また、特開平５−２２２４２０号公報には、炉底部と高炉基礎部との間に、圧縮ガスの流体膜を形成し、流体膜を介して、油圧ジャッキにより炉底部を水平保持した状態で、移動時の移動抵抗を小さくして、炉底部を交換する高炉改修方法が提案されている。
【０００８】
さらに、特開平９−１４３５２１号公報には、高炉の炉体を複数のリング状ブロックに分離し、それぞれ高炉基礎部以外の場所で建造した後、順次高炉基礎部の上に搬送し、リフトアップ工法により炉頂部から順次接合する方法が提案され、特に炉底板上に煉瓦積みされた炉底部ブロックについては、新炉底部ブロックを高炉基礎部の上に摺動移動し、上部ブロックと結合する高炉の改修方法が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特公昭５３−３９３２２号公報に開示の炉底定盤を兼用する搬送車は、各炉体構成ブロックを搬送後、炉底部ブロックを積載した状態で高炉基礎部の上にそのまま固定されるため、搬送車として再利用ができないという問題がある。
【００１０】
また、特開平５−２２２４２０号公報に開示の方法には、流体膜を形成させる流体浮上装置、および炉底部を水平に保持する油圧ジャッキを、どのように設置するかが示めされておらず、実際に適用することは困難であるという問題がある。
【００１１】
さらに、特開平９−１４３５２１号公報に開示している質量３０００トン以上もある大重量物の炉底部ブロックを摺動により移動させて高炉基礎部に据え付ける方法は、摺動部のレールと炉底部下部の摺動板との間の摩擦係数が大きく、大きな牽引力を必要とするため実用性に乏しいという問題がある。
【００１２】
本発明は、容易にしかも短期間に炉底部を更新することが可能な高炉改修方法を提供することにある。
【００１３】
【発明が解決するための手段】
発明者らは、質量約３０００〜４０００トンの超重量物である高炉の炉底部を移動できる現実的に適用可能な手段を検討し、流体圧を利用して炉底部を容易に上昇できる機構（以下、流体圧リフト機構という）に着目し、以下の知見を得た。
【００１４】
（Ａ）流体圧リフト機構は、流体圧を制御することで、持ち上げ高さは低いが、小さな圧力で大きな押し上げ力を発現できる。
【００１５】
（Ｂ）流体圧リフト機構に移動手段を備えさせ、下記の（ａ）〜（ｅ）の方法を行うことにより、予め整備した炉底部を任意な場所に容易に移動することができる。
【００１６】
（ａ）移動装置を備えた搬送台の上に、敷きビームを置き、敷きビームの上部に炉底定盤を設置し、この炉底定盤上で炉底部を新たに建造もしくは補修を行う。以下、新たに建造もしくは補修された炉底部を新炉底部という。
【００１７】
（ｂ）搬送台を所定の位置に移動後、敷きビームと敷きビームとの間に、移動手段を備えた流体圧リフト機構を設置する。
【００１８】
（ｃ）移動手段の構成は、例えば、転動コロと転動コロの回転を支える剛性のある平板等であればよい。
【００１９】
（ｄ）流体圧リフト機構を使用して、新炉底部を上昇させることにより、搬送台から新炉底部を分離し、移動手段である前記転動コロを使って牽引すれば、小さな牽引力で容易に所定位置に移動できる。
【００２０】
なお、移動装置を備えた搬送台を使用しないで、高炉に隣接させた製作台で新炉底部を製作してもよい。
【００２１】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記の通りである。
【００２２】
（１）高炉炉体から炉底部を分離後、新炉底部に更新する方法において、
（ａ）複数の敷きビームの上に炉底定盤を設置し、さらに炉底定盤上に新炉底部を設置し、
（ｂ）前記の敷きビームと敷きビームとの間に、下部に転動コロを備えた流体圧リフト機構を置き、
（ｃ）前記流体圧リフト機構の流体圧力を上げることにより前記新炉底部を上昇させ、
（ｄ）前記流体圧リフト機構に設けられた前記転動コロで新炉底部を所定位置に配置することを特徴とする高炉の改修方法。
【００２３】
（２）高炉炉体から炉底部を分離後、新炉底部に更新する方法において、
（ａ）移動装置を備えた搬送台の上に、複数の敷きビームを置き、
（ｂ）敷きビームの上に炉底定盤を設置し、さらに炉底定盤上に新炉底部を設置し、
（ｃ）新炉底部を搭載した搬送台を所定の位置に移動後、
（ｄ）前記の敷きビームと敷きビームとの間に、下部に転動コロを備えた流体圧リフト機構を置き、
（ｅ）前記流体圧リフト機構の流体圧力を上げることにより前記新炉底部を上昇させ、前記搬送台と新炉底部とを分離し、
