JP2020002385A - 高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】削孔形成時の反力に抗して、削孔装置を銑鉄に対し固定して設置することが可能であり、特に、構造が簡単で削孔装置を容易に銑鉄に固定的に設置することが可能であって、これにより削孔装置で安定的にかつ効率良く削孔を銑鉄に形成することができる高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法を提供する。【解決手段】高炉の炉体内部に残留する銑鉄５をラインカットする高炉の銑鉄切断装置６であって、削孔ビット１６が先端に設けられた削孔ロッド１５を回転駆動しつつ銑鉄へ向けて前進させて、削孔ビットで銑鉄に貫通孔を形成する削孔機１１に、先行して形成された貫通孔の内部に挿抜自在に挿入される軸体１８及び軸体を貫通孔内部の周壁に離脱可能に定着させる定着手段を有して、貫通孔形成時に削孔ロッドを介して削孔機に伝達される削孔反力を当該削孔機から軸体を介して銑鉄に伝達して支持させるアンカー部８を連結して構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、削孔形成時の反力に抗して、削孔装置を銑鉄に対し固定して設置することが可能であり、特に、構造が簡単で削孔装置を容易に銑鉄に固定的に設置することが可能であって、これにより削孔装置で安定的にかつ効率良く削孔を銑鉄に形成することができる高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法に関する。

高炉の炉体内部に残留する銑鉄を撤去する際に適用可能な技術として、特許文献１〜４が知られている。特許文献１の「高炉の残銑の撤去方法」は、外周に鉄皮を備えた高炉内の残銑を撤去する方法であって、上記高炉の下部外周に存する鉄皮の一部を除去して開口部を形成し、上記残銑の露出部に第１の発破孔を穿設するとともに、上記高炉の下部外周のうち上記開口部以外の位置に存する鉄皮を貫通して上記残銑に第２の発破孔を穿設し、上記第１及び第２の発破孔に爆薬を装填して上記残銑を発破して撤去するようにしている。

特許文献２の「高炉における銑鉄切断装置及び銑鉄切断方法」は、外側の鉄皮と内側の耐火レンガで構成される高炉の炉体内部に残留する銑鉄をブロック状の銑鉄塊にして撤去するために、該銑鉄に切り込みを入れて切断面を形成するための高炉における銑鉄切断装置であって、上記銑鉄に、上記炉体を貫通して並行に設定して設けられた２つのワイヤソー配索経路と、これら２つのワイヤソー配索経路を相互に連通するために、上記銑鉄に、これらワイヤソー配索経路と交差する方向に設定して設けられた連結経路と、上記一方のワイヤソー配索経路から上記連結経路を介して上記他方のワイヤソー配索経路へ挿通され、上記炉体外方に延出されるワイヤソーと、上記炉体外方に設置され、上記ワイヤソーを駆動するワイヤソー駆動装置と、上記２つのワイヤソー配索経路それぞれに、上記炉体内部に位置させて配置され、上記ワイヤソーを上記ワイヤソー駆動装置へ案内する固定シーブと、上記２つのワイヤソー配索経路の中間位置に、これらワイヤソー配索経路に沿って上記銑鉄及び上記炉体に削孔して形成され、上記連結経路と連通される通孔と、該通孔内にスライド自在に設けられ、上記２つのワイヤソー配索経路に跨がる上記ワイヤソーを上記炉体外方へ向かって上記耐火レンガ内縁に接近するように牽引する牽引手段とを備え、上記耐火レンガの内縁に沿う位置まで上記切断面を形成するために、上記固定シーブが、これに掛けられた上記ワイヤソーを上記炉体に向かって該耐火レンガの内縁位置まで移動可能に、該耐火レンガの内縁位置に位置決めされるようにしている。

特許文献３の「解体工法」は、残銑を解体する解体工法を、残銑を分割する分割ラインを設定する分割ライン設定工程と、下向きに穿孔する油圧ドリル装置を備え、残銑上を走行可能な油圧クローラドリルによって、分割ラインに沿うとともに、所定間隔を隔てた複数の分割孔を、分割ラインに全体に亘って穿孔する穿孔工程と、穿孔工程完了後に、残銑から油圧クローラドリルを退去させる穿孔機退去工程と、所定間隔を隔てた複数の分割孔によって分割ラインで残銑を分割して分割ブロックとして搬出する分割ブロック搬出工程とで構成されている。

特許文献４の「鉄筋コンクリートの解体方法」は、鉄筋コンクリート壁のコンクリート部分は打撃式ドリルによって壁面に格子状の連続溝を穿設し、該連続溝の深部の鉄筋を含む部分はコアーカッターによって鉄筋を切断し、これらの穿設手段を繰返して格子状の連続溝を所定深さまで穿設したのち、上部から下方に向かって前記連続溝の深部に達する切断部を形成して所望のブロック形状に切断するようにしている。

