JP6962339B2 - How to repair the converter - Google Patents

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Description

本発明は、製鋼に用いる転炉の補修方法に関する。 The present invention relates to a method for repairing a converter used in steelmaking.

転炉は、炉体とトラニオンリングとで構成され、トラニオンリングに設けられたトラニオン軸を中心に回動されることで転炉が傾動する。炉体とトラニオンリングとは、炉体に設けられた上部支持部にトラニオンリング支持首が挿通されて固定される。これにより、転炉が傾動しても炉体とトラニオンリングとが相対的に移動しないような構造になっている。 The converter is composed of a furnace body and a trunnion ring, and the converter tilts by being rotated around a trunnion shaft provided on the trunnion ring. The furnace body and the trunnion ring are fixed by inserting the trunnion ring support neck through the upper support portion provided in the furnace body. As a result, the structure is such that the furnace body and the trunnion ring do not move relatively even if the converter tilts.

しかしながら、転炉の長期の使用により、トラニオンリング支持首が当接する炉体の上部支持部の面が摩耗すると、トラニオンリング支持首と炉体上部支持部との間に隙間が生じ、転炉の傾動時に炉体とトラニオンリングが相対移動する。従来より、トラニオンリング支持首と炉体上部支持部との間に隙間が生じた場合には、シムを挿入して当該隙間を埋める対策が取られていたが、摩耗により上部支持部の当たり面が荒れていると、シムが固定できず、炉体傾動時に抜け落ちてしまう問題があった。このため、摩耗によって上部支持部の当たり面が荒れた場合には、当該面を平滑にする補修が必要であった。 However, due to the long-term use of the converter, when the surface of the upper support part of the furnace body to which the trannyon ring support neck abuts is worn, a gap is created between the trannyon ring support neck and the upper support part of the furnace body, and the converter The furnace body and the tranny ring move relative to each other when tilting. Conventionally, when a gap is created between the trunnion ring support neck and the upper support part of the furnace body, measures have been taken to fill the gap by inserting a shim, but the contact surface of the upper support part due to wear. If it is rough, the shim cannot be fixed and there is a problem that it falls off when the furnace body is tilted. Therefore, when the contact surface of the upper support portion becomes rough due to wear, repair to smooth the surface is required.

上部支持部の当たり面を平滑にする技術として、液体ジェット切断装置を用いて上部支持部の当たり面を切断する技術がある。特許文献1には、ノズルからウォータージェット又は研磨材が混合されたアブレッシブジェットを噴出し、鉄筋コンクリート構造物を切断する技術が開示されている。また、特許文献1には、ノズルの両側に弾性板を設けてジェット水の反射度合い検出し、これが切断中の被切断部の状態に相当するものとして、当該検出結果に基づいてノズル移動速度等を制御することも開示されている。 As a technique for smoothing the contact surface of the upper support portion, there is a technique for cutting the contact surface of the upper support portion using a liquid jet cutting device. Patent Document 1 discloses a technique for cutting a reinforced concrete structure by ejecting a water jet or an abrasive jet mixed with an abrasive from a nozzle. Further, in Patent Document 1, elastic plates are provided on both sides of the nozzle to detect the degree of reflection of jet water, and it is assumed that this corresponds to the state of the portion to be cut during cutting, and the nozzle moving speed and the like are based on the detection result. It is also disclosed to control.

特開昭63−207595号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-207595

転炉において、トラニオンリングは恒久的に使用されるので、トラニオンリングを傷つけることなく転炉を補修する必要がある。したがって、上部支持部の切断状態を検出し、上部支持部の切断が終了したら直ちに液体ジェット切断装置による切断を終了させる必要がある。しかしながら、上部支持部の当たり面の近傍には、切断状態を直接観察したり、弾性板を設けるなどのスペースがないので、上部支持部の切断状態を検出することが困難であるという課題があった。 Since the trunnion ring is used permanently in the converter, it is necessary to repair the converter without damaging the trunnion ring. Therefore, it is necessary to detect the cutting state of the upper support portion and end the cutting by the liquid jet cutting device immediately after the cutting of the upper support portion is completed. However, there is a problem that it is difficult to detect the cut state of the upper support portion because there is no space for directly observing the cut state or providing an elastic plate in the vicinity of the contact surface of the upper support portion. rice field.

本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、トラニオンリングの本体を傷つけることなく補修できる転炉の補修方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for repairing a converter that can repair the main body of a trunnion ring without damaging it.

このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
(1)製鋼に用いる転炉の補修方法であって、ノズルから噴出されるウォータージェットでトラニオンリングの上支持首に面する転炉の上部支持部を切断する際に、前記上部支持部の切断位置の下方には、前記上部支持部に用いられている鋼材よりも硬度が高い保護材が設けられ、前記ウォータージェットで切断される前記上部支持部の切断面の温度を測定し、前記切断面の温度が、予め定められた閾値1以上になった場合に、前記ウォータージェットによる切断を終了する、転炉の補修方法。
(2)前記閾値1は、前記ウォータージェットで前記上部支持部を切断した場合の切断面の温度と、前記ウォータージェットで前記保護材を切断した場合の温度とを区別する閾値である、(1)に記載の転炉の補修方法。
(3)前記切断面の温度が予め定められた閾値2未満になった場合に、切断効率を上げるために前記ノズルの移動速度を遅くして前記切断面の温度を上昇させ、前記切断面の温度が予め定められた閾値3以上になった場合に、前記切断面の波打ちを抑制するために前記ノズルの移動速度を速くして前記切断面の温度を低下させ、前記閾値2および閾値3は、前記保護材の切断と誤認せずに前記上部支持部を切断するため、前記閾値1よりも低い温度であり、前記閾値2は、前記閾値3よりも低い温度である、(1)または(2)に記載の転炉の補修方法。
(4)前記閾値2を、前記上部支持部を切断できるか否かの判断に活用する、(3)に記載の転炉の補修方法。
(5)前記閾値3を、前記上部支持部の切断面に波打ちが発生するか否かの判断に活用する、(3)または(4)に記載の転炉の補修方法。
The features of the present invention for solving such a problem are as follows.
(1) A method for repairing a converter used for steelmaking. When cutting the upper support portion of a converter facing the upper support neck of a tranny ring with a water jet ejected from a nozzle, the upper support portion is cut. Below the position, a protective material having a hardness higher than that of the steel material used for the upper support portion is provided, and the temperature of the cut surface of the upper support portion cut by the water jet is measured to measure the cut surface. A method for repairing a converter, which terminates cutting by the water jet when the temperature of the water jet reaches a predetermined threshold value of 1 or more.
(2) The threshold value 1 is a threshold value for distinguishing between the temperature of the cut surface when the upper support portion is cut by the water jet and the temperature when the protective material is cut by the water jet (1). ) Is the method for repairing the converter.
(3) When the temperature of the cut surface becomes less than a predetermined threshold value 2, the moving speed of the nozzle is slowed down to raise the temperature of the cut surface in order to increase the cutting efficiency, and the temperature of the cut surface is raised. When the temperature reaches a predetermined threshold value 3 or higher, the moving speed of the nozzle is increased to lower the temperature of the cut surface in order to suppress the waviness of the cut surface, and the threshold value 2 and the threshold value 3 are set. Since the upper support portion is cut without being mistaken for cutting the protective material, the temperature is lower than the threshold value 1, and the threshold value 2 is a temperature lower than the threshold value 3 (1) or ( The method for repairing a converter according to 2).
(4) The method for repairing a converter according to (3), wherein the threshold value 2 is utilized for determining whether or not the upper support portion can be cut.
(5) The method for repairing a converter according to (3) or (4), wherein the threshold value 3 is utilized for determining whether or not waviness occurs on the cut surface of the upper support portion.

本発明の転炉の補修方法では、切断面の温度を測定することで、被切断部である上部支持部の切断状態を把握する。これにより、スペースのない炉体の上部支持部の近傍であっても切断状態を容易に把握でき、トラニオンリングの本体を傷付けることなく上部支持部の当たり面を切断し、転炉を補修できる。 In the converter repair method of the present invention, the cutting state of the upper support portion, which is the cut portion, is grasped by measuring the temperature of the cut surface. As a result, the cutting state can be easily grasped even in the vicinity of the upper support portion of the furnace body where there is no space, and the contact surface of the upper support portion can be cut without damaging the main body of the trunnion ring to repair the converter.

本実施形態に係る転炉の補修方法を適用して補修する転炉10の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the converter 10 to repair by applying the repair method of the converter which concerns on this embodiment. 図1のA部の部分断面図(a)と上面図(b)である。It is a partial cross-sectional view (a) and a top view (b) of the part A of FIG. 転炉10が長期間使用された後のA部を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the part A after the converter 10 has been used for a long time. 上部支持部14の当たり面を液体ジェット切断設備80で切断する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which the contact surface of the upper support part 14 is cut by the liquid jet cutting equipment 80. 切断面の温度で液体ジェット切断装置40の移動速度を制御した場合における切断面の温度と切断時間との関係を概念的に示すグラフである。It is a graph which conceptually shows the relationship between the temperature of the cut surface and the cutting time when the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is controlled by the temperature of the cut surface.

本発明の実施形態を通じて本発明を説明する。図1は、本実施形態に係る転炉の補修方法を適用して補修する転炉10の一例を示す側面図である。図1において、右上の矢印は転炉10の上下左右方向である。 The present invention will be described through embodiments of the present invention. FIG. 1 is a side view showing an example of a converter 10 to be repaired by applying the converter repair method according to the present embodiment. In FIG. 1, the arrow on the upper right indicates the vertical and horizontal directions of the converter 10.

転炉10は、製鋼に用いられ、炉体12と、トラニオンリング20とから構成される。トラニオンリング20に設けられたトラニオン軸24は、不図示の炉体支持架台に軸支され、これにより、転炉10は、矢印70方向に傾動可能となる。 The converter 10 is used for steelmaking and is composed of a furnace body 12 and a trunnion ring 20. The trunnion shaft 24 provided on the trunnion ring 20 is pivotally supported by a furnace body support frame (not shown), whereby the converter 10 can be tilted in the direction of the arrow 70.

炉体12は、断面が矩形であって上下方向に貫通する角穴が設けられた上部支持部14と下部支持部16とを有する。上部支持部14は、炉体12の上方の周面に、炉体12の径方向に突出して設けられている。下部支持部16は、炉体12の下方の周面に、炉体12の径方向に突出して設けられている。トラニオンリング20は、リング形状の本体22と、トラニオン軸24と、上支持首26と、下支持首27とを有する。トラニオン軸24は円柱形状の部材であり、本体22の中央の周面に本体22の径方向に突出して設けられている。 The furnace body 12 has an upper support portion 14 and a lower support portion 16 having a rectangular cross section and provided with square holes penetrating in the vertical direction. The upper support portion 14 is provided on the peripheral surface above the furnace body 12 so as to project in the radial direction of the furnace body 12. The lower support portion 16 is provided on the peripheral surface below the furnace body 12 so as to project in the radial direction of the furnace body 12. The trunnion ring 20 has a ring-shaped main body 22, a trunnion shaft 24, an upper support neck 26, and a lower support neck 27. The trunnion shaft 24 is a cylindrical member, and is provided on the central peripheral surface of the main body 22 so as to project in the radial direction of the main body 22.

