(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏荷重を受ける底板を有する高炉及びそれに類する大型構造物を、流体キャスターにより浮上させて移送する流体浮上輸送方法であり、トーラスバックを備えた流体キャスターを底板下面の周辺部と中央部に、トーラスバックが床面に接触するように複数配置し、前記周辺部に配置した流体キャスターには分担荷重とバランスする圧力以上を加圧し、前記中央部に配置した流体キャスターには分担荷重とバランスする圧力を加圧し、トーラスバックと床面の間に流体膜を形成するように流体を供給して底板および底板上の構造物に反り、曲り等の変形を与えないように所要揚程で構造物を浮上させ、流体キャスターと共に構造物を牽引して移送することを特徴とする底板を有する大型構造物の流体浮上輸送方法。
【請求項２】
偏荷重を受ける底板を有する高炉及びそれに類する大型構造物の底板には、その下面に配置する流体キャスターの基盤と接触する敷ビームと炉底部を支持する支持ビームを配置することを特徴とする請求項１記載の底板を有する大型構造物の流体浮上輸送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器、塔槽或いは高炉等シャフト炉の炉底部のような底板を有する大型構造物を構築或いは改修する際に、別の場所で製造或いは補修したものを据え付け設置場所に移送する場合に起こる偏荷重により、底板に曲りや、たるみ等が発生するのを防止する大型構造物の流体浮上輸送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉などの大型構造物を構築或いは改修する場合に、例えば、特開平９−１４３５２１号公報に記載されるように、炉体を複数ブロックに分割し、基礎以外の場所で、各分割ブロック単位で建造或いは補修した後、順次横送りで基礎上に搬送し、例えばリフトアップ工法などによって分割ブロックを順次リフトアップして互いに接合することによって、高炉を改修、建造することが提案されている。
【０００３】
この方法では、底板を有する最下段ブロック（炉低部）にあっては、下端部に摺動板を取り付けたブラケットを設置し、基礎部近傍まで搬送された最下段ブロックを炉基礎上に延びたレール上に載置し、油圧ジャッキでレールに沿って牽引して該ブロックを摺動移動させ、基礎上に設置する方法が採用されている。
また、特開昭５−２２２４２０号公報には、炉体から分離した炉底部を、その下部周縁の配置した流体膜を介して油圧ジャッキで保持した状態で浮上させ、摺動しながら基礎上に移動させる方法が開示されている。
【０００４】
上記した炉低部のような大型構造物がレール上を摺動しながら移動する方法では、摩擦力が大きく移動させるのに大きな外力が必要であり、そのための設備も大型にならざるを得ず、また、摺動時に発生する振動が直接構造物に伝わり、内部構造に影響を与える可能性がある。そのために、レール摺動面の平滑化が要求される等の問題がある。さらに、大型構造物である炉底部の底板には偏荷重が作用し、変形する可能性もあり、これを防ぐ強度の梁等の設置が必要となる。
一方、上記したような油圧ジャッキを揚上させる流体膜浮上方法では、流体浮上装置の配置が炉板の両側部分であり（上記公報の図５参照）、このような配置では底板中央部に反りや、撓みが生じる恐れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の大型構造物の搬送に見られる問題点を解消しようとするものであって、高炉炉底部のような大型構造物の底板に流体キャスターを適所に配置して、据え付け搬送時に、底板に反り、曲り等の変形を起こさない、大型構造物の流体浮上輸送方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、偏荷重を受ける底板を有する高炉及びそれに類する大型構造物を、流体キャスターにより浮上させて横移送する流体浮上輸送方法であり、トーラスバックを備えた流体キャスターを底板下面の周囲部と中央部に、トーラスバックが床面に接触するように複数配置し、前記周辺部に配置した流体キャスターには分担荷重とバランスする圧力以上を加圧し、前記中央部に配置した流体キャスターには分担荷重とバランスする圧力を加圧し、トーラスバックと床面の間に流体膜を形成するように流体を供給して底板および底板上の構造物に反り、曲り等の変形を与えないように所要揚程で構造物を浮上させ、流体キャスターと共に構造物を牽引して移送することを特徴とする底板を有する大型構造物の流体浮上輸送方法であり、上記大型構造物の底板には、その下面に配置する流体キャスターの基盤と接触する敷ビームと炉底部を支持する支持ビームを設置する。この敷ビームは、流体キャスターで支持するピッチでその応力に耐え、かつ目的とする撓み以内の歪みに押さえる強度を有する形鋼等を使用し、支持ビームは据付移送前の炉底部底板を支持する。