特許第３９７７５４３号公報 特許第５５１２３００号公報 特開２０１２−１６２７８７号公報 特開昭６１−１５８５６９号公報

いずれの背景技術にあっても、銑鉄等を切断するにあたり、削孔装置のドリルなどによって、発破孔や、ワイヤソーの経路、分割孔、連続溝などの削孔を銑鉄に形成するようにしている。

銑鉄にドリルなどで削孔を形成する際、スラストやトルクの形で、大きな反力が削孔装置に作用する。削孔装置は、銑鉄に対し固定して設置されないため、削孔形成時の反力、特にスラストが影響して、当該削孔装置が振れ動いてしまったり、削孔装置の姿勢が傾いたりしてしまう。削孔装置が設置される銑鉄の表面には不陸があるため、これら振れ動き等が助長されることとなっていた。

削孔装置に振れ動きや傾きが生じると、削孔に曲がりが生じたり、削孔スピードを上げることができないなど、削孔装置による作業を安定的かつ効率的に実施することができないという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、削孔形成時の反力に抗して、削孔装置を銑鉄に対し固定して設置することが可能であり、特に、構造が簡単で削孔装置を容易に銑鉄に固定的に設置することが可能であって、これにより削孔装置で安定的にかつ効率良く削孔を銑鉄に形成することができる高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる高炉の銑鉄切断装置は、高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する貫通孔を連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットする高炉の銑鉄切断装置であって、削孔ビットが先端に設けられた削孔ロッドを回転駆動しつつ銑鉄へ向けて前進させて、該削孔ビットで銑鉄に上記貫通孔を形成する削孔機に、先行して形成された該貫通孔の内部に挿抜自在に挿入される軸体及び該軸体を該貫通孔内部の周壁に離脱可能に定着させる定着手段を有して、該貫通孔形成時に該削孔ロッドを介して該削孔機に伝達される削孔反力を当該削孔機から該軸体を介して銑鉄に伝達して支持させるアンカー部を連結して構成されることを特徴とする。

前記軸体は、前記削孔ロッドの前進を案内するために、該削孔ロッドと間隔を隔てて平行に配置されることを特徴とする。

前記定着手段は、前記軸体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて進退自在に設けられ、進出されて該周壁に圧接され、圧接反力で該軸体の周面を当該周壁に圧着させるジャッキであることを特徴とする。

前記ジャッキは、前記軸体の軸方向に複数設けられることを特徴とする。

前記定着手段は、前記軸体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて拡開自在に設けられ、拡開されて該周壁に圧接される圧接手段と、上記軸体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段を拡開させる操作手段とを備えることを特徴とする。

前記定着手段は、前記軸体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて膨出自在な弾性体を備え、膨出される該弾性体が該周壁に圧接される圧接手段と、上記軸体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段の上記弾性体を膨出させる操作手段とを備えることを特徴とする。

前記軸体は、前記削孔ロッドから前記貫通孔の孔径以下の間隔を隔てて配置されることを特徴とする。

前記削孔機及び前記アンカー部の少なくともいずれか一方には、銑鉄表面に接離自在に押し当てられ、削孔反力を銑鉄に伝達する押圧部材が備えられることを特徴とする。

本発明にかかる高炉の銑鉄切断方法は、上記高炉の銑鉄切断装置を用い、高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する前記貫通孔を、前記削孔機を用いて連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットすることを特徴とする。

一つの前記貫通孔の形成後、一つの当該貫通孔から所定の間隔を隔てて、次の前記貫通孔を形成し、その後、これら貫通孔同士の間に新たな貫通孔を形成して、前記貫通孔を連続的に形成することを特徴とする。

本発明にかかる高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法にあっては、削孔形成時の反力に抗して、削孔機を銑鉄に対し固定して設置することができ、特に、構造が簡単で削孔機を容易に銑鉄に固定的に設置することができて、これにより削孔機で安定的にかつ効率良く削孔を銑鉄に形成することができる。

本発明にかかる高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法の好適な一実施形態であって、銑鉄に貫通孔を形成している様子を示す側面図である。 図１に対応する平面図である。 図１に示した高炉の銑鉄切断装置の拡大側面図である。 図３中、Ａ−Ａ線矢視図である。 図１に示した高炉の銑鉄切断装置であって、削孔ロッドとアンカー部の位置関係を含めて示す要部拡大図である。 図１に示した高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法で連続的に形成される貫通孔とアンカー部の位置関係を示す説明図である。 図１に示した高炉の銑鉄切断装置のアンカー部に備えられる定着手段を説明する説明図であって、（Ａ）は一部破断要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の構成の変形例を示す断面図である。 図７に示した定着手段の他の例を説明する説明図であって、（Ａ）は貫通孔への挿入前の状態、（Ｂ）は、貫通孔へ挿入した状態、（Ｃ）は操作ロッドを引き上げたときの状態、（Ｄ）は操作ロッドを環状プレートに定着した状態をそれぞれ示す図である。 図７に示した定着手段のさらに他の例を示す要部拡大図である。

