专利名称：高炉炉体的拆除方法
技术领域：
本发明涉及高炉修复时的高炉炉体的拆除方法。
背景技术：
以前，作为容易在短时间内分离和拆除高炉炉体、特别是高炉炉底部的方法，已经提出了各种各样的方法。
例如，特开2002-339007号公报提出了如下的方法即用线锯切断基石之后，为了支撑高炉主体的载荷，在基石的线锯切断空间涂布剥离材料并填充灰浆，或填充沙子或铁沙粒，在确保拆除时提升炉底部时的填充部剥离性之后，用安装在炉底外周部的顶起装置进行提升。提升该炉底部的方法适用于设置了垫梁的炉底构造。如果是设置了垫梁的炉底构造，则在基石切断之后，在使用油压千斤顶等提升高炉炉底部的情况下，炉底中央部的底板将不会产生较大的翘曲。然后，在欲拆除的炉底部和欲残留的基石部之间因提升而产生的空间内，配置导轨部件、小推车等移动机构，将炉底部承载在该移动机构上，通过使用横向拉伸用油压千斤顶等施加水平力而使其移动。
在特开2001-59109号公报、特开2001-81508号公报和特开2001-207204号公报中，公开了如下的方法即在高炉炉底部正下方的高炉基石部，沿水平方向钻穿多个贯穿孔，在贯穿孔的位置沿水平方向切断高炉基石部，然后在贯穿孔中装入升降机构以提升高炉炉底部。但是，该方法需要装入贯穿孔中以提升高炉炉底部的特殊的升降机构。
日本专利第3110684号公报公开了如下的方法将炉底耐火砖层沿其底部用线锯水平地切断，不进行提升便装载着凝固物层而直接将其拉出到炉外。但是，该方法必须在拆除前沿整个炉体周边拆除欲拆除的高炉炉底部的炉体铁皮，与此同时，在用线锯切断的炉底耐火砖层的更下部位，残留着修复前的耐火砖层和冷却管等。
特开2003-105413号公报公开了如下的方法将残留生铁破碎到可以用小推车进行运送的大小之后，再迅速地将其拉出到炉外。
在特开2003-245919号公报中，公开了可以高精度地形成为插通切断混凝土等基石而形成的长贯穿孔的方法。
在高炉修复过程中拆除高炉炉底部时，作为上述特开2002-339007号公报所示的提升炉底部的方法，存在下述的问题。
(1)对于没有设置垫梁的高炉炉底构造的情况，在顶起炉底部时，因炉内残留的耐火砖和内容物的载荷而使炉底中央部产生大的变形，所以恐怕不能确保配置移动机构所需要的充分的空间，从而不能采用提升的方法。
(2)必须在欲拆除的炉底部周围设置支撑提升的反作用力的千斤顶承力托架(承受反作用力)。也就是说，梯级(stave)高炉为了在铁皮上安装托架，必须对必要的障碍物(冷却配管等)进行改造。另外，铁皮喷水高炉需要进行托架安装所必需的期间内的停止喷水和喷水设备的改装。为支撑在1个托架上达到500ton到1000ton的载荷，并分散应力以便使托架周边的环梁壳(mantle)不发生破坏和变形，该支撑构造将是刚性极高的。在炉底周围设置多个牢固的托架的制作和安装所需要的时间和成本是极大的。
(3)通过进行提升，在高炉炉底部中央就会产生大的弯曲力矩和翘曲，为防止附载在垫梁和炉底部上而被提升的底部线锯切断部的混凝土等的破坏和落下，进行这样的加固也需要相应的时间和成本。例如，为了使停止喷吹时残留在炉内的内容物的载荷不会施加到底部，必须从侧壁设置载荷支撑机构。另外，在炉底部的底板或垫梁等上，必须采取可以支撑因炉内内容物的垂直支持而产生的弯曲应力的加固措施。
(4)为缩短修复期限，必须在喷吹停止前的事前工程期间采取上述(1)～(3)的措施之一或将它们进行组合。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种简单而且在短时间内分离、拆除高炉炉体的方法。
本发明涉及一种高炉炉体的拆除方法，其特征在于切离欲拆除的范围上方的高炉主体，用线锯切断欲拆除的范围下方的基石混凝土或基石灰浆，在因所述线锯的切断而产生的切断间隙中填充球状粒子，不用提升欲拆除的高炉炉体，便施加水平力而使其水平移动。
施加在欲拆除的高炉炉体上的水平力可以设定为超过在填充了球状粒子的所述切断间隙间的摩擦力的水平力。该水平力可以借助于横向拉伸千斤顶来施加。
填充在因线锯的切断而产生的切断间隙间的球状粒子设定为球状或椭圆球状，其最大直径为10mm以下，优选的最大直径为1～4mm，其破坏强度优选为在1mm的最大直径时可以承受0.1kg以上的载荷。作为该球状粒子，可以使用铁球、陶瓷球、树脂球或玻璃球。
