JP2011168852A - 高炉羽口ブロック形状 - Google Patents

Abstract

【課題】羽口金物と羽口ブロックとが干渉して羽口ブロック内の羽口金物を損傷させる恐れがなく、また羽口ブロックが損傷する恐れもなく、かつ高炉羽口ブロック同士の結合強度が増し、ずれ等に対する構造的安定性の高い高炉羽口ブロック形状を提供すること。
【解決手段】高炉内に高温空気を供給する羽口５を構成する羽口金物３を収容保持する高炉羽口ブロック１であり、この高炉羽口ブロック１は金物３を全周囲にわたって囲む構造でかつ一体成型されている。また、この高炉羽口ブロック１を用いて側面の溝にキーレンガを配置する高炉羽口ブロック形状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、高炉の中に高温の空気を吹き込む羽口の耐火構造物である高炉羽口ブロックの形状に関する。

高炉においては、周知のごとく熱風炉において高温に加熱された空気を高炉内に吹き込む送風口として羽口が設けられている。この羽口は、高炉の高さ方向の下方寄りで中段部位に高炉円周方向に沿って複数個設けられている。
図１５に示すように、高炉羽口ブロック１００は、羽口１０８が金属製の略円筒形状の羽口金物１０９により構成されており、羽口金物１０９の周りを、耐火物である複数の羽口ブロック１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６で保持する構成となっている。この高炉羽口ブロック１００は、従来においては、図示のように複数の耐火物を組み合わせて形成されている。

しかしながら、高炉羽口ブロック１００は、上述のように組み合わせ構造が採用されているために、高炉の稼動中の受熱により周囲や高炉羽口ブロック１００自身の耐火物部分や金物部分が熱膨張することで、高炉羽口ブロック１００を形成している耐火物にずれを生じるという問題が発生していた。

そこで、例えば特許第２８３６００６号では、図１５に示すような、隣り合う羽口ブロックの目地８が例えば羽口１０８の径方向に一直線状に並ばない（貫通しない）構造とすることで、高炉羽口ブロック１００を形成している各羽口ブロック同士の高炉周方向のずれ（横ずれ）の発生を起こり難くする工夫が提案されている。

特許２８３６００６号公報

しかし、上述の特許文献に記載されている構造は、個々の羽口ブロック内における横ずれを防止できるのみで、羽口ブロックの上下方向のずれ（縦ずれ）や羽口前後方向のずれ（迫り出し）を防止できないという問題がある。
したがって、上下前後のずれが発生した場合、羽口金物１０８と各羽口ブロック１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６とが干渉して羽口ブロック内の羽口金物１０８を損傷させる恐れがあるほか、羽口ブロック同士が損傷することもあった。
また、例えば羽口ブロック内に上下方向に貫通した縦目地があると、羽口下部ライニングの熱膨脹や変質による異常膨張が発生し、部分的な迫上がり及び高低差が生じ構造的に不安定になる恐れがあった。

本発明の課題は、羽口金物と羽口ブロックとが干渉して羽口ブロック内の羽口金物を損傷させる恐れがなく、また羽口ブロックが損傷する恐れもなく、かつ高炉羽口ブロック同士の結合強度が増し、ずれ等に対する構造的安定性の高い高炉羽口ブロック形状を提供することにある。

上記課題は下記（１）〜（８）に記載の発明により解決することができる。
（１）本発明にかかる高炉羽口ブロック形状は、高炉内に高温空気を供給する羽口を構成する羽口金物を収容保持する高炉羽口ブロック形状であって、前記高炉羽口ブロックは前記金物を全周囲にわたって囲む構造でかつ一体成型されていることを特徴とする。（請求項１）

本発明は、高炉羽口ブロックを一体成型品としたので、従来の組み合わせにて構成されたものに比べて、羽口ブロック内にずれが生じることがないため、羽口金物と羽口ブロックとが干渉して羽口ブロック内の羽口金物を損傷、あるいは、羽口ブロックの損傷を防止できる。

（２）また、本発明にかかる高炉羽口ブロック形状は、該高炉羽口ブロックを複数並べるときの目地を構成する側面壁に溝が形成されていることを特徴とする。（請求項２）

このように、高炉羽口ブロックを複数並べるときの目地を構成する側面壁に溝が形成されていると、高炉羽口ブロックを組み合わせるときに、この溝にキー部材を設置することができる。

（３）また、本発明にかかる高炉羽口ブロック形状は、前記溝が前記羽口の中心軸線とほぼ平行に形成されており且つその形成位置が、少なくともひとつの溝中心が前記高炉羽口ブロックの全高の下方１／２以下になるように構成されたことを特徴とする。（請求項３）

