JP3952667B2

JP3952667B2 - 羽口受け煉瓦の補修方法

Info

Publication number: JP3952667B2
Application number: JP2000196772A
Authority: JP
Inventors: 誠加藤; 雅夫平; 孝板倉; 久樹加藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP2002013878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取鍋やタンディッシュ等の溶融金属保持容器の溶融金属流出孔である羽口を、その内部に嵌合して取り付ける羽口受け煉瓦の補修方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉や電気炉で精錬された溶鋼を受鋼する取鍋や、連続鋳造機で用いられるタンディッシュ等の溶融金属保持容器の底部には、溶融金属の流出孔となる羽口が設けられている。通常、この羽口には円筒状の耐火物が用いられており、その下部に接続してスライディングノズル等の溶融金属の流量を制御する流量制御装置が設置されている。
【０００３】
溶鋼の保持容器である取鍋の羽口部構造を図８に基づき説明する。図８に示すように、外周を鉄皮５５で覆われた取鍋５１の内面底部には内張り煉瓦５４が張り付けられており、内張り煉瓦５４に嵌合して羽口受け煉瓦５３が設置されている。そして、取鍋５１の底部下方側から羽口受け煉瓦５３に嵌合して上ノズル５２が羽口として設置されている。この上ノズル５２の中心部には上下に貫通する孔５２ａが設けられており、溶融金属の流出孔となる。上ノズル５２の下面に接続してスライディングノズル等の流量制御装置５６が設置され、羽口部が構成されている。
【０００４】
上ノズルは使用中の損傷が激しいために数回使用する毎に抜き取り、新しい上ノズルを挿入して交換している。この交換作業は取鍋が熱間状態のまま行われている。
【０００５】
又、耐蝕性、耐熱性に優れた耐火物で構成されている羽口受け煉瓦も、使用回数が増すにつれて損傷してくる。羽口受け煉瓦及び上ノズルが損傷した状態を図９に示す。羽口受け煉瓦が損傷した状態で新品の上ノズルを挿入すると、図１０に示すように、上ノズルが羽口受け煉瓦を突出し、その上端部が溶鋼中に浸漬された状態となる。このようになると上ノズル上端部の温度が上昇して、上ノズルの損傷が一層激しくなるばかりか、上ノズルと羽口受け煉瓦との間隙から溶鋼漏れの危険さえ発生する。
【０００６】
そのため、羽口受け煉瓦も定期的に補修されている。従来、この羽口受け煉瓦の補修は、取鍋を一旦冷却した後に損傷した羽口受け煉瓦を解体・除去し、新品の羽口受け煉瓦を施工して行っていた。しかし、耐火物原単位の削減、並びに取鍋の冷却に伴うエネルギーロス及び取鍋稼働率の低下を防止するため、熱間状態の取鍋で羽口受け煉瓦を補修する方法が提案されている。
【０００７】
例えば特開平８−２８５４７２号公報（以下「先行技術１」と記す）には、複数の噴射ノズルと、ガイド板と、ガイド板先端に取り付けられた、上ノズルの流出孔と嵌合する塞栓と、を有する吹き付け機を用い、羽口受け煉瓦に取鍋の上方から補修材を吹き付ける補修装置が開示されている。又、特開平４−９４８６３号公報（以下「先行技術２」と記す）には、流出孔の内面形状にそった金物型枠を設置し、次いで、金物型枠と羽口耐火物との間に不定形耐火物を取鍋上方から流し込んで補修する方法が開示されている。但し、先行技術２では羽口と羽口受け煉瓦とが一体的に構成されており、本発明で云う上ノズルと羽口受け煉瓦とを同時に補修する方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、損傷した羽口受け煉瓦に新しい上ノズルを挿入した場合、羽口受け煉瓦と上ノズルとの間に幅の狭い隙間ができることがある。先行技術１による吹き付け補修を行った場合には、吹き付け補修ではこのような狭い間隙には補修材を充填することが難しく、そのため、補修後も間隙が残留して使用中に地金が入り込み、次回の上ノズル交換時の妨げになるという問題点が発生する。又、先行技術２のように取鍋の上方から流し込み補修を行った場合には、取鍋の上方から金物型枠を設置するために金物型枠設置位置の流出孔位置からのずれや流出孔中心線との傾きが発生し、上ノズルを所定の位置まで挿入することができなかったり、上ノズルが傾いてしまうという問題点が発生する。
【０００９】
