JP5510130B2 - 高炉熱風送風用熱風管交換方法 - Google Patents
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Description
本発明は、熱風炉から熱風を高炉に送風する熱風管（高炉熱風送風用熱風管）の交換方法に関するものである。
高炉操業において高炉に送給される１０００〜１２００℃の熱風は、通常、熱風炉で空気を熱交換させて熱風とし、高炉に送風される。その際に、熱風炉から熱風を高炉に送風する高炉熱風送風用熱風管（以下、単に熱風管とも言う）は、高温に耐えるために、内部を耐火レンガで内張りした、直径３ｍ前後の鋼製鉄皮で構成される。送風の圧力は、通常、０．４〜０．５ＭＰａの高圧である。
このことから、熱風管は、応力腐食割れにより、鋼製鉄皮に亀裂が発生し、はなはだしい場合には、噴破の危険性がある。
このため、これまでは、鋼製鉄皮に亀裂が発生した際には、その亀裂部を溶接や当て板で補修しているが、亀裂が全面に多数発生した場合には、二重管構造としたり（特許文献１）、高炉の改修に合わせて熱風管を交換したりするという対応をとっていた。
前述したように、高炉熱風送風用熱風管は、高炉に熱風を吹き込むための装置であり、その破損は即座に高炉の操業停止となる。このため、鋼製鉄皮に亀裂が発生した場合は、溶接補修や二重管構造化等の補修工事によって対応しているが、場合によっては、さらに亀裂が進展し大亀裂となる危険性があり、大亀裂の数が増大すると熱風管全体の強度が低下し、熱風管の交換が必要になる。
ちなみに、溶接補修では、操業中の高温状態での溶接となるため、溶接の性能保証が困難で、再び亀裂が発生することが多い。また、二重管構造化は、鉄皮内面からの熱風の接触を防止しきれないため、二重管構造化した鉄皮に、１０年ほど使用後に亀裂が発生するという危険性があり、結局熱風管全体の交換が必要になる。
しかしながら、高炉熱風送風用熱風管の交換は、これまでは、交換に長時間掛かることと、交換後の耐火レンガの信頼性確保が難しいことから、通常操業中での交換が断念され、高炉改修工事に合わせて実施されるのがほとんどであった。
すなわち、高炉の通常操業における休風可能時間は、およそ１００時間（約４日間）が一般的であるが、休風前の熱風管内部が１０００〜１２００℃であるために、交換作業ができる温度まで冷却するのに１週間以上を要すこととなり、通常操業における休風可能期間中の交換は困難であった。
このため、高炉改修工事までの間に、熱風管噴破などの大事故のリスクが大きかったことと、場合によっては、高炉改修を早めざるを得ないという問題があった。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高炉熱風送風用熱風管の交換を短時間で適切に行うことができ、高炉の通常操業中の休風期間（４日間程度）での交換を可能にする高炉熱風送風用熱風管交換方法を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
［１］熱風炉から熱風を高炉に送風する熱風管の交換方法であって、
予め、交換が必要になった個所の既設熱風管の横に、新しい熱風管を準備しておく新熱風管準備工程と、
高炉を休風した後、交換が必要になった個所の既設熱風管を鉄皮と耐火レンガを一体のままワイヤーソーで切断して撤去する既設熱風管切断撤去工程と、
風船の内部に常に空気を供給して輻射熱を遮断する風船式遮熱装置を用いて、残存している既設熱風管の残熱による輻射熱を遮断しながら、残存している既設熱風管の切断面の鉄皮と耐火レンガの手入れ作業を行う切断面手入れ工程と、
切断して撤去された既設熱風管の位置に新しい熱風管を水平移動で設置し、新しい熱風管と残存している既設熱風管とを溶接接続する新熱風管移動接続工程と
を備えていることを特徴とする高炉熱風送風用熱風管交換方法。
予め、交換が必要になった個所の既設熱風管の横に、新しい熱風管を準備しておく新熱風管準備工程と、
高炉を休風した後、交換が必要になった個所の既設熱風管を鉄皮と耐火レンガを一体のままワイヤーソーで切断して撤去する既設熱風管切断撤去工程と、
