(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉頂装入部近くの炉上部に、新高炉ステーブを炉内に搬入するための搬入口と、使用済みの旧高炉ステーブを炉外に搬出するための搬出口とを設けた高炉において高炉ステーブの交換を行う装置であって、
前記炉頂装入部の炉心近くの上方から該炉頂装入部内の大ベルの円錐外周面に向けて昇降吊り材が下がるように設置した吊り材昇降装置と、前記大ベルの円錐外周面に下がってきた前記昇降吊り材を、前記円錐外周面に沿って下側に導いた後に前記大ベルの外周縁から下方に垂下させるとともに、前記円錐外周面に沿っている前記前記昇降吊り材を水平旋回させて前記昇降吊り材の下端のフックを炉内壁の所定位置まで移動自在とした吊り材旋回装置と、前記搬入口及び搬出口に向けて補助吊り材を昇降自在に配設し、前記昇降吊り材への高炉ステーブの受渡しを補助する補助吊り材昇降装置と、を備えたことを特徴とする高炉ステーブの交換装置。
【請求項２】
前記吊り材旋回装置を、円筒形状の大ベルカップの内周面に前記炉心と同軸に固定した円環レールから吊り下げ、且つ当該円環レールに沿って旋回する構造としたことを特徴とする請求項１記載の高炉ステーブの交換装置。
【請求項３】
前記吊り材旋回装置を、前記円環レール上を転動する支持滑車と、前記大ベルの円錐外周面に向けて下がってきた前記昇降吊り材を前記円錐外周面に沿って下方に導く第１の方向切換滑車と、この第１の方向切換滑車に支持された前記昇降吊り材を前記大ベルの外周縁から下方に導く第２の方向切換滑車と、前記大ベルカップの内周面に当接して装置全体の姿勢を保持する姿勢保持車とを備えたフレーム体により構成したことを特徴とする請求項２記載の高炉ステーブの交換装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の高炉ステーブの交換装置を使用した高炉ステーブの交換方法であって、
前記炉頂装入部近くの炉上部に、新高炉ステーブを炉内に搬入するための一箇所の搬入口を設け、前記炉心を対称位置とした前記搬入口の反対側に、互いに離間した２か所の搬出口を設け、前記炉頂装入部の炉心近くの上方から該炉頂装入部内の大ベルの円錐外周面に向けて２本の昇降吊り材が下げるように２台の吊り材旋回装置を配設するとともに、これら吊り材旋回装置を、互いに交錯しないように前記搬入口と前記搬出口との間を旋回させて、前記吊り材昇降装置の作動により旧高炉ステーブ及び新高炉ステーブの交換作業を行うようにしたことを特徴とする高炉ステーブの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉ステーブの交換装置及びこの装置を使用した高炉ステーブの交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステーブ冷却方式の高炉は、長期操業によって炉内の耐火物壁が炉内の熱や装入物の影響によって損傷すると、炉体鉄皮を保護している高炉ステーブも損傷して冷却能力が低下すやすいので、高炉の寿命延長を図るために高炉ステーブの取換える補修作業を定期的に行っている。
【０００３】
この高炉の補修作業の従来技術として、例えば特開平９−１１８９０５号公報に記載の先行技術が知られている。
この先行技術は、高炉の休風後に、高炉装入物を炉壁損傷部より下方位置まで下降させる工程と、高炉装入物を炉壁損傷部より下方まで下降させた後、高炉装入物上に鉱石バラスを所定高さまで充填すると共に、炉壁の周面から冷却盤を取り外す工程と、前記炉壁の鉱石バラス充填部分より若干上方に、前記炉壁耐火物の破片の掻き出し装置が配置される上側開口部と、前記掻き出し装置により掻き取られた破片を炉外へ排出する下側開口部とを形成する工程と、前記炉壁の鉱石バラス充填部分上に、前記炉壁の内周面に沿って、それぞれ炉心側の面が下方傾斜した複数個の炉壁プロテクタを略環状に配置する工程と、前記炉壁プロテクタの炉内配置後、前記炉壁耐火物を爆破して、その破片を前記鉱石バラス上に落下させる工程と、前記掻き出し装置を用いて、前記破片をぜんき下側開口部から炉外へ排出する工程と、破片の掻き出し後、上側開口部から高炉ステーブを炉内へ運び込んで、炉壁の内周面に取り付ける工程と、破片の掻き出し後、上側及び下側開口部を塞ぐ工程とを備えた技術である。
