專利名稱：高爐爐體的拆除方法
技術領域：
本發明涉及高爐修復時的高爐爐體的拆除方法。
背景技術：
以前，作為容易在短時間內分離和拆除高爐爐體、特別是高爐爐底部的方法，已經提出了各種各樣的方法。
例如，特開2002-339007號公報提出了如下的方法即用線鋸切斷基石之后，為了支撐高爐主體的載荷，在基石的線鋸切斷空間涂布剝離材料并填充灰漿，或填充沙子或鐵沙粒，在確保拆除時提升爐底部時的填充部剝離性之后，用安裝在爐底外周部的頂起裝置進行提升。提升該爐底部的方法適用于設置了墊梁的爐底構造。如果是設置了墊梁的爐底構造，則在基石切斷之后，在使用油壓千斤頂等提升高爐爐底部的情況下，爐底中央部的底板將不會產生較大的翹曲。然后，在欲拆除的爐底部和欲殘留的基石部之間因提升而產生的空間內，配置導軌部件、小推車等移動機構，將爐底部承載在該移動機構上，通過使用橫向拉伸用油壓千斤頂等施加水平力而使其移動。
在特開2001-59109號公報、特開2001-81508號公報和特開2001-207204號公報中，公開了如下的方法即在高爐爐底部正下方的高爐基石部，沿水平方向鉆穿多個貫穿孔，在貫穿孔的位置沿水平方向切斷高爐基石部，然后在貫穿孔中裝入升降機構以提升高爐爐底部。但是，該方法需要裝入貫穿孔中以提升高爐爐底部的特殊的升降機構。
日本專利第3110684號公報公開了如下的方法將爐底耐火磚層沿其底部用線鋸水平地切斷，不進行提升便裝載著凝固物層而直接將其拉出到爐外。但是，該方法必須在拆除前沿整個爐體周邊拆除欲拆除的高爐爐底部的爐體鐵皮，與此同時，在用線鋸切斷的爐底耐火磚層的更下部位，殘留著修復前的耐火磚層和冷卻管等。
特開2003-105413號公報公開了如下的方法將殘留生鐵破碎到可以用小推車進行運送的大小之后，再迅速地將其拉出到爐外。
在特開2003-245919號公報中，公開了可以高精度地形成為插通切斷混凝土等基石而形成的長貫穿孔的方法。
在高爐修復過程中拆除高爐爐底部時，作為上述特開2002-339007號公報所示的提升爐底部的方法，存在下述的問題。
(1)對于沒有設置墊梁的高爐爐底構造的情況，在頂起爐底部時，因爐內殘留的耐火磚和內容物的載荷而使爐底中央部產生大的變形，所以恐怕不能確保配置移動機構所需要的充分的空間，從而不能采用提升的方法。
(2)必須在欲拆除的爐底部周圍設置支撐提升的反作用力的千斤頂承力托架(承受反作用力)。也就是說，梯級(stave)高爐為了在鐵皮上安裝托架，必須對必要的障礙物(冷卻配管等)進行改造。另外，鐵皮噴水高爐需要進行托架安裝所必需的期間內的停止噴水和噴水設備的改裝。為支撐在1個托架上達到500ton到1000ton的載荷，并分散應力以便使托架周邊的環梁殼(mantle)不發生破壞和變形，該支撐構造將是剛性極高的。在爐底周圍設置多個牢固的托架的制作和安裝所需要的時間和成本是極大的。
(3)通過進行提升，在高爐爐底部中央就會產生大的彎曲力矩和翹曲，為防止附載在墊梁和爐底部上而被提升的底部線鋸切斷部的混凝土等的破壞和落下，進行這樣的加固也需要相應的時間和成本。例如，為了使停止噴吹時殘留在爐內的內容物的載荷不會施加到底部，必須從側壁設置載荷支撐機構。另外，在爐底部的底板或墊梁等上，必須采取可以支撐因爐內內容物的垂直支持而產生的彎曲應力的加固措施。