在本发明的高炉炉体的拆除方法中，在切离欲拆除的范围上方的高炉主体时，在炉体塔架上吊挂支撑高炉主体，实质上沿水平方向按规定宽度切断该高炉主体的中间部，使在该切断部分的更上侧形成的上部环梁壳从含有在所述切断部分的更下侧形成且内藏有残留耐火砖和冷却凝固的残留生铁的炉底环梁壳的炉体上分离。
另外，也可以将用线锯切断欲拆除的范围下方的基石混凝土或基石灰浆的范围分割为与水平移动欲拆除的高炉炉体的方向平行的多个切割分段。该切割分段的宽度即分割宽度可以设定为400～5000mm。
再者，当用线锯切断欲拆除的范围下方的基石混凝土或基石灰浆时，也可以支撑欲拆除的范围上方的高炉主体的载荷，使高炉主体维持直立状态，然后用上述线锯按顺序切断上述切割分段。
在本发明的高炉炉体的拆除方法中，因为没有必要提升欲拆除的高炉炉体(炉底部)，所以产生出以下所示的效果。
(1)也可以应用于没有设置垫梁的炉底构造的高炉。
(2)没有必要设置提升时所需要的千斤顶承力托架(承受反作用力)。所以，在梯级高炉中，不需要为在铁皮上安装托架所必要的障碍物(冷却配管等)的改造。另外，在铁皮喷水高炉中，不需要进行托架安装所必需的期间内的停止喷水或喷水设备的改造。再者，也不需要制作和安装该托架的时间和成本。
(3)不需要提升时所需要的加固机构。
(4)因为没有修复中的提升工序，所以能够缩短修复期限。
图1是应用本发明的一实施方案的高炉炉底部的拆除方法的高炉的局部主视剖面图。
图2是该高炉的平面剖面图。
图3是该高炉和炉体塔架的主视剖面图。
图4是该高炉和炉体塔架的主视剖面图。
图5(a)是说明填充有球状粒子的喷嘴的构造的主视图。
图5(b)是说明填充有球状粒子的喷嘴的构造的仰视图。
具体实施例方式
关于本发明，下面参照附图就具体化的实施方案进行说明。
首先，参照图1～图4，就应用本发明的一实施方案的高炉炉底部的拆除方法的高炉10进行说明。高炉10具有基石混凝土(或者基石灰浆)11、在基石混凝土11上设置的垫梁12、在垫梁12上设置的高炉主体13。此外，还有不具备垫梁12的高炉。
在高炉10的上部，设置有多个排气管15。高炉10和排气管15受到炉体塔架14的支撑，该炉体塔架14在规定位置与立设在高炉10周围的4个位置的支柱21相连接，围绕高炉10的环状管16支撑在炉体塔架14的下部。另外，在炉体塔架14的上端部，设置有炉顶悬臂梁起重机17，可以与在炉体塔架14的中间部所设置的临时悬臂甲板18一起，进行在高炉10的上部所设置的装入设备19等的维修和拆卸工作。另外，在与炉体塔架14内的临时悬臂甲板18实质上相同的水平面内，配置有工作甲板20，在工作甲板20上，可以安装能够支撑高炉主体13的数台穿心式千斤顶63等吊挂机构。下面进行详细的说明。
首先，就垫梁12进行说明。如图1所示，基石混凝土11上所设置的垫梁12具有并排配置的多个H形钢22、设置于相邻的H形钢22之间并向内部通冷却水的冷却管23、以及设置于多个H形钢22的上部且平面视图为圆状的炉底板25。另外，在冷却管23的下侧注入灰浆材料24并使之固化，在冷却管23的上侧，捣碎材料26从炉底板25的上侧经由图中未示出的注入口注入并固化。成为高温的垫梁12的上侧通过冷却管23和捣碎材料26的传热效果而有效地得到冷却，垫梁12下侧的基石混凝土11通过灰浆材料24的绝热效果而限制温度的上升。
其次，就高炉主体13进行说明。高炉主体13形成为筒状，焊接并立设在炉底板25的上部。高炉主体13的外侧用铁皮27遮蔽，在其内侧配置有多个梯级冷却器28。另外，在高炉主体13的内侧下部，形成有由耐火材料构成的炉底耐火砖层29。高炉10的喷吹停止后，炉底耐火砖层29的一部分溶损，与焦炭层30成为一体而固化，另外，在焦炭层30的下侧，残留着冷却凝固的残余生铁31。高炉主体13将中间部实质上水平地切断，分离为在切断部分的更上侧形成的上层环梁壳32、和在切断部分的更下侧形成且内藏有残留耐火砖和残余生铁31的炉底环梁壳33。此外，在本说明书中，将一体接合的垫梁12和炉底环梁壳33作为高炉炉底部34来进行说明。
下面就高炉炉底部34的拆除方法的步骤进行说明。
