ステーブクーラの補修構造および補修方法
【課題】溶損による漏水発生部を有するステーブクーラであっても、その損耗を充分に緩和する。
【解決手段】第1のステーブクーラ1と、第1のステーブクーラ1の上方に配置される第2のステーブクーラ12と、第1のステーブクーラの下方に配置される第3のステーブクーラと備えるステーブクーラの補修構造である。(i)第1の管2のうちで、高炉の炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により第1の管2の一部が破損することにより発生した漏水発生部3aから第1の給水口2aまたは第1の排水口2bまでの区間である不健全部3を除いた健全部14に連通して設けられるとともに、健全部14との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第1の短絡管9-1と、(ii)健全部14および第1の短絡管9-1を流通する冷却水を、第2の冷却水路13または第3の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管とを備える。
【解決手段】第1のステーブクーラ1と、第1のステーブクーラ1の上方に配置される第2のステーブクーラ12と、第1のステーブクーラの下方に配置される第3のステーブクーラと備えるステーブクーラの補修構造である。(i)第1の管2のうちで、高炉の炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により第1の管2の一部が破損することにより発生した漏水発生部3aから第1の給水口2aまたは第1の排水口2bまでの区間である不健全部3を除いた健全部14に連通して設けられるとともに、健全部14との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第1の短絡管9-1と、(ii)健全部14および第1の短絡管9-1を流通する冷却水を、第2の冷却水路13または第3の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉炉壁に設置されるとともに内部に冷却水路を有するステーブクーラの補修構造および補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉の炉体鉄皮は、内張りされる多数の耐火物によって、保護される。これら耐火物を保護するとともに耐火物が消失した時の炉体鉄皮を保護するため、冷却手段が設置される。
または、炉体鉄皮を保護するため、冷却手段のみが設置される。
このような冷却手段としてステーブクーラ（「クーリングステーブ」などともいわれる。本発明明細書では、「ステーブ」ともいう。）が多用される。
【０００３】
図５は、高炉炉壁の内部近傍に設置されるステーブ１００ａの概略を示す縦断面図である。
同図に示すように、ステーブ１００ａはステーブ本体１００ｂを有する。ステーブ本体１００ｂは、鋳鉄製又は銅、銅合金製の冷却板である。ステーブ本体１００ｂは、冷却水路１００ｃとしてパイプを内蔵する。あるいは銅、銅合金に孔加工を行い、冷却水路を形成する。図５では、図面を簡略化するために冷却水路１００ｃが１本しか図示されていないが、通常、１個のステーブ１００ａに冷却水路１００ｃが４本程度設けられる。ステーブ本体１００ｂの炉内面側（図５における左方側）には凹凸部が設けられている。耐火物１００ｄは凹部に埋設される。耐火物１００ｄは、炉内からの抜熱を減少するとともに、ステーブ本体１００ｂへの炉内の急激な熱負荷を回避する。
【０００４】
ステーブ１００ａは、おおよそ、縦２ｍ、横１ｍ、厚さ０．１５ｍ程度の寸法を有する。ステーブ１００ａは、炉体への設置の際には、通常、炉体の円周方向に複数列、上下方向に複数段設置される。
【０００５】
図６は、炉体の上下方向へ５段、円周方向へ１列設置されたステーブ１００ａの設置状況の概略を示す説明図である。
同図に示すように、給水本管１０１から最下段のステーブ冷却水路の下部を介して給水された冷却水は、最下段のステーブ１００ａの冷却水路の上部から、一つ上の段のステーブ１００ａ（実線で示す）の冷却水路１００ｃの下部に流れ、この冷却水路１００ｃの上部から、さらに一つ上の段のステーブ１００ａの下部から給水される。このようにして、最上段のステーブ１００ａの冷却水路を介して、排水本管１０２に回収される。
【０００６】
図６は、上下方向へ５段、円周方向へ１列設置されたステーブにおいて、１系統の給排水系統を示しており、他の３系統については図示していないが、同様な給排水系統を有している。
【０００７】
ステーブ本体１００ｂの炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により減肉し内部の冷却水路１００ｃが破損して炉内へ漏水すると、操業に多大な影響を生じる。炉内への漏水を伴うような冷却水路１００ｃの破損が発生したステーブ１００ａの根本的な補修は、いうまでもなく、このステーブ１００ａを交換することである。しかし、冷却水路１００ｃが破損したステーブ１００ａの交換は、長時間の減尺休風作業を伴う大掛かりな補修作業を要するため、容易に実施できない。
【０００８】
したがって、ステーブ１００ａの冷却水路１００ｃの破損を検知した場合には、作業員が、冷却配管１００ｃが破損したステーブ１００ａを、冷却水流通系から切り離して（本明細書ではこの切り離しを「縁切り」という）このステーブ１００ａへの給水を減じて、炉内への冷却水の流出を最小限に止めるといった、応急的な対策が求められる。
【０００９】
特許文献１には、ステーブの冷却水路の溶損部分を縁切りする作業時間を短く、かつ、安全を確保することを目的として、ステーブの給水配管および排水配管それぞれに三方弁を設けておき、これら三方弁の間にバイパス配管を設ける発明が開示されている。この発明によれば、ステーブの冷却配管が溶損した場合には、冷却水をバイパス配管に流通させることによって冷却水路に破損を生じたステーブ以外のステーブの冷却水路に冷却水を流通させ、溶損した冷却水路を有するステーブを迅速に縁切りすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１５２３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に開示された発明では、溶損が発生した冷却水路を有するステーブは、破損部を含むその冷却系統全体が機能しなくなり、全く冷却されないこととなってしまう。このため、特許文献１により開示された発明であっても、縁切り後に何らかの溶損抑制手段を講じる必要がある。本発明者らは、以下の検討を行った。
【００１２】
図７は、ステーブクーラ１の内部の冷却水路２の破損後の損耗抑制方法であるフレキシブルチューブ６の挿入法を示す説明図である。なお、図７および後述する図８における符号１はステーブクーラであり、符号２は冷却水路（管）２であり、符号３ａは漏水発生部であり、符号４は炉体鉄皮であり、符号５は耐火物である。
【００１３】
本発明者らは、まず、図７に示すようにフレキシブルチューブ６の挿入を実施し、ステーブクーラ１への通水を継続することを行った。この方法では、熱伝導率の確保のために、フレキシブルチューブ６とステーブクーラ１の内部の冷却水路２の内面間に熱伝導率の高い耐火物７を充填した。しかしそれにも関わらず、フレキシブルチューブ６の冷却効果は、通常の破損していない冷却水路の冷却効果よりも低いため、ステーブクーラ１の損耗進行が加速された。また、冷却水路２の破損が一部であっても、フレキシブルチューブ６は水路全体に挿入するため、冷却効果の低下はステーブクーラ１全体に及ぶ。
【００１４】
図８は、上記フレキシブルチューブ６が破損した後に、ステーブクーラ１に替わる炉体保護装置としてピン冷却盤８を設置した状況を示す説明図である。
フレキシブルチューブ６が破損した場合、ステーブクーラ１への通水を停止し、ステーブ１に替わる炉体保護装置として、冷却盤や図８に示すようなピン冷却盤８を設置したが、冷却盤やピン冷却盤８による冷却効果は局部的であるため、炉体保護機能が低下する。
【００１５】
いずれにしても、これらの方法では、冷却水路が破損したステーブクーラ１の損耗を、何も対策を講じない場合よりは緩和できるものの、その緩和効果は不充分である。
このように、従来の技術では、縁切りされたステーブクーラの損耗は、破損していない健全部も含めて、いっそう激しくなる。本発明の目的は、破損による漏水発生部を有するステーブクーラであっても、炉内への漏水を防止しながらその損耗を充分に緩和することができるステーブクーラの補修構造および補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、破損による漏水発生部を有するステーブクーラであっても、その一部に破損が発生していない健全部が残存することに着目して鋭意検討を重ねた結果、従来の技術のように漏水発生部を有するステーブクーラを完全に縁切りするのではなく、漏水発生部を迂回して健全部に冷却水を流通させれば、健全部の冷却効果は維持が可能で、炉内への漏水を解消しながら不健全部の損耗を充分に緩和できることを知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１７】