以下に、本発明にかかる高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法で銑鉄に貫通孔を形成している様子を示す側面図、図２は、図１に対応する平面図、図３は、図１に示した高炉の銑鉄切断装置の拡大側面図、図４は、図３中、Ａ−Ａ線矢視図、図５は、図１に示した高炉の銑鉄切断装置であって、削孔ロッドとアンカー部の位置関係を含めて示す要部拡大図、図６は、図１に示した高炉の銑鉄切断装置及び高炉の銑鉄切断方法で連続的に形成される貫通孔とアンカー部の位置関係を示す説明図、図７は、図１に示した高炉の銑鉄切断装置のアンカー部に備えられる定着手段を説明する説明図であって、（Ａ）は一部破断要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の構成の変形例を示す断面図、図８は、図７に示した定着手段の他の例を説明する説明図であって、（Ａ）は貫通孔への挿入前の状態、（Ｂ）は、貫通孔へ挿入した状態、（Ｃ）は操作ロッドを引き上げたときの状態、（Ｄ）は操作ロッドを環状プレートに定着した状態をそれぞれ示す図、図９は、図７に示した定着手段のさらに他の例を示す要部拡大図である。

図１及び図２に示すように、高炉１の炉体２内部には、基礎部分３上の耐火レンガ４で取り囲まれて、銑鉄５が残留する。本実施形態に係る高炉の銑鉄切断装置６は、この銑鉄５を高炉１内から搬出可能な塊状物に切断するために用いられる。

切断にあたり、本実施形態に係る高炉の銑鉄切断装置６は、銑鉄５に、その上面５ａから下方の耐火レンガ４まで達するように上下方向縦向きに貫通する貫通孔７を連続的に形成し、これら連続する貫通孔７によって銑鉄５を直線状や折れ線状、曲線状にラインカットするようになっている。

高炉１の炉体２内部には、図示しない開口部から、銑鉄５の上面５ａ上に、本実施形態に係る高炉の銑鉄切断装置６が搬入される。この高炉の銑鉄切断装置６は、図３〜図５にも示すように、削孔機１１にアンカー部８を設けることによって構成される。

高炉の銑鉄切断装置６を構成する削孔機１１及びアンカー部８は、銑鉄５の上面５ａ上を自在に走行移動されるクローラ９に設けられた起伏式の作業用アーム１０に搭載される。削孔機１１は、銑鉄５に貫通孔７を形成する際に、起伏操作される作業用アーム１０によって、銑鉄上面５ａに向けて下向きにセットされる。削孔機１１に関し、下向きにセットされた状態で、以下説明する。

削孔機１１は、上下方向縦向きに長く形成され、作業用アーム１０に取り付けられた基台１２と、基台１２に、上下方向へ移動自在に搭載された回転駆動部１３と、基台１２に設けられ、回転駆動部１３を銑鉄５に対して前後進させるために、当該回転駆動部１３を上下方向へ直線往復移動させる移動機構１４と、回転駆動部１３に着脱自在にかつ下方へ向けて設けられ、回転駆動部１３で回転駆動される削孔ロッド１５と、削孔ロッド１５の下部先端に設けられ、銑鉄５に貫通孔７を形成するために、削孔ロッド１５を介して回転駆動部１３により回転駆動される削孔ビット１６とを備えて構成される。

走行移動されるクローラ９が貫通孔形成位置で停止されると、削孔機１１は、削孔ビット１６が銑鉄５の上面５ａに向くように、作業用アーム１０によって下向きにセットされる。削孔ビット１６が設けられた削孔ロッド１５を回転駆動部１３で回転駆動しつつ、当該回転駆動部１３が移動機構１４により基台１２に沿って銑鉄５の上面５ａへ向けて前進される。回転駆動部１３の前進により削孔ロッド１５が下方へ向けて移動され、回転駆動部１３で削孔ビット１６が回転されることにより、銑鉄５に削孔が形成されていく。

回転駆動部１３が基台１２の下端に達したときには、回転駆動部１３が停止され、当該回転駆動部１３と削孔ロッド１５の連結が切り離される。次いで、回転駆動部１３が移動機構１４により基台１２の上端側へ後退され、後退された回転駆動部１３と切り離された削孔ロッド１５との間に、追加の削孔ロッドが継ぎ足される。