【０００４】
この先行技術によると、炉壁を爆破することで鉱石バラス上に落下した破片を、炉壁の鉱石バラス充填部分より若干上方に形成した上側開口部付近の掻き出し装置を用いて、下側開口部から炉外に掻き出し、上側開口部から高炉ステーブ  を炉内に運び込んで炉壁に取り付けるようにしたので、高炉を休止することなく熱間である休風中に、炉壁に高炉ステーブを取り付けることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術は、炉壁に掻き出し装置を配置するための大口径となってしまう上側開口部を形成する作業、炉壁の鉱石バラス充填部分上の炉壁の内周面に沿って炉壁プロテクタを略環状に配置する作業、爆破により発生した破片と鉱石バラスを下側開口部から炉外へ排出する作業、さらには、上側及び下側開口部を塞ぐ作業といった高炉ステーブの交換作業の前段階や後段階の作業に多くの時間が費やされてしまうので、短期間の間に高炉ステーブの交換作業を終了することが難しく、作業コストの面でも問題がある。
【０００６】
また、炉内にダイナマイトを配設して炉壁耐火物を爆破するので、作業安全性の面でも問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、高炉ステーブの交換作業の前段階や後段階の作業が殆ど必要なく短時間の間に高炉ステーブの交換作業が完了し、しかも、作業コストの低減、作業安全性を充分に図ることができる高炉ステーブの交換装置及びこの装置を使用した高炉ステーブの交換方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の高炉ステーブの交換装置は、炉頂装入部近くの炉上部に、新高炉ステーブを炉内に搬入するための搬入口と、使用済みの旧高炉ステーブを炉外に搬出するための搬出口とを設けた高炉において高炉ステーブの交換を行う装置であって、前記炉頂装入部の炉心近くの上方から該炉頂装入部内の大ベルの円錐外周面に向けて昇降吊り材が下がるように設置した吊り材昇降装置と、前記大ベルの円錐外周面に下がってきた前記昇降吊り材を、前記円錐外周面に沿って下側に導いた後に前記大ベルの外周縁から下方に垂下させるとともに、前記円錐外周面に沿っている前記前記昇降吊り材を水平旋回させて前記昇降吊り材の下端のフックを炉内壁の所定位置まで移動自在とした吊り材旋回装置と、前記搬入口及び搬出口に向けて補助吊り材を昇降自在に配設し、前記昇降吊り材への高炉ステーブの受渡しを補助する補助吊り材昇降装置とを備えた装置である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の高炉ステーブの交換装置において、前記吊り材旋回装置を、円筒形状の大ベルカップの内周面に前記炉心と同軸に固定した円環レールから吊り下げ、且つ当該円環レールに沿って旋回する構造とした。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の高炉ステーブの交換装置において、前記吊り材旋回装置を、前記円環レール上を転動する支持滑車と、前記大ベルの円錐外周面に向けて下がってきた前記昇降吊り材を前記円錐外周面に沿って下方に導く第１の方向切換滑車と、この第１の方向切換滑車に支持された前記昇降吊り材を前記大ベルの外周縁から下方に導く第２の方向切換滑車と、前記大ベルカップの内周面に当接して装置全体の姿勢を保持する姿勢保持車とを備えたフレーム体により構成した。
