JP2014173146A - 出銑口開孔ビット - Google Patents

Abstract

【課題】製鉄用高炉や、各種廃棄物等の溶融炉・灰溶融炉などの出銑口から、炉内の溶融した銑鉄等を取り出すための開孔ビットにおいて、開孔時に発生するマッド粉粒を迅速かつ均一に排出することにより出銑口開孔作業を効率化するとともに、ビット先端面や、工具ビットを効果的に冷却する。
【解決手段】叩打面６には、マッドを点接触で叩打する複数の工具チップ７と、開孔装置から供給されたブロー用流体を噴出する流体噴出口９と、叩打によって生じたマッド粉粒を誘導するマッド粉粒誘導溝８と、が設けられており、側周面には、開孔の内壁と当接し、正規の開孔位置に叩打面６をガイドするガイド面５ｂ、マッド粉粒誘導溝８と連続し、マッド粉粒誘導溝８によって誘導されたマッド粉粒を出銑口開孔ビット１の後方に排出する粉粒排出切欠部５ａとが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、製鉄用高炉や、各種廃棄物等の溶融炉・灰溶融炉などの出銑口から、炉内の溶融した銑鉄等を取り出すための開孔ビットに関する。

製鉄用高炉や各種廃棄物等の溶融炉・灰溶融炉などから炉内の銑鉄等を出銑するには、出銑するたびに銑鉄等を取り出す開孔を形成する開孔作業を必要とする。この開孔作業について製鉄用高炉の場合を例にして図４から図７を参照しながら説明する。

図４（ａ）は、開孔作業前の炉壁耐火煉瓦の断面図、図４（ｂ）は、開孔作業を示す模式図、図５（ａ）は、特許文献１に開示された出銑口開孔ビットの平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図６は、特許文献２に開示された出湯口開孔用ドリルの斜視図、図７（ａ）は、特許文献３に開示された出銑口開孔ビットの平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）中の紙面左側を溶融した銑鉄（図示せず）が充満する炉内とし、紙面右側を炉外とする。炉内と炉外を隔てる炉壁耐火煉瓦１３には、出銑口１７が設けられている。出銑口１７はマッド（耐火物粘土）１４が充填され、炉内の銑鉄が漏れるのを防止している。なお、マッド１４は炉内の銑鉄により高温（鉄の融点は１４００℃以上）に曝されているため、「瀬戸物」のように焼き固まった状態となっている。このマッド１４に開孔１７ａを開ける作業が開孔作業である。

前述のように、マッド１４は「瀬戸物」のような状態であるので、開孔作業は、アイスピック尖端で氷を叩いて砕くのと同様の要領で行われる（図４（ｂ）参照）。すなわち、マッド１４を叩打する工具チップ７０（超硬合金等のチップ）を有する出銑口開孔ビット１００と、先端に前記出銑口開孔ビット１００がねじ結合或いは溶接等によって取り付けられた中空ロッド２ａと、前記中空ロッド２ａをマッド叩打動作させるドリフタ２ｂと、を備えた開孔装置２によって、開孔１７ａを形成する開孔作業が行われる。

出銑口開孔ビット１００は、特許文献１に開示されているように、先端面に流体噴出口９０ａが１か所設けられており、側面に穿孔粉粒排出溝５０が４カ所設けられるとともに、側面の穿孔粉粒排出溝５０それぞれに、側面口９０ｂが設けられ、流体噴出口９０ａ及び側面口９０ｂからは中空ロッド２ａから供給されたブロー用流体が噴出される構成が開示されている（図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）。

開孔装置２のドリフタ２ｂは、中空ロッド２ａを長手方向に高速で押し出す動作及び後退動作をする往復動作機能と、中空ロッド２ａを間欠的に回転させる間欠旋回機能を有しすとともに、中空ロッド２ａを介して出銑口開孔ビット１００にブロー用流体を供給するものである。

