專利名稱：高爐的殘鐵的拆除方法
技術領域：
本發明涉及一種進行高爐的修復時，可以將殘存于高爐爐底的通過冷卻而固化的殘鐵(remaining pig iron)在短時間且安全地拆除的 殘鐵的拆除方法。
背景技術：
在進行高爐的修復時，往處于高溫熔融狀態而殘留的爐內內容物 上注水，從而使內容物冷卻固化。該固化的內容物殘留在爐底部。在 內容物中，比重較高的殘鐵殘存在爐底而與之成為一體，其重量達 300噸 2000噸。該爐底殘存的殘鐵的拆除在解體高爐主體方面是不 可缺少的工序，成為高爐修復時的關鍵工序。該殘鐵的拆除是難度極 高的作業，過去看來有許多該拆除不能預期地進行而引起修復工期延 遲的實例。殘鐵的比重大、且硬度高，因此作為以短時間破碎殘鐵的方法， 一直認為通過爆破進行的破碎手段是最合適的，到目前為止，多年以 來殘鐵解體一直通過爆破來進行。因此，作為高爐修復的殘鐵拆除施 工方法而開發的技術，是采用爆破有效地破碎拆除殘鐵的手段或與其 相關的技術、以及該技術的機械化(參照特開2000-256717號公報)。圖6a表示從前通過爆破進行的殘鐵拆除方法的一個實例，圖6b 表示通過爆破進行的殘鐵破碎的步驟的一個實例。高爐在包圍其外周部的鐵皮4的內周面砌筑耐火磚，在爐底層疊 耐火磚而形成爐底耐火材料2。在高爐修復時，為了拆除因冷卻而固化的殘鐵l，在爐底部的鐵 皮的對置方向上對2個部位開口，以形成高4mX寬4m左右的鐵皮 開口部5而使殘鐵1露出。在露出的殘鐵1上，采用殘鐵鉆孔機15 的鉆頭而打出爆破用孔。爆破用孔的深度為1.5m左右。在該爆破用 孔內裝填炸藥，使其爆破而分成碎塊。被分成碎塊的殘鐵1用強力推土機式鏟土機等重型機械16扒出而運走。通過以上的作業，從殘鐵 外周部的鐵皮開口位置依次向爐的中心方向推進，從圖6b所示的數 字(1)開始，依次反復拆除碎塊。但是，在從前通過爆破進行的殘鐵的拆除作業中，通過1次爆破 而使殘鐵解體的結果，向爐心方向的可能掘進量距殘鐵的外周為1.5m 左右，為了到達殘鐵中心，根據到達殘鐵中心的距離，必須進行數次 爆破。另外，伴隨著向爐心方向的推進，工作面的面積增大，因此為 了使整個工作面掘進到1.5m的距離，爆破用孔的打孔和爆破需要進 行多次。為此，盡管受殘鐵量所左右，但直到殘鐵拆除結束，需要極 長的時間，根據過去的實際成果，在300噸的殘鐵通過爆破而破碎拆 除的情況下，需要大約7天的時間，另外，在1500噸的殘鐵的情況 下，大約需要14天的時間。另外，通過爆破進行的殘鐵的拆除方法因為伴隨著危險的發生， 所以需要采取萬全的安全對策。另外，在采用爆破將殘鐵破碎成碎片 的情況下，爆破時的爆炸氣浪和殘鐵碎片的飛散等對周邊設備產生損 傷，因此需要對損傷設備進行修補。為了防止周邊設備的損傷，在破 碎的殘鐵搬出用鐵皮開口部設置防止飛散的養護用臨時設備等，在這 樣的安全對策設備上需要投入大量的費用。通常將拆除的爐腰環梁配置在殘鐵周圍，以此作為防止飛散用防 護壁加以靈活應用，在挪用爐腰環梁的情況下，為了防止因爆破引起 的爐腰環梁的損傷，需要設置防護壁，從而將投入大量的養護費用。另外，為了確保爆破作業時周邊作業者的安全，在爆破作業時間 帶，暫時中斷周圍的作業而使作業者退避等，毫無疑義地將導致周邊 作業時間的損失。例如，在周邊作業的作業者因爆破作業而從爆破實 施1小時前開始退避，直至確認爆破結束后的椏炮確認等安全問題需 要2小時左右，例如進行20次爆破的情況下，在每次爆破時作業者 都要進行退避，因此作業損失時間達40小時左右。