JP3299137B2 - 高炉出銑樋 - Google Patents
高炉出銑樋Info
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- JP3299137B2 JP3299137B2 JP05636497A JP5636497A JP3299137B2 JP 3299137 B2 JP3299137 B2 JP 3299137B2 JP 05636497 A JP05636497 A JP 05636497A JP 5636497 A JP5636497 A JP 5636497A JP 3299137 B2 JP3299137 B2 JP 3299137B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉出銑樋の構造
に関し、詳しくは、該樋に内張した耐火物の耐用性向上
を図る技術である。
に関し、詳しくは、該樋に内張した耐火物の耐用性向上
を図る技術である。
【０００２】
【従来の技術】近年、高炉操業は、コスト・ミニマム等
の観点から従来より厳しい条件で行われるようになっ
た。それに伴い、出銑樋（以下、単に樋ということあ
り）に内張りする耐火物（樋材ともいう）の耐用性向上
への要求も厳しくなっている。この耐火物は、溶銑とス
ラグが同一樋を２層で流れる都合上、樋壁上部に張られ
るスラグ・ライン材と下部に張られるメタル・ライン材
に分かれており、それぞれ使用条件に応じて耐用性に優
れた最適な材料を使用している。現在一般に使用されて
いるのは、スラグ・ライン用材としてＳｉＣ−Ａｌ2 Ｏ
3 系、メタル・ライン用材としてＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＣ−
Ｃ系、あるいはＡｌ2 Ｏ3 −スピネル−ＳｉＣ−Ｃ系の
耐火物である。
の観点から従来より厳しい条件で行われるようになっ
た。それに伴い、出銑樋（以下、単に樋ということあ
り）に内張りする耐火物（樋材ともいう）の耐用性向上
への要求も厳しくなっている。この耐火物は、溶銑とス
ラグが同一樋を２層で流れる都合上、樋壁上部に張られ
るスラグ・ライン材と下部に張られるメタル・ライン材
に分かれており、それぞれ使用条件に応じて耐用性に優
れた最適な材料を使用している。現在一般に使用されて
いるのは、スラグ・ライン用材としてＳｉＣ−Ａｌ2 Ｏ
3 系、メタル・ライン用材としてＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＣ−
Ｃ系、あるいはＡｌ2 Ｏ3 −スピネル−ＳｉＣ−Ｃ系の
耐火物である。
【０００３】これら樋材は、高温の溶銑とスラグが内部
を流れるため、機械的損耗あるいは溶損するが、スラグ
・ライン材においては、スラグと大気との界面に相当す
る部位、メタルライン材においては、メタルとスラグと
の界面に相当する部位に局部的な損耗が生じることが一
般に知られている。こうした樋材の損耗機構は、古くか
ら研究されており、これらの局部損耗は前記界面におい
て、スラグ界面近傍に発生する、マランゴニ効果による
スラグの流動が、樋材からの耐火物成分の溶出を促進す
ることによるものと言われている。
を流れるため、機械的損耗あるいは溶損するが、スラグ
・ライン材においては、スラグと大気との界面に相当す
る部位、メタルライン材においては、メタルとスラグと
の界面に相当する部位に局部的な損耗が生じることが一
般に知られている。こうした樋材の損耗機構は、古くか
ら研究されており、これらの局部損耗は前記界面におい
て、スラグ界面近傍に発生する、マランゴニ効果による
スラグの流動が、樋材からの耐火物成分の溶出を促進す
ることによるものと言われている。
【０００４】ここでマランゴニ効果とは、流体異相界面
での熱移動に伴い発生する局部的な界面張力勾配によっ
て、界面に沿って流動を誘起される現象のことであり、
特に、スラグ界面近傍で誘起されるスラグの流れは、樋
材表面の溶出する耐火物成分の物質移動を促進するた
め、樋材の局所的な損耗の原因となる。また、溶損に際
しての耐火物の損耗量は、樋の上流側（高炉側）からの
距離でみると、該樋を流れる溶銑の温度は全長に亘って
ほぼ同等であるにもかかわらず、出銑時の溶銑落ち口近
辺での値が他の位置より著しく大きく（極大値）、その
位置より下流側のある位置からはほぼ一定となり、さら
に下流側になると、極大値の１／３〜１／５程度であ
る。ここで、溶銑落ち口とは、溶銑やスラグが、出銑に
際して、樋より高い位置にある出銑口から吹き出し、空
中を飛行して着地する樋内の位置を言う。