かかる構成の下で、まず、ドリフタ２ｂの往復動作機能によって、中空ロッド２ａ及び出銑口開孔ビット１００を高速で押し出す動作をさせ、工具チップ７０でマッド１４を叩打して粉砕する。その後、ドリフタ２ｂによる後退動作により、中空ロッド２ａ及び出銑口開孔ビット１００を後退させ、開孔１７ａの穴底と出銑口開孔ビット１００先端面の間に空隙を作る。これにより、粉砕されたマッド粉粒１４ａが、出銑口開孔ビット１００先端面の押し付け力による拘束から解放された状態となる。これとともに、前記空隙に流体噴出口９０ａ及び９０ｂからブロー用流体を供給することでマッド粉粒１４ａを吹き飛ばし、穿孔粉粒排出溝５０を通ってブロー用流体とともに開孔１７ａの外にブローアウトする。つまり、マッド粉粒１４ａは、中空ロッド２ａ外面と開孔１７ａの内壁の間を通って、図４（ｂ）の矢符に示すとおり開孔１７ａの外にブローアウトする。

このマッド粉粒１４ａのブローアウトによって、開孔１７ａの穴底には未叩打表面が現れるので、この面を再び叩打粉砕する。ここで、単に往復動作のみで叩打を繰り返しても工具チップ７０が同じ位置のマッド１４ばかりを粉砕するだけで、工具チップ７０が当たらない場所は粉砕されにくい。よって、出銑口開孔ビット１００が後退している間にドリフタ２ｂの間欠旋回機能により中空ロッド２ａ及び出銑口開孔ビット１００を少しずつ旋回させ、工具チップ７０の当たる位置をずらす動作を行う。

すなわち、ドリフタ２ｂによって、「押し出しによる叩打・マッド粉砕」→「後退及びマッド粉粒のブロー用流体による排出」→「旋回」→「押し出しによる叩打・マッド粉砕」・・・・という動作を切れ目なく繰り返すことで開孔作業が行われる。上述したような開孔作業及び開孔作業に用いられる出銑口開孔ビット１００が従来から知られている。

また、上述した出銑口開孔ビット１００の他にも、特許文献２には、先端に向けて徐々に拡大するヘッド部６０の周囲三方に側部切欠き５１〜５３が形成され、ヘッド部６０の先端部分には、ヘッド部６０の先端に開口する送気孔９１からの空気を側部切欠き５１〜５３に向けてそれぞれ流す３つの通気溝９２、９３、９４が放射状に形成され、更に、３つの通気溝９２、９３、９４の間に形成される先端面６１、６２、６３には、側周部６４、６５、６６まで延長される削り刃７１が肉盛り溶接された出湯用開孔ドリル１１０が開示されている（図６参照）。

また、特許文献３には、マッドを叩打する複数の工具チップ７０を有し、先端面には、流体噴出口９０ａが１か所設けられるとともに、流体噴出口９０ａから先端面の周端に向けてビット先端面粉粒溝８０が１つだけ設けられており、側面には、穿孔粉粒排出溝５０が３カ所設けられるとともに、側面の円錐状最外周面に側面口９０ｂが設けられており、流体噴出口９０ａ及び側面口９０ｂからは中空ロッド２ａから供給されたブロー用流体が噴出される出銑口開孔ビット１２０が開示されている（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）。

特開２００６−３０７２５８号公報 特開２００７−１１９８６８号公報 実開平５−１４１４０号公報

開孔作業において出銑口開孔ビットに求められる要件は以下のとおりである。

第一に、出銑口開孔ビットによってマッドを叩打したときに発生したマッドが、開孔の穴底と出銑口開孔ビットの叩打面との間に残存していると、次の叩打・粉砕が阻害されるため、最初の叩打から次回の叩打の間に迅速かつ効率的に開孔の穴底全面に亘って均一にマッド粉粒がブローアウトされることを必要とする。万が一、開孔の穴底の円周方向に、不均一にマッド粉粒が残存していると、次回の叩打時に出銑口開孔ビットに無理な曲げ衝撃力が加わり、出銑口開孔ビットや中空ロッドの破損に繋がりかねないからである。

