(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉体を複数に分割した部分マンテルであって、該部分マンテルを順次前記炉体から解体する又は順次組み立て前記炉体に組み上げる高炉炉体の解体組立装置において、高炉の炉体櫓の内側と外側との間に設けられた受梁と、該受梁上を走行して前記部分マンテルを水平方向に移動可能に設けられ、且つ前記部分マンテルを垂直方向に移動可能な移動ユニットとを備え、該移動ユニットは、所定長さの掛け渡し部材と、該掛け渡し部材を垂直方向に上げ下げする垂直方向移動手段と、前記掛け渡し部材に取り付けられ前記部分マンテルを吊ることが可能な吊り手段とを有することを特徴とする高炉炉体の解体組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の炉体を解体する又は組み立てる高炉炉体の解体組立装置に関するものである。尚、以下で使用する「部分マンテル」は、鉄皮だけのものと、鉄皮にステーブ（又はステーブクーラ）、レンガ等が一体となったものの双方を含む意味に使用するものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉の炉体を解体する又は組み立てる高炉炉体の解体組立装置は、据付用に炉頂櫓に取り付けられた揚重機（一般には走行する炉頂アウトリガークレーン）を利用して、炉体を解体又は組み立てるものが知られている。
【０００３】
一方、炉体を例えば５つの大ブロック（トップマンテル、上部シャフトマンテル、下部シャフトマンテル、ボッシュマンテル及びハースマンテル）に分割し、各ブロックを炉体櫓に設けた昇降設備によって炉底より取り込むもの（例えば特開平９−１４３５２１号公報）や、炉体を複数のブロックに分割し、各ブロックを炉体櫓に設けた中空油圧ジャッキを用い操業床より台車を介して搬出又は搬入するもの（例えば特開昭５３−８７９０６号公報、特開昭５３−８７９０７号公報等）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記炉頂櫓に取り付けられた揚重機（炉頂アウトリガークレーン）は、吊り上げ能力が通常６０〜２００トン程度であり、炉体は全体重量で数千トン、水平方向にリング状に分割したリング状マンテルでもステーブの取り付けられた状態では数百トン規模となることが通常である。このため、炉体を短冊形のピースに分割したもので解体乃至組立（据付）を行なっていたが、工期がかかり効率的、経済的ではなかった。
【０００５】
一方、炉体を５つの大ブロックに分割し搬出又は搬入するものは、ブロック自体の重量が非常に大きくなり、吊り上げ、吊り下げ等に極めて大規模な仮設を要すると共に、炉底周りの作業空間を多く必要とし、高炉全体構造や周辺の空間的制約を受けるもので、汎用的装置ではなかった。
【０００６】
又、炉体を複数のブロックに分割し操業床レベルにて台車を介して搬出又は搬入するものは、操業床レベルと２床近傍の環状管との高さ方向の間隙が小さく、台車上面からの有効高さに制限され各ブロックの高さを大きく取れず制約がある。これを回避するためには、環状管の撤去が必要であり、これを復旧する作業も生ずることから多大の労力を要する。
【０００７】
上記高炉炉体の解体、組立は、高炉新設時のマンテル組立、据付においても全く同様であった。
【０００８】