での熱移動に伴い発生する局部的な界面張力勾配によっ
て、界面に沿って流動を誘起される現象のことであり、
特に、スラグ界面近傍で誘起されるスラグの流れは、樋
材表面の溶出する耐火物成分の物質移動を促進するた
め、樋材の局所的な損耗の原因となる。また、溶損に際
しての耐火物の損耗量は、樋の上流側（高炉側）からの
距離でみると、該樋を流れる溶銑の温度は全長に亘って
ほぼ同等であるにもかかわらず、出銑時の溶銑落ち口近
辺での値が他の位置より著しく大きく（極大値）、その
位置より下流側のある位置からはほぼ一定となり、さら
に下流側になると、極大値の１／３〜１／５程度であ
る。ここで、溶銑落ち口とは、溶銑やスラグが、出銑に
際して、樋より高い位置にある出銑口から吹き出し、空
中を飛行して着地する樋内の位置を言う。
【０００５】かかる損耗状況についての明確な解析が行
われた例はないが、出銑落ち口の近辺は、樋壁表面近傍
での溶銑およびスラグの流速が極めて大きいのに対して
その下流では流速が小さくなることに起因すると推定さ
れる。しかし、いずれにしても、前記極大値が樋材の寿
命を律速し、樋修理のインタバルを決めてしまうことは
確かである。
われた例はないが、出銑落ち口の近辺は、樋壁表面近傍
での溶銑およびスラグの流速が極めて大きいのに対して
その下流では流速が小さくなることに起因すると推定さ
れる。しかし、いずれにしても、前記極大値が樋材の寿
命を律速し、樋修理のインタバルを決めてしまうことは
確かである。
【０００６】従来、溶銑やスラグの流速緩和を狙った樋
材の延命対策は数少ないが、特開平７−２３８３０５号
公報や特開平７−２３８３０６号公報は、メタル・ライ
ン部を狭路化する方法を提唱している。この方法によれ
ば、狭路が維持されている間は、確かに流速緩和がで
き、樋材の損耗速度の低減化が期待できる。しかしなが
ら、狭路が損傷した後は流速緩和の効果が失われるの
で、該狭路が出銑中において常に流速を緩和できる方法
の出現が望まれる。
材の延命対策は数少ないが、特開平７−２３８３０５号
公報や特開平７−２３８３０６号公報は、メタル・ライ
ン部を狭路化する方法を提唱している。この方法によれ
ば、狭路が維持されている間は、確かに流速緩和がで
き、樋材の損耗速度の低減化が期待できる。しかしなが
ら、狭路が損傷した後は流速緩和の効果が失われるの
で、該狭路が出銑中において常に流速を緩和できる方法
の出現が望まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、高炉出銑樋の溶銑落ち口近傍での損耗を低減可
能な高炉出銑樋を提供することを目的としている。
に鑑み、高炉出銑樋の溶銑落ち口近傍での損耗を低減可
能な高炉出銑樋を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、損耗の最も激しい溶銑落ち口近傍での樋壁
面に沿った溶銑及びスラグ流の速度を、常に緩和する手
段の開発に鋭意努力し、その成果を本発明に具現化し
た。すなわち、本発明は、高炉出銑口から飛来した溶銑
およびスラグを着地させて受け入れ、下流へ流す高炉出
銑樋であって、溶銑及びスラグが着地する溶銑落ち口の
上流側１ｍから下流側３ｍの範囲内に、多数の棒状体を
側壁近傍に沿って列設したことを特徴とする高炉出銑樋
である。
成するため、損耗の最も激しい溶銑落ち口近傍での樋壁
面に沿った溶銑及びスラグ流の速度を、常に緩和する手
段の開発に鋭意努力し、その成果を本発明に具現化し
た。すなわち、本発明は、高炉出銑口から飛来した溶銑
およびスラグを着地させて受け入れ、下流へ流す高炉出
銑樋であって、溶銑及びスラグが着地する溶銑落ち口の
上流側１ｍから下流側３ｍの範囲内に、多数の棒状体を
側壁近傍に沿って列設したことを特徴とする高炉出銑樋
である。
【０００９】また、本発明は、前記棒状体が、側壁と同
じ耐火物で形成されていたり、あるいは、上端を溶銑あ
るいはスラグ流の上方空間で固定支持され、下端は該樋
の底面に接する位置に昇降可能に形成されていることを
特徴とする高炉出銑樋である。さらに、本発明は、前記
棒状体が、丸棒であったり、あるいは前記棒状体の相互
間隔が、１００ｍｍ以下であることを特徴とする高炉出
銑樋でもある。
じ耐火物で形成されていたり、あるいは、上端を溶銑あ
るいはスラグ流の上方空間で固定支持され、下端は該樋
の底面に接する位置に昇降可能に形成されていることを
特徴とする高炉出銑樋である。さらに、本発明は、前記
棒状体が、丸棒であったり、あるいは前記棒状体の相互
間隔が、１００ｍｍ以下であることを特徴とする高炉出
銑樋でもある。
【００１０】本発明によれば、列設した棒状体と側壁間
