JP6614960B2 - プレライニングブロックの搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉、加熱炉、高炉、熱風炉、転炉、電気炉、取鍋、あるいは２次精錬炉などの鉄の製造工程で使用される工業炉のライニングに使用され、耐火物どうしを組み合わせたプレライニングブロックの搬送方法に関する。

鉄の製造工程で使用される工業炉では、れんが等の耐火物をライニングする際に、作業能率向上のためにあらかじめ複数の耐火物をモルタル目地で接合したプレライニングブロックが使用されている。

例えば、特許文献１には、多数の耐火れんがをその長さ方向が炉壁厚みの方向に配向するように積み重ねて接着一体化した耐火物ブロックを炉内に搬入し、この耐火物ブロックを円筒型溶融金属炉の炉内の周方向及び高さ方向に順次積み付ける炉壁内張り施工方法が開示されている。この際、耐火物ブロックの下部に耐火れんがの積み重ね欠落部を設け、この欠落部により形成された空隙に吊具を挿通して耐火物ブロックを吊り下げ、当該耐火物ブロックを炉壁内の所定の積み付け箇所に搬送して積み付けた後、前記の欠落部に耐火物を充填する。また、吊具としては、クレーンの先に専用のＬ字型フックを取り付けたものを使用し、このＬ字型フックを前記の欠落部により形成された空隙に挿通することで、耐火物ブロックの中央部の下面を保持して吊り上げるようにしている。

しかしながら、特許文献１の施工方法では、Ｌ字型フックで耐火物ブロックを吊り上げて搬送する際に、Ｌ字型フックが耐火物ブロックの中央部の下面しか保持していないため、その搬送の際に耐火物ブロックの両側部の耐火物のモルタル目地に亀裂が発生することがある。モルタル目地に亀裂が生じると、耐火物が溶鋼やスラグと接触する場合にはモルタル目地に溶鋼やスラグが侵入し局部的な損傷を生じる可能性があり、耐火物がガスと接している場合にはモルタル目地の亀裂からガスがリークする場合がある。さらに、大きな亀裂が発生した場合には、使用中に耐火物がずれて耐火物ブロックに大きな亀裂が発生し、耐火物が剥落する可能性もある。

さらに、耐火物ブロックを保持するためにはＬ字型フックで支える面はある程度の面積を確保しなければならないが、このための耐火れんがの欠落部へ施工後に耐火れんがを挿入しなければならず、耐火れんがの目地を均一な厚みにすることが難しく、作業も煩雑である。

また、特許文献２には、補修すべき壁体を複数の積層部分に分け、各積層部分と一致する形状に複数のれんが（耐火物）を組み合わせた耐火物集合体を炉外で形成し、コークス炉の壁体補修部を解体除去した後、前記の耐火物集合体で壁体を築造する補修方法が開示さている。

しかしながら、特許文献２の耐火物集合体は、コークス炉内に搬入して施工する際、その底面（下面）を、下側に配置される耐火物とモルタルを介して接合しなければならないため、吊り上げるときに底面全体を保持することが不可能である。一方、この耐火物集合体を例えば側面にフックを設けて吊り上げる場合には、複数の小形状の耐火物が組み合わせられているため、耐火物間のモルタル目地が開いてしまい、耐火物集合体が変形したり、耐火物が脱落する可能性もある。

そこで、特許文献３には、このような耐火物集合体をコークス炉内に搬入して取り込むための装置として、耐火物集合体の両側面を圧着する圧着板と、圧着板を開閉する腕と、腕の開閉中心となるピンと、腕の延長部の先端部を拡縮する拡縮装置とを備えたレンガ取り込み装置が開示されている。しかしながら、このレンガ取り込み装置を使用すると、耐火物集合体の両側面に大きな圧力が加わるので、その圧力により耐火物がずれてモルタル目地に亀裂が発生する場合がある。

特開２００７−２６３４４７号公報 特開２００１−１９９６８号公報 特開２００１−１９９６９号公報

本発明が解決しようとする課題は、耐火物どうしを組み合わせたプレライニングブロックを搬送する際に、他の耐火物と接合するための表面を確保した上で、目地の開きによる耐火物のずれや崩落を防止できるプレライニングブロックの搬送方法を提供することにある。

