(57)【要約】【課題】ステーブクーラーの交換費用を抑制可能なステーブクーラーの変形矯正方法を提供する。【解決手段】竪型炉の炉壁を構成する鉄皮２０の炉内側面に取付けられたステーブクーラー１０に生じた熱変形を矯正する方法であって、鉄皮２０に貫通孔２０を形成して貫通孔２２に長尺物３０を挿通するとともに、長尺物３０の一端をステーブクーラー１０の熱変形で炉内側に湾曲した変形部分１５に固定して、炉外に配置された引張装置で長尺物３０をその他端側へ引っ張り変形部分１５を矯正する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪型炉の炉壁を構成する鉄皮の炉内側面に取付けられたステーブクーラーに生じた熱変形を矯正する方法であって、
前記鉄皮に貫通孔を形成して前記貫通孔に長尺物を挿通するとともに、前記長尺物の一端を前記ステーブクーラーの前記熱変形で炉内側に湾曲した変形部分に固定して、炉外に配置された引張装置で前記長尺物をその他端側へ引っ張り前記変形部分を矯正することを特徴とするステーブクーラーの変形矯正方法。
【請求項２】
前記長尺物を引っ張った状態のまま前記長尺物の他端側を前記鉄皮又は炉外の構造物に固定することを特徴とする請求項１に記載のステーブクーラーの変形矯正方法。
【請求項３】
竪型炉の炉壁を構成する鉄皮の炉内側面に取付けられたステーブクーラーに生じた熱変形を矯正する方法であって、
炉内へ押出装置を配置して、前記押出装置で前記ステーブクーラーの前記熱変形で炉内側に湾曲した変形部分を炉外側へ押し出すことを特徴とするステーブクーラーの変形矯正方法。
【請求項４】
前記ステーブクーラー及び前記鉄皮に貫通孔を両者の位置を合わせて形成して、前記ステーブクーラーの貫通孔及び前記鉄皮の貫通孔にワイヤーを挿通するとともに、前記ワイヤーの一端を前記押出装置に固定し、しかも前記ワイヤーをその他端側へ引っ張った状態で前記ワイヤーの他端側を炉外の構造物に固定することを特徴とする請求項３に記載のステーブクーラーの変形矯正方法。
【請求項５】
炉内へ固定体を配置して、前記ステーブクーラーの湾曲していない部位を前記固定体に固定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載のステーブクーラーの変形矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪型炉の炉壁を構成する鉄皮の炉内側面に取付けられたステーブクーラーに生じた熱変形を矯正する、ステーブクーラーの変形矯正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、高炉の炉壁内面には、炉体鉄皮の冷却保護を目的にしてステーブクーラーが取付けられていて、炉寿命の延長化が図られている。
一般的なステーブクーラーは、上下に延びる冷却パイプが複数本埋設されていて、それら冷却パイプにそれぞれ冷却水を下方向から上方向に通水させることによって炉壁に対して冷却効果を図るものである。そして、冷却パイプと連通する冷却配管がステーブクーラーの炉外側面に溶接され、鉄皮の炉外側から冷却水がステーブクーラーに送られる。
また、ステーブクーラー１０の炉内側表面には、図５に示すように、左右方向略水平に延びる複数のリブ１１が設列され、上下のリブ１１間の溝に耐火性物質が装入される。
【０００３】
ここで、一般的なステーブクーラー１０では、図６に示すように炉内の温度変化によってステーブクーラー１０の上端および下端が炉内面側に熱変形を起こし湾曲するといった問題がある。
【０００４】
この問題に対し、熱変形を生じ難いステーブクーラー１０が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
また、特許文献１に記載の発明は、ステーブクーラー１０の炉内側表面に水平に延びる複数のリブ１１を設け、リブ１１とステーブクーラー１０をそれぞれ別の材質とし、リブ１１とステーブクーラー１０の間にクッション材を介設することによって熱変形を防止するものである。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発明は、ステーブクーラー１０の背面側（炉外側）の左右側縁部分を他の部分より厚くして縦長補強リブ１１を形成することにより熱変形を防止するものである。
