JP2012180579A - Protective structure for throat part of blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉炉口部の保護構造に関し、詳細には、ステーブの炉内側を覆っている炉口保護プレートを固定するアンカーリンクの高炉鉄皮への連結構造に関する。 The present invention relates to a blast furnace furnace port protection structure, and more particularly, to a connection structure of an anchor link for fixing a furnace port protection plate covering a furnace inside of a stave to a blast furnace iron skin.
高炉の炉口部近くの内壁は、ベル式、或いはベルレス式等の炉頂装入装置から装入された装入物が衝突し、或いは滑り落ちるので、炉壁の耐摩耗性が要求される。
高炉炉口部の炉壁を形作る構造として、図5に示すように、高炉炉口部近くの高炉鉄皮1を冷却壁であるステーブ2で覆い、このステーブ2の内周面を板形状の炉口保護プレート3で覆う構造が知られている(例えば、特許文献1)。
The inner wall of the blast furnace near the furnace mouth is impacted or slipped by a charge charged from a bell-type or bell-less type furnace top charging device, so that wear resistance of the furnace wall is required.
As shown in FIG. 5, the blast furnace core 1 near the blast furnace mouth is covered with a
図5の構造は、炉口保護プレート3の背面にアンカー基部4が突出し、炉口保護プレート3の上部に結合部5が設けられている。また、ステーブ2には、アンカー基部4が嵌入する貫通孔6が設けられている。高炉鉄皮1には、この高炉鉄皮1の内外に連通する耐熱性材料からなる筒体7が固定されており、この筒体7の高炉鉄皮1の外側の端部に、アンカーリンク連結部材8が固定されている。
In the structure of FIG. 5, the
そして、アンカー基部4及び結合部5が高炉鉄皮1側を向くように炉口保護プレート3を配置し、アンカー基部4をステーブ2の貫通穴6に嵌入する。そして、アンカー基部4及び結合部5に、アンカーリンク9の一端を連結し、筒体7に挿入したアンカーリンク9の他端をアンカーリンク連結部材8に連結することで、炉口保護プレート3が、アンカーリンク9を介して高炉鉄皮1に固定されている。なお、筒体7の開口部は、キャップ10で閉塞されている。
Then, the furnace
図5の構造によると、高炉内を流れる高温ガスが炉口保護プレート3の背面とステーブ2との間に流れ込んできても、炉口保護プレート3のアンカー基部4がステーブ2の貫通孔6に嵌入していることで、アンカー基部4とアンカーリンク9の結合部が高温ガスと接触するのを妨げ、熱負荷の増大によってアンカーリンク9が変形、或いは破断するのを防止することができる。また、炉口保護プレート3の結合部5に連結したアンカーリンク9は、耐熱性材料で形成した筒体7に収納されているので、高温ガスとの接触による損傷を防止することができる。
According to the structure of FIG. 5, even if the high temperature gas flowing in the blast furnace flows between the back surface of the furnace
ところで、高温ガス流は、通気抵抗が少ない箇所を優先的に通過するため、炉口保護プレート3の表裏のガス流は装入物の充填の具合に左右されて不安定である。この結果、保護プレートの温度状態は、炉内側が高かったり、鉄皮側が高かったりと変動を繰り返す。この温度状態によって、炉口保護プレート3は、ステーブ2から離間する方向に凸状、或いは凹状に変形する場合がある。
By the way, the high-temperature gas flow preferentially passes through a portion having a low airflow resistance, so that the gas flow on the front and back sides of the furnace
炉口保護プレート3が凸状、凹状に変形すると、炉口保護プレート3を高炉鉄皮1に固定しているアンカーリンク9には過度の引張り応力が作用するので、引張り応力を吸収する機構を備えていないアンカーリンク9が破断するおそれがある。特に、アンカーリンク
9のアンカー基部4に近い部位が破断した場合、その補修は容易ではない。
アンカーリンク9の破断により炉口保護プレート3の脱落やズレが発生すると、炉口部炉壁の真円度が保てなくなって炉内における装入物の分布状態が不安定となり、炉内のガス流分布が悪化することで高炉操業の生産性を低下させる結果となる。
When the furnace
If the furnace
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、過度の引張り応力が作用しても、炉口保護プレートの脱落やズレを防止するアンカーリンクを備え、炉内面が実質的に真円度を保つように炉口形状を維持することができる高炉炉口部の保護構造を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and includes an anchor link that prevents the furnace port protection plate from falling off or slipping even when excessive tensile stress acts, and the furnace inner surface is substantially round. It is an object of the present invention to provide a blast furnace furnace port protection structure capable of maintaining the furnace mouth shape so as to maintain the above.