本発明者らは、プレライニングブロックを搬送する際、このプレライニングブロックを吊り上げるときに水平目地の開きを防止するために、水平目地を挟む耐火物どうしを結束手段で垂直方向に挟み結束するとの発想を得、これにより目地の開きによる耐火物のずれや崩落を防止できることを知見した。

すなわち、本発明は次の（１）から（６）のプレライニングブロックの搬送方法を提供する。
（１）耐火物どうしを組み合わせたプレライニングブロックの搬送方法であって、
プレライニングブロックの側面の下部係合部と、この下部係合部に対して水平目地を挟んで上方に位置する上部係合部とを、着脱可能な結束手段で挟み結束した状態で、当該プレライニングブロックを搬送する、プレライニングブロックの搬送方法。
（２）下部係合部が、プレライニングブロックの側面に開口する孔、又はプレライニングブロックの底面に設けられて当該プレライニングブロックの側面に開口する溝であり、
上部係合部が、プレライニングブロックの側面に開口する孔、又はプレライニングブロックの上面である、（１）に記載のプレライニングブロックの搬送方法。
（３）結束手段がターンバックルを有する、（１）又は（２）に記載のプレライニングブロックの搬送方法。
（４）結束手段がクランプを有する、（１）又は（２）に記載のプレライニングブロックの搬送方法。
（５）耐火物どうしを組み合わせたプレライニングブロックの搬送方法であって、
プレライニングブロック内を上下に貫通する貫通孔の下端部に設けた凹部と、当該プレライニングブロックの上面とを、貫通孔内を貫通する着脱可能な結束手段で挟み結束した状態で、当該プレライニングブロックを搬送する、プレライニングブロックの搬送方法。
（６）プレライニングブロックを搬送する前に、当該プレライニングブロックの表面において目地を含むように有機系のコーティング層を形成する、（１）から（５）のいずれかに記載のプレライニングブロックの搬送方法。

本発明によれば、耐火物どうしを組み合わせたプレライニングブロックを搬送する際に、このプレライニングブロックを構成する耐火物どうしが結束手段で垂直方向に挟まれ結束されるので、クレーンで吊り上げても目地の開きが防止され、耐火物のずれや崩壊も防止される。

また、本発明によれば、搬送するプレライニングブロックの底面には、下の耐火物との間の目地となる表面を十分に確保でき、しかも結束手段は着脱可能であるのでプレライニングブロックを所定の位置に搬送後に外すことができる。このため、下の耐火物との間の目地の不良によるガスリーク等の心配もなく、その施工作業も非常に簡便となる。

本発明の第１実施例を示す斜視図である。 本発明の第２実施例を示す斜視図である。 本発明の第３実施例を示す斜視図である。 第３実施例で使用した結束手段を示す正面図である。 第３実施例の底面を概念的に示す説明図である。

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例を示す斜視図である。同図に示すプレライニングブロック１は、コークス炉の燃焼室を高さ方向と炉長方向に分割し、炉長方向に長い略直方体に分割した形状を有し、耐火物として珪石れんが２を１段当たり１０個使用し、高さ方向に４段配置して組み合わせたものである。また、上面に設けた４つのリング３によって吊り具を引っ掛けてこのプレライニングブロック１を吊り上げて搬送することができる。このリング３は、基板として金属板（図示省略）を有しており、この金属板が有機系の接着材でプレライニングブロック１の上面に貼り付けられているため、施工後は金属板をバーナなどで炙ると簡単に外すことができる。

珪石れんが２どうしの目地（水平目地４及び垂直目地５）には、接着強度が０．９ＭＰａの珪酸ソーダを結合剤とする硅石材質のモルタルを目地の厚みが平均４ｍｍとなるように使用している。なお、図１のプレライニングブロック１では、垂直目地５が連続しないように珪石れんが２が配置されている。このプレライニングブロック１の各段は、長辺側が１１９２ｍｍ、短辺側が８８６ｍｍ、高さが１２０ｍｍで全体の重量は約３３６ｋｇである。珪石れんが２は、かさ比重が１．８７、見掛気孔率が１８．５、ＳｉＯ_２含有量が９５．５質量％のものを使用した。