で溶銑およびスラグの流れが停滞するようになり、側壁
を形成する耐火物の損耗を安定して低減することにな
る。また、該棒状体は、交換が容易であるので、樋のメ
インテナンスにとっても好ましい。
で溶銑およびスラグの流れが停滞するようになり、側壁
を形成する耐火物の損耗を安定して低減することにな
る。また、該棒状体は、交換が容易であるので、樋のメ
インテナンスにとっても好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】まず、図１（ａ）、及び（ｂ）に
本発明に係る高炉出銑樋の一部を示す。図１（ａ）は樋
３の断面であり、棒状体１の上端を支持アーム１０に係
止し、かつ支持アーム１０が駆動装置１２により昇降ガ
イド１１に沿って昇降自在にする状況を示している。駆
動装置１２には油圧シリンダ、電動モータなど利用でき
る。なお、図１（ａ）には、簡便のため樋側壁の一方に
のみ本発明に係る棒状体を示したが、もう一方の側壁に
も同様の棒状体を配置することにより、樋の両側面を保
護することができる。
本発明に係る高炉出銑樋の一部を示す。図１（ａ）は樋
３の断面であり、棒状体１の上端を支持アーム１０に係
止し、かつ支持アーム１０が駆動装置１２により昇降ガ
イド１１に沿って昇降自在にする状況を示している。駆
動装置１２には油圧シリンダ、電動モータなど利用でき
る。なお、図１（ａ）には、簡便のため樋側壁の一方に
のみ本発明に係る棒状体を示したが、もう一方の側壁に
も同様の棒状体を配置することにより、樋の両側面を保
護することができる。
【００１２】図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図
であり、棒状体１が樋３の長手方向に列設している様子
を示すが、各棒状体１は、適切な間隔で離してある。本
発明では、この間隔は、後述の理由で１００ｍｍ以下が
好ましい。この棒状体１の材質は、接触する溶銑の温度
が１５００℃以上であることから、本発明では、無機材
料とする。特に、価格を配慮すると、高価なセラミック
スより、通常の耐火物が好ましい。耐火物の種類は、本
発明では特に限定しないが、あまり耐食性が低いもので
は、該棒状体１の交換頻度が多くなる。そこで、樋に使
用するものと同じ材料であれば、交換頻度は低減するの
で、本発明はそれも含ませることにした。その際、溶銑
及びスラグとの接触を配慮し、棒状体１の上下部で材質
を変えても良い。
であり、棒状体１が樋３の長手方向に列設している様子
を示すが、各棒状体１は、適切な間隔で離してある。本
発明では、この間隔は、後述の理由で１００ｍｍ以下が
好ましい。この棒状体１の材質は、接触する溶銑の温度
が１５００℃以上であることから、本発明では、無機材
料とする。特に、価格を配慮すると、高価なセラミック
スより、通常の耐火物が好ましい。耐火物の種類は、本
発明では特に限定しないが、あまり耐食性が低いもので
は、該棒状体１の交換頻度が多くなる。そこで、樋に使
用するものと同じ材料であれば、交換頻度は低減するの
で、本発明はそれも含ませることにした。その際、溶銑
及びスラグとの接触を配慮し、棒状体１の上下部で材質
を変えても良い。
【００１３】次に、本発明では、前記棒状体１の配置位
置を、側壁近傍に沿い、且つ溶銑落ち口７の上流１ｍか
ら下流３ｍまでの範囲とした。この範囲で側壁耐火物８
の損耗が最も激しいので、その損耗速度に影響する溶銑
４やスラグ５の流速を緩和すれば良いからである。ま
た、樋３の深さ方向では、樋敷部（底部）６に接触する
ことが前記流速緩和にとって好ましいので、その深さ調
節ができるよう、棒状体１は前記したように昇降自在に
構成されているのである。さらに、この棒状体１の形状
は、流速緩和ができれば、いかなるものでも良いが、加
工作業の点では丸棒が安価である。なお、１列に配置す
る棒状体１の数は、１本当たりのサイズ、相互の前記間
隔と、流速緩和効果で決まるので、本発明では特に限定
しない。
置を、側壁近傍に沿い、且つ溶銑落ち口７の上流１ｍか
ら下流３ｍまでの範囲とした。この範囲で側壁耐火物８
の損耗が最も激しいので、その損耗速度に影響する溶銑
４やスラグ５の流速を緩和すれば良いからである。ま
た、樋３の深さ方向では、樋敷部（底部）６に接触する
ことが前記流速緩和にとって好ましいので、その深さ調
節ができるよう、棒状体１は前記したように昇降自在に
構成されているのである。さらに、この棒状体１の形状
は、流速緩和ができれば、いかなるものでも良いが、加
工作業の点では丸棒が安価である。なお、１列に配置す
る棒状体１の数は、１本当たりのサイズ、相互の前記間