その後、回転駆動部１３による削孔ロッド１５の回転駆動と移動機構１４による回転駆動部１３の前進が再開され、削孔ビット１６による削孔の形成が継続される。このようにして、削孔ロッド１５を回転駆動しつつ銑鉄５へ向けて前進させ、削孔ビット１６により銑鉄５を貫通する貫通孔７が形成されるまで、削孔作業が行われる。

削孔機１１には、削孔ロッド１５と隣り合う位置にアンカー部８が一体的に設けられる。アンカー部８は、基台１２に取付固定される取付ブラケット１７と、取付ブラケット１７に着脱自在に設けられ、貫通孔７の内部に挿抜自在に挿入するために、基台１２からこれよりも下方へ向けて垂下される軸体１８と、軸体１８に設けられ、当該軸体１８を貫通孔７に離脱可能に定着させる定着手段１９とを備えて構成される。

基台１２に対し取付ブラケット１７で一定の高さ位置に保持される軸体１８と、回転駆動部１３の前進で基台１２よりも下方へ向けて移動されて高さ位置が変化する削孔ビット１６との高さ位置関係について、削孔作業前は、削孔ビット１６が軸体１８の下端の高さ位置よりも高く、削孔作業の進捗に従う回転駆動部１３の前進で削孔ビット１６が下降していって、削孔作業途中で、反対に軸体１８の下端が削孔ビット１６の高さ位置よりも高くなるように設定される。

削孔作業開始前において、削孔ビット１６よりも軸体１８の下端がより下方に突出される関係であるため、軸体１８は、少なくとも一つの貫通孔７が形成された後に、取付ブラケット１７に取り付けられる。すなわち、アンカー部８、少なくともその軸体１８を削孔機１１に装着する前に、先行して貫通孔７を形成するようにし、この先行形成した貫通孔７に、作業用アーム１０の操作で当該軸体１８を挿入するようにする。

そして、当該貫通孔７に軸体１８が挿入され、後述する定着手段１９で貫通孔７に定着されたならば、その挿入状態で削孔ビット１６の下降を伴う削孔作業が行われる。なお、貫通孔７への軸体１８の挿入操作については、作業用アーム１０の先端部に、基台１２の傾きや高さを調節する機構を設けるようにしてもよい。軸体１８を削孔機１１に取り付ける際の先行形成される貫通孔７は、上記削孔機１１によって形成されたものであっても、あるいは他の削孔手段で形成されたものであっても、いずれであってもよい。また、この先行形成される貫通孔７は、未完の貫通孔、すなわち貫通していない削孔（例えば、その後の削孔作業で貫通孔７に仕上げられる）であってもよい。

軸体１８の外径寸法は、貫通孔７に挿抜可能な寸法に設定される。削孔機１１に一体的に設けられるアンカー部８の当該軸体１８と、削孔機１１に備えられる削孔ロッド１５とは、互いに間隔を隔てて平行に配置され、先行形成された貫通孔７に削孔作業前に挿入される軸体１８によって、削孔作業を行う際の削孔ロッド１５の位置が位置決めされ、またその前進が案内されるようになっている。軸体１８と削孔ロッド１５との横向き水平方向の間隔Ｗは、図５に示すように、削孔ロッド１５の削孔ビット１６で形成される貫通孔７の孔径Ｄ以下の寸法（Ｗ≦Ｄ）に設定される。これにより、形成される貫通孔７が僅かながらラップして、貫通孔７同士の連続性が確保される。

この貫通孔７の孔径Ｄ以下の寸法とは、２つの場合がある。第１の場合は、図５及び図６に示すように、軸体１８が挿入される先行形成された貫通孔７（Ｈ１）からほぼ貫通孔１つ分を隔てた位置に、削孔ビット１６で貫通孔７（Ｈ２）が形成されるもので、軸体１８と削孔ロッド１５とが貫通孔７の孔径Ｄにほぼ等しい広い寸法を隔てて配置される。

第１の場合は、貫通孔７を連続形成するために、先行形成する貫通孔７（Ｈ１）が２つ隣り合わせに並べて形成され、いずれか一方（図中、左側）の貫通孔７（Ｈ１）に軸体１８を挿入した状態で、他方（図中、右側）の貫通孔７（Ｈ１）を跨いだ位置に削孔ビット１６で貫通孔７（Ｈ２）を形成し、これにより貫通孔７が３つ並ぶようにし、その後、他方（図中、右側）の貫通孔７（Ｈ１）に軸体１８を挿入した状態で、削孔ビット１６で形成した貫通孔７（Ｈ２）を跨いだ位置に、さらに削孔ビット１６で貫通孔７（Ｈ２）を形成して、貫通孔７が４つ並ぶようにする。以後は、この繰り返しにより、連続的に貫通孔７が形成される。

