JP6221797B2 - 窯炉および窯炉の築炉方法 - Google Patents

Description

本発明は、窯炉および窯炉の築炉方法に関する。より詳しくは、転炉や取鍋などの一部に円錐面形状を有する窯炉およびその築炉に関する。

従来、転炉や取鍋などの窯炉では、外殻である鉄皮の内側に、耐火物ライニングを設置し、内部の溶銑による高熱から鉄皮を保護している。
耐火物ライニングとしては、耐火レンガや耐熱レンガが用いられるほか、隙間に不定形耐火物（キャスタブルやスタンプ材）を充填することも行われる。

従来の耐火レンガは、略直方体状に形成され、上下の目地を交互にずらして小口積みされる。また、円筒形状の窯炉の内側に円周方向に配列するために、耐火レンガは平面形状が炉外側へやや拡がったテーパ形状とされる。
耐火レンガの構築の際には、下の階層の耐火レンガを一周分積み、その上に次の階層の耐火レンガを一周分積む、という手順を繰り返す。この際、下の階層の耐火レンガの上面は水平とされ、順次上面が水平となるように次の階層を積み上げてゆく。

このように、耐火レンガを水平な状態で順次積み上げることを「水平積み」と呼び、水平積みされた耐火ライニングは水平積みライニングと呼ばれる。
このような水平積みライニングでは、鉛直方向に延びる鉄皮に対して耐火レンガの長手方向が垂直となり、ライニング厚みが耐火レンガの連続材で構成されるため、耐火物ライニングとして好ましい。

前述のような耐火物ライニングが施される窯炉のうち、転炉は、中間が円筒状の直胴部とされ、当該部分では鉄皮は一定曲率および周長で鉛直方向（直胴部の円筒状の中心軸線方向）に延びており、前述した水平積みライニングに好適である。
これに対し、転炉の上部では、直胴部から小径の開口にかけて縮径する略円錐形状の絞り部とされ、当該部分では鉄皮は上方に向けて内側に傾斜している。また、取鍋は、底部から上部開口にかけて僅かに拡開する逆円錐台状とされており、鉄皮は外側へ緩く傾斜している。
このような転炉の絞り部や取鍋などの傾斜部分（鉄皮が円錐面状の部分、窯炉の中心軸線に対して傾斜した部分）では、前述した水平積みも利用される他、耐火レンガの長手方向が鉄皮に垂直となるように、耐火レンガの上面を傾斜させて順次積み上げてゆく「傾斜積み」が利用されている（特許文献１，２参照）。

このような傾斜積みを行う場合、各階層のレンガの数およびレンガどうしの間隔や角度を適宜調整することが行われている。
例えば、転炉の絞り部では、鉄皮が上方に向けて内側に傾斜しており、耐火物ライニングは上側ほど曲率がきつく、周長が短くなる。このため、一周当たりのレンガの設置数を上の階層ほど減らし、端数については互いの間隔を調整することで、周長の短縮に対応している。また、隣接するレンガ間のなす角度をきつくする等により、曲率の変化に対応している。
そして、取鍋では、鉄皮が上方へ向けて外側へ傾斜しており、耐火物ライニングの曲率や周長の変化は前述した絞り部と逆になるが、調整については同様に行われる。

以上に述べた耐火物ライニングは、すべて略直方体状で平面形状がテーパ状である耐火レンガを用いるものであった。これに対し、本願の出願人により、炉内面側および炉外面側の端面形状が六角形をなす六角錐台形状の耐火レンガが提案されている（特許文献３参照）。

特許文献３において、六角レンガは、炉内側面および炉外側面がそれぞれ六角形とされ、炉内側から炉外側まで高さ（厚み）が一定であり、六角レンガの上面および下面は幅（炉の周方向の長さ）が炉内側から炉外側に向かって拡がるテーパ状（細長い等脚台形状）に形成されている。
六角レンガの両側面には、それぞれ上面に沿った上向き斜面と下面に沿った下向き斜面とが形成され、各々が接続される稜線が六角レンガの平面形状における最大輪郭となっている。これらの上向き斜面および下向き斜面は、それぞれ炉内側から炉外側まで同じ幅で連続した細長い短冊状に形成され、４つの斜面は互いに同寸法とされている。

このような六角レンガを積む場合、下の階層の上向きの斜面に上の階層の下向き斜面が密接するように、いわば上下の階層が入れ子状に配列される。その結果、六角レンガで形成される耐火物ライニングの炉内面側および炉外面側には、六角レンガの端面形状によるいわゆるハニカム形状が現れる。
このような六角レンガで耐火物ライニングを形成することで、六角レンガの下の階層と上の階層とが各々の斜面どうしで噛み合うことになり、相互の連結性が向上できるとともに、構築時の作業性の向上も図ることができる。