第二に、マッドは極めて固く焼き固まっているので、工具チップによる叩打時に開孔の穴底に強い衝撃力を与えることができる形状を必要とする。そのため、工具チップは「線接触」するような形状ではなく、「点接触」するような形状のほうが有利である。

第三に、出銑口開孔ビットには、叩打により強い衝撃力がかかるので、叩打するのに十分な強度を必要とし、応力集中による強度低下のない形状を必要とする。

第四に、高炉のような高温炉から出銑する場合、出銑口開孔ビット本体や工具チップには耐熱性を必要とする。これとともに、炉内は鉄が溶ける程の高温（１４００℃以上）であるので、マッド粉粒除去のためのブロー用流体を用いて、効率的に出銑口開孔ビット本体や工具チップを冷却させることを必要とする。一般的に、出銑口開孔ビットに工具チップを取り付ける際には、ろう付けが行われている。しかし、ろう付け材料は、銅や真鍮等といった融点が１０００℃程度以下のものが主流であるため、ろう付けが溶けることによって工具チップが脱落する虞がある。この工具チップ脱落防止の観点からも、ブロー用流体による効果的な冷却を必要とする。

第五に、高炉を例に取れば、中空ロッドは直径がΦ３０〜５０ｍｍ程度であるのに対して、その長さは５〜６メートル程度である。つまり、中空ロッド２ａは曲げ剛性が極めて低く、剛性によって開孔作業の直進性を確保することが困難である。よって、開孔作業時に開孔１７ａが蛇行しないような構成（つまり、出銑口開孔ビットによる叩打時に、横ずれしない構成）であることを必要とする。

上記観点から特許文献１乃至３に開示された先行技術に対する課題について説明する。

特許文献１の出銑口開孔ビット１００には、側面口９０ｂが設けられているため、ブロー用流体の大部分は側面口９０ｂから噴出し、穿孔粉粒排出溝５０に沿ってブロー用流体が開孔１７ａの外に逃げてしまう。つまり、ブロー用流体は、流体噴出口９０ａから噴出されずに、ブロー用流体が流れやすい側面口９０ｂにしか流れない。

より詳細に説明すると、流体噴出口９０ａ及び側面口９０ｂは、概ね同程度の直径である（図５（ａ）参照）。側面口９０ｂは４か所に設けられているので、側面口９０ｂの流路の総断面積は、流体噴出口９０ａの流路の断面積の４倍となる。流路の曲がりによる圧損を無視して論ずると、出銑口開孔ビット１００を備えた中空ロッド２ａの周りに障害物が無い状態でも、流体噴出口９０ａに流れるブロー用流体の流量は、ブロー用流体の総流量の５分の１だけであり、残りの５分の４は側面口９０ｂに流れることになる。実際の開孔作業中の状況を考えれば、流体噴出口９０ａより先は開孔１７ａの穴底で行き止まりになっていることに加えて、開孔１７ａの穴底と出銑口開孔ビット１００先端面の間には叩打によって発生したマッド粉粒１４ａが多数存在するので、極めてブロー用流体が流れにくい状態である。これに対して、側面口９０ｂが形成された位置には、マッド粉粒１４ａが排出されやすいように穿孔粉粒排出溝５０が設けられており、開孔１７ａの内壁との間に十分な空隙がある。従って、ブロー用流体がスムーズに流れやすい。また、側面口９０ｂから出たブロー用流体は、開孔１７ａの穴底方向に向かうことはほとんどなく、中空ロッド２ａの外周に沿ってそのまま開孔１７ａの外（炉外）に抜けてしまうこととなる。

以上、説明したとおり、特許文献１に開示された出銑口開孔ビット１００は、開孔１７ａの穴底と出銑口開孔ビット１００先端面との間に発生したマッド粉粒１４ａをブローアウトして排出する効果がほとんどなく、マッド粉粒１４ａが残存する問題がある。すなわち、本来、マッド粉粒１４ａの炉外への排出を第一義的目的として供給されるブロー用流体が、肝心の出銑口開孔ビット１００先端面の流体噴出口９０ａには殆ど流れず、マッド粉粒１４ａを排出する効果は極めて低くなる問題が生じている。

