JP2011190533A - 高炉樋 - Google Patents

Abstract

【課題】高炉から出銑するための高炉樋として、実操業において溶銑樋先端部の補修時間の短縮と溶銑樋先端部の寿命向上を実現することが可能な高炉樋を提供する。
【解決手段】溶銑樋先端部（丸樋）１０において、丸樋流路部１２が丸樋外郭部１１に対して自在に取り付け・取り外しできるようになっているとともに、その丸樋流路部１２とスタンプ材２１の間から溶銑が漏れ出すのを防止するために、丸樋流路部１２とスタンプ材２１の間に段差部１５が設けられ、丸樋流路部１２と丸樋外郭部１１の間にズレ止めストッパー１６が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高炉から出銑するための高炉樋に関し、特に高炉樋の溶銑樋先端部に関するものである。

高炉は、原料である鉄鉱石や焼結鉱等をコークス等により還元して溶銑を製造する設備である。

そして、高炉から出銑する際には、大樋、溶銑樋、傾注樋からなる高炉樋が用いられる。すなわち、高炉より出銑される溶銑滓は、大樋で溶銑とスラグに分離され、溶銑は溶銑樋、傾注樋を通過して、溶銑鍋（トピードカー）に受け入れられる。なお、溶銑樋の先端部は、横断面が半円形であることが多く、その場合には丸樋と呼ばれる。

ここで、溶銑の温度は１５００℃前後と極めて高温であり、その高温と流れにより高炉樋は損耗するため、こまめに補修が行われる。中でも、丸樋は溶銑鍋との距離が近いため、輻射熱の影響を受けやすく、損耗が激しい。丸樋が損耗すると、傾注樋への落銑軌跡が変化するという問題も生じるので、特にこまめな補修が必要となる。なお、高炉樋の寿命は、丸樋および大樋の損耗量で管理している。

ここで、図５、図６に丸樋を示す。図５は側面図、図６は正面図である。図５、図６において、太い実線で囲った部分が丸樋５０であり、鉄皮と耐火レンガ等によって形成された丸樋外郭部５１と、その丸樋外郭部５１の内側に不定形耐火物を流し込んで形成され、溶銑が流れる丸樋流路部５２とから構成されている。

そして、丸樋５０は、耐火物で形成されたスタンプ材（接続部材）６１を介して、溶銑樋の本体６２と連結している。

このような丸樋５０が損耗して補修を行う場合には、図５、図６に示すように、クレーン７１を用いて、丸樋５０（丸樋外郭部５１と丸樋流路部５２）を一式交換する方法か、丸樋流路部（耐火物部分）５２を一度壊して、再び不定形耐火物を流し込んで形成する方法がとられる。

しかし、上記の丸樋５０を一式交換する方法あるいは丸樋流路部５２のみを再形成する方法のいずれの方法でも、補修施工に長い時間を要する。例えば、丸樋５０を一式交換する方法では、丸樋５０およびその底部設備まで全てを交換するため、交換に時間がかかり、補修施工に約３０時間を要していた。また、丸樋流路部５２のみを再形成する方法でも、耐火物を壊して、新たに流し込み・乾燥をしなければならず、補修施工に約２０時間を要していた。しかも、いずれも丸樋５０が未だ熱い状態での作業（熱間補修作業）となるため、雰囲気温度が７０〜８０℃と厳しい作業環境となっていた。また、丸樋５０の補修施工時間（補修時間）が長いために、大樋も大樋自体の損耗量が補修目安に達しない段階で同時に交換補修せざるを得なかった。このように、丸樋５０の寿命が高炉樋の寿命となってしまい、その分、樋補修回数が多い問題があった。

そこで、従来から、丸樋（溶銑樋先端部）の補修時間の短縮ならびに高炉樋の長寿命化が求められてきた。

これに対して、特許文献１に記載の高炉樋では、溶銑樋先端部の構造として、丸樋外郭部に対して、溶銑が流れる丸樋流路部（耐火物部分）を自在に取り付け・取り外しできる構造になっている。これによって、丸樋を補修する際には、予め交換用に新しい丸樋流路部を製作しておき、損耗した丸樋流路部をその新しい丸樋流路部と交換するだけでよいので、補修時間を短縮できるとともに、新しい丸樋流路部を事前に充分に乾燥養生して強化しておくことが可能なので、長寿命化を図ることができるとしている。