本発明は、図１〜３により示すように、両端に第１の給水口２ａおよび第１の排水口２ｂを有する第１の冷却水路２を内蔵する第１のステーブ本体１ａを備えるとともに高炉の炉体鉄皮４の内部近傍に設置される第１のステーブクーラ１と、両端に第２の給水口１３ａおよび第２の排水口（図示しない）を有する第２の冷却水路１３を内蔵する第２のステーブ本体１２ａを備えるとともに第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラ（第３のステーブクーラは第１のステーブクーラ１と同じ構成を有するので図示を省略する）と備えるステーブクーラの補修構造であって、
（ｉ）第１の冷却水路（管）２のうちで、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により第１の冷却水路の一部が破損することにより発生した漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に連通して設けられるとともに、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管（「バイパス用ピン」ともいう）９−１と、
（ｉｉ）健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管（図示しない）と
を備えることを特徴とするステーブクーラの補修構造０である。
【００１８】
別の観点からは、本発明は、両端に第１の給水口２ａおよび第１の排水口２ｂを有する第１の冷却水路２を内蔵する第１のステーブ本体１ｂを備えるとともに高炉の炉体鉄皮４の内部近傍に設置される第１のステーブクーラ１と、両端に第２の給水口１３ａおよび第２の排水口を有する第２の冷却水路１３を内蔵する第２のステーブ本体１２ａを備えるとともに第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラとを、炉体鉄皮４の内部近傍に設置された高炉の操業時に、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗によって第１の冷却水路の一部が破損して漏水発生部３ａが発生した後に、
炉体鉄皮４および第１のステーブ本体１ａをいずれも穿孔して、漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管９−１を、健全部１４に連通して設け、さらに、
健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を設けて、
第３の冷却水路、健全部１４、第１の短絡管９−１、バイパス管および第２の冷却水路１３の順に、もしくは、第３の冷却水路、バイパス管、第１の短絡管９−１、健全部１４および第２の冷却水路１３の順に、冷却水を流しながら第１のステーブクーラ１を補修することを特徴とするステーブクーラの補修方法である。
【００１９】
本発明では、図１〜３に例示されるように漏水発生部３ａが第１の排水口２ｂに近い位置に存在する場合には、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第１の短絡管９−１と第２の給水口１３ａとを接続することが好ましく、図１〜３に例示されるのとは異なり漏水発生部３ａが第１の給水口２ａに近い位置に存在する場合には、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の排水口２ｂの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第３の排水口と第１の短絡管９−１とを接続することが好ましい。
【００２０】
本発明では、第１の短絡管９−１が、炉体鉄皮４に設けられた穿孔部４ａに隙間を有して挿設されるとともに、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂに取り外し可能かつ密封状態で取り付けられるようにしてもよい。この場合、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂの内径よりも大きな外径を有する山形部９が、穿孔部１ｂに取り付けられる前の第１の短絡管９−１の外面に環状に設けられ、かつ、穿孔部１ｂに取り付けられた後の第１の短絡管９−１の外面が、山形部９の頂部９ａが潰れることにより、メタルタッチで穿孔部１ｂの内面に接触することが好ましい。これにより、穿孔部１ｂと第１の短絡管９−１との間からの漏水が防止される。
【００２１】
さらに本発明では、第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の側の端部は、第１の短絡管９−１の軸方向について閉止されるとともに、第１の短絡管９−１の軸方向の側面に第１の冷却水路２に接続する開孔を有し、かつ、第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の反対の側の端部は開放されることが好ましい。これにより、健全部１４に冷却水を流通させても、漏水発生部３ａからの漏水が防止される。
【００２２】
また本発明では、図２に例示されるように、さらに、不健全部３の第１の管２、および、不健全部３の第１の管２に連通して設置された第２の短絡管９−２それぞれの内部に挿設され、かつ内部に冷却水を流通させるフレキシブルチューブ６を備えることが好ましい。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００２３】
さらにまた本発明では、図３に例示されるように、さらに、不健全部３に設置されたピン冷却盤８を備えることが好ましい。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、溶損による漏水発生部３ａを有するステーブクーラ１であっても、第１の短絡管９−１およびバイパス管を設置して、冷却水を漏洩することなく、不健全部３を迂回して健全部１４への通水を実現することができるので、炉内への漏水を確実に防止しながらステーブクーラ１の健全部１４は本来の冷却効果が維持され、不健全部３の損耗も緩和することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係るステーブクーラの補修構造の一例を示す説明図であり、第１のステーブクーラ本体に第１の短絡管（バイパス用ピン）を設けることにより、冷却水路を変更する状況を示す。
【図２】図２は、本発明に係るステーブクーラの補修構造の他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）を用いることにより、漏水発生部にのみフレキシブルチューブの挿入を行うことを示す。
【図３】図３は、本発明に係るステーブクーラの補修構造のさらに他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）を用いることにより、不健全部発生部にのみピン冷却盤を設置する状況を示す。
【図４】図４は、第１の短絡管のシール機構を示す説明図である。
【図５】図５は、高炉炉壁の内部近傍に設置されるステーブの概略を示す縦断面図である。
【図６】図６は、炉体の上下方向へ５段、円周方向へ１列設置されたステーブの設置状況の概略を示す説明図である。
【図７】図７は、ステーブクーラの内部の冷却水路の破損後の損耗抑制方法であるフレキシブルチューブの挿入法を示す説明図である。
【図８】図８は、フレキシブルチューブの破損後にステーブクーラに替わる炉体保護装置として設置するピン冷却盤を示す補修方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るステーブクーラの補修構造０の一例を示す説明図であり、第１のステーブクーラ本体１ａに第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を設けることにより、冷却水路を変更する状況を示す。図２は、本発明に係るステーブクーラの補修構造０の他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を用いることにより、不健全部３にのみフレキシブルチューブ６の挿入を行うことを示す。さらに、図３は、本発明に係るステーブクーラの補修構造０のさらに他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を用いることにより、漏水発生部３にのみピン冷却盤８を設置する状況を示す。
【００２７】
図１〜３における符号１は第１のステーブクーラを示し、符号１ａはステーブクーラ本体を示し、符号２は第１の冷却水路を示し、符号３ａは漏水発生部を示し、符号４は炉体鉄皮を示し、符号５は耐火物を示し、符号６はフレキシブルチューブ６を示し、符号８はピン冷却盤を示し、符号９−１は第１の短絡管（バイパス用ピン）を示す。