上記目的を達成するために、本発明に係る高炉炉口部の保護構造は、高炉の炉口部に設置したステーブの内周面を炉口保護プレートで覆うとともに、この炉口保護プレートの前記ステーブに対向する背面にアンカーリンクの一端を固定し、このアンカーリンクを前記ステーブに形成した貫通孔に通過し、前記アンカーリンクの他端を高炉鉄皮の鉄皮結合部に固定して炉口保護プレートを保持してなる高炉炉口部の保護構造において、前記炉口保護プレートの温度状態変化による熱変形により前記アンカーリンクに引張り応力が作用し、前記アンカーリンクを構成するアンカー構成部材の引張り強度近くまで前記引張り応力が大きくなったときに、自身の変形により前記引張り応力を緩和する引張り応力緩和部材を備えている。 In order to achieve the above object, the blast furnace furnace port protection structure according to the present invention covers the inner peripheral surface of the stave installed in the furnace port part of the blast furnace with the furnace port protection plate, and One end of the anchor link is fixed to the back surface facing the stave, the anchor link passes through a through hole formed in the stave, and the other end of the anchor link is fixed to the iron core joint portion of the blast furnace iron skin. In the protective structure of the blast furnace furnace port portion that holds the protective plate, a tensile stress acts on the anchor link due to thermal deformation due to a temperature state change of the furnace port protective plate, and the anchor structural member constituting the anchor link is pulled. A tensile stress relaxation member is provided that relaxes the tensile stress by its own deformation when the tensile stress increases to near strength.
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の高炉炉口部の保護構造において、前記鉄皮結合部は、前記高炉鉄皮に形成した開口孔に固定され、前記高炉鉄皮の内外に連通する筒体と、前記高炉鉄皮の外側の前記筒体の端部に固定され、ロッド通過孔を設けた円板形状のアンカーリンク連結部材とを備え、前記アンカーリンクは、前記炉口保護プレート側から前記筒体内に挿入され、前記ロッド通過孔にねじ付きロッドが通過している前記アンカー構成部材としてのアンカーロッドと、前記高炉鉄皮の外側から前記ねじ付きロッド部に外挿した前記引張り応力緩和部材としての座金と、前記ねじ付きロッドに螺合することで、前記アンカーリンク連結部材の前記ロッド通過孔の周縁に前記座金を当接するナットとを備え、前記アンカーリンクに作用する引張り応力が、前記アンカーロッドの引張り強度近くまで大きくなったときに、前記座金が塑性変形により前記引張り応力を緩和するようにしている。 According to a second aspect of the present invention, in the protective structure for a blast furnace core portion according to the first aspect, the iron skin coupling portion is fixed to an opening hole formed in the blast furnace iron skin, and the inside and outside of the blast furnace iron skin A cylindrical body communicating with the disk, and a disk-shaped anchor link connecting member fixed to an end of the cylindrical body outside the blast furnace iron skin and provided with a rod passage hole, and the anchor link is connected to the furnace port Inserted into the cylinder from the protective plate side, the anchor rod as the anchor constituent member through which the threaded rod passes through the rod passage hole, and extrapolated from the outside of the blast furnace iron skin to the threaded rod portion The anchor link comprising: a washer as the tensile stress relaxation member; and a nut that abuts the washer on a peripheral edge of the rod passage hole of the anchor link connecting member by being screwed to the threaded rod. Tensile stress acts, when increased until the tensile strength near the anchor rod, the washer is so as to relieve the tensile stress by plastic deformation.