さらに、特許文献３に記載の発明は、耐火性物質の列を縦方向に複数列配列するとともに母材金属リブ１１により保持することで熱変形を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９３２９８５号公報
【特許文献２】特開平９−２０９０１２号公報
【特許文献３】特開平８−１３４５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、熱変形への対策がなされている特許文献１〜３に記載のステーブクーラー１０であっても、熱変形が生じる時期を遅らせることはできるが、完全に熱変形を防ぐことはできない。
【０００８】
図６に示すように熱変形が生じてしまった場合には、ステーブクーラー１０の湾曲に伴って冷却配管１８に曲げ力が付加されて、冷却配管１８の付け根の溶接部分に高い応力が発生するので、これが蓄積されるとその部分に疲労による亀裂が発生してしまう。
【０００９】
また、熱変形により生じたステーブクーラー１０と鉄皮の耐火物の隙間へ、炉内の高温のガスが入り込む等の問題も出てくる。
【００１０】
このように一旦熱変形が生じてしまったステーブクーラー１０は、新しいステーブクーラー１０と交換するしか現状では対処方法が存在しないが、新たなステーブクーラー１０の製作とステーブクーラー１０の取替え工事には多額の費用を要する。
【００１１】
ここで本出願人は、ステーブクーラー１０に生じた熱変形を矯正してステーブクーラー１０を使用し続けるということに着目し、創意工夫を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明の目的とするところは、ステーブクーラーの交換費用を抑制可能なステーブクーラーの変形矯正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のステーブクーラー（１０）の変形矯正方法は、竪型炉の炉壁を構成する鉄皮（２０）の炉内側面に取付けられたステーブクーラー（１０）に生じた熱変形を矯正する方法であって、前記鉄皮（２０）に貫通孔（２０）を形成して前記貫通孔（２２）に長尺物（３０）を挿通するとともに、前記長尺物（３０）の一端を前記ステーブクーラー（１０）の前記熱変形で炉内側に湾曲した変形部分（１５）に固定して、炉外に配置された引張装置で前記長尺物（３０）をその他端側へ引っ張り前記変形部分（１５）を矯正することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載のステーブクーラー（１０）の変形矯正方法は、前記長尺物（３０）を引っ張った状態のまま前記長尺物（３０）の他端側を前記鉄皮（２０）又は炉外の構造物に固定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載のステーブクーラー（１０）の変形矯正方法は、竪型炉の炉壁を構成する鉄皮（２０）の炉内側面に取付けられたステーブクーラー（１０）に生じた熱変形を矯正する方法であって、炉内へ押出装置（４０）を配置して、前記押出装置（４０）で前記ステーブクーラー（１０）の前記熱変形で炉内側に湾曲した変形部分（１５）を炉外側へ押し出すことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載のステーブクーラー（１０）の変形矯正方法は、前記ステーブクーラー（１０）及び前記鉄皮（２０）に貫通孔（１２，２２）を両者の位置を合わせて形成して、前記ステーブクーラー（１０）の貫通孔（１２）及び前記鉄皮（２０）の貫通孔（２２）にワイヤー（４３）を挿通するとともに、前記ワイヤー（４３）の一端を前記押出装置（４０）に固定し、しかも前記ワイヤー（４３）をその他端側へ引っ張った状態で前記ワイヤーの他端側を炉外の構造物に固定することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載のステーブクーラー（１０）の変形矯正方法は、炉内へ固定体を配置して、前記ステーブクーラー（１０）の湾曲していない部位を前記固定体に固定することを特徴とする。
【００１８】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に記載のステーブクーラーの変形矯正方法によれば、鉄皮に貫通孔を形成して貫通孔に長尺物を挿通するとともに、長尺物の一端をステーブクーラーの熱変形で炉内側に湾曲した変形部分に固定して、炉外に配置された引張装置で長尺物をその他端側へ引っ張り変形部分を矯正するので、ステーブクーラーを炉内に設置しまままで変形部分を矯正できる。したがって、ステーブクーラーを長期間にわたって使用することができるので、ステーブクーラーの製作と取替え工事に掛かる費用を抑制可能である。
