JP3719605B2

JP3719605B2 - 横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法

Info

Publication number: JP3719605B2
Application number: JP2003115483A
Authority: JP
Inventors: 誠難波; 久晴佐々木; 孝昭小山; 智暁若江
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004317097A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法に関し、特に、筒状の芯金に対して仕切り板を用い、その位置を選択して被覆不定形耐火物を流し込むことにより、ゾーンドライニング位置を自在に選択することができるようにするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高級鋼の溶製ニーズは益々高まる傾向にあり、溶銑中の珪素、硫黄、燐を転炉に装入する前に取り除く溶銑予備処理や、転炉から出鋼した溶鋼の清浄度を更に向上させるための溶鋼脱硫や微量の合金成分の調整などにランスパイプが使用され、その使用条件は過酷化の一途を辿る傾向にある。
ランスパイプは、鉄製の筒状の芯金を通して溶鋼内に窒素やアルゴンを吹き込むガス撹拌用と、それらのガスで石灰や酸化鉄や蛍石などを溶銑や溶鋼内に吹き込む粉体吹き込み用とに２分される。
ランスパイプは、前記芯金に鉄製のスタッドを任意の配列で取り付け、その周りを溶銑や溶鋼に対する耐熱性やスラグに対する耐食性を保持するために、流し込み施工の不定形耐火物で被覆することで構築されている。長さは４ｍから８ｍ、外径は２００ｍｍから４００ｍｍの円筒形の構造体であるが、使用される条件により損傷形態が異なり、それに対応する形状が選択されているため、様々な形状のランスパイプが各種窯炉で適用されている。また、溶銑あるいは溶鋼中への浸漬部と、スラグに接触する部位や処理効率の向上と温度補償のために吹き込まれる酸素の影響を受ける部位、酸素の二次燃焼による高温雰囲気下に曝される部位を含めた非浸漬部とに大別され、各々でその損傷形態が異なり、被覆不定形耐火物に要求される具備すべき特性も異なる。そのため、耐用性向上対策として、損傷形態に対応した具備特性を有する２材質の被覆不定形耐火物によるゾーンドライニングを施したランスパイプの採用が増加傾向にある。
【０００３】
最近のランスパイプの耐用性向上技術として、吐出孔形状に関する改善技術（特許文献１）、芯金に取り付けるスタッドによる改善技術（特許文献２、３、４）、芯金の熱膨張起因の被覆不定形耐火物の損傷に対する改善技術（特許文献５、６、７）がそれぞれ公開されている。被覆不定形耐火物の材質面での改善技術は公開されている（特許文献８、９、１０）。また、ランスパイプを施工する際の型枠の改善による耐用性向上技術が公開（特許文献１１）されているが、施工方法による改善技術に関しては、技術公開および技術報告が殆んど成されていないのが現状である。
【０００４】
ランスパイプへの被覆不定形耐火物の流し込み施工方法は、型枠を垂直に立てた状態で施工する、いわゆる縦鋳込みによる施工方法と、型枠を横に寝かせた状態で施工する、いわゆる横鋳込みによる施工方法とに大別される。
縦鋳込みによる施工では、型枠を先端側あるいは設備と接続するためのジョイント側を上向きに設置し、型枠上部から被覆不定形耐火物を投入し、型枠に取り付けた振動機による枠振動を併用しながら施工を行う。つまり、材料投入口はランスパイプの断面積と同一であり、投入速度が制限される、あるいは作業効率が悪いといった欠点がある。しかし、型枠上部から投入する被覆不定形耐火物の材質あるいは投入量を変更することで、特に仕切り板を使用することなく容易にゾーンドライニングを行うことができ、位置の変更も容易である。
横鋳込みによる施工では、型枠を水平に寝かせた状態で設置する。材料投入口は、型枠上部つまりランスパイプの長手方向の側面全体が開口されており、そこから被覆不定形耐火物を投入し、型枠に取り付けた振動機による型枠動を併用しながら施工を行う。材料の大量投入が可能であり、作業時間の短縮に対しても効果がある。しかし、鉄製の型枠に於いて、特定の位置にスリットを設け、そこに鉄製の仕切り板を差し込むことでゾーンドライニングを行っており、ゾーンドライニングの実施あるいは位置変更には型枠の改造が必要である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５２２３９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１３３１６６号公報
