JP3609013B2 - 傾注樋 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋に関する。
【0002】
【従来の技術】
高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋が提供されている。従来、傾注樋は、流動性をもつキャスタブル材を現場で流し込むことにより形成されたり、または、多数の煉瓦を現場で築造することにより形成されている。前者の場合には、耐久性が必ずしも充分ではない。後者の場合には、煉瓦の目地に先行溶損が発生したり、築造に時間を要したり、使用条件によって煉瓦が脱落したりする問題がある。殊に、傾注樋において脱珪処理を行うようになってから、傾注樋の溶損が非常に大きくなっている。脱珪処理は、傾注樋に収容されている溶銑に鉄酸化物系処理剤を添加することにより、溶銑中の珪素を酸化させてSiO2としてスラグ化し、低減させる処理を意味する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、耐久性の向上、目地の先行溶損の防止、築造の短時間化、脱落の問題を改善を図るのに有利な傾注樋を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る本発明の傾注樋は、高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼUの形状の樋形状をなしており、敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、
側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないことを特徴とするものである。
請求項2に係る本発明の傾注樋は、高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼUの形状の樋形状をなしており、敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、側壁部は炭化珪素を含むアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が重量比で敷部よりも少ないことを特徴とするものである。
【0005】
敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されている本発明の傾注樋によれば、傾注樋の耐久性を高めることができる。溶銑が傾注樋において脱珪処理される場合であっても、傾注樋の耐久性を高めることができる。たとえば、従来5万〜6万トンの通銑量であったものが、7万8千トンの通銑量とすることができる。
【0006】
本発明によれば、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物は、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物に対して異材質である。つまり、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物は、アルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されている。敷部が上記耐火物で形成されている主たる理由は、炭化珪素は溶銑に対して濡れ性が悪く、耐食性が高いため、溶銑による溶損、浸透の抑制に効果的である。
【0007】
これに対してプレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物は、アルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないか敷部よりも少ない。側壁部が上記耐火物で形成されている主たる理由は、脱珪処理により鉄酸化物が還元されることによりスラグ中にFeOが増えるが、FeOに対しては炭化珪素よりもアルミナが強い耐食性を示すためである。
【0008】
本発明では、例えば、重量比で、敷部を構成する耐火物は、アルミナを60〜90%、殊に65〜80%、炭化珪素を10〜50%、殊に10〜30%を含むことができる。更に炭素を1〜10%、殊に1〜5%を含むことができる。その主たる理由は、炭化珪素の添加による耐溶銑性の向上である。
【0009】
本発明では、側壁部を構成する耐火物は、重量比で、アルミナを80〜98%、殊に85〜95%、マグネシアを1〜10%、殊に3〜8%を含むようにできる。その主たる理由は、FeO含有スラグに対する耐スラグ性の強化のためである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【0011】
図1から理解できるように、本実施形態の傾注樋1は、溶解炉として機能する高炉2から大樋3及び中樋4を介して中樋4の先端出口4eから出銑される溶銑を受け、取鍋Mやトーピードカー等に溶銑を移し替えるものであり、中樋4の先端出口4e側に配置されている。傾注樋1は、両端部に溶銑吐出口5をもつと共に矢印A1、A2方向、矢印A1’、A2’方向に傾動可能な傾注樋本体6と、傾注樋本体6のキャスタブル層6eの長さ方向の中央領域に一体的に埋設されたプレキャストブロック8とを備えている。
【0012】
図2は傾注樋1の平面図を示し、図3は傾注樋1の縦断面図(W3−W3線矢視図)を示し、図4は傾注樋1の横断面図(W4−W4線矢視図)を示し、図5は傾注樋用のプレキャストブロック8の横断面図(W4−W4線矢視図)を示し、図6は傾注樋の端面図(図2のW6−W6線矢視図)を示す。
【0013】
図3に示すように、傾注樋本体6は、先端6aに向かうにつれて上昇傾斜する鉄底面6bをもつ浅底容器状をなす鉄皮6cと、鉄皮6cの鉄底面6b側のほぼ全体域に設けられたキャスタブル層6eとで形成されている。キャスタブル層6eは、耐火物を主要成分とする流動性をもつキャスタブル材を鋳込み成形して形成されたものであり、溶銑吐出口5に向かって上昇面となる傾斜面6fをもつ。
