JP2016085202A - Life prediction method for refractory - Google Patents

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元宏 堀口
Motohiro Horiguchi
元宏 堀口
耕司 徳田
Koji Tokuda
耕司 徳田
裕 宮川
Yutaka Miyagawa
裕 宮川
藤田 恭一郎
Kyoichiro Fujita
恭一郎 藤田
泰二 畠山
Yasuji Hatakeyama
泰二 畠山
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  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a life prediction method for a refractory, enabling life of a refractory in a furnace body which is actual equipment to be accurately predicted.SOLUTION: There is provided a method for predicting life of a refractory 9 which is lined to an inner wall face 4 of a furnace body 1, a first refractory 9a and a second refractory 9b which is a substitute for a part of the first refractory 9a being disposed on the inner wall face 4 of the furnace body 1. In the furnace body 1 in which the first refractory 9a and the second refractory 9b coexist, an actual operation is performed, after the actual operation, wear speed (F1) of the first refractory 9a and wear speed (F2) of the second refractory 9b are measured. Then, using the measured wear speed (F1) of the first refractory 9a, the measured wear speed (F2) of the second refractory 9b, and estimated life (L1) of the first refractory 9a which is known, estimated life (L2) of the second refractory 9b is obtained.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、製鉄分野で用いられる炉体の内側に設けられた耐火物の寿命を予測する耐火物の寿命予測方法に関する。   The present invention relates to a method for predicting the life of a refractory that predicts the life of a refractory provided inside a furnace body used in the steelmaking field.

周知の如く、製鉄分野では鋳片などの対象材を加熱・熱処理する様々な炉体、例えば、加熱炉、均熱炉、移動炉床炉、固定炉床炉などが用いられる。これら炉体の内壁面(炉壁)には耐火物が設けられているが、炉体での処理プロセスを経過する中で温度や雰囲気によって耐火物が徐々に損耗する。また、対象材由来のダスト飛散物が耐火物の表面に付着し、そのダスト飛散物と耐火物とが反応して損耗を加速させることもある。このような状況下になると、炉壁に穴が開くようなトラブルに繋がることになる。   As is well known, various furnace bodies for heating and heat-treating a target material such as a slab, for example, a heating furnace, a soaking furnace, a moving hearth furnace, a fixed hearth furnace, and the like are used in the steelmaking field. Although the refractory is provided on the inner wall surface (furnace wall) of these furnace bodies, the refractory is gradually worn out by the temperature and atmosphere during the treatment process in the furnace body. In addition, dust scattered from the target material may adhere to the surface of the refractory, and the dust scattered and refractory may react to accelerate wear. Under such circumstances, it will lead to troubles such as holes in the furnace wall.

それ故、実際の炉体では、耐火物の損耗量は適切に管理されており、例えば耐火物の損耗量が閾値に達すると、新しい耐火物に張り替えられている。
上記した耐火物は、材質(品質)によって、雰囲気、温度、ダスト飛散物に対する耐損耗特性が異なる。また、加熱や熱処理を行う際のコストなどの面から可能な限り寿命が長い方がよい。そのため、炉体の使用条件(処理条件)に応じて、耐火物を選定することが必要である。
Therefore, in an actual furnace body, the amount of wear of the refractory is appropriately controlled. For example, when the amount of wear of the refractory reaches a threshold value, the refractory is replaced with a new refractory.
The above-mentioned refractories have different wear resistance characteristics with respect to atmosphere, temperature, and dust scattered materials depending on the material (quality). Further, it is preferable that the lifetime is as long as possible from the viewpoint of the cost when performing heating or heat treatment. Therefore, it is necessary to select a refractory according to the use conditions (processing conditions) of the furnace body.

耐火物を選定するにあたっては、耐火物が内張りされた炉体にて実操業する際、その耐火物が所定の性能を備えているか否かを試験する必要がある。
耐火物の損耗量を測定する方法、すなわち耐火物の寿命予測方法は、例えば、溶融した侵食材(例えば、スラグなど)が装入されている試験用の容器内に、一定形状に切り出した試験用の耐火物を浸漬させて、その耐火物の損耗量を測定する「浸漬法」と、試験用の耐火物を内張りした容器内に溶融させた侵食材を投入して侵食させて、耐火物の損耗量を測定する「内張り法」に分類できる。
In selecting a refractory, it is necessary to test whether or not the refractory has a predetermined performance when actually operating in a furnace body lined with the refractory.
The method for measuring the wear amount of a refractory, that is, a method for predicting the life of a refractory is, for example, a test cut into a fixed shape in a test container in which a molten erosion material (eg, slag) is charged. Immersing a refractory for use and measuring the amount of wear of the refractory and immersing the molten erosion into a container lined with a test refractory to cause erosion It can be classified into the “lining method” that measures the amount of wear.

また、浸漬法と内張り法ともに、実操業に近づけるため、加熱の方法や容器の形状を異ならせた、幾つかの試験方法に分けられる。
例えば、高周波誘導炉内で溶融された侵食材の中に試験用の耐火物を投入し、その耐火物と溶融侵食材を相対的に振動させたりして、侵食させて耐火物の損耗量を測定する試験方法(高周波誘導炉を用いた試験法)や、耐火物を用いて作成したるつぼを試料とし、そのるつぼにスラグなどの侵食材を装入する。るつぼをバーナーやアークにより昇温させて、内部の侵食材を溶融させる。その後、るつぼを冷却し、溶融した侵食材の影響による耐火物の侵食・溶解の状態を評価する、すなわち耐火物の損耗量を測定する試験方法(るつぼ法による試験法:JIS R 2214)などが挙げられる。
In addition, both the dipping method and the lining method can be divided into several test methods in which the heating method and the shape of the container are different in order to approach the actual operation.
For example, a test refractory is put into the erodible material melted in a high-frequency induction furnace, and the refractory and the molten erodible material are relatively vibrated to cause erosion and reduce the amount of wear of the refractory. A test method (test method using a high frequency induction furnace) to be measured or a crucible created using a refractory is used as a sample, and an erosion material such as slag is charged into the crucible. The crucible is heated by a burner or arc to melt the internal erosion material. Thereafter, the crucible is cooled, and the state of erosion / dissolution of the refractory due to the influence of the molten erodant is evaluated, that is, a test method for measuring the amount of wear of the refractory (test method using the crucible method: JIS R 2214) Can be mentioned.

また、容器をドラム状に形成すると共に、内側に試験用の耐火物を貼り付けておき、そのドラム内に侵食材を投入してバーナー等で加熱溶融させ、そのドラムを回転させて溶融侵食材と耐火物を侵食させて、耐火物の損耗量を測定する試験方法(回転ドラム法による試験法)も挙げられる。
しかし、耐火物の損耗量の測定試験を実験室で行う場合、耐火物と侵食材(スラグ等)との反応が緩やかであるため、侵食による損耗の絶対量が小さく、耐火物の採用可否がつけ難いという問題が生じる。
In addition, the container is formed in a drum shape, and a test refractory is attached to the inside. The erosion material is put into the drum and heated and melted with a burner or the like, and the drum is rotated to melt the erosion material. And a test method (a test method based on a rotating drum method) that erodes a refractory and measures the amount of wear of the refractory.
However, when the refractory wear test is conducted in the laboratory, the reaction between the refractory and the erodible material (slag, etc.) is slow, so the absolute amount of wear due to erosion is small, and whether the refractory can be used or not. The problem that it is difficult to put on arises.

そこで、侵食による耐火物の損耗の絶対量を大きくするために、容器の内側に耐火物を設ける際にその耐火物の配置位置を工夫することが考えられ、特許文献1に開示された技術などが存在する。
特許文献1には、回転ドラム内面に耐火物試料を内張りし、侵食材を投入してドラムを回転させ、耐火物試料の侵食試験を行う方法において、耐火物試料を内面側から突出するように内張りさせることで、侵食による損耗の絶対量を増加させるとともに、材料間の損耗量の差を拡大させ、同時に多種類の耐火物試料の耐食性を評価する試験方法が開示されている。
Therefore, in order to increase the absolute amount of wear of the refractory due to erosion, it is conceivable to devise the arrangement position of the refractory when providing the refractory inside the container, such as the technique disclosed in Patent Document 1 Exists.
In Patent Document 1, in a method in which a refractory sample is lined on the inner surface of a rotating drum, an erosion material is added, the drum is rotated, and an erosion test of the refractory sample is performed, the refractory sample is projected from the inner surface side. A test method is disclosed in which the absolute amount of wear due to erosion is increased by lining, the difference in wear amount between materials is expanded, and simultaneously the corrosion resistance of many types of refractory samples is evaluated.