【特許文献３】
特開２００１−４９３２８号公報
【特許文献４】
特開２０００−６３９２５号公報
【特許文献５】
特開２００１−１２３２１６号公報
【特許文献６】
特開２０００−３８６１０号公報
【特許文献７】
特開平１０−２８００２８号公報
【特許文献８】
特開平１１−２５６２２１号公報
【特許文献９】
特開平９−１２５１３０号公報
【特許文献１０】
特開平７−２２３８７４号公報
【特許文献１１】
特開平１０−６０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のランスパイプの構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、縦鋳込みによる施工では、投入する２種以上の被覆不定形耐火物の投入比率を調整することで、特に型枠に改造を施すことなく容易にゾーンドライニング位置を変更することが可能である。また、任意に変動する浸漬深さに対して、任意のゾーンドライニング位置を選択することが可能である。
一方、横鋳込みによる施工では、ゾーンドライニング位置を変更するために型枠の改造が必要となり、ランスパイプの使用される条件、特に溶銑あるいは溶鋼中への浸漬深さの変動に即時対応することが困難である所に問題があり、不適切な部位に曝された被覆不定形耐火物の局部的な損傷が著しく進行し満足できる寿命が得られないことになる。更に、任意に変動する浸漬深さに対して、ゾーンドライニング位置を任意に選択することは不可能である点も現状の問題点であった。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、筒状の芯金に対して仕切り板を用い、その位置を選択して被覆不定形耐火物を流し込むことにより、ゾーンドライニング位置を自在に選択することができるようにした横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法は、横鋳込みによるランスパイプの施工に際し、前記ランスパイプに仕切り板を設置して被覆不定形耐火物を流し込み、前記仕切り板の位置を選択することにより前記被覆不定形耐火物ゾーンドライニング位置を選択する方法であり、また、前記ランスパイプの長手方向に沿って２ケ所以上の前記仕切り板を設置し、前記各仕切り板によって仕切られた区分毎に互いに異なる材質の前記被覆不定形耐火物を流し込み、互いに異なる３材質以上の前記被覆不定形耐火物を用いる方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明による仕切り板1を用いて型枠2内で筒状の芯金3に対して被覆不定形耐火物４を流し込んでランスパイプ１０を形成する構成を示している。
すなわち、この芯金３と被覆不定形耐火物４によってランスパイプ１０が構成されている。
前記仕切り板１の形状は、図２で示されるように輪状に形成され、内径ａは前記芯金３の外径に相当し、外径ｂは前記ランスパイプ１０の外径に相当し、厚みｃは内径ａの２．５〜５．０％が好適であり、径方向長さｄは貫通孔１ａの内周から外周迄の長さである。
【００１０】
本発明で使用する仕切り板１としては、一般に工業用、家庭用として市販されているアクリル樹脂製、プラスチック製、紙製、ゴム製等の簡易な構造の板が使用できるが、その厚みは外径の１．０〜５．０％程度、好ましくは２．０〜３．０％が使用可能である。厚みが１．０％未満の板を複数枚張り合わせての使用も可能である。
厚みが１．０％未満の板を使用した場合、被覆不定形耐火物投入後に引き抜く際の労力は軽減されるが、被覆不定形耐火物を支持するための仕切り板としての効果が阻害される。
一方、厚みが５．０％より厚い板を使用した場合、被覆不定形耐火物を支持するための仕切り板としての効果は十分発揮されるが、被覆不定形耐火物投入後に引き抜くことが困難、あるいは不可能となる。
また、内径ａは芯金３外径と同一で外径はランスパイプの外径と同一形状に裁断しておく必要があり、被覆不定形耐火物投入後に型枠２内部から引き抜くための切り込みを１箇所以上に設けておく事が好ましい。
更に、被覆不定形耐火物投入後に引き抜くために、紐を取り付けておく事が好ましい。取り付ける位置は、牽引による型枠内部での破損または断裂を回避するため、仕切り板１の内周から外周までの１／３以内に取り付けることが好ましい。
