JP3667402B2

JP3667402B2 - 出銑樋施工方法

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Publication number: JP3667402B2
Application number: JP25432695A
Authority: JP
Inventors: 幸一篠原; 哲也山本; 修川手; 貞行山崎; 秀雄吉村; 福一田辺
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JPH0995716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉からの溶銑滓が流れる大樋などの所謂，出銑樋の施工に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような従来の出銑樋の概要構造を図２１に示す。この出銑樋の最も外殻になる外殻部分Ａは耐火煉瓦で構成され、その内側に所定の樋形状を有する所定厚さのキャスタブル層からなるライニングＢが構成されている。このライニングＢのうち、出銑が接触する部位は次第に損耗してしまうから、例えば既に出銑樋が実際の出銑に供され、当該ライニングＢの損耗が所定の管理値以上となると、出銑を止め、図２２に示すように、損耗している古いライニングＢのキャスタブル層を解体して除去し、その内側に前記所定の樋形状の中枠Ｃをセットし、この中枠Ｃと耐火煉瓦層からなる外殻部分Ａとの間に流し込み材Ｄと称される流動性材料を流し込み、この流し込み材Ｄが或る程度固化した状態で中枠Ｃを脱枠し、必要に応じてバーナ等の加熱手段を用いて当該流し込み材Ｄを加熱しながら乾燥させ、これを完全に乾燥・固化させて前記キャスタブル層からなるライニングＢを復元施工する。なお、出銑樋を新規作成する際には、前記耐火煉瓦層からなる外殻部分Ａを作成したのち、中枠Ｃをセットすることから開始される（特開昭５４−１３９８０９号公報参照）。
【０００３】
このような流し込み材のキャスタブル層からなるライニングＢは、一般に気孔率が低く、従ってかさ比重が大きく、機械的強度に優れ、特に出銑に伴う損耗速度が小さいことから、前回の復元施工や新規施工から次の復元施工までの耐用時間が長く、従来、出銑樋の構成としては最も実用的とされている。
なお、前記キャスタブル層からなるライニングＢの部分的或いは局所的な損耗に対しては、接着性を有する粉粒材料を水と混練した吹付け材と称される補修材を、当該損耗部位に比較的低い吐出圧力で吹付けて応急的に補修している。但し、この従来の吹付け材は、一般に気孔率が高く、かさ比重が小さく、強度や損耗速度の点から実際の出銑に長く耐用できるものではないとされており、あくまでも次回の復元施工までの応急的な補修材として使用されている。勿論、こうした応急的な補修で、長時間出銑を止めることはできないから、比較的短時間のうちに，即ち出銑樋が未だ熱い状態で吹付け材を吹付けて補修を行うことから、この吹付け施工を熱間吹付け施工とも称している（特開平６−１１６６１１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の出銑樋の構成並びにその復元施工や新規施工には、例えば中枠をセットしたり、復元施工にあっては古いライニングを解体除去したりするために大変な時間と労力を必要とする。また、ライニングの施工体を乾燥させる際には、前述のように流し込み材からなるキャスタブル層の気孔率が低い分だけ、当該流し込み材の揮発成分や水蒸気或いは加熱によって蒸発しようとする不揮発成分の逃げが悪いことになるから、これらの蒸発成分が集積したり、更にそれが加熱によって膨張したりしてキャスタブル層そのものが破裂（これを爆裂とも言う）しないように、或いは流し込み材が急激に乾燥して体積変化し、これが所謂収縮亀裂の原因となったりしないように、ゆっくりと時間をかけて行う必要がある。勿論、この間に必要とする労力も多大である。更には、前記流し込み材を流し込む工程においては、図２３に示すように当該流し込み材の混練に要する人員、それを移動するための人員、これをバケットに投入し、上架し、施工するための人員を必要とし、これだけでも相応の時間と労力を必要とすることが分かる。このように従来の出銑樋の構成及び施工には多大の時間と労力を必要とするばかりでなく、流し込み材の単価が高い上にその使用量も多いため、全体的にコスト高であり、しかも出銑を長時間止めておかなければならないことから、生産効率や歩留りの面でも大いに問題がある。