また、出銑口開孔ビット１００本体や先端面に設けられた工具チップ７０などに対して、ブロー用流体が供給されにくいので冷却効果が殆ど得られず、出銑口開孔ビット１００本体や工具チップ７０の劣化、工具チップ７０のろう付け剤の溶融による工具チップ７０の脱落などのトラブルが生じやすい問題が生じている。

特許文献２の出湯用開孔ドリル１１０は、開孔１７ａの穴底を叩打する際に、削り刃７１は線接触するため、工具チップを点接触させるタイプに比べて、開孔１７ａの穴底に与える衝撃接触応力が小さく、粉砕能力が低くなる。

また、ヘッド部６０の側周部６４、６５、６６よりも外側まで削り刃７１がせり出しているため、開孔済みの開孔１７ａの内壁と接触してヘッド部６０の中心がずれないようにガイドする部分が全くない。つまり、出銑口１７に充填されたマッド１４の硬さがアンバランスであったり、３本の各削り刃７１の切れ味にアンバランスがあると、ヘッド部６０の中心がずれやすく、開孔１７ａの直線性が崩れやすい。また、一般的な高炉用の開孔装置２の場合、中空ロッド２ａは直径がΦ３０〜５０ｍｍ程度であるのに対して、長さは５〜６メートルもあるため、中空ロッド２ａの曲げ剛性が極めて低く、開孔１７ａの直線性を中空ロッド２ａの剛性によって確保することは殆ど無理である（図４（ｂ）参照）。

また、特許文献２のヘッド部６０の周囲三方の側部切欠き５１〜５３は、平面状の切欠きであり、開孔１７ａの内壁と当該側部切欠き５１〜５３の隙間が小さいことに加え、当該隙間は開孔１７ａの外に向って小さくなるため、マッド粉粒１４ａの粒径の大きいものは排出されにくいという問題点もある。

また、特許文献３に開示された出銑口開孔ビット１２０の場合は先端面にビット先端面粉粒溝８０が1本のみ設けられた構成が開示されており、先端面に設けられた流体噴出口９０ａに十分な流量のブロー用流体が供給されたとしても、ビット先端面粉粒溝８０が１本のみ形成された方向にのみブロー用流体が流れやすく、それ以外の穿孔粉粒排出溝５０にはブロー用流体が流れにくいという流れの不均一が生じる問題がある。特に、出銑口開孔ビット１２０がマッドの穴底に叩打された瞬間から、出銑口開孔ビット１２０が後退し始めるまでの間は、不規則な形状に粉砕されたマッド粉粒が開孔１７ａの穴底と出銑口開孔ビット１２０先端面の間に挟まれて拘束されているために、マッド粉粒が非常に排出されにくい状況にある。しかし、ビット先端面粉粒溝８０が１本だけ設けられている部分は、マッド粉粒があまり拘束されていないため、ビット先端面粉粒溝８０の位置の近傍のマッド粉粒のみが出銑口開孔ビット１２０の後退動作のごく初期から排出されるので、その部分だけブロー用流体の流路が広がり、さらにブロー用流体の流れの不均一が助長される。

このため、マッド粉粒の排出に不均一が生じやすくなる問題が生じることとなる。つまり、次の出銑口開孔ビット１２０の叩打動作までにマッド粉粒が出銑口開孔ビット１２０の中心から偏った位置に残留していると、次の叩打動作で当該残留しているマッド粉粒を挟み込んで、出銑口開孔ビット１２０や出銑口開孔ビット１２０を支持する中空ロッドに衝撃的な曲げモーメントが発生し、折損トラブルを誘発しやすくなる。加えて、ビット先端面粉粒溝８０が１本しか設けられていないことによる、ブロー用流体の不均一が発生すると、先端面や工具チップ７０の冷却の不均一による不具合も生じやすい問題が生じていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、開孔の穴底にあるマッド粉粒を効率よく均一に排出するとともに、出銑口開孔ビット本体や工具チップを効率よく均一に冷却・保護し、叩打時の衝撃力による無理な応力集中が生じない形状とし、開孔の直進性を確保しやすい出銑口開孔ビットを実現しようとするものである。