隔と、流速緩和効果で決まるので、本発明では特に限定
しない。
【００１４】
【実施例】図２は、実際の出銑樋３で１０万トン通銑し
た後、樋３の長手方向位置と損耗速度との関係を測定し
た例である。図２より、溶銑落ち口７が約３．５ｍの位
置にあり、それを挟んで２．５〜６．５ｍの範囲の損耗
速度が大となっている。そこで、前記した手段を、図３
に示すよう樋３の両側壁に沿って設置し、本発明に係る
高炉出銑樋に変更し、出銑を行った。なお、樋３のサイ
ズは、断面の底面が幅１０００ｍｍ×深さ１２００ｍｍ
であり、長さ２０ｍである。
た後、樋３の長手方向位置と損耗速度との関係を測定し
た例である。図２より、溶銑落ち口７が約３．５ｍの位
置にあり、それを挟んで２．５〜６．５ｍの範囲の損耗
速度が大となっている。そこで、前記した手段を、図３
に示すよう樋３の両側壁に沿って設置し、本発明に係る
高炉出銑樋に変更し、出銑を行った。なお、樋３のサイ
ズは、断面の底面が幅１０００ｍｍ×深さ１２００ｍｍ
であり、長さ２０ｍである。
【００１５】（実施例１）使用した棒状体１は、直径１
０ｍｍ、長さ１５００ｍｍで、樋壁耐火物８と同材質
（ＳｉＣ−Ａｌ系耐火物）の丸棒である。また、該丸棒
の相互の間隔は、２０、５０、１００ｍｍの３水準で変
更し、約２万トンの通銑毎に各水準とも新品の丸棒に交
換しつつ、出銑を行った。
０ｍｍ、長さ１５００ｍｍで、樋壁耐火物８と同材質
（ＳｉＣ−Ａｌ系耐火物）の丸棒である。また、該丸棒
の相互の間隔は、２０、５０、１００ｍｍの３水準で変
更し、約２万トンの通銑毎に各水準とも新品の丸棒に交
換しつつ、出銑を行った。
【００１６】図４に、各水準での１０万トン通銑後の側
壁耐火物８の損耗速度を示す。丸棒同士の間隔が、２
０、５０ｍｍの場合はほぼ同等で顕著に損耗速度を低減
化できている。しかし、間隔が１００ｍｍとなると、低
減効果が半減している。図４の結果から、間隔が２０、
５０ｍｍの場合は流速緩和効果が同程度に大きかった
が、１００ｍｍでは、流速緩和効果が低下したことにな
る。従って、棒状体１が丸棒の場合は、その間隔を５０
ｍｍ以下にすれば良く、耐火物損耗速度は、従来の約４
０％に低下し、樋材の寿命が約１．６倍に延長されるこ
とが確認できた。
壁耐火物８の損耗速度を示す。丸棒同士の間隔が、２
０、５０ｍｍの場合はほぼ同等で顕著に損耗速度を低減
化できている。しかし、間隔が１００ｍｍとなると、低
減効果が半減している。図４の結果から、間隔が２０、
５０ｍｍの場合は流速緩和効果が同程度に大きかった
が、１００ｍｍでは、流速緩和効果が低下したことにな
る。従って、棒状体１が丸棒の場合は、その間隔を５０
ｍｍ以下にすれば良く、耐火物損耗速度は、従来の約４
０％に低下し、樋材の寿命が約１．６倍に延長されるこ
とが確認できた。
【００１７】（実施例２）図１と同じ装置で、サイズが
幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの断面を有し、長さ１５
００ｍｍで、材質が側壁耐火物８と同質の角棒を棒状体
１に用いた実験も行った。その際、前記実施例１と同
様、樋長手方向で溶銑落ち口７を挟む２．５〜６．５ｍ
の範囲に、前記棒状体１を樋３の両側壁に列設した。ま
た、角棒同士の間隔は、２０、５０、１００ｍｍの３水
準で変更し、取り付けた角棒は約２万トンの通銑毎に新
品と交換した。１０万トン通銑後の側壁耐火物８の損耗
速度は、ほとんど前記実施例１と同じであったので、省
略する。
幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの断面を有し、長さ１５
００ｍｍで、材質が側壁耐火物８と同質の角棒を棒状体
１に用いた実験も行った。その際、前記実施例１と同
様、樋長手方向で溶銑落ち口７を挟む２．５〜６．５ｍ
の範囲に、前記棒状体１を樋３の両側壁に列設した。ま
た、角棒同士の間隔は、２０、５０、１００ｍｍの３水
準で変更し、取り付けた角棒は約２万トンの通銑毎に新
品と交換した。１０万トン通銑後の側壁耐火物８の損耗
速度は、ほとんど前記実施例１と同じであったので、省
略する。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、高炉
出銑樋に内張りする耐火物の寿命が、従来の１．６倍に
なった。この結果は、高炉操業費の低減に大いに貢献し
た。
出銑樋に内張りする耐火物の寿命が、従来の１．６倍に
なった。この結果は、高炉操業費の低減に大いに貢献し
た。
【図１】本発明に係る高炉出銑樋の一部を示す図であ
り、（ａ）は棒状体の係止状況、（ｂ）は列設状況であ
る。
