JP4071867B2 - 取鍋及び取鍋炉底敷の施工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製銑、製鋼時に用いる溶湯取鍋の炉底の耐火敷構造とその築炉施工の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、取鍋炉底の築炉方法としては、省力化のために、れんが敷から不定形耐火物による流し込み施工が主体となりつつある。しかし、この流し込み施工の場合、混練機や乾燥機などの大型設備が必要である、養生・乾燥時間が掛かる、混練時に粉塵が立つこと等の問題がある。
【０００３】
また、流し込み材による施工だけではなく、部分的にプレキャストブロックで施工する例として、例えば、特開平６−７１４２２号公報には、湯当たり部をプレキャストブロックで施工し、その他はキャスタブルによって施工することが記載され、また、実開平７−６６９３号公報には、湯当たり部をプレキャストブロックによって施工し、羽口側はれんがによって、さらにその他の部分を流し込み材で施工することが示されている。
【０００４】
しかしながら、上記の例においても、取鍋炉底部はプレキャストブロックだけでなく流し込み材も使用しているため、流し込み施工による問題は解消されない。むしろ、流し込み工法の組み合わせによって、流し込み部分の鋳込み面が水平な平滑面を形成し、溶湯排出時に取鍋の炉底敷部に残湯が多く残り、歩留まりの低下のみならず局部溶損を招き易くなる。
【０００５】
また、特開昭５７−１８７１６３号公報には、省力化のために、取鍋の炉底部のワークライニングである敷部にプレキャストブロックを施すことが開示されている。この場合には、吊り上げ用治具を予め、プレキャストブロック内に埋め込んでおき、プレキャストブロック製造時における乾燥工程、並びにその後の実炉セット時のためにこれを吊り上げ用治具を使用してハンドリングするようになっている。このため、埋め込まれている吊り上げ用治具が、実炉使用時に溶融するため、溶湯がプレキャストブロック内に差し込み易くなり、吊り上げ用治具埋め込み部は、実炉使用時に著しく組織が脆弱化する。更には、プレキャストブロックと吊り上げ用治具の熱膨張差により、ブロック内に内部亀裂を生じて大幅な耐用低下を招く欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、取鍋底部のプレキャストブロックの敷設に際しての築炉作業の効率化を図るとともに、敷設した取鍋底部の局部溶損をなくし、その耐用性を向上することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炉底部に、少なくとも湯当り部とその他の一般敷部とに分割してプレキャストブロックを敷設してなり、かつ湯当り部を一般敷部よりも厚くした取鍋において、一般敷部に溶湯注出口に向けて下がり傾斜を有する溶湯誘導溝を設けたことを特徴とする。
【０００８】
一般敷部は施工体の大きさにより１個から２〜４個程度に分割すると良い。また、分割した湯当たり部と一般敷部は事前にモルタル等で一体に組み立てた状態で敷設することもできる。
【０００９】
１トン以上にもなる大型取鍋の炉底部へのプレキャストブロックの適用に当たって、少なくとも湯当り部とそれ以外の部位である一般敷部に分割することによって、鋳込み枠の大型化を避けるとともに、ハンドリングや乾燥作業での取り扱いの困難さを避けると共に、製造コストの増大も防ぐことができる。
【００１０】
一般敷部は、溶湯注出口設置部に向けて下がり傾斜を有する溶湯誘導溝を設ける。これは一般敷部の施工厚が一定な水平形状の場合、溶湯が排出時に湯溜まりとなって残るため、溶湯による局部溶損を招き易くなることを防ぐためである。従って、溶湯誘導溝は、溶湯注出口に向かって流れ込む様に、下がり傾斜を有する溝形状であれば十分に効果を奏する。下がり傾斜は、水平面に対し５度以上が良く、１０〜２０度程度がより好ましい。
【００１１】
その他、溶湯が注出口に向かって流れ込むように、一般敷部の面上が溶湯注出口設置部或いは溶湯誘導溝に向けて５〜１０度程度の下がり傾斜を設けた取鍋底敷構造とすることでも、湯溜まりをなくし局部溶損が解消できる。
【００１２】
