JP5023496B2

JP5023496B2 - 高炉羽口部の閉塞方法

Info

Publication number: JP5023496B2
Application number: JP2006006157A
Authority: JP
Inventors: 泰洋福本; 巌大河内; 徹枝広
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: JP2006265721A

Description

本発明は、高炉休風時に羽口部の送風を遮断するための閉塞用具および閉塞方法に関する。

高炉では、定期修理等で一定期間以上休風する際に、羽口からの冷風の吸い込みを防止して、炉内温度低下を防ぐために、羽口あるいはブローパイプ内に粘土や不定形耐火物等の詰め物を充填して羽口を閉塞させている。詰め物は送風開始時には除去する必要があり、金棒による詰め物の破壊等の開孔作業を行なうが、取り出し作業に手間がかかり、また付着した粘土や固化した耐火物を完全に除去することが困難であるという問題がある。また高温かつ騒音を伴う作業であるため安全性の点でも望ましくない（例えば、特許文献１参照。）。

上記の問題は、ブローパイプの詰め物（シール材）として弾性スポンジを挿入することで解決できることが知られている（例えば、特許文献２参照。）。軟質のポリウレタンや塩化ビニル等の弾性を有する多孔質合成樹脂からなる弾性スポンジを用いることで、ブローパイプを容易に閉塞し、かつ高炉の立ち上げ時には弾性スポンジを炉内に吹込むことで、弾性スポンジを炉内で燃焼処理可能である。

一方で、休風中に羽口の溶損等により炉内に冷却水が漏水すると、炉冷等が発生して大きなトラブルの原因となる。このため、休風中に羽口先のコークスの赤熱状態を観察して、炉内の温度をモニターし、低温化が発生していないことを確認することが望ましい。したがって休風中に何回も、装入した詰め物を除去して炉内を観察し、再度詰め物を充填して羽口を閉塞させる作業を行なう必要が生じ、手間がかかる。また、炉内点検の度に炉内に空気が流入する点も問題である。炉内に空気が流入すると、中毒性のガス（ＣＯ）が発生する場合があり、安全対策上の点からも羽口は閉塞された状態であることが望ましい。羽口閉塞の作業負荷を軽減可能なものとして、羽口を閉塞したままで、高炉内部の観察を容易に行なえる羽口またはブローパイプの閉塞用具が知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照。）。
特開平１１−５０１１５号公報特開平１１−１５２５０９号公報特開平８−１７６６２９号公報特開平８−１７６６３０号公報

しかし、特許文献３、特許文献４に記載されているような羽口の閉塞用具は、羽口を閉塞させながら炉内観察が可能である点では望ましいが、羽口を閉塞する機構が複雑な割には十分な閉塞性が得られない場合があり、コスト高となる欠点がある。また、閉塞作業に手間がかかる点でも望ましくない。

したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、高炉の休風時に羽口部を閉塞する際に設置及び除去作業が容易であり、羽口部を閉塞したまま炉内観察が可能である高炉羽口部の閉塞用具および閉塞方法を、低コストで提供することにある。

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）炉内観察用の中空パイプの先端部分に先細り形状を有するパイプ誘導具を取り付け、該パイプ誘導具を介して前記中空パイプを弾性スポンジに貫通させた後に前記パイプ誘導具を前記中空パイプから取り外し、前記弾性スポンジと前記中空パイプとを密着状態として連結させた閉塞用具を用いてブローパイプを閉塞することを特徴とする高炉羽口部の閉塞方法。

本発明によれば、簡易で安価な閉塞用具を用いながら、高炉の休風時に羽口部を閉塞する際に羽口部を閉塞させたまま炉内観察が可能となる。また、閉塞作業も簡素化できるので、作業効率と安全性が向上し、高炉の炉熱低下も従来以上に防止できる。

