(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張に対し上下左右に伸縮自在な接合部を介して壁板と胴縁と支柱を組み上げた鋼製樋壁構造。
【請求項２】
壁板のみ、または壁板と胴縁の二者、または壁板と胴縁および支柱の三者を耐火鋼により構成した請求項１に記載の樋壁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高炉からの溶銑や溶滓が流動する樋の両側に構築される樋壁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の樋壁構造の多くは鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造となっているが、ＲＣ製樋壁構造は耐熱性と施工性の点で次のような問題が指摘されている。
▲１▼操業中、高温の環境下に置かれる樋壁では、長時間の使用によりＲＣ中の水分が徐々に蒸発して、コンクリートの劣化が進行し強度が低下する。
▲２▼熱膨張しようとする時に変形が拘束されていると、内部応力が発生してコンクリートにひび割れが生じて強度が低下する。
▲３▼耐火ＲＣを採用することも提案されているが、普通ＲＣと比べて数倍ものコストを要する。
▲４▼樋壁の施工に当たっては、鉄筋工→型枠工→コンクリート打設→養生→型枠外しというように多工程を経るため、時間と費用が多大となる。
上記問題点▲２▼に対しては、変形を拘束しないように接合部を工夫することで対応しているが、これには限界があり、より大きな変形に対しては効果がない。▲１▼の問題点はＲＣの特性上回避できないものであり、コスト節減から設備のさらなる長寿命化が求められている状況下では、致命的な問題となっている。
【０００３】
このＲＣ製樋壁構造に対して、鋼材よりなる壁板と胴縁と支柱を組み上げた鋼製樋壁構造も提案されているが、鋼材として普通鋼が使用されているため、高温環境下では強度低下が著しい。また、溶銑や溶滓の熱を直接受ける鋼材は非常に大きな熱膨張を起こすのであるが、壁板・胴縁・支柱の各構成部材は溶接によって固定されているため、熱膨張による変形が抑制されて各構成部材に非常に大きな応力が働くことになり、部材が座屈を起こし易い。
これらの問題を回避ないし緩和するために、従来の鋼製樋壁構造では熱源から十分な距離を置いた位置に樋壁を構築し、鋼材への入熱を小さくしているが、このような解決策は結果として無駄なスペースを生んでしまう。例えば、１２００〜１３００℃の溶銑が流れる樋壁では両側に２ｍずつ、計４ｍの幅が必要となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、耐火ＲＣ製樋壁構造と比べて安価に構築することができ、高温環境下においても強度低下の影響を最小限に止め、より長期の使用に耐え得る鋼製樋壁構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の樋壁構造では、鋼製の壁板と胴縁と支柱を熱膨張に対し上下左右に伸縮自在な接合部を介して組み上げる。
鋼材としては建築構造用耐火鋼（ＦＲ鋼）が使用することができ、熱源に最も近い壁板のみを耐火鋼で構成する場合、壁板と胴縁の二者を耐火鋼で構成する場合、あるいは壁板と胴縁と支柱の三者を耐火鋼で構成する場合がある。
【０００６】
このようにして構築された鋼製樋壁構造では、樋に流れる溶銑や溶滓からの放射熱が壁板等の構成部材が入来したとき、上下左右方向への熱膨張は伸縮調節機能のある接合部によって吸収されるため、構成部材の変形が拘束されることがなく、座屈を起こすことがない。
また、壁板等の構成部材は高熱下においても強度減退がないか十分に少ない耐火鋼で作製されているため、樋壁構造は高温環境下でも所要強度を保持する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図示の一実施例では、耐火鋼製のＨ形断面の支柱１は操業床２の下層の鋳床３に所定間隔で垂直に立設され、支柱１の上端部と操業床２との仕口部４は全てピン接合になっており、熱応力の発生を防止している。図１２に示したように耐火鋼製の溝形断面の横胴縁５は、左端部をアングル形接合金物６とボルト・ナット７によって支柱１のウェブ部分１ａに固定されている。横胴縁５の右端部はアングル形接合金物８とボルト・ナット９によって、隣の支柱１のウェブ部分１ａに支持されている。接合金物８の水平板部８ａのボルト孔１０は、左右方向に長いルーズホールに形成されており、横胴縁５の左右方向の熱膨張を逃がす。
【０００８】
