JP2740225B2 - 高炉出銑口の開孔方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高炉出銑口の開孔方法に係り、詳しくは出銑
口閉塞材中に埋設された鋼棒を酸素を用いて溶融させ出
銑口を開孔する高炉出銑口の開孔方法に係る。

〈従来の技術〉 銑鉄製造に用いられる高炉においては、溶融状態の銑
鉄を出銑するにあたり、閉塞材（充填マッド）で閉塞さ
れた出銑口を開孔機に装着したドリルと鋼棒を用いて穿
孔する方法が多年採用されてきたが、高炉が大型化し出
銑回数が多くなるにつれて、その開孔作業の時間短縮が
検討されるようになり、種々の開孔方法が開発された。

例えば、出銑口を閉塞する際、鋼棒を出銑口内の閉塞
材中に埋設しておき、開孔時、酸素ランスを用いて、酸
素により前記出銑口内に埋設した鋼棒を溶融させつつ開
孔を図る開孔法がある。この方法は、既設の出銑口開孔
機を用いることができる利点があるが、鋼棒の埋設部ま
でドリルで開孔したのち、酸素開孔時に使用する酸素ラ
ンスが溶融させる出銑口内部に残留させた鋼棒とともに
消耗する問題があり、消耗型酸素ランスの補充手段が新
たに必要とされている。

また、この方法を実施するに当たっては、作業者が出
銑口の前で酸素ランスから酸素を出銑口内に送るように
しなければならず、更に次のような問題がある。

すなわち、この方法では、（１）開孔中あるいは開孔
直後に出銑口からスプラッシュが飛散し、作業者の作業
環境が悪いこと、（２）出銑口の正面でなく横から酸素
ランスを曲げて出銑口に入れるため、酸素ランスがまっ
すぐ入らず、所定の出銑口からずれて開孔する危険があ
ること、（３）酸素ランスは普通鋼を用いるため、１回
の出銑に20〜30mの酸素ランスが必要であり、酸素ラン
スのジョイントによる結合等作業負荷が高いこと、
（４）酸素ランス送りの判断が難しく、適正な送り動作
による開孔作業ができない等の問題があった。

そこで、このような欠点を解決した消耗型酸素ランス
による出銑口開孔技術として特開昭62−156210号公報、
特開昭62−156211号公報および特開昭62−156212号公報
に示されるように、マッドと埋設鋼棒を酸素ランスによ
り溶融させ出銑口を開孔させる方法において、予め巻取
りドラムに巻いた表面に0.3〜0.8mmのFe−Al合金層を有
するカロライズ鋼管より成る酸素ランスを使用し、酸素
ランスを自動連続送りをするようにした出銑口開孔方法
がある。

しかしながら、これらの技術は酸素ランスの消耗が多
いため、酸素ランスを巻取りドラムに巻取り、その使用
時に曲りを矯正して使用する曲り矯正装置や旋回アーム
等が必要である等、装置が大掛かりとなる。また、従来
の高炉においては出銑口の前には開孔機、マッドガン、
クレーン等の機械装置が配置されており、巻取りドラム
や矯正装置等の酸素ランス繰り出し装置を設置すること
がレイアウト上困難である。更には、酸素ランスの押圧
力調整機能は備えているが、その押圧力付与装置は一方
向トルクモータによってランスに設定圧力を加えるよう
にするもので、ある程度押圧力の制御は可能であるが機
械的手段だけによるため開孔作業の精度が悪い、等の問
題がある。

前述消耗型酸素ランスの問題点を解決するため、出銑
口閉塞材中に予め埋設された鋼棒に酸素ランスを当接し
て該鋼棒を溶融せしめつつ出銑口を開孔する際に、合金
鋼管、例えばCr5％以上あるいはCr5％以上かつNi5％以
上の合金鋼を酸素ランスとして用いる非消耗型の酸素ラ
ンスを用いるものがある。

このような非消耗型酸素ランスは、出銑口内に埋設さ
れた鋼棒を酸素を用いて効率よく開孔するに必要な条
件、すなわち（１）酸素ランスがたとえ燃焼溶融しても
真直度を保ち、所定の角度で出銑口中に突入できる物性
を有すること、（２）酸素ランスの消耗が少ないもので
あること、（３）酸素ランスの破損、折損、屈曲等の発
生が無いこと、（４）酸素ランスを既存の設備のまま使
用できることなどの条件を備えている。