特開２００３−２３１９１０号公報 特開２００８−３０８７５２号公報 特許５０３７７２５号公報

前述のように、従来の直方体状の耐火レンガを用いた耐火物ライニングを傾斜部分に築続する際には、階層毎のレンガ積み作業において、傾斜部分の各部寸法に応じてレンガの数およびレンガどうしの間隔や角度を調整していた。
従来の矩形断面レンガを用いた耐火物ライニングでは、上下の階層が平面で接続され、相互の関連が薄いために前述したような調整が行える。その反面、調整が済んだレンガの位置がずれることがあり、また各階層の設置半径によっては、内側にせり出すレンガが不安定になることがあり、このような位置決めと安定保持とを確保するために、追加的な作業としてレンガの仮止めを行う必要があった。
このように、従来の矩形断面レンガを用いて傾斜部分の耐火物ライニングを形成しようとすると、各階層で順次レンガの仮止めを行う必要があり、作業効率が向上できないという問題があった。

一方、前述した六角レンガを用いた耐火物ライニングであれば、上下の階層の連結性が向上できるため、傾斜部分に適用した場合でも仮止めを省略できる可能性がある。
しかし、六角レンガでは、上下の各階層のレンガどうしがジグザグ状に噛み合うことから、同じ階層の六角レンガどうしの間隔が固定化されるだけでなく、上下の階層間で六角レンガを円周方向にずらす等の調整が困難である。
このように、六角レンガは、上下の階層の連結性などの点では優れているものの、前述した転炉の絞り部や取鍋などの傾斜部分に適用することが難しい、という問題があった。

本発明の目的は、傾斜部分にも六角レンガを適用でき、かつ構築時のレンガの仮止めを省略できる窯炉および窯炉の築炉方法を提供することにある。

本発明の窯炉は、炉体の中心軸線に対して傾斜した傾斜部分を有し、前記傾斜部分の鉄皮の内側に耐火物ライニングが設置された窯炉であって、前記耐火物ライニングは、上向き斜面および下向き斜面を有する六角レンガを複数階層に積んで形成され、所定の分割数Ｎとして前記階層にはそれぞれ前記六角レンガが一周あたりＮ個配列され、下の階層の前記六角レンガの前記上向き斜面に上の階層の前記六角レンガの前記下向き斜面が接合され、前記六角レンガは、前記分割数Ｎで一周を等分したテーパ角度α（α＝３６０度／Ｎ）、上向き斜面および下向き斜面の幅方向寸法Ｗｅ、前記炉体における高さｈでの基準周長Ｃｈを前記分割数Ｎで除した配列ピッチＰｈ（Ｐｈ＝Ｃｈ／Ｎ）に基づいて成型されていることを特徴とする。
なお、本発明の基準周長としては、耐火物ライニングの炉内側の周長または炉外側の周長を適宜用いることができ、あるいは所定の中間位置での周長を用いてもよい。
分割数Ｎとしては、基準周長を分割した結果である配列ピッチＰｈが、六角レンガとして製造ないし取り扱いに適したサイズとなるように、適宜設定することが望ましい。

このような本発明では、前述した特定の規則で成型された六角レンガを用いることで、耐火物ライニングを高さｈが異なる複数の階層で、同じ分割数Ｎに統一することができる。そして、六角レンガの複数の階層を全て同じ分割数Ｎで統一することで、窯炉の傾斜部分にも六角レンガを適用することができる。
とくに、六角レンガの斜面（互いに接合される上向き斜面および下向き斜面）について、この斜面の幅方向寸法Ｗｅを一定にすることで、高さｈが異なる各階層の間でも、六角レンガどうしの接合を確実に行うことができる。
さらに、斜面の幅方向寸法Ｗｅを一定にしつつ、六角レンガの配列ピッチＰｈを変化させること、つまり上向きおよび下向きの斜面以外の部分（両側の斜面部分の間の連続した部分）で幅寸法（最大幅Ｗｃ＝Ｐｈ＋Ｗｅおよび上下面幅Ｗｆ＝Ｐｈ−Ｗｅ）を変化させることができる。このため、上向きおよび下向きの斜面部分の成型には同じ部分金型を用いることができ、六角レンガを製造するための金型の共用化にも好適である。