しかしながら、特許文献１に記載の高炉樋は、使用中に丸樋流路部（耐火物部分）が前方に移動してしまい、スタンプ材との間に隙間が生じて、その隙間から溶銑が漏れ出す漏銑事故が発生する危険性がある。この漏銑事故は重大災害に繋がる。したがって、特許文献１に記載の高炉樋をそのまま実操業で使用することは困難であり、実際に丸樋の補修時間の短縮と高炉樋の寿命向上を実現することはできない。

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、高炉から出銑するための高炉樋として、実操業において溶銑樋先端部（丸樋）の補修時間の短縮と高炉樋の寿命向上を実現することが可能な高炉樋を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。

［１］高炉から出銑するための高炉樋であって、溶銑樋先端部において、その外郭を構成する外郭部に対して、溶銑が流れる流路部を自在に取り付け・取り外しできるようになっているとともに、前記溶銑樋の本体と前記流路部とを連結するスタンプ材と前記流路部とが段差部を介して接続していることを特徴とする高炉樋。

［２］前記流路部の前記外郭部と接する外周面が鉄皮であり、内側に耐火物が施工されていることを特徴とする前記［１］に記載の高炉樋。

［３］前記外郭部と前記流路部との間に、前記流路部が溶銑の流れる方向に移動するのを防止するストッパーが設けられていることを特徴とする前記［２］に記載の高炉樋。

本発明に係る高炉樋は、実操業において溶銑樋先端部（丸樋）の補修時間の短縮と高炉樋の寿命向上を実現することができる。

本発明の一実施形態を示す側面断面図である。 本発明の一実施形態を示す正面断面図である。 従来例における丸樋、大樋の損耗量と高炉樋寿命の関係を示すグラフである。 本発明例における丸樋、大樋の損耗量と高炉樋寿命の関係を示すグラフである。 従来技術を示す側面図である。 従来技術を示す正面図である。

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に、本発明の一実施形態に係る高炉樋における丸樋（溶銑樋先端部）を示す。図１は側面断面図、図２は正面断面図である。

図１、図２に示すように、この実施形態における丸樋１０は、鋼材によって形成された丸樋外郭部１１と、その丸樋外郭部１１の内側に設置され、丸樋外郭部１１と接する外周面が鉄皮１２ｂであり、内側に耐火物１２ａが施工されていて、溶銑樋本体２２と対向する面は耐火物で形成され、半割りドーナツ状断面の外周寄りが溶銑樋本体２２側に突き出るような段差部１５が形成された、溶銑が流れる丸樋流路部１２とから構成されている。

丸樋流路部１２は、外周面を鉄皮１２ｂとすることにより、内側に形成する耐火物１２ａの施工の際に型枠の一部として機能する他、丸樋流路部１２の交換時に耐火物１２ａが損傷するリスクが減り、交換作業の作業性の改善、交換時間の短縮が可能となる。

そして、丸樋１０は、耐火物で形成されたスタンプ材（接続部材）２１を介して、溶銑樋の本体２２と連結される。

その上で、この実施形態においては、丸樋流路部１２が丸樋外郭部１１に対して自在に取り付け・取り外しできるようになっており、丸樋流路部１２が損耗したら、それを取り外して、新しい丸樋流路部１２と交換できるようになっている。そこで、以下では、丸樋流路部１２を交換樋と呼ぶことにする。

交換樋１２と丸樋外郭部１１は、その交換樋１２が使用中に前方に移動して交換樋１２とスタンプ材２１の間から溶銑が漏れ出すことを防止するために、交換樋１２に適切な幅の段差部１５が設けられていて、溶銑樋本体２２との間を半円状の溶銑流路が形成されるように耐火物１２ａをスタンプ材２１で埋めこむ様に施工することで連結される。

これによって、使用中に交換樋１２が前方に移動しても、段差部１５があるので、交換樋１２の移動距離が段差部１５の幅（前後方向の長さ）以内であれば、溶銑が漏れ出す隙間を生じることがない。したがって、交換樋１２とスタンプ材２１の間から溶銑が漏れ出すことが防止される。段差部１５の幅は５０ｍｍ以上であることが好ましい。

