JP6493449B2 - 溶鋼鍋の施工方法及び型枠 - Google Patents

Description

本発明は、溶鋼鍋の施工方法及び型枠に関する。

製鉄所などで用いられる溶鋼鍋（取鍋）は、溶鋼を収容するため、内側には耐火物がライニング（内張り）される。このような耐火物は、外殻である鉄皮にライニングされるパーマネント耐火物と、パーマネント耐火物の内側にライニングされるウェア耐火物とを含む。このうち、ウェア耐火物は、直接溶鋼と接触し、溶損するため、パーマネント耐火物に比べて頻繁に張り替えられることとなる。ウェア耐火物は、溶鋼と接触する敷き部や壁部が不定形耐火物からなり、例えば、特許文献１に記載の型枠を用いて施工される。

このような溶鋼鍋のウェア耐火物を施工する方法として、溶鋼鍋の側壁部にウェア耐火物の壁部をライニングした後に、壁部の内方となる溶鋼鍋の底部にウェア耐火物の敷き部をライニングする方法がある。このような方法で施工された溶鋼鍋は、壁部と敷き部との境界が溶鋼鍋の高さ方向に対して傾斜しているため、溶鋼が敷き部の背面となるパーマネント耐火物側に入り込んでしまった場合、敷き部が浮き上がり、剥離する可能性がある。

このような敷き部の剥離を防止するため、溶鋼鍋に壁部を施工する際、壁部の内側下端に、敷き部の端部が係合する溝を設けることが知られている。壁部に溝を設ける場合、壁部をライニングした後に、重機で壁部の下端を削ることで溝を形成する方法が考えられる。しかし、重機を使って溝を形成する場合、壁部やパーマネント耐火物などの施工済みの耐火物を必要以上に傷める可能性がある。そこで、壁部をライニングする際に、溝が形成されるように、型枠の下端に発泡プラスチックを接着し、壁部となる不定形耐火物を流し込み、型枠を取り外した後に、発泡プラスチックを破壊し、取り外すことで溝を形成することが行われている。

特開平１０−２１６９２４号公報

しかし、発泡プラスチックを用いて溝を形成する場合、発泡プラスチックを毎回破壊するため、資材費が掛かることが問題となる。また、破壊した残骸の清掃や発泡プラスチックを型枠に接着する作業が生じるため、ウェア耐火物の施工に要する労力が増えることが問題となる。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、ウェア耐火物の壁部の溝を安価且つ容易に形成することができる溶鋼鍋の施工方法及び型枠を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、溶鋼鍋の内側にウェア耐火物をライニングする際に、上記溶鋼鍋の高さ方向に延在する円筒状の形状の枠体と、上記溶鋼鍋の底部側における上記枠体の端部の外面に、上記枠体の周方向に延在して固定され、可撓性を有する樹脂製の棒状体とを有する型枠を用いて、上記底部側の内面に溝を有するウェア耐火物の壁部をライニングし、上記壁部をライニングした後、上記型枠を取り外し、該壁部の内方に上記ウェア耐火物の敷き部をライニングすることを特徴とする溶鋼鍋の施工方法が提供される。
本発明の一態様によれば、溶鋼鍋の内側にウェア耐火物をライニングする際に用いられる型枠であって、上記溶鋼鍋の高さ方向に延在する円筒状の形状の枠体と、上記溶鋼鍋の底部側における上記枠体の端部の外面に、上記枠体の周方向に延在して固定され、可撓性を有する樹脂製の棒状体とを有することを特徴とする溶鋼鍋の型枠が提供される。

本発明の一態様によれば、ウェア耐火物の壁部の溝を安価且つ容易に形成することができる溶鋼鍋の施工方法及び枠体を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る施工方法にて施工された溶鋼鍋を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る溶鋼鍋の施工方法を示す断面図である。 図２のＩ−Ｉ線断面図である。 本発明の一実施形態に係る型枠を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る型枠を示す斜視図である。 溶鋼鍋の施工方法において、図２の後の状態を示す断面図である。 溶鋼鍋の施工方法において、図６の後の状態を示す断面図である。 溶鋼鍋の施工方法において、図７の後の状態を示す断面図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。

＜溶鋼鍋の構成＞
はじめに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る施工方法により施工される溶鋼鍋１の構成を説明する。溶鋼鍋１は、有底円筒形状を有し、外殻２と、パーマネント耐火物３と、ウェア耐火物４と、羽口５とを備える。
外殻２は、鉄皮であり、略円筒状の側壁部２１と、側壁部２１の下端（図１の紙面に対する下方向端）の開口を覆う底部２２とを有する容器である。

