高炉炉体の撤去方法
【課題】高炉炉体を確実に且つ短時間で分離・撤去する方法を提供する。
【解決手段】高炉炉体の撤去しようとする範囲の上方を切り離し、撤去しようとする範囲の下方の基礎コンクリートあるいはベースグラウト１１をワイヤソーで切断し、一体的に接合した敷ビーム１２及び炉底マンテル３５からなる高炉炉体３６を上昇させ、その間に横移動手段を配置し、高炉炉体３６を前記横移動手段上に降ろして横移動させ、炉体櫓１４外に移動させる高炉炉体の撤去方法において、横移動手段を滑り部材とする。
【解決手段】高炉炉体の撤去しようとする範囲の上方を切り離し、撤去しようとする範囲の下方の基礎コンクリートあるいはベースグラウト１１をワイヤソーで切断し、一体的に接合した敷ビーム１２及び炉底マンテル３５からなる高炉炉体３６を上昇させ、その間に横移動手段を配置し、高炉炉体３６を前記横移動手段上に降ろして横移動させ、炉体櫓１４外に移動させる高炉炉体の撤去方法において、横移動手段を滑り部材とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉改修における高炉炉体の撤去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉炉体の撤去方法については、例えば、特許文献１に提案されているものがあった。この特許文献１には、高炉本体の下部に設けられている敷ビームより下側の基礎コンクリートに予め複数の切断区分に分割された水平切断部を計画し、高炉本体が直立状態を維持するようにしてそれぞれの切断区分をワイヤソーで切断し、ワイヤソーで切断した部分には、剥離性を確保してグラウト材、或いは、砂又は鉄粒子を充填するので、敷ビームによる高炉の冷却を、切断中にも継続して行うことができ、高炉の操業中に解体作業を開始することができる技術が開示されている。また、この方法は一体的に接合した前記敷ビーム及び炉底マンテルからなる高炉炉底部を上昇させ、該高炉炉底部と前記基礎コンクリートの下部とを離反させ、その間に横移動手段を配置し、前記高炉炉底部を前記横移動手段上に降ろして横移動させるので、不定形の状態で固化する高炉炉底部内の残渣の量や、残渣が固化したときの形状によらずに作業手順を画一化することができると提案している。
【特許文献１】特開２００２−３３９００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の高炉炉体の撤去方法は、横移動手段として、レール部材、台車、ころ、又は空気式浮上装置等を想定している。これらの横移動手段は、高炉炉底部の移動抵抗を減らすことは可能である。しかしながら、これらの横移動手段を配置するには、移動させる予定の高炉炉体の撓み＋横移動手段の高さ＋余裕代分の空間を確保する必要がある。この空間を確保するために、高炉炉底部を含む炉体を上昇させる際には、上部の高炉炉体は吊下支持されたままであるので、搬出部と上部の高炉炉体との中間部を上昇代以上の幅で切断しておく必要がある。すなわち、搬出部の上昇代が大きいとそれだけ、中間部を切断除去する作業負荷が大きくなる。また、ワイヤソーにて切断する高炉炉底のコンクリート切断面は、時に剥落したり、一部が剥落しきれずに高炉炉底にくっついていたり、高炉炉底部のたわみが一部で大きかったりして、計画していた空間が確保できなくなることがある。すなわち、横移動手段は、高炉炉底からコンクリート片が垂れ下がっていたり、切断面にコンクリート切断片が剥落していたりしても設置可能で、簡素な形状である必要がある。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、横移動手段用の取込空間を最小として、高炉の解体作業を短期間で確実に行うことができる高炉炉体の撤去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係る高炉炉体の撤去方法は、高炉炉体の撤去しようとする範囲の上方を切り離し、撤去しようとする範囲の下方の基礎コンクリートあるいはベースグラウトをワイヤソーで切断し、一体的に接合した敷ビーム及び炉底マンテルからなる高炉炉体を上昇させ、その間に横移動手段を配置し、前記高炉炉体を前記横移動手段上に降ろして横移動させ、炉体櫓外に移動させる高炉炉体の撤去方法において、横移動手段を滑り部材とする。
【０００６】
横移動手段の滑り部材は、敷板と、滑り板と、前記敷板と前記滑り板との間に塗布する潤滑剤とにより構成されることが望ましい。
【０００７】
また、横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板が、ＳＳ材とＳＵＳ材、ＳＵＳ材とＳＵＳ材、ＳＳ材とＳＳ材のいずれかの組み合わせであることが望ましい。横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板との少なくとも一方の内面側がＳＵＳ材であることがより望ましい。
【０００８】
また、ワイヤソーで切断した隙間に球状粒子を充填し、横移動手段の滑り部材を滑り板のみとすることもできる。
【０００９】
さらに、ワイヤソーで切断した隙間に球状粒子を充填する場合、球状粒子は、最大直径１０ｍｍ以下の球状あるいは楕円球状の鉄球であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