【００２０】
また、請求項２に記載のステーブクーラーの変形矯正方法によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、長尺物を引っ張った状態のまま長尺物の他端側を鉄皮又は炉外の構造物に固定するので、変形を矯正した後の再度の変形を抑制又は遅延できる。よって、さらにステーブクーラーを長寿命化でき、その結果、よりコストを抑制可能である。
【００２１】
また、請求項３に記載のステーブクーラーの変形矯正方法によれば、炉内へ押出装置を配置して、押出装置でステーブクーラーの熱変形で炉内側に湾曲した変形部分を炉外側へ押し出すので、ステーブクーラーを炉内に設置しまままで変形部分を矯正できる。したがって、ステーブクーラーを長期間にわたって使用することができるので、ステーブクーラーの製作と取替え工事に掛かる費用を抑制可能である。
【００２２】
また、請求項４に記載のステーブクーラーの変形矯正方法によれば、請求項３に記載の発明の作用効果に加え、ステーブクーラー及び鉄皮に貫通孔を両者の位置を合わせて形成して、ステーブクーラーの貫通孔及び鉄皮の貫通孔にワイヤーを挿通するとともに、ワイヤーの一端を押出装置に固定し、しかもワイヤーをその他端側へ引っ張った状態でワイヤーの他端側を炉外の構造物に固定するので、ステーブクーラーを押出装置で押圧した際の反力をワイヤーで受けることができ、ステーブクーラーの変形を確実に矯正可能である。
このとき、ワイヤーの数を増やすとさらに押し出し荷重を増やすことができるので、変形の矯正が一層容易になる。
【００２３】
また、請求項５に記載のステーブクーラーの変形矯正方法によれば、請求項１乃至４に記載の発明の作用効果に加え、炉内へ固定体を配置して、ステーブクーラーの湾曲していない部位を固定体に固定するので、ステーブクーラーを引張装置で引っ張ったとき又は押出装置で押し出したときの反力を固定体で受けることができ、熱変形を円滑に矯正可能である。
【００２４】
なお、本発明のステーブクーラーの変形矯正方法のように、引張装置で引っ張る又は押出装置で押し出すことで、ステーブクーラーに生じた熱変形を矯正する点は、上述した特許文献１乃至３には全く記載されていない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係るステーブクーラーの変形矯正方法のうち、鉄皮に貫通孔を形成した状態を示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るステーブクーラーの変形矯正方法のうち、ステーブクーラーの変形部分に引張棒を取付けた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るステーブクーラーの変形矯正方法のうち、ステーブクーラーの変形が矯正された状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係るステーブクーラーの変形矯正方法を示す断面図である。
【図５】ステーブクーラーを示す斜視図である。
【図６】ステーブクーラーに熱変形が生じた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
図１乃至図３、図５及び図６を参照して、本発明の第一実施形態に係るステーブクーラー１０の変形矯正方法を説明する。
従来例で示したものと同一部分には同一符号を付した。
【００２７】
このステーブクーラー１０は、竪型炉の炉壁を構成する鉄皮２０の炉内側面に取付けられる薄板状のものであり、その鉄皮２０の炉内側面に対して上下方向及び左右方向（周方向）に複数枚取付けられている。隣接するステーブクーラー１０間の隙間には耐火性物質からなる目地材が施されている。
ステーブクーラー１０には、冷却パイプが複数本埋設されており、通水することで炉壁に対する冷却効果が図られている。
そのステーブクーラー１０の炉外側面には冷却配管（図１乃至３では図示省略）が接続され、冷却パイプと連通している。
そして、鉄皮２０の炉内側面に取付けたときには、ステーブクーラー１０の炉外側面は平面状である（図５参照）。