本発明の課題は、高炉炉体の解体組立装置において、解体組立時の部分マンテルの移動の自由度が大きく、且つ空間的制約が少ないことである。更に、解体組立の作業が容易であり工期短縮が可能で、効率的、経済的なことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、高炉炉体を複数に分割した部分マンテルであって、該部分マンテルを順次前記炉体から解体する又は順次組み立て前記炉体に組み上げる高炉炉体の解体組立装置において、高炉の炉体櫓の内側と外側との間に設けられた受梁と、該受梁上を走行して前記部分マンテルを水平方向に移動可能に設けられ、且つ前記部分マンテルを垂直方向に移動可能な移動ユニットとを備え、該移動ユニットは、所定長さの掛け渡し部材と、該掛け渡し部材を垂直方向に上げ下げする垂直方向移動手段と、前記掛け渡し部材に取り付けられ前記部分マンテルを吊ることが可能な吊り手段とを有することである。
【００１０】
受梁は、高炉の炉体櫓の内側と外側との間に設けられたので、移動ユニットは、炉体櫓の内側と外側との間で受梁上を走行し、部分マンテルを水平方向に移動させることが出来る。更に、移動ユニットは、掛け渡し部材に吊り手段が取り付けられているので部分マンテルを吊ることが出来る。更に、垂直方向移動手段は掛け渡し部材を垂直方向に上げ下げ出来るので、掛け渡し部材に吊り手段によって吊られた、或いはブラケットを介して掛け渡し部材に載置された部分マンテルを垂直方向に上げ下げ出来る。従って、移動ユニットは、部分マンテルを水平方向と垂直方向に比較的自由に移動することが出来る。
【００１３】
従って、本発明の高炉炉体の解体組立装置は、解体組立時の部分マンテルの移動の自由度が大きく、且つ空間的制約が少なくなる。更に、解体組立の作業が容易であり工期短縮が可能で、効率的、経済的である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高炉炉体の解体組立装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、図１〜９において、同一又は同等部分には同一符号を付けて示す。
【００１５】
図１は、本発明に係る高炉炉体の解体組立装置の第１実施の形態を示す正面図、図２は、図１の I 矢視図、を各々示す。第１実施の形態の高炉炉体の解体組立装置２６は、既設の高炉炉体２を、例えば水平方向に１０ブロックの部分マンテル４に分割して、順次取り外し解体するか、又は、予め製作しておいた部分マンテル４を順次搬入して組み立て炉体２に組み上げるかするものである。上記解体の場合において、炉体を予め１０ブロックの部分マンテル４に分割したものを順次取り外すか、炉体から部分マンテル４を一つづつ分割しながら取り外すかは、高炉の大きさ、炉体櫓の状況等の条件を考慮して適宜決める。
【００１６】
更に、高炉炉体の解体組立装置２６は、高炉の炉体櫓１６の内側１９ａと外側１９ｂとの間に設けられた受梁２８と、この受梁２８上を走行して部分マンテル４を略水平方向に移動可能に設けられ、且つ部分マンテル４を略垂直方向に移動可能な二組の移動ユニット３３とを備えている。図２に示すように、受梁２８は、部分マンテル４を挟んで外側に２本敷設されている。この２本の受梁２８上を門形状に形成された二組の移動ユニット３３が部分マンテル４を支えながら走行する。
【００１７】
図３は、図２の II 矢視図、図４（Ａ）は図２の III 矢視図、図４（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図、を各々示す。
【００１８】
図３に示すように、受梁２８は、断面Ｉ形で、上側フランジ上に上記移動ユニット３３が走行する。受梁２８は、鋳床１１上に複数の受座１３を介して設置され、鋳床１１に片持ち或いは必要に応じて受梁２８の先端側２９（図１）を炉体櫓の支持柱１７に支持させる。移動ユニット３３は、所定長さの掛け渡し部材であるサポートビーム３５と、このサポートビーム３５を略垂直方向に上げ下げする垂直方向移動手段３８とを有し、二つの垂直方向移動手段３８の間にサポートビーム３５が掛け渡されて門形状に形成されている。
【００１９】
