JP2008076049A - 回転炉床炉の耐火物構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回転炉床炉の耐火物に設けられた膨張代としての間隙に、原料粉末や耐火物粉末等の粉末異物が入り込んだとしても、容易に除去や補修が可能な回転炉床炉の耐火物構造を提供する。
【解決手段】炉床１０の内周側と外周側にコーナー耐火物８，９を配設し、これらのコーナー耐火物８，９に挟まれた炉床１０表面をキャスタブル耐火物７で構成した回転炉床炉１の耐火物構造において、前記キャスタブル耐火物７の表層部に、近接して円周方向に周設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第１膨張代ブロック１１を、少なくとも１式設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転炉床炉の耐火物構造に関し、詳しくは、少なくとも酸化金属含有材料と炭素含有還元材料とからなる炭材含有被処理物を加熱還元して、還元金属を製造する回転炉床炉の耐火構造に関するものである。更に、本耐火物構造は鋼材等の加熱の用に供する回転炉床炉にも適用することができる。

近年、電気炉による鋼材の製造が盛んになるにつれ、その主原料であるスクラップの需要の逼迫や、電気炉での高級鋼製造に対する要請から還元鉄の需要が増大しつつある。

還元鉄を製造するプロセスの一つとして、粉末状の鉄鉱石と粉末状の石炭やコークス等の炭材とを混合して塊成化物、例えばペレットやブリケットとなし、これを回転炉床炉に装入して高温に加熱することにより、鉄鉱石中の酸化鉄を還元して固体状金属鉄を得る方法が注目されている（例えば、特開昭４５−１９５６９号公報、特開平１１−２７９６１１号公報等）。

尚、このような還元方法は、金属鉄の製造方法のみならず、Ｎｉ、Ｃｒ等の非鉄金属をそれらの酸化物から還元して製造するのにも用いることもができる。以下の説明においては、金属鉄の製造を例として説明するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他の非鉄金属の製造についても同様に本発明が適用できるものである。

次に、回転炉床炉による還元鉄製造の一例として、還元鉄製造用回転炉床炉の概略を示す水平断面図である図６を参照しながら以下説明する。
（１）粉末の鉄酸化物（鉄鉱石、電炉ダスト等）および粉末の炭素質還元剤（石炭、コークス等）を混合して造粒し、生ペレットまたはブリケット（以下、ペレットと総称する）を製造する。
（２）これらの生ペレットを、必要に応じて、内部から発生する可燃性揮発分が発火しない程度の温度域に加熱して付着水分を除去し、乾燥ペレットとする。生ペレットの水分が低い場合や回転炉床炉内で乾燥を行う場合には、この工程は不要である。

（３）これら生ペレットまたは乾燥ペレット（原料２０）を、適当な装入装置２３を用いて回転炉床炉２６中に供給して、回転炉床（以下、炉床と称す）２１上に各々１〜２個程度の厚さを有するペレット層を形成する。
（４）このようなペレット層を、炉内上方に設置したバーナー２７の燃焼により輻射加熱して還元し、金属化を進める。

（５）金属化したペレットを冷却器２８により冷却する。この場合の冷却は、ペレットにガスを直接吹き付けて冷却するか、または、水冷ジャケットで間接冷却すること等が行われ、排出時および排出後のハンドリングに耐え得る機械的強度を発現させてから排出装置２２により炉外に排出する。
（６）金属化したペレット（還元鉄３０）を排出後、直ちに生ペレットまたは乾燥ペレット（原料２０）を装入し、上記のプロセスを繰り返して還元鉄を製造する。

上記工程（３）について、従来例に係る還元鉄製造用回転炉床炉（以下、回転炉床炉と称す）の炉床構造を示す立断面図である図７を用いながら以下詳細に説明する。
回転炉床炉１は、天井３１と側壁３２からなるフード３３およびこれら側壁３２間に配置された円環状の回転炉床１０とで構成されてなる。

そして、この回転炉床炉１は、炉床１０下部に多数の車輪３４が取り付けられ、床面上に円周状に敷設された軌道３５上を駆動装置（図示せず）により一定速度で回転するように構成されている。また逆に、図は省略するが、炉床１０下部に軌道を固定するとともに、床面上に円周状に車輪を配置してこの車輪を駆動装置により一定速度で回転するように構成される場合もある。

従って、前記回転炉床１０は、フード３３に対して自由に回転可能としつつ、炉内雰囲気を外気に対して遮断する必要があるため、通常、回転炉床１０と側壁３２との間に水封手段３６を設ける場合が多い。