また、本発明では、各階層の六角レンガは、互いにジグザグ状に噛み合うことから、構築にあたって六角レンガを積み重ねただけで、窯炉の周方向はもちろん、径方向についてもずれ止め効果が得られ、自動的に相互の安定保持が可能となる。
従って、従来の矩形断面レンガで必要であった仮止めを、本発明では省略することができ、作業効率の向上を図ることができる。
さらに、各階層の六角レンガが互いにジグザグ状に噛み合うことから、各階層の最初の六角レンガの位置出しも容易に行うことができる。

本発明の窯炉において、前記六角レンガは、炉外側端から炉内側端に向けて下向きに傾斜して配置されていることが望ましい。
このような本発明では、下の階層の六角レンガの上向き斜面の間の凹みに、上の階層の六角レンガが配置される。この凹みは、炉外側端から炉内側端に向けてテーパ角度αで狭まっている。六角レンガに炉外側端から炉内側端に向けて下向きの傾斜が与えられると、上の階層の六角レンガは、重力により、凹み内で炉外側端から炉内側端に向けて付勢される。その結果、上の階層の六角レンガの下向き斜面が、凹みの両側壁つまり下の階層の上向き斜面に圧接され、相互の安定保持を一層確実にできる。
また、窯炉の傾斜部分が上向きに縮径する絞り部である場合、炉外側端から炉内側端に向けて下向きに傾斜する六角レンガは、その長手方向が鉄皮と交差方向となるように配置できる。

本発明の窯炉の築炉方法は、炉体の中心軸線に対して傾斜した傾斜部分を有する窯炉の築炉方法であって、前記傾斜部分の鉄皮の内側の耐火物ライニングとして六角レンガを用い、所定の分割数Ｎで一周を等分したテーパ角度α（α＝３６０度／Ｎ）、上向き斜面および下向き斜面の幅方向寸法Ｗｅ、前記炉体における高さｈでの基準周長Ｃｈを前記分割数Ｎで除した配列ピッチＰｈ（Ｐｈ＝Ｃｈ／Ｎ）に基づいて六角レンガを成型しておき、前記鉄皮の内側に、一周あたり前記分割数Ｎ個ずつの前記六角レンガを配列し、下の階層の前記六角レンガの前記上向き斜面に上の階層の前記六角レンガの前記下向き斜面が接合されるように、前記六角レンガを複数階層に積んで前記耐火物ライニングを形成することを特徴とする。
このような本発明では、前述した本発明の窯炉において説明したと同様の作用効果を得ることができる。

本発明の窯炉の築炉方法において、前記六角レンガを、炉外側端から炉内側端に向けて下向きに傾斜して配置することが望ましい。
このような本発明では、前述した本発明の窯炉において説明したと同様の作用効果を得ることができる。

本発明の窯炉および窯炉の築炉方法によれば、窯炉の傾斜部分の耐火物ライニングにも六角レンガを適用することができ、かつ構築時のレンガの仮止めを省略することができる。

本発明の第１実施形態の窯炉を示す部分破断した斜視図。 前記第１実施形態の六角レンガを示す斜視図。 前記第１実施形態の傾斜部分を示す模式的な断面図（Ａ）および炉外側から見た六角レンガの積層状態を示す図（Ｂ）。 前記第１実施形態の六角レンガの割り付けを示す模式的な平面図。 本発明の第２実施形態の窯炉を示す部分破断した斜視図。 前記第２実施形態の六角レンガを示す斜視図。 前記第２実施形態の傾斜部分を示す模式的な断面図（Ａ）および炉外側から見た六角レンガの積層状態を示す図（Ｂ）。 前記第２実施形態の六角レンガの変形を示す図。 本発明の第３実施形態の窯炉を示す断面図。 前記第３実施形態における溶銑と目地との関係を示す図。

〔第１実施形態〕
図１〜図４には、本発明の第１実施形態が示されている。
図１において、窯炉１は、製鋼用の転炉であり、円筒状の直胴部２の上部に略円錐形状の絞り部３を有し、その上端に開口部４が形成されている。
窯炉１は、外殻としての鉄皮５を有し、絞り部３にあたる円錐形状の部分は、炉体の中心軸線Ｃに対して傾斜した傾斜部分とされている。

鉄皮５の内側には、直胴部２から絞り部３まで連続して、耐火物ライニング６が形成されている。
耐火物ライニング６は、六角錐台形状に形成された耐火レンガである六角レンガ１０で形成されている。
本実施形態において、耐火物ライニング６は、直胴部２および絞り部３のいずれにおいても、六角レンガ１０が水平積みされている。
なお、図１において、網掛け表示されているのが六角レンガ１０の階層一つ分である。一階層分の六角レンガ１０は、上下方向に交互に変位しつつ、周方向に配列され、この一階層分に配列される六角レンガ１０は後述する通りＮ個とされている。