【００２８】
ここで、図６に示すように炉内の温度変化によって熱変形が発生すると、ステーブクーラー１０の上端および下端が炉内面側に湾曲する。図６では熱変形前のステーブクーラー１０の炉外側面の形状（位置）を二重鎖線で示した。
【００２９】
次に、このようなステーブクーラー１０の熱変形を矯正する変形矯正方法について、図１乃至図３を参照して説明する。
まず、図１に示すように鉄皮２０に貫通孔２２を形成する。この貫通孔２２を形成する高さは、ステーブクーラー１０が熱変形で炉内側に湾曲した変形部分１５と同じ程度の高さである。
このとき、ステーブクーラー１０が湾曲したときにステーブクーラー１０の炉外側面と鉄皮２０との間に入り込んだ粉塵を、この貫通孔２２からパイプ材２８等を介して除去する。
【００３０】
次に、ステーブクーラー１０の変形部分１５の炉外側面に雌ネジ１３を形成する。
そして、ステーブクーラー１０の雌ネジ１３と螺合可能な雄ネジ３３が一端に形成された金属製の引張棒３０を用意する。
【００３１】
次に、図２に示すように鉄皮２０の貫通孔２２に引張棒３０の一端を挿通するとともに、引張棒３０の雄ネジ３３をステーブクーラー１０の雌ネジ１３に螺合させてステーブクーラー１０と引張棒３０を締結する。
【００３２】
次に、炉外に配置されたジャッキ４１等の引張装置で引張棒３０を炉外側（他端側）へゆっくりと引っ張る。これにより、炉内側に湾曲していた変形部分１５が矯正される。
【００３３】
そして、図３に示すように引張棒３０を引っ張った状態のまま、引張棒３０の他端側を炉外の構造物に固定し、発生する反力をこの構造物によって受ける。この固定方法は、溶接やボルト締め等の既知の固定方法を適宜使用する。他の部材を介した固定であってもよい。
【００３４】
以上のように行われるステーブクーラー１０の変形矯正方法によれば、鉄皮２０に貫通孔２２を形成して貫通孔２２に長尺物３０を挿通するとともに、引張棒３０の一端をステーブクーラー１０の熱変形で炉内側に湾曲した変形部分１５に固定して、炉外に配置された引張装置で引張棒３０をその他端側へ引っ張り変形部分１５を矯正するので、ステーブクーラー１０を炉内に設置しまままで変形部分１５を矯正できる。したがって、ステーブクーラー１０を長期間にわたって使用することができるので、ステーブクーラー１０の製作と取替え工事に掛かる費用を抑制可能である。
【００３５】
しかも、引張棒３０を引っ張った状態のまま引張棒３０の他端側を炉外の構造物に固定するので、変形を矯正した後の再度の変形を抑制又は遅延できる。よって、さらにステーブクーラー１０を長寿命化でき、その結果、よりコストを抑制可能である。
【００３６】
（第二実施形態）
次に図４を参照して、本発明の第二実施形態に係るステーブクーラー１０の変形矯正方法を説明する。なお、第一実施形態と同一部分には同一符号を付した。
本実施形態の第一実施形態との違いは、ステーブクーラー１０に力を加える装置である引張装置に代えて押出装置４０としたものであり、その他の構成要素（鉄皮２０とステーブクーラー１０の位置関係等）に関しては第一実施形態と同一である。
【００３７】
まず、炉内に押出装置４０を配置する。この押出装置４０は、ジャッキ４１と、ジャッキ４１が載置された載置台４２を有する。
ジャッキ４１が配置される高さは、ステーブクーラー１０の湾曲した変形部分１５の高さに合わせなければならず、その位置は高いのでここでは載置台４２を吊るした状態としたが、炉底に設置できる大きさ（高さ）の載置台４２であってもよい。
【００３８】
次に、ステーブクーラー１０及び鉄皮２０に貫通孔１２，２２を形成する。このステーブクーラー１０の貫通孔１２と鉄皮２０の貫通孔２２は、両者の位置を合わせて（両者が向かい合うように）形成されている。
ここで、特にステーブクーラー１０には冷却パイプが埋設されているので、ステーブクーラー１０の貫通孔１２はこの冷却パイプを避けて配置される。
次に、ステーブクーラー１０が湾曲したときにステーブクーラー１０の炉外側面と鉄皮２０との間に入り込んだ粉塵を、この貫通孔１２，２２から除去する。
【００３９】
次に、ステーブクーラー１０の貫通孔１２及び鉄皮２０の貫通孔２２にワイヤー４３を挿通するとともに、ワイヤー４３の一端を押出装置４０に固定する。または事前に押出装置４０に取り付けられたワイヤー４３を炉内から引き出し、ステーブクーラー１０の貫通孔１２及び鉄皮２０の貫通孔２２に挿通してワイヤー４３の他端側を炉外に出す。