【０００５】
本発明は、前記補修材としてしか使用されなかった安価な吹付け材に着目し、当該吹付け材でライニングを構成する際には中枠を必要とせず、また本来的に気孔率の高い吹付け材層からなるライニングは、元来、その乾燥・固化中に前記爆裂や収縮亀裂を起こしにくいことから、この吹付け材を用いて施工された出銑樋が、出銑によって損耗したときに、当該ライニングを復元施工するに際し、その表面を整備するのに有効な出銑樋施工方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
而して、本発明のうち請求項１に係る出銑樋施工方法は、高炉の出銑樋の外殻部分の敷部及び壁部に流し込み材を流し込み、これを乾燥・固化させて当該敷部及び壁部に所定厚さの流し込み材からなるバックライニングを施工し、その内側の敷部及び壁部に所定の出銑樋形状まで、接着性を有する粉粒を水と混練してなる吹付け材を吐出圧力３〜７ kgf/cm ² で吹付け、これを乾燥・固化させて当該敷部及び壁部が一体となった所定厚さの吹付け材からなるワーキングライニングを施工するにあたり、前記吹付けられた吹付け材からなるワーキングライニングが乾燥・固化する前に、当該吹付け材からなるワーキングライニングに、所定の深さの所定径の穴を所定間隔で穿孔することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に係る出銑樋施工方法は、前記穴の所定径を、直径３ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることを特徴とするものである。
ここで、敷部とは前述のように出銑樋の底部に相当する部分を示し、壁部とは出銑樋の幅方向両側部に相当する部分を示す。また、後段に詳述するように、従来、補修材として使用される吹付け材は、後述するリバウンドロスと呼ばれる組成変化を抑制するために吹付け圧力（吐出圧力）が比較的低い状態で使用されており、そのためにかさ比重，強度，損耗速度などの面で長時間の出銑に耐用できないものであったが、前記リバウンドロスや後述するノズルだれ等の問題を抑制防止するように吹付け材の組成や形状を見直しながら吐出圧力を高くすることによって、前記ワーキングライニング施工体としてのかさ比重，損耗速度などを向上することができ、これにより十分に出銑樋として使用可能な強度を得ることができた。このような吹付け材を、前記比較的高い吐出圧力で出銑樋の敷部及び壁部に吹付け、これを乾燥・固化させて、剥離や損傷の少ない当該敷部及び壁部が一体となった所定厚さの吹付け材からなるワーキングライニングを施工することができる。
【０００８】
一方、このようにワーキングライニング用に強度を高めた吹付け材も、前記従来の補修用として使用されてきた吹付け材も、前記従来の流し込み材と較べれば未だ気孔率は大きい。この気孔率の大きさが、元来、これらの吹付け材からなるワーキングライニングを剥離したり爆裂（接着すべき母材から割れ落ちること）したりすることなく、比較的短時間で乾燥・固化し得る要因でもある。つまり、吹付け材が有する比較的多数の気孔から、揮発成分や水蒸気、或いは加熱によって発生する不揮発成分が外部に流出し易いために、それらが集積したり加熱膨張したりすることによる剥離や爆裂が生じにくくなるのである。しかしながら、前記ワーキングライニング用に強度を高めた吹付け材では、かさ比重が大きくなり、従って気孔率も小さくなるため、従来の補修用の吹付け材と同等の乾燥・固化時間を達成しようとすれば、ワーキングライニングに剥離や爆裂が生じ易くなってしまう。そこで、本発明の出銑樋施工方法では、この吹付け材からなるワーキングライニングに所定の深さの所定径の穴を所定間隔で穿孔し、この穴から前記揮発成分や水蒸気、或いは加熱によって発生する不揮発成分を外部に流出できるようにして、ワーキングライニング施工体の剥離や爆裂を抑制防止するものである。
【０００９】