り、（ａ）は棒状体の係止状況、（ｂ）は列設状況であ
る。
【図２】従来の高炉出銑樋の長手方向位置と側壁耐火物
の損耗速度との関係を示す図である。
の損耗速度との関係を示す図である。
【図３】本発明に係る高炉出銑樋を説明する図であり、
（ａ）は縦断面、（ｂ）は平面を示す。
（ａ）は縦断面、（ｂ）は平面を示す。
【図４】本発明に係る高炉出銑樋の使用効果を示す図で
ある。
ある。
１ 棒状体 ２ 係止手段 ３ 高炉出銑樋（樋） ４ 溶銑 ５ スラグ ６ 樋敷部（底部） ７ 溶銑落ち口位置 ８ 側壁耐火物（樋材） ９ 鋳床 １０ 支持アーム １１ 昇降ガイド １２ 駆動装置 １３ 永久張り耐火物
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−238305（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−246013（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−279212（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−102112（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−119649（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21B 7/14 302 F27D 3/14
Claims (5)
- 【請求項１】 高炉出銑口から飛来した溶銑およびスラ
グを着地させて受け入れ、下流へ流す高炉出銑樋であっ
て、 溶銑及びスラグが着地する溶銑落ち口の上流側１ｍから
下流側３ｍの範囲内に、多数の棒状体を側壁近傍に沿っ
て列設したことを特徴とする高炉出銑樋。 - 【請求項２】 前記棒状体が、側壁と同じ耐火物で形成
されていることを特徴とする請求項１記載の高炉出銑
樋。 - 【請求項３】 前記棒状体が、その上端を溶銑あるいは
スラグ流の上方空間で固定支持され、下端は該樋の底面
に接する位置に昇降可能に形成されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の高炉出銑樋。 - 【請求項４】 前記棒状体が、丸棒であることを特徴と
する請求項１〜３いずれかに記載の高炉出銑樋。 - 【請求項５】 前記棒状体の相互間隔が、１００ｍｍ以
下であることを特徴とする請求項２〜４いずれかに記載
の高炉出銑樋。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05636497A JP3299137B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 高炉出銑樋 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05636497A JP3299137B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 高炉出銑樋 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251717A JPH10251717A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3299137B2 true JP3299137B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=13025204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05636497A Expired - Fee Related JP3299137B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 高炉出銑樋 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3299137B2 (ja) |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP05636497A patent/JP3299137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10251717A (ja) | 1998-09-22 |
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