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技術 チェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法

出願人 日鉄エンジニアリング株式会社
発明者 山本健大冨崎真相部岳暁
出願日 2016年7月7日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-135321
公開日 2018年1月11日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2018-003134
状態 特許登録済
技術分野 溶鉱炉
主要キーワード サポートスタンド 差込み量 抜止めプレート 下端部材 耐熱コンクリート 閉塞箇所 各柱部材 改造工事
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月11日)のものです。
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図面 (9)

課題

チェッカー煉瓦蓄熱量を増やすことができ、ランニングコストを削減できるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法を提供すること。

解決手段

追加柱50は、熱風炉のチェッカー煉瓦を受ける格子金物20と炉底面21との間に設置されるものであって、柱本体51と、天端金物52と、金物53とを備える。天端金物52は、柱本体51上に配置されて格子金物20に当接する。楔金物53は、柱本体51と天端金物52との間に打ち込まれる。楔金物53は、柱本体51および天端金物52のうちの少なくとも一方に当接する面は、水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成される。

概要

背景

従来、製銑用高炉熱風を供給するための設備として、熱風炉が用いられている。
熱風炉は、高炉1基につき複数(3〜5基)が設置され、このうちのいずれかの熱風炉にて蓄熱を行うとともに、他の熱風炉にて高炉への熱風供給を行うことで、高炉に絶え間なく熱風を供給できるようになっている。
熱風炉は、燃焼室蓄熱室とを備え、蓄熱室内には、蓄熱用のチェッカー煉瓦が積層される。熱風炉の底面には、チェッカー煉瓦を支持するためのチェッカー煉瓦受け金物が設置され、熱風炉の下部側面には、チェッカー煉瓦受け金物よりも下の空間に連通するようにダクトが接続される。

チェッカー煉瓦受け金物の一例として、熱風炉の底面に支柱サポートスタンド)を立て、この支柱で水平梁グレートガーダー)を支持し、この水平梁の上面側に格子金物を張って形成されるものが知られている(特許文献1参照)。チェッカー煉瓦は、格子金物の上面側で受けられる。格子金物には、チェッカー煉瓦の貫通孔と同様の開孔が設けられる。格子金物の下面と熱風炉の底面との間には、通気空間が形成される。通気空間は、前述したダクトに連通される。これにより、チェッカー煉瓦、格子金物、通気空間およびダクトに通気可能に構成される。

熱風炉に蓄熱する際、チェッカー煉瓦を加熱した熱風は、最下段のチェッカー煉瓦の貫通孔から下向きに噴出し、通気空間で集合したのち、ダクトから外部へと排出される。
高炉に熱風を供給する際、ダクトから外気が通気空間に導入され、ここからチェッカー煉瓦の各貫通孔へと分配され、チェッカー煉瓦を通る間に加熱され、熱風として高炉へ送り出される。

ところで、熱風炉から熱風が供給される高炉においては、鉄鉱石還元材および溶融のための熱源としてコークスが必要となる。熱風炉からの熱風温度高温化することでコークス消費量を削減することが可能であり、ランニングコストの削減につながるため、熱風炉から高炉へ供給される熱風を高温化することが望ましい。

概要

チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やすことができ、ランニングコストを削減できるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法を提供すること。追加柱50は、熱風炉のチェッカー煉瓦を受ける格子金物20と炉底面21との間に設置されるものであって、柱本体51と、天端金物52と、金物53とを備える。天端金物52は、柱本体51上に配置されて格子金物20に当接する。楔金物53は、柱本体51と天端金物52との間に打ち込まれる。楔金物53は、柱本体51および天端金物52のうちの少なくとも一方に当接する面は、水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成される。

目的

本発明の目的は、チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やして高温化に対応することができ、ランニングコストを削減できるとともに、工期の短縮が図れるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

熱風炉チェッカー煉瓦を受ける格子金物炉底面との間に設置される追加柱であって、高さ方向に積み上げられる複数の柱部材を備えた柱本体と、前記柱本体上に配置されて前記格子金物に当接する天端金物と、前記柱本体と前記天端金物との間、前記柱本体の途中、または前記柱本体と前記炉底面との間に設置された高さ調整機構と、を備え、前記天端金物は、前記格子金物の通気孔に対応した位置に配置され、当該通気孔からのガスを当該天端金物の側面へ通気するスリットを有することを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項2

請求項1に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記複数の柱部材は、相互に凹凸嵌合可能であることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項3

請求項1または請求項2に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記高さ調整機構は、前記炉底面に立設されて前記柱本体に当接可能なジャッキボルトと、前記柱本体と前記炉底面との間に打ち込まれた金物と、を有することを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項4

請求項1または請求項2に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記高さ調整機構は、前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込まれる楔金物を備え、前記楔金物は、前記柱本体および前記天端金物のうちの少なくも一方に当接する面は、水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成されることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項5

請求項4に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記楔金物の傾斜面は、水平方向に対して0度よりも大きく10度よりも小さい傾斜角度に設定されることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項6

請求項4または請求項5に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止するストッパー部材を備えることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項7