第２の場合は、図示しないけれども、軸体１８が挿入される先行形成された貫通孔７のすぐ隣りに、当該貫通孔７と横並びで相互に連通するように連続的に削孔ビット１６で貫通孔７が形成されるもので、先行形成された貫通孔７と削孔ビット１６が一部ラップするため、軸体１８または定着手段１９の断面は、削孔ロッド１５と干渉する部分が凹ませられている。

先行形成する貫通孔７の個数は異なるけれども、第１及び第２の場合のいずれにあっても、銑鉄５をラインカットする貫通孔７が連続的に形成される。また、図６に矢印Ｚで示すように、ラインカットの形態は、隣接する貫通孔７同士に角度を付けることで、直線状に限ることなく、折れ線状や曲線状の形態とされる。

作業用アーム１０によって貫通孔７へ挿入される軸体１８の挿入深さ、すなわち、軸体１８の下端から銑鉄上面５ａまでの寸法Ｐは、図７に示すように、当該軸体１８に設けられる定着手段１９が貫通孔７の内部に納まるように設定される。

本実施形態にあっては、定着手段１９は図５及び図７に示すように、軸体１８の下方部分に備えられるジャッキ２０で構成される。ジャッキ２０は、軸体１８内部に収納された油圧ユニット部２０ａと、油圧ユニット部２０ａに設けられ、軸体１８周りの１個所に横向きに向けて形成された穴２１を介して、貫通孔７内部の周壁７ａに向けて軸体１８の径方向外方へ進退自在に進出されるラム２０ｂとから構成される。

ラム２０ｂは、油圧ユニット部２０ａで駆動されて進出されると、周壁７ａに圧接され、この圧接による反力で、穴２１とは反対側で、軸体１８の周面を周壁７ａに圧着させる。軸体１８には、穴２１の反対側に位置させて、凹凸加工され大きな硬度を有する超高合金製のグリッパー５０が設けられ、このグリッパー５０が貫通孔７内部の周壁７ａに、摩滅が抑制されつつ大きな摩擦力で定着される。ラム２０ｂは、油圧ユニット部２０ａで駆動されて後退されると、グリッパー５０と共に、軸体１８を貫通孔７内部の周壁７ａから離脱させる。

図示例では、ジャッキ２０は、軸体１８の軸方向、すなわち貫通孔７の深さ方向に上下に２台設けられていて、これらジャッキ２０のラム２０ｂは軸体１８の径方向の同一方向に進退されるようになっている。このように、２台以上複数台のジャッキ２０を備えることにより、軸体１８は長い距離にわたり、貫通孔７に安定して定着される。図７（Ｂ）は、グリッパー５０を一つ設けた場合、図７（Ｃ）は、グリッパー５０を、軸体１８周りに間隔を隔てて２つ設けた場合を示している。

軸体１８が定着手段１９で貫通孔７内部の周壁７ａに定着されることにより、削孔ビット１６で銑鉄５に貫通孔７を形成するときに、削孔ロッド１５を介して銑鉄５から削孔機１１に伝達される削孔反力が、削孔機１１から軸体１８の定着手段１９を介して銑鉄５に伝達され支持される。また、この定着作用により、削孔作業にあたり、削孔ロッド１５が安定して下向き下方に案内される。油圧ユニット部２０ａへの油圧供給は、軸体１８の内部を通じて、削孔機１１側から行っても、あるいは別途独立した油圧供給系を設けて行うようにしてもよい。

削孔機１１には図１，３〜５に示すように、その基台１２から垂下され、作業用アーム１０の操作によって銑鉄５の上面５ａに接離自在に押し当てられて、削孔反力の主に水平方向の振れ動きを銑鉄５に伝達する押圧部材２２が設けられる。すなわち、本実施形態では、アンカー部８に加えてさらに、貫通孔形成時に銑鉄５から削孔ロッド１５を介して削孔機１１に伝達される削孔反力が当該押圧部材２２によっても銑鉄５で支持されるようになっている。

押圧部材２２は図示例では、銑鉄５の上面５ａに押し当てられる先端が刃状に形成された板状部材で形成される。押圧部材２２は、アンカー部８と共に、あるいは軸体１８が貫通孔７に挿入されない貫通孔形成時に、使用される。押圧部材２２は、アンカー部８の取付ブラケット１７等に設けるようにしてもよい。

次に、本実施形態に係る高炉の銑鉄切断装置６を用いた高炉の銑鉄切断方法について説明する。本実施形態に係る高炉の銑鉄切断方法は基本的には、高炉１の炉体２内部に残留する銑鉄５にこれを貫通する貫通孔７を、削孔機１１を用いるなどして連続的に形成し、当該銑鉄５をラインカットするものであり、その際、一つの貫通孔７の形成後、一つの当該貫通孔７から所定の間隔を隔てて、次の貫通孔７を形成し、その後、これら貫通孔７同士の間に新たな貫通孔７を形成して、貫通孔７を連続的に形成する場合が含まれる。