又、羽口受け煉瓦を補修する場合には、補修後の羽口受け煉瓦の補修厚みの管理が重要である。補修厚みが少ない場合は補修の効果が小さく、逆に補修厚みが多すぎて、羽口受け煉瓦が溶融金属保持容器の底面よりも高くなった場合には、溶融金属の流出の妨げとなり、容器内に溶融金属を残留させることになる。しかしながら、先行技術１及び先行技術２では補修後の厚み管理について何ら記載していない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、上ノズルと羽口受け煉瓦との間隙にも耐火物を充填することができると共に、上ノズルを所定位置に正確に設置することができ、更に、羽口受け煉瓦の補修厚みを適切な厚みにすることができる羽口受け煉瓦の補修方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による羽口受け煉瓦の補修方法は、溶融金属保持容器の底部に設けられ、その内部に上ノズルを嵌合して支持する羽口受け煉瓦の補修方法において、使用済みの上ノズルを羽口受け煉瓦から溶融金属保持容器の底部下方側に抜き出し、次いで、不定形耐火物を外部に排出するための排出口を不定形耐火物の充填高さに相当する部分に有する、上ノズルの外面形状にそった金物型枠を、溶融金属保持容器の底部下方側から羽口受け煉瓦に挿入し、金物型枠に設けた供給口から不定形耐火物を金物型枠の外周部に圧入することを特徴とするものである。
【００１２】
第２の発明による羽口受け煉瓦の補修方法は、第１の発明において、前記金物型枠の長さが上ノズルの長さよりも長いことを特徴とするものである。
【００１３】
第３の発明による羽口受け煉瓦の補修方法は、第１又は第２の発明において、前記金物型枠の外面形状が上ノズルの外面形状よりも２ｍｍ〜８ｍｍ大きいことを特徴とするものである。
【００１５】
第４の発明による羽口受け煉瓦の補修方法は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記溶融金属保持容器が熱間状態であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明による羽口受け煉瓦の補修方法では、羽口受け煉瓦に挿入した金物型枠から不定形耐火物を金物型枠の外周部に向かって圧入する。そのため、羽口受け煉瓦の上ノズル挿入孔（以下「内孔」と記す）表面の微小な傷に起因して、羽口受け煉瓦と金物型枠との間に微細な間隙が生じていても、圧入時の圧力により、その間隙を不定形耐火物で完全に充填することができる。又、上ノズルの外面形状にそった金物型枠を羽口受け煉瓦に挿入して補修するので、補修後、上ノズルを所定の位置に且つ傾きを生じることなく、正確に取り付けることができる。
【００１７】
そして、金物型枠を上ノズルの長さより長くすることにより、羽口受け煉瓦の補修厚みを上ノズルが接触しない範囲まで拡大させることができ、又、金物型枠の外面形状を上ノズルの外面形状よりも２ｍｍ〜８ｍｍ大きくすることで、上ノズルにモルタル等を塗布した場合の適正な目地代を確保することができる。更に、金物型枠に不定形耐火物を外部に排出するための排出口を設置した場合には、圧入された過剰な不定形耐火物をオーバーフローさせて外部に排出することができるので、羽口受け煉瓦の補修厚みを適正値に管理することが可能となる。又、溶融金属保持容器が熱間状態のまま補修することにより、溶融金属保持容器の有する熱エネルギーを有効活用することができると共に、補修による溶融金属保持容器の稼働率低下を最小限に抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面を参照して説明する。本発明を適用した羽口部構造を図１に示す。図１は溶鋼の保持容器である取鍋９の羽口部構造であり、耐火物を全面補修した時の状態を示す図である。但し、永久煉瓦は省略してある。鉄皮１１で外周を覆われた取鍋９の内面底部には内張り煉瓦１０が張り付けられており、この内張り煉瓦１０に嵌合して羽口受け煉瓦２が設置されている。取鍋９の底部下方側から鉄皮１１を貫通して羽口受け煉瓦２の内孔に嵌合する上ノズル１が設置されている。上ノズル１の中心部には上下に貫通する孔１ａが設けられており、溶鋼の流出孔となる。上ノズル１の下面側に接続してスライディングノズル等の流量制御装置１２が設置され、羽口部が構成されている。
【００１９】
この取鍋９を使用するにつれて羽口受け煉瓦２が損傷してくる。羽口受け煉瓦２が損傷するにつれ、上ノズル１の先端部の損傷も大きくなる。図２は、羽口受け煉瓦２の損傷が大きくなった時の上ノズル１及び羽口受け煉瓦２の損傷状況を示す図である。図２に示すように、上ノズル１は羽口受け煉瓦２の損傷面に沿った形で損傷される。羽口受け煉瓦２の損傷が大きくなったなら、羽口受け煉瓦２の補修を行う。補修時期の１つの目安として、羽口受け煉瓦２の損傷が大きくなり、上ノズル１の上端部の外周面が羽口受け煉瓦２で支持されなくなった時点とすることができるが、上ノズル１や羽口受け煉瓦２の構造及び寸法の違いにより、補修時期はこの時期より前後にずれても良い。尚、上ノズル１は使用中の損傷が激しいため、数回使用する毎に抜き取り、新しい上ノズル１と交換する。
