JP5808212B2 - 耐熱カバー - Google Patents

Description

本発明は、金属溶湯の飛散防止や保熱のために使用される高炉の樋カバーなどとして用いられる、プレキャストブロックを用いた耐熱カバーに関するものである。

高炉の出銑時におけるスラグや溶銑等の飛散を抑えるとともに、保温の目的で、溶銑樋の上部には、樋カバーが設けられている。樋カバーの内張耐火物は、出銑時に高温に曝され、熱的あるいは構造的スポーリングを受けるとともに、スラグや溶銑等の飛散により侵食され、摩耗しやすい。そのため、従来から、耐スポーリング性及び耐食性に優れた耐火レンガやキャスタブル耐火物が、内張材として使用されてきた。

ところが、耐火レンガを使用する場合、施工に熟練技術が必要であり、しかも長時間の作業を要する。また、耐火レンガは、スポット補修が困難であるという問題があった。

そのため、例えば特許文献１には、断面逆溝型に形成されたカバー本体の内側に、予め取付金具を埋設して成形した耐熱ブロックレンガを、ボルト等の取付金具を介して着脱自在に装着して構成される樋カバーが提案されている。

一方、特許文献２には、天井アーチ部に大型プレキャストブロックを用いた窯炉が開示されている。プレキャストブロックは、キャスタブル耐火物を、予め鋳込み成形法で成形し、乾燥工程まで行ったものであり、これを適用することで、耐熱ブロックレンガやキャスタブル耐火物を施工するよりも、施工時間を大幅に短縮することが可能である。したがって、通常は熟練した築炉工を要するアーチ形状の施工が、容易に行える。

実開昭５７−８３１５１号公報 特開平６−１９４０５９号公報

しかしながら、特許文献１で用いられている耐熱ブロックレンガは、プレキャストブロックに比べて緻密質であり、摩耗に対する損耗性は高いが、耐熱スポーリング性に乏しい。そのため、レンガ内に埋設されたスタッドを起点に亀裂が発生し、脱落しやすいという問題がある。

また、特許文献２は、窯炉天井アーチ部や天井平板部等に大型プレキャストブロックを適用したものであるが、天井部上部からのへたりにより亀裂が発生しやすく、そこからの脱落を防止するための保持構造を別途設けなければならないという問題点がある。

本発明の目的は、施工に特殊な熟練技術を必要とせず、且つ耐スポーリング性及び耐食性に優れ、しかも亀裂や脱落の発生が大幅に抑制された吊り下げ用プレキャストブロックおよびそのプレキャストブロックを用いた耐熱カバーを提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明は、構造体に対して下向き乃至横向きに取り付けられる吊り下げ用プレキャストブロックを用いた耐熱カバーであって、前記吊り下げ用プレキャストブロックは、プレキャストブロック本体と、前記プレキャストブロック本体の内部に埋め込まれたスタッドと、前記プレキャストブロック本体を前記構造体に取り付けるための取付治具と、を有し、前記スタッドと前記取付治具とが接合され、前記構造体に取り付けられた際に、前記構造体の取付面に対して垂直方向となる前記プレキャストブロック本体の外周面のうち、全面又は少なくとも前記構造体に接する部分に、枠体が配置され、前記吊り下げ用プレキャストブロックを、前記取付治具により前記構造体に取り付けるとともに、前記枠体を前記構造体に接合したことを特徴とする、耐熱カバーを提供する。

ここで、構造体に対して下向き乃至横向きとは、下向きおよび横向きはもちろん、下向きから横向きに至る途中の角度における斜め下向きも含まれる。

前記吊り下げ用プレキャストブロックにおいて、前記取付治具は、前記プレキャストブロック本体の外側に突出したボルトと、前記ボルトに着脱されるナットとからなるものであってもよい。

前記スタッドと前記取付治具とが、前記プレキャストブロック本体の表面に配置された帯状あるいは板状の接合部材を介して接合されてもよい。前記プレキャストブロック本体の内部に金属繊維が含有されてもよい。

本発明によれば、プレキャストブロックからなる耐熱材を鉄皮などの構造体に容易に取り付けることが可能であり、また、使用時におけるプレキャストブロックの亀裂や脱落が抑制できることにより、金属溶湯等の飛散防止や保熱のために使用される耐熱カバーの高寿命化が図れる。

本発明の実施形態にかかるプレキャストブロックを示す断面図である。 本発明のプレキャストブロックの異なる実施形態を示す断面図である。 図２のプレキャストブロックの斜視図であり、（ａ）は接合部材が帯状の場合、（ｂ）は接合部材が板状の場合である。 本発明のプレキャストブロックの更に異なる実施形態を示す断面図である。 図４のプレキャストブロックの斜視図である。 本発明のプレキャストブロックの更に異なる実施形態を示す断面図である。 本発明の実施形態にかかる耐熱カバーの例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明すると、図１は、本発明にかかるプレキャストブロックの一実施形態を示し、プレキャストブロック１は、プレキャストブロック本体２と、プレキャストブロック本体２の内部に埋め込まれるＹ型のスタッド３と、プレキャストブロック１を施工する際に構造体９に取り付けるための取付治具４とを有している。

