JP5044954B2 - Hot metal support structure - Google Patents
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Description
本発明は、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に追従可能な溶銑樋の支持構造に関する。 The present invention relates to a hot metal support structure capable of following thermal expansion and contraction occurring in a main furnace of a blast furnace.
高炉には、主樋に設けた堰で溶銑とスラグとを分離し、分離した溶銑を所定位置にまで運ぶための溶銑樋がその一端を主樋に接続され、かつ他端に向かって傾斜させた状態で高炉の構造物上に配置されている。この主樋および溶銑樋は、溶銑通路が形成された樋材と、この樋材を囲う樋枠とから樋本体がなり、漏銑が生じ難い構造でしかも耐用性に優れていることが要求される。 In the blast furnace, the hot metal and slag are separated by a dam provided on the main rod, and a hot metal for transporting the separated molten iron to a predetermined position is connected to the main rod and inclined toward the other end. Placed on the blast furnace structure. The main body and the hot metal are required to have a structure in which the main body is made up of the hot metal in which the hot metal passage is formed and the hot metal frame surrounding the hot metal material to prevent leakage, and has excellent durability. The
高炉の主樋の構造としては、溶銑およびスラグの両方により浸食をうける樋材の寿命を長くするため、高密度パネルブロックを内張りしてなる樋が知られている。また、溶銑樋の構造も主樋と同様な樋本体の構造を有しているが、溶銑樋の支持構造によって図2に示したような問題が生じる。以下、溶銑樋の支持構造上の問題点につき、詳細に説明する。
図2−1〜図2−6は、各過程での溶銑樋2の樋材状態を示す断面図であり、主樋1に接続部3を介して接続される溶銑樋2近傍を示す。図2中、符号20は、溶銑とスラグを分離する堰を示す。溶銑樋2には、溶銑を流下させるために図3に示すように、樋受け梁51を介して傾斜角θが設けてある。溶銑樋2の傾斜角θは、溶銑流れ方向と水平面Fとのなす角で定義され、実際上、θ≒5°である。主樋1と溶銑樋2との接続部3は、図2−1にその詳細を示したが、主樋1の一端部と溶銑樋2の一端部を上下方向に間隔を空けて重ねて配置し、間隔を空けた主樋1から溶銑樋2までの間、および樋長手方向の溶銑樋2の樋材2Aと主樋1の樋材1Aの間に耐火物であるスタンプ材3Aを建設時に施工して形成している。
As the structure of the main rod of the blast furnace, a rod formed by lining a high-density panel block is known in order to extend the life of the brazing material that is eroded by both molten metal and slag. Further, the hot metal structure has the same main body structure as that of the main iron, but the hot metal support structure causes a problem as shown in FIG. Hereinafter, the problem of the hot metal support structure will be described in detail.
FIGS. 2-1 to 2-6 are cross-sectional views showing the state of the
接続部3を構成するスタンプ材3Aは、樋材1A、2Aに比べて伸びを吸収できる耐火物を使用しているが、主樋1の熱膨張量がそれを上回るため、樋の使用時に主樋1により溶銑樋2がスタンプ材3Aを介して樋長手方向に押され、図2−2のaで示す量だけ樋長手方向に移動する。その後、樋の休止時には、主樋1が徐々に冷却され、主樋1が長手方向に収縮することに伴い、主樋1の反炉体側の端面4が変移する。その際、設計上、溶銑樋2は、下記式(1)で示される最大摩擦力F以上の力が作用してから動く。
The
F=M×μ ・・・・・(1)
M:溶銑樋の質量、μ:溶銑樋の樋枠と溶銑樋を載置する構造物間の摩擦係数(μ=F/M=sinα、α:溶銑樋2が滑り出すときの角度)
しかし、主樋1の樋材1Aとスタンプ材3Aの間の結合力はそれほど大きいものではないため、接合部3に割れが生じてしまい、図2−3に示したように、隙間bが形成されてしまう。従って、図2−4に示したように、隙間bを追加スタンプ材3Bによって埋める樋の補修を行う必要が生じ、追加スタンプ材などの耐火物コストおよびメンテナンス費用がかかる。
F = M × μ (1)