高炉１の炉体２内部に残留する銑鉄５を切断する際には、作業用アーム１０に削孔機１１及びアンカー部８を備えたクローラ９を銑鉄５の上面５ａ上に搬入する。削孔作業ないし切断作業に際しては、削孔機１１等を備えたクローラ９を複数台用いることが効率的である。

まず、連続的に形成されて銑鉄５をラインカットする貫通孔７のうち、最初の貫通孔７を、アンカー部８の軸体１８を挿入するための貫通孔７として先行して形成する。上述したように、先行形成する貫通孔７は、軸体１８と削孔ロッド１５との間隔Ｗに応じて、一つまたは複数個形成する。

これらの先行形成する貫通孔７は、これも上述したように、本実施形態に係る高炉の銑鉄切断装置６を構成する削孔機１１で形成しても、あるいは、他の削孔手段で形成しても、いずれであってもよい。例えば、削孔機１１で削孔する際には、押圧部材２２を銑鉄５の上面５ａに押し当てることで、削孔反力を銑鉄５に伝達して支持させることができ、削孔機１１により、曲がりのない貫通孔７を高い削孔スピードで形成することができる。

次いで、削孔機１１に、取付ブラケット１７を介して、ジャッキ２０を備えた軸体１８を一体的に設ける。そして、作業用アーム１０により、軸体１８を先行形成された貫通孔７に挿入する。貫通孔７に挿入された軸体１８のジャッキ２０を作動させ、貫通孔７内部の周壁７ａにラム２０ｂを圧接し、この圧接反力で軸体１８を貫通孔７の周壁７ａに圧着させて定着させる。

軸体１８の貫通孔７への挿入深さは、表面付近の残留する銑鉄５には不純物が多く脆いので、ある程度深く設定される。挿入深さは、先行形成する際の反力や切り屑から判定可能であるので、手間がかかることなく、容易かつ短時間でアンカー部８の設置を完了することができる。

軸体１８が貫通孔７に定着されることにより、削孔機１１、ひいてはこれを搭載するクローラ９を銑鉄５に対し、固定して設置することができる。また、押圧部材２２も銑鉄５の上面５ａに押し当てる。

この際、軸体１８が、銑鉄上面５ａよりも下方の貫通孔７内部に定着されている一方、削孔ビット１６は、銑鉄上面５ａよりも上方に位置されている。軸体１８を貫通孔７内部に定着させたら、削孔ビット１６による削孔作業を開始する。削孔作業は、削孔機１１の回転駆動部１３で削孔ロッド１５を介して削孔ビット１６を回転駆動しつつ、移動機構１４で回転駆動部１３を銑鉄５に向けて前進させることで行う。

削孔ビット１６で銑鉄５に貫通孔７を形成していくとき、削孔ロッド１５を介して削孔機１１に伝達されるスラストやトルクなどの削孔反力は、アンカー部８により、すなわち定着手段１９で貫通孔７に定着された軸体１８により、銑鉄５に伝達されて支持される。

このようにアンカー部８により、削孔反力を銑鉄５に伝達して支持させるようにしたので、削孔機１１、そしてまたこれを備えるクローラ９に生じる振れ動きを抑制することができ、またクローラ９の姿勢が傾くことを防止することができる。

また、軸体１８は、削孔ロッド１５から貫通孔７の孔径Ｄ以下の間隔を隔てて配置される構成であるので、削孔反力が生じる位置（削孔ロッド１５）とこの削孔反力に抗する定着位置（軸体１８）との距離が短く、クローラ９を含む削孔機１１側に作用する応力負担を軽減できて、効率良く安定的に削孔反力に抗することができる。削孔機１１及びクローラ９の振れ動きは、押圧部材２２によっても抑制することができる。

従って、削孔機１１で形成される貫通孔７に曲がりが生じることを防止できると同時に、高い削孔スピードで作業を行うことができて、貫通孔７を安定的かつ効率的に形成することができる。また、安定的に貫通孔７を形成できることにより、正確な位置に貫通孔７を形成でき、貫通孔７を連続的に形成するにあたり、貫通孔７同士のラップ量を僅かとして、貫通孔７の形成個数を減少させることができ、施工効率を向上することができる。

貫通孔７が新設される度に、アンカー部８の軸体１８を定着させる貫通孔７をずらし、削孔機１１で新たな貫通孔７の形成を継続することにより、銑鉄５を貫通する貫通孔７を連続的に形成して、銑鉄５をラインカットすることができる。

