JP2010265539A - スリーブ煉瓦交換用治具及び転炉出鋼口の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】炉外側より隙間充填材を圧入する際の事前準備時間を短縮する。
【解決手段】転炉出鋼口１ｂに設けたブロック煉瓦４の内側に、スリーブ煉瓦５を挿入する際の治具２１である。スリーブ煉瓦５を挿入する円筒金物２２の一方端にスリーブ煉瓦５の一方端側を支持するシール鉄板２３を固定する。円筒金物２２の他方端部の所定位置にスリーブ煉瓦５の他方端側を支持して抜け防止と位置決めを行うずれ防止金物２４を固定する。前記スリーブ煉瓦５の一方端側の外周部におけるシール鉄板２３の円筒金物側に粘土質不定形耐火物２５を配置する。シール鉄板２３と粘土質不定形耐火物２５を貫通して隙間充填材７の圧入用パイプ２６を取り付ける。このスリーブ煉瓦５を出鋼口１ｂの内部に挿入し、炉外よりスリーブ煉瓦５とブロック煉瓦４の隙間に隙間充填材７を充填する。
【効果】炉外側より隙間充填材を圧入する際の事前準備時間を短縮できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、転炉の出鋼口に設けられたスリーブ煉瓦の寿命による捲き替えに際し、新しいスリーブ煉瓦をブロック煉瓦の内部に挿入位置決めする際に使用するスリーブ煉瓦交換用治具、及びこの交換用治具を用いた転炉出鋼口の補修方法に関するものである。

鉄皮１ａの炉内側に、パーマ煉瓦２を介してウエア煉瓦３を築設した転炉１の出鋼口１ｂは、ブロック煉瓦４とスリーブ煉瓦５で築炉するのが一般的である（図５参照）。なお、図５中の６はブロック煉瓦４と出鋼口１ｂの鉄皮間に設けられた調整用煉瓦、７はブロック煉瓦４とスリーブ煉瓦５の隙間に充填された隙間充填材を示す。

前記構成の転炉出鋼口に設けられたスリーブ煉瓦は、転炉内溶鋼の出鋼により溶損するので、所定チャージの溶鋼を出鋼した後に、使用済みのスリ−ブ煉瓦を新しいスリーブ煉瓦と取り換えられる。

このスリーブ煉瓦の取り換え補修は、図６（ａ）に示すように、使用済みのスリ−ブ煉瓦を孔捲き機８にて解体した後、図７に示すような治具９に挿入した新しいスリーブ煉瓦５をブロック煉瓦４の内部に挿入することによって行われる。

前記ブロック煉瓦４の内部に挿入した後は、図６（ｂ）のように、外面より吹付け材７ａを吹き付けて新しいスリーブ煉瓦５を固定する。その後、図６（ｃ）に示すように、出鋼口１ｂが下方に位置するように転炉１を傾転し、図６（ｄ）に示すように、炉内側よりスリーブ煉瓦５とブロック煉瓦４の隙間に隙間充填材７を充填する。

なお、前記治具９は、円筒金物９ａと、この円筒金物９ａに挿入されたスリーブ煉瓦５の、一方端側への過挿入を防止すべく一方端部に固定されたプレート９ｂと、他方端側への抜けを防止すべく他方端部に固定するストッパー９ｃとからなるものである。

しかしながら、前記隙間充填材の充填を自重落下によって行う場合は、充填が不十分となる。

加えて、隙間充填材として吹付け材を使用する場合は、材料に混合する水分量が調合不良の場合、緻密性低下による充填不良も発生する。一方、焼付け材を使用する場合は、補修部位の温度が低いために材料の燃焼不足から緻密性が低下し充填不良が発生する。

この充填不良部位、いわゆる空洞部が発生すると、図８（ａ）に示すような転炉１からの溶鋼１０の出鋼中に、高温にさらされるスリ−ブ煉瓦５は熱膨張を起こし、図８（ｂ）に示すように、空洞部１１から亀裂１２や割れが生じる原因となる。亀裂や割れが生じると、図８（ｃ）に示すように、スリーブ煉瓦５が割損する。