(4)為縮短修復期限，必須在噴吹停止前的事前工程期間采取上述(1)～(3)的措施之一或將它們進行組合。
發明內容
本發明是鑒于上述的情況而完成的，其目的在于提供一種簡單而且在短時間內分離、拆除高爐爐體的方法。
本發明涉及一種高爐爐體的拆除方法，其特征在于切離欲拆除的范圍上方的高爐主體，用線鋸切斷欲拆除的范圍下方的基石混凝土或基石灰漿，在因所述線鋸的切斷而產生的切斷間隙中填充球狀粒子，不用提升欲拆除的高爐爐體，便施加水平力而使其水平移動。
施加在欲拆除的高爐爐體上的水平力可以設定為超過在填充了球狀粒子的所述切斷間隙間的摩擦力的水平力。該水平力可以借助于橫向拉伸千斤頂來施加。
填充在因線鋸的切斷而產生的切斷間隙間的球狀粒子設定為球狀或橢圓球狀，其最大直徑為10mm以下，優選的最大直徑為1～4mm，其破壞強度優選為在1mm的最大直徑時可以承受0.1kg以上的載荷。作為該球狀粒子，可以使用鐵球、陶瓷球、樹脂球或玻璃球。
在本發明的高爐爐體的拆除方法中，在切離欲拆除的范圍上方的高爐主體時，在爐體塔架上吊掛支撐高爐主體，實質上沿水平方向按規定寬度切斷該高爐主體的中間部，使在該切斷部分的更上側形成的上部環梁殼從含有在所述切斷部分的更下側形成且內藏有殘留耐火磚和冷卻凝固的殘留生鐵的爐底環梁殼的爐體上分離。
另外，也可以將用線鋸切斷欲拆除的范圍下方的基石混凝土或基石灰漿的范圍分割為與水平移動欲拆除的高爐爐體的方向平行的多個切割分段。該切割分段的寬度即分割寬度可以設定為400～5000mm。
再者，當用線鋸切斷欲拆除的范圍下方的基石混凝土或基石灰漿時，也可以支撐欲拆除的范圍上方的高爐主體的載荷，使高爐主體維持直立狀態，然后用上述線鋸按順序切斷上述切割分段。
在本發明的高爐爐體的拆除方法中，因為沒有必要提升欲拆除的高爐爐體(爐底部)，所以產生出以下所示的效果。
(1)也可以應用于沒有設置墊梁的爐底構造的高爐。
(2)沒有必要設置提升時所需要的千斤頂承力托架(承受反作用力)。所以，在梯級高爐中，不需要為在鐵皮上安裝托架所必要的障礙物(冷卻配管等)的改造。另外，在鐵皮噴水高爐中，不需要進行托架安裝所必需的期間內的停止噴水或噴水設備的改造。再者，也不需要制作和安裝該托架的時間和成本。
(3)不需要提升時所需要的加固機構。
(4)因為沒有修復中的提升工序，所以能夠縮短修復期限。
圖1是應用本發明的一實施方案的高爐爐底部的拆除方法的高爐的局部主視剖面圖。
圖2是該高爐的平面剖面圖。
圖3是該高爐和爐體塔架的主視剖面圖。
圖4是該高爐和爐體塔架的主視剖面圖。
圖5(a)是說明填充有球狀粒子的噴嘴的構造的主視圖。
圖5(b)是說明填充有球狀粒子的噴嘴的構造的仰視圖。
具體實施例方式
關于本發明，下面參照附圖就具體化的實施方案進行說明。
首先，參照圖1～圖4，就應用本發明的一實施方案的高爐爐底部的拆除方法的高爐10進行說明。高爐10具有基石混凝土(或者基石灰漿)11、在基石混凝土11上設置的墊梁12、在墊梁12上設置的高爐主體13。此外，還有不具備墊梁12的高爐。