上支持首26は、トラニオンリング20の本体22の上側端面から上方向に突出して設けられた矩形の部材である。上支持首26には、左右方向に貫通する角穴が設けられている。下支持首27は、本体22の下側端面から下方向に突出して設けられた矩形の部材である。 The upper support neck 26 is a rectangular member provided so as to project upward from the upper end surface of the main body 22 of the trunnion ring 20. The upper support neck 26 is provided with a square hole penetrating in the left-right direction. The lower support neck 27 is a rectangular member provided so as to project downward from the lower end surface of the main body 22.

上支持首26は、上部支持部14の角穴に挿通され、かつ、上部支持部14を挟むように、上支持首26の角穴に楔状のコッター18が左右方向に挿通される。これにより、転炉を傾動しない状態では、炉体12とトラニオンリング20とが上下方向に固定される。また、下支持首27は、下部支持部16によって左右方向に固定される。 The upper support neck 26 is inserted into the square hole of the upper support portion 14, and a wedge-shaped cotter 18 is inserted into the square hole of the upper support neck 26 in the left-right direction so as to sandwich the upper support portion 14. As a result, the furnace body 12 and the trunnion ring 20 are fixed in the vertical direction when the converter is not tilted. Further, the lower support neck 27 is fixed in the left-right direction by the lower support portion 16.

図2は、図1のA部の部分断面図と上面図である。図2(a)は、A部の部分断面図である。図2(b)は、A部の上面図である。図2(a)に示すように、上部支持部14の角穴は対応する上支持首26の幅より広い。このように、上部支持部14の角穴を対応する上支持首26の幅より広くすることで、上支持首26を上部支持部14の角穴に確実に挿通できる。一方、上部支持部14の角穴の幅が上支持首26の幅より広いと上支持首26と角穴との間に隙間が生じる。上支持首26と角穴との間に隙間が生じると、転炉10を傾動させる時に炉体12がトラニオンリング20に対して相対移動し、当該移動により上部支持部14の角穴に衝撃が加わる。この衝撃の発生を避けるために、上部支持部14の角穴と上支持首26の隙間には、2つのシム30が設けられている。この2つのシム30により、転炉10の傾動時に炉体12とトラニオンリング20とが左右方向に固定される。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view and a top view of part A in FIG. FIG. 2A is a partial cross-sectional view of part A. FIG. 2B is a top view of part A. As shown in FIG. 2A, the square hole of the upper support portion 14 is wider than the width of the corresponding upper support neck 26. By making the square hole of the upper support portion 14 wider than the width of the corresponding upper support neck 26 in this way, the upper support neck 26 can be reliably inserted into the square hole of the upper support portion 14. On the other hand, if the width of the square hole of the upper support portion 14 is wider than the width of the upper support neck 26, a gap is generated between the upper support neck 26 and the square hole. When a gap is created between the upper support neck 26 and the square hole, the furnace body 12 moves relative to the trunnion ring 20 when the converter 10 is tilted, and the movement causes an impact on the square hole of the upper support portion 14. Join. In order to avoid the occurrence of this impact, two shims 30 are provided in the gap between the square hole of the upper support portion 14 and the upper support neck 26. The two shims 30 fix the furnace body 12 and the trunnion ring 20 in the left-right direction when the converter 10 is tilted.

また、本体22と上支持首26とが接続する2つの隅部には、凹部28が設けられている。本体22と上支持首26とが接続する隅部に凹部28を設けることで、転炉10の自重や溶鋼の重量により転炉傾動時の隅部への応力集中が抑制され、隅部に亀裂が生じにくくなる。本実施形態に係る転炉の補修方法が適用される転炉10の凹部28には、上部支持部14に用いられている鋼材よりも硬度の高い保護材29が設けられている。保護材29として、例えば、炭化タングステン(WC)と結合剤であるコバルトとを混合して焼結した超硬合金が用いられる。さらに硬度を高めるために、炭化チタンや炭化タンタル(TaC)等が添加された超硬合金を保護材29として用いてもよい。 Further, recesses 28 are provided at two corners where the main body 22 and the upper support neck 26 are connected. By providing the recess 28 in the corner where the main body 22 and the upper support neck 26 are connected, the stress concentration in the corner when the converter is tilted is suppressed by the weight of the converter 10 and the weight of the molten steel, and the corner is cracked. Is less likely to occur. A protective material 29 having a hardness higher than that of the steel material used for the upper support portion 14 is provided in the recess 28 of the converter 10 to which the converter repair method according to the present embodiment is applied. As the protective material 29, for example, a cemented carbide obtained by mixing tungsten carbide (WC) and cobalt as a binder and sintering them is used. In order to further increase the hardness, a cemented carbide to which titanium carbide, tantalum carbide (TaC) or the like is added may be used as the protective material 29.