特開2000−9633号公報JP 2000-9633 A

上記した炉体において、何らかの理由で、これまで採用してきた耐火物(既存耐火物)とは異なる別の耐火物(代替耐火物)を採用することがある。その場合、代替耐火物は既存耐火物との寿命差(損耗量の差)が不明なことがしばしばある。既存耐火物との寿命差が不明なままで代替耐火物を採用すると、実操業中に炉体が損傷してしまう虞がある。例えば、代替耐火物の寿命が既存耐火物よりも短い(損耗速度が速い)場合、実操業している際に耐火物が必要以上に損耗し、炉壁に穴が開いてしまい、炉体のトラブルに繋がる虞がある。   In the furnace body described above, for some reason, another refractory (alternative refractory) different from the refractory that has been employed so far may be employed. In that case, the alternative refractory is often unclear about the life difference (difference in wear) from the existing refractory. If an alternative refractory is adopted while the life difference from the existing refractory remains unknown, the furnace body may be damaged during actual operation. For example, if the life of the alternative refractory is shorter than the existing refractory (the wear rate is faster), the refractory is worn more than necessary during actual operation, and a hole is formed in the furnace wall. There is a risk of trouble.

そこで、 上記した特許文献1の技術を用いて、耐火物の損耗量を測定して、その損耗量から耐火物の寿命を予測することを考える。
特許文献1は、回転ドラムの内側に試料(耐火物)を設け、その耐火物に溶融した侵食材を侵食させて損耗量を測定する技術、すなわち実機(炉体)とは異なる試験体(回転ドラム)にて耐火物の損耗量(寿命予測)を測定する技術であるので、試料間の相対評価は可能である。
Therefore, it is considered that the wear amount of the refractory is measured using the technique of Patent Document 1 described above, and the life of the refractory is predicted from the wear amount.
In Patent Document 1, a specimen (refractory material) is provided inside a rotating drum, and the amount of wear is measured by eroding the molten erosion material into the refractory material, that is, a test body (rotation) different from the actual machine (furnace body). Drum) is a technique for measuring the amount of wear (life prediction) of refractories, so that relative evaluation between samples is possible.

しかしながら、実機である炉体に用いる耐火物に関し、特許文献1の技術を適用させてその損耗量から寿命を予測した場合、同文献の試験条件が実機の雰囲気や温度などの使用環境と異なることがよくあり、実機における耐火物の寿命を正確に予測することが困難である。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、実機である炉体における耐火物の寿命を正確に予測することができる耐火物の寿命予測方法を提供することを目的とする。
However, regarding the refractory used in the furnace body, which is an actual machine, when the life of the refractory is predicted from the amount of wear by applying the technique of Patent Document 1, the test conditions of the same document differ from the usage environment such as the atmosphere and temperature of the actual machine. It is often difficult to accurately predict the life of a refractory in an actual machine.
Then, this invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the lifetime prediction method of the refractory which can estimate the lifetime of the refractory in the furnace which is an actual machine correctly. .

上述の目的を達成するため、本発明は以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる耐火物の寿命予測方法は、炉体の内壁面に内張りされた耐火物の寿命を予測する方法であって、前記炉体の内壁面には、第1の耐火物と、前記第1の耐火物の一部に代えて設けられた第2の耐火物とが配備されており、前記第1の耐火物と前記第2の耐火物とが混在する前記炉体にて、実操業を行い、実操業後、前記第1の耐火物の損耗速度(F1)と、前記第2の耐火物の損耗速度(F2)を測定し、測定した前記第1の耐火物の損耗速度(F1)と、測定した前記第2の耐火物の損耗速度(F2)と、既知である前記第1の耐火物の予測寿命(L1)とを用いて、式(1)により、前記第2の耐火物の予測寿命(L2)を求めることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
The method for predicting the life of a refractory according to the present invention is a method for predicting the life of a refractory lined on the inner wall surface of a furnace body, and the inner wall surface of the furnace body includes a first refractory, and A second refractory provided in place of a part of the first refractory is provided, and in the furnace body in which the first refractory and the second refractory are mixed, After the actual operation, the wear rate (F1) of the first refractory and the wear rate (F2) of the second refractory are measured, and the measured wear rate of the first refractory ( F1), the measured wear rate (F2) of the second refractory, and the known predicted life (L1) of the first refractory, using the formula (1), the second The predicted life (L2) of the refractory is obtained.

好ましくは、前記炉体の内壁面に、試験領域を設けておき、前記試験領域において、前記第2の耐火物が前記第1の耐火物に隣接するように配備されているとよい。
好ましくは、前記炉体が移動炉床炉であるに際しては、前記炉体の内壁面に少なくとも2箇所以上の試験領域を設けるとよい。
好ましくは、前記少なくとも2箇所以上の試験領域のうち、一の試験領域を炉内温度が最高となる領域に設置すると共に、他の箇所の試験領域を炉内温度が最低となる領域に設置するとよい。
Preferably, a test region is provided on the inner wall surface of the furnace body, and the second refractory is disposed adjacent to the first refractory in the test region.
Preferably, when the furnace body is a moving hearth furnace, at least two test regions may be provided on the inner wall surface of the furnace body.
Preferably, among the at least two test regions, one test region is installed in a region where the furnace temperature is highest, and the other test region is installed in a region where the furnace temperature is lowest. Good.

好ましくは、前記少なくとも2箇所以上の試験領域のそれぞれで得られる損耗速度比(F2/F1)と、それぞれの試験領域の炉内温度(T)とから式(2)で示される損耗速度比の温度関数を求め、求められた損耗速度比の温度関数から得られた損耗速度比(F2/F1)と、前記第1の耐火物の予測寿命(L1)とを用いて、式(1)から第2の耐火物(L2)の予測寿命を求めるとよい。   Preferably, the wear rate ratio (F2 / F1) obtained in each of the at least two test areas and the in-furnace temperature (T) of each test area are calculated according to the equation (2). From the equation (1), the temperature function is obtained and the wear rate ratio (F2 / F1) obtained from the temperature function of the obtained wear rate ratio and the predicted life (L1) of the first refractory are used. The predicted life of the second refractory (L2) may be obtained.

好ましくは、前記第2の耐火物の損耗速度(F2)を測定する予備試験を行い、前記予備試験おいて、前記第2の耐火物の損耗速度(F2)が所定の速度以下の場合に、請求項1又は2に記載された耐火物の寿命予測方法を用いて、前記第2の耐火物の予測寿命(L2)を求めるとよい。
好ましくは、前記第1の耐火物は、炉体に従来から採用されている既存耐火物であり、前記第2の耐火物は、前記既存耐火物に代えて採用される代替耐火物であるとよい。
Preferably, a preliminary test for measuring the wear rate (F2) of the second refractory is performed, and in the preliminary test, when the wear rate (F2) of the second refractory is a predetermined speed or less, The predicted life (L2) of the second refractory may be obtained using the refractory life prediction method according to claim 1 or 2.
Preferably, the first refractory is an existing refractory conventionally employed in a furnace body, and the second refractory is an alternative refractory employed in place of the existing refractory. Good.

本発明にかかる耐火物の寿命予測方法によれば、実機である炉体における耐火物の寿命を正確に予測することが可能となる。   According to the method for predicting the life of a refractory according to the present invention, it is possible to accurately predict the life of a refractory in a furnace as an actual machine.

U字型炉の平面図を示している。The top view of a U-shaped furnace is shown. U字型炉の断面図(A−A断面)を示している。Sectional drawing (AA cross section) of a U-shaped furnace is shown. 耐火物が内張りされたU字型炉の内壁面の一部を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically a part of inner wall surface of the U-shaped furnace by which the refractory was lined. 本発明にかかる耐火物の寿命予測方法で予測した代替耐火物の予測寿命を示す図である。It is a figure which shows the estimated lifetime of the alternative refractory estimated with the lifetime prediction method of the refractory concerning this invention.