在高爐10的上部，設置有多個排氣管15。高爐10和排氣管15受到爐體塔架14的支撐，該爐體塔架14在規定位置與立設在高爐10周圍的4個位置的支柱21相連接，圍繞高爐10的環狀管16支撐在爐體塔架14的下部。另外，在爐體塔架14的上端部，設置有爐頂懸臂梁起重機17，可以與在爐體塔架14的中間部所設置的臨時懸臂甲板18一起，進行在高爐10的上部所設置的裝入設備19等的維修和拆卸工作。另外，在與爐體塔架14內的臨時懸臂甲板18實質上相同的水平面內，配置有工作甲板20，在工作甲板20上，可以安裝能夠支撐高爐主體13的數臺穿心式千斤頂63等吊掛機構。下面進行詳細的說明。
首先，就墊梁12進行說明。如圖1所示，基石混凝土11上所設置的墊梁12具有并排配置的多個H形鋼22、設置于相鄰的H形鋼22之間并向內部通冷卻水的冷卻管23、以及設置于多個H形鋼22的上部且平面視圖為圓狀的爐底板25。另外，在冷卻管23的下側注入灰漿材料24并使之固化，在冷卻管23的上側，搗碎材料26從爐底板25的上側經由圖中未示出的注入口注入并固化。成為高溫的墊梁12的上側通過冷卻管23和搗碎材料26的傳熱效果而有效地得到冷卻，墊梁12下側的基石混凝土11通過灰漿材料24的絕熱效果而限制溫度的上升。
其次，就高爐主體13進行說明。高爐主體13形成為筒狀，焊接并立設在爐底板25的上部。高爐主體13的外側用鐵皮27遮蔽，在其內側配置有多個梯級冷卻器28。另外，在高爐主體13的內側下部，形成有由耐火材料構成的爐底耐火磚層29。高爐10的噴吹停止后，爐底耐火磚層29的一部分溶損，與焦炭層30成為一體而固化，另外，在焦炭層30的下側，殘留著冷卻凝固的殘余生鐵31。高爐主體13將中間部實質上水平地切斷，分離為在切斷部分的更上側形成的上層環梁殼32、和在切斷部分的更下側形成且內藏有殘留耐火磚和殘余生鐵31的爐底環梁殼33。此外，在本說明書中，將一體接合的墊梁12和爐底環梁殼33作為高爐爐底部34來進行說明。
下面就高爐爐底部34的拆除方法的步驟進行說明。
(爐底部切離工序)首先，在比設置于高爐主體13的下部的墊梁12更靠下側的基石混凝土11上，計劃預先被分割為6個切割分段38～43的水平切斷部37的情況進行說明。如圖2所示，將用線鋸44～49切斷欲拆除的高爐爐底部下方的基石混凝土(或者基石灰漿)11的范圍分割為與水平移動高爐爐底部的方向(在圖2中為左右方向)平行的多個切割分段38～43。其分割寬度優選為400mm～5000mm。
各切割分段38～43的交界50～61使用圖中未示出的穿孔機，通過從一側進行的鉆孔加工而分離，然后將線鋸44～49分別插通在進行過穿孔的相鄰的交界50·51、交界52·53、交界54·55、交界56·57、交界58·59和交界60·61。采用線鋸44～49，例如可以將切割分段38～43切斷成上下空出5～20mm的切斷間隙。
因為各切割分段38～43的切斷要領相同，因而以采用線鋸44切斷切割分段38的情況為例進行說明。采用線鋸44切斷時的切斷范圍達到這樣的程度，以致墊梁12不會因高爐主體13的載荷而彎曲，而且在切斷部分也不會產生裂紋等。接著在用線鋸44切斷的部分即在切斷面35·36之間的切斷間隙內填充流體、粘性流體或球狀粒子。在本發明的實施例中，填充球狀粒子62(參照圖1)。可以用這些填充的球狀粒子62支撐高爐主體13的載荷。如此反復進行部分切斷和球狀粒子的填充，便可以完全切斷切割分段38，其后，用同樣的步驟切斷切割分段39～43，由此切斷水平切斷部37，從而全部用球狀粒子62承受高爐主體13的載荷。因為是從墊梁12切斷下方，所以可以連續地進行由配置在墊梁12內的冷卻管23進行的高爐主體13的冷卻。也就是說，即使在高爐10的操作中也可以進行爐底部切離工序。