ここで、前記本発明の出銑樋施工方法では、ワーキングライニングによる出銑樋表面に穴が残存することになるが、従来の補修材として使用される吹付け材を乾燥・固化させる際には、当該吹付けられる吹付け材の厚さがさほど厚くなかったこと、従って急激な乾燥・固化でも剥離や爆裂が生じにくかったこと、また吹付け材に限らず、出銑樋の出銑接触表面に穴を明けると、当該穴に出銑が入り込んで損耗速度や剥離の面で悪影響を及ぼすと考えられていたことなどから、前述のような吹付け材からなるワーキングライニングの出銑樋表面に明けられる穴の形状が設定されていなかった。ところが、本発明のうち請求項２に係る出銑樋施工方法のように、直径７ｍｍ以下の穴では、凡そ出銑の表面張力や混在するカーボン等による所謂ヌレ性から、それらの穴に出銑が浸入することのないことが判明した。一方、未だ完全固化していない吹付け材に直径３ｍｍ未満の穴を明けることは、自身の流動性等から困難である。また、後段に詳述するように、この穴の深さは、ワーキングライニングとして吹付けられた吹付け材厚さの１／２〜２／３程度が適当であり、できれば穴の深さは、この範囲内で深いものや浅いものを交互に配列するのが効果的である。更に、隣合う穴の間隔、所謂ピッチは凡そ４００ｍｍ以下とすると剥離や爆裂を大幅に低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る出銑樋施工方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本実施例で使用する出銑樋は、図１に示すように、従来既存でも新設でもよいが、従来と同様に樋の最も外殻になる部分を耐火煉瓦３０１で構成する。次いで、従来の流し込み工法を用いて敷部（樋の底に相当する部分）及び壁部（樋の側面に相当する部分）に所定厚さのキャスタブル層からなるバックライニング３０２を構成する。このバックライニング３０２が完全に硬化してから、このバックライニング３０２上に、後述する吹付け方法の詳細を実施しながら前記吹付け材を樋の敷部及び壁部に吹付け、夫々所定厚さの吹付け材層からなるワーキングライニング３０３を構成したものである。
【００１１】
そして、図２に示すように、この出銑樋が実際の出銑に使用されて損耗してきたら、前記ワーキングライニング３０３が所定厚さ残存しているときに、当該損耗部分に前記吹付け材を吹付け、当該ワーキングライニング３０３を元のように復元する。図３には、その補修要領の概要を簡潔に示す。まず、損耗したワーキングライニング３０３の表面を清浄にしたり、吹付け材が接合し易くなるように成形したりして、当該ワーキングライニング３０３の表面を整備する。次いで前記吹付け材を古いワーキングライニング３０３の表面に吹付け、更に必要に応じてバーナ等の加熱手段を用いて吹付けられた吹付け材を硬化せしめると共に古いワーキングライニングの吹付け材に接着させて、全体で新しいワーキングライニング３０３を復元する。
【００１２】
更に、本実施例では、前記ワーキングライニング３０３として吹付けられた吹付け材を乾燥・固化する際に、図４、図５に示すように、当該吹付け材からなるワーキングライニング３０３が乾燥・固化する以前に、その出銑樋の敷部及び壁部の表面から、所定の深さの所定径の穴３０４を所定間隔で明け、更に必要に応じてバーナ３０５を用いて加熱する。この穴３０４の直径は、凡そ３ｍｍ以上７ｍｍ以下とするのがよく、その深さはワーキングライニング３０３の厚さＴに対して、その１／２Ｔ〜２／３Ｔ程度とし、更にこの深さ範囲のうち、深い穴３０４や浅い穴３０４が交互に配列されるように穿孔する。また、一概に限定はできないが、この穴３０４の間隔、所謂ピッチは１００〜４００ｍｍ程度とするのが望ましい。これらの数値限定の理由については後段に詳述する。
【００１３】
また、図４に示す３０６は前記ワーキングライニング３０３の表面から穿孔される穴３０４の穴明け治具であり、前述のような適当な穴３０４を幾つか同時に押し明けることのできる突起３０６ａが突設されているから、この治具３０６を、未だ乾燥・固化していないワーキングライニング３０３の吹付け材表面から押し付ければ、所望する箇所に所望する幾つかの穴３０４を穿孔することができる。なお、この穴明け治具３０６は必ずしも必要とされるものではないが、あれば、その利便性は高い。また、この治具３０６に突設する突起３０６ａの数は図示に限定されるものではなく、突起３０６ａの数を増加させるほど穴３０４を明ける作業は簡便となるが、同時に治具３０６が大型化してその操作が複雑化してしまうことに留意したい。