図４と図５に示したように支柱１の前面側に配置される耐火鋼製の壁板１１の背面には、耐火鋼製のアングル形断面の竪胴縁１２が左右一対に溶接されており、各竪胴縁１２の上端部はボルト・ナット１６によってアングル形接合金物１３に固着され、接合金物１３はボルト・ナット１４によって最上段の横胴縁５に取り付けられている。接合金物１３の水平板部１３ａのボルト孔１５は、左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁板１１の左右方向への熱膨張を吸収する。壁板１１と支柱１の前面フランジ１ｂとの間には空気層３８が設けられ、支柱１が高温に晒されないように配慮されている。
【０００９】
壁板１１の右側に隣接する耐火鋼製の壁板１７の左端部の上部背面には断面Ｔ形の接合金物１８が溶接され、壁板１７の右端部の上部背面には断面Ｔ形の接合金物１９が溶接されている。右側の接合金物１９の水平板部１９ａはボルト・ナット２０によって横胴縁５に固着され、左側の接合金物１８の水平板部１８ａはボルト・ナット２１によって横胴縁５に取り付けられている。この水平板部１８ａのボルト孔２２は左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁板１７は右端部を固定端（黒丸表示）として左方向への熱膨張が拘束なく行える。
【００１０】
壁板１１の左側に隣接する耐火鋼製の壁板２３の左端部の上部背面には断面Ｔ形の接合金物２４が溶接され、壁板２３の右端部の上部背面には断面Ｔ形の接合金物２５が溶接されている。左側の接合金物２４の水平板部２４ａはボルト・ナット２６によって横胴縁５に固着され、右側の接合金物２５の水平板部２５ａはボルト・ナット２７によって横胴縁５に取り付けられている。この水平板部２５ａのボルト孔２８は左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁板２３は左端部を固定端（黒丸表示）として右方向への熱膨張が抑制されずに行える。
【００１１】
壁板１１の右端縁と壁板１７の左端縁の間には壁板１１，１７の熱膨張用の逃げ隙間２９が空けられており、隙間２９は壁板１７側に溶接した裏当て板３０によって背面側から閉塞されている。壁板１１の左端縁と壁板２３の右端縁の間には壁板１１，２３の熱膨張用の逃げ隙間３１が空けられており、隙間３１は壁板２３側に溶接した裏当て板３２によって背面側から閉塞されている。
これら裏当て板と上記接合金物およびボルト・ナットは耐火鋼製である。
【００１２】
図６と図７に示したように前記竪胴縁１２の下端部はボルト・ナット３３によってアングル形接合金物３４に取り付けられ、接合金物３４はボルト・ナット３５によって上から２段目の横胴縁５に取り付けられている。接合金物３４の水平板部３４ａのボルト孔３６は、左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁板１１の左右方向への熱膨張を吸収するようになっている。また、接合金物３４の垂直板部３４ｂのボルト孔３７は、上下方向に長いルーズホールに形成されており、壁板１１の下方向への熱膨張を吸収するようになっている。
【００１３】
前記壁板１７の左端部の下部背面にはアングル形の接合金物３９が溶接され、壁板１７の右端部の下部背面にはアングル形の接合金物４０が溶接されている。右側の接合金物４０の垂直板部４０ｂはボルト・ナット４１によってアングル形接合金物４２の垂直板部４２ｂに取り付けられ、接合金物４２の水平板部４２ａはボルト・ナット４３によって上から２段目の横胴縁５に固着されている。接合金物４２の垂直板部４２ｂのボルト孔４４は上下方向に長いルーズホールに形成されている。
【００１４】
左側の接合金物３９の垂直板部３９ｂはボルト・ナット４５によってアングル形接合金物４６の垂直板部４６ｂに取り付けられ、接合金物４６の水平板部４６ａはボルト・ナット４７によって上から２段目の横胴縁５に固着されている。接合金物４６の垂直板部４６ｂのボルト孔４８は上下方向に長いルーズホールに形成され、水平板部４６ａのボルト孔４９は左右方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板１７は右端部を固定端（黒丸表示）として左方向と下方向への熱膨張が拘束なしに行える。
【００１５】
前記壁板２３の左端部の下部背面にはアングル形の接合金物５０が溶接され、壁板２３の右端部の下部背面にはアングル形の接合金物５１が溶接されている。左側の接合金物５０の垂直板部５０ｂはボルト・ナット５２によってアングル形接合金物５３の垂直板部５３ｂに取り付けられ、接合金物５３の水平板部５３ａはボルト・ナット５４によって上から２段目の横胴縁５に固着されている。接合金物５３の垂直板部５３ｂのボルト孔５５は上下方向に長いルーズホールに形成されている。