【００１０】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の高炉ステーブの交換装置を使用した高炉ステーブの交換方法であって、前記炉頂装入部近くの炉上部に、新高炉ステーブを炉内に搬入するための一箇所の搬入口を設け、前記炉心を対称位置とした前記搬入口の反対側に、互いに離間した２か所の搬出口を設け、前記炉頂装入部の炉心近くの上方から該炉頂装入部内の大ベルの円錐外周面に向けて２本の昇降吊り材が下げるように２台の吊り材旋回装置を配設するとともに、これら吊り材旋回装置を、互いに交錯しないように前記搬入口と前記搬出口との間を旋回させて、前記吊り材昇降装置の作動により旧高炉ステーブ及び新高炉ステーブの交換作業を行うようにした方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る高炉ステーブの交換装置の１実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、ステーブ冷却方式の高炉１０の内部構造を示すものである。
この高炉１０の炉頂装入部１２は、略円錐台形状の大ベル１４と、この大ベル１４の上方に位置して大ベル１４より小さな円錐台形状の小ベル１６を備えた２ベル形式の構造であり、小ベル１６が下方移動することにより円筒形状の小ベルカップ１７の下部が開口し、大ベル１４が下方移動することにより円筒形状の大ベルカップ１５の下部が開口して炉内に装入物が装入されるようになっている。
【００１３】
そして、この高炉１０は、高炉ステーブ１８の交換作業を行うために炉下部に配設した羽口２０からの熱風供給を停止することにより高炉休止状態としているとともに、高炉ステーブ１８の交換位置より下方まで高炉装入物２２を降下させ、高炉介装物２２上に鉄鉱石、コークスなどの鉱石バラス２４を充填している。
【００１４】
また、図２は、高炉１０の炉頂装入部１２近くの詳細構造を示し、図３は、図２のIII −III 線矢視図を示すものであり、炉頂装入部１２近くの炉上部には、炉内と炉外とを連通する搬入口２６及び搬出口が設けられている。ここで、図３に示すように、搬入口２６は一箇所であり、搬出口は、炉心Ｐを対称位置とした搬入口２６の反対側に２箇所（搬出口２８Ａ、搬出口２８Ｂ）設けられている。
【００１５】
そして、炉頂装入部１２には、鉄皮１９から取り外した旧高炉ステーブ１８を搬出口２８Ａ、２８Ｂから炉外に搬出するとともに、搬入口２６から炉内に搬入した新高炉ステーブ１８を所定の取付け位置まで移動するステーブ交換装置３０が設置されている。
【００１６】
ステーブ交換装置３０は、搬入口２６、搬出口２８Ａ、２８Ｂから炉心内部に向けて水平移動するステーブ搬入・搬出ステージ３２と、大ベル１４の上方に吊り下げられている２台の交換用チェーンブロック３４Ａ、３４Ｂと、これら交換用チェーンブロック３４Ａ、３４Ｂの大ベル１４の円錐外周面１４ａに下がったチェーン３４ａ、３４ｂを円錐外周面１４ａ下端から外側まで導いた後に下方に垂下させてチェーン下端のフック３６ａ、３６ｂを炉内の所定高さに位置させるとともに、チェーン３４ａ、３４ｂの錐面１４ａに沿っている部分を水平旋回させてフック３６ａ、３６ｂを炉内の円周方向の位置まで移動させる２台のチェーン旋回装置３８Ａ、３８Ｂと、炉上部の周方向に所定間隔をあけて設けたアーマ取替口３９から搬入口２６、搬出口２８Ａ及び搬出口２８Ｂに向けて補助チェーン４０ａを下げている補助チェーンブロック４０とを備えている。
【００１７】
前記交換用チェーンブロック３４Ａ、３４Ｂは長尺なチェーン３４ａ、３４ｂを巻装しており、小ベルカップ１７の下端に互い離間して固定した２つの支持部材４２にそれぞれ吊り下げられている。
【００１８】
また、一方のチェーン旋回装置３８Ａは、大ベルカップ１５の内周面中央部に炉心Ｐと同軸に固定した円環レール４６に吊り下げ支持されているフレーム体であり、図４に示すように、鉛直フレーム３８ａの上部に固定した水平フレーム３８ｂの先端に配設されて円環レール４６の上部を転動する支持滑車３８ｃと、鉛直フレーム３８ａの下端に大ベル１４の円錐外周面１４ａに沿って下り傾斜を付けて固定されているガイドフレーム３８ｄと、このガイドフレーム３８ｄの上端に配設されて下がってきたチェーン３４ａを円錐外周面１４ａの径方向外方に導く第１の方向切換滑車３８ｅと、ガイドフレーム３８ｄの下端に配設されてチェーン３４ａを下方に導く第２の方向切換滑車３８ｆと、鉛直フレーム３８ａの中間に固定した中間水平フレーム３８ｇに配設されてガイドフレーム３８ｄが円錐外周面１４ａに沿った状態を維持するように大ベルカップ１５の内周面に当接する姿勢保持車３８ｈとを備えている。また、他方のチェーン旋回装置３８Ｂも同様の構成となっている。