M: mass of hot metal, μ: friction coefficient between hot metal frame and structure on which hot metal is placed (μ = F / M = sin α, α: angle when
However, since the bonding force between the
一方、隙間bを埋める樋の補修を行わず、樋を再稼働した場合には、主樋と溶銑樋の接続部に形成された隙間bから溶銑が洩れる漏銑トラブルが発生することに繋がるから、このような重大災害に繋がる漏銑を防止するうえで、隙間bを埋める樋の補修作業は必須となる。樋の補修を行った後、再稼働すると、主樋1により溶銑樋2がスタンプ材3Aと追加スタンプ材3Bを介して樋長手方向に押され、図2−5に示したように、樋長手方向にa’だけ移動し、その後、樋の休止時には上述した理由によって、主樋1に追従させて溶銑樋2を樋長手方向にa’だけ炉体方向に引き戻すことができなくなる結果、溶銑樋2の樋長手方向移動量a’に対応して形成される隙間を追加スタンプ材3Bにより埋める樋の補修作業を行うことになる。
On the other hand, when repairing the scissors without repairing the sputum that fills the gap b, it will lead to a leakage trouble in which the hot metal leaks from the clearance b formed at the connecting portion between the main spear and the hot metal. In order to prevent leakage that leads to such a serious disaster, it is essential to repair the defects that fill the gap b. After repairing the scissors and restarting, the
このような樋の補修、樋の再使用を繰り返した場合、樋の補修毎に溶銑樋2の樋長手方向移動量が増大するから、いずれ図2−6に示したように、主樋1と溶銑樋2の重なりがなくなってしまう状態となる。このような状態に至ると、鉄製の当て板を両側面と底面に当て、主樋1と溶銑樋2の間に追加スタンプ材3Bを施工する大掛かりな補修作業を行う必要が発生する。
When such scissors repair and scissor reuse are repeated, the amount of movement of the
このような問題を解決することを目的とし、図4に示すように、受柱7とばね受け部材9の間にばね8を配設し、溶銑樋2に主樋1の方へ戻す力を付与する溶銑樋の支持構造が提案されている(特許文献1)。図4中、溶銑樋2の樋受け梁51は、高炉の構造部材である水平梁52上に載置され、水平梁52が地面10に固定された垂直支持梁53で支持されている。この特許文献1に記載の溶銑樋の支持構造は、全ての溶銑樋が高炉の中心を通るよう配設されておれば、樋幅方向両側に設けるばね8の設置位置とばね強さに関する設計が容易となり、所望の効果を得ることができる構造である。
しかし、実際の高炉の溶銑樋は、例えば図5に示すように、主樋1と接続されていない溶銑樋2がx軸方向に対して、α、βだけ屈曲して高炉の構造部材上に配設されているのが普通である。したがって、特許文献1に記載の溶銑樋の支持構造は、設計時に、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮によって溶銑樋2が移動するときのモーメントの影響まで考慮して、樋幅方向両側に設けるばね8の設置位置とばね強さを設計しなければならず、設計が極めて難しくなる。
However, as shown in FIG. 5, for example, the
そればかりではなく、特許文献1に記載の溶銑樋の支持構造は、実際の高炉の溶銑樋に適用した場合、溶銑樋2が移動するときのモーメントの影響によって樋幅方向両側に設けるばねが正常に機能しなくなることも起こり得るから、設計時の効果を発揮できるかどうか懸念される。
また、特許文献1に記載の溶銑樋の支持構造は、受柱7とばね受け部材9の間にばね8を配設することが必須となるから、長期間使用した場合、設計時の効果を持続させることがきるかどうか懸念される。
In addition, when the hot metal support structure described in
In addition, since the hot metal support structure described in
本発明は、上記問題点を解消し、実際の高炉の溶銑樋に適用して長期間にわたり設計時の効果を持続させることが可能な溶銑樋の支持構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a hot metal support structure that can be applied to a hot metal of an actual blast furnace and can maintain the design effect for a long time.
本発明は、以下のとおりである。
1.一端が高炉の主樋に、他端が高炉の中心を通る軸方向に対して屈曲して配設されている溶銑樋にそれぞれ接続され、かつ前記他端に向かって傾斜された状態で高炉の構造部材上に受けを介して載置される溶銑樋の支持構造であって、前記主樋に接続される溶銑樋の受けが高炉の構造部材に固定され、上面を水平な受け面とした樋支持部材で構成され、溶銑樋の樋枠に固定された足部材を前記水平な受け面で受ける構造としてなり、前記樋支持部材の上面と前記足部材の下面との間にフッ素樹脂および/またはシリコン樹脂を有することを特徴とする溶銑樋の支持構造。
The present invention is as follows.
