JPH0610292B2 - 高炉内コークスの排出方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高炉の短期改修や中間補修工事において、減
尺吹卸し操業によって空炉状態にした後、高炉内の冷却
装置やレンガ等の取替、補修に当り、炉内立入り作業を
する前工程として、高炉内のコークスを羽口レベル以下
まで炉外に排出する方法及びその装置に関するものであ
る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 一般に高炉の炉命律速要因の主なる部位はシャフト下部
の炉内耐火物の損耗及びステーブクーラ等の冷却装置の
損傷の如く炉体の局部的損傷である。この様に各部位が
致命的ダメージを受ける前に短期間で炉内耐火物の取替
・補修や冷却装置等の部分取替、もしくは全面取替工事
を何回か繰返すことにより２０年以上の炉命を確保する
ための工事手段として炉内立入り作業をする前段階とし
て高炉内コークスを炉外に排出する工程がある。

しかして、従来行われている炉内コークスの排出方法は
大別して、次の２つの方法に分けられる。

〔Ａ方式〕

第７図及び第８図に示す様に、炉体鉄皮及び炉壁部を開
口して、その開口部よりブルドーザーやバケットのよう
な機器を装入し、炉内コークスを排出する方法。

すなわち、第７図に示す方法は、炉内からコークス１を
取出す場合は、炉体鉄皮２の一部を切開し、その部位の
炉壁部３を爆破してそこからブルドーザー４ないしショ
ベルローダを入れてそのブルドーザー４によりコークス
１を炉外に押出し排出する方法である。

しかしこの排出方法の場合は作業員が炉内に入る必要が
あるので非常に危険であり、また炉内の冷却が完了する
までは炉内に立入りして排出できない。最近では、この
様な場合、熱間でも耐えられる無線式ブルドーザーによ
る排出も試みられているが、炉壁部付近の細かな部所の
コークス１や付着物等の排出操作性が未だ不十分なた
め、作業員が炉内を冷却しながら立入って排出している
のが現状である。

また、第８図に示す方法は、ヨーロッパで実施されてい
る炉内コークス排出方法の一例である。この方法は、羽
口部より上部に３ｍ×４ｍ位の炉壁切開開口部５を１〜
２カ所設け、この炉壁切開開口部５から炉内コークス１
を炉外に排出する方法である。すなわち、作業床６及び
鋳床７にウインチ８、８′を設置し、他方炉壁部等に
は、ワイヤーシーブ９、９′及び９″を取付け、これを
介してコークス掻出しバック１０とワイヤーロープ１
１、１１′を接続し、ウインチ８、８′の操作でコーク
ス掻出しバック１０を炉壁切開開口部５より炉内に装入
して、吹卸し時の状態になっている炉内コークス１′を
コークス掻出バック１０ですくって、炉外に排出するの
である。そして、この様な炉内コークス排出作業を繰返
し行うのである。

次に、別方位に設置した炉壁切開開口部５に、ウインチ
８やワイヤーシーブ９等を移設して、同様な炉内コーク
ス排出作業を行うことによって、炉内のコークス１を所
期のレベルまで均等に排出するのである。

なお、この方法では炉内壁羽口近傍の炉内コースクは、
コークス掻出しバック１０では、十分排出しきれないの
で、羽口１２及び羽口ホルダー１３を取付し、羽口金物
１４の開口部より、例えば補助的にコークス掻出し棒１
５により、炉内壁羽口近傍の炉内コークスを炉外に排出
する。

この〔Ａ方式〕は、ブルドーザーやバケットの如く比較
的大きな機器が導入できるので、炉内コークスの排出能
率が高い反面、炉体鉄皮及び炉壁部を切開し、爆破し、
コークスを排出した後、該開口部を修復する必要がある
ため、前後工程に長時間がかかると共に、多大な費用を
要する欠点がある。

〔Ｂ方式〕

第９図の様に既設の多数の羽口開口部を利用するもの
で、〔Ａ方式〕の如く健全な炉体鉄皮や炉壁部を切開、
爆破、及び後で修復する必要がなく、羽口開口部より可
搬式ローダーや可搬式コンベアを装入して炉内コークス
を排出する方法。