図3は、転炉10が長期間使用された後のA部を示す部分断面図である。転炉10が長期間使用されると、上部支持部14がシム30と当接する当たり面が摩耗し、当たり面が荒れる。上部支持部14の当たり面が荒れると、シム30と上部支持部14とが面でなく点で接触することになるので、シム30と上部支持部14との接触が不安定になる。また、シム30と上部支持部14とが点で接触すると、転炉10の傾動時に炉体12の負荷がシム30の点接触部に集中し、シム30が変形する。この不安定な接触と変形により、シム30は、転炉10の振動により傾動時に抜け落ちる場合がある。このため、シム30が接する上部支持部14の当たり面が摩耗して荒れた場合には、当該当たり面を切断して、当たり面を平滑な面に面出しする必要がある。なお、上部支持部14の当たり面を切断すると、上部支持部14の角穴と、上支持首26との隙間がさらに大きくなるが、上部支持部14の切断量に対応させて厚くしたシムを新たに設けることで、当該隙間を無くすことができる。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a part A after the converter 10 has been used for a long period of time. When the converter 10 is used for a long period of time, the contact surface where the upper support portion 14 comes into contact with the shim 30 is worn and the contact surface becomes rough. If the contact surface of the upper support portion 14 becomes rough, the shim 30 and the upper support portion 14 come into contact with each other at a point instead of a surface, so that the contact between the shim 30 and the upper support portion 14 becomes unstable. Further, when the shim 30 and the upper support portion 14 come into contact with each other at a point, the load of the furnace body 12 is concentrated on the point contact portion of the shim 30 when the converter 10 is tilted, and the shim 30 is deformed. Due to this unstable contact and deformation, the shim 30 may come off during tilting due to the vibration of the converter 10. Therefore, when the contact surface of the upper support portion 14 in contact with the shim 30 is worn and roughened, it is necessary to cut the contact surface and expose the contact surface to a smooth surface. When the contact surface of the upper support portion 14 is cut, the gap between the square hole of the upper support portion 14 and the upper support neck 26 becomes larger, but a thickened shim is provided in accordance with the cutting amount of the upper support portion 14. By newly providing it, the gap can be eliminated.

図4は、上部支持部14の当たり面を液体ジェット切断設備80で切断する状態を示す模式図である。図4(a)は、図3の矢印B方向から見た図である。図4(b)は、図4(a)の切断方向から見た図である。なお、図4(b)において、ノズル以外の他の設備は図示を省略している。 FIG. 4 is a schematic view showing a state in which the contact surface of the upper support portion 14 is cut by the liquid jet cutting equipment 80. FIG. 4A is a view seen from the direction of arrow B in FIG. FIG. 4B is a view seen from the cutting direction of FIG. 4A. Note that in FIG. 4B, equipment other than the nozzle is not shown.

本実施形態に係る転炉の補修方法では、上部支持部14の当たり面を液体ジェット切断設備80で切断する。液体ジェット切断設備80は、液体ジェット切断装置40と、駆動装置50と、制御装置60とを有する。液体ジェット切断装置40は、ノズル42と、研磨剤投入口44と、赤外線センサー45とを有する。ノズル42には、高圧水46が送り込まれ、ノズル42の先端からウォータージェットを噴出させて、上支持首26に面する上部支持部14の側面を切断する。また、研磨剤48を含むウォータージェットを噴出させて上部支持部14の側面を切断する場合には、研磨剤投入口44から研磨剤48が投入される。 In the converter repair method according to the present embodiment, the contact surface of the upper support portion 14 is cut by the liquid jet cutting equipment 80. The liquid jet cutting equipment 80 includes a liquid jet cutting device 40, a driving device 50, and a control device 60. The liquid jet cutting device 40 has a nozzle 42, an abrasive inlet 44, and an infrared sensor 45. High-pressure water 46 is sent to the nozzle 42, and a water jet is ejected from the tip of the nozzle 42 to cut the side surface of the upper support portion 14 facing the upper support neck 26. Further, when a water jet containing the abrasive 48 is ejected to cut the side surface of the upper support portion 14, the abrasive 48 is charged from the abrasive inlet 44.

赤外線センサー45は、ウォータージェットの噴出により切断される上部支持部14の切断面の温度を測定する。なお、赤外線センサー45は、切断される上部支持部14の切断面の温度を非接触で測定できる装置の一例であり、切断面の温度を非接触で測定できる装置であれば他の装置を用いてもよい。 The infrared sensor 45 measures the temperature of the cut surface of the upper support portion 14 that is cut by the ejection of the water jet. The infrared sensor 45 is an example of a device capable of measuring the temperature of the cut surface of the upper support portion 14 to be cut in a non-contact manner, and another device may be used as long as the device can measure the temperature of the cut surface in a non-contact manner. You may.

駆動装置50は、ノズル42を含む液体ジェット切断装置40を図4(a)に示す切断方向に移動させる。駆動装置50は、2本の支柱52と、駆動モーター54と、スクリュー軸58と、プーリー56とを有する。駆動モーター54は、所定の回転数で回転駆動する。プーリー56は、駆動モーター54の駆動をスクリュー軸58に伝達する。スクリュー軸58が所定の回転数で回転することによって、液体ジェット切断装置40は、ノズル42からウォータージェットを噴出させながら所定の速度で移動し、上部支持部14の当たり面を切断する。 The drive device 50 moves the liquid jet cutting device 40 including the nozzle 42 in the cutting direction shown in FIG. 4A. The drive device 50 includes two columns 52, a drive motor 54, a screw shaft 58, and a pulley 56. The drive motor 54 is rotationally driven at a predetermined rotation speed. The pulley 56 transmits the drive of the drive motor 54 to the screw shaft 58. When the screw shaft 58 rotates at a predetermined rotation speed, the liquid jet cutting device 40 moves at a predetermined speed while ejecting a water jet from the nozzle 42, and cuts the contact surface of the upper support portion 14.

