JP2535481B2 - 金属精錬炉の炉頂ヘッド切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉、転炉または溶融
還元炉などを複数使用するときの金属精錬炉の炉頂ヘッ
ド切換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から金属精錬炉、特に転炉や溶融還
元炉においては、炉体の内張りに使用している耐火物の
消耗が大きく、定期的に補修する必要がある。たとえば
製鋼用に広く用いられている転炉においては、炉体内耐
火物の補修中も操業するために、転炉などを含むプラン
トを複数基設けており、１基の炉体を補修するときは、
補修する炉体に付属する全ての設備を休止し、他の炉体
とそれに付属する設備のみによって操業を続ける。すな
わち、図３図示の例のように、１号〜３号の３つのプラ
ントを交互に休止させて補修を行っており、その補修に
要する時間は１回当たり１０日であり、補修と補修との
間の１回当たりの運転期間は１００〜２００日である。

【０００３】溶融還元炉については、特開昭６２−２２
７０１２号公報において、炉体の胴部を上下に２分割
し、炉下部のみを分割移動して交換し、下部のみを補修
可能な構成が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図３図示のようなプラ
ント切換方式によると、炉体を補修中のプラントは、排
ガス設備、ランス設備、原料投入設備、傾動設備等の付
属設備も休止せざるを得ず、設備の利用効率が悪い。

【０００５】特開昭６２−２２７０１２号公報で開示さ
れているような炉体移動交換方式においては、炉体の重
量が大きいので、巨大な搬送台車を必要とする。たとえ
ば１日当たり１０００Ｔの処理能力を有する溶融還元炉
においては、耐火物を含めた炉体の重量は１０００Ｔと
なる。商業炉としては、この５〜１０倍の大きさが必要
となる。このような重量物の移動可能な搬送台車は巨大
となり、スペースも多く必要となるので、経済的に不利
である。また炉体は高熱を受けて変形し、胴部で２分割
にして接続する接続部のシールを充分に行うことができ
ないので、実使用に耐えるのは困難である。特に高い炉
内圧で操業する炉では、良好なシールを保持することは
非常に困難である。

【０００６】さらに、炉体が搬送台車の移動車輪上に乗
せられているため、そのままで操業すれば炉全体に振動
が生じて不都合である。このため、操業位置では、炉体
を搬送台車とは別に支持台などで受ける必要があり、高
価な重量物昇降装置などを必要とする。

【０００７】本発明の目的は、簡単かつ安価な装置を用
いて設備利用効率を大きくすることができる金属精錬炉
の炉頂ヘッド切換装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）２つの
金属精錬炉１Ａ，１Ｂからの排ガスを切換えて導く金属
精錬炉の炉頂ヘッド切換装置において、 （ｂ）鉛直軸線７を有する排ガスダクト３を備え、 （ｃ）各金属精錬炉１Ａ，１Ｂは、間隔をあけて固定位
置に併置された固定炉であり、炉体の下部から溶湯が抽
出されるように構成され、その炉頂の炉出口フランジ４
Ａ，４Ｂには、各金属精錬炉１Ａ，１Ｂの上方に臨む炉
頂開口４２，４３が形成され、これらの炉頂開口４２，
４３は、前記鉛直軸線７を中心とする仮想円４１の周方
向に存在し、さらに、 （ｄ）排ガスダクト３の下部と炉頂開口４２，４３とを
接続する接続部２であって、炉頂開口４２または４３か
ら鉛直上方に延びる第１接続部２ａと、第１接続部２ａ
の上端部から排ガスダクト３の下方に斜め上方に延びる
第２接続部２ｂと、排ガスダクト３の直下方で第２接続
部２ｂの上端部から鉛直上方に延びる第３接続部２ｃと
を有する接続部２と、 （ｅ）第１接続部２ａの下部に昇降可能に設けられ、炉
出口フランジ４Ａ，４Ｂの上部に対向接触し、および離
間する入口フランジ５と、 （ｆ）排ガスダクト３の下部と第３接続部２ｃの上部と
を、接続部２が前記鉛直軸線７まわりに旋回可能に接続
する回転管継手６と、 （ｇ）各金属精錬炉１Ａ，１Ｂが設けられる床１０に敷
設され、前記鉛直軸線７を中心とする円弧状に形成さ
れ、かつ炉頂開口４２，４３から前記鉛直軸線７を中心
とする半径方向外方にずれた位置にあり、かつ前記鉛直
軸線７を中心とする炉頂開口４２，４３にわたる周方向
に延びて設けられるレール１７と、 （ｈ）接続部２を支持し、レール１７に沿って移動する
台車１６とを備えることを特徴とする金属精錬炉の炉頂
ヘッド切換装置である。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、複数の金属精錬炉１Ａ，１Ｂ
のうちの１つの炉頂開口４２，４３からの排ガスは、接
続部２の第１接続部２ａから第２接続部２ｂおよび第３
接続部２ｃを経て、回転管継手６から排ガスダクト３に
流れて排出される。

