JP6200556B2 - ステーブ保護装置及びその設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステーブ保護装置及びその設置方法に係り、より詳しくは、高炉のステーブ上に装着されて高炉のステーブ及び鐵皮を保護するステーブ保護装置及びその設置方法に関する。

一般に、高炉は、２４時間連続して溶湯（以下、「溶銑」という。）を生産する設備であり、上部に鐵鉱石とコークスが交互に装入され、下部の羽口には約１，１００〜１，２００℃の空気（以下、「熱風」という。）が吹き込まれる。
羽口に入った熱風は、燃料であるコークスと反応して２，２００〜２，４００℃の高熱となり、この高熱を利用して、装入された原料である鐵鉱石を溶かして溶銑を生産する。生産された溶銑は、羽口の下に位置した溶銑排出口を通して排出される。
このような高炉の鐵皮の内部面には、図１に示すように、高炉１００の内部で発生する高熱から鐵皮１０を保護するために冷却水を循環用冷却水パイプ３２が備えられたステーブ３０が設置される。また、ステーブと鐵皮の間には、耐火物であるキャスタブル２０が充填される。

高炉の内部に突出したステーブ３０の前面は、操業時間が経過するに伴い、熱負荷又は溶融物の下降による摩擦などによって摩耗が急速に進行し、ひどい場合には、図２のように冷却水パイプ３２が損傷する。高炉操業中に冷却水パイプが損傷すると、冷却水パイプに沿って流動する冷却水が高炉の内部に流入し、高炉内に冷却水が流入すると、高炉の温度を設定温度以下に低下させ、高炉の燃料費の変動、炉況の不安定などをもたらす。
よって、冷却水パイプが損傷すると、冷却水ライン３４、３６を分離して冷却水の供給を遮断し、図３に示すように、高炉の鐵皮１０とステーブ３０に穴をあけて冷却盤４０を設置し、半液体状態の耐火物（キャスタブル）をスプレーガンによって炉の内部に１８０〜２００ｍｍの厚さで付着させてステーブを補修することにより鐵皮を保護する。

しかしながら、冷却盤を用いた冷却機能には限界があるため、鐵皮の冷却が安定して長時間持続されることが困難であり、特に、耐火物が脱落しやすく、短時間内に熱負荷が発生し、ステーブの冷却ラインが繰り返し損傷することにより、耐火物の補修周期が短くなり、補修費用が多くかかるという問題点があった。

韓国特許第０８６８４３５号

本発明の目的とするところは、ステーブ上に装着されて高炉の鐵皮とステーブを保護するステーブ保護装置及びその設置方法を提供することである。

本発明は、ステーブを保護するための網状のフレームと、
前記フレームの一側に設置され、炉体の内側から外側に引き出される固定部と、
を含み、
前記フレームは設定されたパターンを有するように形成され、
前記設定されたパターンを有する補助フレームをさらに備え、
前記補助フレームは、前記固定部の間で前記フレームから離隔して配置されるように連結部を介して前記フレームに固定されることを特徴とする。

前記固定部は、溶接やねじ締結によって又はヒンジを介して前記フレームに連結されることを特徴とする。

前記固定部は、前記炉体の外に引き出される端部にねじ山部が形成されており、
前記ステーブ保護装置は、
挿入孔が形成された支持プレートと、
前記支持プレートを貫通して突出した前記固定部のねじ山部に締結されるナット部と、
を含むことを特徴とする。

前記支持プレートと前記固定部の端部及び前記ナット部を覆うエンドキャップをさらに含むことを特徴とする。

前記フレームには、少なくともステーブの内壁に取り付けられる耐火物を支持する複数のアンカーが設置されることを特徴とする。

前記補助フレームには、ステーブの内壁に装着される耐火物を支持する複数のアンカーが設置されることを特徴とする。

また、本発明は、炉体の鐵皮とステーブを穿孔する段階と、
ステーブ保護装置を前記炉体の内側に挿入する段階と、
前記ステーブ保護装置の固定部を前記鐵皮の外に引き出して固定させる段階と、
前記ステーブ保護装置が埋め込まれるように前記ステーブに向かって耐火物を噴射する段階と、
を含むことを特徴とする。