横移動手段を滑り板のみ、あるいは敷板と滑り板と前記敷板と前記滑り板との間に塗布する潤滑剤とにより構成される滑り部材としたので、横移動手段用の取込空間を最小にできる。例えば、ワイヤソーにて切断する高炉炉底のコンクリート切断面が、時に剥落したり、一部が剥落しきれずに高炉炉底にくっついていたり、高炉炉底部のたわみが一部で大きかったりしても、僅かな横移動手段用の取込空間が確保できれば、高炉の解体作業を短期間で確実に行うことができる。
【００１１】
また、高炉炉体を、横移動手段を介して横移動させるので、不定形の状態で固化する高炉炉底部内の残渣の量や、残渣が固化したときの形状によらずに作業手順を画一化することができ、簡単に短時間で炉体櫓外に横移動させることができるので、高炉の改修を含む解体作業を短期に終了することができることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施の形態に係る高炉炉底部の解体方法が適用される高炉１０について説明する。高炉１０は、基礎コンクリート１１と、基礎コンクリート１１上に設けられた敷ビーム１２と、敷ビーム１２上に設けられた高炉本体１３を有している。また、高炉１０の上部には、複数の排気管１５が設けられている。高炉１０及び排気管１５は、高炉１０の周囲の４カ所に立設する支柱２２を所定位置で接続した炉体櫓１４に支持されており、炉体櫓１４の下部には高炉１０を囲繞する環状管１６が支持されている。また、炉体櫓１４の上端部には、炉頂アウトリガークレーン１７が設けられ、炉体櫓１４の中間部に設けられた仮設張出デッキ１８と共に、高炉１０の上部に設けられた装入設備１９等の保守、解体作業を行うことができる。また、炉体櫓１４内の仮設張出デッキ１８と実質的に同じレベルには、作業デッキ２１が配置され、作業デッキ２１には、高炉本体１３を支持可能な複数台のセンターホールジャッキ５０等の吊下手段を取付けることができる。以下、詳しく説明する。
【００１３】
まず、敷ビーム１２について説明する。図１に示すように、基礎コンクリート１１上に設けられた敷ビーム１２は、並べて配置された多数のＨ形鋼２３と、隣接するＨ形鋼２３の間に設けられ内部に冷却水を通過させる冷却管２４と、多数のＨ形鋼２３の上部に設けられ平面視して円状の炉底板２６を有している。また、冷却管２４の下側にはグラウト材２５が注入されて固化され、冷却管２４の上側には、スタンプ材２８が炉底板２６の上側から図示しない注入口を介して注入され固化されている。高温になる敷ビーム１２の上側は、冷却管２４及びスタンプ材２８の伝熱効果により効率よく冷却され、敷ビーム１２の下側の基礎コンクリート１１は、グラウト材２５の断熱効果によって、温度上昇が制限されている。
【００１４】
次に、高炉本体１３について説明する。高炉本体１３は、筒状に形成され、炉底板２６の上部に溶接されて立設している。高炉本体１３の外側は鉄皮２９で覆われ、その内側には、多数のステーブクーラ３０が配置されている。また、高炉本体１３の内側下部には、耐火物からなる炉底煉瓦層３１が形成されている。高炉１０の吹き卸し後には、炉底煉瓦層３１の一部が溶損してコークス層３２と一体になって固化しており、また、コークス層３２の下側には、冷却凝固した残銑３３が残っている。高炉本体１３は、中間部を実質的に水平に切断され、切断部分より上側に形成された上部マンテル３４と、切断部分より下側に形成され残存煉瓦及び残銑３３を内蔵する炉底マンテル３５とに分離される。なお、本明細書中においては、一体的に接合した敷ビーム１２及び炉底マンテル３５を高炉炉底部３６として説明する。
【００１５】
次に、高炉炉底部３６の解体方法の手順について説明する。
【００１６】
（炉底部切離工程）
まず、高炉本体１３の下部に設けられている敷ビーム１２より下側の基礎コンクリート１１に予め６つの切断区分６８〜７３に分割された水平切断部４９を計画する。図２に示すように、撤去しようとする高炉炉底部下方の基礎コンクリート（あるいはベ−スグラウト）１１をワイヤソー７４〜７９で切断する範囲を、高炉炉底部を水平移動する方向（図２において左右方向）と平行な複数の切断区分６８〜７３に分割する。その分割幅は、４００ｍｍ以上で５０００ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１７】
各切断区分６８〜７３の境界８０〜９１は、図示しない穿孔機を用いて側方から行われるボーリング加工によって分離され、穿孔が施された隣接する境界８０・８１、境界８２・８３、境界８４・８５、境界８６・８７、境界８８・８９及び境界９０・９１には、それぞれワイヤソー７４〜７９が挿通される。ワイヤソー７４〜７９によって切断区分６８〜７３は、例えば、上下に５〜２０ｍｍの幅で切断することができる。
【００１８】
各切断区分６８〜７３での切断要領は同じなので、ワイヤソー７４によって、切断区分６８を切断する場合を例に説明する。ワイヤソー７４によって、切断するときの切断範囲は、高炉本体１３の荷重によって敷きビーム１２が屈曲せず、また、切断部分にひび割れ等が発生しない程度にする。次に、切断した部分にフレキシブルホースを挿入し、上下の切断面４７、４８の双方に液状の剥離材を塗布する。次に、ワイヤソー７４で切断した部分、すなわち切断面４７、４８の間にグラウト材５６を充填する。グラウト材５６が固化（硬化）する前には、高炉本体１３の荷重は、ワイヤソー７４で切断した部分以外の未切断部分に加わるが、充填されたグラウト材５６が硬化すると、硬化したグラウト材５６で高炉本体１３の荷重を支持することができる。