水封手段３６は、図７に示すように、水３７を満たした円環状の金属製シールトラフ３８を両側壁３２の下端に一体的に設けている。そして同時に、回転炉床１０の両周縁部の下方に下向きの金属性円筒形状のスカート３９を炉床１０に一体に取付け、このスカート３９の先端がシールトラフ３８に接触せずに、シールトラフ３８内の水３７に浸漬されるように構成される。

回転炉床１０は、その上面にペレット４０を載置した状態でフード３３に設置されたバーナ４２により上方から高温で輻射加熱されるため、例えば、前記炉床１０の下層部には断熱性耐火物４１ａを、上層部には耐熱性耐火物４１ｂを積層した耐火物構造４１が採用されている。尚、ペレット４０が載置される炉床１０上面近傍は、加熱と冷却が短時間（６〜２０分程度）ごとに繰り返されるため、通常、耐スポーリング性を有する耐火物を使用している。

また、前記回転炉床１へのペレット４０供給時に、ペレット４０自体の転動や装入装置との接触による擦過あるいは落下衝撃、熱衝撃による爆裂や耐火物の離脱粉末、炉内点検時に炉外から持ち込まれる砂や泥等諸々の要因により、ペレット４０等から発生する粉末異物がこのペレット４０に随伴して炉内に混入するのは避けられない。

そして、この粉末異物は、回転炉床炉１が冷却された際に前記耐火物４１が収縮し、この耐熱性耐火物４１に膨張代として設けられた間隙に入り込んでしまい、再度昇温したときに前記膨張代が機能せず、耐火物４１の損傷に至ることがある。耐火物４１が損傷した場合には、前記膨張代の間隙に入り込んだ粉末異物の除去を含めて、炉床１０面の耐火物４１のほとんどを補修する必要があった。

このような問題点を解決するために提案されている２件の従来技術について、以下図８を用いて説明する。図８は、これら従来例に係る回転炉床炉の炉床の部分平面図である。図８において提案されている今一つの従来技術は、内周壁と外周壁との間に配設された円環状の回転炉床１０の、内外方向の中間部を耐火キャスタブル層５５で構成する。

同時に、当該耐火キャスタブル層５５に隣接する内周側と外周側の少なくとも一方に、内外方向へ複数列の耐火レンガ７３，７４を配置して、これら耐火レンガ７３，７４の列間に所定の間隙５７，５８を形成したものである（特許文献１参照）。

前記従来技術によれば、炉床１０を形成する耐火キャスタブル層５５の熱膨張変形を吸収するための間隙５７，５８を形成して耐火レンガ７３，７４を配置し、これら耐火レンガ７３，７４の間隙５７，５８を小径のペレットが侵入しない程度の大きさとしている。

しかしながら、回転炉床炉を長時間運転すると、ペレットから発生する粉末や耐火物の離脱粉末等の微細な粉末異物の発生が避けられず、このような微粉末が前記間隙に入り込み、上述したように再昇温したときに膨張代としての機能が発揮されず、耐火物の損傷に至ることになる。

また、図８において提案されている他の従来技術として、内周壁と外周壁との間に配設された円環状の回転炉床１０の内周縁と外周縁を耐火キャスタブルにより成形した枠体４３，４４で構成するとともに、これら枠体４３，４４をそれぞれ周方向の複数個所で所定の間隙５１，５２をあけて分割し、これら間隙５１，５２内にセラミックシートないしセラミックブランケットを充填したものである（特許文献２参照）。
特開２００２−３１０５６５号公報 特開２００２−３１０５６４号公報

しかしながら、膨張代である前記間隙５１，５２にセラミックシートやセラミックブランケットを充填したとしても、長期に渡る回転炉床炉の運転によって、回転炉床１０の転動に伴う炉材のずれや前記セラミック充填材の劣化等により前記間隙５１，５２に隙間を生じる結果、この隙間５１，５２に微粉末が入り込み、上記と同様、再昇温時に膨張代としての機能が発揮されず耐火物の損傷に至る。そして、耐火物が損傷した場合には、炉床１０面の耐火物のほとんどを補修する必要がある。