請求項6に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記ストッパー部材は、楔形状に形成され、前記楔金物には、前記ストッパー部材が楔打込み方向に交差する方向に差し込まれる貫通孔が形成されることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項8

請求項6または請求項7に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記柱本体および前記天端金物に固定され、かつ、前記ストッパー部材に当接して当該ストッパー部材を抜け止めする抜止部材を備えることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱。

請求項9

チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、前記格子金物を受ける複数の支柱と、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備えることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物。

請求項10

請求項9に記載のチェッカー煉瓦受け金物において、前記追加柱は、前記複数の支柱間に間隔を隔てて配置されることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物。

請求項11

チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、前記格子金物を受ける複数の支柱と、請求項3から請求項8のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備え、前記追加柱は、複数隣接して配置され、隣接配置される前記複数の追加柱のうちの一つの追加柱は、前記複数の追加柱のうちの他の複数の追加柱に対して中央に位置し、前記他の複数の追加柱における前記楔金物の楔打込み方向は、当該他の複数の追加柱のそれぞれから前記中央に位置する一つの追加柱に向かう方向に沿って設定されることを特徴とするチェッカー煉瓦受け金物。

請求項12

請求項4から請求項8のいずれか一項に記載のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱をチェッカー煉瓦受け金物に増設する柱増設方法であって、前記追加柱の柱本体を熱風炉の炉底面に立設し、前記追加柱の楔金物を前記柱本体に載置し、前記天端金物を前記楔金物に載置し、前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込んで柱高さ寸法を調整することを特徴とする柱増設方法。

請求項13

請求項12に記載の柱増設方法において、前記柱本体は、複数の柱部材によって構成され、前記複数の柱部材を高さ方向に積み上げて前記柱本体を立設することを特徴とする柱増設方法。

請求項14

請求項12または請求項13に記載の柱増設方法において、一つの前記追加柱を設置し、前記追加柱の周囲に他の複数の追加柱を隣接配置して設置する場合、前記他の複数の追加柱における楔金物は、前記他の複数の追加柱から当該他の複数の追加柱に対して中央に位置する一つの前記追加柱に向かう楔打込み方向に打ち込むことを特徴とする柱増設方法。

請求項15

請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の柱増設方法において、前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込み、ストッパー部材によって前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止することを特徴とする柱増設方法。

技術分野

0001

本発明は、熱風炉蓄熱室内チェッカー煉瓦支えるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法に関する。

背景技術

0002

従来、製銑用高炉熱風を供給するための設備として、熱風炉が用いられている。
熱風炉は、高炉1基につき複数(3〜5基)が設置され、このうちのいずれかの熱風炉にて蓄熱を行うとともに、他の熱風炉にて高炉への熱風供給を行うことで、高炉に絶え間なく熱風を供給できるようになっている。
熱風炉は、燃焼室蓄熱室とを備え、蓄熱室内には、蓄熱用のチェッカー煉瓦が積層される。熱風炉の底面には、チェッカー煉瓦を支持するためのチェッカー煉瓦受け金物が設置され、熱風炉の下部側面には、チェッカー煉瓦受け金物よりも下の空間に連通するようにダクトが接続される。

0003

チェッカー煉瓦受け金物の一例として、熱風炉の底面に支柱サポートスタンド)を立て、この支柱で水平梁グレートガーダー)を支持し、この水平梁の上面側に格子金物を張って形成されるものが知られている(特許文献1参照)。チェッカー煉瓦は、格子金物の上面側で受けられる。格子金物には、チェッカー煉瓦の貫通孔と同様の開孔が設けられる。格子金物の下面と熱風炉の底面との間には、通気空間が形成される。通気空間は、前述したダクトに連通される。これにより、チェッカー煉瓦、格子金物、通気空間およびダクトに通気可能に構成される。

0004

熱風炉に蓄熱する際、チェッカー煉瓦を加熱した熱風は、最下段のチェッカー煉瓦の貫通孔から下向きに噴出し、通気空間で集合したのち、ダクトから外部へと排出される。
高炉に熱風を供給する際、ダクトから外気が通気空間に導入され、ここからチェッカー煉瓦の各貫通孔へと分配され、チェッカー煉瓦を通る間に加熱され、熱風として高炉へ送り出される。

0005

ところで、熱風炉から熱風が供給される高炉においては、鉄鉱石還元材および溶融のための熱源としてコークスが必要となる。熱風炉からの熱風温度高温化することでコークス消費量を削減することが可能であり、ランニングコストの削減につながるため、熱風炉から高炉へ供給される熱風を高温化することが望ましい。

先行技術

0006

特開昭51−20004号公報

発明が解決しようとする課題

0007

前述したように、熱風炉から高炉へ供給される熱風を、十分な熱量を有する高温の熱風とするためには、熱風炉のチェッカー煉瓦に蓄熱される熱量(蓄熱量)を大きくし、チェッカー煉瓦の温度とくに底面温度を高めることが必要である。
しかし、前述したチェッカー煉瓦受け金物が耐熱温度以上になると、チェッカー煉瓦受け金物が破損し、チェッカー煉瓦が崩落して熱風炉操業が停止するおそれがある。このため、熱風炉炉底部雰囲気温度を決定する熱風炉排ガス温度の上限値はチェッカー煉瓦受け金物の耐熱温度によって決定される。