すなわち、第９図に示す方法は多数の羽口開口部１６を
利用し、その羽口開口部１６から可搬式ローダー１７及
び可搬式コンベア１８を装入し、その可搬式ローダー１
７によりコークス１を可搬式コンベア１８に積込んで排
出する方法である（特開昭５６−23205号公報）。

この方法は、炉壁の一部を爆破開口したり、コークス排
出後に炉壁部を修復することなく、また炉内の冷却完了
を待つことなく、かつ作業員が炉内に立入る必要なくコ
ークスを炉外に排出できる等の効果はあるが、下記の問
題がある。

可搬式ローダー１７及び可搬式コンベア１８は、各々
高炉の羽口開口部１６から炉内のほぼ中心に達するまで
装入して排出作業するため、各々の設置時や、他の羽口
１２部への移動時に、作業床６に広いスペースが必要で
ある。

通常、出銑口上の作業床６デッキは、出銑口開孔機や出
銑口閉塞マッドガンを使用するため、狭いのが一般的で
あり、この付近に可搬式ローダー１７や可搬式コンベア
１８を設置する場合は、狭さを補うために、仮設ステー
ジ１９等を設置する必要がある。

可搬式ローダー１７は、アーム２０をある程度回転し
てバケット２１のコークスすくい込み範囲を左右方向に
拡大できるとは言え、羽口数にして２〜３個の範囲に限
定されるので、炉内残留コークス１を全周に亘って排出
するためには、可搬式コンベア１８と共に、何度も羽口
開口部１６を移動する必要があるため、移動作業の繁雑
さと、項で述べた様に、作業床６に広いスペースが必
要である。

減尺吹卸し操業を終えた時の炉内残留コークス１の状
態は、羽口１２レベルを裾野とし、炉芯を頂上とした円
錐形状をしており、コークスの安息角度θは３３〜３８
°位であり、羽口レベルより上部には、大量の炉内コー
クスが残留している。

第９図に示す実施例の可搬式ローダー１７及び可搬式コ
ンベア１８は、構造上羽口軸線から装入する方式のため
羽口レベル以下のコークス１しか排出できない。即ち、
羽口レベルより上部のコークス１′の排出が困難であ
る。

このため、羽口レベルより上部のコークス１′の排出
は、別の手段で実施しなければならない不具合がある。

項で述べた如く、炉内コークス排出範囲に制約があ
る上、可搬式ローダー１７及び可搬式コンベア１８の構
造が複雑で、かつ、１０００℃近くの炉内赤熱コークス
を排出するためには、装置の耐熱性を考慮する必要があ
り、このため高価となる。

本発明は、上記した従来方法にあった欠点を解決すべく
成されたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の第１は、高炉の減尺吹卸し後、炉内を空炉状態
とするために炉内コークスを排出する方法において、昇
降及び開閉動作可能なクラブバケットをその中央部に懸
吊したバケット吊ビームを、炉口上部の鉄皮直径方向に
差し渡してその両端を固定支持すると共に、前記クラブ
バケットを懸吊するワイヤーロープの途中に案内ワイヤ
ーロープを取付けてクラブバケットを炉内半径各方位に
位置制御可能として、クラブバケットの昇降、開閉及び
半径各方位の位置制御により高炉内コークスを掴み、羽
口金物の炉内側に複数個傾斜保持したコークス排出シュ
ートに供給し、該コークス排出シュートを介して炉外に
排出することを要旨とする高炉内コークスの排出方法で
ある。

本発明の第２は、高炉の減尺吹卸し後、炉内を空炉状態
とするために炉内コークスを排出する装置において、炉
口上部を鉄皮直径方向に差し渡されてその両端を固定支
持されたバケット吊ビームと、該バケット吊ビームの中
央部にワイヤーロープによって懸吊されたクラブバケッ
ト及びその昇降及び開閉機構と、前記ワイヤーロープの
途中に取付けられクラブバケットを炉内半径各方位に位
置制御する案内ワイヤーロープ及びその繰り出し・巻戻
し機構と、羽口金物の炉内側に傾斜保持された複数のコ
ークス排出シュートを具備して成ることを要旨とする高
炉内コークスの排出装置である。