支持ビームでその重量を支持されている高炉およびそれに類する大型構造物を、底板及び底板上の構造物に反り、曲り等の変形を与えないように所要揚程で流体キャスターだけによって支持するように構造物を浮上させるためには、流体キャスターの加圧調整方法とその手順が重要となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、大型の容器、塔槽類、及び高炉（シャフト炉）などの大型構造体を構築、改修して据付するに際し、底板を有する大型構造物を流体浮上によって移動させる方法であって、この大型構造物を、その底板の敷ビームと床面（基礎）間において底板下面の周囲部と中央部に配置した複数のトーラスバックを備えた流体キャスターに圧力流体を供給して、トーラスバックを膨らませると共にその下部に流体膜を形成させて浮上させ、この流体キャスターと共に大型構造物をウインチなどの牽引装置により牽引して横移送する流体浮上輸送方法である。
【０００８】
本発明で用いる流体キャスターは、圧力流体の供給源と接続する配管と供給室とを備えた基盤と、この基盤の下部に取り付けた加圧流体で膨らむ浮輪状のトーラスバックと、このトーラスバックの中央部空間で形成される圧力室、及びこの圧力室の中央部に設置した接地パッドとから構成される。供給される流体は空気が安価で、かつ環境上もよいが、その他のガス、水等の液体の使用を妨げるものではない。流体は供給室からまずトーラスバックに供給されてこれを膨らませ、トーラスバックに充満した後に圧力室に供給され、さらに加圧室に加圧を継続するとトーラスバック下部から外部に流出し、トーラスバックと床面（基礎面、定盤面）の間に流体膜を形成する。
【０００９】
流体キャスターはトーラスバックに流体を供給しない状態では、接地パッドの下面が床面と接触して流体キャスター自体を支持しており、トーラスバックに圧力流体を供給することで膨らみ、その圧力気体による膨らみ力、及び圧力室の昇圧で大型構造物を支持して所定高さまで浮上させるさせるものであり、所定の圧力以上で漏れ流体（流体膜）をトーラスバックと床面の間に形成させ、この間の摩擦抵抗を軽減する。従って、この状態で支持構造物を軽微な牽引力で容易に横移送することができる。
【００１０】
本発明では、大型構造物の底板を流体キャスターで浮上させる場合、この流体キャスターを、大型構造物の底板の周辺部だけではなく、中央部の適宜箇所にも複数配置してバランスよく保持し、浮上移送時に底板に負荷される偏荷重により、底板および底板上の構造物に、反り、曲り等の変形が生じないようにする。
中央部における流体キャスターの配置は、流体キャスター支持点のピッチを底板に許容できる撓みの範囲内とするのがよい。すなわち、予め流体キャスターの支持により歪みが最小となる位置（歪み許容位置）を予測して配置できる。この時、中央部配置の流体キャスターの分担荷重は周辺部流体キャスターの分担荷重よりも少なくなるが、流体キャスターの揚程を全数揃える必要から、同じ能力の流体キャスターを配置することになり、中央部の流体キャスターの分担荷重とバランスする流体圧力は周辺部のものより小さい値となる。
【００１１】
通常の場合では、周辺部の流体キャスターの分担荷重と中央部の流体キャスターの分担荷重は、１：０．５程度とするのがよく、中央部の流体キャスターに分担荷重に応じた圧力を先行させてかけることでまずバランスさせ、その後周辺部流体キャスターに浮上させる圧力をかけることで全体を浮上させる。
例えば大型構造物が、現状の４０００ｍ3 級の高炉の場合では、分離された状態の炉底部の重量は１５００ｔ程度で、周辺部に配置した流体キャスターと中央部に配置した流体キャスターで分担して浮上させる場合、周辺部流体キャスターへ供給する流体圧は３〜４ｋｇ／ｃｍ2 、中央部流体キャスターへ供給する流体圧は１〜２ｋｇ／ｃｍ2 程度にすることにより、無理なく対応することができる。
【００１２】