以下、本発明にかかる炉内耐火物の寿命予測方法の実施形態を、図を基に説明する。
まず、本発明が適用される炉体1について、図を基に説明する。
製鉄分野では、対象材Wを加熱・熱処理する様々な炉体1、例えば、加熱炉、均熱炉、移動炉床炉、固定炉床炉などが用いられる。これら炉体1の内側には耐火物9が内張りされている。この実施形態では、炉体1として、内部が湾曲した形状を有するU字型炉(移動炉床炉)を例に挙げ説明する。なお、本発明は様々な炉体1にも適用可能であり、例えば、固定炉床炉にも適用することができる。
Hereinafter, an embodiment of a method for predicting the lifetime of a furnace refractory according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the furnace body 1 to which this invention is applied is demonstrated based on a figure.
In the steelmaking field, various furnace bodies 1 for heating and heat-treating the target material W, for example, a heating furnace, a soaking furnace, a moving hearth furnace, a fixed hearth furnace, and the like are used. A refractory 9 is lined inside these furnace bodies 1. In this embodiment, a U-shaped furnace (moving hearth furnace) having an internally curved shape will be described as an example of the furnace body 1. In addition, this invention is applicable also to various furnace bodies 1, For example, it can apply also to a fixed hearth furnace.

図1AはU字型炉の平面図を示し、図1BはU字型炉の断面図(A−A断面)を示している。
図1Aに示すように、U字型炉は、略半円形からなる湾曲部2を有しており、この湾曲部2の外周直径は数十mと大型である。また、図1Bに示すように、湾曲部2の断面(A−A断面)は、内部の幅、高さとも数mに及ぶ矩形形状とされている。
FIG. 1A shows a plan view of a U-shaped furnace, and FIG. 1B shows a cross-sectional view (A-A cross section) of the U-shaped furnace.
As shown in FIG. 1A, the U-shaped furnace has a curved portion 2 having a substantially semicircular shape, and the curved portion 2 has a large outer diameter of several tens of meters. Moreover, as shown to FIG. 1B, the cross section (AA cross section) of the curved part 2 is made into the rectangular shape which reaches several m in both an internal width and height.

U字型炉の内部は、側壁部3aと天井部3bとからなる炉壁3と、その炉壁3の下側に配備された炉床5とを有している。また、炉床5の下側、すなわち床面にはレール8が敷設されている。
側壁部3aと天井部3bの炉内側、すなわち内壁面4には、炉壁3を熱から保護する耐火物9が張られている。また、側壁部3aには、損耗した耐火物9を取り替えたりするなどといった炉体1の整備を行うためのメンテナンス扉(図示せず)が設けられている。
The inside of the U-shaped furnace has a furnace wall 3 composed of a side wall part 3 a and a ceiling part 3 b, and a hearth 5 disposed below the furnace wall 3. A rail 8 is laid on the lower side of the hearth 5, that is, on the floor surface.
A refractory 9 for protecting the furnace wall 3 from heat is stretched on the inner side of the furnace, that is, the inner wall surface 4 of the side wall 3a and the ceiling 3b. The side wall 3a is provided with a maintenance door (not shown) for maintaining the furnace body 1 such as replacing the worn refractory 9 or the like.

一方、炉床5は、移動可能とされていて、鋳片W(対象材)などが載置される載置台6と、その載置台6を移動させる車輪7とを有している。この移動式の炉床5は、床面に敷設されたレール8上を移動する。なお、湾曲部2を通過するレール8は、湾曲部2と同じ曲率で敷設されており、炉床5はレール8の曲率に沿って移動する。炉床5に載置された鋳片Wは、その炉床5がU字型炉の湾曲部2を移動するにしたがって、昇温されることとなる。   On the other hand, the hearth 5 is movable and includes a mounting table 6 on which a cast slab W (target material) and the like are mounted, and a wheel 7 that moves the mounting table 6. The movable hearth 5 moves on a rail 8 laid on the floor surface. The rail 8 that passes through the bending portion 2 is laid with the same curvature as that of the bending portion 2, and the hearth 5 moves along the curvature of the rail 8. The slab W placed on the hearth 5 is heated as the hearth 5 moves through the curved portion 2 of the U-shaped furnace.

なお、本実施形態では、U字型炉を例に挙げ説明しているが、当然の如く、本発明は、その他の加熱炉体も適用可能である。例えば、ペレット等の製鉄原料を炉床5に装入して、炉床5をレール8に沿って回転させながら反応を進める回転炉にも適用することができる。
炉体1の内側に張り付けられている耐火物9は、炉体1内での処理プロセスを経過する中(実操業)で温度や雰囲気によって徐々に損耗する。そのため、耐火物9は損耗量に従って綿密に管理されていて、所定の損耗量を超えると新しい耐火物9に張り替えられている。
In the present embodiment, a U-shaped furnace has been described as an example. However, as a matter of course, the present invention can also be applied to other heating furnace bodies. For example, the present invention can also be applied to a rotary furnace in which a steelmaking raw material such as pellets is charged into the hearth 5 and the reaction proceeds while rotating the hearth 5 along the rail 8.
The refractory 9 attached to the inside of the furnace body 1 is gradually worn out by the temperature and atmosphere during the course of the treatment process in the furnace body 1 (actual operation). Therefore, the refractory 9 is carefully managed according to the amount of wear, and when it exceeds a predetermined amount of wear, it is replaced with a new refractory 9.

ところが、何らかの理由(例えば、低コストのものや、新製品など)で、これまで採用してきた耐火物(既存耐火物9a)とは異なる別の耐火物(代替耐火物9b)を採用することがある。これら耐火物9a,9bは、材質(品質)によって、雰囲気、温度、ダスト飛散物に対する耐損耗特性が異なっていて、代替耐火物9bと既存耐火物9aとの寿命差(損耗量の差)が不明なことがしばしばある。   However, it is possible to adopt another refractory (alternative refractory 9b) different from the refractory (existing refractory 9a) used so far for some reason (for example, a low-cost product or a new product). is there. These refractories 9a and 9b have different wear resistance characteristics with respect to atmosphere, temperature and dust scattering depending on the material (quality), and there is a difference in life (difference in wear amount) between the alternative refractory 9b and the existing refractory 9a. Often unknown.

例えば、代替耐火物9bの寿命が既存耐火物9aよりも短い(損耗速度が速い)場合や、採用前の時点では代替耐火物9bと既存耐火物9aとの寿命差が不明とされる場合、実操業中に炉壁3に穴が開いてしまうなどトラブルが生じ、実操業を停止せざるを得なくなる。
また、従来行われている実験室でのラボ試験では、代替耐火物9bの損耗量の評価が1mm前後と小さい場合があるため、実機にて代替耐火物9bの予測寿命を求めると、大きくばらつくという問題もある。
For example, when the life of the alternative refractory 9b is shorter than the existing refractory 9a (the wear rate is faster), or when the life difference between the alternative refractory 9b and the existing refractory 9a is unknown at the time before adoption, Troubles such as opening a hole in the furnace wall 3 during actual operation occur, and the actual operation must be stopped.
Also, in laboratory tests conducted in the prior art, the evaluation of the amount of wear of the alternative refractory 9b may be as small as around 1 mm. Therefore, when the predicted life of the alternative refractory 9b is obtained with an actual machine, it varies greatly. There is also a problem.

そこで、本願発明者らは、内壁面4に既存耐火物9aと代替耐火物9bを混在するように貼り付けた炉体1(実機)を用いて、その炉体1の内壁面4に配備された代替耐火物9bの寿命を予測する方法を発明した。
次に、本発明にかかる耐火物9の寿命予測方法の実施形態について、図を基に説明する。
Therefore, the inventors of the present application are deployed on the inner wall surface 4 of the furnace body 1 using the furnace body 1 (actual machine) pasted to the inner wall surface 4 so as to mix the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b. Invented a method for predicting the lifetime of the alternative refractory 9b.
Next, an embodiment of a method for predicting the lifetime of the refractory 9 according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、既存耐火物9a(請求項における第1の耐火物)、及び代替耐火物9b(請求項における第2の耐火物)が内張りされたU字型炉の内壁面4の一部を模式的に示した図である。
本発明の寿命予測方法は、既存耐火物9aと代替耐火物9bとが混在する炉体1にて、実操業を行い、この実操業において、既存耐火物9aの損耗速度(F1)と、代替耐火物9bの損耗速度(F2)を測定し、測定した既存耐火物9aの損耗速度(F1)と、測定した代替耐火物9bの損耗速度(F2)と、既知である既存耐火物9aの予測寿命(L1)とを用いて、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求めるものである。
FIG. 2 shows a part of an inner wall surface 4 of a U-shaped furnace lined with an existing refractory 9a (first refractory in the claims) and an alternative refractory 9b (second refractory in the claims). It is the figure shown typically.
In the life prediction method of the present invention, the actual operation is performed in the furnace body 1 in which the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b are mixed, and in this actual operation, the wear rate (F1) of the existing refractory 9a is replaced. The wear rate (F2) of the refractory 9b is measured, the measured wear rate (F1) of the existing refractory 9a, the measured wear rate (F2) of the alternative refractory 9b, and the known prediction of the existing refractory 9a The life expectancy (L2) of the alternative refractory 9b is obtained using the life (L1).