（作用） 本発明は、炉口上部の鉄皮直径方向に差し渡されてその
両端を固定支持されたバケット吊ビームと、該バケット
吊ビームの中央部にワイヤーロープによって懸吊された
クラブバケット及びその昇降及び開閉機構と、前記ワイ
ヤーロープの途中に取付けられクラブバケットを炉内半
径各方位に位置制御する案内ワイヤーロープ及びその繰
り出し・巻戻し機構と、羽口金物の炉内側に傾斜保持さ
れた複数のコークス排出シュートを具備して成る高炉内
コークスの排出装置を用いて高炉内コークスを炉外に排
出するものである為、羽口近傍の炉壁部を切断開口する
ことなく、しかも作業者が炉内に立入ることなく既設の
羽口金物開口部を利用して汎用の機器を用いて炉内コー
クスを炉外に排出できる。

（実施例） 以下本発明を第１図〜第６図に示す一実施例に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例の全体概要を断面して示す図
面であり、この第１図において、３１は大ベル３２下端
炉口部の直径方向に差し渡されたバケット吊ビームであ
り、このバケット吊ビーム３１はクラブバケット３３及
びこのクラブバケット３３により炉外に排出されるコー
クス３４の荷重を支えるために、アーマプレート取替口
３５の炉口開口部を利用して、吊ビーム支持ワイヤーロ
ープ３６により炉頂部で吊上げ固定されている。一方、
バケット吊ビーム３１の両端部は、振れ止めとして吊ビ
ーム固定金物３７により炉口マンホール３８で固定され
ている。

そして、このバケット吊ビーム３１の中央部には、クラ
ブバケット３３の昇降及び開閉用ワイヤーロープ３９の
ワイヤーシーブ４０を例えば４輪設置し、その下部には
クラブバケット３３で炉内コークス３４を炉内全方位で
掴み、排出する際、ワイヤーロープ４０より昇降及び開
閉用ワイヤーロープ３９が外れない様に小径ローラを配
設したワイヤーガイド４１が取付けられている。

４２は前記クラブバケット３３の昇降及び開閉動作を行
わせるウインチユニットであり、炉体デッキ４３上に設
置されている。しかして、前記昇降及び開閉用ワイヤー
ロープ３９は炉口マンホール３８を通りワイヤーシーブ
４４を介してウインチユニット４２で接続されている。

ところで、バケット吊ビーム３１及び昇降及び開閉用ワ
イヤーロープ３９を仕込んだクラブバケット３３の取込
は、炉内の損耗ステーブクーラー等の冷却装置の取込
用、もしくは炉内損耗炉壁部の耐火物吹付ノズル取付用
としてシャフト上部に設置された1.5ｍ×２ｍ位のシャ
フト上部補修口４５より行う。この開口寸法は、クラブ
バケット３３の取込寸法以上でなければならないことは
言うまでもない。

４６は前記クラブバケット３３を炉内半径各方位に位置
制御するための案内ワイヤーロープであり、シャフト下
部炉壁部の例えば４〜８個の炉壁開口部４７を通して、
案内ガイド４８に接続されている。そして、この案内ガ
イド４８はバケット吊ビーム３１よりクラブバケット３
３の上方迄吊り下げられ、その内部に前記昇降及び開閉
用ワイヤーロープ３９を通すための小径ローラ４９を配
設している（第２図参照）。しかして、前記案内ワイヤ
ーロープ４６を、炉外の炉体デッキ５０上に設置した繰
り返し・巻戻し機構である案内ウインチ５１に接続する
ことにより、案内ワイヤーロープ４６の繰り出し・巻戻
しによってクラブバケット３３を炉内半径各方位に位置
制御できることになる。

前記案内ウインチ５１の配置平面の一例を第３図に示
す。

第３図は、案内ウインチ５１を各々９０°ずつの角度を
設けて４台設置した平面取合図を示すものであり、その
うち１台は必ず後述するコークス排出シュート５２設置
方位に設置する。これは、クラブバケット３３で掴みと
った炉内コークス３４をコークス排出シュート４５２の
設置方位側に引き寄せてその上にてクラブバケット３３
を開操作して炉内コークス３４を排出するためである。