このプレライニングブロック１には長辺側側面に片側３箇所で合計６箇所、短辺側側面には片側１箇所で合計２箇所に結束手段としてターンバックル６を取り付けている。ターンバックル６は、上下両端部が係止部としてＬ字型になっており、下端部（下部係止部）が下部係合部としての最下段の珪石れんが２の側面に開口する孔７に挿入され、上端部（上部係止部）は上部係合部としての最上段の珪石れんが２の上面に当接している。ターンバックル６で締める付けることでターンバックル６に挟まれた珪石れんが２は外れないように結束（固定）されている。

このようにターンバックル６で結束した状態でプレライニングブロック１を搬送する。そうすれば、搬送のためにクレーンで吊り上げてもターンバックル６によって目地（水平目地４及び垂直目地５）の開きが防止され、珪石れんが２のずれや崩壊も防止される。

プレライニングブロック１を炉内へ搬送し適切な場所に設置した後は、ターンバックル６を外して孔７に耐火物を充填する。

なお、この実施例では、前述のとおり垂直目地５が連続しないように珪石れんが２が配置されていること、及びモルタルの接着力があることから、全ての珪石れんが２を挟むようにターンバックル６を設ける必要はなく、要所となる部分へ設けることができる。

（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例を示す斜視図である。この第２実施例は、図１に示した第１実施例の変形例で、下部係合部として孔ではなく最下段の珪石れんが２の底面に側面に開口する溝８を設け、結束手段として長辺側側面に片側３箇所で合計６箇所にクランプ９を取り付けるとともに、短辺側側面に片側１箇所で合計２箇所にターンバックル６を取り付けたものである。その他の構成は、図１に示した第１実施例と同じであるので、図２において図１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。

この第２実施例によっても第１実施例と同様に、結束手段としてのターンバックル６及びクランプ９によって目地（水平目地４及び垂直目地５）の開きが防止され、珪石れんが２のずれや崩壊も防止される。

プレライニングブロック１を炉内へ搬送し適切な場所に設置した後は、ターンバックル６及びクランプ９を外して側面から溝８に耐火物を充填する。

ここで、第１実施例及び第２実施例のように、プレライニングブロック１の側面に下部係合部（孔７又は溝８）を設けることで、プレライニングブロック１を吊り上げたときに底面を保持しなくて済むため、この底面と他の耐火物との接合を簡便に行うことができ、さらに最下段の珪石れんが２に結束手段（ターンバックル６又はクランプ９）の下端部（下部係止部）を係合することができ、吊り上げたときに最下段から上の珪石れんが２の目地の開きや崩落を防止することもできる。

また、プレライニングブロックの上部係合部は、下部係合部に対して水平目地４を挟んで上方に設けることで、水平目地４に結束力を掛けて珪石れんが２の目地の開きや崩落を防止することができる。

さらに、下部係合部を側面に開口する孔又は底面に設けられて側面に開口する溝とし、上部係合部を側面に開口する孔又は上面とすることで、施工後に側面や上面に異物が突出することがないので他の耐火物との接合をスムーズに行うことができる。これらの孔及び溝は、結束手段の係止部（上部係止部及び下部係止部）を挿入するために設けるので、その大きさは、結束手段の係止部に合せて決めることができる。

（第３実施例）
図３ａは、本発明の第３実施例を示す斜視図である。また、図３ｂは第３実施例で使用した結束手段を示す正面図、図３ｃは第３実施例の底面を概念的に示す説明図である。なお、図３ａにおいて第１実施例（図１）と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第３実施例では、合計８箇所にプレライニングブロック１を上下方向に貫通する断面が長方形の貫通孔１０を設け、それぞれの貫通孔１０に結束手段として先端部１１ａがＬ字型をしたロッド１１が挿入され、ロッド１１の上部はナット１１ｂで締め付けられている。ロッド１１の先端部１１ａは逆Ｔ字型とすることもできる。