本発明者らは、高炉の羽口部を閉塞する際に用いる詰め物には、着脱が容易であり、構造がシンプルで管理が容易な点から、弾性スポンジを用いる方法が優れていると考えた。そして、弾性スポンジを用いて高炉羽口部を閉塞する際に炉内観察を行なうことができない問題を、弾性スポンジと、弾性スポンジを貫通する炉内観察用の中空パイプとからなる閉塞用具を用いることにより解決することについて検討した。その結果、弾性スポンジに中空パイプを取り付ける際に、あらかじめ弾性スポンジに中空パイプ径と同程度の径の貫通孔を形成してから中空パイプを貫通孔に差し込むと、貫通孔部分に隙間が形成されて、閉塞部材として用いる際に空気漏れが発生する問題があることが分かった。あらかじめ中空パイプ径よりも小さな貫通孔を形成してから中空パイプを直接弾性スポンジに押し込む方法では、パイプの挿入自体が困難であり、弾性スポンジに破損が発生する場合もあるため、やはり空気漏れが発生する。そこで本発明では、弾性スポンジの貫通孔の形成と中空パイプの差込を同時に行なう方法を検討し、中空パイプの先端部分に先細りのパイプ誘導具を取り付け、中空パイプの先端部を針状にした状態で弾性スポンジに突き刺すことで、中空パイプの弾性スポンジへの取り付けを行ない、中空パイプを弾性スポンジに貫通させた後にパイプ誘導具を取り外すことで、弾性スポンジと中空パイプとを密着状態とすることができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は弾性スポンジと、弾性スポンジを貫通する炉内観察用の中空パイプとからなる閉塞用具であって、弾性スポンジと中空パイプとが密着状態であるものであり、また、中空パイプの先端部分に先細りのパイプ誘導具を取り付け、パイプ誘導部を弾性スポンジに貫通させることで中空パイプを弾性スポンジ内に挿入して弾性スポンジと密着させて一体化させ、パイプ誘導部を取り外した状態で高炉羽口部を閉塞するためにブローパイプ内に挿入することを特徴とするものである。

以下、図面を用いて、本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態であり、閉塞用具は、ブローパイプ閉塞部材である弾性スポンジ１と、弾性スポンジに密着して連結され、先端が弾性スポンジ１を貫通する炉内観察用の中空パイプ２とで構成されている。

図１に示す閉塞用具を用いる高炉羽口部の閉塞は、以下に説明する方法により行なうことができる。まず、中空パイプ２にパイプ誘導具３を取り付ける。パイプ誘導具３は着脱容易な構造とすることが望ましく、例えば差し込み部分３ａを設けて、中空パイプ２の端部に差し込むことで取り付ける（図２参照。）。次に、図２（ｂ）の状態の中空パイプを、パイプ誘導具３の先端部分から弾性スポンジの中央部に差込み、貫通させて、図３の状態とする。中空パイプ２の端部から弾性スポンジの厚さ分程度離れた位置にストッパー２ａを設けることで、弾性スポンジ１を中空パイプ２の長さ方向において一端部を保持し、中空パイプ２の先端部分に安定して取りつけることができる。図３の状態まで中空パイプ２を差し込んだ後、パイプ誘導具３を取り外し、図１に示す閉塞用具を得る。閉塞用具をブローパイプ内に挿入して羽口部分を閉塞させる。ストッパー２ａを有する中空パイプ２は、弾性スポンジ１の押し込み棒としても利用できる。弾性スポンジにより空気の流入を防止すると共に、弾性スポンジと一体化した中空パイプにより羽口部の閉塞中に炉内観察を行なうことが可能となる。また閉塞状態の解除作業は、中空パイプを引き抜くだけで行なうことができる。ブローパイプ内に残された弾性スポンジは、送風により炉内に吹込まれて燃焼して有効利用されて消滅する。またはブローパイプ内で燃焼するため送風を阻害することがない。