それに加えて、交換樋１２と丸樋外郭部１１の間に、交換樋１２の前方への動きを拘束するズレ防止ストッパー１６が設けられている。例えば、図１に示すように、交換樋１２が丸樋外郭部１１に対して溶銑の流れる方向に移動しない様に相互にかみ合うような一対の突起を設けることでズレ防止ストッパー１６とすることができる。ズレ防止ストッパー１６は、交換樋１２と丸樋外郭部１１間の正面断面（例えば図２）に沿った半円状に形成しても良いが、図２に示されるように部分的に形成しても良い。ズレ防止ストッパー１６は交換樋１２を交換する際の位置あわせとしても機能するので交換時間が短縮できる。なお、ズレ防止ストッパー１６は、２ヶ所以上設置しても良い。

そして、交換樋１２が熱膨張により丸樋外郭部１１と接触した状態になり、交換樋１２を取り外す際に支障をきたすことがないように、交換樋１２の上端部に広がり防止アンカー１７が取り付けられているとともに、交換樋１２と丸樋外郭部１１の間に接触防止ストッパー１８が挿入されている。交換樋１２の交換実施時は、まず接触防止ストッパー１８を取り外すことにより、交換樋１２が熱で外側に膨張したとしても、丸樋外郭部１１との隙間を確保できるので、交換樋１２を丸樋外郭部１１から取り外して交換することが容易となる。

以上述べたことから、この実施形態においては、交換樋１２とスタンプ材２１の間に設けられている段差部１５と、交換樋１２と丸樋外郭部１１の間に設けられているズレ防止ストッパー１６の作用により、使用中に交換樋１２とスタンプ材２１の間から溶銑が漏れ出すことが的確に防止されるので、実操業において安全に使用することができる。

そして、予め交換用に新しい交換樋１２を製作しておき、損耗した交換樋１２をその新しい交換樋１２と交換するだけでよいので、補修時間を短縮できるとともに、新しい交換樋１２を事前に充分に乾燥養生して強化しておくことが可能なので、長寿命化を図ることができる。

このようにして、この実施形態に係る高炉樋は、実操業において溶銑樋先端部（丸樋）１０の補修時間の短縮と高炉樋の寿命向上を実現することができる。

なお、この実施形態では、使用中に交換樋１２とスタンプ材２１の間から溶銑が漏れ出すことを防止するために、交換樋１２とスタンプ材２１の間に段差部１５を設けるとともに、交換樋１２と丸樋外郭部１１の間にズレ防止ストッパー１６を設けているが、場合によっては、いずれか一方を設けることでもよい。

本発明の実施例（本発明例）として、図１、図２に示した本発明を実操業に適用した。

その結果、使用中に交換樋とスタンプ材の間から溶銑が漏れ出すことは無く、安全に操業を行うことができた。

そして、図５、図６に示した従来技術を用いた場合（従来例）では、丸樋（溶銑樋先端部）の補修時間が３０時間掛かっていたのに対して、それを４時間に短縮することができた。

図４に本発明例における通銑量に伴う丸樋と大樋の損耗量の推移と高炉樋寿命の関係を示す。図３に示した従来例における通銑量に伴う丸樋と大樋の損耗量の推移と高炉樋寿命の関係と比較すると、本発明例では、高炉樋寿命が従来の１２万トンから１６万トンに１．３倍向上した。

これによって、本発明の有効性が確認された。

１０ 丸樋（溶銑樋先端部）
１１ 丸樋外郭部
１２ 丸樋流路部（交換樋）
１２ａ 交換樋耐火物部
１２ｂ 交換樋鉄皮
１５ 段差部
１６ ズレ防止ストッパー
１７ 広がり防止アンカー
１８ 接触防止ストッパー
２１ スタンプ材（接続部材）
２２ 溶銑樋の本体
５０ 丸樋（溶銑樋先端部）
５１ 丸樋外郭部
５２ 丸樋流路部
６１ スタンプ材（接続部材）
６２ 溶銑樋の本体
７１ クレーン

実開平２−０５３９５７号公報

Claims (3)

1. 高炉から出銑するための高炉樋であって、溶銑樋先端部において、その外郭を構成する外郭部に対して、溶銑が流れる流路部を自在に取り付け・取り外しできるようになっているとともに、前記溶銑樋の本体と前記流路部とを連結するスタンプ材と前記流路部とが段差部を介して接続していることを特徴とする高炉樋。
2. 前記流路部の前記外郭部と接する外周面が鉄皮であり、内側に耐火物が施工されていることを特徴とする請求項１に記載の高炉樋。
3. 前記外郭部と前記流路部との間に、前記流路部が溶銑の流れる方向に移動するのを防止するストッパーが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の高炉樋。

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