図３ｃに概念的に示すように、貫通孔１０を有する最下段の珪石れんが２の底面の貫通孔の周囲は、この貫通孔を含む円形の凹部１０ａとなっており、凹部１０ａの底は平面となっている。貫通孔１０に挿入されたロッド１１は回転するとその先端部１１ａがＬ字型又は逆Ｔ字型になっているので、その先端部１１ａが回転して凹部１０ａに係合する。そして、上端のナット１１ｂを回転するとこの間の珪石れんが２は結束（固定）されることになる。

したがって、この第３実施例によっても第１実施例及び第２実施例と同様に、結束手段としてのロッド１１によって目地（水平目地４及び垂直目地５）の開きが防止され、珪石れんが２のずれや崩壊も防止される。

さらに第３実施例では、プレライニングブロック１に上下方向に比較的小さな貫通孔１０を設ける構成であるため、第１実施例及び第２実施例に比べ目地の損傷が少なく、目地からのガスリーク等のおそれがより低減される。この貫通孔１０は珪石れんが２用のれんがの成形時に金枠に設けることができ、れんがの焼成後にボーリングしても良く、さらにはプレライニングブロック１とした後にボーリングすることも可能である。貫通孔１０の下端部の凹部１０ａも、貫通孔１０と同様の方法で設けることができる。このとき凹部１０ａの大きさは、結合手段の下部係止部（ロッド１１の先端部１１ａ）を収容する大きさとする。これにより、プレライニングブロック１の底面に結合手段の下部係止部（ロッド１１の先端部１１ａ）が突出することがないので、下側の耐火物との接合を問題なく行うことができる。

プレライニングブロック１を炉内へ搬送し適切な場所に設置した後は、ロッド１１を外して貫通孔１０に耐火物を充填する。

（第４実施例）
第４実施例では、第３実施例で示したプレライニングブロックにおいて、両方の長辺側側面と両方の短辺側側面の合計４面をポリウレア樹脂でコーティングしコーティング層を形成した。具体的にはポリウレア樹脂として株式会社ジャパンホームランドセキュリティのＬＩＮＥ−Ｘ（引張強度２３ＭＰａ、伸長率１６０％）を使用し、これをスプレーで吹き付けることで約１ｍｍの厚みのコーティング層を形成した。

本発明においてはこの第４実施例のように、プレライニングブロックの目地の強度をさらに補強するために、その目地部分に有機系のコーティング層を形成することもできる。有機系のコーティング層は加熱により分解するので、使用時にはプレライニングブロックの性能に悪影響を与えることはない。

このコーティング層は、目地に発生する応力に応じて任意の部位の目地を含む面に形成することができる。すなわち、一部の面にコーティング層を形成しても良いし、全面に形成しても良い。なお、本発明でいう目地とは、前述のモルタルを使用したモルタル目地のほか、モルタルを使用しない空目地を含むものである。

本発明においてコーティング層は、ポリウレア樹脂又はポリウレタン−ウレア複合樹脂で形成することが好ましい。ポリウレア樹脂又はポリウレタン−ウレア複合樹脂は、他のコーティング用樹脂と比較して引張強度が非常に高い特徴がある。このため、他のコーティング用樹脂と比較してコーティング厚みが薄くてもあるいはコーティング面積が小さくてもプレライニングブロックを搬送するときに目地に生じる引張応力に十分対応できる。また、ポリウレア樹脂又はポリウレタン−ウレア複合樹脂はスプレーで施工することができ、しかも直ぐに硬化し強度が発現することから、プレライニングブロックの目地を素早くコーティングすることができ、作業能率に優れている。

本発明においてプレライニングブロックの表面に目地を含むように形成する有機系のコーティング層は、前述のとおりポリウレア樹脂又はポリウレタン−ウレア複合樹脂で形成することが好ましいが、これには限定されず、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を使用することもできる。