（ｆ）前記流体圧リフト機構に設けられた前記転動コロで新炉底部を所定位置に配置することを特徴とする高炉の改修方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、移動装置を備えた搬送台を使用する本発明について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、流体圧リフト機構の原理を説明するための流体圧リフト機構の一実施態様の概念図で、図１（ａ）は流体圧力をかけない場合、図１（ｂ）は流体圧力をかけた場合である。
【００２６】
流体圧リフト機構は、同図（ｂ）に示す上部フレーム１と下部フレーム２との間に可撓性の偏平ホース状のエアーバッグ３を挿入した構成からなり、エアーバッグ３内に圧力Ｐの流体を導入すると、圧力Ｐの値に応じて上昇力Ｆが生じ、上部フレーム１の上昇ストロークＳを制御することができる。
【００２７】
例えば、内径１６５ｍｍのエアーバッグ３に、圧力約０．７ＭＰａの空気を導入し、エアーバッグ３と上部フレーム１との接触幅Ｂが０．１ｍになったとき、エアーバッグ３の長さ１ｍ当たりの上昇力Ｆは７０ｋＮ（０．１ｍ×１ｍ×０．７ＭＰａ）となる。
【００２８】
例えば、炉底部の重量を約４０ＭＮ（質量：４０００トン）とした場合に、圧力０．７ＭＰａのエアーで炉底部を上昇させるには、エアーバッグ３の延べ長さを約５７０ｍ（４０ＭＮ／７０ｋＮ／ｍ）とすればよいことになる。
【００２９】
図２は、高炉炉体と炉底部との分離方法の一例を概念的に示す縦断面図である。
【００３０】
図２に示すように、炉体櫓５の梁６に設置した油圧ジャッキ７で炉体支持ブラケット８に懸架された高炉炉体４は、図中斜線で示す範囲の炉底部９の上面部分１０を水平方向に切断され、さらに炉底部９は炉底部９下部の高炉基礎部１１の上面を水平方向に切断されることにより切り離される。
【００３１】
高炉炉体４と炉底部９との切り離し距離は、１００ｍｍ程度あれば、後述の新炉底部の据え付け操作に支障がない。
切り離し距離は、油圧ジャッキ７を使用して調整できる。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施態様例を示すものであり、新炉底部と搬送台との取合い関係を示す概念図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は縦断面図である。
【００３３】
同図に示す搬送台１７は、超重量物（質量：約３０００トン以上）を任意な場所に移動できる構成であればよい。
【００３４】
すなわち、搬送台１７は、移動装置１８が搬送台下部に装備され、移動装置１８は搬送架台２４で支持されている剛性構造体であればよい。
移動装置１８は、ユニットドーリ等が使用できる。
【００３５】
搬送台１７の上面には、敷きビーム１４を介して炉底定盤１３の上に新炉底部１２を設置する。
なお、新炉底部１２は、前述の通り新たに建造してもよいし補修してもよい。
【００３６】
また、搬送台１７上で新炉底部１２を製作してもよいし、別の所で製作したものを搬送してきて設置してもよい。
【００３７】
敷きビーム１４は、搬送台１７の上で、炉底定盤１３および新炉底部１２の荷重を支持するものであり、好ましくは互いに平行に設置し、取付の方向は、新炉底部１２の移動方向を基に決める。
【００３８】
敷きビーム１４は、好ましくは互いに平行に設置するが、必ずしも等間隔である必要はない。しかし、超重量物を均等支持するためには、等間隔が好ましい。
【００３９】
また、図示例で敷きビーム１４の設置間隔Ｌおよび高さＨは、互いに平行な敷きビーム１４の間に配置される流体圧リフト機構の設定された大きさを基に決めればよい。
【００４０】
敷きビーム１４の断面形状は、搬送台１７上で炉底定盤１３および新炉底部１２の超重量物の荷重を支持するため同図に示すように矩形が好ましい。また、敷きビーム１４の材料は、剛性の大きい構造体を形成するように鋼構造体中にコンクリート等を充填したものが好ましい。
【００４１】
敷きビーム１４上に設置する炉底定盤１３は、新炉底部１２を搬送時に新炉底部に築造された煉瓦に反りや歪みが生じて目地切れや割れが発生しないように、剛性の高い構造体が好ましい。