【００１４】
さて、前述のようにして吹付け材からなるワーキングライニング３０３を構築する上で問題となるのが、従来補修用としてのみ使用されてきた吹付け材の実用強度である。特に、実際の出銑に際しての吹付け材の損耗速度の大きさは、従来、流し込み材，即ちキャスタブル層のそれの約１０倍程度と評価されていて、この吹付け材の損耗速度の大きさが、従来、吹付け材のみでワーキングライニングを構成することを拒絶する大きな要因となっていた。しかしながら、後述のように吹付け材の組成やその形状等を細かく調整した結果、未だ吹付け材によるワーキングライニングの損耗速度が、流し込み材からなるキャスタブル層のそれを下回ることはないが、前者と後者との差は図６に示すようにさほど大きくなくなり、更に溶銑温度が高くなるにつれて両者の差を小さくすることも可能となってきた。このようになると、吹付け材単価の方が流し込み材単価よりも大幅に安価であり、しかも流し込み材による出銑樋補修は、前述のような大掛かりな作業と長い施工期間を要することもあって、若干、補修頻度が多くなっても、吹付け材のみからなるワーキングライニングを安価に且つ短期間で補修した方が、全体操業のコストとしても歩留り等の問題からも有利であることが判明し、そこで前述のように予め吹付け材からなるワーキングライニングを構成し、その損耗状態に応じて補修を実施することに至った。
【００１５】
そこで、まず、従来、補修用に汎用とされていた吹付け材の組成について簡潔に記述すると、この種の吹付け材は、その粒度が一定ではなく、種々の粒径のものが混在している。これは、完成される補修層としての吹付け材層の強度，即ち損耗速度を小さくすると共に、発塵量そのものやリバウンドロスと呼ばれる吹付け材の飛散化率を小さくするためであり、より具体的には、一般に粒径が７５μｍ以下の微粉と呼ばれる成分が３５％程度、粒径が１ｍｍ以上の粗粒と呼ばれる成分が３５％程度、含有されている（その理由については後段に記す）。リバウンドロスは、吹付けられて完成する吹付け材層の施工体から飛散化によって損失する成分であるから、混練された吹付け材と完成された施工体としての吹付け材層との成分変化を小さくするために、当該リバウンドロスは一般に小さいほど良好とされる。また、一般に吹付け材層は流し込み材層に比して気孔率が高く、それが故に損耗速度を始めとする強度が弱いとされている。逆に、この気孔率の高さが乾燥或いは硬化時間の短縮、引いては工事期間の短縮に貢献することも事実であるが、少なくとも現時点では、この気孔率を可及的に低減して強度を向上することが優先される。この気孔率，即ち施工体の強度は、当該吹付け材層からなる施工体のかさ比重を検討することで評価できよう。
【００１６】
そこで、このような従来汎用の吹付け材を用い、夫々、前記吹付けガンからの吐出圧力を変化させてかさ比重，即ち施工体強度及びリバウンドロスを計測した結果を図７に示す。同図から明らかなように、施工体の強度を示すかさ比重は、吐出圧力３〜５kgf/cm²で、当該吐出圧力の増加と共に増加するが、吐出圧力５kgf/cm²以上では殆ど変化がない。一方、リバウンドロスは、吐出圧力３kgf/cm²以上で、当該吐出圧力の増加と共に単純１次曲線的に増加し続ける。そこで、従来、補修用に吹付け材を用いる場合には、特にリバウンドロスを最小限に止めるために、吐出圧力を３kgf/cm²程度に設定して、吹付け材を吹付けていたが、これが故に当該吹付け材からなる施工体強度が向上しなかったとも言える。
【００１７】
次に、本件発明者等は前記リバウンドロスを吐出圧力３kgf/cm²以上の領域で低減するために、前記粒径１ｍｍ以上の粗粒含有率を変化させてみた。この結果を図８に示す。なお、このときの吐出圧力は３〜５kgf/cm²である。また、粒径７５μｍ以下の微粉含有率は３５％一定である。同図から明らかなように、粗粒含有率３０％を境界として、それより粗粒含有率が多くなるとリバウンドロスが増加する。また、粗粒含有率が２５％以下では、ノズル先端部から混練された吹付け材が垂れてしまう現象（以下、ノズルだれと称する）が発生し、吹付け材の良好な噴射が阻害されてしまった。そこで、更に同じ３〜５kgf/cm²の吐出圧力で、前記粒径７５μｍ以下の微粉含有率も同時に変化させてみた。この結果を図９に示す。同図から明らかなように、吹付け材吐出圧力３〜５kgf/cm²の範囲では、前記粗粒の含有率も微粉の含有率も２５〜３０％程度の範囲でリバウンドロスの抑制に良好な結果を得、これより微粉含有率が多いと発塵が多くなり過ぎて作業環境が悪化する。また、これより微粉含有率が少ないか粗粒含有率が多いとリバウンドロスが多くなって成分変化の面で支障がある。また、これより粗粒含有率が少ないとノズルだれが発生する。