制御装置60は、液体ジェット切断装置40の動作と、駆動装置50の動作を制御する。制御装置60は、所定の間隔、例えば、1秒間隔で赤外線センサー45から温度データを受け取り、当該温度データを用いて駆動モーター54や、ノズル42からのウォータージェットの噴出を制御する。制御装置60は、例えば、CPU及び記憶装置を備えるコンピュータであり、記憶装置には、液体ジェット切断装置40および駆動装置50の動作に必要なプログラムやプログラムに使用するデータが予め記憶されている。当該プログラムが制御装置60のCPUで実行されることで、液体ジェット切断設備80による上部支持部14の切断が実行される。 The control device 60 controls the operation of the liquid jet cutting device 40 and the operation of the drive device 50. The control device 60 receives temperature data from the infrared sensor 45 at predetermined intervals, for example, at intervals of 1 second, and controls the ejection of the water jet from the drive motor 54 and the nozzle 42 using the temperature data. The control device 60 is, for example, a computer including a CPU and a storage device, and the storage device stores in advance a program necessary for operating the liquid jet cutting device 40 and the drive device 50 and data used for the program. When the program is executed by the CPU of the control device 60, the upper support portion 14 is cut by the liquid jet cutting equipment 80.

図4(b)に示すように、液体ジェット切断装置40は、上部支持部14における摩耗した当たり面の内側を切断する。ウォータージェットの噴出により、上部支持部14の切断面には摩擦熱が発生するので、切断面の温度は上昇する。ウォータージェットの噴出圧が一定である場合、液体ジェット切断装置40の移動速度が遅くなると、ウォータージェットによる切断が進行して摩擦熱が多くなるので切断面の温度は上昇する。一方、液体ジェット切断装置40の移動速度が速くなると、ウォータージェットによる切断が遅くなるので摩擦熱が少なくなり切断面の温度は低下する。また、切断する鋼材の硬度が高くなると摩擦熱が多くなって切断面の温度が上昇し、切断する鋼材の硬度が低くなると摩擦熱は少なくなるので切断面の温度は低下する。 As shown in FIG. 4B, the liquid jet cutting device 40 cuts the inside of the worn contact surface of the upper support portion 14. Due to the ejection of the water jet, frictional heat is generated on the cut surface of the upper support portion 14, so that the temperature of the cut surface rises. When the ejection pressure of the water jet is constant, when the moving speed of the liquid jet cutting device 40 becomes slow, the cutting by the water jet proceeds and the frictional heat increases, so that the temperature of the cut surface rises. On the other hand, when the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is increased, the cutting by the water jet is slowed down, so that the frictional heat is reduced and the temperature of the cut surface is lowered. Further, when the hardness of the steel material to be cut increases, the frictional heat increases and the temperature of the cut surface rises, and when the hardness of the steel material to be cut decreases, the frictional heat decreases and the temperature of the cut surface decreases.

本実施形態に係る転炉の補修方法で補修する転炉10では、切断される上部支持部14の切断位置の下方に上部支持部14に用いられている鋼材よりも硬度の高い保護材29が設けられている。ウォータージェットにより上部支持部14の側面が切断され、ウォータージェットが保護材29に到達すると、上部支持部14に用いられている鋼材よりも硬度の高い保護材29が切断され始めるので、切断面の温度が上昇する。制御装置60の記憶装置には、予め、ウォータージェットで上部支持部14の鋼材を切断した場合の切断面の温度と、ウォータージェットで保護材29を切断した場合の温度とを区別する閾値1が記憶されており、赤外線センサー45から出力される温度データが示す温度が閾値1以上になった場合に、制御装置60は、上部支持部14の鋼材の切断が完了したと判断して液体ジェット切断装置による切断を終了させる。 In the converter 10 repaired by the converter repair method according to the present embodiment, a protective material 29 having a hardness higher than that of the steel material used for the upper support portion 14 is placed below the cutting position of the upper support portion 14 to be cut. It is provided. The side surface of the upper support portion 14 is cut by the water jet, and when the water jet reaches the protective material 29, the protective material 29 having a hardness higher than that of the steel material used for the upper support portion 14 starts to be cut. The temperature rises. The storage device of the control device 60 has a threshold value 1 for distinguishing in advance the temperature of the cut surface when the steel material of the upper support portion 14 is cut by the water jet and the temperature when the protective material 29 is cut by the water jet. When the temperature indicated by the temperature data output from the infrared sensor 45 is equal to or higher than the threshold value 1, the control device 60 determines that the cutting of the steel material of the upper support portion 14 is completed, and cuts the liquid jet. End the cutting by the device.

本実施形態に係る転炉の補修方法では、種々の移動速度および種々の圧力において、ウォータージェットの噴出により上部支持部14に用いられている鋼材および保護材29の切断実験を行い、これら鋼材を切断した場合の切断面の温度を区別する閾値1を予め定めておく。そして、ウォータージェットの噴出により上部支持部14を切断しながら切断面の温度を赤外線センサー45で測定し、赤外線センサー45から取得した温度データが示す温度が閾値1未満の場合には、制御装置60は、上部支持部14が切断されていないと判断して液体ジェット切断装置40による切断を継続させる。一方、赤外線センサー45から取得した温度データが示す温度が閾値1以上の場合には、制御装置60は、上部支持部14が切断されたと判断して液体ジェット切断装置40による切断を終了させる。 In the converter repair method according to the present embodiment, cutting experiments of the steel material and the protective material 29 used for the upper support portion 14 are performed by ejecting a water jet at various moving speeds and various pressures, and these steel materials are used. A threshold value 1 for distinguishing the temperature of the cut surface when cut is set in advance. Then, the temperature of the cut surface is measured by the infrared sensor 45 while cutting the upper support portion 14 by the ejection of the water jet, and when the temperature indicated by the temperature data acquired from the infrared sensor 45 is less than the threshold value 1, the control device 60 Determines that the upper support portion 14 has not been cut, and continues cutting by the liquid jet cutting device 40. On the other hand, when the temperature indicated by the temperature data acquired from the infrared sensor 45 is the threshold value 1 or more, the control device 60 determines that the upper support portion 14 has been cut and ends the cutting by the liquid jet cutting device 40.