【００１９】
このようにして、部分切断、剥離材塗布、グラウト材５６の注入及び硬化を繰り返し行い、切断区分６８を完全に切断し、その後、同様の手順で切断区分６９〜７３を切断することによって、水平切断部４９を切断し、高炉本体１３の荷重を全て板状に配置され固化したグラウト材５６で受ける。敷ビーム１２より下側を切断するので、敷ビーム１２内に配置された冷却管２４による高炉本体１３の冷却を継続して行うことができる。すなわち、高炉１０の操業中においても炉底部切離工程を行うことができる。
【００２０】
また、剥離材塗布及びグラウト材充填の代わりに球状粒子として砂又は鉄粒子を充填すると更に高炉本体の荷重支持強度が増し、また、剥離材を塗布する必要がないのでグラウト材充填に比べ工程を短縮することができる。充填する球状粒子としては、破壊強度が１ｍｍの粒径で０．１ｋｇ以上の荷重に耐える粒子とすることが好ましい。破壊強度が低いと、球状粒子が塑性変形し・破壊し、結果として、後述する高炉炉底部の水平移動に要する力が大きくなる。球状粒子としては、例えばショットピーニング用に使用される鉄球を用いることができる。なお、ここで言う破壊強度とは、球状粒子１個が破壊する荷重である。
【００２１】
また、球状粒子は、高炉炉底部の下方の切断部に充填可能な大きさである必要があり、現実的には最大直径１０ｍｍ以下の球状又は楕円球状の鉄球を用いる。ただし、球状粒子の直径が小さくなると破壊強度が小さくなり、安価に入手できる鉄球においても、直径が１ｍｍ以下になると、破壊強度が０．１ｋｇよりも小さくなる。一方、球状粒子の最大直径が大きくなると、球状粒子の単位荷重が大きくなり、充填時の球状粒子の流動性が悪化する。従って、球状粒子の最大直径は１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることがより望ましい。
【００２２】
砂又は鉄粒子の充填には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すノズル５９を採用した。この鋼管（ステンレス鋼管であってもよい）からなるノズル５９の内面に耐摩耗性材料６０、例えばレジン系又は珪酸塩系を含むＡｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 を主成分とする耐摩耗性材料を塗布した。これは、ノズル５９内に砂又は鉄粒子を流動させながら切断部に充填するため、ノズルの摩耗が激しく、この摩耗を防ぐのに効果がある。このノズル５９の先部には鋼製の盲蓋６１を有し、その手前にスリット６３があり、この部分から砂又は鉄粒子が吹き出る。また、ノズル５９の下部には散水ノズル６２が設けられ、砂又は鉄粒子の充填と共に散水し、これらの粉体の舞い上がりを防止する。また、砂又は鉄粒子の流動には圧縮空気を使用した。この圧縮空気によりノズル５９内を気体搬送させて切断部に砂又は鉄粒子を充填する。
【００２３】
（炉体切断工程）
水平切断部４９の大半又は全部を切断した後、高炉１０を吹き卸し、高炉本体１３の鉄皮２９の上部及び下部に複数の吊下用ブラケット５２、５３を溶接固定すると共に、炉体櫓１４に複数のセンターホールジャッキ５０、５１を取付け、高炉１０を、吊下用ブラケット５２、５３及びセンターホールジャッキ５０、５１を介して炉体櫓１４に吊下支持する。次いで、高炉本体１３の中間部、すなわち、高炉本体１３の羽口レベルより下側を実質的に水平に所定幅で切断し、上部マンテル３４を、炉底マンテル３５から分離する。このとき、上部マンテル３４は、上側の吊下用ブラケット５２及び上側のセンターホールジャッキ５０によって支持され、炉底マンテル３５を含む高炉炉底部３６は、下側の吊下用ブラケット５３及び下側のセンターホールジャッキ５１によって支持されている。次に、上部マンテル３４及び高炉炉底部３６と、これらに接続する装入設備１９や出銑床５４等との接続を解除し、炉体櫓１４の上部に設けられた装入設備１９等を炉頂アウトリガークレーン１７及び仮設張出デッキ１８を用いて解体撤去する。また、同時に、水平切断部４９の未切断部をワイヤソーで切断する。
【００２４】
（高炉炉底部撤去工程）
センターホールジャッキ５０を用いて上部マンテル３４を吊下した状態で、センターホールジャッキ５１を用いて高炉炉底部３６を上昇させる。高炉炉底部３６は、水平切断部４９に塗布された剥離材の作用により小さな力で簡単に基礎コンクリート１１の下部から離反して上昇することができる。又は、油圧ジャッキにて炉底部を上昇することも可能である。次いで、切断面４７、４８の間、すなわち切断面４８上に滑り部材６４からなる横移動手段を配置する。横移動手段の滑り部材６４は、複数の敷板６５及び敷板６５上を滑動する滑り板６６とする。敷板６５と滑り板６６との間には、グリース等の潤滑剤６７を塗布することが望ましい。また、横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板は、ＳＳ材とＳＵＳ材、ＳＵＳ材とＳＵＳ材、ＳＳ材とＳＳ材のいずれかの組み合わせとする。ここで、横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板との少なくとも一方の内面側がＳＵＳ材であることが望ましい。また、ワイヤソー７４〜７９で切断した隙間に球状粒子を充填する場合には、横移動手段の滑り部材６４に敷板６５を使用せず、滑り板６６のみとしてもよい。