詳しくは、図2に示すように、炉体1の側壁部3aの内壁面4には、複数の既存耐火物9aと、既存耐火物9aの一部に代えて設けられた代替耐火物9bとが配備されている試験領域10が設定される。この試験領域10は、既存耐火物9aと代替耐火物9bとが混在する領域が存在するともいえる。
試験領域10は、炉体1内部の任意の箇所に設定することが可能であるが、本実施形態の場合、試験の実施容易性、試験作業の簡便性を考え、メンテナンス扉の炉内側に設定することが好ましい。また、試験領域10は、炉体1の内壁面4において、既存耐火物9aの損耗量が最も多い箇所、つまり既存耐火物9aに対して厳しい環境下に設定することも好ましい。例えば、火炎バーナーの近傍や天井部3bの内壁面4に設定してもよい。
Specifically, as shown in FIG. 2, the inner wall surface 4 of the side wall 3a of the furnace body 1 includes a plurality of existing refractories 9a and an alternative refractory 9b provided in place of a part of the existing refractories 9a. Is set to the test area 10. It can be said that the test area 10 includes an area where the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b are mixed.
The test area 10 can be set at an arbitrary location inside the furnace body 1. In the case of this embodiment, the test area 10 is set inside the furnace door of the maintenance door in consideration of the ease of performing the test and the simplicity of the test work. It is preferable to do. Moreover, it is also preferable to set the test region 10 in a severe environment with respect to the location where the amount of wear of the existing refractory 9a is the largest on the inner wall surface 4 of the furnace body 1, that is, the existing refractory 9a. For example, it may be set near the flame burner or on the inner wall surface 4 of the ceiling 3b.

例えば、図2中の太実線の内側で示された領域に設定された試験領域10においては、上下方向に3つずつ積み、且つ水平方向に4つずつ並べた代替耐火物9bを、それに対応する12個の既存耐火物9aを取り除いた内壁面4(空間)に配備する。すなわち、12個の代替耐火物9bがまとめられた外周囲に、既存耐火物9aが隣接するように配備されていることとなる。   For example, in the test area 10 set in the area shown inside the thick solid line in FIG. 2, three alternative refractories 9b that are stacked in the vertical direction and arranged in the horizontal direction are arranged correspondingly. The 12 existing refractories 9a to be removed are deployed on the inner wall surface 4 (space). That is, the existing refractory 9a is arranged adjacent to the outer periphery where the 12 alternative refractories 9b are gathered.

なお、試験領域10における、既存耐火物9aと代替耐火物9bの配置関係は、図2に示すものに限定されない。例えば、既存耐火物9aと代替耐火物9bとが数個ずつ交互に隣接するように配備してもよい。すなわち、既存耐火物9aと代替耐火物9bとをモザイク状に配備してもよい。
このような既存耐火物9aと代替耐火物9bとが混在する炉体1にて、所定の期間、実操業(実機試験)を行う。例えば、処理の対象である鋳片Wを所定の温度になるまで加熱する。実操業後に、既存耐火物9aの損耗速度(F1)と、代替耐火物9bの損耗速度(F2)を測定する。
In addition, the arrangement | positioning relationship of the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b in the test area | region 10 is not limited to what is shown in FIG. For example, you may arrange | position so that the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b may mutually adjoin alternately. That is, the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b may be arranged in a mosaic shape.
In the furnace body 1 in which the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b are mixed, actual operation (actual machine test) is performed for a predetermined period. For example, the slab W to be processed is heated until it reaches a predetermined temperature. After actual operation, the wear rate (F1) of the existing refractory 9a and the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b are measured.

既存耐火物9aの損耗速度(F1)は、実操業前の既存耐火物9aの厚みと、実操業後の既存耐火物9aの厚みとの差から、既存耐火物9aの損耗厚を算出し、その損耗厚を実操業時間で除して算出する。代替耐火物9bの損耗速度(F2)の算出も同様に行う。
そして、測定した既存耐火物9aの損耗速度(F1)と、測定した代替耐火物9bの損耗速度(F2)と、既存耐火物9aの予測寿命(L1)とを用いて、式(1)により、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求める。
The wear rate (F1) of the existing refractory 9a is calculated from the difference between the thickness of the existing refractory 9a before actual operation and the thickness of the existing refractory 9a after actual operation, The wear thickness is calculated by dividing by the actual operation time. The wear rate (F2) of the alternative refractory 9b is calculated in the same manner.
Then, using the measured wear rate (F1) of the existing refractory 9a, the measured wear rate (F2) of the alternative refractory 9b, and the predicted life (L1) of the existing refractory 9a, The expected life (L2) of the alternative refractory 9b is obtained.

なお、既存耐火物9aの予測寿命(L1)は、既存耐火物9a(製品)のスペックなどの既知のデータから予め求めていてもよいし、過去の操業データなどから求めていてもよいが、既存耐火物9aの損耗速度(F1)と、代替耐火物9bの損耗速度(F2)を算出したのと同時期の操業データより求めた既存耐火物9aの予測寿命(L1)を使用することが望ましい。   The predicted life (L1) of the existing refractory 9a may be obtained in advance from known data such as the specifications of the existing refractory 9a (product), or may be obtained from past operation data, It is possible to use the predicted life (L1) of the existing refractory 9a obtained from the operation data at the same time as calculating the wear rate (F1) of the existing refractory 9a and the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b. desirable.

ところで、炉床が移動することにより昇温されるような炉(例えば、移動炉床炉)においては、炉内の領域により温度が異なることが多い。このような炉で寿命予測を行う場合は、第2実施形態に示すように損耗速度比(F2/F1)を炉内温度の関数として扱うことで高精度な寿命予測が可能となる。具体的には、第2実施形態の寿命予測方法では、炉体の内壁面に、少なくとも2箇所以上の試験領域を設定するものとなっている。   By the way, in a furnace (for example, a moving hearth furnace) that is heated by moving the hearth, the temperature is often different depending on the region in the furnace. When performing life prediction in such a furnace, it is possible to perform life prediction with high accuracy by treating the wear rate ratio (F2 / F1) as a function of the furnace temperature as shown in the second embodiment. Specifically, in the life prediction method of the second embodiment, at least two or more test areas are set on the inner wall surface of the furnace body.

例えば、試験領域を、既存耐火物9aの損耗量が最も多い箇所、つまり既存耐火物9aに対して厳しい環境下に加えて、既存耐火物9aの損耗量が最も少ない場所、つまり既存耐火物9aに対して優しい環境下に設定する。このように炉内温度が異なる複数の試験領域から、複数の損耗速度比(F2/F1)が求まれば、損耗速度は炉内温度(T)と相関があるため、損耗速度比(F2/F1)を式(2)に示す温度の関数とすることにより、寿命予測をより精度よく行うことが可能となる。   For example, the test area is a place where the wear amount of the existing refractory 9a is the largest, that is, a place where the wear amount of the existing refractory 9a is the least, ie, the existing refractory 9a. Set in an environment that is gentle to the environment. If a plurality of wear rate ratios (F2 / F1) are obtained from a plurality of test regions having different furnace temperatures, the wear rate is correlated with the furnace temperature (T). By making F1) a function of the temperature shown in equation (2), it is possible to perform life prediction more accurately.

次に、損耗速度比(F2/F1)を用いて、実際に代替耐火物9bの寿命予測を行う手順について説明する。
なお、以降の説明では、損耗速度比(F2/F1)が一定(炉内温度が変化しても値が変化しないもの)と考えて、代替耐火物9bの寿命予測を行う。
まず、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求めるための実操業(実機試験)を行う前には、代替耐火物9bの損耗速度(F2)を測定する予備試験を行うことが好ましい。
Next, a procedure for actually predicting the lifetime of the alternative refractory 9b using the wear rate ratio (F2 / F1) will be described.
In the following description, assuming that the wear rate ratio (F2 / F1) is constant (the value does not change even when the furnace temperature changes), the life prediction of the alternative refractory 9b is performed.
First, it is preferable to perform a preliminary test for measuring the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b before performing the actual operation (actual machine test) for obtaining the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b.