【００２８】
補修構造０は、第１のステーブクーラ１と、第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラとを備える。なお、第３のステーブクーラは第１のステーブクーラ１と同じ構成を有するので図示を省略する。
【００２９】
第１のステーブクーラ１は、図１〜３に示されるように、高炉の炉体鉄皮４の内部近傍に設置される。第１のステーブクーラ１は第１のステーブ本体１ａを備える。第１のステーブ本体１ａは、第１の冷却水路２を内蔵する。第１の管２は、両端に第１の給水口２ａおよび第１の排水口２ｂを有する。
【００３０】
第２のステーブクーラ１２は第２のステーブ本体１２ａを備える。第２のステーブ本体１２ａは、第２の冷却水路１３を内蔵する。第２の管１３は、両端に第２の給水口１３ａおよび第２の排水口（図示しない）を有する。
【００３１】
さらに、第３のステーブクーラは第３のステーブ本体を備える。第３のステーブ本体は、第３の冷却水路を内蔵する。第３の冷却水路は、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する。
【００３２】
本発明に係る補修構造０は、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を有する。第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗冷却水路により発生した漏水発生部３よりも第１の給水口２ａの側に、第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路に連通して設けられる。第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、第１の給水口２ａから供給される冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する。
【００３３】
このように、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、第１の管２のうちで漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に連通して設けられる。そして、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する。
【００３４】
本発明では、第１の短絡管９−１が、炉体鉄皮４に設けられた穿孔部４ａに隙間を有して挿設されるとともに、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂに取り外し可能かつ密封状態で取り付けられるようにしてもよい。
【００３５】
図１〜３に示すように、第１のステーブクーラ１の本体１ａに１箇所の孔を穿設し、後部の配管と繋がる水路を有する第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を、漏水発生部３よりも第１の給水口２ａの側に設け、この第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を介して冷却水を上段の他のステーブクーラ（第２のステーブクーラ）１２へバイパスする。これにより、第１のステーブクーラ１の補修を不健全部３に限定し、健全部１４への通水を継続して冷却効果の維持を図ることができる。図１〜３に示すような補修方法を実現するには、第１のステーブクーラ１と第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１との間をシールし、漏水することなく冷却水をパイパスすることが好ましい。
【００３６】
第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、その外形は炉体鉄皮４の穿孔部、および第１のステーブクーラ本体１ａの穿孔部に取り外し可能に取り付け可能とするために、長尺の円柱形状であることが好ましい。
【００３７】
第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の側の端部が、第１の短絡管９−１の軸方向である炉内側について閉止されるとともに、第１の短絡管９−１の軸方向の側面に第１の冷却水路２に接続する開孔を有し、かつ、第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の反対の側の端部は開放されることが好ましい。これにより、健全部１４に冷却水を流通させても、漏水発生部３ａからの漏水が防止される。
【００３８】
第１の短絡管９−１の他端９ｂが開放されることによって、第１の短絡管９−１の給水部または排水部として、外部配管と接続することができる。また、第１の短絡管９−１のもう一方の他端が、炉内側に対して炉内への漏水を避けるために閉止されているとともにこのもう一方の他端の側面から外部に対して開孔していれば、健全部１４である、漏水発生部３よりも第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路に接続することができるからである。
【００３９】
第１の短絡管９−１の材質は、銅もしくは銅合金製、または鋳鉄製などが好適である。
第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂの内径よりも大きな外径を有する山形部９ａが、穿孔部１ｂに取り付けられる前の第１の短絡管９−１の外面に環状に設けられ、かつ、穿孔部１ｂに取り付けられた後の第１の短絡管９−１の外面が、山形部９ａの頂部９ｂが潰れることにより、メタルタッチで穿孔部１ｂの内面に接触することが好ましい。
【００４０】
第１の短絡管９−１と第１のステーブクーラ本体１ａとの間のシール方法として、第１の短絡管９−１本体と第１のステーブクーラ本体１ａの穿孔部（ピン挿入孔）にネジ加工またはタップ加工を行うことが考えられる。しかし、炉体周囲は非常に狭く、工作機械を搬入して第１のステーブクーラ本体１ａの現場加工を行うことは非常に困難である。
【００４１】
図４は、第１の短絡管９−１のシール機構を示す説明図である。
図４に示すように、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂの内径よりも大きな外径を有する山形部９ａを、穿孔部１ｂに取り付けられる前の第１の短絡管９−１の外面に環状に設けておき、第１のステーブクーラ本体１ａへ挿入することによって山形部９ａの頂部を潰して、第１のステーブクーラ本体１ａと第１の短絡管９−１とをメタルタッチで接触させ、第１のステーブクーラ本体１ａに対する穿孔加工がコアボーリング等の簡易な穴加工であっても、第１の短絡管９−１とのシールを可能な構造とすることが好ましい。
【００４２】
第１の短絡管９−１の寸法の一例を挙げると、外径が７５ｍｍに対して山形部９ａの高さ２．５ｍｍ、山形部９ａと隣の山形部９ａの裾部との間隔が８ｍｍであることが好ましい。
【００４３】
なお、山形部９ａの寸法は、上述したシール機能を発揮できる寸法であればよく、炉体鉄皮４や第１のステーブクーラ本体１ａの穿孔部の形状にも依存するので、上記の形状に限定する必要はない。
【００４４】
漏水発生部３aを有する第１のステーブクーラ１の第１の冷却水路において、漏水発生部３ａの影響を受けない健全部１４に、炉体鉄皮４および第１のステーブクーラ本体１ａそれぞれの穿孔部を形成する。上述したようにこれら穿孔部に第１の短絡管９−１を挿設する。挿入に際して、ロックタイト（ヘンケル社製の商品名）に代表される、潤滑剤や接着剤機能を有するペースト材を第１の短絡管９−１の外周に塗布することが、メタルタッチによるシール機能をより効果的に発揮するために、好ましい。
【００４５】
また、本発明に係る補修構造０は、図示しないバイパス管を有する。バイパス管は、第１の短絡管９−１の排水口９ｂと、第１のステーブクーラ１とは異なる第２のステーブクーラ１２の第２のステーブ本体１２ａに内蔵される第２の冷却水路１３を構成する第２の管１３の第２の給水口１３ａとを連通させる。
【００４６】
このように、バイパス管は、健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させる。
本発明に係る補修構造０は、図２に示すように、さらにフレキシブルチューブ６を備えていてもよい。フレキシブルチューブ６は、不健全部３の第１の管２、および、不健全部３の第１の管２に連通して設置された第２の短絡管９−２それぞれの内部に挿設され、かつ内部に冷却水を流通させる。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００４７】
本発明に係る補修構造０は、図３に示すように、さらに、不健全部３に設置されたピン冷却盤８を備えていてもよい。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００４８】