また、取鍋の炉底部を少なくとも湯当り部と一般敷部に分割して作製されたプレキャストブロックの敷設作業は、一般敷部の稼働面側にハンドリング用スリットを開口し、そのスリットに吊り上げ用治具を掛合して敷設後、吊り上げ用治具を抜出してスリットを不定形耐火物で埋戻し、一般敷部と湯当り部及び側壁部との間隙を不定形耐火物で充填する。これによってプレキャストブロックの脆弱部を形成させない取鍋炉底敷構造とすることができる。
【００１３】
掛合部となるスリットは、その開口部を吊り上げ用治具の挿入部分の形状よりやや大きめとし、その挿入内部形状はブロックの重量と施工厚みを勘案して決められた吊り上げ用治具の棒軸の長さ空間及び、掛部材が回転して掛合可能な掛合空間を形成させる。このスリットは、鋳込み成形段階で該当個所に溶解あるいは焼失除去可能な、蝋材，パラフインワックス，発泡スチロール，木材，紙材等または、ビニール袋等に砂，水等を詰めて、スリット全体の形状に合った成形体を埋設し、乾燥処理段階で消失あるいは焼失除去するか、一般敷部ブロックの硬化後に型を除去することで形成される。
【００１４】
また、湯当り部はプレキャストブロック間の接合部があると、実炉使用時に耐用面で不利となる。このため、実炉損耗の激しい湯当り部は、一般敷部と比較して施工厚の厚い一体ものにすることが望ましい。
【００１５】
埋戻し或いは充填に用いる不定形耐火物は、プレキャストブロックと同材質または高耐用キャスタブル耐火物が望ましい。また、充填性を示す流動性としてのフロー値をＪＩＳ Ｒ２５１２に準じて測定した。この値が１５０ｍｍ以上であれば、かなり充填性が良い配合状態であることを示すが、２００ｍｍ以上であるとより好ましい。
【００１６】
プレキャストブロックは、あらかじめ耐火物の構造体となっており、乾燥状態で敷設できるので大型のリフトで運搬し、取鍋炉底部にセットすることで現地で直ちに実炉使用でき、大幅な工期短縮と省力化が達成できるので実炉使用時のタイトな工程の下でも対応することができる。
【００１７】
これにより、形状の大きなプレキャストブロックを使用しても、築炉作業時にクレーンやリフトの使用によりブロックの取扱いを容易にし、築炉の効率化、省力化を可能にするばかりでなく、流し込みのみの施工と比較して耐用性を向上することができる。
【００１８】
プレキャストブロックを取鍋炉底部に敷設する場合に、鉄皮側の面，側壁及び各ブロックとの間隙にモルタル等の不定形耐火物を充填する。この場合、不定形充填材の使用量や添加水分が多いと、プレキャストブロックをセット後に乾燥工程が必要となる。従って、これら不定形充填材は、なるべく添加水分の少ないものが望ましく、ウェット状のものを使用するよりは、セミウェット、或いはドライ品を使用する事が望ましく、ウェット状、セミウェット状ならば、使用量が少ないものを使用する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するプレキャストブロックの耐火骨材としては、酸化物原料として珪石、珪砂、電融シリカ、含水無定形シリカ、無水無定形シリカ等のシリカ質、ムライト、ボーキサイト、バン土頁岩、シリマナイト、カイヤナイト、焼結アルミナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ等のアルミナ質、ロー石、シャモット、陶石、粘土、カオリン、べントナイト等のシリカ−アルミナ質、ジルコン、ジルコニア等のジルコニア質、電融マグネシア、海水マグネシアまたは合成マグネシア、天然マグネシア、アルミナ−マグネシアスピネル、酸化カルシウム等の塩基性質、スピネル、酸化クロム、クロム鉄鉱などのクロム質等が使用できる。炭化物原料としては炭化珪素、炭化アルミニウム、炭化ジルコニウム等が使用できる。窒化物原料として、窒化ジルコニウム、窒化珪素、窒化珪素鉄、窒化硼素、窒化アルミニウム等が使用できる。カーボンを含む原料として、コークス、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、人造黒鉛、仮焼無煙炭、石炭粉、ピッチ粉、カーボンレンガ及び電極屑などの炭素質原料が配合できる。以上の他に炭化硼素等の硼化物、珪素、フェロシリコン等の珪化物等の全ての耐火物原料からなる群より選択し、必要に応じて１種または２種以上を併用する事ができる。
【００２０】
