本発明は、熱風炉の解体方法に関し、蓄熱室炉体内に燃焼室が併設されない外燃式熱風炉や炉頂燃焼式熱風炉の解体方法に関する。

従来、高炉等に高温ガスを供給するために、熱風炉が用いられている。 熱風炉は、燃焼により高温ガスを発生させる燃焼室と、発生した高温ガスの熱を蓄積する蓄熱室とを有する。 蓄熱室は、炉体内に多数のチェッカー煉瓦を積み上げて構成され、高温ガスを発生させる場合、燃焼室からの高温ガスを通されることで蓄熱する。一方、高温ガスを供給する場合、チェッカー煉瓦に外気を通すことで、この外気を加熱し、高温ガスとして高炉等に供給する。

燃焼室は、蓄熱室に対して様々な形態で設置される。 内燃式熱風炉では、蓄熱室の炉体内に燃焼室を併設する。すなわち、炉体内には蓄熱室を構成するチェッカー煉瓦が積まれるとともに、その平面形状の一部に、上下に連通する煙突状の空間を形成する。そして、この空間の底部にバーナーを設置することで、この空間を燃焼室として利用する。

外燃式熱風炉では、蓄熱室の炉体に隣接して、燃焼室の炉体を設置する。そして、各々の炉頂を連結し、燃焼室からの高温ガスを蓄熱室へと供給する。 炉頂燃焼式熱風炉は、蓄熱室の炉体の炉頂部分の外部にバーナーを設置する。そして、バーナーからの高温ガスを蓄熱室の炉頂へと供給する。 これらの外燃式熱風炉および炉頂燃焼式熱風炉においては、蓄熱室の炉体内には、平面形状の全体にチェッカー煉瓦が設置される。つまり、内燃式熱風炉のような、チェッカー煉瓦がない煙突状の空間がない。

前述した各種の熱風炉では、どの形式であっても、蓄熱室内のチェッカー煉瓦が稼働に伴って劣化する。このため、チェッカー煉瓦の更新が必要となる。具体的には、炉体内に積まれたチェッカー煉瓦を炉外へ搬出し、新たなチェッカー煉瓦を炉内で積み上げ直す、という作業を行う。 このために、従来様々な解体方法が提案されている。

特許文献1は、外燃式熱風炉の解体方法を提案する。 特許文献1では、蓄熱室の炉体の外周に沿って搬出用ダクトを設置するとともに、炉体の各高さに搬出用開口を形成し、それぞれ搬出用ダクトに連通させる。そして、炉体内で上方から順次チェッカー煉瓦を解体し、最寄りの開口からダクトへと搬出する。

特許文献2は、内燃式熱風炉の解体方法を提案する。 特許文献2では、蓄熱室の炉体内に併設された燃焼室を、いわば搬出用ダクトとして流用する。つまり、炉体内の蓄熱室部分で上方から順次チェッカー煉瓦を解体するとともに、解体したチェッカー煉瓦を燃焼室に投下し、炉底部から搬出する。

特開昭57−120605号公報

特開2003−34812号公報

前述した特許文献1の解体方法は、外燃式熱風炉の解体のほか、炉頂燃焼式熱風炉の解体にも利用できる。ただし、作業にあたって、蓄熱炉の炉体に、搬出用ダクトおよび搬出用開口を設置する必要があり、作業調整の煩雑さおよび工期の長大化という問題がある。 一方、前述した特許文献2の解体方法では、搬出用ダクトや搬出用開口を設置する必要がなく、作業を簡素化し、工期も短縮できる。しかし、特許文献2の解体方法は、蓄熱室の炉体内に燃焼室が併設された内燃式熱風炉だけに適用できるものである。 このようなことから、外燃式熱風炉や炉頂燃焼式熱風炉のような、蓄熱室の炉体内に燃焼室が併設されない熱風炉において、作業の簡素化および工期の短縮が図れる解体方法が要望されていた。