【００２５】
図６にスライド搬送時に、スライド上下面部材を種々に変更した場合の摩擦係数を調査した結果を示す。コンクリート面上をコンクリートを滑らせる場合の摩擦係数０．５８が、鉄板上をグリース潤滑したＳＵＳ材では０．０８〜０．１３迄低減できることがわかる。本発明に係る横移動手段の厚さは、例えば、横移動搬出する対象の高炉炉体重量が４０００ｔｏｎ程であっても、滑り部材厚みは１２ｍｍＳＵＳ滑り板＋２５ｍｍ敷鉄板＝３７ｍｍで済み、例えば空気浮上装置を使用する場合に比べ、１５０ｍｍ程取込空間高さが少なくて済む。
【００２６】
そして、高炉炉底部３６を滑り板６６上に降ろして、図示しないウインチ等を用いて横移動させ、炉体櫓１４外に移動させる。炉体櫓１４外には、例えば、図４に示すような重量物搬送台車５７を配置しておき、高炉炉底部３６を重量物搬送台車５７に固定した後、高炉設備の系外に設けられた図示しない作業ヤードに輸送することができる。このような手順によって、高炉炉底部３６の解体を行うことができる。炉体櫓１４に吊下げられた状態の上部マンテル３４は、例えば、高炉炉底部３６を搬出した後に設置する図示しないレール部材上への下降と、下側部分の切断及び撤去作業を繰り返して解体することができ、また、上部マンテル３４を複数のリング状マンテルに分割し、下側のリング状マンテルから順に系外に搬出することも可能である。
【００２７】
本実施の形態においては、高炉炉底部３６を、敷ビーム１２より下側の基礎コンクリート１１から切断するので、作業の開始を高炉１０の吹き卸し前に行うことができ、高炉の解体作業の工期を短縮することができる。また、円筒状の炉底マンテル３５と円板状の敷ビーム１２を一体的に固着させたまま容器状に形成するので、内部に残銑３３やコークス層３２等の不定形物を有したまま上昇させ、高炉炉底部３６の下部に横移動手段として取り込み空間高さの少ない滑り部材６４を配置するので、高炉炉底部３６の解体撤去を迅速かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る高炉炉底部の解体方法が適用される高炉の部分正断面図である。
【図２】同高炉の平断面図である。
【図３】同高炉及び炉体櫓の正断面図である。
【図４】同高炉及び炉体櫓の正断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、砂又は鉄粒子を充填するノズルの構造を説明する正面図、底面図である。
【図６】スライド搬送時に、スライド上下面部材を種々に変更した場合の摩擦係数を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：高炉、１１：基礎コンクリート、１２：敷ビーム、１３：高炉本体、１４：炉体櫓、１５：排気管、１６：環状管、１７：炉頂アウトリガークレーン、１８：仮設張出デッキ、１９：装入設備、２１：作業デッキ、２２：支柱、２３：Ｈ形鋼、２４：冷却管、２５：グラウト材、２６：炉底板、２８：スタンプ材、２９：鉄皮、３０：ステーブクーラ、３１：炉底煉瓦層、３２：コークス層、３３：残銑、３４：上部マンテル、３５：炉底マンテル、３６：高炉炉底部、４７、４８：切断面、４９：水平切断部、５０、５１：センターホールジャッキ、５２、５３：吊下用ブラケット、５４：出銑床、５６：グラウト材、５７：重量物搬送台車、５８：台車、５９：ノズル、６０：耐摩耗性材料、６１：盲蓋、６２：散水ノズル、６３：スリット 、６４：滑り部材、６５：敷板、６６：滑り板、６７：潤滑剤、６８〜７３：切断区分、７４〜７９：ワイヤソー、８０〜９１：境界
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉改修における高炉炉体の撤去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉炉体の撤去方法については、例えば、特許文献１に提案されているものがあった。この特許文献１には、高炉本体の下部に設けられている敷ビームより下側の基礎コンクリートに予め複数の切断区分に分割された水平切断部を計画し、高炉本体が直立状態を維持するようにしてそれぞれの切断区分をワイヤソーで切断し、ワイヤソーで切断した部分には、剥離性を確保してグラウト材、或いは、砂又は鉄粒子を充填するので、敷ビームによる高炉の冷却を、切断中にも継続して行うことができ、高炉の操業中に解体作業を開始することができる技術が開示されている。また、この方法は一体的に接合した前記敷ビーム及び炉底マンテルからなる高炉炉底部を上昇させ、該高炉炉底部と前記基礎コンクリートの下部とを離反させ、その間に横移動手段を配置し、前記高炉炉底部を前記横移動手段上に降ろして横移動させるので、不定形の状態で固化する高炉炉底部内の残渣の量や、残渣が固化したときの形状によらずに作業手順を画一化することができると提案している。