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の高炉炉口部の保護構造において、前記アンカーリンク連結部材の前記ロッド通過孔の径をαとし、前記座金の内径をβ1とし、前記座金の外径をβ2とすると、β1 < α < β2 の関係を有し、前記アンカーリンクに作用する引張り応力が、前記アンカーロッドの引張り強度近くまで大きくなったときに、前記座金の内径の周縁部が前記ロッド通過孔に入り込むように前記座金が塑性変形する。 According to a third aspect of the present invention, in the protective structure of the blast furnace furnace port portion according to the second aspect, the diameter of the rod passage hole of the anchor link connecting member is α, the inner diameter of the washer is β1, and the washer When the outer diameter of the washer is β2, the relation of β1 <α <β2 is established, and when the tensile stress acting on the anchor link becomes close to the tensile strength of the anchor rod, the peripheral portion of the inner diameter of the washer The washer is plastically deformed so as to enter the rod passage hole.
本発明の高炉炉口部の保護構造によると、高炉内の温度変化による炉口保護プレートの変形によりアンカーリンクに引張り応力が作用し、アンカーリンクを構成するアンカー構成部材の引張り強度近くまで引張り応力が大きくなったときに、自身の変形により引張り応力を緩和する引張り応力緩和部材を備えており、アンカー構成部材の破断を防止し、炉口保護プレートの脱落の脱落やズレが発生しないので、炉内面が真円度を保つように炉口形状を維持することができる。 According to the protection structure of the blast furnace mouth portion of the present invention, tensile stress acts on the anchor link due to deformation of the furnace mouth protection plate due to temperature change in the blast furnace, and the tensile stress is close to the tensile strength of the anchor constituent members constituting the anchor link. Since the tensile stress relaxation member that relaxes the tensile stress due to its own deformation when it becomes large, the anchor component member is prevented from breaking, and the furnace port protection plate does not fall off or shift. The furnace port shape can be maintained so that the inner surface maintains roundness.
以下、本発明に係る高炉炉口部の保護構造の1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1において一部を示す炉口保護プレート3は、図5で示した炉口保護プレート3と同一形状を有し、高温下で長時間使用しても時効脆化しにくく、耐摩耗性に優れた部材である。
Hereinafter, an embodiment of a blast furnace furnace port protection structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The furnace
この炉口保護プレート3の背面下部に突出して形成されているアンカー基部4には、リング状のピン係合部22aが一体に形成されている。また、ステーブ2の下部には、表裏に貫通する貫通孔6が形成されている。
炉口保護プレート3は、アンカー基部4をステーブ2の貫通孔6に嵌入することで、ステーブ2の内周を覆って配置されている。
A ring-shaped
The furnace
そして、炉口保護プレート3の背面下部に設けたアンカー基部4は、アンカーリンク25を介して高炉鉄皮1の鉄皮結合部26に固定されている。
鉄皮結合部26は、図1に示すように、高炉鉄皮1に設けた開口孔1aの内周に固定され、高炉鉄皮1の内外に連通する耐熱性材料からなる筒体27と、高炉鉄皮1の外側の筒体27の端部に固定され、筒体27の軸心位置に一致したロッド通過孔28aを設けている円板形状のアンカーリンク連結部材28とを備えている。
The
As shown in FIG. 1, the iron
また、アンカーリンク25は、ねじ付きロッド部29a及びリング状のピン係合部29bを備えたアンカーロッド29と、アンカーロッド29のピン係合部29b及びアンカー基部4のピン係合部22aにピン30,31を介して連結するリンク部材32とを備えている。
そして、アンカー基部4のピン係合部22aにリンク部材32を介して連結したアンカーロッド29のねじ付きロッド部29aをアンカーリンク連結部材28のロッド通過孔28aに遊挿し、ねじ付きロッド部29aに挿通した平板形状の座金34を、ねじ付きロッド部29aに螺合したナット33とアンカーリンク連結部材28の側面とで挟み込むことにより、炉口保護プレート3が、アンカーリンク25を介して高炉鉄皮1の鉄皮結合部26に固定されている。
The
Then, the threaded
ここで、アンカー連結部材28のロッド通過孔28aの径をαとし、座金34の内径をβ1、座金の外径をβ2とすると(図4(a)参照)、
β1 < α < β2 ……(1)
の関係を有している。
また、座金34は一般構造用圧延鋼材(SS400)からなり、板厚9mm、外径(β2)135mm、内径(β1)32mmの寸法を有している。また、アンカー連結部材28のロッド通過孔28aの径(α)は、105mmに設定されている。
Here, assuming that the diameter of the
β1 <α <β2 (1)
Have the relationship.