1. One end is connected to the main furnace of the blast furnace, the other end is connected to the hot metal that is bent with respect to the axial direction passing through the center of the blast furnace, and is inclined toward the other end. A hot metal support structure mounted on a structural member via a receiver, wherein the hot metal receiver connected to the main iron is fixed to the structural member of the blast furnace, and the upper surface is a horizontal receiving surface. The support member is configured to receive the foot member fixed to the hot metal frame by the horizontal receiving surface, and a fluororesin and / or between the upper surface of the foot support member and the lower surface of the foot member A hot metal support structure comprising a silicon resin .
本発明に係る溶銑樋の支持構造は、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に追従可能な構造を有し、実際の高炉の溶銑樋に適用して、長期間にわたり設計時の効果を持続させることが可能である。したがって、主樋と溶銑樋の接続部の補修作業を減少することができ、追加スタンプ材などの耐火物コストおよびメンテナンス費用を削減することができる。しかも、本発明によれば、樋の稼動時、主樋と溶銑樋の接続部で溶銑が洩れる漏銑トラブルを防止することができる。 The hot metal support structure according to the present invention has a structure that can follow the thermal expansion and contraction that occurs in the main body of the blast furnace. It can be sustained. Therefore, it is possible to reduce the repair work of the connecting portion between the main metal and the hot metal, and it is possible to reduce the refractory cost such as the additional stamp material and the maintenance cost. Moreover, according to the present invention, it is possible to prevent a leakage trouble that the molten iron leaks at the connecting portion between the main metal and the hot metal during the operation of the hot metal.
以下、本発明にかかる溶銑樋の支持構造につき、従来の溶銑樋の支持構造と対比して説明する。本発明にかかる溶銑樋の支持構造を図1に示した。図1は、図3に示した従来の溶銑樋の支持構造を示す側面図と対応させて示した側面図である。
本発明にかかる溶銑樋の支持構造は、図1に示したように、溶銑樋2の受けが高炉の構造部材に固定され、上面を水平な受け面とした樋支持部材5で構成され、溶銑樋2の樋枠に固定した足部材6を水平な受け面で受ける構造としてなる。その際、溶銑樋2の本体構造および接続部3を介して主樋1と溶銑樋2とを接続する接続構造は従来と同様とすることができる。溶銑樋2の傾斜角θは、実際上、θ≒5°とすることが好適である。
Hereinafter, the hot metal support structure according to the present invention will be described in comparison with the conventional hot metal support structure. The hot metal support structure according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1 is a side view corresponding to the side view showing the conventional hot metal support structure shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the hot metal support structure according to the present invention comprises a hot
一方、従来の溶銑樋の支持構造は、溶銑樋2の受けが樋受け梁51であり、溶銑樋2が樋受け梁51を介して傾斜角θを設けて高炉の構造部材上に載置されている。
ここで、本発明の実施の形態に係る溶銑樋の支持構造においては、鋼製の樋支持部材5の上部を耐熱性を有する低摩擦な樹脂層5aで形成して、鋼製の樋支持部材5の上面と、溶銑樋2の樋枠に固定した鋼製の足部材6の下面との間の摩擦抵抗を小さくしている。低摩擦な樹脂としては、鋼製の部材同士を面接触させ、一方を移動させるときの摩擦抵抗に比べて、摩擦抵抗を小さくすることができるフッ素樹脂やシリコン樹脂等が好適に使用できる。ただし、低摩擦な樹脂層は、鋼製の樋支持部材5の上部に設ける代わりに、鋼製の足部材6の下層に設けることでもその効果を発揮できる。
On the other hand, in the conventional hot metal support structure, the
Here, in the hot metal support structure according to the embodiment of the present invention, the upper part of the steel
また、設計上、低摩擦な樹脂層を鋼製の部材間に設けたのでは、その効果が不十分である場合には、低摩擦な樹脂層を設ける代わりに、樋支持部材5の上面と足部材6の下面との間に、ころを配設するのがよい。ころを鋼製の部材間に、低摩擦手段として設けた場合には、鋼製の部材同士を面接触させ、一方を移動させるときの摩擦抵抗に比べて、顕著に摩擦抵抗を小さくすることができる。
In addition, when the low friction resin layer is provided between the steel members in design, if the effect is insufficient, instead of providing the low friction resin layer, A roller may be disposed between the lower surface of the
以上説明した本発明にかかる溶銑樋の支持構造によれば、溶銑樋を支持する構造の設計計算が容易となり、設計上、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に追従可能な構造とすることができる。
すなわち、実際の高炉の溶銑樋は、例えば図5に示すように、主樋1と接続されていない溶銑樋2がx軸方向に対し、α、βだけ屈曲して高炉の構造部材上に配設され、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に伴って溶銑樋2にモーメントが生じるが、本発明にかかる溶銑樋の支持構造は、溶銑樋2の樋枠に固定した足部材6を水平な受け面で受ける構造としたので、設計上、その影響を容易に見積もることができる。
According to the hot metal support structure according to the present invention described above, the design calculation of the structure that supports the hot metal becomes easy, and the structure can follow the thermal expansion and thermal shrinkage that occurs in the main body of the blast furnace. be able to.