本発明において好適に使用可能なポリウレア樹脂又はポリウレタン−ウレア複合樹脂は、構造体の表面にコーティングするためなどに一般に市販されているもの使用することができる。また使用条件によって、目地に高い強度が要求される場合には、引張強度が１５ＭＰａ以上のものを使用することができる。このような引張強度の条件を満足するポリウレア樹脂又はポリウレタン−ウレア複合樹脂も、コーティング材として一般に市販されているものを使用することができ、例えばポリウレア樹脂として株式会社ジャパンホームランドセキュリティのＬＩＮＥ−Ｘによる吹き付け、ステラキューブ株式会社のフォスロックニューコート、イーエナージ株式会社のＳＯＵＰＬＥＴＨＡＮＥによる刷毛塗り等を使用することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明で使用する結束手段は、上部係合部と下部係合部との間（第１実施例及び第２実施例）、あるいは貫通孔の上端部と下端部との間（第３実施例及び第４実施例）の目地に結束力を掛けるために搬送前にプレライニングブロックに取り付ける。一方、結束手段は、プレライニングブロックに対して着脱可能であるため、搬送後に取り外すことで、その後に他の耐火物との接合の障害になることはない。この結束手段を設ける位置と数は、プレライニングブロックの形状や大きさ、使用する耐火物の大きさや形状、さらには使用するモルタルの接着強度などに応じて適宜決めることができる。

結束手段の本体部としては、実施例で示したターンバックル、クランプ及びロッドのほか、コッター、ゴム、バネ、油圧シリンダー、エアーシリンダー等を使用するこができる。

結束手段の係止部としては、貫通孔や溝の内面、プレライニングブロックの上面と着脱可能に係合するための突起とすることができる。例えば、第１実施例のように係止部として両方の端部をＬ字型とすることで簡便な操作でプレライニングブロックに係合することができる。

結束手段の本体部以外の部分、例えば本体部と係止部とを連結する部分は任意の物を使用することができ、例えば板、棒、ロープ、紐あるいはシートなどでも良く、材質も金属でも有機物でも採用することができる。

また、本発明は、複数の耐火物どうしをモルタルを使用せず空目地で組み合わせた耐火物の集合体であるプレライニングブロック、あるいは複数の耐火物どうしをモルタルを使用してモルタル目地で接合して組み合わせた耐火物の集合体であるプレライニングブロックのいずれにも適用することができる。そして、プレライニングブロックを構成する耐火物としては、鉄の製造工程で使用される工業炉に一般的に使用されているものを使用することができる。例えば、不焼成れんが、焼成れんが、あるいはプレキャストブロックなどである。これらの耐火物を接合するモルタルにも制約はなく、一般的なモルタルが使用可能である。また、プレライニングブロックの大きささや形状についても特に制約はない。

１ プレライニングブロック
２ 珪石れんが（耐火物）
３ リング
４ 水平目地
５ 垂直目地
６ ターンバックル（結束手段）
７ 孔（下部係合部）
８ 溝（下部係合部）
９ クランプ（結束手段）
１０ 貫通孔
１０ａ 凹部
１１ ロッド（結束手段）
１１ａ 先端部（下部係止部）
１１ｂ ナット（上部係止部）

Claims (6)

1. 耐火物どうしを組み合わせたプレライニングブロックの搬送方法であって、
   プレライニングブロックの側面の下部係合部と、この下部係合部に対して水平目地を挟んで上方に位置する上部係合部とを、着脱可能な結束手段で挟み結束した状態で、当該プレライニングブロックを搬送する、プレライニングブロックの搬送方法。
2. 下部係合部が、プレライニングブロックの側面に開口する孔、又はプレライニングブロックの底面に設けられて当該プレライニングブロックの側面に開口する溝であり、
   上部係合部が、プレライニングブロックの側面に開口する孔、又はプレライニングブロックの上面である、請求項１に記載のプレライニングブロックの搬送方法。
3. 結束手段がターンバックルを有する、請求項１又は請求項２に記載のプレライニングブロックの搬送方法。
4. 結束手段がクランプを有する、請求項１又は請求項２に記載のプレライニングブロックの搬送方法。
5. 耐火物どうしを組み合わせたプレライニングブロックの搬送方法であって、
   プレライニングブロック内を上下に貫通する貫通孔の下端部に設けた凹部と、当該プレライニングブロックの上面とを、貫通孔内を貫通する着脱可能な結束手段で挟み結束した状態で、当該プレライニングブロックを搬送する、プレライニングブロックの搬送方法。
6. プレライニングブロックを搬送する前に、当該プレライニングブロックの表面において目地を含むように有機系のコーティング層を形成する、請求項１から５のいずれかに記載のプレライニングブロックの搬送方法。

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