本発明の目的は、外燃式熱風炉や炉頂燃焼式熱風炉などの、蓄熱室の炉体内に燃焼室が併設されない熱風炉においても、作業の簡素化および工期の短縮が図れる熱風炉の解体方法を提供することにある。

本発明の熱風炉の解体方法は、蓄熱室の炉体の内部に多数のチェッカー煉瓦を積んで形成された煉瓦積層体を有する熱風炉に適用され、前記煉瓦積層体を解体して前記炉体の外部へ搬出する熱風炉の解体方法であって、前記煉瓦積層体の上面の一部で前記チェッカー煉瓦を掘り下げて、前記炉体の下部まで延びるシュート部を形成するとともに、前記炉体の下部に、前記シュート部と連通する排出口を形成する先行解体工程と、前記煉瓦積層体の残りの部分を切り出して前記シュート部に投下し、前記排出口から搬出する残部解体工程と、を有することを特徴とする。

このような本発明では、先行解体工程で煉瓦積層体にシュート部を形成しておき、残部解体工程では煉瓦積層体を解体したチェッカー煉瓦をシュート部を用いて効率よく搬出することができる。 このため、外燃式熱風炉や炉頂燃焼式熱風炉においても、炉体内部を通してチェッカー煉瓦を搬出することができ、炉体外部に搬出用ダクト等を設置する必要がなく、作業の簡素化および工期の短縮が図れる。 先行解体工程においては、シュート部の掘り下げで取り出されるチェッカー煉瓦を炉頂側から別途搬出するが、シュート部とする区画(煉瓦積層体上面の平面形状に設定される区画)を適宜設定することで、別途搬出すべき煉瓦量を最小限とし、その後の残部解体工程による効率的な搬出の比率を高めること等ができる。

本発明の熱風炉の解体方法において、前記先行解体工程では、前記シュート部の内壁に、倒壊・剥落防止用の支持具を設置することが望ましい。

シュート部の内壁は、煉瓦積層体を構成するチェッカー煉瓦を掘り下げて形成される都合上、一部の煉瓦が途中で破砕される等して荒れた状態であり、倒壊・剥落などが生じることがある。 しかし本発明では、支持具によりシュート部内面の倒壊・剥落を防止することができ、安定したシュート部が形成できる。また、シュート部内での作業の安全性を確保できる。

本発明の熱風炉の解体方法において、前記先行解体工程では、前記シュート部の内部を昇降可能な搬出装置を設置し、前記搬出装置を用いて前記チェッカー煉瓦を炉頂側へ搬出することが望ましい。

このような本発明では、先行解体工程において、シュート部を掘り下げる際にシュート部が深くなった場合でも、搬出装置を用いてシュート部内での昇降が行えるとともに、掘り出した煉瓦を炉頂側へ搬出する作業にも搬出装置を利用することができ、効率よく作業を行うことができる。 なお、本発明の搬出装置としては、ゴンドラやホイスト、垂直搬送バケットコンベア等が利用できる。

本発明の熱風炉の解体方法において、前記先行解体工程では、前記炉体の上部を仕切る安全デッキを設置し、前記安全デッキの下方で前記シュート部の掘り下げを行うとともに、並行して、前記安全デッキの上方で前記炉体の内面に積まれた煉瓦の解体を行うことが望ましい。

このような本発明では、先行解体工程において、安全デッキの上下で、シュート部の形成作業と炉体上部の内面煉瓦の解体作業とを並行して行うことができ、順次施工に比べて工期を短縮することができる。とくに、シュート部の形成は本発明で増加する施工期間となるが、従来の炉体上部の解体期間と並行させることで、期間増とならないようにすることができる。

本発明の熱風炉の解体方法によれば、外燃式熱風炉や炉頂燃焼式熱風炉などの、蓄熱室の炉体内に燃焼室が併設されない熱風炉においても、作業の簡素化および工期の短縮を図ることができる。