【００１８】
一方、これと同様の評価を吹付け材の吐出圧力５〜７kgf/cm²の範囲で実施した結果が図１０である。同図では、前記粗粒の含有率も微粉の含有率も１５〜２５％程度の範囲でリバウンドロスの抑制に良好な結果を得、これより微粉含有率が多いと発塵が多くなり過ぎて作業環境が悪化する。また、これより微粉含有率が少ないか粗粒含有率が多いとリバウンドロスが多くなって成分変化の面で支障がある。また、これより粗粒含有率が少ないとノズルだれが発生する。
【００１９】
以上より、本実施例では吐出圧力５kgf/cm²を境界点として吹付け材の組成を見直し、実用に供してみた。また、これに伴って、前述の説明からも推測されるようにリバウンドロスの主たる要因となる粗粒の形状について検討したところ、それまでの汎用の吹付け材に混在している粗粒は、所謂角のとれた滑らかな外形をしていたが、これが故に先行して吹付けられている吹付け材に衝突した反動で当該粗粒が飛散してしまうことを見出し、図１１に示すように粗粒の形状を角張った鋭利な形状とすることで、これらの粗粒が先行して吹付けられている吹付け材に突き立ったり、埋没したりしてリバウンドロスを低減化することができるようになった。なお、このような鋭利な粗粒は、一旦固化した吹付け材を適切なインペラ（羽根状の粉砕装置）で粉砕することにより得ることができることも合わせて見出している。また、施工時間を短縮するためには、ノズルからの吹付け材の噴射量を増加或いは確保することが必要であり、そのためには供給される加圧空気の量を増加させ、ホースやノズルの圧力損失を低減することが必要となる。そこで、本実施例では加圧空気の配管径やホース径を大径化させ、材料ホース径やノズル径も大径化している。また、吹付け材を混練させるための水についても微細な調整が必要であることが判明し、当該水の圧力や流量が適正でないとノズルだれが発生したり、リバウンドロスが増加したりする弊害が表れるため、より具体的には供給水圧は吹付け材供給圧の約１０％程度高い圧力とする必要があり、その流量は、吹付け材供給量の約１２〜１５％程度に設定する必要のあることが分かった。また、吹付け材の水との混練性を向上するために、前記ノズルの長さも関与していることが判明したが、これは例えばノズル内部で螺旋状の渦流を創成する混練部材等の使用によって混練効率を向上することで変化するため、当該ノズル内での混練効率に鑑みてノズル長を設定することが必要となる。
【００２０】
これらの必要な条件を満足しながら、前記吐出圧力５kgf/cm²を境界として吹付け材の材料組成を調整し、種々の吐出圧力で吹付け材からなるワーキングライニングを施工し、その施工体の気孔率を図１２に、施工体の圧縮強度を図１３に、施工体の損耗速度を図１４に示す。まず図１４からは、未実施ではあるが、吐出圧力を高めれば高めるほど損耗速度が低下して良好になるようにも考えられる。しかし、図１２からは、吐出圧力を７kgf/cm²より大きくすると、逆に気孔率が増加してしまうことが分かり、これに合わせて図１３の圧縮強度も低下する。そこで、本実施例では前述のように吐出圧力５kgf/cm²を境界として吹付け材の材料組成を調整することを前提として、吐出圧力を３〜７kgf/cm²に設定することとした。
【００２１】
次に、実際に施工される施工体の施工手順について簡潔に説明する。最も概要的には、図１５に示すように、まず、施工体となる敷部３１０に吹付け材を吹付け、次に一方の壁部３１１に吹付け材を吹付け、次に他方の壁部３１２に吹付け材を吹付ける。このとき重要なのは、全ての吹付け材が乾燥或いは硬化してしまう前に次の吹付け材を吹き付けて、乾燥或いは硬化した施工体（ワーキングライニング全体）が一体になるようにする必要のあることである。これは、図１６に示すように、例えばバックライニング３０２が露出している部分の壁部３１１のみに吹付け材を吹付けると、出銑時には、その最も肉厚の薄い境界部分から吹付け材の剥離が開始するためであり、これを可及的に防止するためには吹付けられる吹付け材を一体化して境界部分を作らないようにすることが必要となる。