サポートビーム３５には、吊り手段としての中空油圧ジャッキ４４が取り付けられ、部分マンテル４を吊り下げ又は吊り上げすることが出来るようになっている。
【００２０】
垂直方向移動手段３８は、サポートビーム３５の両端寄りを各々支え、それぞれ二つの油圧シリンダー３９を有し、各油圧シリンダー３９は多段階に、例えば４段に伸縮出来、サポートビーム３５を上げ下げ出来る。油圧シリンダー３９は、持ち上げる部分マンテル４の重量によって適宜基数とその容量を決められるが、例えばこの第１実施の形態の場合は、二つの移動ユニット３３によって部分マンテル４を支えるので、油圧シリンダー３９の数は８基となり、例えば鉄皮及びステーブを有する部分マンテル４の重量が５００トンであれば、１基１００トンの油圧シリンダーを使用して合計８００トンの持ち上げ容量とすることが出来る。  尚、この第１実施の形態の移動ユニット３３は、サポートビーム３５の両側にそれぞれ二つずつの油圧シリンダー３９を有しているが、本発明はこれに限定されず、持ち上げるべき部分マンテル４の重量によって一つ又は複数の油圧シリンダー３９を設けても良いことは勿論である。又、この垂直方向移動手段３８は、油圧シリンダー本体の他に油圧ポンプユニット、電気制御装置等を備え、公知のものを使用することが出来る。油圧ポンプユニット、電気制御装置等は、複数基の垂直方向移動手段３８の上昇、下降速度やその移動量を制御する。
【００２１】
中空油圧ジャッキ４４は、部分マンテル４の吊り上げと吊り下げを行なうことが出来、油圧によって上下に移動するテンションロッド４６を中心軸に持つもので、１基当りの吊り上げ又は吊り下げ容量は、例えば２００トンである。中空油圧ジャッキ４４を複数基設けることによって、数百トンの合計容量となり、例えば部分マンテル４の重量が先の部分マンテルと同様に５００トンであれば、４〜６基の中空油圧ジャッキ４４を使用することになる。上記テンションロッド４６にワイヤーの先端を接続し、更にワイヤーの他端を部分マンテル４に設けられたブラケット５にボルト、ナット５０で固定し、ワイヤーに接続されたテンションロッド４６を上げ下げすることにより行なわれる。この中空油圧ジャッキ４４の場合も、上記垂直方向移動手段３８と同様に、中空油圧ジャッキ本体の他に油圧ポンプユニット、電気制御装置等を備え、公知のものを使用することが出来る。油圧ポンプユニット、電気制御装置等は、複数基の中空油圧ジャッキ４４の上下吊り上げ速度や吊り下げ速度と吊り上げ又は吊り下げの移動量を制御する。これら油圧装置の一部は、垂直移動手段３８の油圧装置と共用化することにより経済性は向上する。
【００２２】
又、図３に示すように、高炉炉体の解体組立装置２６は、受梁２８に沿って走行可能に設けられた羽口可動安全天井５２を備えて、この羽口可動安全天井５２の上側空間５４と下側空間５５で各々安全に組立、解体作業が出来るようにすることも可能である。羽口可動安全天井５２は、受梁２８の下側フランジ３１内面上を、上記移動ユニットのチルタンク４１と同じ構造のチルタンク５３（回転ローラ）が転動し走行する。羽口可動安全天井５２の下側には分廻し用ビーム５６が設けられ、ハースマンテル４ｄ内の作業に供される。
【００２３】
図４に示すように、移動ユニット３３は、一つの部分マンテル４を移動するために二組設けられ、各移動ユニット３３は、受梁２８上を走行するために、チルタンク４１が設けられている。尚、チルタンク４１を用いず、車輪を設けて自走させる、或いは公知のスライドベアリングを用い、受梁２８上を摺動させることも選択可能な走行手段である。
【００２４】