本発明の一実施形態における外燃式熱風炉を示す断面図。

本実施形態の作業手順を示す図。

本実施形態の足場設置作業を示す図。

本実施形態の安全デッキ設置作業を示す拡大図。

本実施形態の搬出装置設置作業および安全デッキ上方足場設置作業を示す図。

本実施形態の煉瓦掘り下げ作業および安全デッキ上方煉瓦解体作業を示す図。

本実施形態のシュート部の区画設定を示す平面図。

本実施形態のシュート部の第1層の煉瓦掘り下げ状態を示す斜視図。

本実施形態のシュート部の第2層の煉瓦掘り下げ状態を示す斜視図。

本実施形態のシュート部の第3層の煉瓦掘り下げ状態を示す斜視図。

本実施形態の支持具設置作業を示す図。

本実施形態の支持具設置作業を示す拡大図。

本実施形態のゴンドラを用いた煉瓦掘り下げ作業を示す図。

本実施形態の搬出用ダクトおよび排出口の設置作業を示す図。

本実施形態の残部解体工程の初期段階を示す図。

本実施形態の残部解体工程の途中段階を示す図。

本実施形態のチェッカー受け金物の撤去作業を示す図。

本実施形態の炉体内部の解体作業が終了した状態を示す図。

本発明の他の実施形態における炉頂燃焼式熱風炉を示す断面図。

本発明の他の実施形態におけるホイストを用いた煉瓦掘り下げ作業を示す図。

本発明の他の実施形態における垂直搬送バケットコンベアを用いた煉瓦掘り下げ作業を示す図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 図1は、本発明の解体方法が適用される熱風炉1である。 熱風炉1は、蓄熱室10の外部に燃焼室20が設置された外燃式熱風炉である。 蓄熱室10は、円筒状の炉体11を有し、底部にはチェッカー受け金物12が設置され、その上面に煉瓦積層体13が設置されている。 煉瓦積層体13は、多数のチェッカー煉瓦を積層したものであり、炉体11の平断面形状の全面にわたり、炉体11の下部から上部までの領域にわたって形成されている。

蓄熱室10において、炉体11の上部にはコニカル部14が設置され、その上部にはドーム部15が設置されている。これらのコニカル部14およびドーム部15の炉体の内壁には、それぞれ煉瓦が積まれている。 燃焼室20は、円筒状の炉体21を有し、その上部には前述したドーム部15が接続され、このドーム部15を介して蓄熱室10の炉体11の内部と連通されている。

燃焼室20において、炉体21の底部には加熱用のバーナー22が設置されている。炉体21の側面には混合室23が接続され、混合室23には高炉に続く送風管24が接続されている。 これらの燃焼室20の炉体21および混合室23の内壁にも、それぞれ煉瓦が積まれている。

このような熱風炉1の解体にあたっては、蓄熱室10の内部の煉瓦積層体13の解体ないし搬出、コニカル部14およびドーム部15に積まれた煉瓦の解体ないし搬出、燃焼室20の炉体21および混合室23の内壁に積まれた煉瓦の解体ないし搬出を行う必要がある。 なかでも、煉瓦積層体13を構成するチェッカー煉瓦は膨大な量に及ぶため、熱風炉1を解体する作業および工期において大きな割合を占める。そこで、本実施形態においては、本発明に基づく工程を採用する。

図2は、熱風炉1の解体における具体的な工程を示す。 本実施形態では、蓄熱室10における煉瓦積層体13の解体において、本発明に基づく先行解体工程P1および残部解体工程P2を行うとともに、これと並行してドーム部15の煉瓦の解体も行う。なお、コニカル部14の煉瓦の解体は煉瓦積層体13の解体と併せて行い、燃焼室20および混合室23の煉瓦の解体も煉瓦積層体13の解体と並行して行うことができる。