このように、溝が前記羽口の中心軸線とほぼ平行に形成されており且つその形成位置が、少なくともひとつの溝中心が前記高炉羽口ブロックの全高の下方１／２以下になるように構成されると、この溝に配置するキー部材において、高炉の長期間の過酷な使用状態によるキー部材の損傷時期を遅らせることができ、キー部材の機能を長く維持することができる。

（４）また、本発明にかかる高炉羽口ブロック形状においては、前記溝が目地表面に露出するように形成されたことを特徴とする。（請求項４）
このように、前記溝の長さは羽口ブロックの目地幅の全体にわたっていなくても溝が目地に露出するように構成されていることで、この溝にキー部材を設置するときに、羽口ブロック同士を並べた後でも目地のところに溝が開口しているので挿入することができ、ブロック間の結合力及びブロック施工性に優れている。

（５）本発明にかかる高炉羽口ブロック形状は、前記溝が目地の全長にわたって形成されたことを特徴とする。（請求項５）
このように、前記溝の長さは羽口ブロック間の目地の全体幅にわたっていると、溝が目地の表裏に露出するように構成されているので、この溝にキー部材を設置するときに、羽口ブロック同士を並べた後でも、ブロック表裏のいずれの方向からも挿入することができ、ブロック間の結合力及びブロック施工性に優れている。

（６）本発明にかかる高炉羽口ブロック形状は、溝が目地表面に露出しないように形成されたことを特徴とする。（請求項６）
このように、前記溝の長さは羽口ブロック間の目地の全体幅にわたっておらず且つ溝が目地に露出しないように構成されていると、この溝内に設置するキー部材が炉内側に露出しないため目地の損傷を抑えることができ、また、キー部材がブロック間の上下方向並びに前後方向の移動を防止でき、羽口ブロックの迫り出しに対する抵抗性も高くできる。また、このような構造にすれば、耐用性、構造的安定性が高まる。

（７）本発明にかかる高炉羽口ブロック形状は、前記溝が目地を構成するブロック側面壁に複数設けられたことを特徴とする。（請求項７）
溝が複数設けられることにより、キー部材を複数設けることが出来、羽口ブロック間の結合を強固にすることができる。

（８）本発明にかかる高炉羽口ブロック形状は、高炉内に高温空気を供給する羽口を構成する羽口金物を収容保持する一体成型された高炉羽口ブロックを複数並べた構造体を製作するときに、前記羽口ブロック間の目地を構成する側面壁に設けられた溝同士を対面するようにするとともに、前記溝間を埋めるキー部材を設置することを特徴とする。（請求項８）

また、高炉羽口ブロックを一体成型品としたので、羽口ブロックのずれが生じることがないため、羽口金物と羽口ブロックとが干渉して羽口ブロック内の羽口金物を損傷や、羽口ブロックの損傷を防止できるだけでなく、羽口ブロック間の目地にキー部材を設置する高炉羽口ブロック形状にすれば、羽口ブロック同士の結合強度が増し、ずれ等に対する構造的安定性がより高まる。

本発明は、高炉羽口ブロックを一体成型することで、羽口金物と羽口ブロックとが干渉して羽口ブロック内の羽口金物を損傷させたり、羽口ブロックが損傷する恐れがない高炉羽口ブロック形状を提供することができる。また、高炉羽口ブロックを並べて構造物を製造する際には、ブロック側面の目地のところの溝にキー部材（キーレンガ）を設けるようにすることで、高炉羽口ブロック同士の結合強度が増し、ずれ等に対する構造的安定性の高い高炉羽口ブロック形状を提供することができる。

本発明にかかる第１実施形態の高炉羽口ブロックの斜視図である。 図１に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った部分の断面図である。 本発明にかかる第２実施形態の高炉羽口ブロックの斜視図である。 図４に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態を示す斜視図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿った部分の断面図である。 本発明にかかる第３実施形態の高炉羽口ブロックの斜視図である。 図７に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態を示す斜視図である。 本発明にかかる第４実施形態の高炉羽口ブロックの斜視図である。 図９に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態図を示す斜視図である。 図１０のＣ−Ｃ線に沿った部分の断面図である。 本発明にかかる高炉羽口ブロックにおいて形成される溝に設置するキーレンガの変形例を示す斜視図である。を示す斜視図である。 本発明にかかる高炉羽口ブロックにおいて形成される溝に設置するキーレンガの変形例を示す斜視図である。 本発明にかかる高炉羽口ブロックにおいて形成される溝に設置するキーレンガの変形例を示す斜視図である。 従来の高炉羽口ブロックの正面図である。