（六角レンガの形状）
図２に示すように、六角レンガ１０は、互いに平行に配置された等脚台形状の上面１１および下面１２と、上面１１の両側に接続された一対の上向き斜面１３１，１４１および下面１２の両側に接続された一対の下向き斜面１３２，１４２と、上面１１、下面１２、一対の上向き斜面１３１，１４１および一対の下向き斜面１３２，１４２にそれぞれ接続された六角形状の炉内側端面１６および炉外側端面１５とを有する六角錐台形状とされている。

六角レンガ１０においては、上向き斜面１３１と下向き斜面１３２とからなる山形形状１３０により側面１３が形成され、上向き斜面１４１と下向き斜面１４２とからなる山形形状１４０により側面１４が形成されている。
これらの上向き斜面１３１，１４１および下向き斜面１３２，１４２は、それぞれ同じ縦横寸法の略長方形に形成され、かつ各々は上面１１および下面１２に対して同じ角度Ａで接続されている。
なお、後述の通り、炉内側端面１６および炉外側端面１５が傾斜配置されて上面１１および下面１２とのなす角度Ｂが直角でない場合、これらの斜面１３１，１４１，１３２，１４２は平行四辺形あるいは台形状になることがある。

六角レンガ１０の高さ（上面１１と下面１２との距離）は、設計上の高さＨで一定とされている。
六角レンガ１０の長さ（上面１１および下面１２の炉外側端面１５と接続する辺縁から炉内側端面１６に接続する辺縁までの距離）は、設計上の長さＬとされている。

上面１１および下面１２の側縁（側面１３，１４に接続される辺縁）は、六角レンガ１０の長さ方向に対して角度α／２だけ傾いている。
角度αは、六角レンガ１０のテーパ角度あるいは扇形中心角であり（図４参照、詳細後述）、上面１１および下面１２の側縁の互いのなす角、あるいは側面１３の稜線（上向き斜面１３１と下向き斜面１３２とが接続する辺縁）と側面１４の稜線（上向き斜面１４１と下向き斜面１４２とが接続する辺縁）との互いになす角は、すべてこのテーパ角度αに準じている。

六角レンガ１０の幅については、前述したテーパ角度αおよび斜面の角度Ａに基づいて、部位によって異なり、本実施形態では炉外側の上下面幅Ｗｏｆと最大幅Ｗｏｃ、炉内側の上下面幅Ｗｉｆと最大幅Ｗｉｃを用いる。
炉外側の上下面幅Ｗｏｆは、上面１１および下面１２の炉外側端面１５と接続する辺縁の長さとなる。炉内側の上下面幅Ｗｉｆは、炉内側端面１６に接続する辺縁である。炉外側の最大幅Ｗｏｃは、炉外側端面１５の側面１３，１４の稜線が接続する位置の距離となる。炉内側の最大幅Ｗｉｃは、炉内側端面１６の側面１３，１４の稜線が接続する位置の距離となる。

側面１３，１４は、上向き斜面１３１，１４１および下向き斜面１３２，１４２が側方に張り出しており、この張り出した斜面部分の幅方向寸法はＷｅとされている。
斜面部分の幅方向寸法Ｗｅは、側面１３，１４の稜線（最大幅Ｗｏｃ，Ｗｉｃを与える部分）と、各斜面が接続する上面１１および下面１２の側縁との幅方向の距離で与えられる。
斜面部分の幅方向寸法Ｗｅは、Ｗｅ＝（Ｗｉｃ−Ｗｉｆ）／２＝（Ｗｏ−Ｗｏｆ）／２であり、炉内側でも炉外側でも同じである。

六角レンガ１０は、前述した通り、上向き斜面１３１，１４１および下向き斜面１３２，１４２が、それぞれ同寸法の長方形とされ、かつ角度Ａおよび斜面部分の幅方向寸法Ｗｅが、六角レンガ１０の炉内側端面１６から炉外側端面１５までのどの部分でも同一である。
これにより、六角レンガ１０は、互いに積み重ねた際に、対向する上向き斜面１３１，１４１および下向き斜面１３２，１４２が、互いに全周が重なるように密接される。そして、六角レンガ１０の幅寸法（炉内側の上下面幅Ｗｉｆおよび最大幅Ｗｉｃ、炉外側の上下面幅Ｗｏｆおよび最大幅Ｗｏｃ）が異なる場合でも、側面１３，１４における角度Ａおよび斜面部分の幅方向寸法Ｗｅが同じであり、隣接する（階層も上下に隣接する）六角レンガ１０どうしが側面１３，１４を介して互いに接続することができる。

