JP5552837B2

JP5552837B2 - 転炉出鋼孔の補修方法

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Publication number: JP5552837B2
Application number: JP2010042107A
Authority: JP
Inventors: 朋英埋金
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: JP2011179040A

Description

本発明は、転炉出鋼孔を簡易に補修する方法に関するものである。

転炉内の溶鋼は出鋼孔から出鋼されるので、出鋼時における溶鋼の熱や摩耗により、出鋼孔を形成しているスリーブ煉瓦が次第に溶損する。このスリーブ煉瓦の溶損が進行すると、出鋼時のスラグ流出が多くなって、合金鉄の歩留等に悪影響を及ぼし、ついには、鉄皮の溶損に至る。従って、出鋼孔のスリーブ煉瓦が溶損した場合は、出鋼孔を補修する必要がある。

出鋼孔の補修方法の一つとして、溶損したスリーブ煉瓦を新たなスリーブ煉瓦と交換する方法がある。しかしながら、新たなスリーブ煉瓦に交換するためには、溶損したスリーブ煉瓦を解体処理し、新たなスリーブ煉瓦を隙間なく取付ける必要があり、交換に長時間を要するという問題があった。

そのため、溶損したスリーブ煉瓦の簡易的な補修方法として、従来は、充填材を小手に載せて溶損部位に塗り付ける方法（シッペ補修）や、溶損したスリーブ煉瓦部に所定径のパイプを挿入し、その間隙に焼き付け材を充填する方法が採られていた。しかしながら、これらの補修方法では、耐用寿命の向上が図れないことや補修に長時間を要するという問題があった。

このようなことから、転炉出鋼孔の補修方法として、以下の方法が提案されている。
例えば特許文献１では、図４に示すように、スリーブ煉瓦１を内張りされた出鋼孔２に、転炉の炉外から炉内、すなわち図４の紙面の下から上に向けて、所定径のパイプ３を挿入し、パイプ３とスリーブ煉瓦１の間に焼付け材４を充填する方法が提案されている。なお、図４中の５は鉄皮、６は前記充填した焼付け材４が落ちないようにする蓋部材を示す。

特許文献１には、補修時間を短縮できると記載されているが、パイプを下から上へ向けて挿入するため、出鋼孔のほぼ中央にパイプを位置決め保持するのに時間を要する。また、出鋼孔付近の鉄皮には操業によって地金やスラグが垂れ下がり状に付着していることが多いので、鉄皮や蓋部材の整備をする必要があり、この整備にも時間を要するという問題があった。

また、特許文献２では、スリーブ煉瓦を使用しない場合の補修方法が提案されている。この補修方法は、パイプ１１の基端側に截頭円錐状の耐火物リング１２を取付け、この耐火物リング１２の頭部からパイプ１１の先端側に向けて多数のアンカ１３を取付けた、図５に示す補修用治具を、使用して以下のような手順で補修するものである。

先ず、耐火物リング１２が出鋼孔１４の炉外側端部に当接するまで、パイプ１１を、先端部から炉内に向けてセットする（図６（ａ））。次に、耐火物リング１２と出鋼孔１４との当接部外周に不定形耐火物を吹付け、シール部１５を形成する（図６（ｂ））。その後、転炉を水平にして、パイプ１１と出鋼孔１４の内張り耐火物１６の内壁面との隙間に不定形耐火物１７を充填する（図６（ｃ））。

しかしながら、この特許文献２で提案された方法も、炉外からパイプを挿入するため、出鋼孔に垂れ下がり状に付着した地金やスラグを、パイプをセットできる程度まで除去する必要があり、作業に時間を要する。また、スリーブ煉瓦を使用しないため、補修頻度が多くなるという問題もあった。

特開平１−１３９７１３号公報特開平４−４５２１８号公報

本発明が解決しようとする問題点は、提案された従来の転炉出鋼孔の補修方法は、何れの方法も補修に時間を要するという点である。

本発明の転炉出鋼孔の補修方法は、
簡易にかつ短い時間で、転炉出鋼孔の補修をすることができるようにするために、
スリーブ煉瓦を内張りした転炉出鋼孔の補修方法であって、
炉内側より出鋼孔に補修パイプを挿入して位置決めし、
その後、前記位置決めした補修パイプとスリーブ煉瓦の間隙に不定形耐火物を充填することを最も主要な特徴としている。

本発明は、炉内側より補修パイプを挿入するので、出鋼孔から垂れ下がる様に付着した地金やスラグを除去することなく出鋼孔に補修パイプを挿入することができ、地金やスラグを除去しない分、出鋼孔の補修時間を短縮することができる。