0008

従って、高炉に熱風を供給する際、蓄熱時の加熱用の熱風が、チェッカー煉瓦受け金物部分の耐熱温度以下に制約されることとなって、チェッカー煉瓦の蓄熱エネルギーの上限が制限される。結果として、高炉へ供給される熱風をさらに高温とすることができない。
ここで、既設の熱風炉のチェッカー煉瓦受け金物を、より耐熱温度が高いチェッカー煉瓦受け金物に取り替えることによって、チェッカー煉瓦の蓄熱エネルギーの上限を引き上げることが考えられる。
しかし、チェッカー煉瓦受け金物を取り替えるためには、チェッカー煉瓦を含む大規模な取替・改造工事をする必要がある。この工事を行うと、1年以上等の長期の操業停止期間が必要となり高炉生産量が低下することとなる。

0009

別の高温化対応として、格子金物を支える支柱を増設することが考えられる。支柱を増設できれば、チェッカー煉瓦受け金物の強度を向上でき、耐熱温度の向上が図れる。
しかし、後付する支柱の高さ寸法を調整することは困難であり、高さ寸法を調整できないと、炉底面から格子金物の下面までの高さ寸法に対応させることできない。従って、格子金物を適切に支えることが困難である。

0010

本発明の目的は、チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やして高温化に対応することができ、ランニングコストを削減できるとともに、工期の短縮が図れるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱は、熱風炉のチェッカー煉瓦を受ける格子金物と炉底面との間に設置される追加柱であって、高さ方向に積み上げられる複数の柱部材を備えた柱本体と、前記柱本体上に配置されて前記格子金物に当接する天端金物と、前記柱本体と前記天端金物との間、前記柱本体の途中、または前記柱本体と前記炉底面との間に設置された高さ調整機構と、を備え、前記天端金物は、前記格子金物の通気孔に対応した位置に配置され、当該通気孔からのガスを当該天端金物の側面へ通気するスリットを有することを特徴とする。

0012

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱によれば、次の手順にて追加柱をチェッカー煉瓦受け金物に増設できる。
先ず、柱本体を炉底面に立設し、この柱本体に天端金物を載置する。この際、天端金物との間、柱本体の間、または柱本体と炉底面との間に高さ調整機構を設置しておく。この高さ調整機構により、熱風炉の炉底面から格子金物の下面までの高さ寸法に対応して追加柱の柱高さ寸法を調整でき、天端金物を格子金物に当接させ、格子金物をしっかりと支えることができる。
このように追加柱を増設できるので、チェッカー煉瓦受け金物を取り替える大規模な取替・改造工事を行う必要がなく、長期の操業停止期間を不要として高炉生産量の低下を抑えることができる。
また、チェッカー煉瓦受け金物の強度を高めて耐熱温度を向上でき、チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やすことができる。さらに、蓄熱量を増やすことで、熱風炉から高炉への熱風を高温化でき、コークスを減らすことができ、ランニングコストを削減できる。

0013

本発明においては、柱本体を当該柱本体全体に対して小さく複数の柱部材に分割でき、各柱部材を個別に運ぶことができる。従って、例えば、格子金物と炉底面との間の通気空間に通じる開口が、柱本体全体を一度に搬入できない程に狭く形成されていても、複数の柱部材を個別に開口から通気空間に搬入できる。また、柱本体全体に比べ、柱部材単体は小型であって軽量であるので、人手等による搬入が容易である。
本発明においては、格子金物の下面に当接する天端金物にスリットが形成されるため、格子金物の通気孔の閉塞箇所を減らすことができる。これにより、天端金物によって阻害されるガス流れを減少できる。
なお、本発明のチェッカー煉瓦受け金物は、例えば、格子金物と、格子金物を受けるガーダーと、ガーダーを受ける支柱とを備える。追加柱は、前記支柱に対して追加設置されるものであり、支柱の間に間隔を隔てて配置される。

0014

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記複数の柱部材は、相互に凹凸嵌合可能であることが好ましい。
このような構成によれば、複数の柱部材を積み上げる際に、各柱部材同士を凹凸嵌合することで、柱部材相互の位置決めを簡単に行うことができる。これにより、追加柱の立設作業が容易となり、作業時間を短縮できる。

0015

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱において、前記高さ調整機構は、前記炉底面に立設されて前記柱本体に当接可能なジャッキボルトと、前記柱本体と前記炉底面との間に打ち込まれた金物と、を有することが好ましい。

0016

前記高さ調整機構は、前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込まれる楔金物を備え、前記楔金物は、前記柱本体および前記天端金物のうちの少なくも一方に当接する面は、水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成されることが好ましい。

0017

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記楔金物の傾斜面は、水平方向に対して0度よりも大きく10度よりも小さい傾斜角度に設定されることが好ましい。
このような構成によれば、傾斜面が前述した通りに緩やかな傾斜角度に設定される。このため、楔金物が柱本体と天端金物との間に配置され、まだ打込まれていない状態であっても、楔金物や天端金物の位置ずれを抑制でき、柱増設作業を容易に行うことができる。