このように、本実施形態に係る転炉の補修方法では、赤外線センサー45で切断面の温度を測定することで上部支持部14の切断面の切断状態を容易に把握し、当該温度が予め定められた閾値1以上になった場合に上部支持部14が切断されたと判断して、液体ジェット切断装置40による切断を終了させる。これにより、トラニオンリング20の本体22を傷つけることなく上部支持部14を切断して転炉10を補修できる。 As described above, in the converter repair method according to the present embodiment, the cut state of the cut surface of the upper support portion 14 is easily grasped by measuring the temperature of the cut surface with the infrared sensor 45, and the temperature is predetermined. When the temperature exceeds the specified threshold value 1, it is determined that the upper support portion 14 has been cut, and the cutting by the liquid jet cutting device 40 is terminated. As a result, the converter 10 can be repaired by cutting the upper support portion 14 without damaging the main body 22 of the trunnion ring 20.

ウォータージェットによる上部支持部14の切断では、液体ジェット切断装置40の移動速度を速くするとウォータージェットによる上部支持部14の切断が不十分となって切断されない部分が生じる場合がある。一方、液体ジェット切断装置40の移動速度を遅くし過ぎると切断面にウォータージェットが当たり過ぎて切断した面に波打ちが発生する場合がある。 In the cutting of the upper support portion 14 by the water jet, if the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is increased, the cutting of the upper support portion 14 by the water jet may be insufficient and a portion may not be cut. On the other hand, if the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is made too slow, the water jet may hit the cut surface too much and the cut surface may be wavy.

上述したように、切断面の温度は、液体ジェット切断装置40の移動速度によって変化するので、逆に、ウォータージェットによる上部支持部14の切断が十分となるか否かの判断ができる温度の閾値2と、ウォータージェットが当たり過ぎて切断面が波打つか否かの判断ができる温度の閾値3を予め設定しておき、赤外線センサー45から取得した切断面の温度データ、閾値2および閾値3を用いて、制御装置60が液体ジェット切断装置40の移動速度を制御してもよい。なお、閾値2および閾値3は、保護材29の切断と誤認せず、上部支持部14を有利に切断するために閾値1よりも低い温度に設定される。また、閾値2は、閾値3よりも低い温度である。 As described above, since the temperature of the cut surface changes depending on the moving speed of the liquid jet cutting device 40, conversely, a threshold value of the temperature at which it can be determined whether or not the upper support portion 14 is sufficiently cut by the water jet. 2. And the threshold value 3 of the temperature at which it can be determined whether or not the cut surface is wavy due to the water jet hitting too much are set in advance, and the temperature data of the cut surface acquired from the infrared sensor 45, the threshold value 2 and the threshold value 3 are used. The control device 60 may control the moving speed of the liquid jet cutting device 40. The threshold value 2 and the threshold value 3 are set to a temperature lower than the threshold value 1 in order to favorably cut the upper support portion 14 without being mistaken for cutting the protective material 29. Further, the threshold value 2 is a temperature lower than the threshold value 3.

切断面の温度データを用いて、液体ジェット切断装置40の移動速度を制御する場合において、制御装置60は、切断面の温度が閾値2未満の場合に液体ジェット切断装置40による切断が不十分と判断し、駆動モーター54の回転数を下げ、液体ジェット切断装置40の移動速度を遅くする。これにより、液体ジェット切断装置40による単位長さ当たりの切断時間が長くなり、液体ジェット切断装置40を用いて上部支持部14を切断できるようになる。 When controlling the moving speed of the liquid jet cutting device 40 using the temperature data of the cut surface, the control device 60 determines that cutting by the liquid jet cutting device 40 is insufficient when the temperature of the cut surface is less than the threshold value 2. Judging, the rotation speed of the drive motor 54 is lowered, and the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is slowed down. As a result, the cutting time per unit length by the liquid jet cutting device 40 becomes long, and the upper support portion 14 can be cut by using the liquid jet cutting device 40.

制御装置60は、切断面の温度が閾値2以上閾値3未満の場合に液体ジェット切断装置40による切断が十分であると判断し、液体ジェット切断装置40の移動速度をそのままに維持する。 The control device 60 determines that cutting by the liquid jet cutting device 40 is sufficient when the temperature of the cut surface is equal to or more than the threshold value 2 and less than the threshold value 3, and maintains the moving speed of the liquid jet cutting device 40 as it is.

また、制御装置60は、切断面の温度が閾値3以上の場合にウォータージェットが鋼材に当たり過ぎて切断面が波打つおそれが生じると判断し、駆動モーター54の回転数を上げ、液体ジェット切断装置40の移動速度を速くする。これにより、液体ジェット切断装置40の切断時間が短くなり、鋼材に当たり過ぎていたウォータージェットの量が少なくなる。これにより、ウォータージェットにより切断した切断面に波打ちが発生することを抑制できる。 Further, the control device 60 determines that when the temperature of the cut surface is equal to or higher than the threshold value 3, the water jet may hit the steel material too much and the cut surface may undulate, and the rotation speed of the drive motor 54 is increased to increase the rotation speed of the drive motor 54 to increase the rotation speed of the drive motor 54. Increase the movement speed of. As a result, the cutting time of the liquid jet cutting device 40 is shortened, and the amount of water jet that has hit the steel material too much is reduced. As a result, it is possible to suppress the occurrence of waviness on the cut surface cut by the water jet.

図5は、切断面の温度で液体ジェット切断装置40の移動速度を制御した場合における切断面の温度と切断時間との関係を概念的に示すグラフである。図5の縦軸は切断面の温度(℃)であり、横軸は切断時間(s)である。 FIG. 5 is a graph conceptually showing the relationship between the temperature of the cut surface and the cutting time when the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is controlled by the temperature of the cut surface. The vertical axis of FIG. 5 is the temperature (° C.) of the cut surface, and the horizontal axis is the cutting time (s).