予備試験は、予測の対象となる代替耐火物9bの寿命が、既存耐火物9aとの寿命に対して明らかに短すぎる(寿命差が大)、すなわち損耗速度が速すぎる場合に、その代替耐火物9bを予め除外する試験である。この予備試験は、実機(炉体1)にて行ってもよいし、実験機(実機をそのまま縮尺したような容器)にてラボ実験として行ってもよい。
この予備試験おいて、代替耐火物9bの損耗速度(F2)が所定の速度以下、つまり、代替耐火物9bの損耗速度(F2)が既存耐火物9aの損耗速度(F1)に近い速度となった場合、この代替耐火物9bを「寿命予測可」と判断する。
Preliminary tests show that the alternative refractory 9b to be predicted has a life that is clearly too short (life difference is large) relative to the life of the existing refractory 9a, that is, the wear rate is too fast. In this test, the object 9b is excluded in advance. This preliminary test may be performed with an actual machine (furnace body 1) or as a laboratory experiment with an experimental machine (a container in which the actual machine is scaled as it is).
In this preliminary test, the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b is equal to or lower than a predetermined rate, that is, the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b is close to the wear rate (F1) of the existing refractory 9a. In this case, it is determined that the alternative refractory 9b is “predictable life”.

そして、予備試験で「寿命予測可」と判断された代替耐火物9bの予測寿命(L2)を、上記した耐火物9の寿命予測方法を用いて求める。
なお、予備試験おいて、代替耐火物9bの損耗速度(F2)が所定の速度以下のものを「寿命予測可」としたが、代替耐火物9bの損耗速度(F2)が所定の速度より若干速くてもよい。つまり、既存耐火物9aの性能と代替耐火物9bの性能との差が、大きく離れていなければよい。
Then, the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b determined to be “predictable life” in the preliminary test is obtained using the above-described method for predicting the life of the refractory 9.
In the preliminary test, when the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b is equal to or lower than the predetermined speed, “life prediction is possible”, the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b is slightly higher than the predetermined speed. It can be fast. In other words, the difference between the performance of the existing refractory 9a and the performance of the alternative refractory 9b may not be significantly different.

予備試験を行うことで、所定の基準以上の代替耐火物9bを予め選別することができ、効率よく代替耐火物9bの予測寿命(L2)を行うことが可能となる。   By performing the preliminary test, the alternative refractory 9b exceeding the predetermined standard can be selected in advance, and the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b can be efficiently performed.

次に、本発明の耐火物9の寿命予測方法の実験例(実施例1〜実施例3)について、述べる。
ここで、実施例1は、損耗速度比(F2/F1)が一定と考えて、代替耐火物9bの寿命予測を行った例である。実施例2、実施例3は、炉内温度から得られた損耗速度比(F2/F1)を基に、代替耐火物9bの寿命予測を行った例である。
Next, experimental examples (Examples 1 to 3) of the method for predicting the lifetime of the refractory 9 according to the present invention will be described.
Here, Example 1 is an example in which the life prediction of the alternative refractory 9b is performed on the assumption that the wear rate ratio (F2 / F1) is constant. Example 2 and Example 3 are examples in which the lifetime prediction of the alternative refractory 9b is performed based on the wear rate ratio (F2 / F1) obtained from the furnace temperature.

実施例1〜実施例3では、既存耐火物9a(既存耐火物9aのテスト材)、及び代替耐火物9b(代替耐火物9bのテスト材)として、厚みが250mmの耐火物を採用した。
<実施例1>
実施例1では、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求める手順としては、まず、既存耐火物9aの予測寿命(L1)を求める。
In Examples 1 to 3, refractories having a thickness of 250 mm were employed as the existing refractory 9a (test material for the existing refractory 9a) and the alternative refractory 9b (test material for the alternative refractory 9b).
<Example 1>
In Example 1, as a procedure for obtaining the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b, first, the predicted life (L1) of the existing refractory 9a is obtained.

既存耐火物9aが炉壁3の内壁面4に内張りされた炉体1において、既存耐火物9aの予測寿命(L1)を求める領域(実炉領域)を設定する。本実施例においては、実炉領域をZoneA〜ZoneEの5つ設定する。
炉体1の内壁面4に新たに既存耐火物9aを配備するメンテナンスを行った直後に、その炉壁3の3次元形状を測定し、得られた炉壁3の3次元形状を基準データとして取得する。
In the furnace body 1 in which the existing refractory 9 a is lined on the inner wall surface 4 of the furnace wall 3, a region (actual furnace region) for obtaining the predicted life (L1) of the existing refractory 9 a is set. In the present embodiment, five actual furnace zones, Zone A to Zone E, are set.
Immediately after performing maintenance to newly deploy the existing refractory 9a on the inner wall surface 4 of the furnace body 1, the three-dimensional shape of the furnace wall 3 is measured, and the obtained three-dimensional shape of the furnace wall 3 is used as reference data. get.

そして、新たに既存耐火物9aが炉壁3に配備された炉体1にて、所定の期間、実操業を行う。例えば、鋳片Wなどを所定の温度になるまで加熱する。実操業後に、炉壁3の3次元形状を測定し、得られた炉壁3の3次元形状を操業データとして取得する。例えば、光切断法(例えば、特開2013−148375号公報)の技術などを用いて炉壁3の3次元形状を測定する。   Then, actual operation is performed for a predetermined period in the furnace body 1 in which the existing refractory 9 a is newly provided on the furnace wall 3. For example, the slab W or the like is heated to a predetermined temperature. After the actual operation, the three-dimensional shape of the furnace wall 3 is measured, and the obtained three-dimensional shape of the furnace wall 3 is acquired as operation data. For example, the three-dimensional shape of the furnace wall 3 is measured using the technique of a light cutting method (for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-148375).

基準データと操業データとの差から、既存耐火物9aの損耗厚を求め、その損耗厚を操業した時間で除することで、既存耐火物9aの各Zoneでの損耗速度を求め、既存耐火物9aが有効残厚となるまでの時間を推定し、この推定値を既存耐火物9aの予測寿命(L1)とする。なお、既存耐火物9aの有効残厚は、全厚の1/2としている。
このような手順により、得られた既存耐火物9aの予測寿命(L1)の結果を表1に示す。
The wear thickness of the existing refractory 9a is obtained from the difference between the reference data and the operation data, and the wear thickness of each existing refractory 9a in each zone is obtained by dividing the wear thickness by the operating time. The time until 9a reaches the effective remaining thickness is estimated, and this estimated value is set as the predicted life (L1) of the existing refractory 9a. Note that the effective remaining thickness of the existing refractory 9a is ½ of the total thickness.
Table 1 shows the results of the predicted life (L1) of the existing refractory 9a obtained by such a procedure.

表1に示すように、ZoneAにおいては、既存耐火物9aの予測寿命(L1)が9.47年という結果となり、ZoneA〜ZoneEの中では最も長い寿命となる。つまり、ZoneAは、ZoneA〜ZoneEおいて、炉体1内の環境が比較的穏やかであると推測できる。
また、ZoneCにおいては、既存耐火物9aの予測寿命(L1)が3.64年という結果となり、ZoneA〜ZoneEの中では最も短い寿命となる。つまり、ZoneCは、ZoneA〜ZoneEおいて、炉体1内の環境が最も厳しいものであると推測できる。
As shown in Table 1, in Zone A, the predicted lifetime (L1) of the existing refractory 9a is 9.47 years, which is the longest lifetime among Zone A to Zone E. That is, it can be estimated that Zone A has a relatively gentle environment in the furnace body 1 in Zone A to Zone E.
In ZoneC, the predicted lifetime (L1) of the existing refractory 9a is 3.64 years, which is the shortest lifetime among ZoneA to ZoneE. That is, it can be estimated that Zone C has the most severe environment in the furnace body 1 in Zone A to Zone E.

なお、既存耐火物9aの予測寿命(L1)を求める際には、後述するように、既存耐火物9aの残厚を実測(ハンドスケール)し、損耗厚を算出してもよい。
続いて、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求める。
まず、既存耐火物9aと代替耐火物9bとの損耗速度比(F2/F1)を求める。なお、既存耐火物9aの予測寿命(L1)を求めた結果より、最も損耗量の大きい領域のZoneCを試験領域10に設定する。
In addition, when calculating | requiring the estimated lifetime (L1) of the existing refractory 9a, as mentioned later, you may measure the remaining thickness of the existing refractory 9a (hand scale), and may calculate wear loss thickness.
Subsequently, the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b is obtained.
First, the wear rate ratio (F2 / F1) between the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b is obtained. In addition, ZoneC of the area | region with the largest wear amount is set to the test area | region 10 from the result of calculating | requiring the estimated lifetime (L1) of the existing refractory 9a.