【００２０】
羽口受け煉瓦２の補修は次のようにして行う。先ず、流量制御装置１２を取り除き、使用済みの上ノズル１を羽口受け煉瓦２から取鍋９の底部下方側に抜き出す。次いで、図３に示すように、金物型枠４を取鍋９の下方側から羽口受け煉瓦２に挿入する。金物型枠４の挿入前、必要に応じて羽口受け煉瓦２の内孔表面を清掃する。尚、図３は金物型枠４を羽口受け煉瓦２に挿入した状態を示す図である。
【００２１】
金物型枠４の概略構造を図４に示す。図４に示すように、金物型枠４は上ノズル１の外面形状にそった形状、即ち、上ノズル１の外面形状と同一か、若しくは若干大きい相似形とする。金物型枠４を上ノズル１の外面形状よりも小さくすると、補修後に上ノズル１が羽口受け煉瓦２に嵌合できなくなるので、このようにする必要がある。上ノズル１にモルタル等の目地材を塗布する場合には、前述したように、金物型枠４の外面形状を予め上ノズル１の外面形状よりも２ｍｍ〜８ｍｍ大きくしておくことが好ましい。金物型枠４には不定形耐火物を圧入するための供給管５が設けられており、供給管５の先端は金物型枠４の側面に設けられた供給口６につながっている。供給口６は円周方向及び高さ方向に幾つ設けても良い。
【００２２】
そして、図５に示すように、供給管５及び供給口６を介して不定形耐火物３を金物型枠４の外周部に圧入する。尚、図５は不定形耐火物３を圧入した状態を示す図である。圧入された不定形耐火物３は、羽口受け煉瓦２の内孔表面と金物型枠４の外面との間に間隙が生じていても、圧入時の圧力により間隙内に充填される。所定量の不定形耐火物３を圧入した時点で圧入を停止する。供給管５につながる不定形耐火物の圧入装置（図示せず）は、特別の装置を必要とせずに市販の装置でも十分に使用することができるので、その説明は省略する。
【００２３】
圧入後、不定形耐火物３が硬化する時間、金物型枠４を挿入したまま保持し、その後、金物型枠４を取り外して羽口受け煉瓦２の補修を終了し、新しい上ノズル１を挿入して流量制御装置１２を取り付け、使用に供する。図６に補修終了後に上ノズル１を取り付けた状態を示す。この補修作業は、通常、取鍋９を冷却することなく、熱間状態で行われる。
【００２４】
図７に、外面形状が図４に示す金物型枠４とは異なる形状の金物型枠４Ａの概略構造を示す。この金物型枠４Ａは供給口６の上部に突出部７を有しており、上ノズル１よりも突出部７の長さだけ長くなっている。そして突出部７の側面には過剰に圧入した不定形耐火物３を排出させるための複数個の排出口８が設けられている。突出部７の外面形状は、不定形耐火物３を圧入後に金物型枠４Ａの抜き出しが容易となるように、下広がりの傾斜が付けられている。その他の構造は、図４に示す金物型枠４と同一になっている。
【００２５】
この金物型枠４Ａを用いて不定形耐火物３を圧入すれば、過剰に圧入された不定形耐火物３は排出口８を通って金物型枠４Ａ内に排出されるので、排出口８の位置まで不定形耐火物３を圧入することができる。即ち、排出口８の設置位置を上下に調整することで、補修後の羽口受け煉瓦２の補修厚みを任意に調整することができる。尚、排出口８を供給口６と兼用させることもできる。この場合には、圧入後に供給管５を圧入装置と切り離し、供給口６よりも高い位置に圧入された不定形耐火物３を供給口６から排出させることになる。
【００２６】
このようにして羽口受け煉瓦２を補修することにより、上ノズル１と羽口受け煉瓦２との間隙にも耐火物を充填することができると共に、上ノズル１を所定位置に正確に設置することができる。又、排出口８を有する金物型枠を用いた場合には、羽口受け煉瓦２の補修厚みを適切な厚みに制御することができる。
【００２７】
尚、上記説明は取鍋羽口部に関して行ったが、本発明の適用は取鍋の羽口部に限るものではなく、上記説明に基づき連続鋳造用タンディッシュに適用することができる。
【００２８】
【実施例】
取鍋を冷却することなく、図１に示す取鍋の羽口部を本発明により補修した実施例を以下に説明する。７０ヒート使用後の上ノズル交換時、上ノズルを抜き取った状態で羽口受け煉瓦の残厚を測定したところ、羽口受け煉瓦の底面から羽口受け煉瓦の稼働面まで２７０ｍｍであった。新品の上ノズルの長さは４２０ｍｍであり、両者の差が大きかったので羽口受け煉瓦の補修を行った。尚、この羽口部では、上ノズルは羽口受け煉瓦の下端から１０ｍｍ下方に露出している。