従って、本発明の目的は、回転炉床炉の耐火物に設けられた膨張代としての間隙に、原料粉末や耐火物粉末等の粉末異物が入り込んだとしても、容易に除去や補修が可能な回転炉床炉の耐火物構造を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る回転炉床炉の耐火物構造が採用した手段は、炉床の内周側と外周側にコーナー耐火物を配設し、これらのコーナー耐火物に挟まれた炉床表面をキャスタブル耐火物で構成した回転炉床炉の耐火物構造において、前記キャスタブル耐火物の表層部に、近接して円周方向に周設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第１膨張代ブロックを、少なくとも１式設けたことを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る回転炉床炉の耐火物構造が採用した手段は、請求項１に記載の回転炉床炉の耐火物構造において、前記キャスタブル耐火物の表層部に、近接して半径方向に延設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第２膨張代ブロックを、前記炉床の円周方向に略等分割した間隔で少なくとも２式以上設けたことを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る回転炉床炉の耐火物構造が採用した手段は、請求項１または２に記載の回転炉床炉の耐火物構造において、前記第１膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、円周方向に周設された１本の溝状間隙からなる第３膨張代を設けたことを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る回転炉床炉の耐火物構造が採用した手段は、請求項１乃至３の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造において、前記第２膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、半径方向に延設された１本の溝状間隙からなる第４膨張代を設けたことを特徴とするものである。

本発明の請求項５に係る回転炉床炉の耐火物構造が採用した手段は、請求項１乃至４の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造において、前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する前記溝状間隙の深さが、３０〜１００ｍｍであることを特徴とするものである。

本発明の請求項６に係る回転炉床炉の耐火物構造が採用した手段は、請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造において、前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する２本の前記溝状間隙の間隔が、１００〜２００ｍｍであることを特徴とするものである。

本発明の請求項７に係る回転炉床炉の耐火物構造が採用した手段は、請求項１乃至６の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造において、前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する溝状間隙を、無機繊維耐火物で充填したことを特徴とするものである。

本発明の請求項１および２に係る回転炉床炉の耐火物構造は、キャスタブル耐火物の表層部に、近接して円周方向に周設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第１膨張代ブロックを少なくとも１式設け、また、近接して半径方向に延設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第２膨張代ブロックを円周方向に略等分割した間隔で２式以上設けたものである。

その結果、前記溝状間隙の何れかにペレット等の粉末異物の侵入が確認された場合、前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックのうち、前記粉末が入り込んだ一定領域の膨張代ブロックのみを補修するだけで良いので、補修資材の節約、補修の手間の省略および工期短縮に大幅な効果がある。

また、本発明の請求項３に係る回転炉床炉の耐火物構造は、前記第１膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、円周方向に周設された１本の溝状間隙からなる第３膨張代を設けたので、前記第１膨張代ブロックによって前記第３膨張代を形成する溝状間隙には粉末異物を侵入させることなく、キャスタブル耐火物下層部の半径方向の熱膨張を阻害することがない。

更に、本発明の請求項４に係る回転炉床炉の耐火物構造は、前記第２膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、半径方向に延設された１本の溝状間隙からなる第４膨張代を設けたので、前記第２膨張代ブロックによって前記第４膨張代を形成する溝状間隙には粉末等の異物を侵入させることなく、キャスタブル耐火物下層部の円周方向の熱膨張を疎外することがない。

また更に、本発明の請求項５および６に係る回転炉床炉の耐火物構造は、前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する前記溝状間隙の深さと溝間の間隔とを特定の範囲に限定したので、前記溝状間隙に粉末異物が入り込んだとしてもこの粉末異物を吸引除去することができ、また、前記溝状間隙に入り込んだ粉末異物の吸引除去が不可能になった場合でも、除去すべき前記膨張代ブロックの大きさを最小限に止めることができる。

また、本発明の請求項７に係る回転炉床炉の耐火物構造は、前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する溝状間隙を無機繊維耐火物で充填したので、膨張代を確保しつつ前記溝状間隙に入り込む粉末異物を抑制して、粉末異物の吸引除去や補修作業のインタバルを延長させることができる。

先ず、本発明の実施の形態に係る回転炉床炉の耐火物構造を、添付図１〜４を用いて以下に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る回転炉床炉の炉床構造を示す部分立断面図、図２は図１のＡ部を拡大して示した部分詳細断面図、図３は図１の回転炉床１０の一部を平面視した部分平面図、図４は図３の矢視Ｂ−Ｂを拡大して示した部分詳細断面図である。