試験領域10に選定したZoneCにおいて、既存耐火物9aの一部を取り除き、代替耐火物9bを配備する。実施例1では、ZoneCに、代替耐火物9bとして3種の焼成煉瓦(α−1)〜(α−3)と、4種の不定形耐火物(β−1)〜(β−4)を、新たな既存耐火物9aと共に配備した。
そして、既存耐火物9aと7種の代替耐火物9bの厚み(全厚:250mm)を基準データとする。既存耐火物9aと7種の代替耐火物9bが炉壁3に配備された炉体1にて、所定の期間、既存耐火物9aの予測寿命(L1)を求めたときと同じ条件で実操業を行う。例えば、鋳片Wなどを所定の温度になるまで加熱・保持するような操業を一定期間行う。
In ZoneC selected as the test area 10, a part of the existing refractory 9a is removed, and an alternative refractory 9b is provided. In Example 1, three types of fired bricks (α-1) to (α-3) and four types of amorphous refractories (β-1) to (β-4) are substituted for ZoneC as alternative refractories 9b. Deployed with new existing refractory 9a.
Then, the thickness (total thickness: 250 mm) of the existing refractory 9a and the seven types of alternative refractories 9b is used as reference data. In the furnace body 1 in which the existing refractory 9a and seven kinds of alternative refractories 9b are arranged on the furnace wall 3, the actual operation is performed under the same conditions as when the predicted life (L1) of the existing refractory 9a is obtained for a predetermined period. I do. For example, an operation for heating and holding the slab W or the like until a predetermined temperature is performed for a certain period.

実操業後に、炉壁3の試験領域10からこれら既存耐火物9aと7種の代替耐火物9bを回収して、既存耐火物9aと7種の代替耐火物9bの残厚の測定を行い(ハンドスケール)、操業データとして取得する。
取得した操業データ(残厚)と基準データ(全厚)との差から、既存耐火物9aと代替耐火物9bの損耗厚を測定し、その損耗厚と操業時間から、実機における既存耐火物9aの損耗速度(F1)と、各代替耐火物9bの損耗速度(F2)を求める。なお、既存耐火物9aと代替耐火物9bの残厚については、平均的な損耗箇所を測定対象とする。
After actual operation, the existing refractory 9a and the seven alternative refractories 9b are recovered from the test area 10 of the furnace wall 3, and the remaining thicknesses of the existing refractory 9a and the seven alternative refractories 9b are measured ( (Hand scale), obtained as operation data.
The wear thickness of the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b is measured from the difference between the acquired operation data (remaining thickness) and the reference data (total thickness), and the existing refractory 9a in the actual machine is determined from the wear thickness and operation time. Wear rate (F1) and the wear rate (F2) of each alternative refractory 9b. In addition, about the remaining thickness of the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b, an average wear part is made into a measuring object.

そして、既存耐火物9aと各代替耐火物9bとの損耗速度比(F2/F1)をそれぞれ求める。
なお、試験領域10の最外周部においては、隣接する既存耐火物9a以外の影響や、隣接する稼働中の実機の耐火物9の影響を受けて、代替耐火物9bが著しく損耗が進行している場合がある。そのときは、著しく損耗した代替耐火物9bは測定除外とする。また、代替耐火物9bの測定を複数箇所行った場合は、複数の測定値の平均をとり、その平均値を代替耐火物9bの損耗速度(F2)とする。
And the wear rate ratio (F2 / F1) of the existing refractory 9a and each alternative refractory 9b is calculated | required, respectively.
In the outermost peripheral portion of the test area 10, the alternative refractory 9b is significantly worn out due to the influence other than the adjacent existing refractory 9a and the influence of the adjacent refractory 9 in operation. There may be. At that time, the substitute refractory 9b that has been significantly worn out is excluded from measurement. Moreover, when the alternative refractory 9b is measured at a plurality of locations, the average of the plurality of measured values is taken, and the average value is taken as the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b.

このような手順により得られた、試験領域10における既存耐火物9aと各代替耐火物9bとの損耗速度比(F2/F1)、つまり実施例1の損耗速度比(F2/F1)のを表2に示す。   The wear rate ratio (F2 / F1) between the existing refractory 9a and each alternative refractory 9b in the test region 10 obtained by such a procedure, that is, the wear rate ratio (F2 / F1) of Example 1 is shown in FIG. It is shown in 2.

表2に示すように、試験領域10においては、既存耐火物9aと、代替耐火物9bである焼成煉瓦(α−2)との損耗速度比(F2/F1)が1.38となり、既存耐火物9aの損耗速度(F1)と代替耐火物9bの損耗速度(F2)の差が、7種の代替耐火物9bのうち最も小さいことがわかる。
また、既存耐火物9aと、代替耐火物9bである不定形耐火物(β−4)との損耗速度比(F2/F1)が3.08となり、既存耐火物9aの損耗速度(F1)と代替耐火物9bの損耗速度(F2)の差が、7種の代替耐火物9bのうち最も大きいことがわかる。
As shown in Table 2, in the test area 10, the wear rate ratio (F2 / F1) between the existing refractory 9a and the fired brick (α-2), which is the alternative refractory 9b, is 1.38, and the existing refractory It can be seen that the difference between the wear rate (F1) of the object 9a and the wear rate (F2) of the alternative refractory 9b is the smallest of the seven types of alternative refractories 9b.
In addition, the wear rate ratio (F2 / F1) between the existing refractory 9a and the irregular refractory (β-4) as the substitute refractory 9b is 3.08, and the wear rate (F1) of the existing refractory 9a is It can be seen that the difference in wear rate (F2) of the alternative refractory 9b is the largest among the seven types of alternative refractories 9b.

そして、ZoneA〜ZoneEにおける代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求める。なお、損耗速度比(F2/F1)は、表2に示す値(最も損耗量の大きい領域であるZoneC)を用いることとする。
ZoneCにおける損耗速度比(F2/F1)と、ZoneA〜ZoneEにおける既存耐火物9aの予測寿命(L1)とを用いて、式(1)により、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求める。
And the estimated life (L2) of the alternative refractory 9b in ZoneA-ZoneE is calculated | required. As the wear rate ratio (F2 / F1), the values shown in Table 2 (Zone C, which is the region with the largest wear amount) are used.
The predicted life (L2) of the alternative refractory 9b is obtained from Equation (1) using the wear rate ratio (F2 / F1) in Zone C and the predicted life (L1) of the existing refractory 9a in Zone A to Zone E.

このような実施例1の手順により、求められたZoneA〜ZoneEにおける、7種の代替耐火物9bの予測寿命(L2)を表3に示す。なお、表3に示す7種の代替耐火物9bの予測寿命(L2)は、試験領域10、すなわち最も損耗量の大きい領域であるZoneCでの損耗速度比(F2/F1)を用いて算出しているので、安全性を重視した結果となっている。   Table 3 shows the predicted life (L2) of the seven types of alternative refractories 9b in Zone A to Zone E determined by the procedure of Example 1 as described above. The predicted life (L2) of the seven types of alternative refractories 9b shown in Table 3 is calculated using the wear rate ratio (F2 / F1) in the test region 10, that is, Zone C, which is the region with the largest amount of wear. As a result, safety has been emphasized.

表3を参照するに、例えば、ZoneCにおいて、代替耐火物9bを1.5年持たせようとした場合、焼成煉瓦(α−1)、(α−2)、(α−3)、不定形耐火物(β−1)の4つの代替耐火物9bが選定可能であることがわかる。
また、例えば、ZoneAにおいて、代替耐火物9bを6年持たせようとした場合、焼成煉瓦(α−1)、(α−2)の2つの代替耐火物9bが選定可能であることがわかる。
Referring to Table 3, for example, in ZoneC, when trying to have an alternative refractory 9b for 1.5 years, fired bricks (α-1), (α-2), (α-3), irregular shapes It can be seen that four alternative refractories 9b of the refractory (β-1) can be selected.
In addition, for example, in Zone A, when it is intended to hold the alternative refractory 9b for 6 years, it can be seen that two alternative refractories 9b of fired bricks (α-1) and (α-2) can be selected.

以上より、炉体1の内壁面4に試験領域10を設定することで、炉体1の全ての内壁面4に既存耐火物9aと代替耐火物9bとを混在するように配備する必要がなく、簡便に代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求めることが可能となる。
図3は、以上述べた実施例1の耐火物9の寿命予測方法により、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を予測した結果を示している。
From the above, by setting the test region 10 on the inner wall surface 4 of the furnace body 1, it is not necessary to deploy the existing refractory 9 a and the alternative refractory 9 b on all the inner wall surfaces 4 of the furnace body 1. Thus, it is possible to easily obtain the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b.
FIG. 3 shows a result of predicting the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b by the method for predicting the life of the refractory 9 of the first embodiment described above.