發明內容于是，本發明提供一種殘鐵的拆除方法，其在進行高爐的修復時，可以將爐底殘留固化的殘鐵通過線鋸而在短時間且安全地分割拆除。 本發明涉及一種殘鐵的拆除方法，其在進行高爐的修復時，將爐 底殘留固化的殘鐵以分割的殘鐵塊的形式拉出爐外而拆除，其特征在 于將用于拉出分割的殘鐵塊的部分的鐵皮除去；在殘鐵下的爐底耐 火材料中進行穿孔，以形成用于插通線鋸的殘鐵下貫通孔；將線鋸插 通在殘鐵下貫通孔中，并將線鋸巻繞在殘鐵的外周；使線鋸行走，沿 縱向切斷殘鐵和爐底耐火材料，從而分割成多個殘鐵塊；然后將分割 的殘鐵塊拉出爐外。殘鐵的切斷可以采用以下的方式進行即沿著與殘鐵塊的拉出方 向平行的分割線、或者沿著在拉出方向逐漸擴展的分割線，在垂直方 向切斷殘鐵和爐底耐火材料而分割成多塊；或者在與殘鐵塊拉出方向 垂直的方向上進行穿孔，以形成用于插通線鋸的殘鐵下貫通孔；然后 沿著與殘鐵塊拉出方向垂直的方向的分割線在垂直方向將殘鐵和爐 底耐火材料切斷而分割成2個殘鐵塊。另外，也可以采用多條線鋸沿 任意多條分割線并行地將殘鐵切斷。再者，在切斷殘鐵時，也可以在 線鋸行走的路徑上連續地供給冷卻流體，從而一邊冷卻線鋸一邊進行 切割。另外，在將殘鐵塊拉出爐外時，將殘鐵塊的搬出用臺車或殘鐵塊 的搬出用臺架設置在殘鐵塊的側面，并使其上表面的水平面與拉出殘 鐵塊的底面處在相同的水平面上，向殘鐵塊施加水平力，使殘鐵塊與 殘留的爐底耐火材料之間產生滑動，從而殘鐵塊沿水平方向橫向移 動，被拉出而裝載在殘鐵塊的搬出用臺車或殘鐵塊的搬出用臺架上； 或者也可以將殘鐵塊用千斤頂升起，并在殘鐵塊與殘留的爐底耐火材 料之間形成的空間內，將裝載殘鐵塊的移動裝置配置在殘鐵塊的下 部，使殘鐵塊降下而裝載在移動裝置上，水平移動裝載著殘鐵塊的移 動裝置而將殘鐵塊拉出爐外。本發明的殘鐵的拆除方法使用線鋸切斷殘鐵而成為大的殘鐵塊， 然后將該殘鐵塊拉出爐外，這樣與從前的通過爆破而破碎的殘鐵的拆 除方法相比，能夠以短時間且切實地拆除殘鐵。另外，采用線鋸的殘鐵切斷部的間隙為10mm左右，切斷后的殘鐵塊之間的間隙盡管狹小，但切斷面平滑，即使在拉出塊之間的殘鐵 時，也不會有因相鄰的塊之間的凹凸等引起的掛碰，而且即使殘鐵塊 之間接觸，也因為切斷面平滑，因而殘鐵能夠容易地拉出。基于這一 點，分割成大塊的殘鐵也可能一次拆除。此外，使殘鐵塊在拉出方向 取較寬的寬度而逐漸擴展分割線，由此形成拉出余量，從而可以使相 鄰的殘鐵塊互不接觸而順利地拉出。另外，本發明的殘鐵塊的拆除方法由于是用線鋸切斷殘鐵的整個 斷面，因此不必像采用爆破進行破碎時那樣，考慮對工程進度的管理 產生影響的殘鐵的拆除深度等，所以拆除作業的管理變得簡單。本發明的基于線鋸的殘鐵塊的拆除方法由于不進行爆破，因此沒 有爆炸氣浪、以及殘鐵小片的飛散而是安全的，再者，由于減少了針 對它們設置防護墻等的臨時設備費用，因而也具有極大的經濟效益。在本發明中，通過在線鋸行走的路徑上連續地供給冷卻流體而冷 卻線鋸，也可以將冷卻固化不久的高熱的殘鐵切斷，從而能夠使工期 得以縮短。本發明的拆除方法不管殘鐵分割塊數如何，通過準備多臺線鋸 機，l次可以切割許多面，因此，切割任意的多個面的時間幾乎不會 發生變化，從而可能進行高效的解體。在將殘鐵塊拉出爐外時，搬出用臺車或殘鐵塊搬出用臺架設置在殘鐵塊的側面而裝載殘鐵塊；或者將殘鐵塊頂起，并將殘鐵塊裝載在 移動裝置上而拉出爐外，由此使殘鐵塊的搬出變得容易。