【００２９】
補修は図７に示す金物型枠を用いて行った。この金物型枠には下端から３００ｍｍの位置の側面に供給口が設けられ、又、下端から４４０ｍｍの位置の側面に排出口が設けられている。供給口及び排出口はそれぞれ円周方向に４個ずつ設けられている。突出部を除く金物型枠は、上ノズルの外径よりも４ｍｍ大きい外径を有している。
【００３０】
羽口受け煉瓦の材質がアルミナ−マグネシア質（Ａｌ₂ Ｏ₃ ；９０mass％、ＭｇＯ；８mass％）であることから、補修材としてアルミナ−マグネシア質（Ａｌ₂ Ｏ₃ ；８７mass％、ＭｇＯ；１０mass％）の、最大粒径が３ｍｍの不定形耐火物を選定した。
【００３１】
不定形耐火物の圧入開始後、排出口から不定形耐火物が流れ出るまで圧入を続けた。不定形耐火物が排出口から流れ出した後、圧入を停止して圧入用のホースを抜き取った。その後、取鍋の保有熱により不定形耐火物を硬化させるために１０分間保持した後、金物型枠を抜き取った。金物型枠を抜き取った後の羽口受け煉瓦の内孔表面には小さな損傷部にまで不定形耐火物が充填されており、羽口受け煉瓦の補修後の厚みも４３０ｍｍまで回復していた。その後、新しい上ノズルの表面にモルタルを塗って羽口受け煉瓦に挿入し、流量制御装置を取り付けて使用に供した。
【００３２】
このようにして羽口受け煉瓦を補修した取鍋と、羽口受け煉瓦を補修しない取鍋とで使用回数を比較した結果、本発明による羽口受け煉瓦の補修を行った取鍋では平均１０６ヒートの溶鋼を処理することができた。一方、羽口受け煉瓦を補修せずに使用した取鍋では平均９５ヒートの溶鋼を処理するのみで、本発明により１１ヒートの使用回数の延長が可能であった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、使用済みの上ノズルを羽口受け煉瓦から溶融金属保持容器の底部下方側に抜き出した後、上ノズルの外面形状にそった金物型枠を羽口受け煉瓦に挿入し、金物型枠に設けた供給口から不定形耐火物を金物型枠の外周部に圧入するので、上ノズルと羽口受け煉瓦との間隙にも耐火物を充填することができると共に、上ノズルを所定位置に正確に設置することができる。その結果、溶融金属保持容器の使用回数を延長させることが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した羽口部構造の概略図である。
【図２】上ノズル及び羽口受け煉瓦の損傷状況を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の例を示す図であり、金物型枠を羽口受け煉瓦に挿入した状態を示す図である。
【図４】本発明で用いた金物型枠の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の例を示す図であり、不定形耐火物を圧入した状態を示す図である。
【図６】本発明による補修後に上ノズルを取り付けた状態を示す図である。
【図７】本発明で用いた金物型枠の他の例を示す図である。
【図８】取鍋の羽口部構造の概略図である。
【図９】上ノズル及び羽口受け煉瓦が損傷した状態を示す図である。
【図１０】羽口受け煉瓦を補修せずに上ノズルを設置した状態を示す図である。
【符号の説明】
１上ノズル
２羽口受け煉瓦
３不定形耐火物
４、４Ａ金物型枠
５供給管
６供給口
７突出部
８排出口
９取鍋
１０内張り煉瓦
１１鉄皮
１２流量制御装置

Claims

溶融金属保持容器の底部に設けられ、その内部に上ノズルを嵌合して支持する羽口受け煉瓦の補修方法において、使用済みの上ノズルを羽口受け煉瓦から溶融金属保持容器の底部下方側に抜き出し、次いで、不定形耐火物を外部に排出するための排出口を不定形耐火物の充填高さに相当する部分に有する、上ノズルの外面形状にそった金物型枠を、溶融金属保持容器の底部下方側から羽口受け煉瓦に挿入し、金物型枠に設けた供給口から不定形耐火物を金物型枠の外周部に圧入することを特徴とする羽口受け煉瓦の補修方法。
前記金物型枠の長さが上ノズルの長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の羽口受け煉瓦の補修方法。
前記金物型枠の外面形状が上ノズルの外面形状よりも２ｍｍ〜８ｍｍ大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の羽口受け煉瓦の補修方法。
前記溶融金属保持容器が熱間状態であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の羽口受け煉瓦の補修方法。