本発明の実施の形態に係る回転炉床炉１の耐火物構造は、図１に示す通り、回転炉床１０の骨格をなす炉床フレーム４上に、下方から順に断熱キャスタブル５、断熱レンガ６ａ，耐火レンガ６ｂおよび流し込み耐火キャスタブル（以下、耐火キャスタブルと略す）７で構成されており、前記炉床１０の内周壁２および外周壁３側にはプレキャストブロックからなるコーナー耐火物８，９が夫々配設されている。前記耐火キャスタブル７は、プレキャストされた耐火ブロックであってもかまわない。

前記炉床１０表面を形成する耐火キャスタブル７表層の半径方向の中央部近傍には、図２に示す通り、幅Ｓ１、深さｈ１の近接した２本の溝状間隙１１ａ，１１ｂに挟まれて形成された第１膨張代ブロック１１が、１式円周方向に周設されている。前記溝状間隙１１ａ，１１ｂの幅Ｓ１は６ｍｍ、深さｈ１は６５ｍｍとしている。また、これらの溝状間隙１１ａ，１１ｂは、半径方向の間隔Ｌ１が１５０ｍｍで配設されている。

そして、前記耐火キャスタブル７下層部の半径方向の炉床中央部近傍には、幅Ｓ３の１本の溝状間隙１３ａからなる第３膨張代１３が、第１膨張代ブロック１１を形成する溝状間隙１１ａ，１１ｂと同様に、円周方向に周設されている。前記溝状間隙１３ａの幅Ｓ３は１２ｍｍとしている。前記第３膨張代１３を形成する１本の溝状間隙１３ａは、前記第１膨張代ブロック１１の直下、即ち、半径方向の前記間隔Ｌ１（＝１５０ｍｍ）の範囲の耐火キャスタブル７下層に納まるよう配設されるのが好ましい。

このような構成とすることにより、前記第３膨張代１３を形成する溝状間隙１３ａへの粉末異物の侵入を阻止できる上、後述するように、必要に応じて前記第１膨張代ブロック１１を除去する際は、前記第３膨張代１３を形成する溝状間隙１３ａの点検もできるからである。

このとき、前記第１膨張代ブロック１１を形成する溝状間隙１１ａ，１１ｂと第３膨張代１３を形成する溝状間隙１３ａとが、垂直方向に重複しない半径方向位置に配設するのが肝要である。前記溝状間隙１１ａ，１１ｂと１３ａとが垂直方向に重複すると、その位置での溝深さが円周方向に渡って深くなり耐火機能が低下するとともに、この溝状間隙に粉末異物が侵入したとき、この粉末異物の除去に限界があるからである。

以上の如く、前記第１膨張代ブロック１１および第３膨張代１３を有するこのような耐火物構造によって、炉床耐火物の半径方向の熱膨張を吸収させるのである。そしてまた、上述したような耐火物構造とすることによって、表層部の前記第１膨張代ブロック１１を形成する溝状間隙１１ａ，１１ｂに粉末異物が入り込んで、耐火物の半径方向への熱膨張を吸収する機能が阻害されるに至った場合は、前記膨張代ブロック１１のみを除去して補修すれば良い。

本発明の実施の形態においては、上述したように、前記第１膨張代ブロック１１を形成する２本の溝状間隙１１ａ，１１ｂの溝深さｈ１は６５ｍｍとしたが、この深さｈ１は１０〜５００ｍｍの範囲であるのが好ましく、３０〜１００ｍｍの範囲であるのがより好ましい。前記溝深さｈ１が１０ｍｍ未満であると膨張代としての機能が発揮できず、３０ｍｍ未満であると膨張代機能が発揮し難く、溝深さｈ１が１００ｍｍを越えるとこれらの溝状間隙１１ａ，１１ｂに侵入した粉末異物の吸引除去が困難となり、５００ｍｍを越えると前記吸引除去が殆ど不可能となるからである。

また、本発明の実施の形態においては、前記第１膨張代ブロック１１を形成する２本の溝状間隙１１ａ，１１ｂの間隔Ｌ１は１５０ｍｍとした。この間隔Ｌ１は、主として点検・補修の容易さから決定すれば良いが、通常この間隔Ｌ１は半径方向に１０〜１０００ｍｍの範囲内に配設されるのが好ましく、１００〜２００ｍｍの範囲内に配設されるのがより好ましい。