The
ここで、アンカーリンク25の座金34は、炉口保護プレート3からアンカーリンク25に大きな引張り応力が作用すると、塑性変形することで大きな引張り応力を緩和し、アンカーロッド29の破断を防止するようになっている。
すなわち、炉口保護プレート3からアンカーリンク25に作用する引張り応力が、アンカーロッド29の引張り強度近くまで大きくなったときに、アンカーリンク25の座金34が塑性変形する。
Here, when a large tensile stress acts on the
That is, the
このような部品の構成は、アンカーロッド29に引張り力を与えたときに、アンカーロッド29の破断に至る前に座金34が変形することを実験により確認を行なって決定した。このような仕様の決定には変形解析も用いることができる。
ここで、図2及び図3は、高炉操業に供した場合の炉口保護プレート3の変形パターンを示すものである。
The configuration of such a part was determined by confirming by experiments that the
Here, FIG.2 and FIG.3 shows the deformation | transformation pattern of the furnace
高炉操業では、羽口から吹き込まれて炉口保護プレート3の内側に堆積した装入物S中を通過する炉内ガスの通過経路により雰囲気温度T1と、炉口保護プレート3とステーブ2との間の雰囲気温度T2とに差が発生する。
図2に示すように、雰囲気温度T1が、炉口保護プレート3及びステーブ2の間の炉内ガスの雰囲気温度T2より高くなると、炉口保護プレート3は、ステーブ2との接触面を丸印A1〜A4としてステーブ2から離間する方向に凸形状に変形する。
In the operation of the blast furnace, the atmosphere temperature T1, the furnace
As shown in FIG. 2, when the atmospheric temperature T1 becomes higher than the atmospheric temperature T2 of the furnace gas between the furnace
また、図3に示すように、雰囲気温度T1が、炉口保護プレート3及びステーブ2の間の雰囲気温度T2より低くなると、炉口保護プレート3は、ステーブ2との接触面を丸印A5としてステーブ2から離間する方向に凹形状に変形する。
このように、炉口保護プレート3が凹形状或いは凸形状の変形を繰り返すと、炉口保護プレート3の背面下部に設けたアンカー基部4と鉄皮結合部26とを結合するアンカーリンク25に大きな引張り応力が作用する。
Also, as shown in FIG. 3, when the ambient temperature T1 becomes lower than the ambient temperature T2 between the furnace
As described above, when the furnace
そして、炉口保護プレート3の凹形状或いは凸形状の変形により、アンカーリンク25に作用する引張り応力が、アンカーロッド29の引張り強度近くまで大きくなると、アンカーリンク25の座金34は、図4(b)に示すように、アンカーリンク連結部材28のロッド通過孔28aに入り込むように塑性変形する。
これにより、塑性変形した座金34が、アンカーリンク25に作用する大きな引張り応力を緩和するので、アンカーロッド29の破断を防止し、炉口保護プレート3の脱落やズレが発生しないので、炉内面が実質的に真円度を保つように炉口形状を維持することができる。
When the tensile stress acting on the
Accordingly, the plastically
また、上記実施形態では、アンカーロッド29に作用する引張り応力によって、専ら座金34が変形するようにしたので、アンカーロッド29の破断を防止することができるとともに、メンテナンスの際には、高炉の外側から座金34の形状を確認し、必要に応じて座金34のみを交換できるようになり、メンテナンスを容易に行なうことができる。
Further, in the above embodiment, the
1…高炉鉄皮、1a…開口孔、2…ステーブ、3…炉口保護プレート、4…アンカー基部、5…結合部、6…貫通孔、22a…ピン係合部、25…アンカーリンク、26…鉄皮結合部、27…筒体、28…アンカーリンク連結部材、28a…ロッド通過孔、29…アンカーロッド、29a…ねじ付きロッド部、29b…ピン係合部、30,31…ピン、32…リンク部材、33…ナット、34…座金、35…キャップ、S…装入物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Blast furnace iron shell, 1a ... Opening hole, 2 ... Stave, 3 ... Furnace port protection plate, 4 ... Anchor base part, 5 ... Coupling part, 6 ... Through-hole, 22a ... Pin engaging part, 25 ... Anchor link, 26 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Iron skin coupling part, 27 ... Cylindrical body, 28 ... Anchor link connection member, 28a ... Rod passage hole, 29 ... Anchor rod, 29a ... Threaded rod part, 29b ... Pin engaging part, 30, 31 ... Pin, 32 ... Link member, 33 ... Nut, 34 ... Washer, 35 ... Cap, S ... Load
Claims (3)