【００１０】本発明に従えば、第１接続部２ａの下部に
は昇降可能に入口フランジ５が設けられ、この入口フラ
ンジ５が、金属精錬炉１Ａ，１Ｂの炉頂開口４２，４３
が形成されている炉出口フランジ４Ａ，４Ｂの上部に対
向して接触し、これによって気密性が達成され、したが
って金属精錬炉１Ａ，１Ｂからの排ガスが、漏洩するこ
となく、外部に排出される。この金属精錬炉１Ａ，１Ｂ
からの排ガスには、人体に有害であってかつ可燃性であ
るＣＯおよびＳを含むガスが混合されており、したがっ
て気密性が確実に達成されることは、重要なことであ
る。

【００１１】さらに本発明に従えば、接続部２を支持す
る台車１６は、床１０に敷設されたレール１７に沿って
移動し、このレール１７は排ガスダクト３の鉛直軸線７
を中心とする円弧状に形成されており、レール１７は、
実施例では図２のように、炉頂開口４２，４３から仮想
円４１の半径方向外方にずれており、この台車１６が移
動することによって、接続部２の第１接続部２ａは、前
記鉛直軸線７を中心とする仮想円４１の周方向に存在す
る炉頂開口４２，４３に臨む。

【００１２】この移動時には、入口フランジ５は第１接
続部２ａの下部において炉出口フランジ４Ａ，４Ｂの上
部から上昇して離間させる。したがって炉出口フランジ
４Ａ，４Ｂの上部に、接続部２の第１接続部２ａに設け
られた入口フランジ５が接触したままで接続部２が台車
１６の移動に伴って変位することが避けられ、したがっ
て炉出口フランジ４Ａ，４Ｂおよび入口フランジ５など
の構成が、損傷することが避けられる。

【００１３】本発明に従えば、上述のように接続部２は
炉体に比較して軽量であり、したがってその変位のため
の移動の構成は簡単でよく、安価に構成することがで
き、さらに必要なスペースは小さくなる。

【００１４】また排ガスダクト３は、複数の金属精錬炉
１Ａ，１Ｂに共通に用いることができるので、その排ガ
スダクト３およびそれに後続する排ガス処理設備などの
利用効率を大きくすることができ、経済性が良好であ
る。