前記固定させる段階は、前記鐵皮と前記ステーブを穿孔して形成された貫通孔に連結紐を前記炉体の外部から挿入してから、前記連結紐の一端を前記ステーブ保護装置の固定部に連結して引っ張ることにより、前記固定部の端部が前記鐵皮の外に引き出されるようにすることを特徴とする。

前記固定させる段階は、前記鐵皮の外に引き出された前記固定部の端部に支持プレートを嵌めナット部を締結する段階を含むことを特徴とする。

前記固定させる段階は、前記支持プレートと前記固定部の端部及び前記ナット部を覆うようにエンドキャップを設置する段階を含むことを特徴とする。

前記固定させる段階は、前記エンドキャップと前記鐵皮の間の内部空間に耐火物を注入させて密封する段階を含むことを特徴とする。

前記ステーブ保護装置のフレームには複数のアンカーが設置され、
前記耐火物を噴射する段階において、前記耐火物は、前記アンカーが埋め込まれるように噴射され、前記アンカーと結合して硬化されることを特徴とする。

前記ステーブ保護装置は少なくとも格子パターンを有するフレームを含み、
前記格子状の桟部分は前記ステーブに形成されたグルーブ内に挿入されるように位置することを特徴とする。

前記フレームには、前記炉体に設置された冷却盤に干渉しない位置で補助フレームが配置されることを特徴とする。

本発明によれば、耐火物を支持するステーブ保護装置によって耐火物の脱落を最小にすることができるため、耐火物の脱落によって高炉のステーブが摩耗したり鐵皮が赤熱されて破損する現象をなくし、事故の危険性を減らし、安全性を向上させることができる。
また、本発明によれば、ステーブの補修周期を長くして作業負荷及び補修費用を減らすことができるという効果がある。

一般的な高炉の鐵皮の内側に設置されるステーブを示した図である。 高炉操業時にステーブが摩耗した状態を示した図である。 摩耗した高炉のステーブに冷却盤を設置した状態を示した図である。 本発明によるステーブ保護装置が設置された状態の一部分を示した図である。 本発明によるステーブ保護装置を示した正面図及び側面図である。 本発明によるステーブ保護装置の変形例を示した正面図及び側面図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。
本発明によるステーブ保護装置の設置方法は、炉体の鐵皮とステーブを穿孔する段階と、ステーブ保護装置を炉体の内方に挿入する段階と、ステーブ保護装置の固定部を鐵皮の外に引き出して固定させる段階と、ステーブ保護装置が埋め込まれるように上記ステーブに向かって耐火物を噴射する段階と、を含んでいる。
なお、本発明によるステーブ保護装置は、新たなステーブ又は摩耗がある程度進行したステーブを保護するために設置される。

ステーブに溶損部位が発生すると、冷却水ラインに供給される冷却水を遮断し、冷却水が高炉の内部に流入することを遮断する。
ひどい場合にはステーブ内の冷却水パイプが損傷するが、このときには、複数個の冷却盤が鐵皮を貫通し且つ一定間隔離隔するように設置される。複数個の冷却盤にはそれぞれ冷却水供給ラインが連結されて冷却水が流れる。
このような冷却水によってステーブと後述の耐火物及び鐵皮が冷却されることにより、操業時、高炉及び鐵皮が高温のガス及び溶融物などによって破損することを防止することができる。
本発明のステーブ保護装置を設置するために、高炉の鐵皮とステーブを穿孔して複数の貫通孔を形成する。
次に、ステーブ保護装置をワイヤロープに掛けて炉頂部を通して炉体の内方に挿入し、所望の高さまで下降させる。
また、貫通孔ごとに連結紐を炉体の外部から挿入してから、連結紐の一端をステーブ保護装置の固定部に連結して引っ張ることにより、ステーブ保護装置の各固定部が炉体の該当貫通孔に嵌って貫通し、その端部が炉体の外に引き出される。

図４は、本発明によるステーブ保護装置が設置された状態の一部分を示した図であり、図５は、本発明によるステーブ保護装置を示した正面図及び側面図である。
図示のように、本発明によるステーブ保護装置５０は、網状のフレーム５２と、このフレームの一側に設置され、炉体の内側から外側に引き出すことができる長さを有する固定部５４と、を含んでいる。
フレーム５２は、例えば、格子又はハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）のような多様なパターンの網状を有することが好ましい。しかしながら、網状は必ずしも図示又は説明した例に限定されず、別の任意のパターンを有してもよい。