【特許文献１】特開２００２−３３９００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の高炉炉体の撤去方法は、横移動手段として、レール部材、台車、ころ、又は空気式浮上装置等を想定している。これらの横移動手段は、高炉炉底部の移動抵抗を減らすことは可能である。しかしながら、これらの横移動手段を配置するには、移動させる予定の高炉炉体の撓み＋横移動手段の高さ＋余裕代分の空間を確保する必要がある。この空間を確保するために、高炉炉底部を含む炉体を上昇させる際には、上部の高炉炉体は吊下支持されたままであるので、搬出部と上部の高炉炉体との中間部を上昇代以上の幅で切断しておく必要がある。すなわち、搬出部の上昇代が大きいとそれだけ、中間部を切断除去する作業負荷が大きくなる。また、ワイヤソーにて切断する高炉炉底のコンクリート切断面は、時に剥落したり、一部が剥落しきれずに高炉炉底にくっついていたり、高炉炉底部のたわみが一部で大きかったりして、計画していた空間が確保できなくなることがある。すなわち、横移動手段は、高炉炉底からコンクリート片が垂れ下がっていたり、切断面にコンクリート切断片が剥落していたりしても設置可能で、簡素な形状である必要がある。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、横移動手段用の取込空間を最小として、高炉の解体作業を短期間で確実に行うことができる高炉炉体の撤去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係る高炉炉体の撤去方法は、高炉炉体の撤去しようとする範囲の上方を切り離し、撤去しようとする範囲の下方の基礎コンクリートあるいはベースグラウトをワイヤソーで切断し、一体的に接合した敷ビーム及び炉底マンテルからなる高炉炉体を上昇させ、その間に横移動手段を配置し、前記高炉炉体を前記横移動手段上に降ろして横移動させ、炉体櫓外に移動させる高炉炉体の撤去方法において、横移動手段を滑り部材とする。
【０００６】
横移動手段の滑り部材は、敷板と、滑り板と、前記敷板と前記滑り板との間に塗布する潤滑剤とにより構成されることが望ましい。
【０００７】
また、横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板が、ＳＳ材とＳＵＳ材、ＳＵＳ材とＳＵＳ材、ＳＳ材とＳＳ材のいずれかの組み合わせであることが望ましい。横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板との少なくとも一方の内面側がＳＵＳ材であることがより望ましい。
【０００８】
また、ワイヤソーで切断した隙間に球状粒子を充填し、横移動手段の滑り部材を滑り板のみとすることもできる。
【０００９】
さらに、ワイヤソーで切断した隙間に球状粒子を充填する場合、球状粒子は、最大直径１０ｍｍ以下の球状あるいは楕円球状の鉄球であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
横移動手段を滑り板のみ、あるいは敷板と滑り板と前記敷板と前記滑り板との間に塗布する潤滑剤とにより構成される滑り部材としたので、横移動手段用の取込空間を最小にできる。例えば、ワイヤソーにて切断する高炉炉底のコンクリート切断面が、時に剥落したり、一部が剥落しきれずに高炉炉底にくっついていたり、高炉炉底部のたわみが一部で大きかったりしても、僅かな横移動手段用の取込空間が確保できれば、高炉の解体作業を短期間で確実に行うことができる。
【００１１】
また、高炉炉体を、横移動手段を介して横移動させるので、不定形の状態で固化する高炉炉底部内の残渣の量や、残渣が固化したときの形状によらずに作業手順を画一化することができ、簡単に短時間で炉体櫓外に横移動させることができるので、高炉の改修を含む解体作業を短期に終了することができることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施の形態に係る高炉炉底部の解体方法が適用される高炉１０について説明する。高炉１０は、基礎コンクリート１１と、基礎コンクリート１１上に設けられた敷ビーム１２と、敷ビーム１２上に設けられた高炉本体１３を有している。また、高炉１０の上部には、複数の排気管１５が設けられている。高炉１０及び排気管１５は、高炉１０の周囲の４カ所に立設する支柱２２を所定位置で接続した炉体櫓１４に支持されており、炉体櫓１４の下部には高炉１０を囲繞する環状管１６が支持されている。また、炉体櫓１４の上端部には、炉頂アウトリガークレーン１７が設けられ、炉体櫓１４の中間部に設けられた仮設張出デッキ１８と共に、高炉１０の上部に設けられた装入設備１９等の保守、解体作業を行うことができる。また、炉体櫓１４内の仮設張出デッキ１８と実質的に同じレベルには、作業デッキ２１が配置され、作業デッキ２１には、高炉本体１３を支持可能な複数台のセンターホールジャッキ５０等の吊下手段を取付けることができる。以下、詳しく説明する。
【００１３】