That is, as shown in FIG. 5, for example, the hot metal of the blast furnace is arranged on the structural member of the blast furnace with the
一例として樋受け梁51と溶銑樋2との間の動摩擦係数を0.3とした場合、主樋1の熱膨張・熱収縮によって主樋1が移動する際、例えば図5に示す主樋1に接続部3を介して接続される溶銑樋2に係る力は、設計上、969kNと計算される。これに対して、本発明にかかる溶銑樋の支持構造を適用し、樋支持部材5の上面と足部材6の下面との間に、低摩擦な樹脂層5aを設けた場合には、その力は882kNとなり、接触部3に作用する力を10%程度低減することができる。
As an example, when the coefficient of dynamic friction between the
従って、本発明にかかる溶銑樋の支持構造を、実際の溶銑樋に適用することによって、長期間にわたりその効果を持続させることができるから、主樋1の端面の変移に追従させて溶銑樋2を炉体方向に移動させることができ、接続部3に隙間が生じることを防止できる。この結果、主樋1と溶銑樋2との接続部3の補修作業を減少することができ、追加スタンプ材などの耐火物コストおよびメンテナンス費用を削減することができる。
Therefore, by applying the hot metal support structure according to the present invention to the actual hot metal, the effect can be maintained over a long period of time. Therefore, the
炉内容積5150m3の高炉の鋳床に溶銑樋を載置するに当たり、本発明に係る溶銑樋の支持構造を適用した。その際、フッ素樹脂からなる低摩擦な樹脂層を樋支持部材5の上部に設けた。本発明に係る溶銑樋の支持構造を適用した後、その溶銑樋を使用し、1日当たり3回の出銑を繰り返して3年経過したが、溶銑樋2の補修によって生じた移動量は100mm程度で、溶銑樋の位置を戻す工事の必要性は生じていない。
The hot metal support structure according to the present invention was applied in placing hot metal on the cast floor of a blast furnace having a furnace internal volume of 5150 m 3 . At that time, a low-friction resin layer made of fluororesin was provided on the upper portion of the
これに対して図3に示したような従来の溶銑樋構造を採用していたときには、主樋内の溶銑滓を抜き出して行う主樋の修理を10日に1回程度の頻度で繰り返していたから、3年程度の使用で溶銑樋2の補修によって生じた移動量が約700mmとなり、主樋と溶銑樋との間の接続部をスタンプ材で埋めるだけでは修理できなくなり、溶銑樋の位置を主樋側へ戻す工事が必要であった。
On the other hand, when the conventional hot metal structure as shown in FIG. 3 was adopted, the repair of the main iron which was carried out by extracting the hot metal in the main iron was repeated about once every 10 days. The amount of movement caused by repairing the
a、a’ 樋使用時の熱膨張量
b 溶銑樋2の接続部3に形成される隙間
α、β 溶銑流れ方向とx軸方向とのなす角度
F 水平面
θ 溶銑樋の傾斜角
1 主樋
2 溶銑樋
1A、2A 樋材
1B、2B 樋枠
3 接続部
3A スタンプ材
3B 追加スタンプ材
4 主樋1の端面
5 樋支持部材
5a 低摩擦手段(低摩擦な樹脂層)
6 足部材
7 受柱
8 ばね
9 ばね受け部材
10 地面
20 堰
51 樋受け梁
52 水平梁
53 垂直支持梁
a, a ′ Thermal expansion amount when using hot metal b Clearances formed at connecting
6
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