また、焼付け材を使用する補修は、材料の燃焼のための養生時間が必要であることから、補修時間が大幅に長くなる。一方、吹付け材を使用する補修は、焼付け材を使用する補修に比べて補修時間は短いが、吹付け材の充填中、緻密性の向上を図る上で水分蒸発と材料充填を交互に繰り返えして補修を完結させるため、大幅な時間短縮は望めない（図９参照）。

さらに、転炉の炉内側から隙間充填材を充填する際に、炉内上部に付着した滓や地金が落下して充填中の工具に当たり、その弾みで作業者が負傷するおそれもある。

そこで、上記問題点を改善するために、転炉の炉外側より隙間充填材を圧入する方法が、例えば特許文献１，２で提案されている。

しかしながら、特許文献１で提案された方法は、出鋼口にセットしたスリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に圧入ノズルを挿入し、前記隙間に不定形耐火物を吹付けて仮止めした後に、隙間充填材の圧入補修を実施する必要があり、準備に時間がかかる。

また、転炉内もしくは出鋼口のブロック煉瓦内でスリーブ煉瓦を保持できないため、特許文献３，４に示されるような、凸状条線又は一定間隔に設けた点状突起列、ダボ等をスリーブ煉瓦の外面に設ける必要がある。このようなスリーブ煉瓦とするには、厚みが厚くなって加工費用も増加するデメリットがある。

一方、特許文献２で提案された方法は、隙間充填材の圧入前に、スリーブ煉瓦を支える鉄パイプに接合した固定部材を出鋼口のフランジに溶接した後、突出部に形成した凹所を前記固定部材に嵌合させた状態で圧入フランジを前記フランジに溶接する必要がある。また、隙間充填材の圧入後は、圧入フランジを取り外す必要がある等、溶接作業が多く、準備や片付けに時間を要する。さらに、圧入フランジの周辺を溶接するため、スリーブ煉瓦の芯ずれは、多少は緩和できるものの完全ではない。

特開昭６２−２８４００８号公報 特開昭６３−２３５４１９号公報 実開平３−１２５０４９号公報 特開平３−１０４８１２号公報

本発明が解決しようとする問題点は、従来の炉外側からの圧入による転炉出鋼口の補修は、隙間充填材の圧入前の準備に時間がかかるという点である。また、スリーブ煉瓦に加工を要したり、隙間充填材の圧入後の片付けに時間を要するという点である。

本発明のスリーブ煉瓦交換用治具は、
転炉の炉外側より隙間充填材を圧入する際の事前準備に要する時間を短縮するために、
転炉出鋼口に設けられたブロック煉瓦の内側に、新たなスリーブ煉瓦を挿入する際に位置決めする治具であって、
前記新たなスリーブ煉瓦を挿入する円筒金物と、
前記円筒金物の一方端に固定され、円筒金物に挿入された新たなスリーブ煉瓦の一方端側を支持するシール鉄板と、
前記円筒金物の他方端部の所定位置に固定され、前記円筒金物に挿入された新たなスリーブ煉瓦の他方端側を支持して新たなスリーブ煉瓦の抜け防止と位置決めを行うずれ防止金物と、
前記新たなスリーブ煉瓦の一方端側の外周部に配置すべく、前記シール鉄板の円筒金物側に接触配置される粘土質不定形耐火物と、
前記シール鉄板と前記粘土質不定形耐火物を貫通して取り付けられる隙間充填材の圧入用パイプと、
からなることを最も主要な特徴としている。