【００１９】
なお、大ベル１４の上部に設置した符号４２で示す部材は、ステーブ交換装置３０の操作を行うために作業者が乗る作業足場である。
次に、上記構成のステーブ交換装置３０を使用した高炉ステーブ１８の交換作業の１実施例について説明する。
【００２０】
先ず、旧高炉ステーブ１８を回収する作業は、以下の手順で行う。
▲１▼  回収すべき旧高炉ステーブ１８を鉄皮１９から取り外し、炉内の鉱石バラス２４上に落とす。
【００２１】
▲２▼  鉱石バラス上の旧高炉ステーブ１８に向けて、例えばチェーンブロック３４Ａのチェーン３４ａを下ろしていき、そのフック３６ａを旧高炉ステーブ１８に引っかける。
【００２２】
▲３▼  チェーンブロック３４により旧高炉ステーブ１８を所定高さまで吊り上げた後、作業足場４２の作業者が、図３のＳ1 方向にチェーン旋回装置３８Ａを旋回していく。
【００２３】
▲４▼  チェーン旋回装置３８Ａを搬出口２８Ａに対向する位置まで移動させた後、チェーンブロック３４Ａの上昇操作により旧高炉ステーブ１８を搬出口２８Ａの直下まで吊り上げる。
【００２４】
▲５▼  搬出口２８Ａ側のステーブ搬入・搬出ステージ３２を炉内側に進入させ、搬出口２８Ａ側の補助チェーンブロック４０の下降操作を行い、前記ステーブ搬入・搬出ステージ３２上で補助チェーン４０ａを旧高炉ステーブ１８に引っかける。
【００２５】
▲６▼  補助チェーンブロック４０の上昇操作により旧高炉ステーブ１８をステーブ搬入・搬出ステージ３２上に引き上げる。
▲７▼  ステーブ搬入・搬出ステージ３２を炉内から後退させ、旧高炉ステーブ１８を炉外に搬出する。
【００２６】
また、新高炉ステーブ１８を炉内に配置する作業は、以下の手順で行う。
(a)   搬入口２６側のステーブ搬入・搬出ステージ３２上に、新高炉ステーブ１８を載せる。
【００２７】
(b)   前記ステーブ搬入・搬出ステージ３２を炉内に進入させる。
(c)   搬入口２６側の補助チェーンブロック４０の下降操作を行い、前記ステーブ搬入・搬出ステージ３２上で補助チェーン４０ａを新高炉ステーブ１８に引っかける。
【００２８】
(d)   補助チェーンブロック４０の上昇操作を行い新高炉ステーブ１８を僅かに吊り上げるとともに、前記ステーブ搬入・搬出ステージ３２を後退させる。
(e)   例えばチェーン旋回装置３８Ａを搬入口２６側まで旋回させてくる。
【００２９】
補助チェーンブロック４０の下降操作を行い、吊り下げた新高炉ステーブ１８の上部をチェーン旋回装置３８Ａの近くに位置させる。
(f)   前記ステーブ搬入・搬出ステージ３２を炉内に進入し、ステーブ搬入・搬出ステージ３２上の作業者がチェーンブロック３４Ａのチェーン３６ａのフック３６ａを新高炉ステーブ１８の上部に引っかける。
【００３０】
(g)   補助チェーン４０ａのフックを新高炉ステーブ１８から取り外した後、作業足場４２の作業者が、新高炉ステーブ１８の取付け位置の上方となる位置まで図３のＳ1 方向或いはＳ2 方向にチェーン旋回装置３８Ａを旋回していく。
【００３１】
(h)   チェーンブロック３４Ａの下降操作により取付け位置の高さまで新高炉ステーブ１８を下降していく。そして、炉内の作業者が、前記取付け位置において新高炉ステーブ１８の取付け作業を行う。
【００３２】
このような高炉ステーブ１８の交換作業を、図３に示すように、一方のチェーン旋回装置３８Ａが搬入口２６から搬出口２８Ａの範囲をＳ1 方向及びＳ2 方向に旋回させて行い、他方のチェーン旋回装置３８Ｂが搬入口２６から搬出口２８Ｂの範囲をＳ3 方向及びＳ4 方向に旋回させて行うと、旧高炉ステーブ１８の搬出量、新高炉ステーブ１８の搬入量を増大させて効率良く高炉ステーブ１８の交換作業を行うことができる。
【００３３】
また、チェーン旋回装置３８Ａ、３８Ｂは、大ベルカップ１５の内周面中央部に固定した円環レール４６に吊り下げ支持され、支持滑車３８ｃが円環レール４６上を転動して旋回動作を行う装置なので、炉内への配置作業、或いは炉内からの撤去作業を簡単に行うことができる。