前記炉口保護プレートの温度状態変化による熱変形により前記アンカーリンクに引張り応力が作用し、前記アンカーリンクを構成するアンカー構成部材の引張り強度近くまで前記引張り応力が大きくなったときに、自身の変形により前記引張り応力を緩和する引張り応力緩和部材を備えたことを特徴とする高炉炉口部の保護構造。 Cover the inner peripheral surface of the stave installed at the furnace port of the blast furnace with a furnace port protection plate, fix one end of the anchor link to the back of the furnace port protection plate facing the stave, and attach this anchor link to the stave In the protective structure of the blast furnace furnace port portion that passes through the formed through-hole and holds the furnace port protection plate by fixing the other end of the anchor link to the iron shell joint of the blast furnace iron skin,
When the tensile stress acts on the anchor link due to the thermal deformation due to the temperature state change of the furnace port protection plate, and the tensile stress increases to near the tensile strength of the anchor constituent member constituting the anchor link, it deforms itself. A blast furnace furnace port protection structure comprising a tensile stress relaxation member that relaxes the tensile stress.
前記アンカーリンクは、前記炉口保護プレート側から前記筒体内に挿入され、前記ロッド通過孔にねじ付きロッドが通過している前記アンカー構成部材としてのアンカーロッドと、前記高炉鉄皮の外側から前記ねじ付きロッド部に外挿した前記引張り応力緩和部材としての座金と、前記ねじ付きロッドに螺合することで、前記アンカーリンク連結部材の前記ロッド通過孔の周縁に前記座金を当接するナットとを備え、
前記アンカーリンクに作用する引張り応力が、前記アンカーロッドの引張り強度近くまで大きくなったときに、前記座金が塑性変形により前記引張り応力を緩和することを特徴とする請求項1記載の高炉炉口部の保護構造。 The iron skin coupling portion is fixed to an opening formed in the blast furnace iron skin, and is fixed to a cylindrical body communicating with the inside and outside of the blast furnace iron skin, and an end portion of the cylindrical body outside the blast furnace iron skin, A disk-shaped anchor link connecting member provided with a rod passage hole,
The anchor link is inserted into the cylinder from the furnace port protection plate side, and the anchor rod as the anchor component member through which the threaded rod passes through the rod passage hole, and the outside of the blast furnace iron skin, A washer as the tensile stress relaxation member extrapolated to the threaded rod portion, and a nut that abuts the washer on the periphery of the rod passage hole of the anchor link connecting member by screwing to the threaded rod. Prepared,
2. The blast furnace furnace opening according to claim 1, wherein when the tensile stress acting on the anchor link increases to near the tensile strength of the anchor rod, the washer relaxes the tensile stress by plastic deformation. Protection structure.
前記アンカーリンクに作用する引張り応力が、前記アンカーロッドの引張り強度近くまで大きくなったときに、前記座金の内径の周縁部が前記ロッド通過孔に入り込むように前記座金が塑性変形することを特徴とする請求項2記載の高炉炉口部の保護構造。 When the diameter of the rod passage hole of the anchor link connecting member is α, the inner diameter of the washer is β1, and the outer diameter of the washer is β2, the relation of β1 <α <β2 is satisfied.
When the tensile stress acting on the anchor link increases to a value close to the tensile strength of the anchor rod, the washer is plastically deformed so that the peripheral edge of the inner diameter of the washer enters the rod passage hole. The protection structure of the blast furnace furnace opening part of Claim 2 to do.
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