そして、転炉出鋼口の補修を行う場合には、
本発明のスリーブ煉瓦交換用治具の、円筒金物の他方端側から一方端に固定したシール鉄板に当接するまで新たなスリーブ煉瓦を挿入した後、当該円筒金物の他方端部にずれ防止金物を挿入固定して、前記シール鉄板とずれ防止金物とで前記新たなスリーブ煉瓦を位置決め支持した後、粘土質不定形耐火物を前記新たなスリーブ煉瓦の外周部における前記シール鉄板に接触配置し、その後圧入用パイプを前記シール鉄板と粘度質不定形耐火物を貫通させて挿入する事前処理後、
当該位置決め支持された新たなスリーブ煉瓦を出鋼口のブロック煉瓦の内部に挿入し、
その後、
(1) 出鋼口が水平となるように転炉を傾転し、当該状態下において炉外より前記位置決め支持された新たなスリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に不定形材を充填する、
或いは、
(2) 出鋼口が鉛直下方にくるように転炉を傾転し、当該状態下において炉外より前記位置決め支持された新たなスリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に不定形材を充填する、
ことにより行う。これが本発明の転炉出鋼口の補修方法である。

本発明のスリーブ煉瓦交換用治具を使用すれば、転炉の炉外側より隙間充填材を圧入する際の事前準備に要する時間を短縮できる。従って、本発明のスリーブ煉瓦交換用治具を使用した本発明の転炉出鋼口の補修方法によれば、転炉の炉外側より隙間充填材を圧入することとの相乗効果により、補修時間を大幅に短縮することができる。

本発明のスリーブ煉瓦交換用治具の一例を示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 （ａ）は本発明のスリーブ煉瓦交換用治具にセットした新たなスリーブ煉瓦を転炉の出鋼口のブロック煉瓦の内部に挿入する状態を説明した図、（ｂ）は（ａ）図の要部拡大図、（ｃ）は新たなスリーブ煉瓦を転炉の出鋼口のブロック煉瓦の内部に挿入後に出鋼口が水平となるように転炉を傾転した図、（ｄ）は（ｃ）図の要部拡大図である。 転炉出鋼口が水平状態の場合における隙間充填材の圧入について説明する図である。 転炉出鋼口が鉛直下方の場合における隙間充填材の圧入について説明する図である。 転炉出鋼口の煉瓦積み構造の説明図である。 転炉出鋼口の補修方法を説明する図で、（ａ）はスリーブ煉瓦の解体作業状態、（ｂ）は解体後に挿入した新たなスリーブ煉瓦の炉外側の固定作業、（ｃ）は新たなスリーブ煉瓦の炉内側の固定作業、（ｄ）は（ｃ）の拡大図である。 従来のスリーブ煉瓦挿入治具を示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 スリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間の充填不良による空洞から亀裂が発生してスリーブ煉瓦が割損する場合の示した図である。 スリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に炉内側から吹付け材を充填する作業の説明図である。

本発明では、事前準備に要する時間を短縮するという目的を、円筒金物の一方端に固定したシール鉄板と円筒金物の他方端部所定位置に固定するずれ防止金物でスリーブ煉瓦を支持し、粘土質不定形耐火物とずれ防止金物で位置決めすることによって実現した。

以下、本発明を実施するための最良の形態例について、図１〜図４を用いて説明する。
図１は本発明のスリーブ煉瓦交換用治具を示した図である。

２１は、転炉の出鋼口に設けられたブロック煉瓦の内側に、新たなスリーブ煉瓦５を挿入する際の位置決めに使用する本発明のスリーブ煉瓦交換用治具であり、以下の部品から構成されている。

２２は新たなスリーブ煉瓦５を挿入する円筒金物であり、スリーブ煉瓦５の内径より小さい外径を有し、スリーブ煉瓦５の軸方向長さより長い軸方向長さを有している。

この円筒金物２２の一方端には、円筒金物２２に挿入されたスリーブ煉瓦５の一方端側を支持する例えば外径が５００mmで厚さが２mmの円形状シール鉄板２３が溶接により固定されている。一方、前記円筒金物２２の他方端部には例えばねじ２２ａが設けられ、このねじ２２ａに噛み合うねじを有するずれ防止金物２４が、所定の位置で固定できるようになっている。

従って、前記円筒金物２２に挿入されたスリーブ煉瓦５は、一方端を前記シール鉄板２３によって、他方端を前記ずれ防止金物２４によって挟持状に支持されることで、円筒金物２２から抜け出るのを防止される。