【００１６】
右側の接合金物５１の垂直板部５１ｂはボルト・ナット５６によってアングル形接合金物５７の垂直板部５７ｂに取り付けられ、接合金物５７の水平板部５７ａはボルト・ナット５８によって上から２段目の横胴縁５に固着されている。接合金物５７の垂直板部５７ｂのボルト孔６０は上下方向に長いルーズホールに形成され、水平板部５７のボルト孔５９は左右方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板２３は左端部を固定端（黒丸表示）として右方向と下方向への熱膨張を拘束なしに行える。上記の各接合金物も耐火鋼製である。
【００１７】
図８と図９に示したように前記壁板１１の下方に配置される耐火鋼製の壁板６１の背面には、耐火鋼製のアングル形断面の竪胴縁６２が左右一対に溶接されており、各竪胴縁６２の上端部はボルト・ナット６６によってアングル形接合金物６３に固着され、接合金物６３はボルト・ナット６４によって下から２段目の横胴縁５に取り付けられている。接合金物６３の水平板部６３ａのボルト孔６５は、左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁板６１の左右方向への熱膨張を吸収するようになっている。壁板６１と支柱１の前面フランジ１ｂとの間には前記空気層３８が設けられている。
【００１８】
壁板６１の右側に隣接する耐火鋼製の壁板６７の左端部の背面にはアングル形竪胴縁６８が溶接され、壁板６７の右端部の背面にはアングル形竪胴縁６９が溶接されている。右側の竪胴縁６９の上部にはアングル形接合金物７０の垂直板部７０ｂがボルト・ナット７１によって固着され、接合金物７０の水平板部７０ａはボルト・ナット７２によって下から２段目の横胴縁５に固着されている。左側の竪胴縁６８の上部にはアングル形接合金物７３の垂直板部７３ｂがボルト・ナット７４によって固着され、接合金物７３の水平板部７３ａはボルト・ナット７５によって該横胴縁５に取り付けられている。この水平板部７３ａのボルト孔７６は左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁板６１は右端部を固定端（黒丸表示）として左方向への熱膨張を拘束なしに行える。
【００１９】
壁板６１の左側に隣接する耐火鋼製の壁板７７の左端部の背面には、アングル形竪胴縁７８が溶接され、壁板７７の右端部の背面にはアングル形竪胴縁７９が溶接されている。左側の竪胴縁７８の上部にはアングル形接合金物８３の垂直板部８３ｂがボルト・ナット８４によって固着され、接合金物８３の水平板部８３ａはボルト・ナット８５によって下から２段目の横胴縁５に固着されている。
右側の竪胴縁７９の上部にはアングル形接合金物８０の垂直板部８０ｂがボルト・ナット８１によって固着され、接合金物８０の水平板部８０ａはボルト・ナット８２によって該横胴縁５に取り付けられている。この水平板部８０ａのボルト孔８６は左右方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板７７は左端部を固定端（黒丸表示）として右方向への熱膨張を拘束なしに行える。
【００２０】
壁板６１の右端縁と壁板６７の左端縁の間には壁板６１，６７の熱膨張用の逃げ隙間８７が空けられており、隙間８７は壁板６７側に溶接した裏当て板８８によって背面側から閉塞されている。壁板６１の左端縁と壁板７７の右端縁の間には壁板６１，７７の熱膨張用の逃げ隙間８９が空けられており、隙間８９は壁板７７側に溶接した裏当て板９０によって背面側から閉塞されている。
これら裏当て板と上記接合金物およびボルト・ナットは耐火鋼製である。
【００２１】
図１０と図１１に示したように前記竪胴縁６２の下端部はボルト・ナット９１によってアングル形接合金物９２の垂直板部９２ｂに取り付けられ、接合金物９２の水平板部９２ａはボルト・ナット９３によって最下段の横胴縁５に取り付けられている。接合金物９２の水平板部９２ａのボルト孔９４は、左右方向に長いルーズホールに形成されており、壁板６１の左右方向への熱膨張を吸収する。また、接合金物９２の垂直板部９２ｂのボルト孔９５は、上下方向に長いルーズホールに形成されており、壁板６１の下方向への熱膨張を吸収する。
【００２２】
前記右側の壁板６７において、右側の竪胴縁６９の下部にはアングル形接合金物９６の垂直板部９６ｂがボルト・ナット９７によって取り付けられ、接合金物９６の水平板部９６ａはボルト・ナット９８によって最下段の横胴縁５に固着されている。垂直板部９６ｂのボルト孔９９は上下方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板６７は下方への熱膨張を許容されている。