非消耗型の酸素ランスを用いる高炉出銑口の開孔方法
としては開孔機のドリフタを前進、後退させるエアモー
タの駆動源として高圧の圧縮空気を用い、ドリフタに装
着したドリルによる開孔手段と非消耗型酸素ランスによ
る鋼棒の燃焼、溶融による開孔手段とで鋼製される開孔
機によって行われている。すなわち先ずドリルで開孔可
能な深さまで閉塞材を開孔したのち、鋼棒を酸素で溶解
するという２段階方式である。

第２図はドリルおよび非消耗型酸素ランスを用いる従
来例の２段階方式の酸素開孔時の状態を示している。第
２図において、高炉鉄皮１に設けられた出銑口２内の閉
塞材９および鋼棒10を開孔機３によって開孔するに当た
り、まずドリフタ５のソケット４にドリル（図示せず）
を装着する。

ドリルの装着が完了したらドリフタ５を作動し、ドリ
ルに回転および／もしくは打撃を与えながらエアモータ
７を正回転しチェン14を介してドリフタ５を前進させ鋼
棒10の炉外側に充填されている閉塞材９を開孔する。エ
アモータ７の正回転駆動は空気用切換弁11を切換えて正
回転用空気配管12およびホース12aを介して高圧空気を
エアモータ７に供給することによって行われる。なお15
は空気用手動弁を示す。

かくして鋼棒10の前面まで閉塞材９を開孔したら、空
気用切換弁11を切換えて逆回転用空気配管16およびホー
ス16aを介して高圧空気をエアモータ７に供給して逆回
転させチェン14を介してドリフタ５を後退させる。引続
き着脱ソケット４からドリルを取りはずしたのち、着脱
ソケット４に非消耗型酸素ランス６を装着し、酸素配管
17に接続されているホース17aに連結する。18は酸素配
管17に設けた酸素用手動弁を示す。

酸素ランス６を装着したドリフタ５は前述の場合と同
じ手順すなわち正回転用空気配管12から供給される高圧
空気によるエアモータ７の正回転駆動とチェン14を介す
るドリフタ５の前進によって酸素ランス６を出銑口２内
に埋設されている鋼棒10に接近させる。それと共に酸素
配管17およびホース17aを介して酸素ランス６に酸素を
供給し、酸素ランス６の先端部から鋼棒10に向け噴出さ
せる。なおこの場合にはドリフタ５の回転および打撃作
動は行わない。

第２図に示すように酸素ランス６が鋼棒10に接近し噴
出される酸素と反応して鋼棒10が燃焼・溶融することに
よって開孔が進行する。このとき酸素ランス６の先端は
鋼棒10に押圧されるが鋼棒10の溶融により隙間Ｓが生じ
再び押圧される。このような押圧と隙間形成を繰り返し
ながら出銑口２の開孔が完了するまで酸素開孔作業を連
続的に行う。