すなわち、前記仕切り板１は、型枠２内で２材質の内の１材質を投入後、あるいは両材質を投入後直ちに除去する必要があるため、図示していないが、二体又は三体等のように複数個に分割されており、除去しやすく構成され、この各仕切り板１を除去した後にランスパイプ１０として用いられる。
【００１１】
横鋳込みによるランスパイプ１０の施工では、型枠２は上下または左右に２分割されている場合が一般的である。施工に際しては、鉄製の芯金３を型枠の一端に固定し、その後型枠２を組み上げる。
本発明においては、型枠２に芯金３を固定した段階で仕切り板１を設置し、その後型枠２を組み上げる。この際、引き抜き作業を容易にするため、板の内周および外周の芯金および型枠と接触する面に離型剤を塗布することが好ましい。離型剤としては、一般的に使用される工業用グリスや潤滑剤が使用できる。本発明では、仕切り板１を任意の位置に設置することで、ゾーンドライニング位置を任意に変更できることを特徴としている。これにより、任意に変動する浸漬深さに対して、ゾーンドライニング位置を任意に選択することが可能となる。
次に、本発明に関わる横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物のゾーンドライニング位置変更方法は、型枠２に芯金３を固定した段階で、任意の２箇所以上に仕切り板１を設置することで、３材質以上の被覆不定形耐火物によるランスパイプの構築を可能とする施工方法であることをも特徴としている。これにより、部位により損傷形態が異なり、被覆不定形耐火物４が具備すべき特性が異なるランスパイプ１０に於いて、各々の損傷形態に特化した３材質以上の被覆不定形耐火物４によるランスパイプ１０の構築が可能となる。また、損傷軽微な部位にのみ安価な被覆不定形耐火物を適用したランスパイプの構築も可能となる。
本発明で使用される被覆不定形耐火物４は、特に限定されるものではなく、慣用の流し込み不定形耐火物のいずれの材質をも使用することができ、例えば、高アルミナ質、アルミナ−シリカ質、アルミナ−シリカ−ジルコニアムライト質、ムライト質、粘土質、アルミナ−カーボン質、アルミナ−炭化珪素質、アルミナ−炭化珪素−カーボン質、ジルコン質、スピネル−炭化珪素−カーボン質、アルミナ−スピネル−炭化珪素−カーボン質、アルミナ−スピネル−カーボン質、アルミナ−マグネシア−カーボン質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、スピネル−マグネシア質、スピネル−マグネシア−アルミナ質等の流し込み不定形耐火物が使用可能である。
【００１２】
尚、前記芯金３の長手方向Ａに沿って設けられた２ケ所以上の仕切り板１をこの長手方向Ａに沿い任意の位置にずらすことによって、この仕切り板１によって仕切られた３ケ所以上の区分（すなわち、ゾーンドライニング位置）２０、２１、２２を形成することができる。
この各区分２０、２１、２２毎に、被覆不定形耐火物４の材質を異ならせることにより、少なくとも３材質以上で構成することができ、ランスパイプ１０を用いる用途に応じて最適な材質を各区分２０、２１、２２毎に用いることができる。
【００１３】
次に、本発明の横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物のゾーンドライニング位置変更方法について更に具体的に説明する。
表１の第１表に、従来および本発明を実施した実施例１、２についてのゾーンドライニング位置、使用時の湯面位置、被覆不定形耐火物材質、使用本数および使用結果を示す。表１は、鉄鋼−貫製鉄所における溶銑予備処理、特に脱珪を中心とした処理を行う際、処理剤を溶銑中に吹き込むために使用されるランスパイプ１０についての使用結果であり、横鋳込み施工法により施工されたものである。
このランスパイプ１０は、被覆不定形耐火物４施工部位が先端から約６．７ｍであり、最大外径は４００ｍｍで最小外径は２５０ｍｍである。従来は、先端から２．８ｍの位置でゾーンドライニングを行っていた。ゾーンドライニングの方法は、鉄製の型枠２に於いて、先端から２．８ｍの位置にスリットを設け、そこに鉄製の仕切り板１を差し込むことで行っていた。即ち、ゾーンドライニング位置を変更するためには、型枠２の改良が必要であった。被覆不定形耐火物４としては、先端から２．８ｍまでは耐熱スポーリング性の点からアルミナ−シリカ質を、２．８ｍからは耐熱性、耐食性の点からスピネル−マグネシア質をそれぞれ適用していた。実使用では、溶銑の湯面位置が２．０ｍであったため、スラグラインおよび酸素吹きの影響を受ける位置でのアルミナ−シリカ質被覆材の局部損傷が進行し、廃却となった。逆に、４．５ｍより上部では、損傷軽微であり、ほぼ原寸に近い状態であった。