【００１５】さらに本発明に従えば、大重量の炉体を移
動することなく、接続部２の変位によって排ガスダクト
３と接続する金属精錬炉１Ａまたは１Ｂを選択的に操業
状態とし、残余の金属精錬炉を休止状態として、その休
止状態とした金属精錬炉の炉体の内張りされた耐火物の
補修作業を容易に行うことができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による転炉炉頂ヘ
ッド切換装置を示す。転炉の一対の炉体１Ａ，１Ｂ（以
下総称するときは参照符「１」で示す）は、間隔をあけ
て併置される。炉体１Ａ，１Ｂは、後述のように操業時
および溶湯の排出時には傾動することはなく、いわば固
定炉である。溶湯は、炉体１Ａ，１Ｂの炉底に設けられ
たゲートを介して抽出され、あるいはまた炉下部の側部
から抽出されるように構成されていてもよい。この溶湯
は、後述のように取鍋１３に受けられる。炉体１の炉頂
開口には、接続部２の下端開口が連通する。接続部２
は、下端開口から鉛直上方に延びる第１接続部２ａ、第
１接続部２ａから斜め上方に延びる第２接続部２ｂ、第
２接続部２ｂから鉛直上方に延びる第３接続部２ｃから
構成される。第３接続部２ｃは鉛直上方に延びる排ガス
ダクト３に接続される。

【００１７】炉体１と接続部２との締結部には、炉体１
側に炉出口フランジ４Ａ，４Ｂ（以下総称するときは参
照符「４」で示す）が形成され、接続部２側に入口フラ
ンジ５が形成される。接続部２の第３接続部２ｃと排ガ
スダクト３との間には、回転管継手６が設けられ、接続
部２は排ガスダクト３と気密封止状態を維持したまま排
ガスダクト３の鉛直軸線７を中心として角変位可能であ
る。

【００１８】一方の炉体１Ａには、接続部２を介してラ
ンス８が挿入可能である。ランス８は酸素吹錬用の酸素
ガスを吹出したり、炉体内を加熱する燃料ガスを供給す
るためなどに使用される。炉体１Ａ内での精錬反応から
発生する排ガスは、接続部２および排ガスダクト３を介
して、排ガス排出方向９に排出され、冷却、有害ガスの
除去、金属成分の回収などを行う装置に導かれる。

【００１９】炉体１は、工場の床１０の上方に設置され
る。床１０にはレール１１が設けられ、レール１１上を
台車１２が走行可能である。台車１２には取鍋１３が載
置され、炉体１から出鋼される溶鋼を受ける。炉体１
Ａ，１Ｂは基台１４上に設置され、下部に設けられる羽
口から出鋼する。

【００２０】炉体１の炉頂付近の高さに、工場建屋の上
階の床１５が設けられる。床１５には、接続部２を支持
する台車１６を走行させるレール１７が敷設される。接
続部２を移動するには台車１６をレール１７上に走行さ
せる。この台車１６にランス８を設置すれば、炉体１内
に吹込む酸素などの各種ガスや粉粒体を供給する装置も
共用化することができる。

【００２１】図２は、図１に示される実施例の概略的な
平面図である。台車１６をレール１７上で移動させるこ
とによって、接続部２は排ガスダクト３の軸線７を中心
として角変位し、実線の位置で炉体１Ａからの排ガスを
排ガスダクト３に導き、破線の位置で炉体１Ｂからの排
ガスを排ガスダクト３に導くように切換えることができ
る。この台車１６の移動に伴って、上述のように排ガス
の出口経路が切換えられるとき原料投入シュートなども
切換える。

【００２２】図１に示される実施例では、炉体１Ａが操
業中であり、炉体１Ｂが休止中である。休止中の炉体１
Ｂの炉内耐火物の補修が終了し、炉体１Ａの耐火物を補
修する必要が生じると、次のような切換動作が行われ
る。すなわち、炉体１Ａの操業を停止して、炉体１Ａ
内の溶湯を排出し、ランス８を上方に変位させて抜く。
炉体１Ａの炉出口フランジ４Ａと接続部２の入口フラ
ンジ５との間の締結状態を解除する。入口フランジ５は
約５０ｍｍ程度伸縮可能なように、すなわち昇降可能な
ように構成され、入口フランジ５を上昇して炉出口フラ
ンジ４Ａとの間に約５０ｍｍの間隔をあける。回転管
継手６の締結ボルトを取外す。接続部２を角変位さ
せ、入口フランジ５を炉体１Ｂの炉出口フランジ４Ｂに
合わせる。接続部２と排ガスダクト３との間の回転管
継手６を締結ボルトによって固定し、入口フランジ５Ａ
を下降して、炉出口フランジ４Ｂと入口フランジ５との
間を締結して炉体１Ｂによる操業を開始する。