作為球狀粒子，優選的是破壞強度為在1mm的粒徑時可以承受0.1kg以上的載荷的粒子。當破壞強度較低時，則球狀粒子就會發生塑性變形和破壞，結果，后述的高爐爐底部的水平移動所需要的力增大。作為球狀粒子，例如可以采用噴丸硬化所使用的鐵球。此外，這里所說的破壞強度，是指破壞1個球狀粒子的載荷。
另外，球狀粒子需要具有可以在高爐爐底部下方的切斷部進行填充的大小，實際上使用最大直徑為10mm以下的球狀或橢圓球狀的球狀粒子。但是，當球狀粒子的最大直徑減小時，則破壞強度減小，在可以廉價地獲得的鐵球中，當直徑為1mm以下時，則破壞強度小于0.1kg。另一方面，當球狀粒子的最大直徑增大時，則球狀粒子的單位重量增大，填充時的球狀粒子的流動性惡化。因此，球狀粒子的最大直徑更優選為1mm～4mm。
在球狀粒子的填充時，采用圖5(a)、圖5(b)所示的噴嘴68。在由該鋼管(也可以是不銹鋼鋼管)構成的噴嘴68的內表面，涂布有耐磨性材料69、例如樹脂系或含有硅酸鹽系的以Al2O3和SiO2為主要成分的耐磨性材料。因為使球狀粒子一邊在噴嘴68內流動一邊填充在切斷部，所以噴嘴的磨耗嚴重，這在防止噴嘴的磨耗方面是有效的。在該噴嘴68的頂端部具有鋼制的盲蓋70，在其跟前具有狹縫72，從該狹縫72吹出球狀粒子。另外，在噴嘴68的下部設置有噴水噴嘴71，在填充球狀粒子的同時進行噴水，以防止粉塵的飛揚。另外，在球狀粒子的流動中使用了壓縮空氣。在該壓縮空氣的作用下，在噴嘴68內進行氣體運送，從而在切斷部填充球狀粒子。
(爐體切斷工序)切斷水平切斷部37的大半或全部之后，停止高爐10的噴吹，在高爐主體13的鐵皮27的上部和下部焊接固定多個吊掛用托架64，同時在爐體塔架14上安裝多個穿心式千斤頂63，通過吊掛用托架64和穿心式千斤頂63而將高爐10吊掛支撐在爐體塔架14上。接著實質上水平地以規定寬度切斷高爐主體13的中間部即高爐主體13的風口水平面的更下側，從爐底環梁殼33上分離上層環梁殼32。這時，上層環梁殼32由上側的吊掛用托架64和上側的穿心式千斤頂63支撐并維持直立狀態。其次，解除上部環梁殼32和高爐爐底部34與連接它們的裝入設備19和鐵水溝65等的連接，使用爐頂懸臂梁起重機17和臨時懸臂甲板18解散拆除在爐體塔架14的上部所設置的裝入設備19等。另外，同時用線鋸切斷水平切斷部37的未切斷部。
(高爐爐底部拆除工序)高爐爐底部34由于在因線鋸的切斷而產生的切斷間隙上填充了球狀粒子，所以不用提升高爐爐底部，可以施加比填充了球狀粒子的線鋸的切斷部之間的摩擦力要大的水平力而使其水平移動。在進行水平移動時，使用圖中未示出的橫向拉伸千斤頂等進行橫向移動，使其移動到爐體塔架14的外面。在爐體塔架14的外面，例如，事先配置好如圖4所示的重物運送小推車66，將高爐爐底部34固定在重物運送臺車66上之后，便可以輸送到在高爐設備的系統之外設置的、圖中未示出的作業場。按照這樣的步驟，可以進行高爐爐底部34的拆除。在由爐體塔架14所吊掛的狀態下，上部環梁殼32可以反復進行在小推車67上的下降、下側部分的切斷以及拆除作業而解體，另外，也可以將上層環梁殼32分割為多個環狀環梁殼，從下側的環狀環梁殼開始按順序搬出到系統之外。