上述のように、全ての六角レンガ１０が同じ基準で形成された側面１３，１４を有することで、六角レンガ１０は互いに接続が可能であり、耐火物ライニング６として順次積層することが可能である。
さらに、絞り部３の耐火物ライニング６に用いられる六角レンガ１０では、炉内側端面１６および炉外側端面１５が、絞り部３の鉄皮５の傾斜に従って、それぞれ上面１１および下面１２に対して角度Ｂで傾斜されている（図２参照）。
なお、直胴部２の耐火物ライニング６に用いられる六角レンガ１０では、炉内側端面１６および炉外側端面１５が、それぞれ上面１１および下面１２に対して直角に形成されている（図示省略）。

（六角レンガの割り付け）
本実施形態では、窯炉１の耐火物ライニング６において、六角レンガ１０の割り付けを以下のように行う。
図３（Ａ）において、窯炉１の直胴部２では、炉底からの高さｈに拘わらず鉄皮５は同じ半径である。従って、鉄皮５の内側に形成される耐火物ライニング６も一定半径で形成される。
一方、絞り部３では、炉底からの高さｈに応じて鉄皮５の半径が変化する。そして、鉄皮の内側に形成される耐火物ライニング６の半径は、高さｈに応じて変化する炉外側半径Ｒｈｏおよび炉内側半径Ｒｈｉとなる。なお、炉外側半径Ｒｈｏおよび炉内側半径Ｒｈｉの差が当該高さｈでの六角レンガ１０の長さＬとなる。

耐火物ライニング６において、炉外側半径Ｒｈｏおよび炉内側半径Ｒｈｉが高さｈに応じて変化すると、当該部分での周長も変化し、耐火物ライニング６の炉外側周長Ｃｈｏ＝２πＲｈｏおよび炉内側周長Ｃｈｉ＝２πＲｈｉも高さｈに応じて変化する。
例えば、従来の同じ幅の耐火レンガを積み重ねる方式では、一周あたりのレンガの数を周長に応じて変化させつつ固定する位置を調整することが行われていた。
しかし、本実施形態では、六角レンガ１０を用いるため、このような調整ではなく、一周あたりのレンガの数を高さｈに拘わらず一定とし、各高さでの六角レンガ１０の寸法を変化させて対応する。

本実施形態では、耐火物ライニング６の一周に割り付ける六角レンガ１０の数を、高さｈに拘わらず、所定の分割数Ｎに基づくＮ個とする。
図４において、高さｈでの耐火物ライニング６は、炉外側半径Ｒｈｏおよび炉内側半径Ｒｈｉの円形となり、その周長は炉外側で周長Ｃｈｏ、炉内側で周長Ｃｈｉである。
耐火物ライニング６の一周分をＮ個の六角レンガ１０で構成する場合、六角レンガ１０の配列ピッチＰｈは、炉外側の配列ピッチＰｈｏ＝Ｃｈｏ／Ｎ、炉内側の配列ピッチＰｈｉ＝Ｃｈｉ／Ｎとなる。また、六角レンガ１０のテーパ角度α＝３６０度／Ｎとなる。

これらのテーパ角度α、炉外側および炉内側の配列ピッチＰｈｏ，Ｐｈｉに基づいて、高さｈの階層に配列される六角レンガ１０の設計寸法が決定される。
図３（Ｂ）において、高さｈの階層に配列される六角レンガ１０は、炉外側の配列ピッチＰｈｏおよび斜面の幅方向寸法Ｗｅ（図２参照）に基づいて、炉外側の最大幅Ｗｏｃ＝Ｐｈｏ＋Ｗｅ、炉外側の上下面幅Ｗｏｆ＝Ｐｈｏ−Ｗｅとする。また、炉内側の配列ピッチＰｈｉおよび斜面の幅方向寸法Ｗｅ（図２参照）に基づいて、炉内側の最大幅Ｗｉｃ＝Ｐｈｏ＋Ｗｅ、炉内側の上下面幅Ｗｉｆ＝Ｐｈｉ−Ｗｅとする。
なお、絞り部３においては、上にいくほど配列ピッチＰｈｏ，Ｐｈｉが小さくなることから、厳密には六角レンガ１０の上下面幅Ｗｏｆ，Ｗｉｆは、上面１１側が計算値よりも狭く、下面１２側が計算値より大きくなるように調整される。

このようにして高さｈでの炉外側および炉内側の最大幅Ｗｏｃ，Ｗｉｃ、上下面幅Ｗｏｆ，Ｗｉｆが決定できたら、テーパ角度α、長さＬ、高さＨに基づいて、六角レンガ１０の形状を確定し、六角レンガ１０を成型する。
そして、高さｈの各階層に対応した六角レンガ１０が製造できたら、直胴部２の六角レンガ１０に続いて図３（Ｂ）および図３（Ａ）のように積み上げることで、図２および図１に示すような耐火物ライニング６を構築することができる。