【００２３】入口フランジ５を伸縮可能とするために
は、膨張継手を用いればよい。炉体１は操業時および溶
湯の排出時には傾動しない固定炉であるので、炉出口フ
ランジ４と入口フランジ５との間に５０ｍｍ程度の間隔
をあけることができれば、接続部２を角変位させること
ができる。なお炉出口フランジ４と入口フランジ５との
間の締結およびその解除、さらに回転管継手６の固定と
解除とは、遠隔制御可能としてもよいことは勿論であ
る。

【００２４】構成をさらに述べると、排ガスダクト３は
鉛直軸線７を有する。金属精錬炉である炉体１Ａ，１Ｂ
は、前述のように間隔をあけて併置される。炉頂の炉出
口フランジ４Ａ，４Ｂには、各炉体１Ａ，１Ｂの上方に
臨む炉頂開口４２，４３が形成される。これらの炉頂開
口４２，４３は、前記鉛直軸線７を中心とする仮想円４
１の周方向に存在する。仮想円４１は、各炉体１Ａ，１
Ｂの炉頂開口４２，４３の鉛直軸線４４，４５、したが
って第１接続部２ａの鉛直軸線を通る。このような構成
によって、接続部２が鉛直軸線７まわりに角変位するこ
とによって、炉頂開口４２，４３からの排ガスを接続部
２を経て排出することができる。

【００２５】接続部２は、排ガスダクト３の下部と炉頂
開口４２，４３とを接続する。この接続部２の第１接続
部２ａは、炉頂開口４２または４３から鉛直上方に延び
る。第２接続部２ｂは、第１接続部２ａの上端部から排
ガスダクト３の下方に斜め上方に延びる。第３接続部２
ｃは、排ガスダクト３の直下方で、第２接続部２ｂの上
端部から鉛直上方に延びる。

【００２６】入口フランジ５は、前述のように第１接続
部２ａの下部に昇降可能に設けられる。入口フランジ５
を下降することによって、その入口フランジ５は炉出口
フランジ４Ａ，４Ｂの上部に対向して接触する。入口フ
ランジ５を前述のように上昇することによって、入口フ
ランジ５は炉出口フランジ４Ａ，４Ｂから離間する。

【００２７】回転管継手６は、排ガスダクト３の下部と
第３接続部２ｃの上部とを、接続部２が前記鉛直軸線７
まわりに旋回可能に、接続する。

【００２８】炉体１Ａ，１Ｂが設けられる床１０には、
前述のようにレール１７が敷設される。このレール１７
は、図２に明らかなように、鉛直軸線７を中心とする円
弧状に形成され、炉頂開口４２，４３から仮想円４１の
半径方向外方にずれた位置にある。したがって接続部２
を支持する台車１６は、このレール１７に沿って移動し
て接続部２を前記鉛直軸線７まわりに変位させることが
できる。レール１７は、特に図２から明らかなように、
炉頂開口４２，４３から鉛直軸線７を中心とする半径方
向外方にずれた位置にある。このレール１７は、図２か
ら明らかなように、鉛直軸線７を中心とする炉頂開口４
２，４３にわたる周方向に延びて設けられ、したがって
レール１７に案内される台車１６は、入口フランジ５
を、２つの各金属精錬炉１Ａ，１Ｂの炉頂開口４２，４
３に正確にもたらすことができる。

【００２９】

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、炉体に比
較して軽量な接続部のみを角変位させ、２つ以上の炉体
１Ａ，１Ｂを切換えて排ガスを排ガスダクト３に導くこ
とができるので、少なくとも一基の炉体で操業中に他の
炉体を休止状態とし、耐火物の補修などを行うことがで
きる。