まず、敷ビーム１２について説明する。図１に示すように、基礎コンクリート１１上に設けられた敷ビーム１２は、並べて配置された多数のＨ形鋼２３と、隣接するＨ形鋼２３の間に設けられ内部に冷却水を通過させる冷却管２４と、多数のＨ形鋼２３の上部に設けられ平面視して円状の炉底板２６を有している。また、冷却管２４の下側にはグラウト材２５が注入されて固化され、冷却管２４の上側には、スタンプ材２８が炉底板２６の上側から図示しない注入口を介して注入され固化されている。高温になる敷ビーム１２の上側は、冷却管２４及びスタンプ材２８の伝熱効果により効率よく冷却され、敷ビーム１２の下側の基礎コンクリート１１は、グラウト材２５の断熱効果によって、温度上昇が制限されている。
【００１４】
次に、高炉本体１３について説明する。高炉本体１３は、筒状に形成され、炉底板２６の上部に溶接されて立設している。高炉本体１３の外側は鉄皮２９で覆われ、その内側には、多数のステーブクーラ３０が配置されている。また、高炉本体１３の内側下部には、耐火物からなる炉底煉瓦層３１が形成されている。高炉１０の吹き卸し後には、炉底煉瓦層３１の一部が溶損してコークス層３２と一体になって固化しており、また、コークス層３２の下側には、冷却凝固した残銑３３が残っている。高炉本体１３は、中間部を実質的に水平に切断され、切断部分より上側に形成された上部マンテル３４と、切断部分より下側に形成され残存煉瓦及び残銑３３を内蔵する炉底マンテル３５とに分離される。なお、本明細書中においては、一体的に接合した敷ビーム１２及び炉底マンテル３５を高炉炉底部３６として説明する。
【００１５】
次に、高炉炉底部３６の解体方法の手順について説明する。
【００１６】
（炉底部切離工程）
まず、高炉本体１３の下部に設けられている敷ビーム１２より下側の基礎コンクリート１１に予め６つの切断区分６８〜７３に分割された水平切断部４９を計画する。図２に示すように、撤去しようとする高炉炉底部下方の基礎コンクリート（あるいはベ−スグラウト）１１をワイヤソー７４〜７９で切断する範囲を、高炉炉底部を水平移動する方向（図２において左右方向）と平行な複数の切断区分６８〜７３に分割する。その分割幅は、４００ｍｍ以上で５０００ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１７】
各切断区分６８〜７３の境界８０〜９１は、図示しない穿孔機を用いて側方から行われるボーリング加工によって分離され、穿孔が施された隣接する境界８０・８１、境界８２・８３、境界８４・８５、境界８６・８７、境界８８・８９及び境界９０・９１には、それぞれワイヤソー７４〜７９が挿通される。ワイヤソー７４〜７９によって切断区分６８〜７３は、例えば、上下に５〜２０ｍｍの幅で切断することができる。
【００１８】
各切断区分６８〜７３での切断要領は同じなので、ワイヤソー７４によって、切断区分６８を切断する場合を例に説明する。ワイヤソー７４によって、切断するときの切断範囲は、高炉本体１３の荷重によって敷きビーム１２が屈曲せず、また、切断部分にひび割れ等が発生しない程度にする。次に、切断した部分にフレキシブルホースを挿入し、上下の切断面４７、４８の双方に液状の剥離材を塗布する。次に、ワイヤソー７４で切断した部分、すなわち切断面４７、４８の間にグラウト材５６を充填する。グラウト材５６が固化（硬化）する前には、高炉本体１３の荷重は、ワイヤソー７４で切断した部分以外の未切断部分に加わるが、充填されたグラウト材５６が硬化すると、硬化したグラウト材５６で高炉本体１３の荷重を支持することができる。
【００１９】
このようにして、部分切断、剥離材塗布、グラウト材５６の注入及び硬化を繰り返し行い、切断区分６８を完全に切断し、その後、同様の手順で切断区分６９〜７３を切断することによって、水平切断部４９を切断し、高炉本体１３の荷重を全て板状に配置され固化したグラウト材５６で受ける。敷ビーム１２より下側を切断するので、敷ビーム１２内に配置された冷却管２４による高炉本体１３の冷却を継続して行うことができる。すなわち、高炉１０の操業中においても炉底部切離工程を行うことができる。
【００２０】
また、剥離材塗布及びグラウト材充填の代わりに球状粒子として砂又は鉄粒子を充填すると更に高炉本体の荷重支持強度が増し、また、剥離材を塗布する必要がないのでグラウト材充填に比べ工程を短縮することができる。充填する球状粒子としては、破壊強度が１ｍｍの粒径で０．１ｋｇ以上の荷重に耐える粒子とすることが好ましい。破壊強度が低いと、球状粒子が塑性変形し・破壊し、結果として、後述する高炉炉底部の水平移動に要する力が大きくなる。球状粒子としては、例えばショットピーニング用に使用される鉄球を用いることができる。なお、ここで言う破壊強度とは、球状粒子１個が破壊する荷重である。
【００２１】
また、球状粒子は、高炉炉底部の下方の切断部に充填可能な大きさである必要があり、現実的には最大直径１０ｍｍ以下の球状又は楕円球状の鉄球を用いる。ただし、球状粒子の直径が小さくなると破壊強度が小さくなり、安価に入手できる鉄球においても、直径が１ｍｍ以下になると、破壊強度が０．１ｋｇよりも小さくなる。一方、球状粒子の最大直径が大きくなると、球状粒子の単位荷重が大きくなり、充填時の球状粒子の流動性が悪化する。従って、球状粒子の最大直径は１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることがより望ましい。
【００２２】