（第１実施形態の効果）
このような本実施形態では、前述した特定の規則で成型された六角レンガ１０を用いることで、耐火物ライニング６を高さｈが異なる複数の階層で、同じ分割数Ｎに統一することができる。
そして、六角レンガ１０の複数の階層を全て同じ分割数Ｎで統一することで、窯炉１の傾斜部分である絞り部３にも六角レンガ１０を適用することができる。
とくに、六角レンガ１０の斜面（互いに接合される上向き斜面１３１，１４１および下向き斜面１３２，１４２）について、この斜面の幅方向寸法Ｗｅを一定にすることで、高さｈが異なる各階層の間でも、六角レンガ１０どうしの接合を確実に行うことができる。

さらに、斜面の幅方向寸法Ｗｅを一定にしつつ、六角レンガ１０の配列ピッチＰｈ（Ｐｈｏ，Ｐｈｉ）を変化させること、つまり上向きおよび下向きの斜面を有する側面１３，１４以外の部分（両側の斜面部分の間の連続した部分）で幅寸法（最大幅Ｗｏｃ，Ｗｉｃおよび上下面幅Ｗｏｆ，Ｗｉｆ）を変化させることができる。
このため、六角レンガ１０の製造にあたって、上向きおよび下向きの斜面部分の成型には同じ部分金型を用いることができ、六角レンガ１０を製造するための金型の共用化にも好適である。

また、耐火物ライニング６を構成する各階層の六角レンガ１０は、互いにジグザグ状に噛み合う（図１，図２参照）ことから、構築にあたって六角レンガ１０を積み重ねただけで、窯炉１の周方向はもちろん、径方向についてもずれ止め効果が得られ、自動的に相互の安定保持が可能となる。
従って、従来の矩形断面レンガで必要であった仮止めを省略することができ、作業効率の向上を図ることができる。
さらに、各階層の六角レンガ１０が互いにジグザグ状に噛み合うことから、レンガ積み作業の際の各階層の最初の六角レンガ１０の位置出しも容易に行うことができる。

〔第２実施形態〕
図５〜図８には、本発明の第２実施形態が示されている。
図５において、本実施形態の窯炉１は、前述した第１実施形態と同様な直胴部２、絞り部３、開口部４、鉄皮５および耐火物ライニング６を有し、耐火物ライニング６は六角レンガ１０で構成される。これらの構成は、前述した第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略し、以下には相違する構成について説明する。
前記第１実施形態では、絞り部３の耐火物ライニング６を、六角レンガ１０の「水平積み」で構築したが、本実施形態では「傾斜積み」で構築する。
このために、絞り部３の耐火物ライニング６に配置する六角レンガ１０の形状が異なる。

（六角レンガの形状）
図６に示すように、六角レンガ１０は、前述した第１実施形態と同様な上面１１および下面１２と、上向き斜面１３１，１４１および下向き斜面１３２，１４２で構成される側面１３，１４と、炉内側端面１６および炉外側端面１５と、を有する六角錐台形状とされている。
これらの各部の寸法、形状は、前述した第１実施形態と同様であるため、詳細は省略する。但し、本実施形態においては、炉内側端面１６および炉外側端面１５の上面１１および下面１２に対する角度Ｂが略直角とされている。

（六角レンガの割り付け）
本実施形態の六角レンガ１０は、窯炉１の耐火物ライニング６に一階層あたりＮ個となるように割り付けられる。
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、本実施形態における割り付けは、前述した第１実施形態（図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図４参照）と同様に行われる。
ただし、本実施形態では「傾斜積み」として、六角レンガ１０は炉外側が高く、炉内側が低く固定される。
この際、六角レンガ１０の炉外側端面１５は、対向する鉄皮５の内面に沿って配置され、六角レンガ１０はその長手方向（長さＬを与える方向）が鉄皮５と直交する方向とされる。

なお、本実施形態の六角レンガ１０は、前述のように炉外側が高く、炉内側が低くなっており、各部の実際の高さが異なる。ただし、各階層の寸法等の基準となる高さｈについては、炉外側または炉内側あるいはその中間位置の高さなどであってもよく、耐火物ライニング６の全体にわたって共通の基準で設定しておけばよい。