0018

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止するストッパー部材を備えることが好ましい。
このような構成によれば、楔金物の打込みによる柱高さ寸法の調整後、ストッパー部材によって楔金物を係止することで、楔金物の位置ズレを抑制できる。

0019

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記ストッパー部材は、楔形状に形成され、前記楔金物には、前記ストッパー部材が楔打込み方向に交差する方向に差し込まれる貫通孔が形成されることが好ましい。
このような構成によれば、楔金物の貫通孔に対するストッパー部材の差込み量を調整することで、楔金物の楔打込み量に応じて、楔金物を柱本体および天端金物に係止できる。

0020

本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱では、前記柱本体および前記天端金物に固定され、かつ、前記ストッパー部材に当接して当該ストッパー部材を抜け止めする抜止部材を備えることが好ましい。
このような構成によれば、抜止部材によってストッパー部材を抜止めすることによって、楔金物の楔打込み状態を、より確実に保持できる。

0021

本発明のチェッカー煉瓦受け金物は、チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、前記格子金物を受ける複数の支柱と、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備えることを特徴とする。

0022

本発明のチェッカー煉瓦受け金物によれば、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱と同様の作用効果を発揮できるチェッカー煉瓦受け金物を構成できる。

0023

本発明のチェッカー煉瓦受け金物では、前記追加柱は、前記複数の支柱間に間隔を隔てて配置されることが好ましい。
このような構成によれば、複数の支柱と追加柱とによって格子金物を支持する間隔を短くできる。このため、チェッカー煉瓦受け金物に発生する応力緩和でき、耐熱強度を効率的に向上できる。

0024

本発明のチェッカー煉瓦受け金物では、チェッカー煉瓦を受ける格子金物と、前記格子金物を受ける複数の支柱と、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱とを備え、前記追加柱は、複数隣接して配置され、隣接配置される前記複数の追加柱のうちの一つの追加柱は、前記複数の追加柱のうちの他の複数の追加柱に対して中央に位置し、前記他の複数の追加柱における前記楔金物の楔打込み方向は、当該他の複数の追加柱のそれぞれから前記中央に位置する一つの追加柱に向かう方向に沿って設定されることが好ましい。
このような構成によれば、他の複数の追加柱において楔金物を打込む際、当該他の複数の追加柱を、中央に位置する一つの追加柱によって楔金物の楔打込み方向とは反対方向側から支えることができる。このため、楔金物の楔打込み作業を容易に行うことができる。
なお、追加柱の隣接配置には、追加柱同士が接触して配置される場合のほか、楔金物同士などが干渉しない程度に若干離れて配置される場合も含む。

0025

本発明の柱増設方法は、前述した本発明の追加柱をチェッカー煉瓦受け金物に増設する柱増設方法であって、前記追加柱の柱本体を熱風炉の炉底面に立設し、前記追加柱の楔金物を前記柱本体に載置し、前記天端金物を前記楔金物に載置し、前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込んで柱高さ寸法を調整することを特徴とする。

0026

本発明の柱増設方法によれば、前述した本発明のチェッカー煉瓦受け金物と同様の作用効果を発揮できる。
なお、追加柱の柱本体を熱風炉の炉底面に立設する場合とは、例えば、柱本体の下端部を熱風炉の炉底面上に立てる場合のほか、炉底面を構成する無収縮グラウト材に前記下端部の一部を埋める場合もある。

0027

本発明の柱増設方法では、前記柱本体は、複数の柱部材によって構成され、前記複数の柱部材を高さ方向に積み上げて前記柱本体を立設することが好ましい。
このような構成によれば、柱本体を構成する複数の柱部材を個別に運ぶことができる。従って、例えば、格子金物と炉底面との間の通気空間に通じる開口が、柱本体全体を一度に搬入できない程に狭く形成されていても、柱本体全体よりも小さい複数の柱部材を個別に開口から通気空間に搬入できる。また、柱本体全体に比べ、柱部材単体は小型であって軽量であるので、人手等による搬入が容易である。

0028

本発明の柱増設方法では、一つの前記追加柱を設置し、前記追加柱の周囲に他の複数の追加柱を隣接配置して設置する場合、前記他の複数の追加柱における楔金物は、前記他の複数の追加柱から当該他の複数の追加柱に対して中央に位置する一つの前記追加柱に向かう楔打込み方向に打ち込むことが好ましい。
このような構成によれば、他の複数の追加柱において楔金物を打込む際、当該他の複数の追加柱を、中央に位置する一つの追加柱によって楔金物の楔打込み方向とは反対方向側から支えることができる。このため、楔金物の楔打込み作業を容易に行うことができる。

0029

本発明の柱増設方法では、前記楔金物を前記柱本体と前記天端金物との間に打ち込み、ストッパー部材によって前記楔金物を前記柱本体および前記天端金物に係止することが好ましい
このような構成によれば、楔金物の打込みによる柱高さ寸法の調整後、ストッパー部材によって楔金物を係止することで、楔金物の位置ズレを抑制できる。