以下、本発明にかかる実施形態について図面を参照して説明する。
なお、図１〜図３は第１実施形態の説明図であり、図１は高炉羽口ブロックの斜視図、図２は図１に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態を示す斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿った部分の断面図である。
図４〜図６は第２実施形態の説明図であり、図４は高炉羽口ブロックの斜視図、図４に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態を示す斜視図、図６は図４のＢ−Ｂ線に沿った部分の断面図である。
図７及び図８は第３実施形態の説明図であり、図７は高炉羽口ブロックの斜視図、図８は図７に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態を示す斜視図である。
図９〜図１１は第４実施形態の説明図であり、図９は高炉羽口ブロックの斜視図、図１０は図９に示す高炉羽口ブロックの構造物を製作するときの並べた状態図を示す斜視図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線に沿った部分の断面図である。
図１２〜図１４は本発明にかかる高炉羽口ブロックにおいて形成される溝に設置するキーレンガの変形例を示す斜視図である。

以下、本発明にかかる第１実施形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
第１実施形態おいては、図１に示すように、高炉羽口ブロック１は、高炉内に高温空気を供給する羽口５が貫通するように構成されている。また、この羽口５は羽口金物３により構成され、この羽口金物３をしっかりと収容保持するような円筒状の空洞を有する耐火物により形成されている。

この羽口５を構成する羽口金物３としては、例えば銅製の部材にて形成することができ、形状として円筒形状でも良いが、一般的には、炉内側である前面壁２の側が小径となる裁頭円錐筒体状（図３においては円筒形状として図示してある）に構成することができる。

また、この高炉羽口ブロック１は、図示のごとく、羽口金物３を全周囲にわたって一体的に囲む構造であり、耐火物により一体成型された構造となっている。すなわち、図１５に示す従来の構造のごとく複数の耐火物のパーツを組み合わせた構成となっていない。

本実施形態の高炉羽口ブロック１は、上述のように一体成型品として構成されているので、従来の組み合わせブロックにて構成されたものに比べて、当然のことながら、組み合わされた羽口ブロック間のずれが生じることがない。
したがって、高炉の稼動が長期にわたることで、羽口金物３と高炉羽口ブロック１の耐火物部分とが干渉して羽口金物３が損傷することが防止できるだけでなく、高炉羽口ブロック１の耐火物部分が損傷することも防止できる。

また、図１に示すように、本実施形態における高炉羽口ブロック１は、該高炉羽口ブロック１を複数並べた構造物を製作するときに、その目地８（図２参照）を構成する側面壁６，６に溝７，７が一つずつ形成されている。
このように、目地８を構成する側面壁６，６に溝７，７が形成されていると、高炉羽口ブロック１を複数並べて該高炉羽口ブロック１，１同士を組み合わせるときに、この溝７，７内に、図２に示すように、キー部材であるキーレンガ９０を設置することができる。

また、本実施形態における高炉羽口ブロック１は、溝７，７が羽口５の中心軸線ＣＬとほぼ平行に形成されており且つその形成位置が、溝中心７ｃが高炉羽口ブロック１の下方１／２以下（中心線ＣＬよりも下方）になるように構成されている。これは、高炉羽口ブロック１の損傷は上部より進行するため、キーレンガ９０は下部にある方が好ましいからである。
キーレンガ９０の設置位置が、そのキーレンガ９０の中心を高炉羽口ブロック１の下方１／２以下になるようにすることにより、キーレンガ９０部分において、高炉の長期間の過酷な使用状態によるキー部材の損傷時期を遅らせることができ、キーレンガ９０の機能を長く維持することができる。

また更に、キーレンガ９０の設置位置は、キーレンガ９０の中心が高炉羽口ブロック１全高のブロック下側壁９ｂから羽口ブロック全高の１５％〜３５％の位置がより恒久的にキーレンガが有効に機能するためより好ましい（１５％以下では高炉羽口ブロック１の強度に支障がある）。

また、本実施形態における高炉羽口ブロック１においては、溝７，７は、高炉羽口ブロック１，１同士が並べられたときの目地８（図２参照）の表面に露出するように構成されている。すなわち、溝７，７は、側面壁６，６の前後方向の長さ全体にわたって形成されている。

なお、溝７，７の長さは側面壁６，６の全体（羽口ブロック間目地の全体）にわたっていなくても溝７，７が目地に露出するように構成することもできる。このように溝７，７が前面壁２あるいは後方側壁（前面壁の反対側）に開口していることで、溝７，７にキーレンガ９０を設置するとき、高炉羽口ブロック１，１同士を並べた後でも挿入することができる。