本実施形態の六角レンガ１０において、テーパ角度αについては、傾斜積みする際の傾斜角度によって調整が必要になることがある。
図８において、六角レンガ１０のテーパ角度αは、その上面１１および下面１２が中心軸線Ｃに直交する場合（第１実施形態のように水平な場合）には、全周３６０度を分割数Ｎで割ったα＝３６０度／Ｎであり、この状態で中心軸線Ｃからの半径Ｒとする。

本実施形態のように六角レンガ１０が傾斜積みのために中心軸線Ｃに対して傾斜されていると、上面１１および下面１２に沿った仮想面上の中心軸線Ｃからの半径は半径Ｒ’＞Ｒとなり、テーパ角度α’＜αとなる。
従って、六角レンガ１０が傾斜積みされる際には、六角レンガ１０の傾斜に応じてテーパ角度αの調整を行うことが望ましい。
とくに、六角レンガ１０の高さＨが大きくなると、上面１１側（半径Ｒ’）と下面１２側（半径Ｒ”）との差が顕著となり、このような場合にはテーパ角度α’とともにテーパ角度α”を追加的に計算する等の調整を行うことが望ましい。

（第２実施形態の効果）
このような本実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、六角レンガ１０が傾斜積みとされるため、傾斜による仮止め性能を高めることができるとともに、耐火物ライニング６の厚みも確保することができる。

すなわち、本実施形態では、下の階層の六角レンガ１０の上向き斜面１３１，１４１の間の凹みに、上の階層の六角レンガ１０が配置される。この凹みは、炉外側端から炉内側端に向けてテーパ角度αで狭まっている。このように、六角レンガ１０に炉外側端から炉内側端に向けて下向きの傾斜が与えられると、上の階層の六角レンガ１０は、重力により、凹み内で炉外側端から炉内側端に向けて付勢される。その結果、上の階層の六角レンガ１０の下向き斜面１３２，１４２が、凹みの両側壁つまり下の階層の上向き斜面１３１，１４１に圧接され、相互の安定保持を一層確実にすることができる。

また、本実施形態では、六角レンガ１０が、炉外側端から炉内側端に向けて下向きに傾斜配置され、とくに長さ方向（長さＬの方向）が窯炉１の絞り部３の鉄皮５と直交方向とされている。このため、同じ長さＬの六角レンガ１０を用いて、耐火物ライニング６の厚み（鉄皮５の厚み方向）を最大にすることができ、六角レンガ１０の効率的な利用が可能である。

〔第３実施形態〕
図９〜図１０には、本発明の第３実施形態が示されている。
図９において、窯炉７は、製鋼設備において溶鋼の搬送に用いられる取鍋であり、有底筒状の鉄皮５は全体が上向きにやや拡径しており、全体が傾斜部分となっている。
鉄皮５の底面には耐火レンガ８が敷き詰められているとともに、周面の内側には耐火物ライニング６が張られている。

耐火物ライニング６は、前述した第１実施形態および第２実施形態と同様な六角レンガ１０を傾斜積みしたものである。但し、本実施形態においては、六角レンガ１０は炉内側が上で炉外側が下になる傾斜とされ、これにより六角レンガ１０の長手方向が鉄皮５に略垂直に配置されている。
なお、六角レンガ１０の細部および耐火物ライニング６への割り付けは、前述した第１実施形態および第２実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。

このような本実施形態においても、前述した第１実施形態および第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、取鍋において問題になる耐火物目地の溶損についても、その緩和が期待できる。
図１０において、耐火物ライニング６は、六角レンガ１０を積層して構成されている。前述した通り、同じ階層で隣接する六角レンガ１０は、各々が互い違いに上下にずれている。このため、上下に隣接する六角レンガ１０の間の水平な目地Ｊ１，Ｊ２は、同じ階層で隣り合う六角レンガ１０どうしで上下にずれることになる。

このような取鍋に溶銑を取り入れた場合、溶銑の液面が液面Ｌ１にあると、目地Ｊ１に溶損が生じやすい。ただし目地Ｊ２には溶損が生じにくい。
一方、溶銑の液面が液面Ｌ２にあるとき、目地Ｊ２に溶損が生じやすい。ただし目地Ｊ２には溶損が生じにくい。
このように、目地Ｊ１，Ｊ２が異なる高さであるため、溶損が生じる機会を液面Ｌ１のとき、液面Ｌ２のときに分散させることができる。また、各目地Ｊ１，Ｊ２は、何れも六角レンガ１０の炉内側の全周長さの半分以下であるため、この点でも溶損による影響を分散させることができる。

