JP5261713B2 - 溶銑樋の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶鉱炉から排出される溶銑の流路となる溶銑樋を構築する方法に関するものである。

溶鉱炉から排出される溶銑や溶滓の流路となる樋は、図７に示すように、主樋，溶銑樋，ノロ樋が１組となり、１基の溶鉱炉に対して複数組が配置される。そして溶鉱炉１の操業において、溶鉱炉１から排出された溶銑および溶滓が主樋２を流下し、スキンマー５によって溶銑と溶滓が分離される。分離された溶滓はノロ樋４に流入する一方、溶銑は溶銑樋３に流入する。

この溶銑樋３のＡ−Ａ矢視の断面図を図８に示す。溶銑樋３は、溶銑の流路を形成する耐火物７（以下、樋材という）の外側に永久張りと呼ばれる耐火物6a，6b，6c（以下、永久張り材という）を配置し、さらにこれらの耐火物を側板８と側部形鋼10および底板９と底部形鋼11で補強する構造になっている。以下では、側板８，側部形鋼10，底板９，底部形鋼11を総称して樋鉄皮と記す。

溶銑樋３は、溶銑が流れるときには、溶銑（約1500℃）の保有熱によって加熱され、側板８や底板９の温度が200〜300℃に達するようになる。溶銑樋３の長さは10〜25ｍ程度であるから、側板８や底板９が約40〜100mm膨張することになる。ただし溶銑樋３を鋳床に設置する際には、このような膨張を考慮して設置するので、通常の操業では特に問題はない。

ところが、溶銑の温度が異常に上昇する、あるいは樋材７や永久張り材８が異常に損耗することによって、樋鉄皮の温度が著しく高温になることが時として発生する。このような場合は、樋鉄皮が大幅に膨張する一方で、溶銑樋３を設置するための固定具によって樋鉄皮が拘束を受けるので、樋鉄皮がクリープ変形を起こす。その結果、樋鉄皮，樋材７，永久張り材6a，6b，6cに亀裂や隙間が発生し、溶銑が漏出する（いわゆる漏銑）等の問題を引き起こす惧れがある。したがって、樋鉄皮がクリープ変形を起こした溶銑樋は、速やかに更新する必要がある。

近年、溶鉱炉の寿命が著しく向上し、溶鉱炉の改修工事は数十年に１回程度の頻度で行なわれる。一方で、樋鉄皮がクリープ変形を起こした溶銑樋は、速やかに更新しなければならないので、その更新は溶鉱炉の操業を継続しながら行なう必要がある。その際、クリープ変形を起こした溶銑樋を常温まで冷却した後、その溶銑樋を解体して除去し、新たな溶銑樋を構築する。

このような溶銑樋の更新工事の期間中は、他の樋を用いて溶銑や溶滓を溶鉱炉から排出するので、使用する樋の耐火物（すなわち樋材や永久張り材）の熱負荷が増大する。したがって、一般に溶銑樋の更新工事の工期は25日程度が限界とされている。
特許文献１，２には樋鉄皮の構造が開示されている。これらの技術を適用して溶銑樋を構築する場合は、予め樋鉄皮全体を作製した後で耐火物を施工する。そのため、垂直の側壁部に一定の厚みで永久張り材を施工するという難しい作業を行なわざるを得くなり、溶銑樋の更新工事の工期が延長されるのは避けられない。

つまり特許文献１，２に開示された技術は、溶鉱炉の改修工事にあわせて溶銑樋を更新するような長期間の更新工事を行なう場合に適用できるが、溶鉱炉の操業を継続しながら溶銑樋の更新を短期間で行なう場合に適用するのは困難である。
特開2003-293017号公報 特許3709172号公報

本発明は、溶鉱炉から排出される溶銑の流路となる溶銑樋を短期間で構築する方法を提供することを目的とし、詳しくは溶鉱炉の操業を継続しながら短期間で溶銑樋の更新を行なう場合に適用できる溶銑樋の構築方法を提供することを目的とする。

本発明は、溶鉱炉から排出される溶銑の流路となる溶銑樋の構築方法において、溶銑樋の側板と側部形鋼に永久張り材を施工した側部ユニットおよび底板と底部形鋼からなる底部ユニットをそれぞれ個別に作製し、さらに底部ユニットに側部ユニットを接合した後、底部ユニットに永久張り材を施工し、得られた鉄皮耐火物構造体を樋受け梁に載置して補強用の永久張り材と溶銑の流路を形成する樋材とを施工する溶銑樋の構築方法である。

本発明によれば、溶銑樋を短期間で構築できるので、溶鉱炉の操業を継続しながら溶銑樋の更新を行なう場合に支障なく適用できる。

図１は、本発明を適用して溶銑樋の更新を行なう際に用いる側部ユニットと底部ユニットの例を模式的に示す断面図である。図１(a)は側板８と側部形鋼10で構成される部材を示す断面図であり、図１(b)はその部材に永久張り材6aを施工した側部ユニットの例を模式的に示す断面図である。図１(c)は底板９と底部形鋼11で構成される底部ユニットを示す断面図である。