本発明に係る補修構造０の、上記以外の各部は、公知のステーブクーラ設置構造と同じでよく、当業者にとっては周知であるので、本発明に係る補修構造０の、上記以外の各部の説明は省略する。本発明に係る補修構造０は、以上のように構成される。次に、本発明に係る補修方法を説明する。
【００４９】
図１〜３に示すように、第１のステーブクーラ１と、第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラとを、炉体鉄皮４の内部近傍に設置された高炉の操業時に、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗によって第１の冷却水路の一部が破損して漏水発生部３ａが発生する。
【００５０】
漏水発生部３ａが発生した後、炉体鉄皮４および第１のステーブ本体１ａをいずれも穿孔して、漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管９−１を、健全部１４に連通して設ける。
【００５１】
さらに、健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を設ける。
この後、（ａ）第３の冷却水路、健全部１４、第１の短絡管９−１、バイパス管および第２の冷却水路１３の順に、もしくは、（ｂ）第３の冷却水路、バイパス管、第１の短絡管９−１、健全部１４および第２の冷却水路１３の順に、冷却水を流しながら、第１のステーブクーラ１を補修する。これにより、健全部１４は本来の冷却効果が維持され、不健全部３の損耗の進行も遅らせることが可能である。
【００５２】
この際、必要に応じて、図２に示すように不健全部３にフレキシブルチューブ６を設置したり、図３に示すように不健全部３にピン冷却盤８を設置してもよい。これにより、不健全部１４の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００５３】
本発明によれば、漏水発生部３が発生したステーブクーラ１に対して冷却水の給水を、従来のように完全に切り離すのではなく、フレキシブルチューブ６の挿設やピン冷却盤８の設置は冷却水路が使用できない不健全部３に限定し、冷却水路２が使用できる健全部１４へは第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１との間で冷却水を継続して流すことができるので、従来の補修方法において問題であった冷却効果の低下を解決することができる。
また、健全部の冷却効果を維持することより不健全部も熱伝導で冷却され損耗が抑制される。
【００５４】
以上の説明では、図１〜３に例示されるように漏水発生部３ａが第１の排水口２ｂに近い位置に存在する場合を例にとったため、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第１の短絡管９−１と第２の給水口１３ａとを接続する。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではなく、図１〜３に例示されるのとは異なり漏水発生部３ａが第１の給水口２ａに近い位置に存在する場合には、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の排水口２ｂの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第３の排水口と第１の短絡管９−１とを接続すればよい。
【符号の説明】
【００５５】
０ 本発明に係る補修構造
１ 第１のステーブクーラ
１ａ 第１のステーブクーラ本体
１ｂ 穿孔部
２ 第１の冷却水路
２ａ 給水口
２ｂ 排水口
３ 不健全部
３ａ 漏水発生部
４ 炉体鉄皮
４ａ 穿孔部
５ 耐火物
６ フレキシブルチューブ
７ フレキシブルチューブ保護用耐火物
８ ピン冷却盤
９−１ 第１の短絡管（バイパス用ピン）
９ｂ 排水口
９−２ 第２の短絡管（バイパス用ピン）
１０ バイパス用ピンの山形状シール機構
１１ メタルタッチ部位
１２ 第２のステーブクーラ
１２ａ 第２のステーブクーラ本体
１３ 第２の冷却水路
１３ａ 給水口
１４ 健全部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉炉壁に設置されるとともに内部に冷却水路を有するステーブクーラの補修構造および補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉の炉体鉄皮は、内張りされる多数の耐火物によって、保護される。これら耐火物を保護するとともに耐火物が消失した時の炉体鉄皮を保護するため、冷却手段が設置される。
または、炉体鉄皮を保護するため、冷却手段のみが設置される。
このような冷却手段としてステーブクーラ（「クーリングステーブ」などともいわれる。本発明明細書では、「ステーブ」ともいう。）が多用される。
【０００３】
図５は、高炉炉壁の内部近傍に設置されるステーブ１００ａの概略を示す縦断面図である。
同図に示すように、ステーブ１００ａはステーブ本体１００ｂを有する。ステーブ本体１００ｂは、鋳鉄製又は銅、銅合金製の冷却板である。ステーブ本体１００ｂは、冷却水路１００ｃとしてパイプを内蔵する。あるいは銅、銅合金に孔加工を行い、冷却水路を形成する。図５では、図面を簡略化するために冷却水路１００ｃが１本しか図示されていないが、通常、１個のステーブ１００ａに冷却水路１００ｃが４本程度設けられる。ステーブ本体１００ｂの炉内面側（図５における左方側）には凹凸部が設けられている。耐火物１００ｄは凹部に埋設される。耐火物１００ｄは、炉内からの抜熱を減少するとともに、ステーブ本体１００ｂへの炉内の急激な熱負荷を回避する。
【０００４】
ステーブ１００ａは、おおよそ、縦２ｍ、横１ｍ、厚さ０．１５ｍ程度の寸法を有する。ステーブ１００ａは、炉体への設置の際には、通常、炉体の円周方向に複数列、上下方向に複数段設置される。
【０００５】
図６は、炉体の上下方向へ５段、円周方向へ１列設置されたステーブ１００ａの設置状況の概略を示す説明図である。
同図に示すように、給水本管１０１から最下段のステーブ冷却水路の下部を介して給水された冷却水は、最下段のステーブ１００ａの冷却水路の上部から、一つ上の段のステーブ１００ａ（実線で示す）の冷却水路１００ｃの下部に流れ、この冷却水路１００ｃの上部から、さらに一つ上の段のステーブ１００ａの下部から給水される。このようにして、最上段のステーブ１００ａの冷却水路を介して、排水本管１０２に回収される。
【０００６】
図６は、上下方向へ５段、円周方向へ１列設置されたステーブにおいて、１系統の給排水系統を示しており、他の３系統については図示していないが、同様な給排水系統を有している。
【０００７】
ステーブ本体１００ｂの炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により減肉し内部の冷却水路１００ｃが破損して炉内へ漏水すると、操業に多大な影響を生じる。炉内への漏水を伴うような冷却水路１００ｃの破損が発生したステーブ１００ａの根本的な補修は、いうまでもなく、このステーブ１００ａを交換することである。しかし、冷却水路１００ｃが破損したステーブ１００ａの交換は、長時間の減尺休風作業を伴う大掛かりな補修作業を要するため、容易に実施できない。
【０００８】
したがって、ステーブ１００ａの冷却水路１００ｃの破損を検知した場合には、作業員が、冷却配管１００ｃが破損したステーブ１００ａを、冷却水流通系から切り離して（本明細書ではこの切り離しを「縁切り」という）このステーブ１００ａへの給水を減じて、炉内への冷却水の流出を最小限に止めるといった、応急的な対策が求められる。
【０００９】
特許文献１には、ステーブの冷却水路の溶損部分を縁切りする作業時間を短く、かつ、安全を確保することを目的として、ステーブの給水配管および排水配管それぞれに三方弁を設けておき、これら三方弁の間にバイパス配管を設ける発明が開示されている。この発明によれば、ステーブの冷却配管が溶損した場合には、冷却水をバイパス配管に流通させることによって冷却水路に破損を生じたステーブ以外のステーブの冷却水路に冷却水を流通させ、溶損した冷却水路を有するステーブを迅速に縁切りすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１５２３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に開示された発明では、溶損が発生した冷却水路を有するステーブは、破損部を含むその冷却系統全体が機能しなくなり、全く冷却されないこととなってしまう。このため、特許文献１により開示された発明であっても、縁切り後に何らかの溶損抑制手段を講じる必要がある。本発明者らは、以下の検討を行った。
【００１２】
図７は、ステーブクーラ１の内部の冷却水路２の破損後の損耗抑制方法であるフレキシブルチューブ６の挿入法を示す説明図である。なお、図７および後述する図８における符号１はステーブクーラであり、符号２は冷却水路（管）２であり、符号３ａは漏水発生部であり、符号４は炉体鉄皮であり、符号５は耐火物である。