【００１４】
【表１】

【００１５】
実施例１
スラグラインおよび酸素吹きの影響を受ける位置に耐熱性、耐食性に於いてアルミナ−シリカ質よりも優れるスピネル−マグネシア質を適用するため、即ち、ゾーンドライニング位置を先端から２．０ｍとするため、外径３５０ｍｍの位置に、内径は芯金外径と同一で外径はランスパイプの外径と同一の形状に裁断した、厚み１０ｍｍで１箇所に切れ込みを設け、引き抜き用の紐を取り付けたゴム製の板を予め芯金に簡易の仕切り板として先端から２．０ｍの位置に設置して流し込み施工を行った。従来のランスパイプからの変更点はゾーンドライニング位置のみであり、使用した被覆不定形耐火物材質は同一である。
実使用では、スラグラインおよび酸素吹きの影響を受ける位置での局部損傷は認められず、平均寿命は従来を１００とした場合に１２０となり、２０％の延命が可能となった。一方、アルミナ−シリカ質よりも高価なスピネル−マグネシア質の被覆不定形耐火物使用量が増加したため、被覆不定形耐火物イニシャルコストは従来を１００とした場合に１０５となり、５％上昇した。
【００１６】
実施例２
実施例１記載のランスパイプと同一のランスパイプにおいて、スラグラインおよび酸素吹きの影響を受ける位置に耐熱性、耐食性に於いてアルミナ−シリカ質よりも優れるスピネル−マグネシア質を適用するため、即ちゾーンドライニング位置を先端から２．０ｍとするため、且つ被覆不定形耐火物イニシャルコスト低減対策として先端から４．５ｍよりも上部に安価高アルミナ質を施工するため、内径は芯金外径と同一で外径はランスパイプの外径と同一の形状に裁断した、厚み１０ｍｍで１箇所に切れ込みを設け、引き抜き用の紐を取り付けたゴム製の板を予め芯金に簡易の仕切り板として先端から２．０ｍおよび４．５ｍの位置に設置して流し込み施工を行った。両位置はともに外径３５０ｍｍの位置であった。実使用結果を第１表中の実施例２に示す。スラグラインおよび酸素吹きの影響を受ける位置での局部損傷は認められず、平均寿命は従来を１００とした場合に１２０となり、２０％の延命が可能となった。更に、被覆不定形耐火物イニシャルコスト低減対策として、４．５ｍより上部に安価高アルミナ質を適用したことにより、被覆不定形耐火物イニシャルコストは従来を１００とした場合に９０となり、１０％低下した。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、横鋳込みによるランスパイプの施工に際し、予め芯金に簡易の仕切り板を設置して流し込み施工を行うことで、任意の被覆不定形耐火物のゾーンドライニング位置を選択することを可能とする施工方法であり、これにより、操業条件の変動、特に湯面高さの変動に迅速対応することが可能であり、ランスパイプの延命化が可能である。
また、横鋳込みによるランスパイプの施工に際し、２箇所以上に簡易の仕切り板を設置し流し込み施工を行うことで、３材質以上の被覆不定形耐火物によるランスパイプの構築を可能とする施工方法であり、これにより、操業条件の変動に即時対応可能であるとともに、部位により異なる損傷形態に特化したランスパイプを構築することが可能である。更に、損傷軽微な部位にのみ安価品を適用する等の施工も可能であり、被覆不定形耐火物イニシャルコスト低減対策を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法を示す構成図である。
【図２】図１の仕切り板の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１仕切り板
２型枠
３芯金
４被覆不定形耐火物
１０ランスパイプ
２０、２１、２２区分

Claims

横鋳込みによるランスパイプ(10)の施工に際し、前記ランスパイプ(10)に仕切り板(1)を設置して被覆不定形耐火物(4)を流し込み、前記仕切り板(1)の位置を選択することにより前記被覆不定形耐火物(4)のゾーンドライニング位置を選択することを特徴とする横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法。
前記ランスパイプ(10)の長手方向(A)に沿って２ケ所以上の前記仕切り板(1)を設置し、前記各仕切り板(1)によって仕切られた区分(20、21、22)毎に互いに異なる材質の前記被覆不定形耐火物(4)を流し込み、互いに異なる３材質以上の前記被覆不定形耐火物(4)を用いることを特徴とする請求項１記載の横鋳込み施工によるランスパイプの被覆不定形耐火物の施工方法。