パーマネント耐火物３は、羽口５の位置を除いた外殻２の内側にライニングされる、所定の厚みの耐火物である。パーマネント耐火物３は、定形耐火物で形成されてもよく、不定形（キャスタブル）耐火物で形成されてもよい。
ウェア耐火物４は、パーマネント耐火物３の内側にライニングされ、壁部４１と、敷き部４２と、スラグライン部４３とからなる。

壁部４１は、不定形耐火物で形成され、側壁部２１に設けられたパーマネント耐火物３に、側壁部２１の上端側を除いて、所定の厚さでライニングされる。また、壁部４１は、底部２２に設けられたパーマネント耐火物３の上面に接するように形成される。さらに、壁部４１は、図１に示すように、羽口５の近傍に側壁部２１側から羽口５に向かって立ち下がるように形成される傾斜部４１１を有する。傾斜部４１１が形成される位置についての詳細は、後述する。
敷き部４２は、不定形耐火物で形成され、底部２２に設けられるパーマネント耐火物３に、所定の厚さでライニングされる。また、敷き部４２は、壁部４１の内方に、壁部４１の下端の開口を覆って形成される。さらに、敷き部４２の上面（図１の紙面に対する上側の面）は、羽口５が設けられる位置の高さが、相対的に低くなるように傾斜している。

ここで、壁部４１の傾斜部４１１が形成される、羽口５の近傍とは、底部２２側のウェア耐火物４において、敷き部４２の傾斜に沿った平面でみた場合に、羽口５が設けられる位置に対して上面が同等の高さか低くなる領域をいう。例えば、図１の断面においては、羽口５よりも左側の領域となる。傾斜部４１１は、このような羽口５の近傍において、羽口５側が低く、且つ上面の高さが羽口５よりも高くなるように形成される。本実施形態では、敷き部４２の傾斜に加えて、羽口５の近傍に傾斜部４１１が形成されることで、鋳造時の残鋼量を低減することが可能となる。
スラグライン部４３は、定形耐火物で形成され、側壁部２１に設けられたパーマネント耐火物３の、壁部４１の上側にライニングされる。
羽口５は、中空筒状の定形耐火物である。また、底部２２の外面側（下面側）には上ノズルやスライディングノズルなどが設けられる。

＜溶鋼鍋の施工方法＞
次に、図２〜図８を参照して、本実施形態に係る溶鋼鍋１の施工方法について説明する。本実施形態では、外殻２の内面にパーマネント耐火物３がライニングされた状態を施工前の状態とし、このような状態から、ウェア耐火物４及び羽口５を設けることで、溶鋼鍋１を施工する。まず、図２に示すように、外殻２の内面にパーマネント耐火物３がライニングされた施工前の状態から、パーマネント耐火物３の内方に型枠６が設けられる。
型枠６は、枠体６１と、複数の梁６２と、複数のチューブ６３と、複数のワイヤ６４とを有する。

枠体６１は、底部２２から、外殻２の高さ方向（図２の紙面に対する上方向）に延在する略円筒状の形状を有する。また、枠体６１は、枠体６１とパーマネント耐火物３との間に傾斜部４１１が形成されるよう、底部２２側となる下端側の側面に、切欠き部６１１を有する。切り欠き部６１１は、外殻２の側壁部２１から底部２２の羽口５が設けられる位置に向かって立ち下がるように形成される。また、枠体６１の側面において切り欠き部６１１が設けられる位置は、敷き部４２の上面において羽口５が設けられる位置よりも同等の高さか低くなる領域側の側面となる。型枠７ａは、流し込まれる不定形耐火物の重さに耐えられるよう、例えば金属などの素材を含む。さらに、型枠７ａは、硬化した不定形耐火物からの取り外しが容易になるように、表面に発泡プラスチックが設けられてもよい。さらに、枠体６１の外面には、後述する複数のワイヤ６４が巻き掛かれる、不図示の溝が形成される。

複数の梁６２は、図２及び図４に示すように、流し込まれる不定形耐火物の重さによる枠体６１の変形を防止するように、枠体６１を内面から押し広げるように、枠体６１の内側に設けられる。また、図２に示すように、複数の梁６２は、外殻２の高さ方向に２段に設けられる。
複数のチューブ６３は、可撓性を有する中空状のホースであり、ゴムなどの樹脂製の素材からなる。複数のチューブ６３は、枠体６１の外面下端に設けられる。本実施形態では、図３に示す一例として、枠体６１の下端に、周方向に離れて、３本のチューブ６３が設けられる。チューブ６３の直径の大きさは、後述する溝４１２の大きさなどによって適宜設定され、例えば、５０ｍｍ〜１００ｍｍであってもよい。また、複数のチューブ６３は、枠体６１の外面形状に合わせて延在するように設けられ、延在方向の両端部が開口しないように不図示のシール材によって封止される。