発明の効果

0030

本発明によれば、チェッカー煉瓦の蓄熱量を増やすことができ、ランニングコストを削減できるチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱、チェッカー煉瓦受け金物および柱増設方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0031

第1実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物を用いる熱風炉を示す模式図。
第1実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物を示す説明図。
第1実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱を示す模式図。
第1実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物の天端金物を示す斜視図。
第1実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物の施工を示す模式図。
第2実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱の要部を示す模式図。
第3実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物用の追加柱の要部を示す模式図。
第4実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物の追加柱を示す説明図。

実施例

0032

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1において、製銑用の高炉1には、熱風炉2が熱風を供給可能に接続されている。図1では、熱風炉2を1基だけ示しているが、高炉1基につき複数設置されるものである。

0033

熱風炉2は、燃焼室と、蓄熱室3とを備える炉である。蓄熱室3には、蓄熱用のチェッカー煉瓦4が積層されている。熱風炉2の下部側面には、チェッカー煉瓦4に空気を流通させるためのダクト5が接続されており、熱風炉2の炉底面21(図2参照)には、第1実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物10が設置されている。

0034

各チェッカー煉瓦4は、平面視略六角形状であり、複数の貫通孔が上下に貫通して形成されて格子状に配列されている。複数のチェッカー煉瓦4は、水平方向に格子状に複数配列され、各々の貫通孔が互いに連通するようにチェッカー煉瓦受け金物10から熱風炉2の炉頂近くまで積まれている。

0035

チェッカー煉瓦受け金物10は、鋳鉄製であり、チェッカー煉瓦4を支持するためのものである。チェッカー煉瓦受け金物10は、図2(A)、図2(B)に示すように、チェッカー煉瓦4を受ける格子金物20と、格子金物20を受けるガーダー30と、ガーダー30を受ける複数の支柱40と、チェッカー煉瓦受け金物用の複数の追加柱50(以下、追加柱と略称)とを備えている。格子金物20、ガーダー30、支柱40および追加柱50は鋳鉄製である。

0036

格子金物20は、平板状であり、熱風炉2の内部の炉底部分に水平方向に拡がって設けられている。格子金物20には、図3に示す複数の通気孔201が上下に貫通形成されている。格子金物20の上面はチェッカー煉瓦4の下面を支持している。格子金物20の下面はガーダー30を介して複数の支柱40に支持されているとともに、複数の追加柱50によって支持されている。

0037

ガーダー30は、格子金物20の下面に沿って複数並んで配置されている。
複数の支柱40は、各ガーダー30の長手方向に沿って所定間隔を隔てて配置されている。各支柱40は、柱状に一体形成されている。各支柱40の下端部は、熱風炉2の炉底部分の耐熱コンクリート22に固定されている。各支柱40の上端は、ガーダー30の下面に当接している。

0038

各追加柱50は、図3に示すように、柱本体51と、柱本体51上に配置されて格子金物20に当接する天端金物52と、柱本体51と天端金物52との間に打ち込まれる楔金物53とを備えており、楔金物53によって高さ調整機構が構成されている。なお、追加柱50は、既設の支柱40の耐熱温度(300〜450℃程度)よりも高い耐熱温度(450〜600℃程度)の耐熱鋳鉄によって形成されるのが好ましい。

0039

柱本体51は、熱風炉2の高さ方向に積み上げられた複数の柱部材511を備えている。各柱部材511は、断面六角形状に形成されている。
複数の柱部材511のうちの最下段の柱部材511Aは、その下面側に形成された穴に鋼製軸体54が差し込まれている。ここで、軸体54は、耐熱コンクリート22上に敷設された敷煉瓦23によって形成された溝部に流し込まれた無収縮グラウト材24を貫通し、耐熱コンクリート22に固定されたものであり、炉底面21に対して立設されている。柱部材511Aの上面には、凸部512(ダボ)が形成されている。
複数の柱部材511のうちの最上段の柱部材511Bの下面には、凹部513が形成されている。柱部材511Bの上面は、平坦な水平面として形成されている。
柱部材511A,511Bを除く残余の複数の柱部材511は、上面に凸部512が形成され、下面に凹部513が形成されている。
ここで、各凸部512は各凹部513に凹凸嵌合しており、柱部材511を相互に位置決めしている。

0040

天端金物52は、図3に示すように、格子金物20の下面に当接する天端本体521と、楔金物53に当接する楔当接体522とを備えている。天端本体521の下面は、楔当接体522の上面に固定されている。
天端本体521は、図4に示すように、ブロック体通気用のスリット523が水平方向に複数並んで形成されることによって構成されている。
スリット523は、天端本体521の上面および両側面で開口しており、格子金物20の通気孔201からのガスを天端本体521の上面から側面を通気可能に形成されている。スリット523の深さ寸法(天端本体521の上面から下面側までの深さ寸法)は、天端本体521の左右方向における中央部から左右両端部に向かうに従って次第に大きくなっている。
天端本体521のうちスリット523間に位置する部分は板状に形成されており、当該部分の上面が格子金物20の下面に当接している。
楔当接体522の下面522Aは、楔金物53の上面に沿って傾斜した傾斜面として形成されている。
なお、天端本体521と楔当接体522は一体に形成されていてもよい。