以上の構造を有する本実施の形態の高炉炉体の解体組立装置２６は、次のように作用する。即ち、図１〜４において、受梁２８は、高炉の炉体櫓の内側１９ａと外側１９ｂとの間に設けられたので、移動ユニット３３は、炉体櫓の内側１９ａと外側１９ｂとの間で受梁２８上を走行し、部分マンテル４を略水平方向に高炉の鋳床部９側から炉体中心部３側に、又は炉体中心部３側から鋳床部９側に速やかに移動させることが出来る。更に、移動ユニット３３は、サポートビーム３５に中空油圧ジャッキ４４が取り付けられているので部分マンテル４を吊ることが出来る。
【００２５】
そして、垂直方向移動手段３８はサポートビーム３５を略垂直方向に上げ下げ出来るので、サポートビーム３５に取り付けられた中空油圧ジャッキ４４によって吊られた部分マンテル４を略垂直方向に上げ下げ出来る。従って、移動ユニット３３は、部分マンテル４を略水平方向と略垂直方向に比較的大きな自由度をもって移動することが出来る。
【００２６】
更に、門形状に形成され移動ユニット３３は、両側の二つの垂直方向移動手段３８によって部分マンテル４を上げ下げすることによって安定に垂直方向に移動出来、且つ垂直方向移動手段３８は多段階に上げ下げ出来るので、部分マンテル４を必要な高さ位置に容易に移動出来る。
【００２７】
そして、中空油圧ジャッキ４４は、部分マンテル４を吊り上げたり、吊り下げたりすることが出来るので、部分マンテル４をサポートビーム３５の下方に移動又はサポートビーム３５の下方から移動することが出来、部分マンテル４の垂直方向の移動の自由度が大きくなる。
【００２８】
受梁２８を炉体の外側で、炉体櫓の支持柱１７間を通して高炉の鋳床部９（又は鋳床１１）から炉体中心部３側に設け且つ受梁の受座１３を低くした場合には、鋳床面１２のレベルと環状管１４との高さ方向の間隙を鋳床面１２より高いレベル位置にある操業床上に受梁２８を設ける場合に比べ大きくとれ、空間的制約を受けることが比較的少ない。更に、炉体２の部分マンテル４への分割個数を少なく出来、且つ強度的に無理なく必要十分な強度のある受梁２８を設けることが可能である。
【００２９】
そして、鋳床レベルを利用して受梁２８を設けることは、部分マンテル４の移動ユニット３３からグランドレベル２５への搬出又はグランドレベル２５から移動ユニット３３への搬入にも利便性がある。その上、受梁２８の仮設に鋳床の天井クレーン１０を利用することも出来る。
【００３０】
又、図３に示したように、受梁２８に沿って走行可能に設けられた羽口可動安全天井５２は、安全天井の着脱作業を迅速、容易にし、高炉炉体の解体、組立作業を効率化する。そして、安全天井の上側空間５４と下側空間５５とで各々安全に解体、組立作業が出来る。
【００３１】
次に、第１実施の形態の高炉炉体の解体組立作業について、図５〜７に基づいて説明する。
【００３２】
図５は、高炉炉体の解体を示し、（Ａ）は羽口マンテルの撤去中の正面図、（Ｂ）はボッシュマンテルの垂直方向移動及び水平方向移動中の正面図、をそれぞれ示す。図５（Ａ）に示すように、先ず、炉体２を炉体櫓１６にダブルリングガーダー１８を介して支持しておく。この状態で羽口マンテル４ｅをピースに切断し、鋳床の天井クレーン１０によって鋳床部９に移動し搬出する。尚、羽口マンテル４ｅの切断下端レベルは、受梁２８上端と環状管１４の下端との間に、その後の部分マンテル４の解体及び組立を容易に行なえる空間が取られるように決められている。羽口マンテル４ｅを撤去した後、図５（Ｂ）に示すように、鋳床面１２に受梁２８を敷設し、移動ユニット３３を走行可能に設置する。この際、受梁２８に羽口可動安全天井５２を可動可能に設置する。
【００３３】
羽口可動安全天井５２の上側空間５４においては、炉体２の下端側から所定の高さ寸法のリング状の炉腹マンテル４ｃを略水平に切断して切り出す。この時、切り出された炉腹マンテル４ｃを支持するために、移動ユニット３３の垂直方向移動手段３８によってバランスがとれるように支えておく。この切り出された炉腹マンテル４ｃを垂直方向移動手段３８によって下げる。下げられた炉腹マンテル４ｃを移動ユニット３３によって受梁２８に沿って鋳床部９側に移送する。鋳床部９側に移送された炉腹マンテル４ｃは、図示していないクレーンによって搬出される。図１に示す如く、鋳床部９より外側へ受梁２８を延長し、中空油圧ジャッキ４４を用いて、重量物搬送台車２３に載荷し搬出するのも一方法である。