【００１３】
本発明者らは、まず、図７に示すようにフレキシブルチューブ６の挿入を実施し、ステーブクーラ１への通水を継続することを行った。この方法では、熱伝導率の確保のために、フレキシブルチューブ６とステーブクーラ１の内部の冷却水路２の内面間に熱伝導率の高い耐火物７を充填した。しかしそれにも関わらず、フレキシブルチューブ６の冷却効果は、通常の破損していない冷却水路の冷却効果よりも低いため、ステーブクーラ１の損耗進行が加速された。また、冷却水路２の破損が一部であっても、フレキシブルチューブ６は水路全体に挿入するため、冷却効果の低下はステーブクーラ１全体に及ぶ。
【００１４】
図８は、上記フレキシブルチューブ６が破損した後に、ステーブクーラ１に替わる炉体保護装置としてピン冷却盤８を設置した状況を示す説明図である。
フレキシブルチューブ６が破損した場合、ステーブクーラ１への通水を停止し、ステーブ１に替わる炉体保護装置として、冷却盤や図８に示すようなピン冷却盤８を設置したが、冷却盤やピン冷却盤８による冷却効果は局部的であるため、炉体保護機能が低下する。
【００１５】
いずれにしても、これらの方法では、冷却水路が破損したステーブクーラ１の損耗を、何も対策を講じない場合よりは緩和できるものの、その緩和効果は不充分である。
このように、従来の技術では、縁切りされたステーブクーラの損耗は、破損していない健全部も含めて、いっそう激しくなる。本発明の目的は、破損による漏水発生部を有するステーブクーラであっても、炉内への漏水を防止しながらその損耗を充分に緩和することができるステーブクーラの補修構造および補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、破損による漏水発生部を有するステーブクーラであっても、その一部に破損が発生していない健全部が残存することに着目して鋭意検討を重ねた結果、従来の技術のように漏水発生部を有するステーブクーラを完全に縁切りするのではなく、漏水発生部を迂回して健全部に冷却水を流通させれば、健全部の冷却効果は維持が可能で、炉内への漏水を解消しながら不健全部の損耗を充分に緩和できることを知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１７】
本発明は、図１〜３により示すように、両端に第１の給水口２ａおよび第１の排水口２ｂを有する第１の冷却水路２を内蔵する第１のステーブ本体１ａを備えるとともに高炉の炉体鉄皮４の内部近傍に設置される第１のステーブクーラ１と、両端に第２の給水口１３ａおよび第２の排水口（図示しない）を有する第２の冷却水路１３を内蔵する第２のステーブ本体１２ａを備えるとともに第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラ（第３のステーブクーラは第１のステーブクーラ１と同じ構成を有するので図示を省略する）と備えるステーブクーラの補修構造であって、
（ｉ）第１の冷却水路（管）２のうちで、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により第１の冷却水路の一部が破損することにより発生した漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に連通して設けられるとともに、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管（「バイパス用ピン」ともいう）９−１と、
（ｉｉ）健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管（図示しない）と
を備えることを特徴とするステーブクーラの補修構造０である。
【００１８】
別の観点からは、本発明は、両端に第１の給水口２ａおよび第１の排水口２ｂを有する第１の冷却水路２を内蔵する第１のステーブ本体１ｂを備えるとともに高炉の炉体鉄皮４の内部近傍に設置される第１のステーブクーラ１と、両端に第２の給水口１３ａおよび第２の排水口を有する第２の冷却水路１３を内蔵する第２のステーブ本体１２ａを備えるとともに第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラとを、炉体鉄皮４の内部近傍に設置された高炉の操業時に、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗によって第１の冷却水路の一部が破損して漏水発生部３ａが発生した後に、
炉体鉄皮４および第１のステーブ本体１ａをいずれも穿孔して、漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管９−１を、健全部１４に連通して設け、さらに、
健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を設けて、
第３の冷却水路、健全部１４、第１の短絡管９−１、バイパス管および第２の冷却水路１３の順に、もしくは、第３の冷却水路、バイパス管、第１の短絡管９−１、健全部１４および第２の冷却水路１３の順に、冷却水を流しながら第１のステーブクーラ１を補修することを特徴とするステーブクーラの補修方法である。
【００１９】
本発明では、図１〜３に例示されるように漏水発生部３ａが第１の排水口２ｂに近い位置に存在する場合には、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第１の短絡管９−１と第２の給水口１３ａとを接続することが好ましく、図１〜３に例示されるのとは異なり漏水発生部３ａが第１の給水口２ａに近い位置に存在する場合には、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の排水口２ｂの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第３の排水口と第１の短絡管９−１とを接続することが好ましい。
【００２０】
本発明では、第１の短絡管９−１が、炉体鉄皮４に設けられた穿孔部４ａに隙間を有して挿設されるとともに、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂに取り外し可能かつ密封状態で取り付けられるようにしてもよい。この場合、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂの内径よりも大きな外径を有する山形部９が、穿孔部１ｂに取り付けられる前の第１の短絡管９−１の外面に環状に設けられ、かつ、穿孔部１ｂに取り付けられた後の第１の短絡管９−１の外面が、山形部９の頂部９ａが潰れることにより、メタルタッチで穿孔部１ｂの内面に接触することが好ましい。これにより、穿孔部１ｂと第１の短絡管９−１との間からの漏水が防止される。
【００２１】
さらに本発明では、第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の側の端部は、第１の短絡管９−１の軸方向について閉止されるとともに、第１の短絡管９−１の軸方向の側面に第１の冷却水路２に接続する開孔を有し、かつ、第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の反対の側の端部は開放されることが好ましい。これにより、健全部１４に冷却水を流通させても、漏水発生部３ａからの漏水が防止される。
【００２２】
また本発明では、図２に例示されるように、さらに、不健全部３の第１の管２、および、不健全部３の第１の管２に連通して設置された第２の短絡管９−２それぞれの内部に挿設され、かつ内部に冷却水を流通させるフレキシブルチューブ６を備えることが好ましい。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００２３】
さらにまた本発明では、図３に例示されるように、さらに、不健全部３に設置されたピン冷却盤８を備えることが好ましい。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、溶損による漏水発生部３ａを有するステーブクーラ１であっても、第１の短絡管９−１およびバイパス管を設置して、冷却水を漏洩することなく、不健全部３を迂回して健全部１４への通水を実現することができるので、炉内への漏水を確実に防止しながらステーブクーラ１の健全部１４は本来の冷却効果が維持され、不健全部３の損耗も緩和することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係るステーブクーラの補修構造の一例を示す説明図であり、第１のステーブクーラ本体に第１の短絡管（バイパス用ピン）を設けることにより、冷却水路を変更する状況を示す。
【図２】図２は、本発明に係るステーブクーラの補修構造の他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）を用いることにより、漏水発生部にのみフレキシブルチューブの挿入を行うことを示す。