弾性スポンジは、羽口に連続したブローパイプ内に挿入されることで、羽口部に流入する空気を遮断する。弾性スポンジは、不定形耐火物や粘土のように周囲に付着することが無いため除去が容易であり、しかも空気の遮断性に優れている。弾性スポンジは、ブローパイプに合わせて円柱形状とすることが望ましく、５０〜１００ｍｍ程度の厚さであれば充分であり、また、ブローパイプの内径よりも２〜３％程度大きいものをブローパイプ内に挿入することで炉内への空気の流入を防止して閉塞状態とすることができる。弾性スポンジは、弾性を有する多孔質合成樹脂からなるものを用いることが望ましい。閉塞用具として使用した後に弾性スポンジを炉内に吹込む際に、弾性スポンジが合成樹脂からなるものであれば高炉内で還元材として有効利用することができる。また、弾性スポンジは、羽口部を閉塞中に溶けたり燃焼したりしない程度の耐熱性を有する必要があるが、高炉の休風時におけるブローパイプ内温度は入り口付近であれば６０℃程度であり、軟質のポリウレタンや塩化ビニル等の弾性スポンジを好適に用いることができる。弾性スポンジは、作業性や柔軟性の良好な、気泡が連泡型の材質のものを用いることが好ましい。

弾性スポンジを用いることで粘土を用いて閉塞する場合以上のシール性を得ることができるが、より閉塞性を向上させるためには、弾性スポンジの表面にシリコン等の耐熱コーティングを施すことが好ましい。

弾性スポンジを厚くする、径を大きくする等してブローパイプ内にセットすることにより弾性スポンジの気密性をあげることも考えられるが、ブローパイプにセットする際の作業性が悪化し、閉塞用具を適切に挿入することが困難となり、弾性スポンジの破損が発生する場合もある。これに対して、弾性スポンジの表面に薄くシリコン等を塗布して耐熱コーティングを施すことで、作業性を良好に維持しながら、閉塞性をより高めることができる。耐熱コーティングは弾性スポンジの羽口の軸方向に垂直な面のうちの一面に塗布すれば十分であり、弾性スポンジの伸縮性を損なわないようにできるだけ薄く塗布することが好ましい。

また、あらかじめ弾性スポンジの、中空パイプ挿入部分付近のストッパー接触部分に板状の補強部材を貼り付けると、閉塞用具をブローパイプ内に挿入する際に弾性スポンジの形状が安定し、挿入作業が容易になる。補強部材としては、例えば中央に中空パイプ挿入用の穴をあけたボール紙を用いることができる。

中空パイプは、ブローパイプ内での耐熱性を有するパイプである必要があるが、通常の鋼材等で製造されたパイプを用いれば十分である。パイプの穴部を介して炉内状況を観察するため、パイプの内径は１０ｍｍ以上とすることが望ましい。２０ｍｍ程度であれば充分である。長さは１〜２ｍ程度が適当である。弾性スポンジへの挿入を容易とするために、先細りのパイプを用いることもできる。その場合は径の細い端部から中空パイプを弾性スポンジに挿入し、径の太い側を炉外側とする。

パイプ誘導具は、弾性スポンジへの挿入が容易な形状を有し、先細りで先端部が針状または円錐状または矢先形状であり、後端部は中空パイプの外径と同じとする。後端部に中空パイプとの接続部分を有することが好ましい。

中空パイプの弾性スポンジと反対側の端部である基端部２ｂは、ガラス板等の透明素材を用いて封鎖して、炉内観察用窓部を形成することが望ましい。中空パイプ部分からの炉内への空気の流入を防止すると共に、炉内部の観察を容易に行なうことができる。炉内観察用窓部を形成する替わりに、中空パイプの基端部に取り外し可能の蓋を取り付け、必要に応じて蓋を取り外して炉内観察を行なう構造とすることも可能である
図４は、高炉の羽口部分の概略図であり、図１の閉塞用具を用いて羽口部の空気吸い込みを防止している状態を示す。図４において、１０は羽口であり、１１は羽口に連続したブローパイプである。高炉の休風時には、ブローパイプ１１内に閉塞用具を挿入して、図４中に太矢印で示した空気の流入を防止する。炉内観察は、閉塞用具の端部２ｂに炉内観察用窓部を形成して、炉内への空気の流入を伴うことなく、随時行なうことが可能である。以上のように、簡単な作業で羽口部の閉塞作業と炉内観察を行なうことができる。