非消耗型酸素ランス６の押圧力は正回転用空気配管12
に設けた空気用切換弁11のON・OFF制御によって行われ
高圧空気供給によるエアモータ７の正回転駆動とチェン
14を介するドリフタ５の前進と停止を繰り返すことによ
って行われていたが、鋼棒10に対する酸素ランス６の押
圧力や間隙Ｓの調整が困難であり、過負荷による酸素ラ
ンス６の破損が生じ易いばかりでなく鋼棒10の燃焼・溶
融作業の能率低下を招くという問題があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は閉塞材中に鋼棒を埋設した出銑口をドリルお
よび非消耗型酸素ランスを用いて開孔機により２段階方
式で開孔するものにおいて、ドリルによる閉塞材の開孔
作業能率を確保すると共に酸素による鋼棒の燃焼・溶融
による開孔時の鋼棒に対する酸素ランスの押圧力および
間隙Ｓを好適に調整することによって開孔作業の能率を
向上させると共に酸素ランスの寿命を延長させることが
できる高炉出銑口の開孔方法を提供することを目的とす
るものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の高炉出銑口の開孔
方法は、閉塞材中に予め鋼棒を埋設した出正回転駆動と
チェン14を介するドリフタ５の前進と停止を繰り返すこ
とによって行われていたが、鋼棒10に対する酸素ランス
６の押圧力や間隙Ｓの調整が困難であり、過負荷による
酸素ランス６の破損が生じ易いばかりでなく鋼棒10の燃
焼・溶融作業の能率低下を招くという問題があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は閉塞材中に鋼棒を埋設した出銑口をドリルお
よび非消耗型酸素ランスを用いて開孔機により２段階方
式で開孔するものにおいてドリルによる閉塞材の開孔作
業能率を確保すると共に酸素による鋼棒の燃焼・溶融に
よる開孔時の鋼棒に対する酸素ランスの押圧力および間
隙Ｓを好適に調整することによって開孔作業の能率を向
上させると共に酸素ランスの寿命を延長させることがで
きる高炉出銑口の開孔方法を提供することを目的とする
ものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の高炉出銑口の開孔
方法は、閉塞材中に予め鋼棒を埋設した出銑口に開孔機
を対向せしめて高炉出銑口を開孔するに際し、上記開孔
機のドリフタに装着したドリフタを作動して回転・打撃
を与えながら上記開孔機のエアモータに空気配管を介し
て高圧空気を供給してドリフタを前進させ上記鋼棒の前
面まで閉塞材を開孔し、次いで開孔機のドリフタに装着
した非消耗型の酸素ランスに酸素配管を介して酸素を供
給すると共に上記酸素配管に設けた圧力スイッチにより
供給される酸素の背圧を検知する一方、上記エアモーに
空気配管を介して供給される空気を高低圧ライン切換弁
を介して上記空気配管から分岐させたバイパス空気配管
を経由させ、上記バイパス空気配管に設けた減圧弁によ
って高圧空気を低圧空気に減圧したのち、得られた低圧
空気を上記検出酸素の背圧に基づいて上記バイパス空気
配管に設けたON・OFF制御弁をON・OFF制御しながら上記
エアモータに低圧空気を供給することによって上記酸素
ランスの押圧力を調整しつつ上記ドリフタを前進させ、
上記酸素ランスから噴射される酸素によって上記鋼棒を
燃焼・溶融して開孔することを特徴とするものである。

〈作用〉 開孔機のドリフタに装着したドリルに回転・打撃を与
えながら鋼棒前面まで閉塞材を開孔する段階では、開孔
機のエアモータに高圧空気を供給してドリフタを強い押
圧力で前進させるのでドリルにより閉塞材を迅速に開孔
することができる。

また開孔機のドリフタに装着した非消耗型酸素ランス
に酸素を供給して鋼棒を燃焼・溶融させて開孔する段階
では、供給される酸素の背圧を検知し、この検出酸素背
圧に基づいて開孔機のエアモータに減圧した低圧空気を
ON・OFF制御弁によってON・OFF制御して供給するので鋼
棒に対する酸素ランスの押圧力は緩和され着かず離れず
の好適な押圧力および間隙をもって鋼棒を燃焼・溶融さ
せることができる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。第
１図はドリルおよび非消耗型の酸素ランスを用いる２段
階方式のドリル開孔後の酸素開孔時の状態を示してお
り、第１図中において上記第２図のものと同じものは同
一符号で示してある。

第１図において、高炉鉄皮１に設けられた出銑口２内
の閉塞材９および鋼棒10を開孔するに当たり、ドリフタ
５のソケット４にドリル（図示せず）の装着が完了した
らドリフタ５を作動し、ドリルに回転および／もしくは
打撃を与えながらエアモータ７を正回転駆動しチェン14
を介してドリフタ５を前進させ鋼棒10の炉外側に充填さ
れている閉塞材９を開孔するのは第２図に示す従来例と
同じである。

すなわちエアモータ７の正回転駆動は空気用切換弁11
を切換えて正回転用空気配管12およびホース12aを介し
て高圧空気をエアモータ７に供給することによって行わ
れるが、このときには正回転用空気配管12に設けた空気
用切換弁11の下流側に位置する高低圧ライン切換弁８を
高圧側に切換えられている。

かくして鋼棒10の前面まで閉塞材９を開孔したら、空
気用切換弁11を切換えて逆回転用空気配管16およびホー
ス16aを介して高圧空気をエアモータ７に供給してエア
モータ７を逆回転させチェン14を介してドリフタ５を後
退させる。引続き着脱ソケット４からドリルを取りはず
したのち、着脱ソケット４に非消耗型の酸素ランス６を
装着し、酸素配管17に接続されているホース17aに連結
する。

ところで本発明では第２図に示す従来例と異なり、前
記空気用切換弁11の下流側に位置する高低圧ライン切換
弁８の部分で正回転用空気配管12から分岐するバイパス
空気配管19が設けられており、このバイパス空気配管19
は再び正回転用空気配管12に接続されている。