【図３】図３は、本発明に係るステーブクーラの補修構造のさらに他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）を用いることにより、不健全部発生部にのみピン冷却盤を設置する状況を示す。
【図４】図４は、第１の短絡管のシール機構を示す説明図である。
【図５】図５は、高炉炉壁の内部近傍に設置されるステーブの概略を示す縦断面図である。
【図６】図６は、炉体の上下方向へ５段、円周方向へ１列設置されたステーブの設置状況の概略を示す説明図である。
【図７】図７は、ステーブクーラの内部の冷却水路の破損後の損耗抑制方法であるフレキシブルチューブの挿入法を示す説明図である。
【図８】図８は、フレキシブルチューブの破損後にステーブクーラに替わる炉体保護装置として設置するピン冷却盤を示す補修方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るステーブクーラの補修構造０の一例を示す説明図であり、第１のステーブクーラ本体１ａに第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を設けることにより、冷却水路を変更する状況を示す。図２は、本発明に係るステーブクーラの補修構造０の他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を用いることにより、不健全部３にのみフレキシブルチューブ６の挿入を行うことを示す。さらに、図３は、本発明に係るステーブクーラの補修構造０のさらに他の一例を示す説明図であり、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を用いることにより、漏水発生部３にのみピン冷却盤８を設置する状況を示す。
【００２７】
図１〜３における符号１は第１のステーブクーラを示し、符号１ａはステーブクーラ本体を示し、符号２は第１の冷却水路を示し、符号３ａは漏水発生部を示し、符号４は炉体鉄皮を示し、符号５は耐火物を示し、符号６はフレキシブルチューブ６を示し、符号８はピン冷却盤を示し、符号９−１は第１の短絡管（バイパス用ピン）を示す。
【００２８】
補修構造０は、第１のステーブクーラ１と、第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラとを備える。なお、第３のステーブクーラは第１のステーブクーラ１と同じ構成を有するので図示を省略する。
【００２９】
第１のステーブクーラ１は、図１〜３に示されるように、高炉の炉体鉄皮４の内部近傍に設置される。第１のステーブクーラ１は第１のステーブ本体１ａを備える。第１のステーブ本体１ａは、第１の冷却水路２を内蔵する。第１の管２は、両端に第１の給水口２ａおよび第１の排水口２ｂを有する。
【００３０】
第２のステーブクーラ１２は第２のステーブ本体１２ａを備える。第２のステーブ本体１２ａは、第２の冷却水路１３を内蔵する。第２の管１３は、両端に第２の給水口１３ａおよび第２の排水口（図示しない）を有する。
【００３１】
さらに、第３のステーブクーラは第３のステーブ本体を備える。第３のステーブ本体は、第３の冷却水路を内蔵する。第３の冷却水路は、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する。
【００３２】
本発明に係る補修構造０は、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を有する。第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗冷却水路により発生した漏水発生部３よりも第１の給水口２ａの側に、第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路に連通して設けられる。第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、第１の給水口２ａから供給される冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する。
【００３３】
このように、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、第１の管２のうちで漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に連通して設けられる。そして、第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する。
【００３４】
本発明では、第１の短絡管９−１が、炉体鉄皮４に設けられた穿孔部４ａに隙間を有して挿設されるとともに、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂに取り外し可能かつ密封状態で取り付けられるようにしてもよい。
【００３５】
図１〜３に示すように、第１のステーブクーラ１の本体１ａに１箇所の孔を穿設し、後部の配管と繋がる水路を有する第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を、漏水発生部３よりも第１の給水口２ａの側に設け、この第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１を介して冷却水を上段の他のステーブクーラ（第２のステーブクーラ）１２へバイパスする。これにより、第１のステーブクーラ１の補修を不健全部３に限定し、健全部１４への通水を継続して冷却効果の維持を図ることができる。図１〜３に示すような補修方法を実現するには、第１のステーブクーラ１と第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１との間をシールし、漏水することなく冷却水をパイパスすることが好ましい。
【００３６】
第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１は、その外形は炉体鉄皮４の穿孔部、および第１のステーブクーラ本体１ａの穿孔部に取り外し可能に取り付け可能とするために、長尺の円柱形状であることが好ましい。
【００３７】
第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の側の端部が、第１の短絡管９−１の軸方向である炉内側について閉止されるとともに、第１の短絡管９−１の軸方向の側面に第１の冷却水路２に接続する開孔を有し、かつ、第１の短絡管９−１における第１の冷却水路２の反対の側の端部は開放されることが好ましい。これにより、健全部１４に冷却水を流通させても、漏水発生部３ａからの漏水が防止される。
【００３８】
第１の短絡管９−１の他端９ｂが開放されることによって、第１の短絡管９−１の給水部または排水部として、外部配管と接続することができる。また、第１の短絡管９−１のもう一方の他端が、炉内側に対して炉内への漏水を避けるために閉止されているとともにこのもう一方の他端の側面から外部に対して開孔していれば、健全部１４である、漏水発生部３よりも第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路に接続することができるからである。
【００３９】
第１の短絡管９−１の材質は、銅もしくは銅合金製、または鋳鉄製などが好適である。
第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂの内径よりも大きな外径を有する山形部９ａが、穿孔部１ｂに取り付けられる前の第１の短絡管９−１の外面に環状に設けられ、かつ、穿孔部１ｂに取り付けられた後の第１の短絡管９−１の外面が、山形部９ａの頂部９ｂが潰れることにより、メタルタッチで穿孔部１ｂの内面に接触することが好ましい。
【００４０】
第１の短絡管９−１と第１のステーブクーラ本体１ａとの間のシール方法として、第１の短絡管９−１本体と第１のステーブクーラ本体１ａの穿孔部（ピン挿入孔）にネジ加工またはタップ加工を行うことが考えられる。しかし、炉体周囲は非常に狭く、工作機械を搬入して第１のステーブクーラ本体１ａの現場加工を行うことは非常に困難である。
【００４１】
図４は、第１の短絡管９−１のシール機構を示す説明図である。
図４に示すように、第１のステーブ本体１ａに設けられた穿孔部１ｂの内径よりも大きな外径を有する山形部９ａを、穿孔部１ｂに取り付けられる前の第１の短絡管９−１の外面に環状に設けておき、第１のステーブクーラ本体１ａへ挿入することによって山形部９ａの頂部を潰して、第１のステーブクーラ本体１ａと第１の短絡管９−１とをメタルタッチで接触させ、第１のステーブクーラ本体１ａに対する穿孔加工がコアボーリング等の簡易な穴加工であっても、第１の短絡管９−１とのシールを可能な構造とすることが好ましい。
【００４２】