前記２本の溝状間隙１１ａ，１１ｂの間隔Ｌ１が１００ｍｍ未満であると、溝状間隙が近接し過ぎて破損し易くかつ点検するのが難く、１０ｍｍ未満であるとほぼ点検は不可能である。また、前記間隔Ｌ１が２００ｍｍを越え、更には１０００ｍｍを越えると、これらの溝状間隙１１ａ，１１ｂに粉末異物が入り込んで固着した際、補修すべき炉床耐火物構造の領域７ａが広くなるからである。

更に、本発明の実施の形態においては、前記第１膨張代ブロック１１を形成する２本の溝状間隙１１ａ，１１ｂの溝幅Ｓ１を６ｍｍとした。前記溝幅Ｓ１は、使用耐火物の熱的性質、操業温度および前記第１膨張代ブロック１１の設置数で決定すれば良いが、通常３〜２５ｍｍの範囲とするのが好ましい。前記溝状間隙１１ａ，１１ｂの溝幅Ｓ１が３ｍｍ未満であると膨張代としての機能が発揮できず、２５ｍｍを超えると炉床構造上の耐火機能に支障を来たすからである。

また更に、本発明の実施の形態においては、第３膨張代１３を形成する溝状間隙１３ａの溝幅Ｓ３は１２ｍｍとした。この溝幅Ｓ３も、使用耐火物の熱的性質、操業温度および前記膨張代１３の設置数で決定すれば良いが、通常３〜２５ｍｍの範囲とするのが好ましい。前記溝状間隙１３ａの溝幅Ｓ３が３ｍｍ未満であると、前記第１膨張代ブロック１１を形成する溝状間隙１１ａ，１１ｂと同様に、膨張代としての機能が発揮できず、２５ｍｍを超えると炉床構造上の耐火機能に支障を来たすからである。

本発明の実施の形態においては、第１膨張代ブロック１１は耐火キャスタブル７表層の半径方向の炉床中央部近傍に１式のみ設けた例で示したが、必ずしも炉床中央部近傍に限定するものではない。耐火物の半径方向への熱膨張が吸収できる範囲であれば、炉床中央部から離れた位置、例えばコーナー耐火物８，９と耐火キャスタブル７との間に配設しても良い。

また、炉床１０幅が広く、１式の第１膨張代ブロック１１では耐火物の半径方向の熱膨張を吸収できない場合は、半径方向に２式以上の複数式、例えば１５００ｍｍごとに設けることも出来る。このような構成により、炉床耐火物の半径方向の熱膨張に対応した膨張代ブロックを複数に分散させて、耐火物の半径方向の熱膨張を効果的に吸収させることができる。

更に、本発明に係る耐火物構造は、内周側および外周側のコーナー耐火物８，９にはプレキャスト耐火物が配設され、両者に挟まれた炉床に耐火キャスタブル７が施工されている。そして、前述したように、前記耐火キャスタブル７表層部の炉床半径方向の中央部近傍には第１膨張代ブロック１１が円周方向に周設されている。

これに加えて、前記キャスタブル耐火物７の表層部には、図３および図４に示すように、近接して半径方向に間隔Ｌ２隔てて延設された溝幅Ｓ２、深さｈ２の２本の溝状間隙１２ａ，１２ｂに挟まれて形成された第２膨張代ブロック１２が、円周方向に略等分割したピッチｐで直線状に設けられている。

前記第２膨張ブロック１２を形成する溝状間隙１２ａ，１２ｂは、前記第１膨張代ブロック１１を形成する溝状間隙１１ａ，１１ｂと同様に、幅Ｓ２は６ｍｍ、深さｈ２は６５ｍｍ、間隔Ｌ２が１５０ｍｍで配設されている。

更に、前記第２膨張代ブロック１２直下のキャスタブル耐火物７層には、半径方向に延設された溝幅Ｓ２の１本の溝状間隙１４ａからなる第４膨張代１４が設けられている。即ち、前記第４膨張代１４を形成する１本の溝状間隙１４ａは、前記第２膨張代ブロック１２を構成する２本の溝状間隙１２ａ，１２ｂ間の間隔Ｌ２（＝１５０ｍｍ）の範囲の耐火キャスタブル７下層に納まるよう配設されている。

このような構成とすることにより、前記第４膨張代１４を形成する溝状間隙１４ａへの粉末異物の侵入を阻止できる上、後述するように、必要に応じて前記第２膨張代ブロック１２を除去する際は、前記第４膨張代１４を形成する溝状間隙１４ａの点検もできるからである。