上記目的を達するために、本発明は次のとおりの構成としている。

本発明に係る出銑口開孔ビットは、出銑口に充填されたマッドを叩打して該マッドに開孔を形成する開孔装置の先端に装着される出銑口開孔ビットであって、前記マッドを叩打する叩打面と、この叩打面の周端に連なる側周面とを備え、前記叩打面には、前記マッドを点接触で叩打する複数の工具チップと、前記開孔装置から供給されたブロー用流体を前記マッドに向けて噴出する流体噴出口と、前記叩打によって生じたマッド粉粒を、前記流体噴出口から前記叩打面の周端に向けて誘導するマッド粉粒誘導溝と、が設けられており、 前記側周面の最外周部は形成されつつある開孔の内壁と当接し、正規の開孔位置に前記叩打面をガイドするガイド面とされ、前記側周面には、前記各マッド粉粒誘導溝と連続し、前記マッド粉粒誘導溝によって誘導された前記マッド粉粒を当該出銑口開孔ビットの後方に排出する粉粒排出切欠部が設けられたことを特徴とする。

このような特定事項により、叩打面の流体噴出口から開孔の穴底にあるマッド粉粒をマッド粉粒誘導溝及び粉粒排出切欠部によって効率よく均一に出銑口開孔ビットの後方に排出できるとともに、出銑口開孔ビット本体や工具チップを効率よく均一に冷却・保護することができ、また、ガイド面を備えるため出銑口開孔ビットの横ずれが生じにくく、開孔の直進性を確保しやすい出銑口開孔ビットを実現できる。

上記の出銑口開孔ビットであって、前記マッド粉粒誘導溝の溝底は、円弧形状であることとする。

このような特定事項により、マッド粉粒誘導溝は、応力集中が生じにくい形状（つまり、溝底が円弧状の断面形状）であるため、出銑口開孔ビットの叩打により強い衝撃が叩打面にかかっても、過大な応力が生じることがない。これにより、出銑口開孔ビット自体を徒に高強度材料で作る必要がないので、材料費を低く抑えることができる。これとともに、出銑口開孔ビットの製造において、切削加工もしやすいため、加工費等も含めた製造コストも低く抑えることができる。

上記の出銑口開孔ビットであって、前記各工具チップは、前記叩打面の中心からの距離がそれぞれ異なる位置に配置されていることとする。

このような特定事項により、各工具チップは、叩打面の中心からの距離がそれぞれ異なる位置に配置されているため、出銑口開孔ビットを間欠的に旋回しながら叩打動作を繰り返しても、開孔の穴底の特定の位置ばかりを叩打するのではなく、開孔の穴底全体を効率的に叩打粉砕することができる。

本発明によれば、開孔の穴底にあるマッド粉粒を効率よく均一に排出するとともに、ビット先端面や工具チップを効率よく均一に冷却・保護し、叩打時の衝撃力による無理な応力集中が生じない形状であり、かつ開孔の直進性を確保しやすい出銑口開孔ビットを実現できる。

図１は、本発明に係る出銑口開孔ビットの一実施形態の平面図である。 図２（ａ）は、図１の正面図、図２（ｂ）は、他の実施形態の正面図である。 図３は、図２（ａ）の実施形態の場合の断面図であって、図１のＡ−Ａ断面図である。 図４（ａ）は、開孔作業前の炉壁耐火煉瓦の断面図、図４（ｂ）は、開孔作業示す模式図である。 図５（ａ）は、特許文献１に開示された出銑口開孔ビットの平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図６は、特許文献２に開示された出湯口開孔用ドリルの斜視図である。 図７（ａ）は、特許文献３に開示された出銑口開孔ビットの平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