この第３図に示す実施例の如く案内ウインチ５１を４方
位に設置して、クラブバケット３３を位置制御しながら
炉内コークス３４を掴み、排出する場合、炉内平面残留
コークス３４の排出可能範囲は、４方位のみに限られる
ので、炉内コークス３４の排出は十分行えないことにな
る。

この不都合を回避するためには、案内ワイヤーロープ４
６の取付方位を第３図に破線で示す様に各々４５°ずつ
の角度を設けて設置する。こうするには、ワイヤーシー
ブ５３−２′、５３−３′及び５３−４′を新たに設置
して案内ウインチ５１と接続すれば可能である。但し、
コークス排出シュート５２設置方位の案内ワイヤーロー
プ４６−１及び案内ウインチ５１−１は、前述した理由
により移設しないため、コークス排出シュート５２のと
なり方位に案内ワイヤーロープ４６−５及びワイヤーシ
ーブ５３−５並びに案内ウインチ５１−５を設置する必
要がある。

すなわちこの様にクラブバケット３３の位置制御方位を
変更することにより、第４図に示す如く、クラブバケッ
ト３３の炉内コークス排出可能範囲が菊形となり、炉内
コークス３４の排出範囲を増大することが出来る。しか
し、この様に菊形状に炉内コークスを排出するには、８
台の案内ウインチ５１の運転操作が複雑となる為、炉内
コークス３４の排出作業能率は必ずしも向上しない。

次にクラブバケット３３の炉内での位置制御方法につい
て、第１図及び第５図により説明する。

案内ウインチ５１を操作しない場合、クラブバケット３
３は自重により、炉芯軸線に垂下している。

炉内コークス３４を掴み取る場合は、炉体デッキ４３上
に設置されているウインチユニット４２の運転により、
クラブバケット開の状態３３Ａで、炉内コークス３４上
に着地させた後、ウインチユニット４２を巻上げること
によって、クラブバケットは閉の状態３３Ｂとなり、炉
内コークス３４を掴み取り上昇させる。次に、炉体デッ
キ５０上に設置した案内ウインチ５１を運転（ＯＮ）し
て、０°側方向のコークス排出シュート５２上の位置で
安内ウインチ５１のブレーキをＯＮとして位置決めした
あと、ウインチユニット４２の操作で、クラブバケット
３３を下降させ、クラブバケットを開の状態３３Ｃとし
て、コークス排出シュート５２上に、コークス３４を投
下して、炉外に排出するものである。

第５図で、０°側方位、即ちコークス排出シュート５２
設置方位の炉内コークス３４を炉外に排出する方法は以
上述べた通りであるが、この第５図で説明すると、この
場合４台の案内ウインチ５１のうち、位置制御をするの
は案内ウインチ５１−１のみで、他の３台の案内ウイン
チ５１−２、５１−３及び５１−４は、ブレーキ解除の
状態とすることで、０°側方向へのクラブバケット３３
の位置制御を拘束しない。

次に、９０°側方向のハッチングで示す範囲の炉内コー
クス３４を排出する方法は、ウインチユニット４２の動
作に合わせて９０°側への位置制御は案内ウインチ５１
−２の操作で行い、残り３台の案内ウインチ５１−１、
５１−３及び５１−４は、ブレーキ解除とすることで、
９０°側方向へのクラブバケット３３の位置制御を拘束
しない様にする。９０°側方向の炉内コークス３４を掴
んだクラブバケット３３をウインチユニット４２で上昇
させた後、案内ウインチ５１−２のブレーキを解除する
ことによりクラブバケット３３は、炉芯に復帰する。こ
の後、案内ウインチ５１−１をＯＮとして０°側のコー
クス排出シュート５２設置方向にクラブバケット３３を
移動（位置制御）して、ウインチユニット４２の操作
で、クラブバケット３３を下降、開として、コークス排
出シュート５２上に炉内コークス３４を投下し炉外に排
出する。