このとき、前記第２膨張代ブロック１２を構成する溝状間隙１２ａ，１２ｂと第４膨張代１４を構成する溝状間隙１４ａとが、垂直方向に重複しない円周方向位置に配設するのが肝要であることは、前述した第１膨張代ブロック１１と第３膨張代１３とを形成する夫々の溝状間隙の関係と同様、前記溝状間隙１２ａ，１２ｂと１４ａとが垂直方向に重複すると、その位置での溝深さが半径方向に渡って深くなり、耐火機能が低下するとともにこの溝状間隙に粉末異物が侵入したとき、この粉末異物の除去に限界があるからである。

本発明の実施の形態においては、前記第２膨張代ブロック１２を形成する２本の溝状間隙１２ａ，１２ｂの溝深さｈ２は６５ｍｍとしたが、前記第１膨張代ブロックと同様な理由から、この深さｈ２は１０〜５００ｍｍの範囲であるのが好ましく、３０〜１００ｍｍの範囲であるのがより好ましい。

また、この第２膨張代ブロック１２を形成する溝状間隙１２ａ，１２ｂの溝幅Ｓ２および間隔Ｌ２の寸法は、夫々１２ｍｍおよび１５０ｍｍに限定されることなく、前述した第１膨張代ブロック１１と同様の理由から、溝幅Ｓ２は３〜２５ｍｍ、間隔Ｌ２は１０〜１０００ｍｍの範囲であるのが好ましく、１００〜２００ｍｍの範囲であるのがより好ましい。

更に、第２膨張代ブロック１２の設置数は、回転炉床炉１の大きさ、使用耐火物の熱的性質および操業温度によって適宜決定されるが、円周方向にピッチｐとして１００〜１００００ｍｍごとに、好ましくは５００〜４０００ｍｍごとに、少なくとも夫々２式以上の複数式配設するのが好ましい。第２膨張代ブロック１２が１式のみであると、この第２膨張代ブロック１２が配設された円周位置と例えば回転対称側の炉床耐火物の熱膨張を吸収するのは不可能であるからである。

また、本発明の実施の形態においては、第４膨張代１４を形成する溝状間隙１４ａの溝幅Ｓ４は１２ｍｍとした。そして、この溝幅Ｓ４も、使用耐火物の熱的性質、操業温度および前記第４膨張代１４の設置式数で決定すれば良いが、前記第３膨張代１３と同様の理由から、通常３〜２５ｍｍの範囲とするのが好ましい。

次に、上述したような第１、第２膨張代ブロック１１，１２および第３、第４膨張代１３，１４の施工手順について、本発明の実施の形態に係る炉床の一部表層を横断面で斜視した施工手順図である図５に従って、図２，４も参照しながら以下詳細に説明する。
先ず、炉床１０の修理すべき領域の耐火キャスタブル層７を除去して耐火レンガ６ｂの上面を露出させ、この上面に流し込む耐火キャスタブルが、前記耐火レンガ６ｂやコーナー耐火物８，９の隙間等に浸み込まないように、耐火レンガ６ｂ上面に油紙１５を敷きつめる（ステップ１）。

この油紙１５の上から、第３膨張代を形成する幅Ｓ３のセラミックファイバーボード１３を該当する半径位置において円周方向に、同時に、第４膨張代である幅Ｓ４のセラミックファイバーボード１４を該当する円周位置において半径方向に、各々配設する（ステップ２）。

次に、第１膨張代ブロック１１とこれを形成する溝状間隙１１ａ，１１ｂとを、流し込みの耐火キャスタブルで成型するため、幅（Ｌ１＋２×Ｓ１）、高さｈ１以上を有し円周に沿う湾曲状の所定長の発泡スチロール１６ａを、前記セラミックファイバーボード１３の上部に円周方向に順次接続しながら配設する。同時にまた、第２膨張代ブロック１２とこれを形成する溝状間隙１２ａ，１２ｂとを成型するため、幅（Ｌ２＋２×Ｓ２）、高さｈ２以上を有し直線状の所定長の発泡スチロール１６ｂを、前記セラミックファイバーボード１４の上部に半径方向に配設する（ステップ３）。

その後、第１膨張代ブロック１１に該当する前記発泡スチロール１６ａ、および第２膨張代ブロック１２に該当する前記発泡スチロール１６ｂ以外の前記油紙１５上の炉床空間に、所定厚さの耐火キャスタブル７を流し込み焼成・乾燥させた後、前記発泡スチロール１６ａ，１６ｂを除去する。すると、前記発泡スチロール１６ａおよび１６ｂを除去して夫々形成された円周方向および半径方向の溝空間１７ａ，１７ｂが得られる。この溝空間１７ａの両側面に沿って円周方向にセラミックファイバーボード１１ａ，１１ｂを、また、前記溝空間１７ｂの両側面に沿って半径方向にセラミックファイバーボード１２ａ，１２を配置する（ステップ４）。