図5の閾値1は、上部支持部14の鋼材を切断した場合の切断面の温度と、ウォータージェットで保護材29を切断した場合の切断面の温度とを区別できる温度の閾値である。閾値2は、ウォータージェットにより上部支持部14が切断できるか否かの判断に活用できる温度の閾値である。また、閾値3は、ウォータージェットが当たり過ぎて、上部支持部14の切断面に波打ちが発生するか否かの判断に活用できる温度の閾値である。 The threshold value 1 in FIG. 5 is a threshold value of a temperature at which the temperature of the cut surface when the steel material of the upper support portion 14 is cut and the temperature of the cut surface when the protective material 29 is cut by a water jet can be distinguished. The threshold value 2 is a temperature threshold value that can be utilized for determining whether or not the upper support portion 14 can be cut by the water jet. Further, the threshold value 3 is a temperature threshold value that can be utilized for determining whether or not the cut surface of the upper support portion 14 is wavy due to excessive hitting of the water jet.

例えば、切断開始時において、切断面の温度は閾値2未満なので、基準となる液体ジェット切断装置40の移動速度である4.5mm/minに対して0.5mm/min遅くする。これにより、液体ジェット切断装置40による単位長さ当たりの切断時間が長くなって切断効率が上がるとともに、接合面の温度は上昇する。なお、0.5mm/min遅くして所定時間経過しても切断面の温度が上昇しない場合は、液体ジェット切断装置40の移動速度をさらに0.5mm/min遅くする。制御装置60は、接合面の温度が上昇するまで、この操作を繰り返し実施する。 For example, at the start of cutting, the temperature of the cut surface is less than the threshold value 2, so the speed is 0.5 mm / min slower than the moving speed of the reference liquid jet cutting device 40 of 4.5 mm / min. As a result, the cutting time per unit length by the liquid jet cutting device 40 is increased, the cutting efficiency is increased, and the temperature of the joint surface is increased. If the temperature of the cut surface does not rise even after a predetermined time has elapsed by slowing down by 0.5 mm / min, the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is further slowed down by 0.5 mm / min. The control device 60 repeats this operation until the temperature of the joint surface rises.

その後、接合面の温度が上昇し、切断面の温度が閾値2以上閾値3未満となったら、制御装置60は、液体ジェット切断装置40の移動速度をそのまま維持する。その後、接合面の温度がさらに上昇し、接合面の温度が閾値3以上となったら、制御装置60は、液体ジェット切断装置40の移動速度を0.5mm/min速くする。これにより、液体ジェット切断装置40による単位長さ当たりの切断時間が短くなり、接合面に当たるウォータージェットの量が少なくなり波打ちの発生が抑制される。なお、0.5mm/min速くして所定時間経過しても切断面の温度が低下しない場合は、液体ジェット切断装置40の移動速度をさらに0.5mm/min速める。制御装置60は、接合面の温度が上昇するまで、この操作を繰り返し実施する。 After that, when the temperature of the joint surface rises and the temperature of the cut surface becomes the threshold value 2 or more and less than the threshold value 3, the control device 60 maintains the moving speed of the liquid jet cutting device 40 as it is. After that, when the temperature of the joint surface further rises and the temperature of the joint surface reaches the threshold value of 3 or more, the control device 60 increases the moving speed of the liquid jet cutting device 40 by 0.5 mm / min. As a result, the cutting time per unit length by the liquid jet cutting device 40 is shortened, the amount of water jets hitting the joint surface is reduced, and the occurrence of waviness is suppressed. If the temperature of the cut surface does not decrease even after a predetermined time has passed by increasing the speed by 0.5 mm / min, the moving speed of the liquid jet cutting device 40 is further increased by 0.5 mm / min. The control device 60 repeats this operation until the temperature of the joint surface rises.

液体ジェット切断装置40による切断が継続され上部支持部14の切断が終了すると、液体ジェット切断装置40は保護材29を切断し始める。保護材29の硬度は上部支持部14の鋼材よりも硬度が高い。このため、当該硬度差により切断面の温度は急激に上昇する。この温度の上昇によって切断面の温度が閾値1以上となるので、制御装置60は、上部支持部14の切断が終了したと判断し、液体ジェット切断装置40による上部支持部14の切断を終了し、ノズル42からのウォータージェットの噴出を停止する。 When the cutting by the liquid jet cutting device 40 is continued and the cutting of the upper support portion 14 is completed, the liquid jet cutting device 40 starts cutting the protective material 29. The hardness of the protective material 29 is higher than that of the steel material of the upper support portion 14. Therefore, the temperature of the cut surface rises sharply due to the difference in hardness. Since the temperature of the cut surface becomes the threshold value 1 or more due to this increase in temperature, the control device 60 determines that the cutting of the upper support portion 14 is completed, and finishes the cutting of the upper support portion 14 by the liquid jet cutting device 40. , Stops the ejection of the water jet from the nozzle 42.

このように、本実施形態に係る本実施形態に係る転炉の補修方法では、切断面の温度が予め定められた閾値1以上になった場合に液体ジェット切断装置40による上部支持部14の切断が終了したと判断し、液体ジェット切断装置40による上部支持部14の切断を終了させる。これにより、スペースのない上部支持部の当たり面の近傍であっても上部支持部の切断状態を検出できるので、トラニオンリング20の本体22を傷付けることなく上部支持部14の側面を切断して転炉を補修できる。 As described above, in the converter repair method according to the present embodiment according to the present embodiment, the upper support portion 14 is cut by the liquid jet cutting device 40 when the temperature of the cut surface becomes a predetermined threshold value 1 or more. Is completed, and the cutting of the upper support portion 14 by the liquid jet cutting device 40 is completed. As a result, the cut state of the upper support portion can be detected even in the vicinity of the contact surface of the upper support portion where there is no space, so that the side surface of the upper support portion 14 is cut and rolled without damaging the main body 22 of the trunnion ring 20. The furnace can be repaired.