削孔反力を銑鉄５に支持させるアンカー部８は、軸体１８とジャッキ２０などの定着手段１９とで構成して、削孔機１１に一体的に設けるだけであって、構造が簡単であると同時に、削孔機１１を銑鉄５に対し適切かつ確実に固定的に設置することができる。

また、押圧部材２２も、削孔機１１またはアンカー部８に単に取り付けられ、作業用アーム１０の操作で単に銑鉄５の上面５ａに押し当てるだけであって、簡単な構造で的確に削孔反力を銑鉄５に支持させて、削孔機１１等の振れ動きを抑制することができる。

図８には、軸体１８に設けられる定着手段１９の他の例が示されている。この定着手段１９では、軸体１８が中空筒体状に形成されると共に、軸体１８に、貫通孔７内部の周壁７ａに向けて膨出自在な弾性体２５ａを備えて、膨出される弾性体２５ａが周壁７ａに圧接される圧接手段２５と、軸体１８内を軸方向にスライド自在に貫通して貫通孔７内部に突出され、スライド操作されて圧接手段２５の弾性体２５ａを膨出させる操作手段としての操作ロッド２６とから構成される。

圧接手段２５の弾性体２５ａは、通孔２５ｂを有する中空円筒体状に形成され、その上面が、軸体１８を貫通する操作ロッド２６に接合されかつ銑鉄５の上面５ａに設置される環状プレート２５ｃに当接される。また、弾性体２５ａの下面には、リングプレート５２が設けられ、このリングプレート５２にナット体２５ｄが当接される。操作ロッド２６は、軸体１８の下端から通孔２５ｂを介してナット体２５ｄと螺合される。

操作ロッド２６が上方へスライド操作されると、弾性体２５ａがリングプレート５２と環状プレート２５ｃとの間で圧縮され、これにより弾性体２５ａがその径方向外方へ膨出されて貫通孔７の周壁７ａに圧接され、これにより定着作用が得られるようになっている。弾性体２５ａの定着作用が得られたら、操作ロッド２６に設けてある締め込みナット５１を回して、当該操作ロッド２６に沿って下降して環状プレート２５ｃの上面に螺着させ押し付けることで、弾性体２５ａの膨出状態を保持する。殊に、弾性体２５ａはその弾性により貫通孔７の周壁７ａの凹凸を吸収できるので、周壁７ａに密着させることができる。また、環状プレート２５ｃに対する締め込みナット５１の螺着を解除して、操作ロッド２６が下方へスライド操作されることで、弾性体２５ａが復原されて周壁７ａから離脱され、これにより定着作用が解除されるようになっている。

図９には、軸体１８に設けられる定着手段１９のさらに他の例が示されている。この定着手段１９では、軸体１８が中空筒体状に形成されると共に、軸体１８に、貫通孔７内部の周壁７ａに向けて拡開自在に設けられ、拡開されて周壁７ａに圧接される圧接手段２３と、軸体１８内を軸方向にスライド自在に貫通して貫通孔７内部に突出され、スライド操作されて圧接手段２３を拡開させる操作手段２４とから構成される。

圧接手段２３は、軸体１８の下方であって、貫通孔７の周方向に間隔を隔てて配列され、それぞれ貫通孔７内部の周壁７ａに向けて揺動自在に支持された複数の揺動ブロック２３ａから構成される。揺動ブロック２３ａは、操作手段２４の操作ロッド２４ａに設けられかつ銑鉄５の上面５ａに設置される環状プレート２５ｃに取り付けて設けられる。また、操作手段２４は、貫通孔７内部へ達する操作ロッド２４ａと、上端が小径で下端が大径なコーン状に形成されて操作ロッド２４ａの下端に設けられ、配列された揺動ブロック２３ａに取り囲まれて配置されるコーン部材２４ｂとから構成される。

操作ロッド２４ａが上方へスライド操作されると、コーン部材２４ｂが上昇して各揺動ブロック２３ａを貫通孔７の周壁７ａに向けて揺動させることにより、圧接手段２３全体としては拡開されて周壁７ａに圧接されることとなり、これにより定着作用が得られるようになっている。揺動ブロック２３ａの定着作用が得られたら、操作ロッド２４ａに設けてある締め込みナット５１を回して、当該操作ロッド２４ａに沿って下降して環状プレート２５ｃの上面に螺着させ押し付けることで、揺動ブロック２３ａの拡開状態を保持する。また、環状プレート２５ｃに対する締め込みナット５１の螺着を解除して、操作ロッド２４ａが下方へスライド操作されることで、揺動ブロック２３ａが周壁７ａから離脱され、これにより定着作用が解除されるようになっている。