図１(b)に示す側部ユニットおよび図１(c)に示す底部ユニットを個別に作製し、さらに図２に示すように側部ユニットと底部ユニットを接合した後、図３に示すように底部ユニットに永久張り材6cを施工する。このようにして、側部ユニットと底部ユニットを個別に作製することによって、側部ユニットを水平に保持して永久張り材6aを施工できるようになり、永久張り材6aの厚みの調整等を容易に行なうことが可能となる。また、底部ユニットも水平に保持した状態で永久張り材6cを施工するので、厚みの調整や接合部の養生等を容易に行なうことが可能となる。なお、永久張り材6a，6cはいずれも端部にのみ型枠を設置して流し込み工法で施工し、その後、型枠を除去する。

以上のようにして溶銑樋の更新工事に先立って、図３に示す構造体（以下、鉄皮耐火物構造体という）を専用の作業場で予め作製しておく。
そして溶銑樋の更新を行なうにあたって、クリープ変形を起こした溶銑樋を常温まで冷却し、次いで溶銑樋を解体して樋受け梁から除去する。
図４は樋受け梁の例を模式的に示す断面図である。樋受け梁15は、形鋼16を格子状に溶接して構成したものであり、床面に固定された基礎梁12上にブラケット13を介してボルト14にて固定される。ブラケット13は樋受け梁15の高さを調整するためのものであり、ライナー17は樋受け梁15上面の摺動性を改善するためのものである。この樋受け梁15は、著しい変形や損耗が認められない場合には、必ずしも更新する必要はない。

次に、図５に示すように鉄皮耐火物構造体を樋受け梁15に載置して、側部ユニットの永久張り材6aの内側に補強用の永久張り材6bを施工し、さらに溶銑の流路を形成する樋材７を施工する。永久張り材6bと樋材７はいずれも型枠を設置して流し込み工法で施工し、その後、型枠を除去する。このようにして構築された溶銑樋の例を断面図として図６に示す。その後、耐火物（すなわち永久張り材，樋材）の脱水，乾燥を行なって、溶鉱炉の操業に供する。このようにして溶銑樋を短期間で構築することが可能となる。

そのため、溶銑樋の解体から構築までの更新工事の工期を短縮でき、溶鉱炉の操業を継続しながら溶銑樋の更新を行なうことが可能となる。

溶銑樋の更新を行なうにあたって、専用の作業場で、図１(b)に示す側部ユニットと図１(c)に示す底部ユニットを個別に作製し、図２に示すように接合した。さらに図３に示すように底部ユニットに永久張り材6cを施工して、鉄皮耐火物構造体を得た。また、図４に示す樋受け梁15を作製した。
次に、更新する溶銑樋を常温まで冷却し、解体して樋受け梁から除去し、さらに樋受け梁も解体した。

その後、新たに作製した樋受け梁を床面に固定し、図５に示すように鉄皮耐火物構造体を樋受け梁15に載置した。さらに図６に示すように、側部ユニットの永久張り材6aの内側に補強用の永久張り材6bを施工し、さらに溶銑の流路を形成する樋材７を施工した。次いで、耐火物（すなわち永久張り材，樋材）の脱水，乾燥を行なって、溶鉱炉の操業に供した。このようにして構築した溶銑樋の寸法は、幅２ｍ，高さ２ｍ，長さ22ｍであり、使用した鋼材は合計45ton，耐火物は合計135tonであった。これを発明例とする。

一方、従来は、側板，側部形鋼，底板，底部形鋼を接合して樋鉄皮全体を作製し、樋受け梁に記置した後で耐火物（すなわち永久張り材6a，6b，6cと樋材７）を施工することによって、発明例と同様の寸法を有する溶銑樋を構築していた。これを従来例とする。
溶銑樋の解体から構築までの更新工事の工期は、発明例が24日であったのに対して、従来例は37日であった。つまり、本発明を適用して溶銑樋を更新することによって、更新工事の工期を大幅に短縮でき、溶鉱炉の操業を継続しながら溶銑樋の更新を行なうことが可能であることが確かめられた。

本発明を適用して溶銑樋の更新を行なう際に用いる側部ユニットと底部ユニットの例を模式的に示す断面図である 図１に示す側部ユニットと底部ユニットを接合した例を模式的に示す断面図である。 図２に示す構造体の底部ユニットに永久張り材を施工した例を模式的に示す断面図である。 樋受け梁の例を模式的に示す断面図である。 鉄皮耐火物構造体を樋受け梁に載置した例を模式的に示す断面図である。 補強用の永久張り材と樋材を施工した例を示す断面図である。 溶鉱炉と樋の配置の例を模式的に示す鋳床の平面図である。 図７に示す溶銑樋のＡ−Ａ矢視の断面図である。

符号の説明

１ 溶鉱炉
２ 主樋
３ 溶銑樋
４ ノロ樋
５ スキンマー
6a 永久張り材
6b 永久張り材
6c 永久張り材
７ 樋材
８ 側板
９ 底板
10 側部形鋼
11 底部形鋼
12 基礎梁
13 ブラケット
14 ボルト
15 樋受け梁
16 形鋼
17 ライナー

Claims (1)

1. 溶鉱炉から排出される溶銑の流路となる溶銑樋の構築方法において、前記溶銑樋の側板と側部形鋼に永久張り材を施工した側部ユニットおよび底板と底部形鋼からなる底部ユニットをそれぞれ個別に作製し、さらに前記底部ユニットに前記側部ユニットを接合した後、前記底部ユニットに永久張り材を施工し、得られた鉄皮耐火物構造体を樋受け梁に載置して補強用の永久張り材と前記溶銑の流路を形成する樋材とを施工することを特徴とする溶銑樋の構築方法。
   

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