圖la是表示去除鐵皮的狀態以及殘鐵的分割線的一個實例的俯 視圖。圖lb是表示在爐底耐火磚上進行貫通孔的穿孔的狀態的示意圖。圖lc是表示用線鋸切斷殘鐵的狀態的示意圖。 圖ld是表示拉出的一個實例的示意圖。 圖le是表示拉出的一個實例的示意圖。圖2是線鋸的示意圖。
圖3a是表示本實施例的殘鐵的分割線以及拉出方向的俯視圖。 圖3b是表示另一實施例的殘鐵的分割線以及拉出方向的俯視圖。
圖4a是表示被分割的殘鐵塊的拉出的實例的主視圖。
圖4b是表示被分割的殘鐵塊的拉出的實例的俯視圖。
圖5是表示將切斷端部用灰漿堵塞的狀態的示意圖。
圖6a是表示從前的通過爆破進行的殘鐵拆除作業的畫像。
圖6b是表示通過爆破進行的殘鐵碎塊的一個實例的俯視圖。
具體實施例方式
下面使用附圖就本發明的實施例進行說明。 實施例1
如圖lb所示，高爐修復時，因注水而冷卻固化的殘鐵1殘留在 由碳磚等層疊結構構成的爐底耐火材料2上。殘鐵1的表面殘留的爐 渣3也被冷卻固化而粘附下來。
本實施例的殘鐵撤除方法是用線鋸切割殘鐵而分割成多塊，然后 將該被分割的殘鐵塊拉出爐外的實例。
下面根據圖la ld，依次說明本實施例的撤除方法的工序。
(1) 鐵皮的去除
如圖la所示，除去在爐體下部的殘鐵1的位置、且相對置的位 置的鐵皮4而設置2個鐵皮幵口部5。其中l個鐵皮開口部5為線鋸 6出入的線鋸機7的操作側。另1個鐵皮開口部5是分割的殘鐵塊la 的拉出側(箭頭方向)，開口成能使殘鐵塊la拉出的大小。
(2) 殘鐵下貫通孔的穿孔
如圖lb所示，為了將線鋸6巻繞在殘鐵1上，必須使線鋸6貫 通殘鐵1的下方，因此，在位于殘鐵1下邊的爐底耐火材料2的任意 水平面上用鉆孔機9形成殘鐵下貫通孔8。殘鐵下貫通孔8例如在線 鋸的外徑約為llmm的情況下，孔徑為65mm左右，這是線鋸6可以 自由行走時的直徑。(3) 用線鋸切斷
線鋸6廣為人知，正如圖2所示的那樣，是由基體金屬和金剛石 珠等磨粒層構成的珠6a以一定的間隔設置在金屬絞線即鋼絲繩上， 并且在珠之間用樹脂和橡膠6b包覆鋼絲繩。在本發明中，作為線鋸， 例如可以使用地鐵、大廈、道路、橋梁等的解體、修復中使用的"株 式會社7，^ K7xU7W產品，產品編號為EWLS-225"。
從防止線鋸6的金剛石珠6a堵塞的角度考慮，殘鐵下貫通孔8 優選在爐底耐火材料2的下方靠近爐底底板的水平面上穿孔。當用線 鋸6只切斷金屬時，在線鋸6的金剛石珠6a上附著金屬，線的連珠 之間發生堵塞，從而使切割變得困難。但是，由于是同時切割殘鐵l 和爐底耐火材料2，因而不會發生堵塞而可以進行良好的切斷。 一般 認為其原因在于爐底耐火材料2的切粉對金剛石珠6a沒有附著性 或粘著性，由于沒有附著性的切粉介于其間，因而殘鐵l的切粉不會 附著在金剛石珠上，從而金剛石珠6a經常維持著刀刃的功能。
如圖lc所示，在切斷時，將線鋸機7的線鋸6的頂端插通在穿 孔于爐底耐火材料2而得到的殘鐵下貫通孔8中，再輸送到殘鐵1上 而巻繞殘鐵l。然后，使線鋸行走而進行切斷。此時線鋸6的行走速 度優選為20m/s 30m/s的范圍。在速度不足20m/s時，難以進行有 效的切斷，在超過30m/s時，線鋸6的鋼索多發生斷線。