これら図８及び図９に示した定着手段１９の場合、図７に示した定着手段１９とは異なり、軸体１８を貫通孔７の中心に位置付けることができ、アンカー部８の隣接位置で削孔機１１により削孔される貫通孔７の位置精度をさらに高めることができる。これら他の例の定着手段１９であっても、上記実施形態と同様の作用効果が得られることはもちろんである。

上記実施形態では、削孔機１１にアンカー部８を一体的に設けて構成する場合について説明したが、削孔時に必要な反力を銑鉄５に伝達できるように削孔機１１とアンカー部８とが連結されていればよく、すなわち、アンカー部８と削孔機１１とを別体で製作し、例えばピンと張った鎖等で両者をつないで、削孔機１１に作用する反力を、銑鉄５側のアンカー部８に負担させるようにしてもよい。

本発明は、上述した実施形態に具体的に記載した内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。例えば、押圧部材２２は設けなくてもよい。また、アンカー部８の軸体１８は、削孔ロッド１５から貫通孔７の孔径以上離して配置されても、例えば、軸体１８と削孔ロッド１５が貫通孔７を２つもしくは３つ跨いだ間隔を隔てて配置されてもよく、当該間隔を調節可能としてもよい。

１ 高炉
２ 炉体
５ 銑鉄
５ａ 銑鉄上面
６ 高炉の銑鉄切断装置
７ 貫通孔
７ａ 貫通孔内部の周壁
８ アンカー部
１１ 削孔機
１５ 削孔ロッド
１６ 削孔ビット
１８ 軸体
１９ 定着手段
２０ ジャッキ
２２ 押圧部材
２３ 圧接手段
２４ 操作手段
２５ 圧接手段
２５ａ 弾性体
２６ 操作ロッド

Claims (10)

1. 高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する貫通孔を連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットする高炉の銑鉄切断装置であって、
   削孔ビットが先端に設けられた削孔ロッドを回転駆動しつつ銑鉄へ向けて前進させて、該削孔ビットで銑鉄に上記貫通孔を形成する削孔機に、先行して形成された該貫通孔の内部に挿抜自在に挿入される軸体及び該軸体を該貫通孔内部の周壁に離脱可能に定着させる定着手段を有して、該貫通孔形成時に該削孔ロッドを介して該削孔機に伝達される削孔反力を当該削孔機から該軸体を介して銑鉄に伝達して支持させるアンカー部を連結して構成されることを特徴とする高炉の銑鉄切断装置。
2. 前記軸体は、前記削孔ロッドの前進を案内するために、該削孔ロッドと間隔を隔てて平行に配置されることを特徴とする請求項１に記載の高炉の銑鉄切断装置。
3. 前記定着手段は、前記軸体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて進退自在に設けられ、進出されて該周壁に圧接され、圧接反力で該軸体の周面を当該周壁に圧着させるジャッキであることを特徴とする請求項１または２に記載の高炉の銑鉄切断装置。
4. 前記ジャッキは、前記軸体の軸方向に複数設けられることを特徴とする請求項３に記載の高炉の銑鉄切断装置。
5. 前記定着手段は、前記軸体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて拡開自在に設けられ、拡開されて該周壁に圧接される圧接手段と、上記軸体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段を拡開させる操作手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の高炉の銑鉄切断装置。
6. 前記定着手段は、前記軸体に、前記貫通孔内部の前記周壁に向けて膨出自在な弾性体を備え、膨出される該弾性体が該周壁に圧接される圧接手段と、上記軸体内を軸方向にスライド自在に貫通して上記貫通孔内部に突出され、スライド操作されて上記圧接手段の上記弾性体を膨出させる操作手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の高炉の銑鉄切断装置。
7. 前記軸体は、前記削孔ロッドから前記貫通孔の孔径以下の間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項１〜６いずれかの項に記載の高炉の銑鉄切断装置。
8. 前記削孔機及び前記アンカー部の少なくともいずれか一方には、銑鉄表面に接離自在に押し当てられ、削孔反力を銑鉄に伝達する押圧部材が備えられることを特徴とする請求項１〜７いずれかの項に記載の高炉の銑鉄切断装置。
9. 請求項１〜８いずれかの項に記載の高炉の銑鉄切断装置を用い、高炉の炉体内部に残留する銑鉄にこれを貫通する前記貫通孔を、前記削孔機を用いて連続的に形成して、当該銑鉄をラインカットすることを特徴とする高炉の銑鉄切断方法。
10. 一つの前記貫通孔の形成後、一つの当該貫通孔から所定の間隔を隔てて、次の前記貫通孔を形成し、その後、これら貫通孔同士の間に新たな貫通孔を形成して、前記貫通孔を連続的に形成することを特徴とする請求項９に記載の高炉の銑鉄切断方法。

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