【0014】
図3に示すように、プレキャストブロック8は傾斜樋本体6のキャスタブル層6eに一体的に埋設されており、傾斜面6fの下降端同士の間に位置している。このプレキャストブロック8は、図4、図5に示すように、横断面ほぼUの形状の樋形状をなすものであり、底部を形成する敷部9と、敷部9の両側から立設された側壁部10、11とを一体化したものである。側壁部10、11は互いに対向している。プレキャストブロック8は高炉現場で成形するのではなく、専用工場で予め成形されたものであり、非焼成品である。このようにプレキャストブロック8は予め成形されたプレキャスト品であり、現地施工品に比較して、充填度合が高く、緻密化を図ることができ、高強度、高耐食性、高耐溶損性を示し、更に品質の安定化を図ることができる。
【0015】
図5に示すように、プレキャストブロック8の敷部9は、深さが浅い浅樋形状をなしており、ほぼ平坦状をなす浅い内底面9aと、内底面9aに背向すると共にほぼ平坦状をなす外底面9bと、内底面9aの端から斜め上方向つまり拡開方向に立設された高さH1をもつ内側面9cと、内側面9cに背向すると共に外底面9bの端から斜め上方向つまり拡開方向に立設された高さH2をもつ外側面9dとを備えている。
【0016】
図5に示すように、プレキャストブロック8の一方の側壁部10は、敷部9の一方の上端9xから上方に向けて拡開方向に立設されており、内側面10mと、内側面10mに背向する外側面10nとを備えている。また、プレキャストブロック8の他方の側壁部11は、敷部9の他方の上端9xから上方に向けて拡開方向に立設されており、内側面10mに対向する内側面11mと、内側面11mに背向する外側面11nとを備えている。敷部9の上端9xと側壁部10の下端10xとは一体的に接合されており、敷部9の上端9xと側壁部11の下端11xとは一体的に接合されている。
【0017】
図4に示すように、内底面9a、内側面9c、10m、11mはキャスタブル層6eから露出しており、溶銑と接触する。図4に示すように、プレキャストブロック8の敷部9と鉄皮6cとの間にはキャスタブル層6eが装填されており、プレキャストブロック8の側壁部10、11と鉄皮6cとの間にもキャスタブル層6eが装填されている。
【0018】
図3に示すように、プレキャストブロック8の敷部9のうち、傾注樋1の長さ方向における軸端面9sには、キャスタブル層6eとの一体係合性を高めるための凹または凸からなる係合部9kが形成されており、プレキャストブロック8とキャスタブル層6eとの一体性が向上している。なお、図2に示すように、プレキャストブロック8の上部には、据え付けの際にクレーン等でプレキャストブロック8を吊持するための吊り具8xが露出して設けられている。
【0019】
図2及び図3に示すように、プレキャストブロック8は、傾注樋1の長さ方向の中央域においてのみ設けられており、傾注樋1の長さ方向の両端部には設けられていない。中樋4から流れる高温の溶銑は、浸食性をもつスラグと共に、傾注樋1の長さ方向の中央領域で受け止められるため、傾注樋1の長さ方向の中央領域が最も溶銑に対する耐久性が要請されるところである。
【0020】
本実施形態では、プレキャストブロック8の敷部9を構成する耐火物は、プレキャストブロック8の側壁部10、11を構成する耐火物に対して異材質である。即ち、敷部9を構成する耐火物はアルミナ−炭化珪素系であり、殊にアルミナ−炭化珪素−シリカ系であり、なかでもアルミナ−炭化珪素−シリカ−炭素系であり、重量比で、アルミナを約65〜80%、炭化珪素を約10〜30%、シリカを約3〜7%、炭素を1〜5%を含む。例えば、アルミナを約77%、炭化珪素を約13%、シリカを約5%、炭素を2%含む。敷部9を構成している耐火物を上記組成としている主たる理由は、炭化珪素、Cの添加により耐スポーリング性を向上させ、更に炭化珪素の一部を超微粉(20μm以下)の形で添加し、Cの酸化防止と耐溶銑性とを向上させるためである。
【0021】
プレキャストブロック8の側壁部10、11を構成する耐火物は、アルミナ系であり、殊にアルミナ−マグネシア系であり、重量比で、アルミナを約90〜96%、マグネシアを約3〜8%含む。例えば、アルミナを約92%、マグネシアを約5%含む。側壁部10、11を構成している耐火物を上記組成としている理由は、マグネシア添加により耐スラグ性を高め、アルミナとマグネシアの反応による2次スピネル生成によって組織の緻密化を図り、スラグ浸透を抑制するためである。
【0022】
なお、敷部9を構成する耐火物は、マグネシアを積極的には含んでいない。その主たる理由は、アルミナ−シリカーマグネシアの反応による耐火度低下を抑えるためである。また、側壁部10、11を構成する耐火物は、炭化珪素を積極的には含んでいない。その主たる理由は、側壁部10、11のスラグラインでは還元反応によって生成した酸素が炭化珪素を酸化させ易く、その結果、炭化珪素を多く含んでいると、耐食性を低下させるためである。
【0023】
使用の際には、高炉2から大樋3及び中樋4を介して出銑される高温の溶銑を傾注樋1は受ける。この溶銑は傾注樋1内を経由し、傾注しながら、取鍋またはトーピードカーに移送される。傾注樋1内の溶銑に対して固体酸素としてミルスケールを投入し、脱珪処理が行われることがある。
【0024】
上記した組成を備えたプレキャストブロック8が用いられている本実施形態によれば、溶銑に対する耐摩耗性の向上、スラグに対する耐食性の向上、溶銑に対する濡れ性(付着性)の低下、脱珪処理による鉄粒飛散に対する耐摩耗性の向上、脱珪処理による燃焼熱に対して耐スポーリング性の向上を図り得る。これにより傾注樋1の耐久性を高め得、通銑量を増加できる。たとえば、試験によれば、従来5万〜6万トンの通銑量であったものが、7万8千トンの通銑量とすることができた。
【0025】