本発明においては、パイプの上端部に、上端側から下端側に不定形耐火物を通過可能な連通部を有する位置決め用部材を、前記パイプに対して斜めとなり、かつ、その先端が、前記パイプと同心で、前記パイプより大径の円周上の位置に位置するよう、その基端を前記パイプに取付けた補修パイプを使用するので、出鋼孔への補修パイプの位置決めを容易に行うことができる。また、炉内側から出鋼孔と位置決めした補修パイプとの間隙に不定形耐火物を充填することができる。

本発明において、
先端が上下揺動自在となるように後端側を軸支した俯仰アーム及びこの俯仰アームの上下揺動機構と、
前記俯仰アームに案内されて転炉に対して接離移動自在なアーム及びこのアームの接離移動機構と、
前記アームに内装され、先端がアームの先端より突出して前記補修パイプを着脱自在に保持する着脱機構を具備した投入機を使用すれば、補修パイプの炉内側からの挿入を容易に行うことができる。

本発明では、転炉の出鋼孔を補修するに際し、補修パイプを炉内側より挿入して位置決めするので、出鋼孔から垂れ下がるように付着した地金やスラグを除去する必要がなくなり、地金やスラグを除去しない分、出鋼孔の補修時間を短縮することができる。

（ａ）〜（ｃ）は本発明の転炉出鋼孔の補修方法を、順を追って説明する図である。本発明の転炉出鋼孔の補修方法に使用する補修パイプの一例を示した斜視図である。本発明の転炉出鋼孔の補修方法に使用する投入機の一例を説明する図である。特許文献１で提案された転炉出鋼孔の補修方法を説明する図である。特許文献２で提案された転炉出鋼孔の補修方法に使用する補修用治具の斜視図である。特許文献２で提案された転炉出鋼孔の補修方法を説明する図である。

本発明では、簡易にかつ短い時間で、転炉の出鋼孔を補修するという目的を、炉内側より補修パイプを挿入して位置決めすることによって実現した。

以下、本発明の転炉出鋼孔の補修方法について説明する。
転炉出鋼孔の補修に際し、従来のように、補修パイプを炉外側から挿入する場合は、出鋼孔の中心に補修パイプを位置決めするためには、出鋼孔から垂れ下がるように付着した地金やスラグを除去する必要があった。

この地金やスラグの除去が不十分の場合、補修パイプを出鋼孔に位置決めした際に補修パイプが傾いて出鋼孔の位置が変わり、偏肉となって補修効果が得られない場合が発生する可能性がある。

そこで、発明者は、前記地金やスラグの除去を行わなくても補修パイプの挿入を可能とするためには、炉内側から補修パイプを挿入することが効果的であると考えた。

本発明は、発明者の上記考えに基づいて成されたものであり、
スリーブ煉瓦を内張りした転炉出鋼孔の補修方法であって、
炉内側より出鋼孔に補修パイプを挿入して位置決めし、
その後、前記位置決めした補修パイプとスリーブ煉瓦の間隙に不定形耐火物を充填することを特徴とするものである。

この本発明においては、炉内側より出鋼孔に挿入した補修パイプを、出鋼孔から落下させず、かつ、補修パイプの位置決め後、炉内側から出鋼孔と補修パイプの間隙に不定形耐火物を充填する必要がある。

この点に関しては、例えば、上端部に、上端側から下端側に不定形耐火物を通過可能な連通部を有する位置決め用部材を取付けた補修パイプを使用することで、解決することができる。

また、本発明において、炉内側から補修パイプを挿入する方法は、どのような方法でも良いが、例えば出鋼時のスラグ流出を抑制するスラグダーツ投入機（実開平６−６９２５９号）と同様の作用を奏する投入機を使用することが望ましい。

但し、スラグダーツ投入機と同様の作用を奏する投入機を使用して補修パイプを転炉の出鋼孔に正確に投入するためには、スラグダーツ径より大径の補修パイプの投入精度を向上する必要がある。しかしながら、この点は、前記投入機を少しずつ昇降、前後進させて、補修パイプの下端が出鋼孔に入った状態になるように位置を調整し、調整後、補修パイプの保持を開放して出鋼孔に投入することで解決できる。