図2において、先行解体工程P1においては、先ず、蓄熱室10およびドーム部15の各々で炉内の状況確認を行う(工程S1)。異常が無ければ、足場および搬出装置の設置を行う(工程S2)。 この工程S2では、図3に示すように、煉瓦積層体13の上面に座張り31を敷き、その上に足場32を組み立てる。 続いて、図4に示すように、安全デッキ33を設置し、ドーム部15と蓄熱室10とを仕切る。 そして、図5に示すように、安全デッキ33の上に足場34を組み立てる。 また、座張り31の上では、搬出装置として昇降用のゴンドラ35を準備しておく。

図2に戻って、足場および搬出装置の設置(工程S2)の後、ドーム部15でドーム煉瓦の解体(工程S3)を行うとともに、並行して煉瓦積層体13に対してシュート部煉瓦の先行解体(工程S4)を行う。 図6に示すように、安全デッキ33の上側では、工程S3として、足場34を利用して、ドーム部15の内壁に積まれている煉瓦150を解体し、燃焼室20(図1参照)側へ搬出する。ドーム部15にマンホールを形成して搬出してもよい。 一方、安全デッキ33の下側では、工程S4として、煉瓦積層体13の上面の炉体11に沿った区画を設定し、この区画において、煉瓦積層体13を構成するチェッカー煉瓦130を掘り下げ、下方へ延びるシュート部36を形成してゆく。

シュート部36を形成する区画としては、図7に示すように、煉瓦積層体13の上面の炉体11に沿い、かつ煉瓦積層体13を構成するチェッカー煉瓦130の継ぎ目に沿ったものとされる。 ただし、煉瓦積層体13を構成するチェッカー煉瓦130は、上下に接する各層で相互に荷重負担するために水平方向にずらされた積み方、いわゆるAB積みあるいはABC積みと呼ばれる積み方とされている。従って、煉瓦積層体13の上面でチェッカー煉瓦130の継ぎ目としても(図8参照)、他の階層ではチェッカー煉瓦130の個体を途中で分割する状態となる(図9および図10参照)。

その結果、図8のように、シュート部36の境界がチェッカー煉瓦130の継ぎ目となる階層では、シュート部36の内壁面がチェッカー煉瓦130の側面であり、整った壁面となる。 しかし、図9および図10のように、シュート部36の境界がチェッカー煉瓦130の途中となる階層では、シュート部36の内壁面がチェッカー煉瓦130を途中で破断した面となり、不整な壁面となる。 ただし、本実施形態では、後述のようにシュート部36の内壁面に支持具を設置することで、チェッカー煉瓦130の材料の倒壊。剥落などの不都合は防止される。

図2に戻って、シュート部煉瓦の先行解体(工程S4)に続いて、シュート部内側に支持具を設置してゆく(工程S5)。 図11に示すように、煉瓦積層体13に形成されたシュート部36の内壁面361に、パネル状、シート状あるいはネット状の支持具362を張ってゆく。 図12に示すように、支持具362は、上下の辺縁に係止部363を有し、相互に係合されることで連続させることができる。 設置にあたっては、先ず、上側の支持具362を内壁面361に沿って配置し、アンカー364で内壁面361に固定する。次に、下側の支持具362を内壁面361に沿わせ、上側の支持具362の下縁の係止部363に吊下げて保持し、この状態でアンカー364を打って内壁面361に固定する。以下同様にして、支持具362を下方へ延長してゆく。

図2に戻って、前述したシュート部煉瓦の先行解体(工程S4)およびシュート部内側の支持具の設置(工程S5)は、先に設置しておいた搬出装置であるゴンドラ35を利用して順次下方へ移動しつつ、異なる高さで並行して繰り返し行う。この繰り返しは、工程S6で、先行解体下限つまり煉瓦積層体13の下端に達したと判定されるまで行う。 これにより、図13に示すように、搬出装置であるゴンドラ35を用いたシュート部36の掘り下げ、および支持具362の設置が徐々に下方へ進められる。