〔変形例〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形等は本発明に含まれるものである。
例えば、六角レンガ１０の上向き斜面１３１，１４１および下向き斜面１３２，１４２のなす角度Ａは適宜設定すればよく、上向き斜面１３１，１４１の傾斜角と下向き斜面１３２，１４２の傾斜角を異なる設定としてもよい。この場合、六角レンガ１０の積み上げにあたっては、同じ角度のものを向かい合わせるようにする必要があるが、上下に隣接する階層毎に六角レンガ１０を反転させることで対応が可能である。

第２実施形態では、六角レンガ１０の炉内側端面１６および炉外側端面１５に傾斜を設けたが、それぞれ同じ角度Ｂであることは必須ではなく、異なる傾斜角度としてもよい。あるいは、何れか一方が傾斜しないとしてもよい。
このほか、六角レンガ１０の各部の細部形状および材質等は、実施にあたって適宜選択すればよい。
さらに、耐火物ライニング６の細部形状および構造等は、実施にあたって適宜選択すればよい。また、適用する窯炉も、転炉あるいは取鍋に限らず、高温の物質あるいはガスが通されるため耐火物ライニングが必要になる他の窯炉であってもよい。

本発明は、窯炉および窯炉の築炉方法に関し、転炉や取鍋などの一部に円錐面形状を有する窯炉およびその築炉に利用できる。

１，７…窯炉
２…直胴部
３…絞り部
４…開口部
５…鉄皮
６…耐火物ライニング
８…耐火レンガ
１０…六角レンガ
１１…上面
１２…下面
１３，１４…側面
１３０，１４０…山形形状
１３１，１４１…上向き斜面
１３２，１４２…下向き斜面
１５…炉外側端面
１６…炉内側端面
Ｃ…中心軸線
Ｃｈ…基準周長
Ｃｈｉ…炉内側周長
Ｃｈｏ…炉外側周長
Ｊ１，Ｊ２…目地
Ｌ…長さ
Ｌ１，Ｌ２…液面
Ｎ…分割数
Ｐｈ…配列ピッチ
Ｐｈｉ…炉内側配列ピッチ
Ｐｈｏ…炉外側配列ピッチ
Ｒｈｉ…炉内側半径
Ｒｈｏ…炉外側半径
Ｗｅ…幅方向寸法
Ｗｉｃ…炉内側最大幅
Ｗｉｆ…炉内側上下面幅
Ｗｏｃ…炉外側最大幅
Ｗｏｆ…炉外側上下面幅
α…テーパ角度

Claims (4)

1. 炉体の中心軸線に対して傾斜した傾斜部分を有し、前記傾斜部分の鉄皮の内側に耐火物ライニングが設置された窯炉であって、
   前記耐火物ライニングは、上向き斜面および下向き斜面を有する六角レンガを複数階層に積んで形成され、所定の分割数Ｎとして前記階層にはそれぞれ前記六角レンガが一周あたりＮ個配列され、下の階層の前記六角レンガの前記上向き斜面に上の階層の前記六角レンガの前記下向き斜面が接合され、
   前記六角レンガは、前記分割数Ｎで一周を等分したテーパ角度α（α＝３６０度／Ｎ）、上向き斜面および下向き斜面の幅方向寸法Ｗｅ、前記炉体における高さｈでの基準周長Ｃｈを前記分割数Ｎで除した配列ピッチＰｈ（Ｐｈ＝Ｃｈ／Ｎ）に基づいて成型されていることを特徴とする窯炉。
2. 請求項１に記載の窯炉において、
   前記六角レンガは、炉外側端から炉内側端に向けて下向きに傾斜して配置されていることを特徴とする窯炉。
3. 炉体の中心軸線に対して傾斜した傾斜部分を有する窯炉の築炉方法であって、
   前記傾斜部分の鉄皮の内側の耐火物ライニングとして六角レンガを用い、
   所定の分割数Ｎで一周を等分したテーパ角度α（α＝３６０度／Ｎ）、上向き斜面および下向き斜面の幅方向寸法Ｗｅ、前記炉体における高さｈでの基準周長Ｃｈを前記分割数Ｎで除した配列ピッチＰｈ（Ｐｈ＝Ｃｈ／Ｎ）に基づいて六角レンガを成型しておき、
   前記鉄皮の内側に、一周あたり前記分割数Ｎ個ずつの前記六角レンガを配列し、下の階層の前記六角レンガの前記上向き斜面に上の階層の前記六角レンガの前記下向き斜面が接合されるように、前記六角レンガを複数階層に積んで前記耐火物ライニングを形成することを特徴とする窯炉の築炉方法。
4. 請求項３に記載の窯炉の築炉方法において、
   前記六角レンガを、炉外側端から炉内側端に向けて下向きに傾斜して配置することを特徴とする窯炉の築炉方法。

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