図3に示すように、実施例1の耐火物9の寿命予測方法は、少なくとも数か月間のデータを用いて評価が行えるため、従来の実験室でのラボ実験より、数年ごとの代替耐火物9bの予測寿命(L2)を精度よく求めることができる。
図3を参照するに、実施例1の耐火物9の寿命予測方法で代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求めると、従来の実験室でのラボ実験で予測した代替耐火物9bの予測寿命の幅より、狭い予測寿命(L2)の幅(予測精度)になることがわかる。すなわち、本発明の耐火物9の寿命予測方法で求めた代替耐火物9bの予測寿命(L2)は、従来の手法で求めた代替耐火物9bの予測寿命より、予測精度が高いものであるがわかる。
<実施例2>
次に、本発明の耐火物9の寿命予測方法の実施例2について説明する。
As shown in FIG. 3, the life prediction method of the refractory 9 of Example 1 can be evaluated using data for at least several months. Therefore, the alternative refractory every several years is compared with the conventional laboratory experiment. The predicted life (L2) of the object 9b can be obtained with high accuracy.
Referring to FIG. 3, when the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b is obtained by the life prediction method of the refractory 9 of Example 1, the prediction of the alternative refractory 9b predicted by the laboratory experiment in the conventional laboratory. It can be seen that the width of the predicted life (L2) (prediction accuracy) is narrower than the width of the life. That is, the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b obtained by the life prediction method of the refractory 9 of the present invention is higher in prediction accuracy than the predicted life of the alternative refractory 9b obtained by the conventional method. Recognize.
<Example 2>
Next, a second embodiment of the method for predicting the lifetime of the refractory 9 according to the present invention will be described.

実施例2の大きな特徴は、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求める際の、既存耐火物9aと代替耐火物9bとの損耗速度比(F2/F1)をZoneに応じて使い分ける点にある。これに対して、実施例1では一定の(F2/F1)を使用している。
実施例2では、最も損耗量の大きい領域のZoneCを試験領域10に、また最も損耗量の小さい領域のZoneAを試験領域10’にそれぞれ設定し、実施例1と同様の手順にて試験領域10での代替耐火物9bとの損耗速度比(F2/F1)を求めると共に、試験領域10’での代替耐火物9bとの損耗速度比(F2’/F1’)を求める。
The major feature of the second embodiment is that the wear rate ratio (F2 / F1) between the existing refractory 9a and the alternative refractory 9b is properly used according to the zone when determining the predicted life (L2) of the alternative refractory 9b. is there. On the other hand, constant (F2 / F1) is used in the first embodiment.
In Example 2, Zone C with the largest amount of wear is set in the test region 10 and Zone A with the smallest amount of wear is set in the test region 10 ′. The wear rate ratio (F2 / F1) with the alternative refractory 9b is obtained, and the wear rate ratio (F2 '/ F1') with the substitute refractory 9b in the test region 10 'is obtained.

このようにして求めた損耗速度は炉内温度(T)と相関がある、すなわち、炉内温度(T)が高いほど損耗速度が増加する傾向にあることから、損耗速度比を式(2)に示す炉内温度(T)の関数として表すことができる。   The wear rate thus obtained has a correlation with the furnace temperature (T), that is, the wear rate tends to increase as the furnace temperature (T) increases. Can be expressed as a function of the furnace temperature (T).

上述した式(2)における係数Aおよび係数Bは、それぞれの試験領域10、10’において温度の1次関数として示される損耗速度比(F2/F1)に、それぞれの試験領域10、10’の平均炉内温度(T)を代入することで求めることができる。
このようにして求められたZoneA〜ZoneEの係数A、係数Bを表4に示す。
The coefficient A and the coefficient B in the equation (2) described above are the wear rate ratio (F2 / F1) indicated as a linear function of the temperature in each test region 10, 10 ′, and each test region 10, 10 ′. It can be obtained by substituting the average furnace temperature (T).
Table 4 shows the coefficients A and B of Zone A to Zone E thus determined.

なお、本実施例2では試験領域が2箇所であったため、損耗速度比を炉内温度の一次式で整理したが、炉内温度の次数には特に限定はない。
表4の係数と各Zoneの平均炉内温度(T)を用いて算出される、各Zoneの平均炉内温度、および既存耐火物9aと各代替耐火物9bとの損耗速度比(F2/F1)を表5に示す。
In addition, in this Example 2, since there were two test areas, the wear rate ratio was arranged by a linear expression of the furnace temperature, but the order of the furnace temperature is not particularly limited.
Calculated using the coefficients in Table 4 and the average furnace temperature (T) of each zone, the average furnace temperature of each zone, and the wear rate ratio between the existing refractory 9a and each alternative refractory 9b (F2 / F1) ) Is shown in Table 5.

表5に示した損耗速度比(F2/F1)と、ZoneA〜ZoneEにおける既存耐火物9aの予測寿命(L1)を上述した式(1)に代入することにより、代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求める。   By substituting the wear rate ratio (F2 / F1) shown in Table 5 and the predicted life (L1) of the existing refractory 9a in Zone A to Zone E into the above-described formula (1), the predicted life of the alternative refractory 9b ( L2) is obtained.

このような実施例2の手順により、求められたZoneA〜ZoneEにおける、7種の代替耐火物9bの予測寿命(L2)を表6に示す。   Table 6 shows the predicted life (L2) of the seven types of alternative refractories 9b in Zone A to Zone E determined by the procedure of Example 2 as described above.

表6に示す7種の代替耐火物の予測寿命(L2)、言い換えれば実施例2の方法で得られる予測寿命(L2)は、試験領域10および10’、すなわち最も損耗量の大きい領域であるZoneCでの損耗速度比(F2/F1)と、最も損耗量の小さいZoneAでの損耗速度比(F2’/F1’)から損耗速度比を温度の関数として整理し、各Zoneの炉内平均温度(T)に応じた損耗速度比(F2/F1)を用いて算出しているのでより精度の高い結果となっている。   The predicted life (L2) of the seven types of alternative refractories shown in Table 6, in other words, the predicted life (L2) obtained by the method of Example 2, is the test regions 10 and 10 ′, that is, the region with the largest amount of wear. The wear rate ratio in Zone C (F2 / F1) and the wear rate ratio (F2 ′ / F1 ′) in Zone A with the smallest wear amount are arranged as a function of temperature, and the average temperature in each furnace of each Zone Since it is calculated using the wear rate ratio (F2 / F1) according to (T), the result is more accurate.

特に、実施例2の方法では、炉内温度(T)の低い、すなわち、損耗量の小さい領域での予測寿命精度が向上している。そのため、従来の寿命予測方法のように安全率を考えて予測寿命よりも使用期間を短くする必要がなく、代替耐火物の使用期間を延長することが可能となる。また、予測寿命精度の向上により高コストの焼成煉瓦に換えて低コストの不定形耐火物を用いることも可能となり、コストダウン効果が期待できる。
<実施例3>
次に、実施例3の結果について説明する。
In particular, in the method of Example 2, the predicted life accuracy is improved in a region where the furnace temperature (T) is low, that is, the amount of wear is small. For this reason, unlike the conventional life prediction method, it is not necessary to consider the safety factor and shorten the use period from the predicted life, and it is possible to extend the use period of the alternative refractory. In addition, it is possible to use a low-cost irregular refractory instead of a high-cost fired brick by improving the predicted life accuracy, and a cost reduction effect can be expected.
<Example 3>
Next, the results of Example 3 will be described.

実施例3は、試験領域を3箇所または3箇所以上設定できる場合に、隣接する試験領域間において式(2)の関係が成立するものとして、より高精度に寿命予測を行うものとなっている。
具体的には、実施例3では、ZoneCを試験領域10に、ZoneAを試験領域10’に、ZoneEを試験領域10”にそれぞれ設定し、実施例1と同様の方法にて、ZoneA〜C間の損耗速度比(F2’/F1’)およびZoneC〜E間の損耗速度比(F2”/F1”)を求めた。
In the third embodiment, when three or more test areas can be set, the life prediction is performed with higher accuracy on the assumption that the relationship of the expression (2) is established between adjacent test areas. .
Specifically, in Example 3, Zone C is set in the test area 10, Zone A is set in the test area 10 ′, and Zone E is set in the test area 10 ″. The wear rate ratio (F2 ′ / F1 ′) and the wear rate ratio between Zones C to E (F2 ″ / F1 ″) were determined.