【００３４】
同時に、炉体上部のガス捕集マンテル等のトップマンテル４ａをアウトリガークレーン２２によって解体する。羽口可動安全天井５２の下側空間５５においては、ハースマンテル４ｄ内の残銑を処理する作業が同時に行なわれる。この時、残銑塊を中空油圧ジャッキ４４を用いて吊り上げ、移動ユニット３３によって搬出することも可能である。以上の作業によって、炉体の解体が行なわれる。
【００３５】
図６は、第１実施の形態における高炉炉体の組立を示し、（Ｃ）はハースマンテルの水平方向移動中の正面図、（Ｄ）はシャフトマンテルの水平方向移動中の正面図、をそれぞれ示す。図６（Ｃ）に示すように、外部で予め製作された部分マンテル、例えばハースマンテル４ｄは、図示していない公知の重量物搬送台車で鋳床部９まで搬送され、図示していないクレーンによって受梁２８の移動ユニット３３の中空油圧ジャッキ４４に吊られる。図１に示す如く、鋳床部９より外側へ受梁２８を延長し、中空油圧ジャッキ４４を用いて、重量物搬送台車２３より部分マンテル４を吊り上げて搬送する方法も可能である。ハースマンテル４ｄを吊った移動ユニット３３は、炉体中心部３側に水平方向に移送される。移送されたハースマンテル４ｄは、炉底２４に設置される。
【００３６】
図６（Ｄ）に示すように、シャフトマンテル４ｂは、トップマンテル４ａ等と同様に鋳床部９に引き込まれ、移動ユニットの中空油圧ジャッキ４４に吊られる。更に、シャフトマンテル４ｂは、移動ユニット３３によって炉体中心部３側に移送される。移送されたシャフトマンテル４ｂは、移動ユニットの垂直方向移動手段３８によって上方に持ち上げられ、先に組み立てられたトップマンテル４ａや別のシャフトマンテル４ｂに接続される。溶接面の肌合わせ等の接続のための位置の微調整は中空油圧ジャッキ４４をサポートビーム３５上で摺動させる等の公知の方法により行なうことが出来る。
【００３７】
図７は、図６と同様の組立を示し、（Ｅ）は３床大梁上の仮置と炉腹マンテルの水平方向移動中の正面図、（Ｆ）は炉腹マンテルの垂直方向移動中の正面図、をそれぞれ示す。図７（Ｅ）に示すように、トップマンテル４ａ、シャフトマンテル４ｂ等は、ブラケット６を介して、３床大梁部に置かれた４〜８基の油圧ジャッキ７に支持されて３床大梁部上に仮置される。これは、既に接続された部分マンテル４を吊り上げ或いは吊り下げる吊り装置の能力を適正化するために選択される一つの方法である。炉腹マンテル４ｃは、図示していない重量物搬送台車で鋳床部９まで搬送され、図示していないクレーンによって移動ユニットの中空油圧ジャッキ４４に吊られる。次に、図７（Ｆ）に示すように、炉腹マンテル４ｃが炉体中心部３側まで移動された時に移動ユニットの垂直方向移動手段３８によって持ち上げられ、既に接続されているシャフトマンテル４ｂの下端に接続される。最後に、前記３床大梁部の油圧ジャッキ７で仮置された上方のマンテルのレベルを調整しつつ図示していない羽口マンテルを取り込み、上端、下端をそれぞれ、ボッシュマンテルとハースマンテル４ｄと接続することで炉体の組立が完了する。
【００３８】
図８は、本発明に係る高炉炉体の解体組立装置の第２実施の形態を示す平面図である。第２実施の形態の高炉炉体の解体組立装置２６は、移動ユニット３３の配置方向が受梁２８と平行な方向である。移動ユニット３３をこのように配置することによって、移動ユニット３３のサポートビーム３５の長さを短くすることが出来、門形状の移動ユニット３３を小型化することが可能である。第２実施の形態の高炉炉体の解体組立装置２６におけるその他の構造と作用は、第１実施の形態の高炉炉体の解体組立装置と同じであるので、その説明を省略する。