プレキャストブロック本体２は、キャスタブル耐火物を型枠に流し込み、乾燥又は焼成して形成されるものであり、大型のものや自由な形状のものが一体形状に成形できる。

図１に示すように、取付治具４は、ボルト１１とナット１２からなり、プレキャストブロック本体２の内部に埋め込まれたスタッド３の一端が、取付治具４のボルト１１の一端と、例えば溶接により接合されている。このようなプレキャストブロック１は、予めスタッド３とボルト４とを溶接して型枠にセットし、キャスタブル耐火物を型枠に流し込んだ後乾燥又は焼成して成形することができる。このプレキャストブロック１を構造体９に取り付ける際には、構造体９に取付治具４のボルト１１を通す孔を開け、その孔にボルト１１を通し、構造体９の外側からナット１２を締め付ける。この例では、構造体９は、例えば樋カバーの鉄皮である。構造体９の被取り付け面の形状に合わせて成形したプレキャストブロック１を１体または複数体組み合わせて、このように取り付けることにより、さまざまな形状の構造体９に対して下向きに吊り下げる場合でも、容易に施工することができる。

本発明のプレキャストブロック１は、耐熱ブロックレンガに比べて耐熱スポーリング性に優れたプレキャストブロックを用いているため、亀裂の発生を抑制できる。しかも、プレキャストブロック本体２の内部に埋め込まれたスタッド３の保持機能により、プレキャストブロック１の脱落を抑制できる。また、構造体９に対して吊り下げる方向の下向き、横向き、および、下向きから横向きに至る任意の角度の斜め下向きに取り付ける場合にも、プレキャストブロックを容易に取り付けることができる。

図２および図３は、プレキャストブロック１の異なる実施形態を示している。このプレキャストブロック１は、プレキャストブロック本体２の内部に配置されるスタッド３と、外側に突出する取付治具４とが、接合部材５を介して接合されている。接合部材５は、金属製の帯状部材あるいは板状部材であり、鉄皮からなる構造体９に溶接することも可能である。帯状部材の場合は、例えば図３（ａ）に示すように、プレキャストブロック本体２の上面に格子状に配置される。板状部材の場合は、例えば図３（ｂ）に示すように、プレキャストブロック本体２の上面全体に配置される。

図２および図３に示すように、プレキャストブロック本体２の内部に埋め込まれたＹ形、又はＹ形とＶ形とを組み合わせて形成されたスタッド３の一端が、例えば溶接等により接合部材５に接合されている。また、ボルト１１及びナット１２からなる取付治具４のボルト１１の一端部およびそのボルト１１に取り付けられたナット１３が、プレキャストブロック本体２の内部に埋め込まれている。さらに、ボルト１１の他端側は、接合部材５を貫通してプレキャストブロック本体２の外部に突出している。プレキャストブロック本体２に埋め込まれた方のナット１３が接合部材５の内側面と接触することで、取付治具４が接合部材５に接合されている。このように、スタッド３と取付治具４とは、接合部材５を介して接合される。スタッド３や取付治具４が配置される位置に接合部材５を設けることで、プレキャストブロック本体２の大きさ、形状等に応じて、複数のスタッド３や取付治具４を自由な位置に、自由な数だけ配置することができる。なお、ボルト１１と接合部材５とを溶接により接合してもよい。また、図３に示すように、Ｙ形またはＶ形のスタッド３の設置方向は、Ｘ，Ｙ方向交互に設置することが好ましく、接合部材５に接合されるスタッド３の上側およびプレキャストブロック本体２の内部に埋め込まれるスタッド３の下側の向きも、Ｘ，Ｙ方向に交差するように設置することが好ましい。

図４および図５は、プレキャストブロック１のさらに異なる実施形態を示す。このプレキャストブロック１は、プレキャストブロック本体２の外周面のうち、構造体９に施工した際に構造体９の取付面９ａに対して垂直方向に立ち上がる外周側面に、枠体としての鉄枠６が設けられている。鉄枠６は、プレキャストブロック本体２の外周側面全体に設けてもよいし、図４および図５に示すように、外周側面の一部に設けてもよい。一部に設ける場合には、図５に示すように、構造体９に接する端部から適宜幅で、全周にわたって設けるようにする。

図４および図５の例では、スタッド３と取付治具４とは、図１の例と同様に溶接等で直接接合されている。さらに、プレキャストブロック本体２の内部に、鉄枠６に一端を接合させて、Ｖ形のスタッド７が設けられている。鉄枠６は、鉄皮からなる構造体９に溶接することができ、これにより、プレキャストブロック１を、より強固に構造体９に固定することができる。また、図４および図５に示したプレキャストブロック１において、図２および図３に示した接合部材５を併用しても構わない。その場合には、更にスタッド３や取付治具４を自由な配置で設けることができる。