0041

楔金物53は、水平方向において一端側から他端側に向かうに従って上下方向の厚さ寸法Tが次第に大きくなるように形成されている。
楔金物53の下面531は、平坦な水平面として形成されており、柱部材511Bの上面に当接する。
楔金物53の上面532は、水平方向に対して、0度よりも大きく10度よりも小さい傾斜角度、本実施形態では1度の傾斜角度に設定された平坦な傾斜面として形成される。
この楔金物53は、柱本体51と天端金物52との間に打ち込まれる楔打込み量の調整によって、追加柱50全体の柱高さ寸法Lを調整可能に構成される。

0042

チェッカー煉瓦受け金物10では、図2(B)に示すように、7つの追加柱50が隣接配置されることがあり、このように隣接配置された7つの追加柱50ごとに、ガーダー30間であって複数の支柱40間に間隔を隔てて配置されている。
隣接配置される複数の追加柱50のうちの一つの追加柱50Aは、複数の追加柱50のうちの他の複数の追加柱50Bに対して中央に位置している。
各追加柱50Bにおける楔金物53の楔打込み方向は、当該各追加柱50Bのそれぞれから追加柱50Aに向かう方向に沿って設定されている。このため、6つの追加柱50Bの楔打込み方向は、中央の追加柱50Aを中心として放射方向となる。

0043

前述した熱風炉2において蓄熱する場合には、燃焼室で燃焼したガスを蓄熱室3へ導入し、蓄熱室3内のチェッカー煉瓦4を加熱する。チェッカー煉瓦4を加熱したガスは、チェッカー煉瓦4の貫通孔から下向きに噴出し、チェッカー煉瓦受け金物10と熱風炉2の炉底面21との間に形成される通気空間6を経てダクト5へ流れて排出される。
また、熱風炉2において高炉1に熱風を供給する場合には、外気をダクト5から通気空間6に導入し、通気空間6からチェッカー煉瓦4の各貫通孔へと分配し、チェッカー煉瓦4を通る間に加熱して、熱風として高炉1へ送り出す。

0044

[第1実施形態による柱増設方法]
以下、本実施形態に係るチェッカー煉瓦受け金物10に追加柱50を増設する柱増設方法について説明する。

0045

先ず、熱風炉2の下部に設けられている点検マンホール8を開き、追加柱50の柱部材511を炉底面21と格子金物20との間の通気空間6へ複数搬入する。
次に、図5(A)に示すように、最下段の柱部材511Aを炉底面21上の所定位置に配置し、当該炉底面21から突出した軸体54を差し込む。続いて、柱部材511A上に複数の柱部材511(最上段の柱部材511Bを含む)を積み上げる。このとき、各凸部512は各凹部513に凹凸嵌合される。このようにして、図5(B)に示すように柱本体51を炉底面21に立設する。

0046

次に、図5(C)に示すように、柱本体51の上面(柱部材511Bの上面)に楔金物53を載置し、楔金物53の上面に天端金物52を載置する。
そして、楔金物53を柱本体51と天端金物52との間に打ち込み、天端金物52を上方に移動する。楔金物53の打込みによって天端金物52の上面は格子金物20の下面に圧接する。
このようにして、追加柱50を図5(D)に示すように設置する。なお、追加柱50の柱高さ寸法Lは楔金物53の楔打込み量の調整によって調整可能である。

0047

ここで、図2(B)のように複数の追加柱50が隣接配置される場合がある。このように追加柱50を隣接配置する手順は次の通りである。
まず、中央の追加柱50Aを前述した通りに設置する。次に、追加柱50Aの周囲に6つの追加柱50Bを隣接配置して設置する。ここで、各追加柱50Bの楔打込み方向は、当該各追加柱50から中央の追加柱50Aに向かう方向とされる。このようにして、複数の追加柱50を隣接配置する。

0048

[第1実施形態の効果]
(1)本実施形態では、追加柱50は、熱風炉2のチェッカー煉瓦4を受ける格子金物20と炉底面21との間に設置される追加柱50であって、柱本体51と、柱本体51上に配置されて格子金物20に当接する天端金物52と、柱本体51と天端金物52との間に打ち込まれる楔金物53とを備え、楔金物53は、柱本体51および天端金物52のうちの少なくとも一方に当接する面は、水平方向に傾斜した傾斜面(上面532)として形成されることを特徴とする。
上記構成を有するため、次の手順にて追加柱50をチェッカー煉瓦受け金物10に増設できる。先ず、柱本体51を炉底面21に立設し、柱本体51に楔金物53を載置し、楔金物53に天端金物52を載置する。次に、楔金物53を柱本体51と天端金物52との間に打ち込んで柱高さ寸法Lを調整する。
ここで、楔金物53の楔打込み量を調整することによって、熱風炉2の炉底面21から格子金物20の下面までの高さ寸法に対応して追加柱50の柱高さ寸法Lを調整でき、格子金物20をしっかりと支えることができる。このように追加柱50を増設できるので、チェッカー煉瓦受け金物10を取り替える大規模な取替・改造工事を行う必要がなく、長期の操業停止期間を不要として高炉生産量の低下を抑えることができる。
また、チェッカー煉瓦受け金物10の強度を高めて耐熱温度を向上でき、チェッカー煉瓦4の蓄熱量を増やすことができる。さらに、蓄熱量を増やすことで、熱風炉2から高炉1への熱風を高温化でき、コークスを減らすことができ、ランニングコストを削減できる。
さらに、本実施形態では、以下の各効果を発揮できる。