【００２２】
また、損耗したワーキングライニング上に新たな吹付け材を吹付けてワーキングライニングを復元するときには、古いワーキングライニングの厚さ（以下、これを残厚と記す）にも留意しなければならない。前述のように、出銑樋を流れる出銑は、その下方を溶銑が、その上方を溶滓が流れるように流域が分離する。このうち、図１６に示すように、溶銑の流れる領域をメタルライン（ＭＬ）と記し、溶滓の流れる領域をスラグライン（ＳＬ）と記すこととし、各流域での残厚の状態とそれに新たな吹付け材を吹付けて前記所定厚さのワーキングライニングを復元したときの出銑時の剥離発生率を図１８に示す。同図から明らかなように、古いワーキングライニングの残厚が５０ｍｍより薄い場合には、敷部，スラグライン（ＳＬ），メタルライン（ＭＬ）共に高い剥離発生率を示すが、残厚が５０〜１００ｍｍの範囲では剥離発生率は極端に低減し、残厚が１００ｍｍより厚い場合には全ての部位で剥離が発生しなくなる。そこで、本実施例では、古いワーキングライニングの残厚が５０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上残っているときに新たな吹付け材を吹付けてワーキングライニングの復元補修を実施することとした。
【００２３】
これに鑑みて、最初に構築される吹付け材層からなるワーキングライニング厚は、補修頻度や現在使用される吹付け材の亀裂、剥離或いは爆裂の発生回避等の理由から、少なくとも２００ｍｍ以上であることが望まれる。ここに言う吹付け材の亀裂とは、当該吹付け材が乾燥固化する際に生じる収縮が原因となって施工体に発生する亀裂を示す。また、吹付け材の剥離とは、ワーキングライニンングを新規施工する場合には主としてバックライニングに対して、それを復元施工する場合には主として古いワーキングライニングに対して、それら母材に対する接着性が低く、吹付けられた吹付け材が母材から剥がれ落ちてしまうことを示す。また、吹付け材の爆裂とは、当該吹付け材に混在する揮発成分，水，不揮発成分が、前記加熱乾燥時にバックライニングとの間に集積し、それが加熱によって膨張する際、施工体そのものに発生するバックライニングからの破裂を示す。なお、前記爆裂を原因として吹付け材の剥離が発生することもある。また、こうしたワーキングライニングの損傷から出銑樋構造全体（耐火煉瓦層までを含む）を保護するために、本実施例では前記流し込み材からなるバックライング厚も１００ｍｍ以上とした。これらの各ライニング厚の最大厚は、本来確保すべき出銑樋の幅及び深さと、耐火煉瓦層で構成された溝の幅及び深さとから逆算され、本実施例ではワーキングライニング厚を４００ｍｍ以下とした。
【００２４】
以上のような経緯から、かさ比重が高く、従って気孔率の低い吹付け材からなるワーキングライニングを比較的短時間で乾燥・固化させるために、前記図５のような加熱装置としてバーナ３０５が使用される。しかしながら、このように気孔率が低くなると、加熱を伴う吹付け材の乾燥・固化時に発生する揮発成分や水蒸気、或いは加熱によって発生する不揮発成分が、その表面から外部に流出しににくくなり、それらが吹付け材からなる施工体の或る一か所に集積すると前記吹付け材の剥離の原因となり、またそれらがバックライニング側、即ち母材側に抜けて集積するとか、更にそれらが加熱によって膨張したりすると前記吹付け材の爆裂の原因となる。また、急速な乾燥・固化時には、吹付け材の乾燥・固化に伴う凝集性の不均衡が施工体の表面部と内部とで発生し、それが原因となって前記吹付け材の表面亀裂が発生する。そこで、本実施例では、前述のように吹付け材からなるワーキングライニング３０３が乾燥・固化する前に、図４，図５に示すように、当該ワーキングライニング３０３の表面から穴３０４を明けて、これらの蒸発成分を外部に流出させ、もって前記吹付け材の剥離・爆裂・表面亀裂等の発生を抑制防止する。
【００２５】