(炉底部切离工序)首先，在比设置于高炉主体13的下部的垫梁12更靠下侧的基石混凝土11上，计划预先被分割为6个切割分段38～43的水平切断部37的情况进行说明。如图2所示，将用线锯44～49切断欲拆除的高炉炉底部下方的基石混凝土(或者基石灰浆)11的范围分割为与水平移动高炉炉底部的方向(在图2中为左右方向)平行的多个切割分段38～43。其分割宽度优选为400mm～5000mm。
各切割分段38～43的交界50～61使用图中未示出的穿孔机，通过从一侧进行的钻孔加工而分离，然后将线锯44～49分别插通在进行过穿孔的相邻的交界50·51、交界52·53、交界54·55、交界56·57、交界58·59和交界60·61。采用线锯44～49，例如可以将切割分段38～43切断成上下空出5～20mm的切断间隙。
因为各切割分段38～43的切断要领相同，因而以采用线锯44切断切割分段38的情况为例进行说明。采用线锯44切断时的切断范围达到这样的程度，以致垫梁12不会因高炉主体13的载荷而弯曲，而且在切断部分也不会产生裂纹等。接着在用线锯44切断的部分即在切断面35·36之间的切断间隙内填充流体、粘性流体或球状粒子。在本发明的实施例中，填充球状粒子62(参照图1)。可以用这些填充的球状粒子62支撑高炉主体13的载荷。如此反复进行部分切断和球状粒子的填充，便可以完全切断切割分段38，其后，用同样的步骤切断切割分段39～43，由此切断水平切断部37，从而全部用球状粒子62承受高炉主体13的载荷。因为是从垫梁12切断下方，所以可以连续地进行由配置在垫梁12内的冷却管23进行的高炉主体13的冷却。也就是说，即使在高炉10的操作中也可以进行炉底部切离工序。
作为球状粒子，优选的是破坏强度为在1mm的粒径时可以承受0.1kg以上的载荷的粒子。当破坏强度较低时，则球状粒子就会发生塑性变形和破坏，结果，后述的高炉炉底部的水平移动所需要的力增大。作为球状粒子，例如可以采用喷丸硬化所使用的铁球。此外，这里所说的破坏强度，是指破坏1个球状粒子的载荷。
另外，球状粒子需要具有可以在高炉炉底部下方的切断部进行填充的大小，实际上使用最大直径为10mm以下的球状或椭圆球状的球状粒子。但是，当球状粒子的最大直径减小时，则破坏强度减小，在可以廉价地获得的铁球中，当直径为1mm以下时，则破坏强度小于0.1kg。另一方面，当球状粒子的最大直径增大时，则球状粒子的单位重量增大，填充时的球状粒子的流动性恶化。因此，球状粒子的最大直径更优选为1mm～4mm。
在球状粒子的填充时，采用图5(a)、图5(b)所示的喷嘴68。在由该钢管(也可以是不锈钢钢管)构成的喷嘴68的内表面，涂布有耐磨性材料69、例如树脂系或含有硅酸盐系的以Al2O3和SiO2为主要成分的耐磨性材料。因为使球状粒子一边在喷嘴68内流动一边填充在切断部，所以喷嘴的磨耗严重，这在防止喷嘴的磨耗方面是有效的。在该喷嘴68的顶端部具有钢制的盲盖70，在其跟前具有狭缝72，从该狭缝72吹出球状粒子。另外，在喷嘴68的下部设置有喷水喷嘴71，在填充球状粒子的同时进行喷水，以防止粉尘的飞扬。另外，在球状粒子的流动中使用了压缩空气。在该压缩空气的作用下，在喷嘴68内进行气体运送，从而在切断部填充球状粒子。
(炉体切断工序)切断水平切断部37的大半或全部之后，停止高炉10的喷吹，在高炉主体13的铁皮27的上部和下部焊接固定多个吊挂用托架64，同时在炉体塔架14上安装多个穿心式千斤顶63，通过吊挂用托架64和穿心式千斤顶63而将高炉10吊挂支撑在炉体塔架14上。接着实质上水平地以规定宽度切断高炉主体13的中间部即高炉主体13的风口水平面的更下侧，从炉底环梁壳33上分离上层环梁壳32。这时，上层环梁壳32由上侧的吊挂用托架64和上侧的穿心式千斤顶63支撑并维持直立状态。其次，解除上部环梁壳32和高炉炉底部34与连接它们的装入设备19和铁水沟65等的连接，使用炉顶悬臂梁起重机17和临时悬臂甲板18解散拆除在炉体塔架14的上部所设置的装入设备19等。另外，同时用线锯切断水平切断部37的未切断部。