用線鋸6切斷的殘鐵1的分割如圖la所示，從俯視圖看，沿著 與拉出方向平行的分割線10、或沿著在拉出方向逐漸擴展的分割線 11進行縱向切斷，優選的是在垂直方向進行切斷，以分割成2以上 的多個殘鐵塊la。
(4) 殘鐵塊的拉出
分割的殘鐵塊la如圖ld和圖le所示，在殘鐵的拉出側端部通 過鏜孔設置有上下方向的貫通孔lb，在貫通孔lb中通入鋼絲12b， 用液壓千斤頂12a拉到拉出臺架12上。爐底耐火材料2在拉出時的 較大拉出力的作用下發生剝離或者崩塌而分離。
在將殘鐵塊拉出爐外時，將搬出用臺車或殘鐵塊的搬出用臺架設 置在殘鐵塊的側面，并使其上表面的水平面與拉出殘鐵塊的底面處在相同的水平面上，向殘鐵塊施加水平力，使爐底耐火材料上的殘鐵與 爐底耐火材料之間產生滑動，從而殘鐵塊沿水平方向橫向移動而被拉 出，裝載在搬出用臺車或殘鐵塊的搬出用臺架上而搬出。表1比較表示了本發明的通過線鋸進行的拆除方法與從前的通 過爆破而破碎的拆除方法的拆除時間。此外，本發明的通過線鋸進行的拆除方法是，殘鐵量300噸時分成3塊，殘鐵量1500噸時分成5 塊的實例。表1拆除方法殘鐵量300噸1500噸從前法(采用爆破破碎殘鐵的拆除方法)約7天約14天本發明(采用線鋸切斷殘鐵的拆除方法)約4天約7天如表1所示，根據本發明的拆除方法，與從前的拆除方法相比， 拆除時間可以大幅度地縮短。而且這種縮短可以相應地縮短高爐修復時 高爐的休爐期間，從而具有極大的與生產相伴的經濟效益。實施例2本實施例如圖3a、圖3b所示，以分割線IO將殘鐵1分成2塊 而拆除。如圖3a所示，去除殘鐵1的位置的鐵皮4，在殘鐵拉出側設置 鐵皮開口部5。鐵皮開口部5幵口成為分為2塊的殘鐵塊la可拉出 的尺寸。用線鋸切斷的殘鐵1的分割線IO從俯視圖上看，為垂直于拉出 方向的直徑方向，沿分割線將殘鐵1在垂直方向切斷而分割成2塊。在殘鐵1的下方的爐底耐火材料2的任意水平面上，在與拉出方 向垂直的直徑方向上進行穿孔，以形成用于通過線鋸的殘鐵下貫通孔 8。線鋸的頂端插通在穿孔于爐底耐火材料2而得到的殘鐵下貫通 孔8中，進而輸送到殘鐵l上而巻繞殘鐵l，然后用線鋸切斷殘鐵， 被分割的殘鐵塊la掛好鋼絲繩而沿箭頭方向拉出高爐外。此外，如圖3b所示，如果將殘鐵1周圍的鐵皮完全拆除，則殘 鐵塊la可沿著箭頭所示的2個方向或任意方向拉出。在本實施例中，由于將殘鐵分成2塊拉出，因此對殘鐵量比較少 的情況是有效的。實施例3本實施例如圖4a和圖4b所示，是使用移動裝置拉出殘鐵塊的實例。用線鋸分割殘鐵后，將欲拉出的殘鐵塊la用千斤頂升起，在殘 鐵塊la的下面，延長拉出臺架12，使滑板13在拉出臺架12上移動 而配置在殘鐵塊la的下面，然后降下而將殘鐵塊la裝載在滑板13 上。其次，拉出載有殘鐵塊la的滑板13，借助于液壓千斤頂12a使 殘鐵塊la在臺架12上沿拉出方向滑動。此外，可以使用臺車等其它 移動裝置以代替滑板13。與以剝離或崩塌的方式分離爐底耐火材料、并使被分割的殘鐵塊 在爐底耐火材料上移動而將其拉出的情況相比，本實施例中用較小的 力即可拉出殘鐵塊。實施例4本實施例是用線鋸進行切斷時，通過冷卻線鋸而可以將溫度高的 殘鐵切斷的實例。爐內通過注水冷卻而冷卻固化的殘鐵的熱容量大，經過數天后殘 鐵溫度依然較高。例如，注水冷卻后經過7天，殘鐵本身的溫度通常 為60(TC以上的溫度。另一方面，線鋸的橡膠或樹脂部分一般能承受 200'C以下的溫度，由于沒有為切斷高溫的殘鐵所需要的耐熱性，因 而難以就那樣直接切割殘鐵。