以下、本発明の転炉出鋼孔の補修方法を、図１〜図３を用いてより詳細に説明する。
まず、転炉の出鋼孔に挿入する補修パイプを、図２を参照して説明する。

この補修パイプ２１は、出鋼孔の基準元径とほぼ同一外径の鉄製パイプ２１ａの上端部に、上端側から下端側に不定形耐火物を通過可能な連通部２１ｃを有する位置決め用部材２１ｂを取付けた構成である。

図２に示す例では、３本の鉄筋２１ｂａがパイプ２１ａに対して斜めとなり、かつ、その先端が、パイプ２１ａと同心で、パイプ２１ａより大径の円周上の位置に位置するよう、その基端をパイプ２１ａに取付けた位置決め用部材２１ｂを示している。

このような構成の位置決め用部材２１ｂの場合、３本の鉄筋２１ｂａの間が補修パイプ２１の上端側から下端側に不定形耐火物を通過可能な連通部２１ｃとなる。

また、図２に示す例では、パイプ２１ａの上端に、後述する投入機で補修パイプ２１を保持するための鉄筋２１ｄを取付けている。

上記構成の補修パイプ２１を使用する場合、出鋼孔への補修パイプ２１を挿入した後、出鋼孔から補修パイプ２１が落下することがなく、出鋼孔への位置決めを容易に行うことができる。

次に、転炉の炉内側より前記補修パイプ２１を出鋼孔に挿入する作業に適した投入機３１を、図１（ａ）、図３を参照して説明する。

３２は俯仰アームであり、転炉建屋に設置した軸受３３により回転自在に支持された枢軸３３ａに後端側を軸支され、転炉建屋の上部床４１に設置された上下揺動機構３４によって前記枢軸３３ａを支点として先端側が上下揺動するようになされている。

前記上下揺動機構３４は、図１（ａ）、図３の例では、上部床４１に設置したウインチ３４ａのワイヤロープ３４ｂの巻き下げ、巻き上げによって上下揺動を行うものを示している。なお、３４ｃは前記ワイヤロープ３４ｂの方向転換用シーブ、３４ｄは最終のシーブ３４ｃに取り付けられこのシーブ３４ｃの回転量、すなわちワイヤロープ３４ｂの移動量（俯仰アーム３２の揺動角度）を検出する回転数検出器を示している。

３５は、俯仰アーム３２の上下揺動時における横揺れを防止するガイド機構であり、上部床４１から吊り下げた構造物４１ａにガイドプレート４２を立設し、俯仰アーム３２の前記ガイドプレート４２と相対する位置にガイドローラ３５ａを枢支した構成である。

３６は前記俯仰アーム３２に敷設したレールに案内されて転炉５１に対して接離移動する台車である。この台車３６の接離移動機構３７は、例えば俯仰アーム３２の後端側に設置したサーボモータ３７ａの出力軸に取り付けたシーブ３７ｂを正逆回転させ、この正逆回転を以下の経路で伝達することによって行う。

シーブ３７ｂ→駆動チェーン３７ｃ→方向転換シーブ３７ｄ→従動シーブ３７ｅ及びこれと同軸に配置された索引チェーン駆動シーブ３７ｆ→索引チェーン駆動シーブ３７ｆに噛合する索引チェーン３７ｇの一端→台車３６

なお、前記索引チェーン３７ｇの他端は、俯仰アーム３２の先端側に設置された方向転換シーブ３７ｈを介して、台車３６の前記一端を取り付けた位置よりも前方の位置に取り付けている。

３８は前記台車３６と一体的に固定されたアームであり、その先端に前記補修パイプ２１の着脱機構３９が取り付けられている。

この着脱機構３９は、アーム３８の後端内部に設置したエアーシリンダ３９ａのロッドの出退動によって、ロッドに取付けた管３９ｂをアーム３８に対して相対移動させる構成である。

そして、管３９ｂの先端には、補修パイプ２１の鉄筋２１ｄの挿入用長孔４０ａを備えた保持棒４０が取り付けられ、また、アーム３８の先端には前記保持棒４０の貫通孔３８ａａを開設した遮蔽板３８ａを設置している。

このような構成の着脱機構３９では、エアーシリンダ３９ａのロッドの出退動により管３９ｂを介して保持棒４０がアーム３８に対して相対移動する。この相対移動により、保持棒４０の長孔４０ａの先端側壁面と遮蔽板３８ａとで、長孔４０ａに貫入した補修パイプ２１の鉄筋２１ｄを挟持状に保持したり、また取外したりする。