風船の内部に常に空気を供給して輻射熱を遮断する風船式遮熱装置を用いて、残存している既設熱風管の残熱による輻射熱を遮断しながら、残存している既設熱風管の切断面の鉄皮と耐火レンガの手入れ作業を行う切断面手入れ工程と、
切断して撤去された既設熱風管の位置に新しい熱風管を水平移動で設置し、新しい熱風管と残存している既設熱風管とを溶接接続する新熱風管移動接続工程と
を備えていることを特徴とする高炉熱風送風用熱風管交換方法。
本発明によれば、高炉改修工事を待たずに、高炉通常操業中の４日間程度の休風期間で熱風管の交換を行うことができる。また、熱風管内部の耐火レンガの損傷も極軽微であり、交換後の熱風管の信頼性も確保できる。
その結果、熱風管噴破などの重大事故のリスクを抱えたままの操業を回避できる。また、高炉改修時期の前倒しの要因を無くすことができ、高炉延命につながる。
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は立面図、図２は平面図である。
図１、図２において、熱風炉１０は燃焼室１１と蓄熱室１２を備えており、燃焼室１１と蓄熱室１２によって空気を熱交換させて熱風とし、その熱風をデッキ１４上に設置されている熱風管１３によって高炉に送風するようになっている。
そして、この実施形態においては、熱風管１３を交換するに際して、以下のような（Ｓ１）〜（Ｓ４）の工程で行うようにしている。
（Ｓ１）新熱風管準備工程
交換が必要となった個所の既設熱風管１３Ａの直近のデッキ１４と同じ高さ位置に張り出しデッキ２４を新設し、その張り出しデッキ２４上で、事前に、新しい熱風管２３を耐火レンガも施工した形で一体製作し、乾燥も完了させて、準備しておく。
交換が必要となった個所の既設熱風管１３Ａの直近のデッキ１４と同じ高さ位置に張り出しデッキ２４を新設し、その張り出しデッキ２４上で、事前に、新しい熱風管２３を耐火レンガも施工した形で一体製作し、乾燥も完了させて、準備しておく。
（Ｓ２）既設熱風管切断撤去工程
高炉を休風した後、交換が必要になった個所の既設熱風管１３Ａを鉄皮と耐火レンガを一体のままワイヤーソーで切断して撤去する。なお、ここでは、図２に示すように、Ｃ１〜Ｃ５の５個所で切断を行う。
高炉を休風した後、交換が必要になった個所の既設熱風管１３Ａを鉄皮と耐火レンガを一体のままワイヤーソーで切断して撤去する。なお、ここでは、図２に示すように、Ｃ１〜Ｃ５の５個所で切断を行う。
ちなみに、図３に示すように、ワイヤーソー３０は、鋼製ワーヤーロープ３１の素線にダイヤモンド片３２を編み込んだ切断工具である。図中の３３はズレ止めリングである。
そして、図４は、このワイヤーソー３０を用いて、熱風管１３を鉄皮と耐火レンガの一体状態で切断している状態を示すものである。なお、図中の３４はプーリーである。
このようにして、ワイヤーソー３０を用いて、熱風管１３を鉄皮と耐火レンガの一体状態で切断した場合、約４時間で切断が可能で、かつ、鉄皮の切断面および耐火レンガの切断面ともに凹凸のない良好な切断面が確保される。
なお、ワイヤーソー３０は、熱風管１３の残熱および切断過程での発熱で高温になるが、図５に示すように、ワイヤーソー３０を水冷装置３６で水冷することにより、継続して切断が可能である。ワイヤーソー３０の水冷は、スプレーノズルで霧状に噴霧することにより、冷却水はほとんど蒸発し、耐火レンガへの悪影響も無い。ここで、図中の３５はワイヤー駆動機械であり、自走しながらワイヤーソー３０に所定の張力を自動的に付与するようになっている。
そして、切断した既設熱風管１３Ａをデッキ１４上から地上まで降ろして撤去する。
（Ｓ３）切断面手入れ工程
残存している既設熱風管１３Ｂの切断面の鉄皮と耐火レンガの手入れ作業を行う。その際に、残存している既設熱風管１３Ｂ（特に、耐火レンガ）の高温残熱による輻射熱を風船式遮熱装置によって遮断し、手入れ作業ができる温度を確保することによって、高温状態での手入れ作業を可能にする。
残存している既設熱風管１３Ｂの切断面の鉄皮と耐火レンガの手入れ作業を行う。その際に、残存している既設熱風管１３Ｂ（特に、耐火レンガ）の高温残熱による輻射熱を風船式遮熱装置によって遮断し、手入れ作業ができる温度を確保することによって、高温状態での手入れ作業を可能にする。