【００４２】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、新炉底部の下部に位置する炉底定盤を支える敷きビームと敷きビームとの間に、移動手段を備えた流体圧リフト機構を装入し、新炉底部を移動する一実施態様例の方法を示す概念図であり、図４（ａ）は、搬送台上に敷きビーム、炉底定盤および新炉底部を搭載した状態を、図４（ｂ）は、敷きビーム間に流体圧リフト機構を装入した状態を、図４（ｃ）は、移動手段を備えた流体圧リフト機構の流体圧力を上げた状態を、図４（ｄ）は、移動手段で炉底定盤および新炉底部を炉底ベースに移動後、流体圧リフト機構の圧力を下げて炉底ベースに着床した状態をそれぞれ示す。
【００４３】
以下に、新炉底部を移動する一実施態様例の方法を示す。
【００４４】
（１）図４（ａ）に示すように、搬送台１７の上に高さＨの敷きビーム１４を互いに平行に等間隔Ｌにゲタ状に配置し、敷きビーム１４の上にさらに炉底定盤１３および新炉底部１２を搭載すると、敷きビーム１４間には、スペースＡが形成される。
【００４５】
（２）図４（ｂ）に示すように、搬送台１７上の前記敷きビーム１４間のスペースＡに、移動手段を備えた流体圧リフト機構Ｒを装入する。
【００４６】
流体圧リフト機構Ｒは、既に図１において概略説明しているが、上部フレーム１と下部フレーム２との間に設けた偏平ホース状のエアーバッグ３と、下部フレーム２の下側に設けた移動手段である転動コロ２０および転動コロフレーム２１と、上部フレーム１の上側に設けた炉底定盤１３を支持するライナー２２とからなる。
【００４７】
（３）図４（ｃ）に示すように、偏平ホース状のエアーバッグ３内に高圧ガス例えば、圧力約０．７ＭＰａの例えば空気を供給すると、流体圧により炉底定盤１３を上昇させることができる。
【００４８】
エアーバッグ３に導入するガス圧力は、上昇力Ｆおよびエアーバッグ３の総延長の長さの設定により適宜決めることができる。
【００４９】
ガス圧力は、コンプレッサー等を使用して調整できる。
また、圧縮性流体である空気、窒素ガス等の気体に代わり、非圧縮性流体である水等の液体を使用することもできる。
【００５０】
前記流体圧力により、炉底定盤１３が上昇し、搬送台１７と敷きビーム１４との間に、図示の間隙Ｃが形成され  敷きビーム１４と搬送台１７とが分離される。
敷きビーム１４と搬送台１７とが分離すると、同図に示す流体圧リフト機構Ｒに組み込まれた移動手段の転動コロ２０を転動することにより比較的小さな牽引力で敷きビーム１４、炉底定盤１３および新炉底部１２（以下、これらの移動対象物を単に新炉底部ともいう）を移動することができる。
【００５１】
例えば、新炉底部重量を約４０ＭＮ（質量：４０００トン）と仮定した場合における牽引力は、転動コロ２０の転がり摩擦係数μを０．０５として、４０ＭＮ×０．０５＝２ＭＮとなる。この２ＭＮの牽引力を２箇所に分散させて行うと、１箇所当たりの牽引力は、約１ＭＮであり、特別に大きな牽引力を必要としないため、ウインチ、油圧シリンダー等の一般的な牽引装置が使用できる。
【００５２】
（４）図４（ｄ）に示すように、新炉底部１２を高炉基礎部１１上部にある炉底ベース１５上に移動後、エアーバッグ３の圧力を下げて敷きビーム１４を炉底ベース１５に着床する。
【００５３】
敷きビーム１４を炉底ベース１５に着床後、前記流体圧リフト機構Ｒを炉底ベース１５から引き出すとスペースＡが生じる。
【００５４】
なお、図中の破線は、流体圧リフト機構Ｒを引き出した状態を示す。
図５は、図４（ｃ）のａ−ａ断面視図を示す概念図である。
【００５５】
なお、同図では、移動手段を備えた流体圧リフト機構Ｒのエアーバッグ３の一実施態様例として全長一体構造のエアーバッグ３を示した。
【００５６】
同図に示すように、エアーバッグ３内の流体圧力を所定圧力に上げると、上向きの上昇力が作用し上部フレーム１およびライナー２２を介して炉底定盤１３を上昇させることができる。
【００５７】
以下に、炉底定盤１３（図３参照）を炉底ベース１５まで牽引する方法を示す。
図６（ａ）、（ｂ）は、新炉底部を搬送台から炉底ベースまで、牽引する方法を示す概念図で、図６（ａ）は、新炉底部と搬送台の関係を示す立面図であり、図６（ｂ）は、新炉底部と搬送台の関係を示す平面断面図である。
【００５８】
図６（ａ）に示すように、搬送台１７の上面と、搬送台１７と高炉基礎部１１上に予め設置した炉底ベース１５を連結する連結台１６の上面１９および炉底ベース１５の上面とを同じ高さとすることで、流体圧リフト機構Ｒに備えた移動手段である転動コロを牽引装置２３で容易に牽引することができる。
【００５９】
牽引位置は、搬送台１７の位置（図中（Ｘ）で示す位置）から炉底ベース位置（図中（Ｙ）で示す位置）までである。