なお、本実施形態のように、溝７，７が側面壁６，６の全長にわたって形成されている場合には、この溝７，７にキーレンガ９０を設置するときに、羽口ブロック同士を並べた後でも、ブロック表裏のいずれの方向からも挿入する形態を採用することができ、その施工性は極めて優れている。

以下、本発明にかかる第２実施形態について図４〜図６を参照して説明する。
本実施形態にかかる高炉羽口ブロック２０は、目地２８を構成する両方のブロック側面壁２６，２６に溝２７（左側は図示せず）が形成されている。この溝２７は、第１実施形態のようにブロック前後方向に伸びる細長い溝であるが、その長さがブロック全幅の半分程度に構成され、かつ前後方向の略中央領域に位置している。

したがって、溝２７の端部がブロック前面壁２２に露出していない。この結果、図５及び図６に示すように目地２８の表面に露出しないように構成されている。
このように、溝２７が目地２８に露出しないように構成されていることで、この溝２７内に設置するキーレンガ９２が炉内側に露出することが避けられる。このことにより、目地２８の損傷を抑えることができる。

また、キーレンガ９２の作用としては、隣り合う高炉羽口ブロック２０，２０間の上下方向及び前後方向の移動を防止できる。
したがって、高炉羽口ブロック２０，２０の上下のズレや前後方向の迫り出しに対する抵抗性を高くすることができる。また、このような構造によれば、高炉羽口ブロック２０，２０の構造物の耐用性、構造的安定性を高くすることができる。

以下、本発明にかかる第３実施形態について図７及び図８を参照して説明する。
本実施形態にかかる高炉羽口ブロック３０は、溝３７が目地を構成するブロック側面壁３６，３６にブロック前後方向にそって二個ずつ４個設けられている。
溝３７が複数設けられることにより、キーレンガ９３を複数設けることが出来、高炉羽口ブロック３０，３０間の組み合わせ構造をさらに強固にすることができる。
本実施形態にいても、溝３７がブロック側面壁３６の前後方向全長にわたって形成されているので、前掲の第１実施形態と同様な効果を得ることが出来る。

以下、本発明にかかる第４実施形態について図９〜図１１を参照して説明する。
本実施形態にかかる高炉羽口ブロック４０は、溝４７が目地４８を構成するブロック側面壁４６，４６にブロック上下方向に沿って二個ずつ４個設けられている。
この溝４７は、上下方向に沿って複数設けられることにより、キーレンガ９４を複数設けることが出来、高炉羽口ブロック４０，４０間の組み合わせ構造を強固にすることができ、ブロックの迫り出し等のずれ防止に役立つ。

本実施形態については、溝４７がブロック側面壁４６の上下方向全高にわたって形成され、ブロック上面壁４９ａ及び下面壁４９ｂに開口しているので、前掲の第１実施形態と同様に高炉羽口ブロック４０を並べてからキーレンガ９４を設置できる等の効果を得ることが出来る。また、ブロック前面壁４２の側（炉内側）にキーレンガ９４が露出しないので、第２実施形態と同様に、目地４８の損傷等を抑えることができる。

以下、本発明にかかる高炉羽口ブロックにおいて形成される溝に設置するキーレンガの変形例について説明する。
上記の各実施形態に適応したキーレンガ９０，９２，９３，９４は、直方体の形状を採用したが、本発明においては上記実施形態に限定するものではなく、例えば図１２、図１３及び図１４に示すような形状を採用することもできる。
図１２には、円柱形状のキーレンガ９５を示す。
このキーレンガ９５を受容する溝は、図示しないが、半円筒形の溝となる。
図１３には、横断面が菱形形状のキーレンガ９６を示す。
このキーレンガ９６を受容する溝は、図示しないが、横断面が三角形状の溝となる。
図１４には、球状のキーレンガ９７を示す。
このキーレンガ９７を受容する溝は、図示しないが、半球状形状の溝となる。
また、キーレンガの形状は楕円柱状や多角柱状なども高炉羽口ブロックの形状やサイズに合わせて適宜選択することができる。

以下、本発明にかかる高炉羽口ブロック形状の施工方法を、図１から図３に示す第１実施形態を参照して説明する。
まず、高炉を製作する一つの構成として、高炉内に高温空気を供給する羽口の構造体を作成する。このとき、例えば、多数の羽口を円形状に並べてこの構造体を製作する。

このとき、予め羽口金物３を収容保持し一体成型された高炉羽口ブロック１を、複数並べたて組み立てるとき、高炉羽口ブロック１，１間の目地８を構成する側面壁に設けられた溝７，７同士を対面するようにするとともに、溝７，７間を埋めるキーレンガ９０を設置するとともに、目地材料を設けて横に繋げていく（図２では二個のみ図示してある）。