図６は、プレキャストブロック１のさらに異なる実施形態を示す。このプレキャストブロック１は、プレキャストブロック本体２の内部に、金属繊維が含有されている。さらに、図２に示す接合部材５を備えている。

金属繊維は、例えばＳＵＳ３１０が用いられ、径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのものを、乾燥前のプレキャスト耐火物の材料の質量に対して３０％程度用いる。このような金属繊維をプレキャストブロック本体２内に含有させることにより、使用時の亀裂進展や脱落を抑制する効果がさらに高くなる。

さらに、図６のプレキャストブロック１では、スタッド３や取付治具４の数および配置は、プレキャストブロック本体２の大きさ等に応じて、適宜増減が可能である。すなわち、スタッド３および取付治具４は、接合部材５に接合できる位置であれば、どこでも配置できる。

図７は、本発明のプレキャストブロック１を、鉄皮からなる構造体９に取り付けて構成された耐熱カバー１０の一例を示す。このような耐熱カバー１０は、例えば高炉の樋カバーとして用いられる。

本発明のプレキャストブロック１を、鉄皮からなる構造体９に取り付ける際には、鉄皮に形成したボルト孔にプレキャストブロック１のボルト１１を通し、鉄皮の外側に突出したボルト１１にナット１２を締め付けることで、容易に施工できる。プレキャストブロック１の外周面に、図５に示すように鉄枠６が設けられている場合には、鉄枠６を構造体９に溶接することにより、さらに強固にプレキャストブロック１を固定できる。また、プレキャストブロック１が、図３に示すように金属製の接合部材５を有している場合には、接合部材５を構造体９に溶接してもよい。

したがって、図７に示すように、構造体９の水平面に対して下向きの、吊り下げ方向にプレキャストブロック１を取り付ける際や、構造体９の鉛直面又は傾斜面に対して横向き、すなわち水平方向又は斜め下向きにプレキャストブロック１を取り付ける際でも、特殊な熟練技術を要することなく容易に施工できる。

そして、このように施工されたプレキャストブロック１は、構造体９への取付治具４であるボルト１１と、プレキャストブロック本体２の内部に埋め込まれたスタッド３とが、直接或いは接合部材５を介して接合されているので、プレキャストブロック本体２部分の脱落を抑制することができる。

また、図７に示す本発明の耐熱カバー１０は、プレキャストブロックを用いたことにより、溶銑樋の上方に設置される樋カバーとして用いた場合、溶銑の飛散や粉塵の発生を防止することができる。しかも、プレキャストブロック部分の取り付けおよび取り外しが容易であるため、損傷が激しく頻繁に取り替える際にも、長時間を要することなく容易に作業を行える。

しかも、施工場所等に応じて適宜寸法のプレキャストブロック１を組み合わせて用いることにより、大がかりな重機等を必要とせずに施工することができる。また、部分的に損傷した場合には、全体を解体することなく補修することもできる。

実際に、本発明のプレキャストブロックを用いた耐熱カバーを高炉の樋カバーとして使用したところ、最も溶銑滓の飛散による損傷が激しく使用条件が厳しい部分において、従来は寿命が５日間程度であったところ、これを１０日間まで延ばすことができた。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、高炉の樋カバー等のような耐熱カバーの他、小型加熱炉の天井にも適用できる。

１ プレキャストブロック
２ プレキャストブロック本体
３、７ スタッド
４ 取付治具
５ 接合部材
６ 鉄枠
９ 構造体
１０ 耐熱カバー
１１ ボルト
１２、１３ ナット

Claims (4)

1. 構造体に対して下向き乃至横向きに取り付けられる吊り下げ用プレキャストブロックを用いた耐熱カバーであって、
   前記吊り下げ用プレキャストブロックは、
   プレキャストブロック本体と、前記プレキャストブロック本体の内部に埋め込まれたスタッドと、前記プレキャストブロック本体を前記構造体に取り付けるための取付治具と、を有し、
   前記スタッドと前記取付治具とが接合され、
   前記構造体に取り付けられた際に、前記構造体の取付面に対して垂直方向となる前記プレキャストブロック本体の外周面のうち、全面又は少なくとも前記構造体に接する部分に、枠体が配置され、
   前記吊り下げ用プレキャストブロックを、前記取付治具により前記構造体に取り付けるとともに、前記枠体を前記構造体に接合したことを特徴とする、耐熱カバー。
2. 前記取付治具は、前記プレキャストブロック本体の外側に突出したボルトと、前記ボルトに着脱されるナットとからなることを特徴とする、請求項１に記載の耐熱カバー。
3. 前記スタッドと前記取付治具とが、前記プレキャストブロック本体の表面に配置された帯状あるいは板状の接合部材を介して接合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の耐熱カバー。
4. 前記プレキャストブロック本体の内部に金属繊維が含有されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱カバー。
   

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