図2に戻って、前述したシュート部煉瓦の先行解体(工程S4)およびシュート部内側の支持具の設置(工程S5)が、工程S6で判定される先行解体下限まで達したら、炉体下部に排出口を開口させる(工程S7)。さらに、先に設置した足場および搬出装置の撤去を行う(工程S8)。 図14に示すように、シュート部36が煉瓦積層体13の下端まで達したら、炉体11の下部に排出口37を形成し、シュート部36の下端と炉外とを連通させる。一方、蓄熱室10の上部においては、煉瓦積層体13の上面に設置されていた座張り31、足場32および搬出装置であるゴンドラ35を撤去する。なお、ドーム部15の煉瓦の撤去が完了していれば、コニカル部14の煉瓦を解体しながら、安全デッキ33および足場34も撤去する。

図2に戻って、以上の工程S1〜S8により、先行解体工程P1が構成される。 先行解体工程P1が終了した時点で、蓄熱室10の内部には、シュート部36が形成された煉瓦積層体13が残されている(図15参照)。 そこで、残された煉瓦積層体13を解体するために、残部解体工程P2を実施する。 残部解体工程P2では、煉瓦積層体13を上面側から順次解体してシュート部36へ投下し(工程S9)、これを煉瓦積層体13の最下段まで繰り返す(工程S10)。

工程S9においては、図15に示すように、ドーム部15を通して、蓄熱室10内の煉瓦積層体13の上面にパワーショベルなどの建設機械38を導入する。 そして、図16にも示すように、建設機械38により、煉瓦積層体13の上面のチェッカー煉瓦130を全面にわたって掘り起こし、煉瓦屑131としてシュート部36へと投下してゆく。投下された煉瓦屑131は、シュート部36の底部に溜まり、排出口37から炉外へ排出される。

図2に戻って、煉瓦積層体13が撤去された後、チェッカー受け金物の撤去を行う(工程S11)。 図17に示すように、煉瓦積層体13が撤去された蓄熱室10内には、底部にチェッカー受け金物12が残っている。そこで、このチェッカー受け金物12を解体し、炉外へ搬出する。 これにより、図18に示すように、蓄熱室10の内部から、煉瓦積層体13をはじめとする全ての内容物が撤去される(図2の工程S12)。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。 本実施形態では、先行解体工程P1において、煉瓦積層体13にシュート部36を形成しておき、残部解体工程P2では、煉瓦積層体13を解体したチェッカー煉瓦130の煉瓦屑131を、シュート部36を用いて効率よく搬出することができる。 このため、外燃式熱風炉である本実施形態の熱風炉1や、あるいは炉頂燃焼式熱風炉においても、炉体11の内部を通してチェッカー煉瓦130の煉瓦屑131を搬出することができ、炉体外部に搬出用ダクト等を設置する必要がなく、作業の簡素化および工期の短縮が図れる。

先行解体工程P1においては、シュート部36の掘り下げで取り出されるチェッカー煉瓦130を、ドーム部15から別途搬出するが、シュート部36とする区画(煉瓦積層体13の上面の平面形状に設定される区画)を適宜設定することで、別途搬出すべき煉瓦量を最小限とし、その後の残部解体工程P2による効率的な搬出の比率を高めること等ができる。

本実施形態では、先行解体工程P1において、シュート部36の内壁面361に、倒壊・剥落防止用の支持具362を設置した。このため、支持具362によりシュート部36の内壁面361の倒壊・剥落を防止することができ、安定したシュート部36が形成できる。また、シュート部36内での作業の安全性を確保できる。

本実施形態では、先行解体工程P1において、搬出装置としてシュート部36の内部を昇降可能なゴンドラ35を設置し、このゴンドラ35を用いてチェッカー煉瓦130をドーム部15へ搬出するようにした。このため、シュート部36の掘り下げにあたって、シュート部36が深くなった場合でも、ゴンドラ35を用いてシュート部36内での昇降が行える。また、掘り出したチェッカー煉瓦130をドーム部15へと搬出する作業にも、搬出装置であるゴンドラ35を利用することができ、効率よく作業を行うことができる。