于是，為了在確保鋸線強度的同時切斷該高熱的殘鐵，向鋸線接 觸高溫殘鐵的切割面、以及鋸線通過高溫區的范圍連續地供給冷卻水 或冷卻氮等冷卻流體，由此一邊進行散熱一邊切斷殘鐵，這樣便可以 用線鋸進行殘鐵的切斷。如圖5所示，切割開始后將切斷端部用灰漿14堵塞，由此能夠 高效率地利用所供給的冷卻流體。根據本發明，可以使用線鋸將殘鐵分割成大的殘鐵塊，并將該大 的殘鐵塊拉出爐外，因此，與從前的通過爆破而使殘鐵破碎的方法相 比，能夠在更短的時間內安全切實地拆除殘鐵，因此，本發明在產業 上具有非常大的可利用性。
權利要求
1.一種殘鐵的拆除方法，其在進行高爐的修復時，將爐底殘留固化的殘鐵以分割的殘鐵塊的形式拉出爐外而拆除，其特征在于將用于拉出分割的殘鐵塊的部分的鐵皮除去；在殘鐵下的爐底耐火材料中進行穿孔，以形成用于插通線鋸的殘鐵下貫通孔；將線鋸插通在殘鐵下貫通孔中，進而將該線鋸卷繞在殘鐵的外周；使線鋸行走，沿縱向切斷殘鐵和爐底耐火材料，從而分割成多個殘鐵塊；將分割的殘鐵塊拉出爐外。
2. 根據權利要求1所述的殘鐵的拆除方法，其特征在于沿著 與殘鐵塊的拉出方向平行的分割線、或者沿著在拉出方向逐漸擴展的 分割線，在垂直方向切斷殘鐵和爐底耐火材料而分割成多塊。
3. 根據權利要求2所述的殘鐵的拆除方法，其特征在于采用 多條線鋸沿任意的多條分割線并行地將殘鐵切斷。
4. 根據權利要求1所述的殘鐵的拆除方法，其特征在于在與 殘鐵塊拉出方向垂直的方向上進行穿孔，以形成用于插通線鋸的殘鐵 下貫通孔；沿著與殘鐵塊拉出方向垂直的方向的分割線在垂直方向將殘鐵 和爐底耐火材料切斷而分割成2個殘鐵塊。
5. 根據權利要求1 4的任一項所述的殘鐵的拆除方法，其特征 在于在切斷殘鐵時，在線鋸行走的路徑上連續地供給冷卻流體，從 而一邊冷卻線鋸一邊進行切割。
6. 根據權利要求1 5的任一項所述的殘鐵的拆除方法，其特征 在于在將殘鐵塊拉出爐外時，將殘鐵塊的搬出用臺車或殘鐵塊的搬出用臺架設置在殘鐵塊的側面，并使其上表面的水平面與拉出殘鐵塊的底面處在相同的水平面上；向殘鐵塊施加水平力，使殘鐵塊與殘留的爐底耐火材料之間產生 滑動，從而殘鐵塊沿水平方向橫向移動，被拉出而裝載在殘鐵塊的搬 出用臺車或殘鐵塊的搬出用臺架上。
7.根據權利要求1 5的任一項所述的殘鐵的拆除方法，其特征 在于在將殘鐵塊拉出爐外時，將殘鐵塊用千斤頂升起；在殘鐵塊與殘留的爐底耐火材料之間形成的空間內，將裝載殘鐵 塊的移動裝置配置在殘鐵塊的下部；使殘鐵塊降下而裝載在移動裝置上；水平移動裝載著殘鐵塊的移動裝置而將殘鐵塊拉出爐外。
全文摘要
本發明涉及一種殘鐵的拆除方法，其在進行高爐的修復時，將爐底殘留固化的殘鐵以分割的殘鐵塊的形式拉出爐外而拆除，其特征在于將用于拉出分割的殘鐵塊的部分的鐵皮除去；在殘鐵下的爐底耐火材料中進行穿孔，以形成用于插通線鋸的殘鐵下貫通孔；將線鋸插通在殘鐵下貫通孔中，并將線鋸卷繞在殘鐵的外周；使線鋸行走，沿縱向切斷殘鐵和爐底耐火材料，從而分割成多個殘鐵塊；然后將分割的殘鐵塊拉出爐外。這樣，可在短期間且安全地拆除固化的殘鐵。
文檔編號C21B7/00GK101268202SQ200680034668
公開日2008年9月17日 申請日期2006年9月19日 優先權日2005年9月20日
發明者濱田孝司, 竹田裕一, 須藤雄二, 高崎洋 申請人:新日鐵工程技術株式會社