【００３１】排ガスダクト３からの排ガスを処理する設
備などが、２つ以上の炉体１Ａ，１Ｂに共通に使用する
ことができるので、一基の炉体の補修中にも稼動させる
ことができ、設備の利用効率が大きくなり経済性が良好
となる。しかも炉体を分割したり移動したりする必要が
ないので、安定な操業を容易に行うことができる。

【００３２】特に本発明によれば、接続部２は第１、第
２および第３接続部２ａ，２ｂ，２ｃとから成り、伸縮
する構造とはなっていないので、気密性を達成すること
が容易であり、したがって金属精錬炉の炉体からの排ガ
スの漏洩を防ぐことが容易であるという優れた効果が達
成される。金属精錬炉の排ガスは、人体に有害でかつ可
燃性のＣＯおよびＳを含み、外部に漏洩することは許さ
れず、完全な気密性を有することが要求される。本発明
では、このような気密性を達成することが容易であり、
安全性が確保されるという優れた効果もまた、達成され
る。

【００３３】しかも上述のように接続部２は、伸縮する
構造となっていないので、金属精錬炉からの排ガスに含
まれているダストによってそのような伸縮機能が損なわ
れるなどの問題は全く発生せず、保守が容易であるとい
う優れた効果が達成される。特に金属精錬炉は連続運転
されるものであり、保守が容易であることは、重要であ
る。

【００３４】本発明によれば、接続部２の第１接続部２
ａの下部には、入口フランジ５が昇降可能に設けられ、
この入口フランジ５は炉出口フランジ４Ａ，４Ｂの上部
に対向接触し、これによって気密性を確保することがで
き、また接続部２を台車６の移動に伴って排ガスダクト
３の鉛直軸線７まわりに変位するとき、入口フランジ５
を炉出口フランジ４Ａ，４Ｂの上部から離間させること
ができる。したがって入口フランジ５と炉出口フランジ
４Ａ，４Ｂとが摺動などして損傷することを防ぐことが
できる。このような入口フランジ５の昇降変位量は前述
のようにたとえば約５０ｍｍ程度であってもよく、比較
的小さい距離だけ変位すればよい。したがって接続部２
が前述のように伸縮可能な構造とはなっていないことと
相俟って気密性を容易に達成することができるととも
に、構成の簡略化を図ることができる。

【００３５】しかも本発明によれば、この入口フランジ
５は比較的軽量であり、したがってたとえば金属精錬炉
１Ａ，１Ｂを昇降変位させるように構成した場合に比べ
て、その入口フランジ５の昇降する構造を極めて容易に
実現することができ、あるいはまた接続部２の第１また
は第３接続部２ａ，２ｃを昇降変位する構成とした場合
に比べて、構成の簡略化を図ることができるという優れ
た効果が達成される。

【００３６】また本発明によれば、接続部２の第２接続
部２ｂは、第１接続部２ａの上端部から排ガスダクト３
の下方に至るまで、斜め上方に延びる構成を有し、した
がって金属精錬炉１Ａ，１Ｂの炉頂開口４２，４３から
排ガスを斜め上方に円滑に導くことができ、圧力損失が
少ないという効果がある。しかもこのように第２接続部
２ｂが斜めに延びているので、排ガス中に含まれるダス
トおよび金属精錬時に発生した小塊などが第２接続部２
ｂに堆積するおそれはなく、また飛散した金属などが第
２接続部２ｂ内に飛び込んだとしても、容易に落下す
る。このようにして第２接続部２ｂの保守が容易であ
り、製造する必要がなく、長期間にわたる運転操業が可
能になる。