砂又は鉄粒子の充填には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すノズル５９を採用した。この鋼管（ステンレス鋼管であってもよい）からなるノズル５９の内面に耐摩耗性材料６０、例えばレジン系又は珪酸塩系を含むＡｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 を主成分とする耐摩耗性材料を塗布した。これは、ノズル５９内に砂又は鉄粒子を流動させながら切断部に充填するため、ノズルの摩耗が激しく、この摩耗を防ぐのに効果がある。このノズル５９の先部には鋼製の盲蓋６１を有し、その手前にスリット６３があり、この部分から砂又は鉄粒子が吹き出る。また、ノズル５９の下部には散水ノズル６２が設けられ、砂又は鉄粒子の充填と共に散水し、これらの粉体の舞い上がりを防止する。また、砂又は鉄粒子の流動には圧縮空気を使用した。この圧縮空気によりノズル５９内を気体搬送させて切断部に砂又は鉄粒子を充填する。
【００２３】
（炉体切断工程）
水平切断部４９の大半又は全部を切断した後、高炉１０を吹き卸し、高炉本体１３の鉄皮２９の上部及び下部に複数の吊下用ブラケット５２、５３を溶接固定すると共に、炉体櫓１４に複数のセンターホールジャッキ５０、５１を取付け、高炉１０を、吊下用ブラケット５２、５３及びセンターホールジャッキ５０、５１を介して炉体櫓１４に吊下支持する。次いで、高炉本体１３の中間部、すなわち、高炉本体１３の羽口レベルより下側を実質的に水平に所定幅で切断し、上部マンテル３４を、炉底マンテル３５から分離する。このとき、上部マンテル３４は、上側の吊下用ブラケット５２及び上側のセンターホールジャッキ５０によって支持され、炉底マンテル３５を含む高炉炉底部３６は、下側の吊下用ブラケット５３及び下側のセンターホールジャッキ５１によって支持されている。次に、上部マンテル３４及び高炉炉底部３６と、これらに接続する装入設備１９や出銑床５４等との接続を解除し、炉体櫓１４の上部に設けられた装入設備１９等を炉頂アウトリガークレーン１７及び仮設張出デッキ１８を用いて解体撤去する。また、同時に、水平切断部４９の未切断部をワイヤソーで切断する。
【００２４】
（高炉炉底部撤去工程）
センターホールジャッキ５０を用いて上部マンテル３４を吊下した状態で、センターホールジャッキ５１を用いて高炉炉底部３６を上昇させる。高炉炉底部３６は、水平切断部４９に塗布された剥離材の作用により小さな力で簡単に基礎コンクリート１１の下部から離反して上昇することができる。又は、油圧ジャッキにて炉底部を上昇することも可能である。次いで、切断面４７、４８の間、すなわち切断面４８上に滑り部材６４からなる横移動手段を配置する。横移動手段の滑り部材６４は、複数の敷板６５及び敷板６５上を滑動する滑り板６６とする。敷板６５と滑り板６６との間には、グリース等の潤滑剤６７を塗布することが望ましい。また、横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板は、ＳＳ材とＳＵＳ材、ＳＵＳ材とＳＵＳ材、ＳＳ材とＳＳ材のいずれかの組み合わせとする。ここで、横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板との少なくとも一方の内面側がＳＵＳ材であることが望ましい。また、ワイヤソー７４〜７９で切断した隙間に球状粒子を充填する場合には、横移動手段の滑り部材６４に敷板６５を使用せず、滑り板６６のみとしてもよい。
【００２５】
図６にスライド搬送時に、スライド上下面部材を種々に変更した場合の摩擦係数を調査した結果を示す。コンクリート面上をコンクリートを滑らせる場合の摩擦係数０．５８が、鉄板上をグリース潤滑したＳＵＳ材では０．０８〜０．１３迄低減できることがわかる。本発明に係る横移動手段の厚さは、例えば、横移動搬出する対象の高炉炉体重量が４０００ｔｏｎ程であっても、滑り部材厚みは１２ｍｍＳＵＳ滑り板＋２５ｍｍ敷鉄板＝３７ｍｍで済み、例えば空気浮上装置を使用する場合に比べ、１５０ｍｍ程取込空間高さが少なくて済む。
【００２６】
そして、高炉炉底部３６を滑り板６６上に降ろして、図示しないウインチ等を用いて横移動させ、炉体櫓１４外に移動させる。炉体櫓１４外には、例えば、図４に示すような重量物搬送台車５７を配置しておき、高炉炉底部３６を重量物搬送台車５７に固定した後、高炉設備の系外に設けられた図示しない作業ヤードに輸送することができる。このような手順によって、高炉炉底部３６の解体を行うことができる。炉体櫓１４に吊下げられた状態の上部マンテル３４は、例えば、高炉炉底部３６を搬出した後に設置する図示しないレール部材上への下降と、下側部分の切断及び撤去作業を繰り返して解体することができ、また、上部マンテル３４を複数のリング状マンテルに分割し、下側のリング状マンテルから順に系外に搬出することも可能である。
【００２７】
本実施の形態においては、高炉炉底部３６を、敷ビーム１２より下側の基礎コンクリート１１から切断するので、作業の開始を高炉１０の吹き卸し前に行うことができ、高炉の解体作業の工期を短縮することができる。また、円筒状の炉底マンテル３５と円板状の敷ビーム１２を一体的に固着させたまま容器状に形成するので、内部に残銑３３やコークス層３２等の不定形物を有したまま上昇させ、高炉炉底部３６の下部に横移動手段として取り込み空間高さの少ない滑り部材６４を配置するので、高炉炉底部３６の解体撤去を迅速かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る高炉炉底部の解体方法が適用される高炉の部分正断面図である。