[出銑口開孔ビットの構成]
以下、本発明の実施の形態について図１から図３を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る出銑口開孔ビットの一実施形態の平面図、図２（ａ）は、図１の正面図、図２（ｂ）は、他の実施形態の正面図、図３は、図２（ａ）の実施形態の場合の断面図であって、図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態に係る出銑口開孔ビット１は、出銑口１７に充填されたマッド１４を叩打して開孔１７ａを形成する開孔装置２の先端に備えられた出銑口開孔ビット１である。

開孔装置２は、出銑口開孔ビット１を先端にねじ結合或いは溶接等によって取り付け、後述するブロー用流体を出銑口開孔ビット１に供給する中空ロッド２ａと、中空ロッド２ａを取り付けるドリフタ２ｂとから構成されている（図４（ｂ）参照）。

ドリフタ２ｂは、中空ロッド２ａを長手方向に高速で押し出す動作及び後退動作をする往復動作機能と、中空ロッド２ａを間欠的に回転させる間欠旋回機能を有すとともに、中空ロッド２ａに後述するブロー用流体を供給することができるものである。

出銑口開孔ビット１は、マッド１４を叩打する叩打面６と、曲面形状の側周面と、中空ロッド２ａを取り付ける取付部３を備える取付面４とから構成される。

出銑口開孔ビット１の叩打面６は、略水平な水平面６ａと外周近傍から外周に向って傾斜された傾斜面６ｂとから構成されており、マッド１４を点接触で叩打する複数の工具チップ７と、流体噴出口９と、マッド粉粒誘導溝８と、が設けられている。

工具チップ７は、先端を球面状の超硬合金等とし、傾斜面６ｂに均等に４つ配置されるとともに、水平面６ａの中心からの距離がそれぞれ異なる位置に４つ配置されている。傾斜面６ｂに配置された工具チップ７は、傾斜の角度に伴って、後述するガイド面５ｂからはみ出さない程度に傾いて配置されている。各工具チップ７は、叩打面６に設けられた円筒穴７ａに嵌設されているが（図３参照）、必要に応じて工具チップ７と叩打面６とがろう付け又は溶接されていても構わない。

流体噴出口９は、叩打面６に配置されており、開孔装置２から供給されたブロー用流体をマッド１４に向けて噴出するものである。ブロー用流体には、叩打面６及び工具チップ７を冷却するため、空気又は水などの流体が用いられる。

マッド粉粒誘導溝８は、流体噴出口９から叩打面６の周端を経て各粉粒排出切欠部５ａに向けて均等に４つ形成され、叩打によって生じたマッド粉粒１４ａを叩打面６の周端を経て各粉粒排出切欠部５ａに誘導するものである。このマッド粉粒誘導溝８の溝底は、叩打による衝撃力発生時に応力集中を生じにくくするように円弧状の断面形状としている。

出銑口開孔ビット１の側周面の最外周部は、開孔１７ａの内壁と当接し、正規の開孔１７ａ位置に叩打面６をガイドする略円筒形状のガイド面５ｂとされている。

ガイド面５ｂには、各マッド粉粒誘導溝８と連続し、マッド粉粒誘導溝８によって誘導されたマッド粉粒１４ａを出銑口開孔ビット１の後方に排出する粉粒排出切欠部５ａが４つ設けられている。また、ガイド面５ｂは、開孔装置２の先端の位置を越えて延設されていてもよい。つまり、取付面４よりも開孔装置２側に延設されていてもよい。これにより、叩打面６の中心が開孔１７ａの中心からずれることがなく、開孔１７ａの直進性が確保される（図２（ｂ）参照）。さらに、ガイド面５ｂと叩打面６の水平面６ａとのなす角度を略９０°とすることにより、開孔１７ａの直進性がさらに確保される。