複数のワイヤ６４は、直径５ｍｍ程度の鉄などの金属製の線材であり、複数のチューブ６３の内部にそれぞれ挿通される。本実施形態では、図５に示すように、型枠６には、３本のワイヤ６４が設けられる。また、複数のワイヤ６４は、枠体６１の外面に沿って、複数のチューブ６３の両端側から型枠６の高さ方向の上側に向かって伸び、型枠６の上端から内部に設けられた梁６２の一つにそれぞれ接続される。なお、図５に示すように、枠体６１に複数のチューブ６３及び複数のワイヤ６４が設けられた状態では、複数のワイヤ６４が枠体６１の溝に巻き掛かれることで、複数のチューブ６３が枠体６１の径方向内側に引っ張られ、枠体６１に固定される。

パーマネント耐火物３内に型枠６を設けた後、図６に示すように、型枠６とパーマネント耐火物３との間に、ウェア耐火物４の壁部４１となる不定形耐火物が流し込まれ、その後乾燥により硬化することで壁部４１がライニングされる。この際、型枠６には切り欠き部６１１が形成されているため、羽口５の近傍に側壁部２１に向かって立ち下がる傾斜部４１１が形成される。
次いで、図７に示すように、型枠６が取り外される。この際、型枠６が取り外されることで、型枠６に設けられた複数のチューブ６３も、壁部４１から取り外される。これにより、壁部４１には、複数の溝４１２が形成される。

さらに、図８に示すように、底部２２側のパーマネント耐火物３上に、ウェア耐火物４の敷き部４２となる不定形耐火物が流し込まれ、その後乾燥により硬化することで敷き部４２がライニングされる。この際、流し込まれた不定形耐火物は、溝４１２にも充填されるため、溝４１２に嵌合するように、敷き部４２が形成される。なお、底部２２の上面には傾斜が形成される。
その後、底部２２側に羽口５が設けられ、上端側の側壁部２１が形成されていないパーマネント耐火物３の上にスラグライン部４３がライニングされることで、図１に示す溶鋼鍋１が施工される。

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである

例えば、溝４１２を形成するために、可撓性を有する中空状のチューブ６３が枠体６１に設けられる構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。溝４１２を形成するために枠体６１に設けられる部材は、可撓性を有する樹脂製の棒状体であればよく、例えば、断面が円形以外のものや、中実状のものであってもよい。なお、施工に掛かるコストや取扱いの簡便さ、壁部４１の不定形耐火物との剥離性から、上記実施形態のチューブ６３が用いられることが好ましい。

また、上記実施形態では、チューブ６３に挿通し、梁６２に接続されるワイヤ６４を用いてチューブ６３を固定するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、チューブ６３に挿通するワイヤ６４を枠体６１に直接固定する構成や、チューブ６３の両端側にワイヤ６４を接続する構成、ワイヤ６４を用いずに他の接続治具を用いて枠体６１に固定する構成であってもよい。

さらに、上記実施形態では、壁部４１の上面には３個の溝４１２が設けられるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。溝４１２は、壁部４１の内面下端に、いくつ設けられてもよいが、複数設けられることが好ましい。
さらに、上記実施形態では、敷き部４２に傾斜が形成される構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。敷き部４２の上面は溶鋼鍋１の高さ方向に垂直に形成されてもよい。

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る溶鋼鍋１の施工方法は、溶鋼鍋１の内側にウェア耐火物４をライニングする際に、溶鋼鍋１の高さ方向に延在する円筒状の形状の枠体６１と、溶鋼鍋１の底部（外殻２の底部２２）側における枠体６１の端部の外面に、枠体６１の周方向に延在して固定され、可撓性を有する樹脂製の棒状体（例えば、チューブ６３）とを有する型枠６を用いて、底部側の内面に溝を有するウェア耐火物４の壁部４１をライニングし、壁部４１をライニングした後、型枠６を取り外し、壁部４１の内方にウェア耐火物４の敷き部４２をライニングする。

上記（１）の構成によれば、棒状体が可撓性を有する樹脂製の部材であるため、型枠６を取り外す際に、棒状体が壊れることなく壁部４１から剥離し、溝４１２が形成される。このため、棒状体を取り付けた状態の枠体６１を、溶鋼鍋１の施工に繰り返し用いることができ、安価に溶鋼鍋１の溝４１２を形成することができる。また、溶鋼鍋１の施工の度に棒状体を枠体６１に取り付ける必要がなく、壁部４１から棒状体を取り外す際に棒状体の残骸などが発生しないことから、容易に溝４１２を形成することができる。上記構成（１）の施工方法で施工された溶鋼鍋１は、溝４１２に敷き部４２の端部が係合するため、敷き部４２のパーマネント耐火物３側に溶鋼が入り込んだ場合でも、敷き部４２の浮き上がりを防止することができる。