ところで、従来の流し込み材及び本実施例の吹付け材に限らず、このように出銑樋の表面に穴を明けることは、それらの穴内に出銑が流れ込み、例えばそれが蓄熱方向に作用して出銑樋損耗の要因となると考えられており、それが故に、出銑樋の表面はできるだけ平滑として、穴を明けることは回避すべきこととされていた。しかしながら、前記出銑樋の表面に明けられる穴３０４の直径が７ｍｍ以下であれば、出銑の表面張力やカーボン等の所謂ヌレ性によって穴の中に出銑が流入してしまうことがなく、従って前記吹付け材からなるワーキングライニング３０３の損耗に悪影響を及ぼすことのないことが判明した。但し、未だ乾燥・固していない吹付け材に直径３ｍｍ未満の穴を明けることは、自身の流動性等の面から困難であり、従ってここでは、ワーキングライニング３０３の出銑樋の敷部及び壁部に明ける穴３０４の直径を３ｍｍ以上７ｍｍ以下に設定した。また、穴３０４の深さを、吹付け材からなるワーキングライニング３０３施工体の厚さの１／２〜２／３程度にすることにより、吹付け材乾燥・固化時の前記蒸発物の外部への流出性に優れ、且つ吹付け材からなるワーキングライニング３０３施工体の保形性（吹付けられた施工体の形状を崩さずに保持する性質）を維持することができる。更に、これに合わせて前記深さ管理範囲内で隣合う穴３０４の深さを異ならせることにより、前記蒸発物の外部への流出性を高め且つ施工体の保形性を確保することができるようになる。
【００２６】
次に、前記ワーキングライニング３０３の出銑樋表面に明けられる穴３０４のピッチについて説明する。まず、容易に想定されるように、前記諸条件を満足する穴３０４の吹付け材施工体表面単位面積当たりの数は多ければ多いほど、少なくとも乾燥・固化時の前記剥離・爆裂・表面亀裂の発生抑制効果は高まる。その試験結果を図１９に示す。この試験では、比較的短時間で吹付け材を急速に乾燥・固化させる条件下で、ワーキングライニング３０３の出銑樋表面に穴を明けないもの、隣合う穴のピッチが１０００ｍｍのもの、同じくピッチが４００ｍｍのもの、同じくピッチが１００ｍｍのものの夫々について、前記剥離・爆裂・表面亀裂の発生率を調査した。そして、同図から明らかなように、隣合う穴のピッチが１０００ｍｍでも、穴を明けないものより、剥離や爆裂の発生は大幅に低減する。また、隣合う穴のピッチが４００ｍｍとなると、前記各損傷項の発生は殆ど発生しなくなり、隣合うピッチが１００ｍｍでは、少なくとも試験結果として前記各損傷項は発生しなかった。
【００２７】
一方、実際の出銑に関しては、前記吹付け材からなるワーキングライニング３０３の出銑樋表面単位面積当たりの穴３０４の数が多過ぎると、剥離等の損傷が若干増加する可能性がある。その試験結果を図２０に示す。この試験では、所定の出銑時間中に発生する剥離発生率を、前記図１９の試験サンプルに対して同様に調査した。同図から明らかなように、隣合う穴のピッチが小さいほど、吹付け材からなるワーキングライニング３０３の剥離発生率は小さくなるが、隣合う穴のピッチが１００ｍｍのものでは、僅かに剥離が発生した。
【００２８】
これらの結果から、前記ワーキングライニング３０３の出銑樋表面に明けられる穴３０４のピッチは、１００ｍｍ〜４００ｍｍが好ましいと考えられるが、例え隣合う穴のピッチが１０００ｍｍでも、穴を明けないものよりも損傷の発生率は大幅に低減されることから、各出銑樋形状や出銑条件に応じて適宜のピッチを設定することを重要視すればよい。
【００２９】
なお、上記実施形態においては、ワーキングライニングの出銑樋の敷部及び壁部の表面の全てに穴を明けたものについて説明したが、実際の施工にあたっては前記図１５に示すように、まず敷部に吹付け材を吹付け、次いで両壁部に吹付け材を吹付ける関係から、当該ワーキングライニングの敷部への吹付け終了後に直ぐに当該敷部に穴を明けなければならず、従ってその後に吹付けられる壁部への吹付け材のリバウンド（飛散成分）が前記ワーキングライニングの敷部上に堆積するため、先に明けられたワーキングライニングの敷部の穴が閉塞されてしまうこともあった。しかしながら、このようにワーキングライニングの敷部の穴が閉塞されても、実際の出銑樋の形状によっては、図５に示すように、前記バーナ３０５の炎３０５ａから当該ワーキングライニングの敷部までの距離Ｌ₁は同壁部までの距離Ｌ₂より長く、バーナ３０５による加熱力が弱いために、当該ワーキングライニングの敷部には前記剥離・爆裂・表面亀裂等の損傷が発生しないことも検証された。そこで、本発明の出銑樋施工方法では、少なくともワーキングライニングの壁部に穴を明けることのみを限定し、その敷部への穴明けは必要に応じて選定すべきであるとする。