次に、そのワイヤー４３をその他端側へ引っ張ってピンと張った状態で、ワイヤー４３の他端側を炉外の構造物に固定する。
【００４０】
そして、ステーブクーラー１０の熱変形で炉内側に湾曲した変形部分１５を押出装置４０でゆっくりと炉外側へ押し出して、変形部分１５を矯正する。
【００４１】
以上のように行われるステーブクーラー１０の変形矯正方法によっても、炉内へ押出装置４０を配置して、押出装置４０でステーブクーラー１０の熱変形で炉内側に湾曲した変形部分１５を炉外側へ押し出すので、ステーブクーラー１０を炉内に設置しまままで変形部分１５を矯正できる。したがって、ステーブクーラー１０を長期間にわたって使用することができるので、ステーブクーラー１０の製作と取替え工事に掛かる費用を抑制可能である。
【００４２】
また、ステーブクーラー１０及び鉄皮２０に貫通孔１２，２２を両者の位置を合わせて形成して、ステーブクーラー１０の貫通孔１２及び鉄皮２０の貫通孔２２にワイヤー４３を挿通するとともに、ワイヤー４３の一端を押出装置４０に固定し、しかもワイヤー４３をその他端側へ引っ張った状態でワイヤー４３の他端側を炉外の構造物に固定するので、ステーブクーラー１０を押出装置４０で押圧した際の反力をワイヤー４３で受けることができ、ステーブクーラー１０の変形を確実に矯正可能である。
【００４３】
なお、第一、第二実施形態において、大きな重量又は炉底に固定された固定体を炉内へ配置して、ステーブクーラー１０の湾曲していない部位を直接的又は間接的に固定体に固定すると、ステーブクーラー１０を引張装置で引っ張ったとき又は押出装置４０で押し出したときの反力を固定体で受けることができ、熱変形をさらに円滑に矯正可能である。
【００４４】
また、第一実施形態において、引張棒３０をステーブクーラー１０に結合して引っ張ったが、引張棒３０に限られるものではなく、ワイヤー等の他の長尺物３０であればよい。このとき、ステーブクーラー１０とその長尺物３０との結合は例えばステーブクーラー１０に吊環（丸環）を取付けることで可能である。ワイヤーを用いるときの引張装置としてはウィンチ等が適している。
【００４５】
また、引張棒３０を引っ張った状態のまま、引張棒３０の他端側を炉外の構造物に固定するとしたが、引張棒３０を炉外の構造物に代えて鉄皮２０に固定することで、矯正時の反力を受けてもよい。
さらには、矯正後は引張棒３０をステーブクーラー１０から外してしまってもよい。
【００４６】
また、引張棒３０とステーブクーラー１０の固定を雄ネジ３３と雌ネジ１３による螺合としたが、これに限られるものではなく、例えばステーブクーラー１０にも貫通孔１２を開け、一端の径が大きくなっている引張棒３０を引張棒３０の他端を炉内側からステーブクーラー１０の貫通孔１２と鉄皮２０の貫通孔２２に挿通して、引張棒３０の一端の大径部分をステーブクーラー１０の炉内側面に引っ掛けて引っ張ってもよい。
他の方法としては、引張棒３０とステーブクーラー１０を溶接することも考えられる。また、さらに他の方法を採用してもよい。
【００４７】
また、第二実施形態において、矯正対象以外の図示しないステーブクーラー及び鉄皮にも貫通孔を形成することで、ステーブクーラー１０の変形部分１５を引っ張るワイヤーの数を増やすことが可能である。これにより、押し出し荷重を増やすことができるので、ステーブクーラー１０の変形をさらに確実に矯正可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０      ステーブクーラー
１１      リブ
１２      貫通孔
１３      雌ネジ
１５      変形部分
１８      冷却配管
２０      鉄皮
２２      貫通孔
２８      パイプ材
３０      引張棒（長尺物）
３３      雄ネジ
４０      押出装置
４１      ジャッキ
４２      載置台
４３      ワイヤー
【図１】
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【図２】
2016194130.tif 000004
【図３】
2016194130.tif 000005
【図４】
2016194130.tif 000006
【図５】
2016194130.tif 000007
【図６】
2016194130.tif 000008