このように、高炉羽口ブロック１を一体成型品としたものを利用することにより、高炉羽口ブロック１は羽口金物３をしっかりと固定保持し、長期にわたって確実な保持を保障することができる。また、高炉羽口ブロック１，１間の目地８にキーレンガ９０が設置されるので、高炉羽口ブロック同士の結合強度が増し、上下方向のずれ等に対する構造的安定性が強化される。

また、本発明にかかる高炉羽口ブロック形状において、キーレンガ９０の設置位置を、そのキーレンガ９０の中心を高炉羽口ブロック１の下方１／２以下になるようにすることにより、高炉の長期間の過酷な使用状態によるキー部材の損傷時期を遅らせることができ、キーレンガ９０の機能を長く維持することができる。
また更に、キーレンガ９０の設置位置を、キーレンガ９０の中心が高炉羽口ブロック１全高のブロック下側壁３９ｂから羽口ブロック全高の１５％〜３５％の位置がより恒久的にキーレンガ９０が有効に機能するためより好ましい。

本発明は上記実施形態に限るものではなく種々変更可能である。例えば、溝の数や溝の向きならびに形状あるいは１目地あたりのキーレンガの数においても、目地のブロック高さ方向または目地のブロックおよび前後方向に複数個設けてもよい。また、キーレンガを目地の高さ方向に複数個設ける場合、そのうちの少なくともひとつのキーレンガの中心が高炉羽口ブロック全高の下方１／２以下であると長期間キーレンガが有効に機能するため好ましく、さらにブロック下側壁面から高炉羽口ブロック全高の１５〜３５％の位置がより恒久的にキーレンガが有効に機能するのでより好ましい。

本発明は、高炉羽口ブロックを一体成型品としたので、従来の組み合わせにて構成されたものに比べて、羽口ブロック内にずれが生じることがないため、羽口金物と羽口ブロックとが干渉して羽口ブロック内の羽口金物を損傷や、羽口ブロックの損傷を防止できるなど所期性能を長期にわたって維持でき産業上の利用可能性は極めて大きい。

また、高炉羽口ブロックの一体成型品を利用するとともに、高炉羽口ブロック間にキー部材を設置する高炉羽口ブロック形状にすれば、高炉羽口ブロック同士の結合強度が増し、ずれ等に対する構造的安定性が強化された高炉羽口ブロックの構造物を提供することができ、産業上の利用可能性は極めて大きい。

１，２０，３０，４０ 高炉羽口ブロック
２，２２，３２，４２ ブロック前面壁
３ 羽口金物
５ 羽口
６，２６，３６，４６ ブロック側面壁
７，２７，３７，４７ 溝
８，２８，３８，４８ 目地
９ａ，２９ａ，３９ａ，４９ａ ブロック上面壁
９ｂ，２９ｂ，３９ｂ，４９ｂ ブロック底面壁
９０，９２，９３，９４，９５，９６，９７ キーレンガ（キー部材）

Claims (8)

1. 高炉内に高温空気を供給する羽口を構成する羽口金物を収容保持する高炉羽口ブロック形状であって、
   前記高炉羽口ブロックは前記金物を全周囲にわたって囲む構造でかつ一体成型されていることを特徴とする高炉羽口ブロック形状。
2. 前記高炉羽口ブロックを複数並べるときの目地を構成する側面壁に溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高炉羽口ブロック形状。
3. 前記溝は前記羽口の中心軸線とほぼ平行に形成されており且つその形成位置が、少なくともひとつの溝中心が前記高炉羽口ブロックの全高の下方１／２以下になるように構成されたことを特徴とする請求項２記載の高炉羽口ブロック形状。
4. 前記溝は目地表面に露出するように形成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の高炉羽口ブロック形状。
5. 前記溝は目地の全長にわたって形成されたことを特徴とする請求項４記載の高炉羽口ブロック形状。
6. 前記溝は目地表面に露出しないように形成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の高炉羽口ブロック形状。
7. 前記溝が目地を構成するブロック側面壁に複数設けられたことを特徴とする請求項２から６の何れかに記載の高炉羽口ブロック形状。
8. 高炉内に高温空気を供給する羽口を構成する羽口金物を収容保持する一体成型された高炉羽口ブロックを複数並べた構造体を製作するときに、前記羽口ブロック間の目地を構成する側面壁に設けられた溝同士を対面するようにするとともに、前記溝間を埋めるキー部材を設置することを特徴とする高炉羽口ブロック形状。

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