【００３７】さらに本発明によれば、接続部２を旋回す
るための回転管継手６は、接続部２の第３接続部２ｃに
おける上部に設けられ、したがって金属精錬炉１Ａ，１
Ｂから飛散する小塊などによって損傷するおそれがな
く、円滑な旋回動作を達成することができる。しかもこ
の回転管継手６は、単一個でよく、この点でも構成を簡
略化し、保守を容易にすることができる。さらに本発明
によれば、金属精錬炉１Ａ，１Ｂは、２つだけ設けられ
ており、それらは固定位置に併置された固定炉であっ
て、炉体の下部から溶湯を抽出されるように構成されて
おり、したがって構成が単純である。さらに本発明で
は、レール１７は鉛直軸線７を中心とする半径方向外方
に、炉頂開口４２，４３からずれた位置にあり、したが
ってレール１７に案内される台車１６によって接続部２
を確実に支持することができ、入口フランジ５を炉出口
フランジ４Ａ，４Ｂの上部に対向接触することが確実で
あるという優れた効果もまた、達成される。さらに本発
明によればレール１７は、鉛直軸線７を中心とする炉頂
開口４２，４３にわたる周方向に延びて設けられ、台車
１６によって入口フランジ５を金属精錬炉１Ａ，１Ｂの
炉頂開口４２，４３に正確に移動してもたらすことがで
きるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な構成を示す断面図
である。

【図２】図１図示の実施例の平面図である。

【図３】従来のプラント切換方式を示す概略的なタイム
チャートである。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 炉体 ２ 接続部 ３ 排ガスダクト ４，４Ａ，４Ｂ 炉出口フランジ ５ 入口フランジ ６ 回転管継手 ７ 軸線 ８ ランス １０ 床面 １１ レール １２ 台車 １３ 取鍋 １５ 床 １６ 台車 １７ レール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 慶吉 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−240706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−37108（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−47123（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭60−31073（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）２つの金属精錬炉１Ａ，１Ｂから
   の排ガスを切換えて導く金属精錬炉の炉頂ヘッド切換装
   置において、 （ｂ）鉛直軸線７を有する排ガスダクト３を備え、 （ｃ）各金属精錬炉１Ａ，１Ｂは、間隔をあけて固定位
   置に併置された固定炉であり、炉体の下部から溶湯が抽
   出されるように構成され、その炉頂の炉出口フランジ４
   Ａ，４Ｂには、各金属精錬炉１Ａ，１Ｂの上方に臨む炉
   頂開口４２，４３が形成され、これらの炉頂開口４２，
   ４３は、前記鉛直軸線７を中心とする仮想円４１の周方
   向に存在し、 さらに、 （ｄ）排ガスダクト３の下部と炉頂開口４２，４３とを
   接続する接続部２であって、 炉頂開口４２または４３から鉛直上方に延びる第１接続
   部２ａと、 第１接続部２ａの上端部から排ガスダクト３の下方に斜
   め上方に延びる第２接続部２ｂと、 排ガスダクト３の直下方で第２接続部２ｂの上端部から
   鉛直上方に延びる第３接続部２ｃとを有する接続部２
   と、 （ｅ）第１接続部２ａの下部に昇降可能に設けられ、炉
   出口フランジ４Ａ，４Ｂの上部に対向接触し、および離
   間する入口フランジ５と、 （ｆ）排ガスダクト３の下部と第３接続部２ｃの上部と
   を、接続部２が前記鉛直軸線７まわりに旋回可能に接続
   する回転管継手６と、 （ｇ）各金属精錬炉１Ａ，１Ｂが設けられる床１０に敷
   設され、前記鉛直軸線７を中心とする円弧状に形成さ
   れ、かつ炉頂開口４２，４３から前記鉛直軸線７を中心
   とする半径方向外方にずれた位置にあり、かつ前記鉛直
   軸線７を中心とする炉頂開口４２，４３にわたる周方向
   に延びて設けられるレール１７と、 （ｈ）接続部２を支持し、レール１７に沿って移動する
   台車１６とを備えることを特徴とする金属精錬炉の炉頂
   ヘッド切換装置。