バイパス空気配管19には上流側から減圧弁20およびON
・OFF制御弁21が配設されており、高低圧ライン切換弁
８の切換によってバイパス空気配管19に導かれる高圧空
気を減圧弁20によって減圧した低圧空気をON・OFF制御
弁21でON・OFF制御したのちエアモータ７に供給するよ
うになっている。なお22はバイパス空気配管19に設けた
圧力計を示す。

一方、酸素配管17には圧力スイッチ23が設けられてお
り、酸素配管17を介して酸素ランス６に供給される酸素
の背圧が検出されるようになっている。

上記のような構成において、空気用切換弁11および高
低圧ライン切換弁８の切換によってバイパス空気配管19
に導かれた高圧空気は前述のように減圧弁20で減圧さ
れ、低圧空気はON・OFF制御弁21のON・OFF制御されつつ
空気配管12およびホース12aを介してエアモータ７に供
給させるのであるが、この際のON・OFF制御弁21のON・O
FF制御は酸素配管17に設けた圧力スイッチ22によって検
出された酸素の背圧に基づいて行われる。

すなわち酸素ランス６の先端部が鋼棒10に押圧されて
いるときには検出酸素背圧が高くなるので検出酸素背圧
が設定酸素背圧より高い場合にはON・OFF制御弁21をOFF
にして低圧空気の供給を止めエアモータ７の正回転駆動
を停止する。また鋼棒10の燃焼・溶融により酸素ランス
６の先端部が鋼棒10から離れると検出酸素背圧が低くな
るので検出酸素背圧が設定酸素背圧より低い場合にはON
・OFF制御弁21をONにして低圧空気を供給しエアモータ
７を正回転駆動する。

このように酸素背圧の変動を圧力スイッチ23によって
検出し、これによってON・OFF制御弁21のON・OFFを繰り
返しエアモータ７の正回転駆動と停止によるドリフタ５
の前進と停止を継続して行いドリフタ５に装着した酸素
ランス６の押圧力および間隙Ｓを自動調整し、鋼棒10に
着かず離れずの状態を維持しながら酸素ランス６の先端
から噴出される酸素によって開孔を行うのである。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、非消耗型酸素ラ
ンスの鋼棒に対する押圧力および間隙を作業員の勘に頼
ることなく自動的にかつ好適な状態に調整することがで
きるので酸素ランスによる開孔作業の能率を向上できる
ばかりでなく、酸素ランスの長寿命化が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は従来
例を示す説明図である。 １……高炉鉄皮、２……出銑口、３……開孔機、４……
ソケット、５……ドリフタ、６……非消耗型酸素ラン
ス、７……エアモータ、８……高低圧ライン切換弁、９
……閉塞材、10……鋼棒、11……空気用切換弁、12……
エアモータ正回転用空気配管、14……チェン、15……空
気用手動弁、16……エアモータ逆回転用空気配管、17…
…酸素配管、18……酸素用手動弁、19……バイパス空気
配管、20……減圧弁、21……ON・OFF制御弁、22……圧
力計、23……圧力スイッチ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉塞材中に予め鋼棒を埋設した出銑口に開
   孔機を対向せしめて高炉出銑口を開孔するに際し、上記
   開孔機のドリフタに装着したドリルを作動して回転・打
   撃を与えながら上記開孔機のエアモータに空気配管を介
   して高圧空気を供給してドリフタを前進させ上記鋼棒の
   前面まで閉塞材を開孔し、次いで開孔機のドリフタに装
   着した非消耗型の酸素ランスに酸素配管を介して酸素を
   供給すると共に上記酸素配管に設けた圧力スイッチによ
   り供給される酸素の背圧を検知する一方、上記エアモー
   タに空気配管を介して供給される空気を高低圧ライン切
   換弁を介して上記空気配管から分岐させたバイパス空気
   配管を経由させ、上記バイパス空気配管に設けた減圧弁
   によって高圧空気を低圧空気に減圧したのち、得られた
   低圧空気を上記検出酸素の背圧に基づいて上記バイパス
   空気配管に設けたON・OFF制御弁をON・OFF制御しながら
   上記エアモータに低圧空気を供給することによって上記
   酸素ランスの押圧力を調整しつつ上記ドリフタを前進さ
   せ、上記酸素ランスから噴射される酸素によって上記鋼
   棒を燃焼・溶融して開孔することを特徴とする高炉出銑
   口の開孔方法。