JP5907107B2

JP5907107B2 - 高炉炉底構造

Info

Publication number: JP5907107B2
Application number: JP2013069080A
Authority: JP
Inventors: 後藤　修平; 修平後藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP2014189885A

Description

本発明は、高炉鉄皮に損傷が生じにくい高炉炉底構造に関する。

高炉底部には、１４００℃以上となる高温の溶銑が存在している。その溶銑の熱による高炉鉄皮の損傷を防ぐために、耐火物が高炉鉄皮に設置されている。特許文献１には、平板状の炉床煉瓦の上にカーボン煉瓦でリング状に湯溜り壁が構築された高炉の炉底耐火物構造が提案されている。その炉底耐火物構造では、湯溜り壁の厚みを、下方部を厚く、上方部を薄く、中央部をその中間の一定の厚みにすると共に、壁の上下方向の同一位置では壁の厚みを常に全周同一厚みとし、且つ下段から上段に積み上げられる煉瓦各段全ての上下に接する面の壁の厚みを常に同一寸法としている。これにより、壁煉瓦の損耗速度が著しく減少して、高炉の寿命を律速していた湯溜り壁煉瓦耐用が向上した結果、高炉の寿命延長を可能としている。

特開平６−２４０３２２号公報

特許文献１の炉底耐火物構造は、高炉鉄皮に、水平方向に延在する湯溜り壁煉瓦が複数配置された構造となっている。この構造では、この湯溜り壁煉瓦の間の目地には高炉鉄皮が対面しており、高炉の経年劣化などにより目地に隙間が生じて、その隙間に高温の溶銑が侵入すると、高炉鉄皮が熱により損傷しやすいという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高炉鉄皮が損傷しにくい高炉炉底構造を提供することである。

上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
高炉鉄皮と、該高炉鉄皮より内側に配置され、水平方向に延在する内側耐火物と、該内側耐火物と前記高炉鉄皮とに挟まれ、鉛直方向に延在する鉛直耐火物と、を備え、前記鉛直耐火物の表面が、前記内側耐火物が積み重ねられて形成される前記内側耐火物の目地に対面するように、前記鉛直耐火物が配置されていることを特徴とする高炉炉底構造。

本発明の高炉炉底構造によれば、溶銑に接触する内側の耐火物の目地部分に発生する隙間に高温の溶銑が侵入しても、その溶銑が高炉鉄皮に接触することを防ぎ、ひいては、高炉鉄皮が損傷しにくい。

本発明の高炉炉底構造を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。

図１は、本発明の高炉炉底構造を示す説明図である。高炉炉底構造１は、高炉鉄皮２と、内側耐火物３と、鉛直耐火物４と、炉床耐火物５と、を備えている。

鉄鉱石、焼結鉱や、コークスなどの高炉原料が高炉に装入され、この高炉内部で鉄鉱石が還元されて、溶銑が製造される。該溶銑は高炉底部で１５００℃程度になるので、高炉鉄皮２や炉床が熱によって損耗しないように、溶銑に接触する部材は耐火物となっている。内側耐火物３及び炉床耐火物５は、高炉鉄皮２からみて高炉の内側に配置されており、溶銑に接触する。

高炉鉄皮２は水平断面からみてリング状であり、内側耐火物３、及び、高炉鉄皮２と内側耐火物３とに挟まれた鉛直耐火物４は、高炉鉄皮２に沿ってリング状に複数配置されている。また、水平断面からみて、内側耐火物３及び鉛直耐火物４は、円弧形状のブロックとなっていることが好ましい。なぜならば、内側耐火物３及び鉛直耐火物４が円弧形状であれば、それらの複数をリング状に並べやすくなるからである。鉛直耐火物４は延在方向に直角な断面が台形形状になっていてもよい。なお、内側耐火物３及び鉛直耐火物４の材質は、カーボン質レンガなどが用いられる。

内側耐火物３が複数隣接して並べられかつ積み重ねられて、それらの間に目地３ａが形成されている。この目地３ａにはモルタルなどの不定形耐火物が用いられており、複数の内側耐火物３の間の空間が不定形耐火物で埋められ、高炉の建造時には、複数の内側耐火物３の間には隙間が存在しないことになっている。ところが、高炉の経年劣化によって、内側耐火物３が減肉や目地３ａ自体が欠けたりなどして、内側耐火物３と目地３ａとの間や、目地３ａ自体に隙間が生じる場合がある。そのような場合、その隙間に高温の溶銑が侵入してしまうが、図１に示すように、鉛直耐火物４が、高炉鉄皮２と内側耐火物３との間に配置され、その表面が目地３ａに対面するように、複数隣接して並べられているので、溶銑は、鉛直耐火物４の表面に接触することとなる。よって、溶銑が高炉鉄皮２に直接的に接触することは回避され、高炉鉄皮２が損傷しにくい。