第１の短絡管９−１の寸法の一例を挙げると、外径が７５ｍｍに対して山形部９ａの高さ２．５ｍｍ、山形部９ａと隣の山形部９ａの裾部との間隔が８ｍｍであることが好ましい。
【００４３】
なお、山形部９ａの寸法は、上述したシール機能を発揮できる寸法であればよく、炉体鉄皮４や第１のステーブクーラ本体１ａの穿孔部の形状にも依存するので、上記の形状に限定する必要はない。
【００４４】
漏水発生部３aを有する第１のステーブクーラ１の第１の冷却水路において、漏水発生部３ａの影響を受けない健全部１４に、炉体鉄皮４および第１のステーブクーラ本体１ａそれぞれの穿孔部を形成する。上述したようにこれら穿孔部に第１の短絡管９−１を挿設する。挿入に際して、ロックタイト（ヘンケル社製の商品名）に代表される、潤滑剤や接着剤機能を有するペースト材を第１の短絡管９−１の外周に塗布することが、メタルタッチによるシール機能をより効果的に発揮するために、好ましい。
【００４５】
また、本発明に係る補修構造０は、図示しないバイパス管を有する。バイパス管は、第１の短絡管９−１の排水口９ｂと、第１のステーブクーラ１とは異なる第２のステーブクーラ１２の第２のステーブ本体１２ａに内蔵される第２の冷却水路１３を構成する第２の管１３の第２の給水口１３ａとを連通させる。
【００４６】
このように、バイパス管は、健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させる。
本発明に係る補修構造０は、図２に示すように、さらにフレキシブルチューブ６を備えていてもよい。フレキシブルチューブ６は、不健全部３の第１の管２、および、不健全部３の第１の管２に連通して設置された第２の短絡管９−２それぞれの内部に挿設され、かつ内部に冷却水を流通させる。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００４７】
本発明に係る補修構造０は、図３に示すように、さらに、不健全部３に設置されたピン冷却盤８を備えていてもよい。これにより、不健全部３の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００４８】
本発明に係る補修構造０の、上記以外の各部は、公知のステーブクーラ設置構造と同じでよく、当業者にとっては周知であるので、本発明に係る補修構造０の、上記以外の各部の説明は省略する。本発明に係る補修構造０は、以上のように構成される。次に、本発明に係る補修方法を説明する。
【００４９】
図１〜３に示すように、第１のステーブクーラ１と、第１のステーブクーラ１の上方に配置される第２のステーブクーラ１２と、第１のステーブクーラ１の下方に配置される第３のステーブクーラとを、炉体鉄皮４の内部近傍に設置された高炉の操業時に、炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗によって第１の冷却水路の一部が破損して漏水発生部３ａが発生する。
【００５０】
漏水発生部３ａが発生した後、炉体鉄皮４および第１のステーブ本体１ａをいずれも穿孔して、漏水発生部３ａから第１の給水口２ａまたは第１の排水口２ｂまでの区間である不健全部３を除いた健全部１４に、健全部１４との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管９−１を、健全部１４に連通して設ける。
【００５１】
さらに、健全部１４および第１の短絡管９−１を流通する冷却水を、第２の冷却水路１３または第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を設ける。
この後、（ａ）第３の冷却水路、健全部１４、第１の短絡管９−１、バイパス管および第２の冷却水路１３の順に、もしくは、（ｂ）第３の冷却水路、バイパス管、第１の短絡管９−１、健全部１４および第２の冷却水路１３の順に、冷却水を流しながら、第１のステーブクーラ１を補修する。これにより、健全部１４は本来の冷却効果が維持され、不健全部３の損耗の進行も遅らせることが可能である。
【００５２】
この際、必要に応じて、図２に示すように不健全部３にフレキシブルチューブ６を設置したり、図３に示すように不健全部３にピン冷却盤８を設置してもよい。これにより、不健全部１４の損傷の進行をさらに遅らせることが可能である。
【００５３】
本発明によれば、漏水発生部３が発生したステーブクーラ１に対して冷却水の給水を、従来のように完全に切り離すのではなく、フレキシブルチューブ６の挿設やピン冷却盤８の設置は冷却水路が使用できない不健全部３に限定し、冷却水路２が使用できる健全部１４へは第１の短絡管（バイパス用ピン）９−１との間で冷却水を継続して流すことができるので、従来の補修方法において問題であった冷却効果の低下を解決することができる。
また、健全部の冷却効果を維持することより不健全部も熱伝導で冷却され損耗が抑制される。
【００５４】
以上の説明では、図１〜３に例示されるように漏水発生部３ａが第１の排水口２ｂに近い位置に存在する場合を例にとったため、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の給水口２ａの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第１の短絡管９−１と第２の給水口１３ａとを接続する。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではなく、図１〜３に例示されるのとは異なり漏水発生部３ａが第１の給水口２ａに近い位置に存在する場合には、第１の短絡管９−１が、漏水発生部３ａよりも第１の排水口２ｂの側の第１の冷却水路２に連通して設けられるとともに、バイパス管が、第３の排水口と第１の短絡管９−１とを接続すればよい。
【符号の説明】
【００５５】
０ 本発明に係る補修構造
１ 第１のステーブクーラ
１ａ 第１のステーブクーラ本体
１ｂ 穿孔部
２ 第１の冷却水路
２ａ 給水口
２ｂ 排水口
３ 不健全部
３ａ 漏水発生部
４ 炉体鉄皮
４ａ 穿孔部
５ 耐火物
６ フレキシブルチューブ
７ フレキシブルチューブ保護用耐火物
８ ピン冷却盤
９−１ 第１の短絡管（バイパス用ピン）
９ｂ 排水口
９−２ 第２の短絡管（バイパス用ピン）
１０ バイパス用ピンの山形状シール機構
１１ メタルタッチ部位
１２ 第２のステーブクーラ
１２ａ 第２のステーブクーラ本体
１３ 第２の冷却水路
１３ａ 給水口
１４ 健全部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に第１の給水口および第１の排水口を有する第１の冷却水路を内蔵する第１のステーブ本体を備えるとともに高炉の炉体鉄皮の内部近傍に設置される第１のステーブクーラと、両端に第２の給水口および第２の排水口を有する第２の冷却水路を内蔵する第２のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの上方に配置される第２のステーブクーラと、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの下方に配置される第３のステーブクーラと備えるステーブクーラの補修構造であって、
前記第１の管のうちで、前記高炉の炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により前記第１の管の一部が溶損することにより発生した漏水発生部から前記第１の給水口または前記第１の排水口までの区間である不健全部を除いた健全部に連通して設けられるとともに、当該健全部との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管と、
前記健全部および前記第１の短絡管を流通する冷却水を、前記第２の冷却水路または前記第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を備えることを特徴とするステーブクーラの補修構造。
【請求項２】
前記第１の短絡管は、漏水発生部よりも前記第１の給水口の側の前記第１の冷却水路管に連通して設けられるとともに、前記バイパス管は、前記第１の短絡管と前記第２の給水口とを接続する請求項１に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項３】
前記第１の短絡管は、漏水発生部よりも前記第１の排水口の側の前記第１の冷却水路管に連通して設けられるとともに、前記バイパス管は、前記第３の排水口と前記第１の短絡管とを接続する請求項１に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項４】
前記第１の短絡管は、前記炉体鉄皮に設けられた穿孔部に隙間を有して挿設されるとともに、前記第１のステーブ本体に設けられた穿孔部に取り外し可能かつ密封状態で取り付けられる請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項５】