粉粒排出切欠部５ａは、円弧形状の凹面とすることで、開孔１７ａの内壁と粉粒排出切欠部５ａとの間に十分な隙間が確保でき、比較的大きなマッド粉粒１４ａも出銑口開孔ビット１の後方に排出することができる。

[出銑口開孔ビットを用いた開孔作業]
次に、本発明に係る出銑口開孔ビットを用いた開孔作業について説明する。

前述した出銑口開孔ビット１を中空ロッド２ａの先端にねじ結合・溶接等により装着する。当該装着後、ドリフタ２ｂの往復動作機能と、間欠旋回機能によって、出銑口開孔ビット１に叩打〜後退〜間欠的な旋回という動作を繰り返し与えて、マッド１４の開孔位置を叩打する。これにより、マッド１４の開孔位置を工具チップ７により粉砕して開孔１７ａを形成する。このとき、出銑口開孔ビット１のガイド面５ｂが、当該開孔１７ａの内壁と当接して叩打面６を開孔位置にガイドするため、出銑口開孔ビット１の中心が開孔１７ａの中心からずれることがない。これにより、開孔１７ａの直進性が確保される。

上記マッド１４の粉砕とともに、流体噴出口９からブロー用流体（圧縮空気、水など）を噴出する。粉砕により開孔１７ａの穴底に発生したマッド粉粒１４ａは、ブロー用流体により、マッド粉粒誘導溝８に沿って叩打面６の周端を経て各粉粒排出切欠部５ａに誘導される。誘導されたマッド粉粒１４ａは、粉粒排出切欠部５ａを通って、ブロー用流体の流れに乗り、図４（ｂ）中の矢符に示すように出銑口開孔ビット１の後方に排出される。

[本発明の効果]
以上、説明したとおり、本発明に係る出銑口開孔ビット１には、叩打面６の周端を経て各粉粒排出切欠部５ａに向かってマッド粉粒誘導溝８が備えられているため、出銑口開孔ビット１が叩打された瞬間から出銑口開孔ビット１の後退動作初期段階でも、ブロー用流体によってマッド粉粒１４ａをマッド粉粒誘導溝８に誘導して、マッド粉粒１４ａを叩打面６の周端に早い段階で排除できる。よって、開孔作業が、迅速かつ効率的になる。これとともに、マッド粉粒１４ａが開孔１７ａの穴底に残存しにくくなるため、マッド粉粒１４ａが残存した状態で次の叩打動作を行ったために出銑口開孔ビット１先端に衝撃的な曲げ応力がかかって出銑口開孔ビット１や中空ロッド２ａの損傷トラブルが生じる可能性を低減することができる。

さらに、叩打面６全面にブロー用流体が行き亘りやすくなるので、叩打面６や工具チップ７の冷却効果が高くなる。加えて、マッド粉粒誘導溝８には、当該溝の容積分だけ保持するブロー用流体の体積が大きくなるため、冷却即ち「抜熱」のためのブロー用流体の熱容量が大きくなるという効果もある。特に冷却効果を高めるために水などの液体を用いた場合、ブロー用流体の体積が小さすぎると、当該液体が沸騰して気化し冷却効果が大幅に落ちてしまうため、ある程度の体積のブロー用流体を保持することで流体が全て気化してしまうのを防ぐ効果もある。これとともに、マッド粉粒１４ａが迅速かつ均一に除去されるため、叩打面６や工具チップ７が高温のマッド粉粒１４ａに接する時間が短くなるという意味でも、冷却効果が高くなる。

さらに、従来の出銑口開孔ビット１００とは異なり、本発明に係る出銑口開孔ビット１の側面には、流体噴出口９を設けずに叩打面６にのみ流体噴出口９を設けることにより、叩打面６に供給されるブロー用流体の流量を著しく増大させることができ、開孔１７ａの穴底と叩打面６との間のマッド粉粒１４ａの排出効果が高まる。また、叩打面６に供給されるブロー用流体の流量が著しく増大するため、叩打面６や工具チップ７に対する冷却効果も高くなる。