在本實施方案中，在用千斤頂由爐體塔架支撐高爐爐底部的拆除范圍的上部設備之后，沿欲拆除的范圍的爐底部的上方線切斷其上部環梁殼；另一方面，在爐底板下方的欲殘存的交界位置，將欲拆除的爐底部的下方使用線鋸進行切斷，在該用線鋸切斷的空間內填充具有支撐高爐爐底部載荷的強度的球狀粒子。另外，欲拆除的高爐爐底部和欲殘存的基石部的交界通常是基石灰漿和基石混凝土，可以使用鉆孔機和線鋸，在噴吹停止前切斷該交界口，這樣可以縮短高爐拆卸作業的工期。在線鋸切斷部的空隙，為了使上部載荷傳送到基石灰漿和基石混凝土而填充了球狀粒子，以這些球狀粒子為滑動面而進行水平移動。通過施加超過因該水平移動而產生的摩擦阻力的水平力，可以使高爐爐底部水平移動。
本發明除只拆除高爐爐底部以外，還適用于一并拆除高爐爐底部和其上方的部分。
權利要求
1.一種高爐爐體的拆除方法，其特征在于切離欲拆除的范圍上方的高爐主體，用線鋸切斷欲拆除的范圍下方的基石混凝土或基石灰漿，在因所述線鋸的切斷而產生的切斷間隙中填充球狀粒子，不用提升欲拆除的高爐爐體，便施加水平力而使其水平移動。
2.根據權利要求1所述的高爐爐體的拆除方法，其中，施加在欲拆除的高爐爐體上的水平力被設定為超過在填充了球狀粒子的所述切斷間隙間的摩擦力的水平力。
3.根據權利要求2所述的高爐爐體的拆除方法，其中，施加在欲拆除的高爐爐體上的水平力是借助于橫向拉伸千斤頂來施加的。
4.根據權利要求1～3的任一項所述的高爐爐體的拆除方法，其中，填充在因線鋸的切斷而產生的切斷間隙間的球狀粒子為球狀或橢圓球狀，其最大直徑為10mm以下。
5.根據權利要求4所述的高爐爐體的拆除方法，其中，球狀粒子是其破壞強度為在1mm的最大直徑時可以承受0.1kg以上的載荷的球狀粒子。
6.根據權利要求5所述的高爐爐體的拆除方法，其中，球狀粒子為鐵球、陶瓷球、樹脂球或玻璃球。
7.根據權利要求1～6的任一項所述的高爐爐體的拆除方法，其特征在于在切離欲拆除的范圍上方的高爐主體時，在爐體塔架上吊掛支撐高爐主體，實質上沿水平方向按規定寬度切斷該高爐主體的中間部，使在該切斷部分的更上側形成的上部環梁殼從含有在所述切斷部分的更下側形成且內藏有殘留耐火磚和冷卻凝固的殘留生鐵的爐底環梁殼的爐體上分離。
8.根據權利要求1～7的任一項所述的高爐爐體的拆除方法，其特征在于，將用線鋸切斷欲拆除的范圍下方的基石混凝土或基石灰漿的范圍分割為與水平移動欲拆除的高爐爐體的方向平行的多個切割分段。
9.根據權利要求8所述的高爐爐體的拆除方法，其特征在于，當用線鋸切斷欲拆除的范圍下方的基石混凝土或基石灰漿時，支撐欲拆除的范圍上方的高爐主體的載荷，使高爐主體維持直立狀態，然后用所述線鋸按順序切斷所述切割分段。
全文摘要
本發明提供一種簡單而且在短時間內分離、拆除高爐爐體的方法，其特征在于切離欲拆除的范圍上方的高爐主體(13)，用線鋸切斷欲拆除的范圍下方的基石混凝土或基石灰漿(11)，在因所述線鋸的切斷而產生的切斷間隙中填充球狀粒子(62)，不用提升欲拆除的高爐爐體，便施加水平力而使其水平移動。
文檔編號C21B7/00GK101094924SQ20058004537
公開日2007年12月26日 申請日期2005年12月27日 優先權日2004年12月28日
發明者高崎洋, 竹田裕一, 渡邊和好 申請人:新日鐵工程技術株式會社