左側の竪胴縁６８の下部にはアングル形接合金物１００の垂直板部１００ｂがボルト・ナット１０１によって取り付けられ、接合金物１００の水平板部１００ａはボルト・ナット１０２によって該横胴縁５に取り付けられている。この垂直板部１００ｂのボルト孔１０３は上下方向に長いルーズホールに形成され、水平板部１００ａのボルト孔１０４は左右方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板６７は右端部を固定端（黒丸表示）として左方向と下方向への熱膨張を拘束なしに行える。
【００２３】
前記左側の壁板７７において、左側の竪胴縁７８の下部にはアングル形接合金物１０５の垂直板部１０５ｂがボルト・ナット１０６によって取り付けられ、接合金物１０５の水平板部１０５ａはボルト・ナット１０７によって最下段の横胴縁５に固着されている。垂直板部１０５ｂのボルト孔１０８は上下方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板７７は下方への熱膨張を許容されている。
右側の竪胴縁７９の下部にはアングル形接合金物１０９の垂直板部１０９ｂがボルト・ナット１１０によって取り付けられ、接合金物１０９の水平板部１０９ａはボルト・ナット１１１によって該横胴縁５に取り付けられている。この垂直板部１０９ｂのボルト孔１１２は上下方向に長いルーズホールに形成され、水平板部１０９ａのボルト孔１１３は左右方向に長いルーズホールに形成されている。そのため、壁板７７は左端部を固定端（黒丸表示）として右方向と下方向への熱膨張を拘束なしに行える。上記各接合金物も耐火鋼製である。
【００２４】
以下、同様にして所要枚数の壁板が胴縁と適当な接合金物を会して支柱に取り付けられ、樋部１１４の両側に所要高さ及び長さの樋壁構造が構築される。
本発明は発明の主旨を変更しない範囲内において種々の態様で実施することができ、上記実施例に限定されるものではない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明の鋼製樋壁構造では、熱膨張に対し上下左右に伸縮自在な接合部を介して壁板と胴縁と支柱を組み上げているため、壁板、胴縁および支柱のいずれにおいても熱応力の発生を的確に防止することができる。
また、壁板のみ、または壁板と胴縁の二者、または壁板と胴縁および支柱の三者を耐火鋼により構成しているため、高温環境下においても熱による強度低下が少なく、より長期の使用に耐え得る樋壁構造を従来の耐熱コンクリート製樋壁構造と比べて安価に実現することができる。
上下左右に伸縮自在な接合部を採用しているため、従来の普通鋼製樋壁構造における熱影響を避けるためだけの無駄なスペースを不要にすることができる。
更にまた、ＲＣ製樋壁構造と比べて現地での組立作業を軽減することができるため、短工期化と費用節減が容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例が適用された高炉の操業床の概略的な斜視図である。
【図２】  図１の２−２線断面図である。
【図３】  図２の３−３線断面図である。
【図４】  図３の４−４線断面図である。
【図５】  図４の５−５線断面図である。
【図６】  図３の６−６線断面図である。
【図７】  図６の７−７線断面図である。
【図８】  図３の８−８線断面図である。
【図９】  図８の９−９線断面図である。
【図１０】  図９の１０−１０線断面図である。
【図１１】  図１０の１１−１１線断面図である。
【図１２】  上記実施例の支柱と胴縁の接合部を示す概略図である。
【符号の説明】
１  支柱
２  操業床
５  横胴縁
６  胴縁用接合金物
８  胴縁用接合金物
１１  壁板
１２  竪胴縁
１３  壁板用接合金物
１７  壁板
１８  壁板用接合金物
１９  壁板用接合金物
２３  壁板
２４  壁板用接合金物
２５  壁板用接合金物
【図１】
0003754207.tif 000002
【図２】
0003754207.tif 000003
【図３】
0003754207.tif 000004
【図４】
0003754207.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003754207.tif 000007
【図７】
0003754207.tif 000008
【図８】
0003754207.tif 000009
【図９】
0003754207.tif 000010
【図１０】
0003754207.tif 000011
【図１１】
0003754207.tif 000012
【図１２】
0003754207.tif 000013