さらに、前記ずれ防止金物２４は、例えば円筒金物２２に嵌合するボス部２４ａの外周等角度位置から半径方向に４本の腕２４ｂを延ばし、これらの腕２４ｂからシール鉄板２３側に対をなす４つの爪２４ｃを突出させている。そして、前記対をなす爪２４ｃの内周側の径をスリーブ煉瓦５の外径と一致させることで、スリーブ煉瓦５が半径方向にもずれないようにしている。また、前記対をなす爪２４ｃの外周側の径をブロック煉瓦とスリーブ煉瓦の隙間に合致するように決定している。

２５は前記シール鉄板２３の円筒金物２２側におけるスリーブ煉瓦５の外周部に、接触配置させるリング状の粘土質不定形耐火物である。

この粘土質不定形耐火物２５は、隙間充填材をブロック煉瓦４とスリーブ煉瓦５の隙間に圧入する時に、出鋼口から隙間充填材が漏れることが無いように、シール鉄板２３と出鋼口の鉄皮間をシールして、取り付け状態を保持するためのものである。

従って、良好なシール性を得るためには、前記粘土質不定形耐火物２５は、冷間での可塑変形が１５〜３０％のものを使用することが、また、厚みは２０〜５０mmのものを使用することが望ましい。

２６は隙間充填材の圧入用パイプであり、前記粘土質不定形耐火物２５とシール鉄板２３の、スリーブ煉瓦５の外径よりも外側円周上の同じ位置に貫通孔２３ａ，２５ａが設けられ、これら貫通孔２３ａ，２５ａに、この圧入用パイプ２６を挿入するようになっている。

本発明のスリーブ煉瓦交換用治具２１は上記の構成であり、次に、スリーブ煉瓦５の寿命による捲き替えに際し、本発明のスリーブ煉瓦交換用治具２１を用いて転炉出鋼口の補修を行う本発明方法について説明する。

補修に先立ち、オフラインで、本発明のスリーブ煉瓦交換用治具２１にスリーブ煉瓦５を以下のようにしてセットする。

先ず、円筒金物２２にスリーブ煉瓦５を挿入してシール鉄板２３の位置まで押し込む。その後、ずれ防止金物２４にてスリーブ煉瓦５を固定する。

最後に、炉外側から圧入する隙間充填材がブロック煉瓦とスリーブ煉瓦の隙間外に噴出しないよう、粘度質不定形耐火物２５をスリーブ煉瓦５の外周部におけるシール鉄板２３に接触するように配置する。その後、圧入用パイプ２６をシール鉄板２３と粘度質不定形耐火物２５の貫通孔２３ａ，２５ａに挿入する。

上記のようにスリーブ煉瓦５を本発明のスリーブ煉瓦交換用治具２１にセットし、圧入用パイプ２６を取り付けた後は、図２（ａ）に示す状態の転炉１の出鋼口１ｂのブロック煉瓦４の内部に、ずれ防止金物２４が炉内側となるように挿入する（図２（ｂ）参照）。この状態で、ブロック煉瓦４とスリーブ煉瓦５の間の隙間は周方向に均一になっている。

粘土質不定系耐火物２５は３００〜４００℃にて硬化するので、粘土質不定形耐火物２５の全周シ−ル具合を確認した後、図２（ｃ）（ｄ）に示すように、出鋼口１ｂが水平となるように転炉１を傾転する。

出鋼口１ｂが水平となるように転炉１を傾転した後は、図３に示すようにして、水平状態で隙間充填材７の圧入充填を開始する。なお、図３中の２７は圧入ポンプを示す。

この炉外側からの隙間充填材７の圧入による充填は、緻密性の向上と、ブロック煉瓦４とスリーブ煉瓦５の間の隙間の全てに隙間充填材７が均一に流れ込むという利点がある。加えて、出鋼口１ｂを水平状態にして圧入する場合には、転炉１の傾転角度が少ないので、傾転に要する時間も短縮できる。

また、出鋼口１ｂが水平となるように転炉１を傾転するのに代えて、図４に示すように、出鋼口１ｂが鉛直下方となるように転炉１を傾転しても良い。この場合、当該状態下において炉外より前記位置決め支持された新たなスリーブ煉瓦５とブロック煉瓦４の隙間に隙間充填材７を充填する。