例えば、格子パターンのような網を形成する桟部分は、ステーブ３０の内壁に形成されたグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）３８内に挿入されるように位置することができる。これにより、不定形耐火物７０で補修する場合において、耐火物がグルーブとグルーブ内に挿入されたフレームの桟部分に噴射されてこの部分が養生すると、耐火物によってステーブ保護装置５０が支持される一方、ステーブ保護装置はステーブと耐火物が剥離されないようにする。
固定部５４は、フレーム５２の一側に連結されるように、例えば、溶接又はねじ締結などによって設置される。フレームが炉体に対してほぼ垂直に設置されるため、固定部は、ほぼ水平に、即ち、フレームの長さ方向に対してほぼ直角に連結される。

しかしながら、設置環境によって固定部５４がフレーム５２に対して多少傾斜して連結されることがあるが、このような設置角度の変更に対応するために、固定部がヒンジ５７を媒介としてフレームに連結されてもよい。
固定部５４のうち炉体の外に引き出される端部にはねじ山部５６が形成されている。この固定部を炉体の外で鐵皮１０に固定するために、本発明によるステーブ保護装置５０は、挿入孔６１が形成された支持プレート６２と、この支持プレートの一側から支持プレートを貫通して突出した固定部のねじ山部に締結されるナット部６４と、を含むことができる。

支持プレート６２は、板状部材であり、中央に固定部５４の端部が貫通することができる大きさの挿入孔６１が形成されており、固定部が引き出された貫通孔１２を十分に覆うことができる大きさ（広さ）を有する。
ナット部６４は、固定部５４のねじ山部５６に締結され、少なくとも支持プレート６２の挿入孔６１よりは大きくしなければならない。
さらに、本発明によるステーブ保護装置５０は、支持プレート６２と固定部５４の端部及びナット部６４を覆うエンドキャップ６６を含む。このエンドキャップは、炉体の鐵皮１０に溶接され、固定部と鐵皮の間の結合部位を気密に密封させる。特に、エンドキャップに注入バルブ（図示せず）が設けられるようにし、この注入バルブを通してエンドキャップと鐵皮の間の内部空間に耐火物を注入させ硬化させて気密に密封させるのがよい。

フレーム５２の他側には、ステーブ３０の内壁に付着される耐火物７０と結合して耐火物を支持する複数のアンカー５８が固定される。アンカーとしてはＹ字型又はＶ字型アンカーが用いられるが、その形状は必ずしもこれに限定されない。
このようにして、本発明によるステーブ保護装置５０は炉体の内面にステーブ３０と対向して複数個設置され、冷却盤４０が既に設置された場合には、一つのステーブ保護装置が冷却盤の間にステーブと対向して配置される。
最後に、耐火物７０を、ステーブ保護装置５０が埋め込まれるように炉体の内方からステーブ３０に向かって噴射して付着させた後、硬化させる。図示していないスプレーガンを用いて、ステーブの内壁、又は損傷して凹んだ部位に耐火物を噴射して付着させる。

図６は、本発明による保護装置の変形例を示した正面図及び側面図である。
図示の通り、本発明によるステーブ保護装置は、網状の補助フレーム５３をさらに備えることができる。この補助フレームは、固定部５４の間でフレーム５２から離隔して配置されるように連結部５５を介してフレームに固定される。
前述のように、溶損されたステーブ３０には冷却盤４０を挿入して新たな冷却水ラインを形成し、この冷却水ラインの外部を耐火物７０で充填させてステーブの寿命を延長させることができる。
本発明によるステーブ保護装置の補助フレーム５３は、既に設置された冷却盤４０に干渉しない位置でフレーム５２上に配置される。また、このように補助フレームを備えた場合、補助フレームにも耐火物７０を支持する役割をする複数のアンカー５８が固定されるように設置でき、これらのアンカーはフレームに向かって延びるように設置され、フレームの一部のアンカーも補助フレームに向かって延びるように設置できる。