本発明のプレキャストブロックは、さらに、必要に応じて、各種金属ファイバーやその他のファイバー類、例えば炭素繊維、ＳｉＣ繊維等を併用しても良い。その他ガラス、金属粉や金属粒等の酸化防止剤を添加しても良い。
【００２１】
【実施例】
以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明の取鍋とその炉底敷の施工法を説明する。
【００２２】
図１は分割敷設された取鍋１の炉底敷構造を上面から見た例を示す。同図（イ）は一般敷部２と湯当り部３に２分割された例を示し、一般敷部２には、溶湯注出口４が設けられ、この注出口４に向けて下がり傾斜を有する溶湯誘導溝５を有している。６はポーラスプラグ孔を示す。
【００２３】
また、同図（ロ）は、一般敷部２は２分割され、湯当り部３を含めて三つ割りのブロックとした例を示し、溶湯誘導溝５はブロック間を連続するように接合されている。これによって、実炉使用時には、同図（イ）と（ロ）は同様の機能を有することになる。この一般敷部の分割は、全体の大きさによっては３または４分割程度まで行っても、作業性、機能性において問題はない。また、溶湯誘導溝５は図に示すような位置或いは形状である必要はなく、ポーラスプラグ６の部分を両側から挟むようにして注出口４に向けて設けることもできる。
【００２４】
図２は、図１（イ）のＩ−Ｉ断面図であり、一般敷部２に溶湯誘導溝５を設けその底部は注出口４に向けて溶湯が流れ込む様に下がり傾斜７を設けたものである。
【００２５】
図３は、図１（イ）のＩＩ−ＩＩ断面図であり、一般敷部２に比べ湯当たり部３を厚く作製して敷設した構造を示している。
【００２６】
図４は、図２の変形例で一般敷部２の面にも溶湯誘導溝５或いは注出口４に向けて傾斜部８を付けて両側方向から流れ込むように設けることによって更に湯溜まりの形成を防ぐことができる。
【００２７】
図５は、プレキャストブロックの一般敷部分割体の例を示す斜視図である。一般敷部ブロック１２には、溶湯注出口穴１４に向けて溶湯誘導溝１５が設けられ、嵌合する注出ノズルからの溶湯排出を助け、湯溜まりをなくすことができる。１６はポーラスプラグ用穴、１７は本発明で実施する吊り下げ用のスリット１７を示す。
【００２８】
図６は、取鍋炉底敷構造の築炉に際して使用する一般敷部ブロック１２に形成するスリット１７を説明する図である。同図（イ）は、一般敷部ブロック１２の部分平面図で、スリット１７は吊り上げ用治具が挿通できるだけの余裕を持たせて少し大きめに巾長さａ及び巾ｂとする。同図（ロ）は、同図（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図を示す図である。同図に示すスリット１７の深さｃは、一般敷部ブロック１２の厚みの制限の中で、吊り上げた時の強度を考えあまり薄くならないようにする必要があり、吊り上げ用治具の掛合部空間１８での厚みｄと軸部分巾ｂを考慮して作製することが必要である。また、掛合部空間１８は吊り上げ用治具の掛合部の回転が可能であるように形成する。この掛合部空間１８を含むスリット１７は、一般敷部ブロック１２を鋳込み成形する際にスリット全体の型をした発泡スチロールを配設し、一般敷部ブロック１２の硬化後に型を除去することで得た。なお、スリット型の設置状態については、ブロック中に埋め込むようにすることも可能であるが、鋳込み時の埋設作業や硬化後の除去作業を考えると、図示するような底抜き方式が簡単である。
【００２９】
図７は、上記各図に示すブロックの築炉の形態を示す。同図（イ）は、一般敷部ブロック１２を吊り下げた状態図であり、同図（ロ）は、同図（イ）の一般敷部ブロック１２を吊り上げる時に使用する吊り上げ用治具１９の拡大図である。これらの図において、一般敷部ブロック１２のスリット１７に挿入された吊り上げ用治具１９は、図６に示す掛合部空間１８で回転して抜けを防ぐための掛合部２０と、スリット１７の深さｃから抜け出る長さの軸２１を持ち、その先にリング状，Ｔ状，フック状等の掛り部材２４を設け、吊り上げ機器２２のワイヤー２３先端に取り付けた吊り掛け部材２５で引っかけて吊り上げができる構造としている。
【００３０】