複数の鉛直耐火物４の間にも、目地３ａと同様に、モルタルなどの不定形耐火物などで、目地４ａ，４ｂが形成されている。鉛直耐火物４の表面が、内側耐火物３の目地３ａに対面するには、目地３ａと目地４ａ，４ｂとが一致しないように、内側耐火物３及び鉛直耐火物４が積み重ねられている必要がある。図１に示すように、鉛直耐火物４は、少なくとも内側耐火物３に比べて鉛直方向に長い（延在する）。このため、内側耐火物３が鉛直方向に積み重ねられて形成される水平方向に沿った目地３ａは、鉛直耐火物４の表面に対面するように、該鉛直耐火物４を積み重ねやすい。仮に、目地３ａと目地４ａ，４ｂとが一致する場合で、内側耐火物３と目地３ａとの間に隙間が生じ、その隙間に溶銑が侵入してしまうと、その溶銑は目地４ａ，４ｂに接触してしまう可能性がある。一般的に、目地４ａ，４ｂは、鉛直耐火物４より耐火性が弱いため、溶銑は目地４ａ，４ｂに接触すると、目地４ａ，４ｂが熱による損耗を受けてしまう。しかしながら、本発明の高炉炉底構造によれば、目地３ａには鉛直耐火物４の表面が対面しているため、目地４ａ，４ｂに溶銑が接触しにくい。

目地３ａと目地４ａの高さ方向の位置が一致しないような耐火物構造とすることによって、目地４ａの損傷可能性は小さくなる。同様に内側耐火物３の鉛直方向の目地と目地４ｂも一致しないような構造とすることが好ましい。目地３ａと目地４ｂが交わる点では目地３ａに侵入した溶銑が目地４ｂに接触する可能性がある。しかしながら、鉛直耐火物は目地４ｂに侵入した溶銑による浮力を受けにくいので、溶銑の侵入による目地の広がりが起こりにくく、鉛直耐火物を設置することによって、鉄皮を効果的に保護することができる。

内側耐火物３及び鉛直耐火物４のブロックは、例えば円弧形状などの所望の形状となるように成型加工するか、適当なサイズのブロックを所望の形状となるように研磨加工して、製造することができる。

高炉炉底構造１を施工する場合には、高炉鉄皮２を所定の位置に配置し、この高炉鉄皮２の内側に、鉛直耐火物４を配置する。次いで、その内側に内側耐火物３を、鉛直耐火物４と内側耐火物３の目地が一致しないように配置する。

鉛直耐火物４は、溶銑から内側耐火物３を通じて伝導される熱が高炉鉄皮２に伝わり、高炉鉄皮２が損傷しない程度の温度となるような厚みを有すればよい。耐火物の厚みは主として伝熱計算などによる理論計算によって求められる。また、鉛直耐火物４は、内側耐火物３より厚くすることが好ましい。内側耐火物３は水平方向に目地が多いため、水平方向（厚み方向）に損耗しやすい一方で、鉛直耐火物４は、水平方向の目地が少なく、水平方向に損耗が発生しにくい。このため、内側耐火物３と鉛直耐火物４との水平方向の合計厚みのうち、鉛直耐火物４が多い方が、水平方向に沿った耐火物全体（内側耐火物３と鉛直耐火物４）の損耗の発生可能性が小さくなるからである。また、個々の鉛直耐火物の寸法の例としては、高炉炉底構造１のサイズにもよるが、厚み（高炉炉径方向）２００〜７００ｍｍ、幅（高炉の周方向）２００〜７００ｍｍ、長さ（鉛直方向）５００〜４０００ｍｍのものが好適である。

以上のようにして、本発明の高炉炉底構造によって、高炉内部の溶銑に接触する内側耐火物の目地の隙間に高温の溶銑が侵入しても、その溶銑が高炉鉄皮に接触することを防いで、ひいては、高炉鉄皮が損傷しにくい。

１高炉炉底構造
２高炉鉄皮
３内側耐火物
３ａ内側耐火物の目地
４鉛直耐火物
４ａ鉛直耐火物の水平方向に沿う目地
４ｂ鉛直耐火物の鉛直方向に沿う目地
５炉床耐火物

Claims

高炉鉄皮と、
該高炉鉄皮より内側に配置され、水平方向に延在する内側耐火物と、
該内側耐火物と前記高炉鉄皮とに挟まれ、複数の前記内側耐火物にわたって鉛直方向に延在し、かつ、高炉周方向の寸法よりも鉛直方向の寸法が長い鉛直耐火物と、を備え、
前記鉛直耐火物の表面が、前記内側耐火物が積み重ねられて形成される前記内側耐火物の目地に対面するように、前記鉛直耐火物が配置されていることを特徴とする高炉炉底構造。