前記溝空間１７ａおよび１７ｂに、所定の厚さまで耐火キャスタブルを流し込み、第１膨張ブロック１１および第２膨張ブロック１２が形成される。そして最後に、施工領域全体を加熱・乾燥して施工が完了するのである（ステップ５）。

前記第１膨張代ブロック１１および第２膨張代ブロック１２を構成する溝状間隙１１ａ，１１ｂおよび１２ａ，１２ｂは、上述したように無機繊維耐火物で充填するのが好ましい。このような無機繊維耐火物としては、アルミナ繊維等のセラミックファイバーや炭素繊維等の無機繊維からなるボードやブランケット、フェルトを用いることができる。

前記溝状間隙１１ａ，１１ｂおよび１２ａ，１２ｂを上述したような無機繊維耐火物で充填することにより、炉床耐火物のずれや劣化によって前記溝状間隙１１ａ，１１ｂや１２ａ，１２ｂに粉末が入り込むとしても、耐火物構造の補修インタバルを延長できるからである。

次に、本発明に係る回転炉床炉の耐火物構造の膨張代に粉末異物が侵入した場合の対処方法と効果について、図３を用いて以下具体的に説明する。先ず、本発明に係る回転炉床炉の耐火物構造は、前記キャスタブル耐火物７の表層部に、近接して円周方向に周設された２本の溝状間隙１１ａ，１１ｂに挟まれて形成された第１膨張代ブロック１１を半径方向に少なくとも１式設けられている。

そして例えば、定期点検により、第１膨張代ブロック１１の斜線部領域を形成する溝状間隙１１ａ，１１ｂへの粉末異物の侵入が確認された場合、先ず、斜線部領域に該当する前記溝状間隙１１ａ，１１ｂの粉末異物を、掃除機等により吸引除去する。前記溝状間隙１１ａ，１１ｂは、溝深さｈ１が限定されているので、殆どの粉末異物は吸引によって除去可能である。

しかしながら、経時的にはこれらの粉末異物が前記溝状間隙内に固着して、吸引除去することが困難になる。このような状況に至った際には、斜線部領域に該当する第１膨張代ブロック１１を破壊除去して、前記溝状間隙１１ａ，１１ｂへ侵入した粉末異物を除去した後、前記斜線部領域に該当する第１膨張代ブロック１１のみを補修することで済むのである。

更に、前記斜線部領域に該当する溝状間隙１１ａ，１１ｂへ粉末異物が侵入し、炉床耐火物が半径方向に熱膨張してコーナー耐火物８，９を押して損傷を与えたとしても、前記斜線部領域の第１膨張代ブロック１１とこの斜線部領域の第１膨張代ブロック１１を挟む区画７ａ，７ｂの耐火キャスタブル層のみが、熱膨張によって損傷を与えられた領域となる。従って、これらの補修領域７ａ，７ｂのみの耐火物を除去して補修するとともに、損傷したコーナー耐火物を交換するだけで済み、補修資材の節約と施工の手間を大幅に低減することができる。

一方、本発明に係る回転炉床炉の耐火物構造は、前記キャスタブル耐火物７の表層部に、近接して半径方向に延設された２本の溝状間隙１２ａ，１２ｂに挟まれて形成された第２膨張代ブロック１２を、炉床の円周方向に略等分割した間隔で２式以上複数設けられている。その結果、第２膨張代ブロック１２の斜線部領域に該等する溝状間隙１２ａ，１２ｂへの粉末異物の侵入が確認された場合でも、上記第１膨張代ブロック１１と同様の理由から、先ず、前記斜線部領域の溝状間隙１２ａ，１２ｂの粉末異物を吸引除去することができる。

また、粉末異物の吸引除去が困難となった場合は、斜線部領域に該当する膨張代ブロック１２を除去して、前記溝状間隙１２ａ，１２ｂへ侵入した粉末異物を除去した後、前記斜線部領域に該当する膨張代ブロック１２のみを補修することで済むのである。