前記第１のステーブ本体に設けられた穿孔部の内径よりも大きな外径を有する山形部が、前記穿孔部に取り付けられる前の前記第１の短絡管の外面に環状に設けられ、かつ、前記穿孔部に取り付けられた後の前記第１の短絡管の外面は、前記山形部の頂部が潰れることにより、メタルタッチで前記穿孔部の内面に接触する請求項４に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項６】
前記第１の短絡管における前記第１の冷却水路の側の端部は、該第１の短絡管の軸方向について閉止されるとともに、該第１の短絡管の軸方向の側面に前記第１の冷却水路に接続する開孔を有し、かつ、前記第１の短絡管における前記第１の冷却水路の反対の側の端部は開放される請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項７】
さらに、前記不健全部の前記第１の冷却水路、および、該不健全部の第１の冷却水路に連通して設置された第２の短絡管それぞれの内部に挿設され、かつ内部に冷却水を流通させるフレキシブルチューブを備えることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項８】
さらに、前記不健全部に設置されたピン冷却盤を備えることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項９】
両端に第１の給水口および第１の排水口を有する第１の冷却水路を内蔵する第１のステーブ本体を備えるとともに高炉の炉体鉄皮の内部近傍に設置される第１のステーブクーラと、両端に第２の給水口および第２の排水口を有する第２の冷却水路を内蔵する第２のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの上方に配置される第２のステーブクーラと、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの下方に配置される第３のステーブクーラとを、炉体鉄皮の内部近傍に設置された高炉の操業時に、当該高炉の内部からの熱負荷によって前記第１の冷却水路の一部が破損して漏水発生部が発生した後に、
前記炉体鉄皮および前記第１のステーブ本体をいずれも穿孔して、前記漏水発生部から前記第１の給水口または前記第１の排水口までの区間である不健全部を除いた健全部に、当該健全部との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管を、前記健全部に連通して設け、さらに、
前記健全部および前記第１の短絡管を流通する冷却水を、前記第２の冷却水路または前記第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を設けて、
前記第３の冷却水路、前記健全部、前記第１の短絡管、前記バイパス管および前記第２の冷却水路の順に、もしくは、前記第３の冷却水路、前記バイパス管、前記第１の短絡管、前記健全部および前記第２の冷却水路の順に、冷却水を流し前記第１のステーブクーラを補修すること
を特徴とするステーブクーラの補修方法。
【請求項１】
両端に第１の給水口および第１の排水口を有する第１の冷却水路を内蔵する第１のステーブ本体を備えるとともに高炉の炉体鉄皮の内部近傍に設置される第１のステーブクーラと、両端に第２の給水口および第２の排水口を有する第２の冷却水路を内蔵する第２のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの上方に配置される第２のステーブクーラと、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの下方に配置される第３のステーブクーラと備えるステーブクーラの補修構造であって、
前記第１の管のうちで、前記高炉の炉内原料との接触による摩耗、あるいは熱負荷による損耗により前記第１の管の一部が溶損することにより発生した漏水発生部から前記第１の給水口または前記第１の排水口までの区間である不健全部を除いた健全部に連通して設けられるとともに、当該健全部との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管と、
前記健全部および前記第１の短絡管を流通する冷却水を、前記第２の冷却水路または前記第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を備えることを特徴とするステーブクーラの補修構造。
【請求項２】
前記第１の短絡管は、漏水発生部よりも前記第１の給水口の側の前記第１の冷却水路管に連通して設けられるとともに、前記バイパス管は、前記第１の短絡管と前記第２の給水口とを接続する請求項１に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項３】
前記第１の短絡管は、漏水発生部よりも前記第１の排水口の側の前記第１の冷却水路管に連通して設けられるとともに、前記バイパス管は、前記第３の排水口と前記第１の短絡管とを接続する請求項１に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項４】
前記第１の短絡管は、前記炉体鉄皮に設けられた穿孔部に隙間を有して挿設されるとともに、前記第１のステーブ本体に設けられた穿孔部に取り外し可能かつ密封状態で取り付けられる請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項５】
前記第１のステーブ本体に設けられた穿孔部の内径よりも大きな外径を有する山形部が、前記穿孔部に取り付けられる前の前記第１の短絡管の外面に環状に設けられ、かつ、前記穿孔部に取り付けられた後の前記第１の短絡管の外面は、前記山形部の頂部が潰れることにより、メタルタッチで前記穿孔部の内面に接触する請求項４に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項６】
前記第１の短絡管における前記第１の冷却水路の側の端部は、該第１の短絡管の軸方向について閉止されるとともに、該第１の短絡管の軸方向の側面に前記第１の冷却水路に接続する開孔を有し、かつ、前記第１の短絡管における前記第１の冷却水路の反対の側の端部は開放される請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項７】
さらに、前記不健全部の前記第１の冷却水路、および、該不健全部の第１の冷却水路に連通して設置された第２の短絡管それぞれの内部に挿設され、かつ内部に冷却水を流通させるフレキシブルチューブを備えることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項８】
さらに、前記不健全部に設置されたピン冷却盤を備えることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載されたステーブクーラの補修構造。
【請求項９】
両端に第１の給水口および第１の排水口を有する第１の冷却水路を内蔵する第１のステーブ本体を備えるとともに高炉の炉体鉄皮の内部近傍に設置される第１のステーブクーラと、両端に第２の給水口および第２の排水口を有する第２の冷却水路を内蔵する第２のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの上方に配置される第２のステーブクーラと、両端に第３の給水口および第３の排水口を有する第３の冷却水路を内蔵する第３のステーブ本体を備えるとともに前記第１のステーブクーラの下方に配置される第３のステーブクーラとを、炉体鉄皮の内部近傍に設置された高炉の操業時に、当該高炉の内部からの熱負荷によって前記第１の冷却水路の一部が破損して漏水発生部が発生した後に、
前記炉体鉄皮および前記第１のステーブ本体をいずれも穿孔して、前記漏水発生部から前記第１の給水口または前記第１の排水口までの区間である不健全部を除いた健全部に、当該健全部との間で冷却水を流通させる短絡水路を内部に有する第１の短絡管を、前記健全部に連通して設け、さらに、
前記健全部および前記第１の短絡管を流通する冷却水を、前記第２の冷却水路または前記第３の冷却水路との間で流通させるためのバイパス管を設けて、
前記第３の冷却水路、前記健全部、前記第１の短絡管、前記バイパス管および前記第２の冷却水路の順に、もしくは、前記第３の冷却水路、前記バイパス管、前記第１の短絡管、前記健全部および前記第２の冷却水路の順に、冷却水を流し前記第１のステーブクーラを補修すること
を特徴とするステーブクーラの補修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１５８７８８（Ｐ２０１２−１５８７８８Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０４６（Ｐ２０１１−１８０４６）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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