この方法の場合は、出鋼口１ｂを水平状態にして圧入する場合に比べて転炉１の傾転角度が多くなるので、傾転に要する時間が多くなるが、炉内側で隙間充填材７が爛れ落ちるのを効果的に防止することができる。

ちなみに、図１に示した本発明のスリーブ煉瓦交換用治具２１を使用して、図３に示したように出鋼口１ｂが水平となるように転炉１を傾転させて隙間充填材７を圧入する本発明方法と、図６で説明した従来方法の場合の補修時間を下記表１に示す。

表１より、本発明によれば、従来方法に比べてスリーブ煉瓦の炉外側からの固定・養生に要する時間、転炉の傾転に要する時間、スリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に隙間充填材を充填する時間を短縮できることが分かる。

また、本発明では、転炉外側から隙間充填材を圧入するので、スリ−ブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に隙間充填材の充填不良部がなくなり、スリ−ブ煉瓦の割損トラブルが減少する。

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

以上の本発明は、側壁に出鋼口を有する溶鋼容器の補修であれば、転炉以外の溶鋼容器の出鋼口の補修にも有効である。

１ 転炉
１ｂ 出鋼口
４ ブロック煉瓦
５ スリーブ煉瓦
７ 隙間充填材
７ａ 吹付け材
２１ スリーブ煉瓦交換用治具
２２ 円筒金物
２３ シール鉄皮
２４ ずれ防止金物
２５ 粘土質不定形耐火物
２６ 圧入用パイプ

Claims (5)

1. 転炉出鋼口に設けられたブロック煉瓦の内側に、新たなスリーブ煉瓦を挿入する際に位置決めする治具であって、
   前記新たなスリーブ煉瓦を挿入する円筒金物と、
   前記円筒金物の一方端に固定され、円筒金物に挿入された新たなスリーブ煉瓦の一方端側を支持するシール鉄板と、
   前記円筒金物の他方端部の所定位置に固定され、前記円筒金物に挿入された新たなスリーブ煉瓦の他方端側を支持して新たなスリーブ煉瓦の抜け防止と位置決めを行うずれ防止金物と、
   前記新たなスリーブ煉瓦の一方端側の外周部に配置すべく、前記シール鉄板の円筒金物側に接触配置される粘土質不定形耐火物と、
   前記シール鉄板と前記粘土質不定形耐火物を貫通して取り付けられる隙間充填材の圧入用パイプと、
   からなることを特徴とするスリーブ煉瓦交換用治具。
2. 前記粘土質不定形耐火物は、常温での可塑変形が１５〜３０％であることを特徴とする請求項１に記載のスリーブ煉瓦交換用治具。
3. 前記円筒金物の他方端部の所定位置へのずれ防止金物の固定は、ねじによるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリーブ煉瓦交換用治具。
4. 円筒金物の他方端側から一方端に固定したシール鉄板に当接するまで新たなスリーブ煉瓦を挿入した後、当該円筒金物の他方端部にずれ防止金物を挿入固定して、前記シール鉄板とずれ防止金物とで前記新たなスリーブ煉瓦を位置決め支持した後、粘土質不定形耐火物を前記新たなスリーブ煉瓦の外周部における前記シール鉄板に接触配置し、その後圧入用パイプを前記シール鉄板と粘度質不定形耐火物を貫通させて挿入する事前処理後、
   当該位置決め支持された新たなスリーブ煉瓦を出鋼口のブロック煉瓦の内部に挿入し、
   その後、出鋼口が水平となるように転炉を傾転し、当該状態下において炉外より前記位置決め支持された新たなスリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に隙間充填材を充填することを特徴とする転炉出鋼口の補修方法。
5. 前記出鋼口が水平となるように転炉を傾転するのに代えて、前記出鋼口が鉛直下方となるように転炉を傾転し、当該状態下において炉外より前記位置決め支持された新たなスリーブ煉瓦とブロック煉瓦の隙間に隙間充填材を充填することを特徴とする請求項４に記載の転炉出鋼口の補修方法。

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