ブロックの吊り上げ方法は、吊り上げ用治具１９をブロック１２のスリット１７部に差し込み、（ｃ＋ｄ）の深さまで下降させた後、吊り上げ用治具を約１／４回転することで、吊り上げ用治具を持ち上げることにより、ブロックの吊り上げが可能となる。図７（イ）の３つのスリット１７にそれぞれ吊り上げ用治具１９を差し込むことで、吊り上げ機器２２をクレーン等（図なし）を使用して、一般敷部ブロック１２を持ち上げることができる。この様にして、ブロック１２を所定の位置にセットした後、吊り上げ用治具１９をスリット１７より抜取り、スリット１７内に不定形耐火物を充填する。
【００３１】
従来のプレキャストブロック内に埋め込まれた吊り上げ用治具を、プレキャストブロックのセット後に完全に取り除くことができない方法では、実炉使用時に、プレキャストブロックと吊り上げ用治具の熱膨張差により、ブロック内に内部亀裂を生じさせて大幅な耐用低下を招いた。これに対して、本発明のプレキャストブロックを設置する施工方法によると、炉敷部に吊り上げ治具を残留させることなく施工できるため、溶湯侵入による損耗がなく耐用が向上した。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の実施により、次の効果を奏する。
【００３３】
（１）プレキャストブロックの分割構造にすることで施工方法が容易であるばかりでなく、粉塵もない上に施工時の配合ロスが無いので作業環境も良い。
【００３４】
（２）一般敷部の溶湯注出口に向けて下がり傾斜を有する溶湯誘導溝を設けたことで、局部溶損が減少し取鍋炉敷部の耐用が延びた。また、炉底面で溶湯注出口或いは溶湯誘導溝に向けて緩やかな下がり傾斜を設けることでも、局部溶損が減少し取鍋炉敷部の耐用が延びる効果が得られた。
【００３５】
（３）プレキャストブロックをクレーンなどで吊り上げ、セットするだけなので施工現場における施工能率、工期を大幅に短縮できる。
【００３６】
（４）プレキャストブロックを使用する為に、施工条件に拘らず実炉使用条件に応じた耐火度、耐食性、耐スポーリング性その他の特性をもつ材料と施工厚の選択が出来る。これにより、耐火物の耐用が長くなる。
【００３７】
（５）吊り上げ治具をプレキャストブロックに残留させずに施工できるため、溶湯侵入による損耗がなく、また、吊り上げ治具との熱膨張差による亀裂発生もなく耐用が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】分割敷設された取鍋の炉底敷構造を上面から見た例を示す。（イ）は一般敷部と湯当り部に２分割された例を示し、（ロ）は一般敷部を２分割し、湯当り部を含めてブロックとした例を示す。
【図２】 図１（イ）のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】 図１（イ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】 図２の変形例を示す。
【図５】 プレキャストブロックの一般敷部分割体の例を示す。
【図６】 取鍋炉底敷構造の築炉に際して使用する一般敷部ブロックに形成するスリットを説明する図である。
【図７】 ブロックを用いる築炉の形態を示す。
【符号の説明】
１ 取鍋 ２一般敷部 ３ 湯当り部 ４ 溶湯注出口
５ 溶湯誘導溝 ６ ポーラスプラグ用穴 ７ 下がり傾斜
８ 傾斜部 １２ 一般敷部ブロック １４ 溶湯注出口穴
１５ 溶湯誘導溝 １６ ポーラスプラグ用穴 １７ スリット
１８ 掛合部空間 １９ 吊り上げ用治具 ２０ 掛合部
２１ 軸材 ２２ 吊り上げ機器 ２３ ワイヤー
２４ 掛り部材 ２５ 吊り掛け部材

Claims (3)

1. 炉底部に、少なくとも湯当り部とその他の一般敷部とに分割してプレキャストブロックを敷設してなり、かつ湯当り部を一般敷部よりも厚くした取鍋において、一般敷部に溶湯注出口に向けて下がり傾斜を有する溶湯誘導溝を設けたことを特徴とする取鍋。
2. 一般敷部に溶湯注出口または溶湯誘導溝に向けて下がり傾斜を設けた請求項１記載の取鍋。
3. 炉底部に少なくとも湯当り部とその他の一般敷部とに分割して作製されたプレキャストブロックを敷設する取鍋炉底敷の施工方法において、溶湯注出口に向かう下がり傾斜を有する溶湯誘導溝が形成され、かつ稼働面側にスリッ卜が開口した一般敷部ブロックの該スリッ卜に吊り上げ用治具を掛合し炉底部に敷設後、吊り上げ用治具を抜出し、前記スリッ卜を不定形耐火物で埋戻すことを特徴とする取鍋炉底敷の施工方法。

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