0049

(2)楔金物53の上面532(傾斜面)は、水平方向に対して0度よりも大きく10度よりも小さい傾斜角度に設定される。これにより、前述した上面532が緩やかな傾斜角度となるので、楔金物53が柱本体51と天端金物52との間に配置され、まだ打込まれていない状態であっても、楔金物53や天端金物52の位置ずれを抑制でき、柱増設作業を容易に行うことができる。

0050

(3)柱本体51は、高さ方向に積み上げられる複数の柱部材511を備える。このため、柱本体51を当該柱本体51に対して小さく複数の柱部材511に分割でき、各柱部材511を個別に運ぶことができる。従って、例えば、格子金物20と炉底面21との間の通気空間6に通じる開口7が、柱本体51全体を一度に搬入できない程に狭く形成されていても、複数の柱部材511を個別に開口から通気空間6に搬入できる。また、柱本体51全体に比べ、柱部材511単体は小型であって軽量であるので、人手等による搬入が容易である。

0051

(4)複数の柱部材511は、相互に凹凸嵌合可能に構成される。このため、複数の柱部材511を積み上げる際に、各柱部材511同士を凹凸嵌合することで、柱部材511相互の位置決めを簡単に行うことができる。これにより、追加柱50の立設作業が容易となり、作業時間を短縮できる。

0052

(5)天端金物52には、格子金物20の通気孔201に対応した位置に配置され、当該通気孔201からのガスを当該天端金物52の側面へ通気するスリット523が形成される。このため、格子金物20の通気孔201の閉塞箇所を減らすことができ、天端金物52によるガス流れの阻害を減少できる。

0053

(6)追加柱50は、複数の支柱40間に間隔を隔てて配置される。このため、支柱40と追加柱50とによって格子金物20を支持する間隔を短くでき、チェッカー煉瓦受け金物10に発生する応力を緩和でき、耐熱温度を効率的に向上できる。

0054

(7)隣接配置される複数の追加柱50のうちの一つの追加柱50Aは、他の複数の追加柱50Bに対して中央に位置し、複数の追加柱50Bにおける楔金物53の楔打込み方向は、当該複数の追加柱50Bのそれぞれから中央の追加柱50Aに向かう方向に沿って設定される。このため、複数の追加柱50Bにおいて楔金物53を打込む際、当該複数の追加柱50Bを、中央の追加柱50Aによって楔金物53の楔打込み方向とは反対方向側から支えることができる。これにより、楔金物53の楔打込み作業を容易に行うことができる。

0055

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態を図6に基づいて説明する。
図6に示す第2実施形態に係るチェッカー受け金物用の追加柱60は、楔金物53を除き、第1実施形態のチェッカー受け金物用の追加柱50と同様に形成されている。
追加柱60は、追加柱50と同様の構成に加えて、ストッパー部材61をさらに備えている。

0056

ストッパー部材61は、楔形状であり、下端から上端に向かうに従って厚さ寸法が次第に大きくなるように形成されている。
追加柱60は、楔金物63を備えている。楔金物63は楔金物53と略同様に形成されているが、さらに、楔打込み方向に交差する方向である上下方向に貫通した貫通孔64が形成されている(図6(A)、図6(B)参照)。
この追加柱60では、楔金物63を柱本体51と天端金物52との間に打ち込んだ後、ストッパー部材61を貫通孔64に差し込む。これにより、楔金物63を柱本体51および天端金物52に係止し、楔金物63の位置ズレを抑制する。
また、ストッパー部材61の貫通孔64への差込み量を調整することによって、楔金物63の楔打込み量に応じて、当該楔金物63を柱本体51および天端金物52にしっかりと係止できる。
なお、ストッパー部材61は、楔形状に限られず、貫通孔64に差し込み可能な形状を有していればよい。従って、例えば、ストッパー部材61は直方体状であってもよい。

0057

[第3実施形態]
以下、本発明の実施形態を図7に基づいて説明する。
図7に示す追加柱70は、第2実施形態と同様に、柱本体51と、天端金物52と、楔金物63と、ストッパー部材61とを備えている。
さらに、追加柱70は、図7(A)、図7(B)に示す抜止部材71を備えている。
抜止部材71は、柱本体51および天端金物52の側面に溶接される一対の固定部材72と、一対の固定部材72に溶接される抜止めプレート73とを備えている。抜止めプレート73は、水平方向に沿って配置されている。抜止めプレート73は、下面でストッパー部材61の上面に当接して、当該ストッパー部材61の上方への抜け出しを抑制している。このように抜止部材71によってストッパー部材61を抜止めすることによって、楔金物63の楔打込み状態を、より確実に保持できる。