以下同様にして、炉壁開口部４７、案内ワイヤーロープ
４６及びワイヤーシーブ５３を任意位置に配設すること
により、その半径方向の炉内コークスの排出が可能とな
る。

次に第１図に基づいて炉内コークス３４の炉外排出要領
を説明する。

高炉の減尺吹止時の炉内コークス３４の堆積状態は、羽
口炉内取付部を裾野に、安息角θが３０〜４０°の円錐
状となっている。コークス排出シュート５２を炉内に取
付ける際は、羽口及び羽口クーラを取付した後、羽口金
物５４開口部より掻出し棒５５等で炉内側のコークス３
４を部分的に掻出した後、シャフト上部補修口４５等の
開口部よりコークス排出シュート５２を炉内に取込み、
ステーブ取付ボルト孔５６を２カ所利用して支持ワイヤ
ーロープ５７を２本用いてコークス排出シュート５２の
下端を羽口金物５４と固結して傾斜角が４０〜４５°位
になるよう傾斜保持する。この角度であればクラブバケ
ット３３から排出されたコークスが、落下エネルギーに
よりコークス排出シュート５２に沿って羽口金物５４の
炉内側開口部に詰まることなくスムーズに排出できるこ
とを発明者らは実体モデルで確認した。

但し、この取付傾斜角度は炉内コークス３４の堆積状態
等の制約である為、本発明では限定するものではない。

ところで、前記コークス排出シュート５２の構造は、第
６図に示す様に例えば鋼板を凹彎曲状に成形し、炉内側
のシュート幅を広くして、クラブバケット３３から排出
されるコークスの荷こぼれを極力少なくする様にしたも
のである。

しかして、炉外に排出されたコークスは、作業床５８よ
り下部にコークス炉外排出シュート５９を設け、ベルト
コンベア６０を介して、地上のダンプカー６１まで排出
して積載するものである。この様にして、炉内コークス
３４の所期の掻出レベル６２まで排出するものである。

また、炉内コークス３４は、５００〜７００℃近くの赤
熱状態となっているので、これをクラブバケット３３で
掴み、排出する動作を繰返せば、クラブバケット３３自
体の温度も上昇して、機械的摺動部等が焼きついて動作
しなくなる虞れがあるので、コークス排出シュート５２
の取付方位近傍のステーブ取付ボルト孔６３を利用し
て、散水スプレーノズル６４を先端に取付けた散水配管
６５を炉内側に挿入し、クラブバケット３３に向かって
散水して、クラブバケット３３を適宜冷却する様にす
る。

以上の記述では、コークス排出シュート５２、コークス
炉外排出シュート５９及びベルトコンベア６０の取付は
１方位しか示していないが、本発明では１方位に限定す
るものでなく、２〜３方位取付け、炉内コークス３４の
炉外排出の能率を向上させることもできる。

ちなみに、2,200m³の高炉において、第３図実線で示す
ように４方位に案内ウインチを設置した本発明装置を用
いて本発明方法により炉内コークスを排出したところ、
作業者が炉内に立入ることなく約４０時間で所要のレベ
ル迄コークスを排出することができた。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、炉口上部の鉄皮直径方向
に差し渡されてその両端を固定支持されたバケット吊ビ
ームと、該バケット吊ビームの中央部にワイヤーロープ
によって懸吊されたクラブバケット及びその昇降及び開
閉機構と、前記ワイヤーロープの途中に取付けられクラ
ブバケットを炉内半径各方位に位置制御する案内ワイヤ
ーロープ及びその繰り出し・巻戻し機構と、羽口金物の
炉内側に傾斜保持された複数のコークス排出シュートを
具備して成る高炉内コークスの排出装置を用いて高炉内
コークスを炉外に排出することである為、羽口近傍の炉
壁部を切断開口することなく、しかも作業者が炉内に立
入ることなく既設の羽口金物開口部を利用して汎用の機
器を用いて炉内コークスを炉外に排出できる。

すなわち本発明によれば、 従来工法例の如く、炉内コークス排出用として羽口近
傍の炉体鉄皮及び炉壁部を切開・開口することなく、羽
口金物開口部を利用して炉内コークスを炉外に排出する
ことができるので、コークス排出後前記排出開口部の修
復が不要のため、少ない費用でかつ短時間でコークスを
排出することができる。