(その他)上記した実施例に記載の語句、部材の修飾語句は、一部であっても、請求項に記載できるものである。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で必要に応じて適宜変更して実施できるものである。
【0026】
(付記)上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
(付記項1)各請求項において、プレキャストブロックの敷部は、深さが浅い浅底樋形状をなしており、深さが浅い内底面と、内底面に背向する外底面と、内底面の端から拡開方向に立設された内側面と、外底面の端から拡開方向に立設され内側面に背向する外側面とを備えていることを特徴とする傾注樋。
(付記項2)各請求項において、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物はアルミナ−炭化珪素系(殊にアルミナ−炭化珪素−シリカ系、アルミナ−炭化珪素−シリカ−炭素系)の耐火物で形成されており、マグネシアを実質的には含まないか側壁部よりも少なく設定されており、
プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物はアルミナ系(殊にアルミナ−マグネシア系)の耐火物で形成されており、炭化珪素を実質的に含まないか敷部よりも少なく設定されていることを特徴とする傾注樋。
(付記項3)高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受けると共に両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋に一体的に埋設される傾注樋用プレキャストブロックであって、
プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面Uの形状の樋形状をなしており、敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないか敷部よりも少ないことを特徴とする傾注樋用のプレキャストブロック。
(付記項4)付記項3において、重量比で、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物はアルミナを65〜80%、炭化珪素を10〜30%を含み、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物はマグネシアを1〜10%を含むアルミナマグネシア質からなることを特徴とする傾注樋用のプレキャストブロック。
(付記項5)各請求項に係る傾注樋において、または、付記項3に係る傾注樋用プレキャストブロックにおいて、敷部は、浅底の樋形状をなしていることを特徴とする。
(付記項6)各請求項に係る傾注樋において、または、付記項3に係る傾注樋用プレキャストブロックにおいて、傾注樋に収容されている溶銑に対して脱珪処理されることを特徴とする。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、傾注樋の耐久性を高めて通銑量を増加でき、傾注樋の長寿命化を図ることができる。傾注樋内の溶銑に対して脱珪処理を行う場合であっても、傾注樋の耐久性を高めることができ、傾注樋の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高炉に傾注樋を装備している形態を模式的に示すレイアウト図である。
【図2】傾注樋の平面図である。
【図3】傾注樋の縦断面図(図2のW3−W3線矢視図)である。
【図4】傾注樋の横断面図(図2のW4−W4線矢視図)である。
【図5】傾注樋用のプレキャストブロックの横断面図である。
【図6】傾注樋の端面図(図2のW6−W6線矢視図)である。
【符号の説明】
図中、1は傾注樋、6は傾注樋本体、6eはキャスタブル層、8はプレキャストブロック、9は敷部、10、11は側壁部を示す。
Claims (4)
- 高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、
プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼUの形状の樋形状をなしており、
敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、
側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないことを特徴とする傾注樋。 - 高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、
プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼUの形状の樋形状をなしており、
敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、
側壁部は炭化珪素を含むアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素は重量比で敷部よりも少ないことを特徴とする傾注樋。 - 請求項1または請求項2において、重量比で、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物はアルミナを60〜90%、炭化珪素を10〜50%を含み、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物はアルミナを80〜98%を含むことを特徴とする傾注樋。
- 請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項において、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物は、重量比で、アルミナを80〜98%、マグネシアを1〜10%含むことを特徴とする傾注樋。
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