【００３４】
しかも、チェーン旋回装置３８Ａ、３８Ｂは、円環レール４６上を転動する支持滑車３８ｃと、上方から下がってきたチェーン３４ａと、３４ｂを大ベル１４の円錐外周面１４ａの径方向外方に導く第１の方向切換滑車３８ｅと、チェーン３４ａを大ベル１４の下方に導く第２の方向切換滑車３８ｆと、大ベルカップ１５の内周面に当接して姿勢を保持する姿勢保持車３８ｈとだけを備えた簡便な構造のフレーム体なので、装置コストの大幅な低減化を図ることができる。
【００３５】
したがって、本実施形態は、従来の高炉ステーブの交換作業のように交換作業の前段階や後段階の作業が殆ど必要なく、短時間の間に高炉ステーブの交換作業を完了することができるとともに、作業コストや装置コストの低減化を図ることができ、さらには、爆破作業などのように危険な作業がないので作業安全性をも充分に図ることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、旧高炉ステーブ１８や新高炉ステーブ１８を吊る装置としてチェーンブロック３４Ａ、３４Ｂ、補助チェーンブロック４０を使用したが、これらが本発明の要旨に限定されるものではなく、例えばワイヤを使用したワイヤ巻き上げ装置を使用しても、同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る高炉ステーブの交換装置によると、従来の高炉ステーブの交換作業のように交換作業の前段階や後段階の作業が殆ど必要なく、短時間の間に高炉ステーブの交換作業を完了することができるとともに、爆破作業などのように危険な作業がないので、作業安全性をも充分に図ることができる。
【００３８】
また、請求項２に係る高炉ステーブの交換装置によると、吊り材旋回装置は、大ベルカップの内周面に固定した円環レールに吊り下げ支持されて旋回動作を行う装置なので、炉内への配置作業、或いは炉内からの撤去作業を簡単に行うことができ作業コストの低減化を図ることができる。
【００３９】
また、請求項３に係る高炉ステーブの交換装置によると、吊り材旋回装置は、支持滑車と、第１及び第２の方向切換滑車と、姿勢保持車とを備えた簡便な構造のフレーム体なので、装置コストの低減化を図ることができる。
【００４０】
さらに、請求項４に係る高炉ステーブの交換方法によると、一方の吊り材旋回装置が搬入口から一方の搬出口の間を旋回しながら吊り材昇降装置により高炉ステーブの交換作業を行い、他方の吊り材旋回装置が搬入口から他の搬出口の間を旋回しながら吊り材昇降装置により高炉ステーブの交換作業を行うと、旧高炉ステーブの搬出量、新高炉ステーブの搬入量が増大して高能率に高炉ステーブの交換作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るステーブ冷却方式の高炉を示す断面図である。
【図２】本発明に係る高炉の炉頂装入部の詳細を示す図である。
【図３】図２のIII −III 線矢視図である。
【図４】本発明に係る吊り材旋回装置の具体的構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１２  炉頂装入部
１４  大ベル
１４ａ  円錐外周面
１５  大ベルカップ
１８  高炉ステーブ
２６  搬入口
２８Ａ、２８Ｂ  搬出口
３４ａ、３４ｂ  チェーン（昇降吊り材）
３４Ａ、３４Ｂ  チェーンブロック（吊り材昇降装置）
３６ａ、３６ｂ  フック
３８Ａ、３８Ｂ  チェーン旋回装置（吊り材旋回装置）
３８ｃ  支持滑車
３８ｅ  第１の方向切換滑車
３８ｆ  第２の方向切換滑車
３８ｈ  姿勢保持車
４０  補助チェーンブロック（補助吊り材昇降装置）
４０ａ  補助チェーン（補助吊り材）
４６  円環レール
Ｐ    炉心
【図１】
0003743169.tif 000002
【図２】
0003743169.tif 000003
【図３】
0003743169.tif 000004
【図４】
0003743169.tif 000005