（２）上記（１）の構成において、棒状体として、中空状のチューブ６３を用い、型枠６が、枠体６１の内部に設けられる梁６２と、チューブの内部に挿通され、枠体６１の外面に沿って梁６２に接続されるワイヤ６４とをさらに備える。
上記（２）の構成によれば、棒状体として特殊なものを用いる必要がなく、また、棒状体の準備に要する労力を低減することができるから、容易に溝４１２を形成することができる。

（３）上記（１）または（２）の構成において、枠体６１には、底部２２側の側面に切り欠き部６１１が形成され、ウェア耐火物４の壁部４１をライニングする際に、切り欠き部に６１１よって、溶鋼鍋１の羽口５の近傍に溶鋼鍋１の側壁部２１に向かって立ち下がる傾斜部４１１が形成される。
上記（３）の構成によれば、溶鋼鍋１の底部に形成される傾斜部４１１によって、溶鋼鍋１の底部において平面となる領域あるいは羽口５よりも高さの低い領域を少なくすることができる。このため、鋳造終了時に溶鋼鍋１の残鋼量を低減することができ、鋳造時の歩留りを向上させることができる。また、上記（３）の構成によれば、傾斜部４１１を、ウェア耐火物４の壁部４１と一体に形成することができる。このため、ウェア耐火物４を施工した後に、傾斜部を別途設けるような施工方法に比べ、傾斜部４１１の壁部４１との接合強度を向上させることができる。これにより、傾斜部４１１が剥離損耗しにくくなり、長期間にわたって残鋼量を低減することができる。

（４）本発明の一態様に係る溶鋼鍋１の型枠６は、溶鋼鍋１の内側にウェア耐火物４をライニングする際に用いられる型枠６であって、溶鋼鍋１の高さ方向に延在する円筒状の形状の枠体６１と、溶鋼鍋１の底部（外殻２の底部２２）側における枠体６１の端部の外面に、枠体６１の周方向に延在して固定され、可撓性を有する樹脂製の棒状体（例えば、チューブ６３）とを有する。
上記（４）の構成によれば、上記（１）の構成と同様な効果を得ることができる。

（５）上記（４）の構成において、型枠６には、底部２２側の側面に切り欠き部６１１が形成される。
上記（５）の構成によれば、上記（３）の構成と同様に、ウェア耐火物４の壁部４１と一体となる傾斜部４１１を形成することができるようになる。このため、上記（３）の構成と同様な効果を得ることができる。

１ 溶鋼鍋
２ 外殻
２１ 側壁部
２２ 底部
３ パーマネント耐火物
４ ウェア耐火物
４１ 壁部
４１１ 傾斜部
４１２ 溝
４２ 敷き部
４３ スラグライン部
５ 羽口
６ 型枠
６１ 枠体
６２ 梁
６３ チューブ
６４ ワイヤ

Claims (3)

1. 溶鋼鍋の内側にウェア耐火物をライニングする際に、
   前記溶鋼鍋の高さ方向に延在する円筒状の形状の枠体と、前記溶鋼鍋の底部側における前記枠体の端部の外面に、前記枠体の周方向に延在して固定され、可撓性を有する樹脂製の棒状体である中空状のチューブと、前記枠体の内部に設けられる梁と、前記チューブの内部に挿通され、前記枠体の外面に沿って前記梁に接続されるワイヤと、を有する型枠を用いて、前記底部側の内面に溝を有するウェア耐火物の壁部をライニングし、
   前記壁部をライニングした後、前記型枠を取り外し、該壁部の内方に前記ウェア耐火物の敷き部をライニングすることを特徴とする溶鋼鍋の施工方法。
2. 前記枠体には、前記底部側の側面に切り欠き部が形成され、
   前記ウェア耐火物の壁部をライニングする際に、前記切り欠き部によって、前記溶鋼鍋の羽口の近傍に前記溶鋼鍋の側壁部から前記羽口に向かって立ち下がる傾斜部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の溶鋼鍋の施工方法。
3. 溶鋼鍋の内側にウェア耐火物をライニングする際に用いられる型枠であって、
   前記溶鋼鍋の高さ方向に延在する円筒状の形状の枠体と、
   前記溶鋼鍋の底部側における前記枠体の端部の外面に、前記枠体の周方向に延在して固定され、可撓性を有する樹脂製の棒状体である中空状のチューブと、
   前記枠体の内部に設けられる梁と、
   前記チューブの内部に挿通され、前記枠体の外面に沿って前記梁に接続されるワイヤと、
   を有することを特徴とする溶鋼鍋の型枠。

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