(高炉炉底部拆除工序)高炉炉底部34由于在因线锯的切断而产生的切断间隙上填充了球状粒子，所以不用提升高炉炉底部，可以施加比填充了球状粒子的线锯的切断部之间的摩擦力要大的水平力而使其水平移动。在进行水平移动时，使用图中未示出的横向拉伸千斤顶等进行横向移动，使其移动到炉体塔架14的外面。在炉体塔架14的外面，例如，事先配置好如图4所示的重物运送小推车66，将高炉炉底部34固定在重物运送台车66上之后，便可以输送到在高炉设备的系统之外设置的、图中未示出的作业场。按照这样的步骤，可以进行高炉炉底部34的拆除。在由炉体塔架14所吊挂的状态下，上部环梁壳32可以反复进行在小推车67上的下降、下侧部分的切断以及拆除作业而解体，另外，也可以将上层环梁壳32分割为多个环状环梁壳，从下侧的环状环梁壳开始按顺序搬出到系统之外。
在本实施方案中，在用千斤顶由炉体塔架支撑高炉炉底部的拆除范围的上部设备之后，沿欲拆除的范围的炉底部的上方线切断其上部环梁壳；另一方面，在炉底板下方的欲残存的交界位置，将欲拆除的炉底部的下方使用线锯进行切断，在该用线锯切断的空间内填充具有支撑高炉炉底部载荷的强度的球状粒子。另外，欲拆除的高炉炉底部和欲残存的基石部的交界通常是基石灰浆和基石混凝土，可以使用钻孔机和线锯，在喷吹停止前切断该交界口，这样可以缩短高炉拆卸作业的工期。在线锯切断部的空隙，为了使上部载荷传送到基石灰浆和基石混凝土而填充了球状粒子，以这些球状粒子为滑动面而进行水平移动。通过施加超过因该水平移动而产生的摩擦阻力的水平力，可以使高炉炉底部水平移动。
本发明除只拆除高炉炉底部以外，还适用于一并拆除高炉炉底部和其上方的部分。
权利要求
1.一种高炉炉体的拆除方法，其特征在于切离欲拆除的范围上方的高炉主体，用线锯切断欲拆除的范围下方的基石混凝土或基石灰浆，在因所述线锯的切断而产生的切断间隙中填充球状粒子，不用提升欲拆除的高炉炉体，便施加水平力而使其水平移动。
2.根据权利要求1所述的高炉炉体的拆除方法，其中，施加在欲拆除的高炉炉体上的水平力被设定为超过在填充了球状粒子的所述切断间隙间的摩擦力的水平力。
3.根据权利要求2所述的高炉炉体的拆除方法，其中，施加在欲拆除的高炉炉体上的水平力是借助于横向拉伸千斤顶来施加的。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的高炉炉体的拆除方法，其中，填充在因线锯的切断而产生的切断间隙间的球状粒子为球状或椭圆球状，其最大直径为10mm以下。
5.根据权利要求4所述的高炉炉体的拆除方法，其中，球状粒子是其破坏强度为在1mm的最大直径时可以承受0.1kg以上的载荷的球状粒子。
6.根据权利要求5所述的高炉炉体的拆除方法，其中，球状粒子为铁球、陶瓷球、树脂球或玻璃球。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的高炉炉体的拆除方法，其特征在于在切离欲拆除的范围上方的高炉主体时，在炉体塔架上吊挂支撑高炉主体，实质上沿水平方向按规定宽度切断该高炉主体的中间部，使在该切断部分的更上侧形成的上部环梁壳从含有在所述切断部分的更下侧形成且内藏有残留耐火砖和冷却凝固的残留生铁的炉底环梁壳的炉体上分离。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的高炉炉体的拆除方法，其特征在于，将用线锯切断欲拆除的范围下方的基石混凝土或基石灰浆的范围分割为与水平移动欲拆除的高炉炉体的方向平行的多个切割分段。
9.根据权利要求8所述的高炉炉体的拆除方法，其特征在于，当用线锯切断欲拆除的范围下方的基石混凝土或基石灰浆时，支撑欲拆除的范围上方的高炉主体的载荷，使高炉主体维持直立状态，然后用所述线锯按顺序切断所述切割分段。
全文摘要
本发明提供一种简单而且在短时间内分离、拆除高炉炉体的方法，其特征在于切离欲拆除的范围上方的高炉主体(13)，用线锯切断欲拆除的范围下方的基石混凝土或基石灰浆(11)，在因所述线锯的切断而产生的切断间隙中填充球状粒子(62)，不用提升欲拆除的高炉炉体，便施加水平力而使其水平移动。
文档编号C21B7/00GK101094924SQ20058004537
公开日2007年12月26日 申请日期2005年12月27日 优先权日2004年12月28日
发明者高崎洋, 竹田裕一, 渡边和好 申请人:新日铁工程技术株式会社