本実施形態では、先行解体工程P1において、蓄熱室10の炉体11の上部とドーム部15とを仕切る安全デッキ33を設置したため、安全デッキ33の下方でシュート部36の掘り下げを行うとともに、並行して、安全デッキ33の上方でドーム部15の内面に積まれた煉瓦150の解体を行うことができる。 すなわち、安全デッキ33の上下で、シュート部36の形成作業とドーム部15の内面の煉瓦150の解体作業とを並行して行うことができ、順次施工に比べて工期を短縮することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。 例えば、前記実施形態では熱風炉1を外燃式熱風炉であるとしたが、本発明は炉頂燃焼式熱風炉にも適用できる。

図19には、本発明の他の実施形態が示されている。 図19において、熱風炉2は、炉頂燃焼式熱風炉であり、蓄熱室10Aは、円筒状の炉体11Aを有し、底部にはチェッカー受け金物12Aが設置され、その上面に煉瓦積層体13Aが設置されている。 蓄熱室10Aの炉頂近くの側面には燃焼室20Aが接続され、その内部には加熱用のバーナー22Aが設置されている。 蓄熱室10Aの側面には混合室23Aが接続され、混合室23Aには高炉に続く送風管24Aが接続されている。

このような炉頂燃焼式の熱風炉2の解体作業においても、先行解体工程P1(図2参照)により煉瓦積層体13Aにシュート部36Aを形成し、残部解体工程P2により煉瓦積層体13Aの残部を解体し、シュート部36Aに投下してゆくことで、前記実施形態で説明した通りの効率の良い解体作業を行うことができる。

前記実施形態では、安全デッキ33の上下で、煉瓦積層体13の解体とドーム部15の煉瓦の解体とを並行して行ったが、このような並行作業および安全デッキ33の設置は本発明に必須ではなく、各作業を順次行ってもよい。 前記実施形態では、煉瓦積層体13に座張り31を敷き、その上に足場32を組むとともに、安全デッキ33の上に足場34を組んだが、これらの形式や構造などは適宜変更してよい。

前記実施形態では、搬出装置として、シュート部36の内部を昇降可能なゴンドラ35を設置した。本発明における搬出装置としては、他の構成を用いてもよい。 図20に示す他の実施形態では、搬出装置として、足場31上にホイスト35Aを架設し、このホイスト35Aでバケット35Bを吊り下げ、シュート部36の内部を昇降させている。 図20に示す他の実施形態では、搬出装置として、垂直搬送バケットコンベア35Cが設置されている。 このようなホイスト35Aあるいは垂直搬送バケットコンベア35Cを用いる各実施形態によっても、図1から図18で説明した実施形態と同様な効果を得ることができる。

本発明は、熱風炉の解体方法に関し、蓄熱室炉体内に燃焼室が併設されない外燃式熱風炉や炉頂燃焼式熱風炉の解体方法に利用できる。

1,2…熱風炉、10,10A…蓄熱室、11,11A…炉体、12,12A…チェッカー受け金物、13,13A…煉瓦積層体、130…チェッカー煉瓦、131…煉瓦屑、14…コニカル部、15…ドーム部、150…煉瓦、20,20A…燃焼室、21…炉体、22,22A…バーナー、23,23A…混合室、24,24A…送風管、31…座張り、32…足場、33…安全デッキ、34…足場、35…搬出装置であるゴンドラ、35A…搬出装置であるホイスト、35B…バケット、35C…搬出装置である垂直搬送バケットコンベア、36,36A…シュート部、361…内壁面、362…支持具、363…係止部、364…アンカー、37…排出口、38…建設機械、P1…先行解体工程、P2…残部解体工程、S1〜S12…工程。