さらに、マッド粉粒誘導溝８は、応力集中が生じにくい形状（つまり、溝底が円弧状の断面形状）であるため、出銑口開孔ビット１の叩打により強い衝撃が叩打面６にかかっても、過大な応力が生じることがない。これにより、出銑口開孔ビット１自体を徒に高強度材料で作る必要がないので、材料費を低く抑えることができる。これとともに、出銑口開孔ビット１本体の製造において、切削加工もしやすいため、加工費等も含めた製造コストも低く抑えることができる。

また、本発明に係る出銑口開孔ビット１の側面には、粉粒排出切欠部５ａが備えられており、当該粉粒排出切欠部５ａを円弧状の凹面とすることで、開孔１７ａの内壁と粉粒排出切欠部５ａとの間に十分な隙間が確保できる。これにより、比較的大きなマッド粉粒１４ａも出銑口開孔ビット１の後方に排出できる。

また、本発明に係る出銑口開孔ビット１の工具チップ７は、点接触でマッドを叩打するため、極めて固く焼き固まったマッド１４を叩打しても、線接触の工具チップに比べて強い衝撃力を与えることができ、マッド１４の粉砕効果を高くすることができる。

さらに、各工具チップ７は、叩打面６の中心からの距離がそれぞれ異なる位置に配置されているため、出銑口開孔ビット１を間欠的に旋回しながら叩打動作を繰り返しても、開孔１７ａの穴底の特定の位置ばかりを叩打するのではなく、開孔１７ａの穴底全体を効率的に叩打粉砕することができる。

また、本発明に係る出銑口開孔ビット１には、ガイド面５ｂを有しているため、直径がΦ３０〜５０ｍｍ程度、長さ５〜６メートルの中空ロッドを用いても、ガイド面５ｂが開孔１７ａの内壁にガイドされながら叩打〜後退〜旋回という一連の動作が行われるので、出銑口開孔ビット１の中心が開孔１７ａの中心からずれることがなく、開孔１７ａの直進性が確保できる。

なお、上記に示した本発明の実施形態はいずれも本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

１ 出銑口開孔ビット
２ 開孔装置
２ａ 中空ロッド
２ｂ ドリフタ
３ 取付部
４ 取付面
５ａ 粉粒排出切欠部
５ｂ ガイド面
６ 叩打面
７ 工具チップ
７ａ 円筒穴
８ マッド粉粒誘導溝
９ 流体噴出口
１３ 炉壁耐火煉瓦
１４ マッド
１４ａ マッド粉粒
１７ 出銑口
１７ａ 開孔

Claims (3)

1. 出銑口に充填されたマッドを叩打して該マッドに開孔を形成する開孔装置の先端に装着される出銑口開孔ビットであって、
   前記マッドを叩打する叩打面と、この叩打面の周端に連なる側周面とを備え、
   前記叩打面には、
   前記マッドを点接触で叩打する複数の工具チップと、
   前記開孔装置から供給されたブロー用流体を前記マッドに向けて噴出する流体噴出口と、
   前記叩打によって生じたマッド粉粒を、前記流体噴出口から前記叩打面の周端に向けて誘導するマッド粉粒誘導溝と、
   が設けられており、
   前記側周面の最外周部は形成されつつある開孔の内壁と当接し、正規の開孔位置に前記叩打面をガイドするガイド面とされ、
   前記側周面には、前記各マッド粉粒誘導溝と連続し、前記マッド粉粒誘導溝によって誘導された前記マッド粉粒を当該出銑口開孔ビットの後方に排出する粉粒排出切欠部が設けられたこと
   を特徴とする出銑口開孔ビット。
2. 請求項１に記載の出銑口開孔ビットであって、
   前記マッド粉粒誘導溝の溝底は、円弧形状であることを特徴とする出銑口開孔ビット。
3. 請求項１又は２に記載の出銑口開孔ビットであって、
   前記各工具チップは、前記叩打面の中心からの距離がそれぞれ異なる位置に配置されていることを特徴とする出銑口開孔ビット。

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