【００３９】
図９は、本発明に係る高炉炉体の解体組立装置の第３実施の形態を示す正面図である。第３実施の形態の高炉炉体の解体組立装置２６は、炉体櫓１６の中間高さ部に設けられた場合である。受梁２８は、炉体櫓の支持柱１７に支持されると共に、外側１９ｂの先端２８ａと支持柱１７間に斜めのワイヤーや鋼材等の補強材３２を接続し、荷重に耐えるようにする。炉体の組立の場合は、炉体櫓１６の外側１９ｂで、グランドレベル２５に重量物搬送台車２３によって搬送された部分マンテル４を移動ユニット３３の中空油圧ジャッキ４４によって吊り上げ受梁２８上に垂直移動する。次に、受梁２８上を水平方向に炉体中心部３側に移送し、炉体の上部マンテルの組立の場合は垂直方向移動手段３８によって部分マンテル４を持ち上げ、炉体の下部マンテルの組立の場合は中空油圧ジャッキ４４によって部分マンテル４を吊り下げ、それぞれ先に組み立てた部分マンテル４に接続する。第３実施の形態の高炉炉体の解体組立装置２６は、部分マンテル４の搬入又は搬出が容易であると共に、鋳床部９と炉体櫓内側１９ａとの間に設けた高炉炉体の解体組立装置と併設して設け、解体又は組立を速やかに行なうことも出来る。
【００４０】
尚、上記第１〜３実施の形態において、部分マンテル４はリング状の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、短冊に分割したものも含む。又、マンテルを一部残置して流用する場合も、一部の手順を調整することで容易に実施することが出来る。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の高炉炉体の解体組立装置によれば、解体組立時の部分マンテルの移動の自由度が大きく、且つ空間的制約を少なくする。更に、炉体の解体組立の作業が容易であり工期短縮が可能で、効率的、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高炉炉体の解体組立装置の第１実施の形態を示す正面図である。
【図２】図１の I 矢視図である。
【図３】図２の II 矢視図である。
【図４】（Ａ）は図２の III 矢視図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図である。
【図５】第１実施の形態における高炉炉体の解体を示し、（Ａ）は羽口マンテルの撤去中の正面図、（Ｂ）は炉腹マンテルの垂直方向移動及び水平方向移動中の正面図、をそれぞれ示す。
【図６】第１実施の形態における高炉炉体の組立を示し、（Ｃ）はハースマンテルの水平方向移動中の正面図、（Ｄ）はシャフトマンテルの水平方向移動中の正面図、をそれぞれ示す。
【図７】図６と同様の組立を示し、（Ｅ）は３床大梁上の仮置と炉腹マンテルの水平方向移動中の正面図、（Ｆ）は炉腹マンテルの垂直方向移動中の正面図、をそれぞれ示す。
【図８】本発明に係る高炉炉体の解体組立装置の第２実施の形態を示す平面図である。
【図９】本発明に係る高炉炉体の解体組立装置の第３実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
２  炉体
４  部分マンテル
１６  炉体櫓
１９ａ  内側
１９ｂ  外側
２６  高炉炉体の解体組立装置
２８  受梁
３３  移動ユニット
３５  サポートビーム（掛け渡し部材）
３８  垂直方向移動手段
４４  中空油圧ジャッキ（吊り手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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