しかも、作業員が炉内に立入りする必要がないので安
全である。

更に、従来の可搬式ローダー及び可搬式コンベアを用
いている工法に比べて下記優位性がある。

a)炉芯までのコークスを掻出搬出するためには、可搬式
ローダー及び可搬式コンベアは各々羽口開口部からほぼ
炉芯まで挿入する必要があるため、各々を作業レベルに
設置する際や他の羽口部に移動する場合、作業床レベル
に広いスペースが必要で、仮設ステージ等が必要であ
る。

これに対し本発明は、上記した様に作業床周りにおける
機械類の移動がないので、広いスペースは不要である。

b)炉内コークスを全周に渡って掻出排出するためには、
可搬式ローダーや可搬式コンベアが１対となって何度も
羽口開口部間を移動する必要がある。

これに対し本発明は、複数の案内ウインチ操作と１個の
クラブバケットの昇降・開閉操作の組合わせにより炉内
半径方向の位置制御が可能となり、ほぼ炉内全域の炉内
コークスをコークス排出シュート、コークス炉外排出シ
ュート及びベルトコンベアを介して連続的に地上まで排
出することができる。

c)可搬式ローダー及び可搬式コンベアは構造上羽口軸線
上から装入する方式のため、羽口レベルより上部の炉内
コークスの掻出、排出が不可能であるため、別の手段を
用いて炉外に排出する前段階作業が必要である。

これらに対し本発明は、羽口レベルの上部・下部にとら
われず複数の案内ウインチの操作と１個のクラブバケッ
ト操作の組合わせにより炉内全域のコークスの掻出排出
が可能である。

本発明では、特殊な機械器具類を用いることなく、製
鉄所内で汎用的に使用されているクラブバケット、ウイ
ンチ、コンベア等の有休品を活用することができるの
で、コークス排出装置としては、従来工法のものに比べ
て極めて経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体概要を断面して示す図
面、第２図は案内ガイドの拡大説明図、第３図は案内ウ
インチの配置平面図の一例を示す図面、第４図は炉内コ
ークスの排出範囲を示す平面図、第５図はクラブバケッ
トの位置制御説明図、第６図はコークス排出シュートの
構造を示す斜視図、第７図〜第９図は従来方法の説明図
である。 ３１はバケット吊ビーム、３３はクラブバケット、３４
はコークス、３７は吊ビーム固定金物、３９は昇降及び
開閉用ワイヤーロープ、４２はウインチユニット、４６
は案内ワイヤーロープ、５１は案内ウインチ、５２はコ
ークス排出シュート。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高炉の減尺吹卸し後、炉内を空炉状態とす
   るために炉内コークスを排出する方法において、昇降及
   び開閉動作可能なクラブバケットをその中央部に懸吊し
   たバケット吊ビームを、炉口上部の鉄皮直径方向に差し
   渡してその両端を固定支持すると共に、前記クラブバケ
   ットを懸吊する昇降及び開閉用ワイヤーロープの途中に
   案内ワイヤーロープを取付けてクラブバケットを炉内半
   径各方位に位置制御可能として、クラブバケットの昇
   降、開閉及び半径各方位の位置制御により高炉内コーク
   スを掴み、羽口金物の炉内側に複数個傾斜保持したコー
   クス排出シュートに供給し、該コークス排出シュートを
   介して炉外に排出することを特徴とする高炉内コークス
   の排出方法。
2. 【請求項２】高炉の減尺吹卸し後、炉内を空炉状態とす
   るために炉内コークスを排出する装置において、炉口上
   部の鉄皮直径方向に差し渡されてその両端を固定支持さ
   れたバケット吊ビームと、該バケット吊ビームの中央部
   に昇降及び開閉用ワイヤーロープによって懸吊されたク
   ラブバケット及びその昇降及び開閉機構と、前記ワイヤ
   ーロープの途中に取付けられクラブバケットを炉内半径
   各方位に位置制御する案内ワイヤーロープ及びその繰り
   出し・巻戻し機構と、羽口金物の炉内側に傾斜保持され
   た複数のコークス排出シュートを具備して成ることを特
   徴とする高炉内コークスの排出装置。