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の出銑樋施工方法によれば、吹付け材からなるワーキングライニングの出銑樋表面に穴を明けることにより、当該吹付け材からなるワーキングライニングの剥離・爆裂・表面亀裂等の損傷の発生を抑制防止して、当該ワーキングライニングの乾燥・固化時間を短縮することができる。また、前記穴の直径を３ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることで、吹付け材からなるワーキングライニングの保形性を維持しながら出銑の入り込みを抑制防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の出銑樋施工方法により完成された出銑樋の概略全体構成図である。
【図２】本発明の出銑樋施工方法により復元された出銑樋の概略全体構成図である。
【図３】図２の出銑樋の復元施工の説明図である。
【図４】本発明の出銑樋施工方法による吹付け材からなるワーキングライニングの出銑樋表面への穴明けの説明図である。
【図５】本発明の出銑樋施工方法によって吹付け材からなるワーキングライニングの出銑樋表面に穴を明けてそれを乾燥・固化させる工程の説明図である。
【図６】流し込み材及び吹付け材からなるライニングの夫々の損耗速度の溶銑温度に対する特性図である。
【図７】従来の吹付け材からなるライニング（施工体）のかさ比重とリバウンドロスとの吐出圧力に対する特性図である。
【図８】本実施例において吐出圧力３〜５kgf/cm²で吹付け材の粗粒量を変化させたときのリバウンドロスの特性図である。
【図９】本実施例において吐出圧力３〜５kgf/cm²で吹付け材の粗粒量及び微粉量を変化させたときのリバウンドロスの特性図である。
【図１０】本実施例において吐出圧力５〜１０kgf/cm²で吹付け材の粗粒量及び微粉量を変化させたときのリバウンドロスの特性図である。
【図１１】本実施例における吹付け材の粗粒形状の詳細説明図である。
【図１２】本実施例において吹付け材の材料組成を調整しながら吐出圧力を変化させたときのライニング（施工体）の気孔率の特性図である。
【図１３】本実施例において吹付け材の材料組成を調整しながら吐出圧力を変化させたときのライニング（施工体）の圧縮強度の特性図である。
【図１４】本実施例において吐出圧力を変化させたときのライニング（施工体）の損耗速度の特性図である。
【図１５】ライニングの復元施工における吹付け材の吹付け手順の説明図である。
【図１６】復元施工された吹付け材施工体の剥離開始の説明図である。
【図１７】損耗した吹付け材ライニングの残厚の説明図である。
【図１８】本実施例における吹付け材ライニングの残厚と剥離発生率との相関説明図である。
【図１９】吹付け材からなるワーキングライニングの出銑樋表面に各種のピッチで穴を明けたときの乾燥・固化時の損傷発生率の説明図である。
【図２０】吹付け材からなるワーキングライニングの出銑樋表面に各種のピッチで穴を明けたときの出銑時の剥離発生率の説明図である。
【図２１】従来の出銑樋の概略全体構成図である。
【図２２】従来の出銑樋の復元施工の説明図である。
【図２３】従来の出銑樋の施工に必要な人員の説明図である。
【符号の説明】
３０１は耐火煉瓦
３０２はバックライニング
３０３はワーキングライニング
３０４は穴
３０５はバーナ
３０６は穴明け治具

Claims

高炉の出銑樋の外殻部分の敷部及び壁部に流し込み材を流し込み、これを乾燥・固化させて当該敷部及び壁部に所定厚さの流し込み材からなるバックライニングを施工し、その内側の敷部及び壁部に所定の出銑樋形状まで、接着性を有する粉粒を水と混練してなる吹付け材を吐出圧力３〜７ kgf/cm ² で吹付け、これを乾燥・固化させて当該敷部及び壁部が一体となった所定厚さの吹付け材からなるワーキングライニングを施工するにあたり、前記吹付けられた吹付け材からなるワーキングライニングが乾燥・固化する前に、当該吹付け材からなるワーキングライニングに、所定の深さの所定径の穴を所定間隔で穿孔することを特徴とする出銑樋施工方法。
前記穴の所定径は、直径３ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の出銑樋施工方法。