以上、本発明によれば、ステーブ保護装置に付着される耐火物の結合力が向上することにより、ステーブの内壁全体にわたって耐火物の脱落及び摩耗が発生しないだけでなく、耐火物の脱落によって高炉のステーブが摩耗したり鐵皮が赤熱されて破損する現象なども発生せず、事故の危険性を減らして安全性を向上させることができる。また、耐火物の補修周期を長くして作業負荷及び補修費用を減らすとともに、炉体を安定化させて高炉の寿命も延長させることができる。

以上、本発明に関する好適な実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲でのすべての変更が含まれる。

１０ 鐵皮
２０ キャスタブル
３０ ステーブ
４０ 冷却盤
５０ ステーブ保護装置
５２ フレーム
５４ 固定部
５６ ねじ山部
５８ アンカー
６２ 支持プレート
６４ ナット部
６６ エンドキャップ
７０ 耐火物

Claims (14)

1. ステーブを保護するための網状のフレームと、
   前記フレームの一側に設置され、炉体の内側から外側に引き出される固定部と、
   を含み、
   前記フレームは設定されたパターンを有するように形成され、
   前記設定されたパターンを有する補助フレームをさらに備え、
   前記補助フレームは、前記固定部の間で前記フレームから離隔して配置されるように連結部を介して前記フレームに固定されることを特徴とするステーブ保護装置。
2. 前記固定部は、溶接やねじ締結によって又はヒンジを介して前記フレームに連結される
   ことを特徴とする請求項１に記載のステーブ保護装置。
3. 前記固定部は、前記炉体の外に引き出される端部にねじ山部が形成されており、
   前記ステーブ保護装置は、
   挿入孔が形成された支持プレートと、
   前記支持プレートを貫通して突出した前記固定部のねじ山部に締結されるナット部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のステーブ保護装置。
4. 前記支持プレートと前記固定部の端部及び前記ナット部を覆うエンドキャップをさらに
   含むことを特徴とする請求項３に記載のステーブ保護装置。
5. 前記フレームには、少なくともステーブの内壁に取り付けられる耐火物を支持する複数
   のアンカーが設置されることを特徴とする請求項１に記載のステーブ保護装置。
   
6. 前記補助フレームには、ステーブの内壁に装着される耐火物を支持する複数のアンカー
   が設置されることを特徴とする請求項１に記載のステーブ保護装置。
7. 炉体の鐵皮とステーブを穿孔する段階と、
   ステーブ保護装置を前記炉体の内側に挿入する段階と、
   前記ステーブ保護装置の固定部を前記鐵皮の外に引き出して固定させる段階と、
   前記ステーブ保護装置が埋め込まれるように前記ステーブに向かって耐火物を噴射する
   段階と、
   を含むことを特徴とするステーブ保護装置の設置方法。
8. 前記固定させる段階は、前記鐵皮と前記ステーブを穿孔して形成された貫通孔に連結紐
   を前記炉体の外部から挿入してから、前記連結紐の一端を前記ステーブ保護装置の固定部
   に連結して引っ張ることにより、前記固定部の端部が前記鐵皮の外に引き出されるように
   することを特徴とする請求項７に記載のステーブ保護装置の設置方法。
9. 前記固定させる段階は、前記鐵皮の外に引き出された前記固定部の端部に支持プレート
   を嵌めナット部を締結する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載のステーブ保護装
   置の設置方法。
10. 前記固定させる段階は、前記支持プレートと前記固定部の端部及び前記ナット部を覆う
    ようにエンドキャップを設置する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載のステーブ保護装置の設置方法。
11. 前記固定させる段階は、前記エンドキャップと前記鐵皮の間の内部空間に耐火物を注入
    させて密封する段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載のステーブ保護装置の設置
    方法。
12. 前記ステーブ保護装置のフレームには複数のアンカーが設置され、
    前記耐火物を噴射する段階において、前記耐火物は、前記アンカーが埋め込まれるように噴射され、前記アンカーと結合して硬化されることを特徴とする請求項７に記載のステーブ保護装置の設置方法。
13. 前記ステーブ保護装置は少なくとも格子パターンを有するフレームを含み、
    前記格子状の桟部分は前記ステーブに形成されたグルーブ内に挿入されるように位置す
    ることを特徴とする請求項７に記載のステーブ保護装置の設置方法。
14. 前記フレームには、前記炉体に設置された冷却盤に干渉しない位置で補助フレームが配
    置されることを特徴とする請求項１３に記載のステーブ保護装置の設置方法。
    

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