前記投入機３１と前記補修パイプ２１を用いた転炉５１の出鋼孔５１ａの補修方法を、図１を用いて説明する。

先ず、保持棒４０の長孔４０ａ内に補修パイプ２１の鉄筋２１ｄを貫入させた後、エアーシリンダ３９ａのロッドを退動作させて、長孔３９ａの先端側壁面とアーム３８の遮蔽板３８ａとで補修パイプ２１の鉄筋２１ｄを挟持状に保持する。

次に、接離移動機構３７を駆動してアーム３８を移動させると共に、上下揺動機構３４を駆動して俯仰アーム３２を降下揺動させて、補修パイプ２１を転炉内に挿入する。転炉内に挿入した後は、接離移動機構３７、上下揺動機構３４を少しずつ駆動し、補修パイプ２１の中心と出鋼孔５１ａの中心を略一致させる。

補修パイプ２１の中心と出鋼孔５１ａの中心が略一致した後は、補修パイプ２１が鉛直に降下するよう、接離移動機構３７、上下揺動機構３４を駆動し、補修パイプ２１の下端を出鋼孔５１ａに入れる（図１（ａ））。

この後、エアーシリンダ３９ａのロッドを出動作させて補修パイプ２１の保持を解除する。これにより、補修パイプ２１は出鋼孔５１ａ内を落下した後、図１（ｂ）に示すように、位置決め用部材２１ｂの作用により出鋼孔５１ａの所定位置で位置決め保持される。

図１（ｂ）において、５２は転炉５１の出鋼孔５１ａから垂れ下がった状態で付着した地金やスラグであるが、本発明では、補修パイプ２１を炉内側より挿入することにより、補修の際にこの地金やスラグ５２を除去する必要がなくなった。

また、補修パイプ２１と、溶損した出鋼孔５１ａのスリーブ煉瓦５１ｂには間隙があり、図１（ｃ）に示すように、この間隙部分の炉外側をシール５３した後、炉内側から不定形耐火物５４を充填する。この後、この充填した不定形耐火物５４が乾燥すれば、出鋼孔５１ａの簡易補修は完了する。

ちなみに、７０トンの転炉において、本発明の補修方法によって出鋼孔の簡易補修を行ったところ、各作業段階の所要時間は下記表１に示す通りで、補修に要した合計所要時間は２０分であった。

また、同じく７０トンの転炉において、本発明の補修方法の効果を比較した結果を下記表２に示す。

表２に示すように、従来１では４０分要していた補修時間を、本発明では２０分と半減させることが可能となった。また、従来２では耐用期間が２チャージであったものが、本発明では１５チャージまで長くすることができ、コスト指数は１３０から１００に低減できた。

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

上記の例では、投入機３１を使用して補修パイプ２１を出鋼孔５１ａ内に挿入しているが、前記投入機３１と同様の作用を奏するものであれば、その構成は限定されない。例えば、上記の例では接離移動する台車３６にアーム３８を取付けているが、アーム自体を接離移動させる構成でも良い。

また、補修パイプ２１の位置決め用部材２１ｂも鉄筋２１ｂａを使用したものに限らず、不定形耐火物５４を通過可能な連通部２１ｃが形成できるものであれば、平板状のものを使用しても良い。

２１補修パイプ
２１ｂ位置決め用部材
２１ｃ連通部
３１投入機
３２俯仰アーム
３３軸受
３４上下揺動機構
３７接離移動機構
３８アーム
３９着脱機構
５１転炉
５１ａ出鋼孔
５１ｂスリーブ煉瓦

Claims

スリーブ煉瓦を内張りした転炉出鋼孔の補修方法であって、
炉内側より出鋼孔に、パイプの上端部に、上端側から下端側に不定形耐火物を通過可能な連通部を有する位置決め用部材を、前記パイプに対して斜めとなり、かつ、その先端が、前記パイプと同心で、前記パイプより大径の円周上の位置に位置するよう、その基端を前記パイプに取付けた補修パイプを挿入して位置決めし、
その後、前記位置決めした補修パイプとスリーブ煉瓦の間隙に不定形耐火物を充填することを特徴とする転炉出鋼孔の補修方法。
前記補修パイプの炉内側からの挿入は、
先端が上下揺動自在となるように後端側を軸支した俯仰アーム及びこの俯仰アームの上下揺動機構と、
前記俯仰アームに案内されて転炉に対して接離移動自在なアーム及びこのアームの接離移動機構と、
前記アームに内装され、先端がアームの先端より突出して前記補修パイプを着脱自在に保持する着脱機構を具備した投入機を使用して行うことを特徴とする請求項１に記載の転炉出鋼孔の補修方法。