このように本発明では、大型構造物の浮上をバランスよく行い、移行時の摩擦抵抗が殆どないため、移送が極めて容易であり、従って、据付時の芯合わせも容易に行うことができる。また、炉底板の変形がなく安定した移送を可能にしている。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明を、高炉本体をブロック毎に分割し、別の位置で製造したブロック構造物を、基礎上に順次構築する工法において、炉底部を基礎上に搬送する場合に供した実施例を、図に基づいて説明する。
図１、図２はこの実施例で用いる流体キャスターの一例を示す。
この流体キャスター１は流体として高圧エア２を用いるエアキャスターであり、高圧エア２の供給源（図示省略）と接続する配管３と、これに連通する供給室４を備えた基盤５と、この基盤５の下部に取り付けた加圧室４から供給する高圧エア２で膨らむ浮輪状のトーラスバック６と、トーラスバック６に囲まれた空間部（圧力室）の中央部に位置するように配置した接地パッド７によって構成される。
【００１４】
この接地パッド７は、トーラスバック６に高圧エアを供給していない状態では床面に接地し、トーラスバック６が基盤５により押し潰されないように支持して、トーラスバック６を保護するとともに、初期の浮上動作を早くするために設けている。
【００１５】
図２は、エアキャスター１の浮上状況を示す図である。すなわち、図２（ａ）は移送する構造物の下部に配置され、トーラスバック６に高圧エアを供給する前の接地パッド７が床面（台車や基礎などの支持面）８上に接地した状態（浮上揚程０）を示し、この状態から供給室４から高圧エアをトーラスバック６に供給を開始し、膨らませて図２（ｂ）のように、充満して所定の高さ位置（浮上揚程ｍａｘ）まで基盤５を浮上させると共に、圧力室１１にも高圧空気を供給充満させる。この時点で上部の構造物を浮揚支持する。
【００１６】
圧力室１１の内圧を構造物の重量とバランスする以上に大きくすると、図２  （ｃ）のように、圧力室１１より圧力エア２が外に均一に漏れて、トーラスバック６と床面８の間に形成される流体膜９となり、この流体膜９の作用で、トーラスバック６は床面８から浮いた状態になる。この状態、すなわち構造物は浮揚状態で支持されるため、水平方向に牽引した場合に摩擦抵抗が小さく容易の移送することができる。
【００１７】
図３に示すように、炉底部底板１０ｓにはエアキャスターと接触する敷ビーム１４及び炉底部を支持する支持ビーム１７が所定間隔に配置固定され、据え付け移送前の炉底部１０は床面８に設けた固定パッド１８上に支持ビーム１７を介して支持され、エアキャスター１は敷ビーム１４下部と床面８との空間に挿入配置されている。エアキャスター１のトーラスバック６及び圧力室１１に圧力流体が充満すると、エアキャスターの基盤５は敷ビーム１４と接触し、押し上げて、これを所定量ｓ浮上させて、移送の準備が完了する。
【００１８】
図４は、本発明の実施例でのエアキャスターの配置例を示したものであり、図１、図２で示したエアキャスター１を敷ビーム１４に、炉底部１０の底板１０ｓをその周辺部と中央部で荷重を均一に分担できるように多数配置する（図４ではハッチングを付したものはすべてエアキャスター１）。すなわち、前記したように床面８の下部に形成された空間に挿入し、炉底部１０による荷重を、その周辺部と中央部に配置した多数のエアキャスターで分担できるようにしている。
ここでは、周辺部に３個を１グループとして１２箇所、中央部に８個、計４４個のエアキャスター１が配置されており、これらの各エアキャスター１への高圧エア２は、周辺部のコンプレッサー１２ａ〜１２ｃ、中央部コンプレッサー１２ｄから周辺部のコントロールボックス１３ａ〜１３ｃ、中央部のコントロールボックス１３ｄを介して供給される。
【００１９】
ここでは、各エアキャスター１は、浮上動作を均一かつ安定に確保するために同一仕様のものを用いるのがよく、各コントロールボックス１３ａ〜１３ｄにより同期的に浮上動作させることが望ましい。また、前述のように中央部のエアキャスターが受け持つ分担荷重は、周辺部のエアキャスターに比較して少なくしてよいが、これは分担荷重に見合う圧力以上の圧力を供給すると変形が生じる恐れがあるからである。さらに周辺部エアキャスターに分担荷重とバランスする圧力以上を加圧することにより、構造体全体が浮上し、所定の揚程を生じる。この際中央部では分担荷重とバランスする圧力でエアキャスターへ加圧しているため、主辺部と同調して浮上し、所定の揚程を確保できる。
これにより、炉底部１０の底板１０ｓには反りや曲り等の変形を生じない搬送が可能となる。
【００２０】