つまり、試験領域をZoneA、C、Eの3箇所に設置した場合、ZoneC〜Eに適用される係数A、係数Bは表7に示すようなものとなる。   That is, when the test areas are installed at three locations, Zone A, C, and E, the coefficients A and B applied to Zones C to E are as shown in Table 7.

なお、ZoneA〜Cに適用される係数A、係数Bは、上述した表4に示す値をそのまま適用することができる。このようにして求められた表4および表7の係数と各Zoneの平均炉内温度(T)を用いて算出される値が、表8に示す損耗速度比(F2/F1)に相当する。   Note that the values shown in Table 4 described above can be applied as they are to the coefficients A and B applied to Zones A to C. The values calculated using the coefficients shown in Tables 4 and 7 and the average furnace temperature (T) of each Zone correspond to the wear rate ratio (F2 / F1) shown in Table 8.

表8に示した損耗速度比(F2/F1)と、ZoneA〜ZoneEにおける既存耐火物9aの予測寿命(L1)を式(1)に代入することにより、表9に示すような代替耐火物9bの予測寿命(L2)を求めることができる。   By substituting the wear rate ratio (F2 / F1) shown in Table 8 and the predicted life (L1) of the existing refractory 9a in Zone A to Zone E into Equation (1), an alternative refractory 9b as shown in Table 9 The predicted life (L2) can be obtained.

実施例3は、試験領域が2箇所の実施例2と比較して、ZoneEを試験領域10”に加えたことにより、ZoneD〜Eの予測寿命の精度が向上している。
以上、本発明によれば、炉体1の内壁面4に内張りされた既存耐火物9aから代替耐火物9bに貼り替える場合、その代替耐火物9bを選定するにあたって、代替耐火物9bがこれまでの既存耐火物9aと同等の寿命であるか否かを判断する、すなわち実機における代替耐火物9bの予測寿命(L2)を正確、且つ簡便に求めることが可能となる。
In Example 3, compared with Example 2 in which the test area is two places, Zone E is added to the test area 10 ″, so that the accuracy of the predicted life of Zone D to E is improved.
As described above, according to the present invention, when replacing the existing refractory 9a lined on the inner wall surface 4 of the furnace body 1 with the alternative refractory 9b, the alternative refractory 9b has been selected so far in selecting the alternative refractory 9b. It is possible to determine whether or not the lifetime is equivalent to that of the existing refractory 9a, that is, to accurately and easily obtain the predicted lifetime (L2) of the alternative refractory 9b in the actual machine.

また、本発明は、既存の炉体1における代替耐火物9bの選定だけでなく、新規に設置される炉体における代替耐火物9bの選定においても、適用可能である。
ところで、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、本実施形態においては、炉体1の内壁面4に配備する代替耐火物9bは、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
The present invention can be applied not only to selection of the alternative refractory 9b in the existing furnace body 1, but also to selection of the alternative refractory 9b in the newly installed furnace body.
By the way, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points.
For example, in this embodiment, the alternative refractory 9b provided on the inner wall surface 4 of the furnace body 1 may be one type or two or more types.

特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。   In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 炉体(U字型炉)
2 湾曲部
3 炉壁
3a 側壁部
3b 天井部
4 内壁面
5 炉床
6 載置台
7 車輪
8 レール
9 耐火物
9a 既存耐火物(第1の耐火物)
9b 代替耐火物(第2の耐火物)
10 試験領域
W 対象材(鋳片)
1 Furnace (U-shaped furnace)
2 Curved part 3 Furnace wall 3a Side wall part 3b Ceiling part 4 Inner wall surface 5 Furnace 6 Mounting platform 7 Wheel 8 Rail 9 Refractory 9a Existing refractory (first refractory)
9b Alternative refractory (second refractory)
10 Test area W Target material (slab)

Claims (7)

炉体の内壁面に内張りされた耐火物の寿命を予測する方法であって、
前記炉体の内壁面には、第1の耐火物と、前記第1の耐火物の一部に代えて設けられた第2の耐火物とが配備されており、
前記第1の耐火物と前記第2の耐火物とが混在する前記炉体にて、実操業を行い、
実操業後、前記第1の耐火物の損耗速度(F1)と、前記第2の耐火物の損耗速度(F2)を測定し、
測定した前記第1の耐火物の損耗速度(F1)と、測定した前記第2の耐火物の損耗速度(F2)と、既知である前記第1の耐火物の予測寿命(L1)とを用いて、式(1)により、前記第2の耐火物の予測寿命(L2)を求める
ことを特徴とする耐火物の寿命予測方法。
A method for predicting the life of a refractory lined on the inner wall of a furnace body,
The inner wall surface of the furnace body is provided with a first refractory and a second refractory provided in place of a part of the first refractory,
In the furnace body in which the first refractory and the second refractory are mixed, actual operation is performed,
After actual operation, the wear rate (F1) of the first refractory and the wear rate (F2) of the second refractory are measured,
Using the measured wear rate (F1) of the first refractory, the measured wear rate (F2) of the second refractory, and the known predicted life (L1) of the first refractory Then, the predicted life (L2) of the second refractory is obtained by the equation (1).
前記炉体の内壁面に、試験領域を設けておき、
前記試験領域において、前記第2の耐火物が前記第1の耐火物に隣接するように配備されていることを特徴とする請求項1に記載の耐火物の寿命予測方法。
A test area is provided on the inner wall surface of the furnace body,
The refractory life prediction method according to claim 1, wherein the second refractory is disposed adjacent to the first refractory in the test region.
前記炉体が移動炉床炉であるに際しては、前記炉体の内壁面に少なくとも2箇所以上の試験領域を設けることを特徴とする請求項1又は2に記載の耐火物の寿命予測方法。   When the furnace body is a moving hearth furnace, at least two or more test regions are provided on the inner wall surface of the furnace body, and the lifetime prediction method for a refractory according to claim 1 or 2. 前記少なくとも2箇所以上の試験領域のうち、一の試験領域を炉内温度が最高となる領域に設置すると共に、他の箇所の試験領域を炉内温度が最低となる領域に設置することを特徴とする請求項3に記載の耐火物の寿命予測方法。   Among the at least two test regions, one test region is installed in a region where the furnace temperature is highest, and the other test region is installed in a region where the furnace temperature is lowest. The method for predicting the life of a refractory according to claim 3. 前記少なくとも2箇所以上の試験領域のそれぞれで得られる損耗速度比(F2/F1)と、それぞれの試験領域の炉内温度(T)とから式(2)で示される損耗速度比の温度関数を求め、
求められた損耗速度比の温度関数から得られた損耗速度比(F2/F1)と、前記第1の耐火物の予測寿命(L1)とを用いて、式(1)から第2の耐火物(L2)の予測寿命を求めることを特徴とする請求項3または4に記載の耐火物の寿命予測方法。
From the wear rate ratio (F2 / F1) obtained in each of the at least two test areas and the furnace temperature (T) in each test area, Seeking
Using the wear rate ratio (F2 / F1) obtained from the temperature function of the obtained wear rate ratio and the predicted life (L1) of the first refractory, the second refractory is obtained from the equation (1). 5. The method for predicting the life of a refractory according to claim 3, wherein the life expectancy of (L2) is obtained.
前記第2の耐火物の損耗速度(F2)を測定する予備試験を行い、
前記予備試験おいて、前記第2の耐火物の損耗速度(F2)が所定の速度以下の場合に、請求項1又は2に記載された耐火物の寿命予測方法を用いて、前記第2の耐火物の予測寿命(L2)を求める
ことを特徴とする耐火物の寿命予測方法。
Conducting a preliminary test to measure the wear rate (F2) of the second refractory,
In the preliminary test, when the wear rate (F2) of the second refractory is equal to or lower than a predetermined rate, the second refractory life prediction method according to claim 1 or 2, A method for predicting the life of a refractory, characterized by obtaining a predicted life (L2) of the refractory.
前記第1の耐火物は、炉体に従来から採用されている既存耐火物であり、
前記第2の耐火物は、前記既存耐火物に代えて採用される代替耐火物である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の耐火物の寿命予測方法。
The first refractory is an existing refractory conventionally employed in a furnace body,
The refractory life prediction method according to any one of claims 1 to 6, wherein the second refractory is an alternative refractory employed in place of the existing refractory.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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