ここで、図６に示すように、風船式遮熱装置４０は、空気供給管４３と風船支持枠４２を経由させて風船４１の内部に常に空気を供給して輻射熱を遮断する遮熱装置である。
この風船式遮熱装置４０を用いることによって、残存している既設熱風管１３Ｂ（特に、耐火レンガ）の高温残熱による輻射熱を完全に遮断することができる。また、風船４１自体の損傷もない。
ちなみに、熱風管路補修時の熱遮断方法としては、特許文献２に、鋼製網を管路内に入れ、熱風管内にドラフト風を発生させる方法が提案されているが、この方法では、熱風管全体の耐火レンガがドラフト風で冷やされ、再立ち上げ時の耐火レンガ損傷があることや、鋼製網のハンドリングが容易でないという問題がある。
これに対して、この風船式遮熱装置４０は、布製のため簡便に扱えることと、ドラフト風を必要としないため、ドラフト風によって耐火レンガを損傷させる不具合もない。
（Ｓ４）新熱風管移動接続工程
切断して撤去された既設熱風管１３Ａの位置に、新しい熱風管２３をウインチ等で水平移動して設置し、新しい熱風管２３と残存している既設熱風管１３Ｂとを溶接接続する。
切断して撤去された既設熱風管１３Ａの位置に、新しい熱風管２３をウインチ等で水平移動して設置し、新しい熱風管２３と残存している既設熱風管１３Ｂとを溶接接続する。
このようにして、この実施形態においては、高炉改修工事を待たずに、高炉通常操業中の４日間程度の休風期間で、交換が必要になった個所の既設熱風管１３Ａの交換を行うことができる。また、残存する熱風管１３Ｂ内部の耐火レンガの損傷も極軽微であり、交換後の熱風管１３（残存する熱風管１３Ｂ、新しい熱風管２３）の信頼性も確保できる。
その結果、熱風管噴破などの重大事故のリスクを抱えたままの操業を回避できる。また、高炉改修時期の前倒しの要因を無くすことができ、高炉延命につながる。
１０ 熱風炉
１１ 燃焼室
１２ 蓄熱室
１３ 熱風管
１３Ａ 交換が必要になった熱風管
１３Ｂ 残存する熱風管
１４ デッキ
２３ 新しい熱風管
２４ 張り出しデッキ
３０ ワイヤーソー
３１ 鋼製ワイヤーロープ
３２ ダイヤモンド片
３３ ズレ止めリング
３４ プーリー
３５ ワイヤー駆動機械
３６ 水冷装置
４０ 風船式遮熱装置
４１ 風船
４２ 風船支持枠
４３ 空気供給管
１１ 燃焼室
１２ 蓄熱室
１３ 熱風管
１３Ａ 交換が必要になった熱風管
１３Ｂ 残存する熱風管
１４ デッキ
２３ 新しい熱風管
２４ 張り出しデッキ
３０ ワイヤーソー
３１ 鋼製ワイヤーロープ
３２ ダイヤモンド片
３３ ズレ止めリング
３４ プーリー
３５ ワイヤー駆動機械
３６ 水冷装置
４０ 風船式遮熱装置
４１ 風船
４２ 風船支持枠
４３ 空気供給管
Claims (1)
- 熱風炉から熱風を高炉に送風する熱風管の交換方法であって、
予め、交換が必要になった個所の既設熱風管の横に、新しい熱風管を準備しておく新熱風管準備工程と、
高炉を休風した後、交換が必要になった個所の既設熱風管を鉄皮と耐火レンガを一体のままワイヤーソーで切断して撤去する既設熱風管切断撤去工程と、
風船の内部に常に空気を供給して輻射熱を遮断する風船式遮熱装置を用いて、残存している既設熱風管の残熱による輻射熱を遮断しながら、残存している既設熱風管の切断面の鉄皮と耐火レンガの手入れ作業を行う切断面手入れ工程と、
切断して撤去された既設熱風管の位置に新しい熱風管を水平移動で設置し、新しい熱風管と残存している既設熱風管とを溶接接続する新熱風管移動接続工程と
を備えていることを特徴とする高炉熱風送風用熱風管交換方法。
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| JP2010152766A JP5510130B2 (ja) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | 高炉熱風送風用熱風管交換方法 |
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