更に、炉床耐火物が円周方向に膨張して炉床耐火物を押して損傷を与えたとしても、斜線部領域の前記膨張代ブロック１２と、これに隣接した第２膨張代ブロック１２で区画された補修領域７ｃ，７ｄのみのキャスタブル耐火物を除去して補修するだけで済み、補修資材の節約と施工の手間を大幅に低減することができる。

以上、本発明に係る回転炉床炉の耐火物構造は、キャスタブル耐火物の表層部に、近接して円周方向に周設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第１膨張代ブロックを少なくとも１式設け、また、近接して半径方向に延設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第２膨張代ブロックを円周方向に略等分割した間隔で２式以上設けたものである。

その結果、前記溝状間隙の何れかに粉末異物の侵入が確認された場合、前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックのうち、前記粉末異物が入り込んだ溝状間隙から形成されたある領域の膨張代ブロックのみを補修するだけで良いので、補修資材の節約、補修の手間の省略および工期短縮に大幅な効果がある。

また、本発明の請求項３に係る回転炉床炉の耐火物構造は、前記第１膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、円周方向に周設された１本の溝状間隙からなる第３膨張代を設け、また、前記第２膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、半径方向に延設された１本の溝状間隙からなる第４膨張代を設けたものである。

このように、前記第１膨張代ブロックや第２膨張代ブロックの直下に、前記第３膨張代や第４膨張代を構成する溝状間隙を配設したので、前記第３膨張代や第４膨張代を形成する溝状空間には粉末異物を侵入させることなく、キャスタブル耐火物下層部の半径方向の熱膨張を阻害することがない。

本発明の実施の形態に係る回転炉床炉の炉床構造を示す部分立断面図である。 図１のＡ部を拡大して示した部分詳細断面図である。 図１の回転炉床１０の一部を平面視した部分平面図である。 図３の矢視Ｂ−Ｂを拡大して示した部分詳細断面図である。 本発明の実施の形態に係る炉床の一部表層を横断面で斜視した施工手順図である。 従来例に係る還元鉄製造用回転炉床炉の概略を示す水平断面図である。 従来例に係る還元鉄製造用回転炉床炉の炉床構造を示す立断面図である。 従来例に係る回転炉床炉の炉床の部分平面図である。

符号の説明

Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…溝状間隙， ｈ１，ｈ２…溝状間隙の深さ，
Ｌ１，Ｌ２…溝状間隙の間隔， ｐ…第２膨張代ブロックの配設ピッチ，
１…回転炉床炉， ２…内周壁， ３…外周壁， ４…炉床フレーム，
５…断熱キャスタブル，
６ａ…断熱レンガ， ６ｂ…耐火レンガ，
７…耐火キャスタブル， ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…補修領域，
８，９…コーナー耐火物， １０…回転炉床（炉床），
１１…第１膨張代ブロック， １１ａ，１１ｂ…溝状間隙，
１２…第２膨張代ブロック， １２ａ，１２ｂ…溝状間隙，
１３…第３膨張代，１３ａ…溝状間隙，
１４…第４膨張代，１４ａ…溝状間隙
１５…油紙，
１６ａ，１６ｂ…発泡スチロール，
１７ａ，１７ｂ…溝空間

Claims (7)

1. 炉床の内周側と外周側にコーナー耐火物を配設し、これらのコーナー耐火物に挟まれた炉床表面をキャスタブル耐火物で構成した回転炉床炉の耐火物構造において、前記キャスタブル耐火物の表層部に、近接して円周方向に周設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第１膨張代ブロックを、少なくとも１式設けたことを特徴とする回転炉床炉の耐火物構造。
2. 前記キャスタブル耐火物の表層部に、近接して半径方向に延設された２本の溝状間隙に挟まれて形成された第２膨張代ブロックを、前記炉床の円周方向に略等分割した間隔で少なくとも２式以上設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転炉床炉の耐火物構造。
3. 前記第１膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、円周方向に周設された１本の溝状間隙からなる第３膨張代を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転炉床炉の耐火物構造。
4. 前記第２膨張代ブロック直下のキャスタブル耐火物層に、半径方向に延設された１本の溝状間隙からなる第４膨張代を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造。
5. 前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する前記溝状間隙の深さが、３０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造。
6. 前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する２本の前記溝状間隙の間隔が、１００〜２００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造。
7. 前記第１膨張代ブロックおよび第２膨張代ブロックを形成する溝状間隙を、無機繊維耐火物で充填したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つの項に記載の回転炉床炉の耐火物構造。

Images