図５は、炉底部１０を基礎上８に据え付ける場合を概念的に示しており、図６（ａ）は、上下の位置調整が可能なバランスビーム１６上において組み立てた、或いは該ビーム上に搬送され載置された炉底部を浮上させた状態を示している。
すなわち、敷ビーム１４及び支持ビーム１７を有する炉底部１０底板１０ｓには、図４に示すように多数のエアキャスター１を配置しており、高圧エアで各トーラスバック６を膨らませて炉底部１０を所定の高さ位置まで浮上させ、浮上状態で敷ビーム１４を、例えばウインチ１５により炉底部１０を牽引して基礎８上に横移送し、芯合わせをした後、図６（ｂ）に示すように、トーラスバック６の高圧エア２の供給を中止し、トーラスバック６を縮小することにより、支持ビーム１７を固定パッド１８上に据え置きし（図３参照）、敷ビーム１４より離れたエアキャスター１を炉底より引き出すと共に、炉底部１０構造体を据え付け位置に固定することができる。
なお、図６では、バランスビーム１６を固定型にしているが、例えば図７に示すように台車型にして、例えばトレーラーなどの輸送手段（図示省略）で移動可能にしてもよい。
【００２１】
以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。例えば、上記の実施例では浮上輸送対象は高炉の炉底部であるが、本発明は、偏荷重を受ける底板を有する他の大型設備や建造物などの大型構造物を対象としても適用可能であり、この場合、底板は円板状でなくてもよい。
また、流体キャスターとしてエアキャスターを用いているが、他の気体または液体を加圧媒体として用いる流体キャスターを用いてもよい。
この流体キャスターの構造、配置および数、取付構造、付帯設備（装置）の構造、配置などについては、浮上輸送対象条件に応じて、本発明の範囲を逸脱しない範囲において変更可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明は狭隘な場所においても比較的容易に搬出・入ができるトーラスバックを備えた簡易構造の流体キャスターを用いた浮上輸送方法であり、以下のような効果を奏する。
（１）所定の揚程を確保できて浮上高さ位置の調整が容易であり、特別な吊り上げ装置を別設する必要がない。
（２）移送の際の摩擦抵抗が小さく、滑走面精度を粗にしても牽引力を軽微にできることなどから、設置場所の問題、設備コスト、作業性等を大幅に緩和できる。特に、
（３）流体キャスターを、大型構造物の底板下面の周辺部と中央部に、支持力バランスを考慮して複数配置することにより、大型構造物の底板および底板の構造物に反り、曲り等の変形を生じさせないようにすることができる。
（４）浮上移動の原理から移動および据付時に構造物への振動、衝撃が少なく、振動、衝撃に弱い構造物、例えば耐火物やレンガ積みを有する構造物を輸送対象とする場合に、容易に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いるエアキャスターの構造例を示す立体説明図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１のエアキャスターの浮上動作例を示す側面説明図。
【図３】（ａ），（ｂ）は、本発明で用いるエアキャスターの取付け構造を示す説明図。
【図４】本発明の実施例における高炉の炉底部の下部に配置するエアキャスターの配置例を示す平面説明図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例における高炉の炉底部の据付時の浮上輸送方法（手順）例の説明図。
【図６】本発明の実施例におけるバランスビームの他の構造例を示す側面説明図。
【符号の説明】
１  ：エアキャスター        ２  ：圧力エア
３  ：配管                  ４  ：供給室
５  ：基盤                  ６  ：トーラスバック
７  ：接地パッド            ８  ：床面（基礎）
９  ：流体膜              １０  ：炉底部
１０ｓ：底板                １１  ：圧力室
１２ａ〜１２ｄ：コンプレッサー
１３ａ〜１３ｄ：コントロールボックス
１４  ：敷ビーム            １５  ：ウインチ
１６  ：バランスビーム      １７  ：支持ビーム
１８  ：固定パッド
【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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