0058

[第4実施形態]
以下、本発明の実施形態を図8に基づいて説明する。
前記実施形態では、柱本体51と天端金物52との間に、楔金物63を設置して高さ調整機構とした。これに対し、本実施形態の高さ調整機構は、柱本体51と炉底面21との間に形成されている。

0059

図8において、追加柱80は、前述した第1実施形態の追加柱50と同様に、柱本体51および天端金物52を有し、柱本体51は複数の柱部材511で構成されている。ただし、天端金物52はスリット523が形成された天端本体521だけとされ、第1実施形態における高さ調整機構であった楔当接体522および楔金物63は省略されている。
追加柱80は、柱本体51の下端に下端部材81を有し、この下端部材81と炉底面21との間に高さ調整機構が構成されている。

0060

炉底面21には鋼製のベース部材82が固定され、ベース部材82には複数のジャッキボルト83が設置されている。下端部材81の底面部材811は、所定高さに調整されたジャッキボルト83の頭部で支持されたうえ、締め付けボルト84でベース部材82に締め付けられている。これらにより、追加柱80は、その上端が炉底面21に対して、所定の高さに調整される。
底面部材811とベース部材82との間には、複数箇所(ジャッキボルト83の間)側方から楔金物85が打ち込まれ、この楔金物85を介して追加柱80の荷重が炉底面21へと確実に伝達される。

0061

このような本実施形態においても、高さ調整機構であるジャッキボルト83および楔金物85により追加柱80ないし天端金物52の高さを調整することができ、前述した第1実施形態と同様な効果を得ることができる。

0062

[変形例]
本発明は、以上の実施形態で説明した構成のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、柱本体51は、複数の柱部材511に分割して構成されているが、これに限られず、通気空間6に搬入可能な範囲で柱状に一体に形成されていてもよい。

0063

前記実施形態では、複数の柱部材511に凸部512(ダボ)および凹部513が形成されているが、凸部512および凹部513の構成を省略してもよい。

0064

前記実施形態では、天端金物52には、格子金物20の通気孔201からのガスが通るスリット523が形成されているが、当該スリット523の構成を省略してもよい。

0065

前記実施形態では、楔金物53の上面532(傾斜面)の傾斜角度は水平方向に対して10度よりも小さい傾斜角度とされているが、これに限られず、楔金物53を天端金物52上に載置可能な範囲で10度以上の傾斜角度とされてもよい。

0066

前記実施形態では、複数の追加柱50が隣接配置されているが、これに限られず、分散配置されていてもよい。

0067

前記実施形態では、楔金物53の上面532が水平方向に対して傾斜しているが、これに限られない。例えば、上面532が平坦な水平面として形成され、下面531が水平方向に対して傾斜した傾斜面として形成されてもよい。また、上面532および下面531の双方が傾斜面として形成されてもよい。この場合、柱部材511Bの上面や天端金物52の下面522Aは、楔金物53の下面531や上面532の傾斜角度に対応して、傾斜面や水平面とされる。

0068

前記実施形態では、楔金物53の下面531および上面532は平坦に形成されているが、これに限られず、楔打込み方向に延びた凸形状や凹形状(V字形状)等としてガイド部を構成してもよい。この場合、柱部材511Bの上面や天端金物52の下面522Aは、楔金物53の下面531や上面532の形状に対応して、凹形状や凸形状とされる。
このようにガイド部を構成することで、楔金物53を楔打込み方向に案内でき、簡単に打込むことができる。このため、楔金物53の楔打込みによって柱高さ寸法Lの調整作業を、より容易にかつ正確に行うことができる。

0069

前記実施形態では、追加柱50の各柱部材511が断面六角形状に形成されているが、これに限られず、断面三角形状、四角形状等の多角形状であってもよく、また、断面円形状であってもよい。

0070

前記実施形態では、支柱40は、ガーダー30を介して格子金物20を間接的に受けているが、これに限られず、ガーダー30の構成を省略し、支柱40によって格子金物20直接的に受けていてもよい。

0071

前記実施形態では、格子金物20、ガーダー30、支柱40および追加柱50の材質を鋳鉄製として説明したが、これらの材質が前述した耐熱強度を満たせば鋳鉄製でなくてもよく、例えば、耐火物鋳鋼などであってもよい。

0072

1…高炉、2…熱風炉、21…炉底面、22…耐熱コンクリート、23…敷煉瓦、24…無収縮グラウト材、3…蓄熱室、4…チェッカー煉瓦、5…ダクト、6…通気空間、7…開口、8…点検用マンホール、10…チェッカー煉瓦受け金物、20…格子金物、201…通気孔、30…ガーダー、40…支柱、50(50A,50B),60,70…追加柱、51…柱本体、511(511A,511B)…柱部材、512…凸部、513…凹部、52…天端金物、521…天端本体、522…楔当接体、522A…下面、523…スリット、53…楔金物、531…下面、532…上面、54…軸体、61…ストッパー部材、63…楔金物、64…貫通孔、71…抜止部材、72…固定部材、73…抜止めプレート、L…柱高さ寸法、T…厚さ寸法。

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