【図２】同高炉の平断面図である。
【図３】同高炉及び炉体櫓の正断面図である。
【図４】同高炉及び炉体櫓の正断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、砂又は鉄粒子を充填するノズルの構造を説明する正面図、底面図である。
【図６】スライド搬送時に、スライド上下面部材を種々に変更した場合の摩擦係数を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：高炉、１１：基礎コンクリート、１２：敷ビーム、１３：高炉本体、１４：炉体櫓、１５：排気管、１６：環状管、１７：炉頂アウトリガークレーン、１８：仮設張出デッキ、１９：装入設備、２１：作業デッキ、２２：支柱、２３：Ｈ形鋼、２４：冷却管、２５：グラウト材、２６：炉底板、２８：スタンプ材、２９：鉄皮、３０：ステーブクーラ、３１：炉底煉瓦層、３２：コークス層、３３：残銑、３４：上部マンテル、３５：炉底マンテル、３６：高炉炉底部、４７、４８：切断面、４９：水平切断部、５０、５１：センターホールジャッキ、５２、５３：吊下用ブラケット、５４：出銑床、５６：グラウト材、５７：重量物搬送台車、５８：台車、５９：ノズル、６０：耐摩耗性材料、６１：盲蓋、６２：散水ノズル、６３：スリット 、６４：滑り部材、６５：敷板、６６：滑り板、６７：潤滑剤、６８〜７３：切断区分、７４〜７９：ワイヤソー、８０〜９１：境界
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉体の撤去しようとする範囲の上方を切り離し、撤去しようとする範囲の下方の基礎コンクリートあるいはベースグラウトをワイヤソーで切断し、一体的に接合した敷ビーム及び炉底マンテルからなる高炉炉体を上昇させ、その間に横移動手段を配置し、前記高炉炉体を前記横移動手段上に降ろして横移動させ、炉体櫓外に移動させる高炉炉体の撤去方法において、横移動手段を滑り部材とすることを特徴とする高炉炉体の撤去方法。
【請求項２】
横移動手段の滑り部材が、敷板と、滑り板と、前記敷板と前記滑り板との間に塗布する潤滑剤とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の高炉炉体の撤去方法。
【請求項３】
横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板が、ＳＳ材とＳＵＳ材、ＳＵＳ材とＳＵＳ材、ＳＳ材とＳＳ材のいずれかの組み合わせであることを特徴とする請求項２記載の高炉炉体の撤去方法。
【請求項４】
ワイヤソーで切断した隙間に球状粒子を充填し、横移動手段の滑り部材を滑り板のみとすることを特徴とする請求項１記載の高炉炉体の撤去方法。
【請求項５】
ワイヤソーで切断した隙間に充填する球状粒子が、最大直径１０ｍｍ以下の球状あるいは楕円球状の鉄球であることを特徴とする請求項４記載の高炉炉体の撤去方法。
【請求項１】
高炉炉体の撤去しようとする範囲の上方を切り離し、撤去しようとする範囲の下方の基礎コンクリートあるいはベースグラウトをワイヤソーで切断し、一体的に接合した敷ビーム及び炉底マンテルからなる高炉炉体を上昇させ、その間に横移動手段を配置し、前記高炉炉体を前記横移動手段上に降ろして横移動させ、炉体櫓外に移動させる高炉炉体の撤去方法において、横移動手段を滑り部材とすることを特徴とする高炉炉体の撤去方法。
【請求項２】
横移動手段の滑り部材が、敷板と、滑り板と、前記敷板と前記滑り板との間に塗布する潤滑剤とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の高炉炉体の撤去方法。
【請求項３】
横移動手段の滑り部材の敷板と滑り板が、ＳＳ材とＳＵＳ材、ＳＵＳ材とＳＵＳ材、ＳＳ材とＳＳ材のいずれかの組み合わせであることを特徴とする請求項２記載の高炉炉体の撤去方法。
【請求項４】
ワイヤソーで切断した隙間に球状粒子を充填し、横移動手段の滑り部材を滑り板のみとすることを特徴とする請求項１記載の高炉炉体の撤去方法。
【請求項５】
ワイヤソーで切断した隙間に充填する球状粒子が、最大直径１０ｍｍ以下の球状あるいは楕円球状の鉄球であることを特徴とする請求項４記載の高炉炉体の撤去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２８３１８３（Ｐ２００６−２８３１８３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０８７８０（Ｐ２００５−１０８７８０）
【出願日】平成１７年４月５日（２００５．４．５）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月５日（２００５．４．５）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
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