なお、ブローパイプに微粉炭吹き込み用ランス等が設置され、ランスの交換等により閉塞用具付近に空気の流入口があるような状態となる場合は、この部分も同時に閉塞することが羽口付近の温度低下を防止するために好ましい。ブローパイプのランス取り付け孔等の開口部の閉塞には、取り外しのための金属性の持ち手部を付けたウレタンゴム等のゴム栓等を用いれば十分である。

高炉の休風時に羽口からの空気の吸い込みを防止し、羽口先のコークスの赤熱状態を確認するために、炉頂点火し、スノート弁を開けた後、羽口覗き蓋を開け、炉内観察用の中空パイプを挿入し、パイプの回りに粘土を詰めて羽口部分の閉塞を行なった。一部の羽口では炉内のコークスの赤熱状態の確認が行なえず、少量の空気の吸い込みが確認され、粘土詰めをやり直した。炉内観察用の中空パイプを用いた羽口先コークスの赤熱状態の目視による確認は、羽口閉塞後３５時間後程度までしかできなかった。

次の休風の際には、本発明の閉塞用具を用いて羽口の閉塞を行なった。厚さ７０ｍｍの円筒形の難燃性のウレタンスポンジの１つの円形面にシリコンコーティングを施し、シリコンコーティングを施した側の中央部にパイプ誘導具の先端を挿入し中空パイプをウレタンスポンジに貫通させた後、パイプ誘導具を取り外し、図１に示すものと同様の本発明の閉塞用具を組み立てた。休風開始から３時間後に、羽口に接続されたブローパイプの温度が６０℃になった段階で、羽口覗き蓋を全開し、閉塞用具をゆっくりとブローパイプに、所定の位置まで押込んだ。挿入中に中空パイプを引くことは、弾性スポンジから中空パイプが抜ける危険があり、シール性が低下するので、中空パイプの押込み位置は厳密に管理しないこととし、弾性スポンジができるだけ傾かないように注意して挿入した。傾きが発生した場合は弾性スポンジから中空パイプが抜けないように注意しながら、竹棒等の軽量の棒で弾性スポンジの傾き位置を軽く突いて修正した。中空パイプを軽く上下に動かし、炉内コークスの赤熱状態が見える位置に調整して炉外側端部付近を粘土で固定した。この際にも弾性スポンジから中空パイプが抜けないように前後の動きが発生しないように注意しながら行なった。

全ての羽口について本発明の閉塞用具を設置したところ、羽口の密閉性が向上し、６０時間後の送風開始まで全ての羽口においてコークスの赤熱状態を確認することができた。これにより長時間の休風の際にも、羽口からの空気の流入を防止して、羽口先コークスの赤熱状態の観察が可能となった。また休風後の羽口の閉塞状態の解除も、中空パイプを引き抜くだけの簡単な作業で行なうことができ、作業効率が飛躍的に向上した。

本発明の高炉羽口部の閉塞用具の一実施形態を示す概略図。中空パイプとパイプ誘導具の一実施形態を示す概略図。本発明方法の一実施形態の説明図。高炉の羽口部分の概略図。

符号の説明

１弾性スポンジ
２中空パイプ
２ａストッパー
２ｂ基端部
３パイプ誘導具
３ａ差し込み部分
１０羽口
１１ブローパイプ

Claims

炉内観察用の中空パイプの先端部分に先細り形状を有するパイプ誘導具を取り付け、該パイプ誘導具を介して前記中空パイプを弾性スポンジに貫通させた後に前記パイプ誘導具を前記中空パイプから取り外し、前記弾性スポンジと前記中空パイプとを密着状態として連結させた閉塞用具を用いてブローパイプを閉塞することを特徴とする高炉羽口部の閉塞方法。