【００６０】
前記転動コロの回転を支える連結台１６の上面１９は平板でなくても、搬送台１７および炉底ベース１５と同一高さに敷設したレール状の軌道であっても剛性に問題がなければよい。
【００６１】
また、搬送台１７と連結台１６との間、または、連結台１６と炉底ベース１５との間の段差は、２ｍｍ以下にすることが転動コロを引っ張る牽引装置の負荷低減のために望ましい。
【００６２】
使用する転動コロは、例えば、超重量物の運搬等に幅広く採用されているチルタンクやタフコロ（何れも商品名）等が使用できる。
【００６３】
これらの転動コロは、積載能力のわりに全高が低く小型であり、複数ローラーで荷重を受けるため、ローラー径のわりに転がり摩擦係数μが小さい特徴がある。
【００６４】
新炉底部１２を炉底ベース１５上に移動完了後に、油圧ジャッキ７により高炉炉体４を降下して新炉底部１２の上面部分１０で接合する。
【００６５】
次に、炉底ベース１５から前記流体圧リフト機構Ｒを抜き出し、互いに平行な敷きビーム１４間に生じたスペースＡ（図４参照）にコンクリートもしくは不定形耐火物等を圧送、充填することにより、新炉底部１２と高炉基礎部１１を一体に緊結、固定することもできる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明により、容易に、例えば、３日以内という短期間に、新炉底部を炉底ベース上に移動・設置できるもので、直ちに実用化が可能な技術であり、その意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、流体圧リフト機構の原理を説明するための一実施態様の概念図で、図１（ａ）は流体圧力をかけない場合、図１（ｂ）は流体圧力をかけた場合である。
【図２】高炉炉体と炉底部との分離方法の一例を概念的に示す縦断面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、一実施態様例である新炉底部と搬送台との取合い関係を示す概念図であり、図３（ａ）は、平面図であり、図３（ｂ）は、縦断面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、新炉底部の下部に位置する炉底定盤を支える敷きビームと敷きビームとの間に、移動手段を備えた流体圧リフト機構を装入し、新炉底部を移動する一実施態様例の方法を示す概念図であり、図４（ａ）は、搬送台上に敷きビーム、炉底定盤および新炉底部を搭載した状態を、図４（ｂ）は、敷きビーム間に流体圧リフト機構を装入した状態を、図４（ｃ）は、移動手段を備えた流体圧リフト機構の流体圧力を上げた状態を、図４（ｄ）は、移動手段で炉底定盤および新炉底部を炉底ベースに移動後、流体圧リフト機構の圧力を下げて炉底ベースに着床した状態をそれぞれ示す。
【図５】図４（ｃ）のａ−ａ断面視図を示す概念図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、新炉底部を搬送台から炉底ベースまで、牽引する方法を示す概念図で、図６（ａ）は、新炉底部と搬送台の関係を示す立面図であり、図６（ｂ）は、新炉底部と搬送台の関係を示す平面断面図である。
【符号の説明】
１：上部フレーム          ２：下部フレーム
３：エアーバッグ          ４：高炉炉体
５：炉体櫓                ６：梁
７：油圧ジャッキ          ８：炉体支持ブラケット
９：炉底部              １０：上面部分
１１：高炉基礎部          １２：新炉底部
１３：炉底定盤            １４：敷きビーム
１５：炉底ベース          １６：連結台
１７：搬送台              １８：移動装置
１９：連結台の上面        ２０：転動コロ
２１：転動コロのフレーム  ２２：ライナー
２３：牽引装置            ２４：搬送架台
Ａ：スペース              Ｂ：接触幅
Ｃ：間隙                  Ｈ：敷きビームの高さ
Ｆ：上昇力                Ｌ：敷きビームの間隔
Ｐ：圧力                  Ｒ：流体圧リフト機構
Ｓ：エアーバッグの上昇ストローク
【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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