また、上部支持部14を切断できるか否かの判断に活用できる閾値2および上部支持部14の切断面に波打ちが発生するか否かの判断に活用できる閾値3を定め、切断面の温度と、閾値2と、閾値3とを用いて、液体ジェット切断装置40の移動速度を制御してもよい。これにより、上部支持部14の切断面に波打ちが発生することを抑制しつつ上部支持部14を良好に切断できる。 Further, a threshold value 2 that can be used for determining whether or not the upper support portion 14 can be cut and a threshold value 3 that can be used for determining whether or not the cut surface of the upper support portion 14 is wavy are set, and the temperature of the cut surface is set. , The threshold value 2 and the threshold value 3 may be used to control the moving speed of the liquid jet cutting device 40. As a result, the upper support portion 14 can be cut satisfactorily while suppressing the occurrence of waviness on the cut surface of the upper support portion 14.

液体ジェット切断装置40を用いて上部支持部14を切断する切断条件を下記表1に示した。また、上述した閾値1を90℃として、閾値2を50℃とし、閾値3を70℃とした。この閾値1〜3と、切断面の温度を用いて液体ジェット切断装置40の移動速度を制御することで、トラニオンリング20の本体22を傷付けることなく、かつ、上部支持部14における切断面の波打ちを抑制しながら上部支持部14を切断でき、転炉10を補修できた。 The cutting conditions for cutting the upper support portion 14 using the liquid jet cutting device 40 are shown in Table 1 below. Further, the above-mentioned threshold value 1 was set to 90 ° C., the threshold value 2 was set to 50 ° C., and the threshold value 3 was set to 70 ° C. By controlling the moving speed of the liquid jet cutting device 40 by using the threshold values 1 to 3 and the temperature of the cut surface, the main body 22 of the trunnion ring 20 is not damaged and the cut surface in the upper support portion 14 is wavy. The upper support portion 14 could be cut while suppressing the above, and the converter 10 could be repaired.

Figure 0006962339
Figure 0006962339

また、本実施形態では、制御装置60が液体ジェット切断装置40の動作と、駆動装置50の動作を制御する例を示したがこれに限らない。例えば、赤外線センサー45から出力される切断面の温度を用いて、作業者が液体ジェット切断装置40および駆動装置50を制御して、転炉10の上部支持部14の当たり面を切断してもよい。 Further, in the present embodiment, an example in which the control device 60 controls the operation of the liquid jet cutting device 40 and the operation of the drive device 50 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, even if an operator controls the liquid jet cutting device 40 and the driving device 50 by using the temperature of the cut surface output from the infrared sensor 45 to cut the contact surface of the upper support portion 14 of the converter 10. good.

10 転炉
12 炉体
14 上部支持部
16 下部支持部
18 コッター
20 トラニオンリング
22 本体
24 トラニオン軸
26 上支持首
27 下支持首
28 凹部
29 保護材
30 シム
40 液体ジェット切断装置
42 ノズル
44 研磨剤投入口
45 赤外線センサー
46 高圧水
48 研磨剤
50 駆動装置
52 支柱
54 駆動モーター
56 プーリー
58 スクリュー軸
60 制御装置
70 矢印
80 液体ジェット切断設備
10 Rotating furnace 12 Furnace body 14 Upper support part 16 Lower support part 18 Cotter 20 Trunnion ring 22 Main body 24 Trunnion shaft 26 Upper support neck 27 Lower support neck 28 Recessed 29 Protective material 30 Sim 40 Liquid jet cutting device 42 Nozzle 44 Polishing agent Mouth 45 Infrared sensor 46 High-pressure water 48 Abrasive agent 50 Drive device 52 Strut 54 Drive motor 56 Pulley 58 Screw shaft 60 Control device 70 Arrow 80 Liquid jet cutting equipment

Claims (5)

製鋼に用いる転炉の補修方法であって、
前記転炉は炉体とトラニオンリングとを有し、
前記炉体の周面には、前記炉体の径方向に突出し、貫通する角穴が設けられた上部支持部が設けられ、
前記トラニオンリングは、トラニオンリング本体と、前記トラニオンリング本体から突出し前記上部支持部の前記角穴に挿通された上支持首と、前記トラニオンリング本体と前記上支持首とが接続される隅部に配置され前記上部支持部に用いられている鋼材よりも硬度が高い保護材と、を有し、
移動するノズルから噴出されるウォータージェットで、前記角穴における前記上支持首側に面する当たり面を平滑な面に面出しするため、前記当たり面を切断する際に、
前記上部支持部を挟んで前記保護材と対向する位置に前記ノズルを配置すると共に、前記上部支持部及び前記保護材の位置する方向に向けて前記ウォータージェットを噴射し、
前記上部支持部又は前記保護材における前記ウォータージェットの衝突位置の温度を測定し、
前記衝突位置の温度が、前記ウォータージェットで前記上部支持部を切断した場合の切断面の温度と前記ウォータージェットで前記保護材を切断した場合の温度とを区別する閾値1以上になった場合に、前記ウォータージェットによる切断を終了する、転炉の補修方法。
It is a repair method for converters used in steelmaking.
The converter has a furnace body and a trunnion ring.
On the peripheral surface of the furnace body, an upper support portion having a square hole that protrudes and penetrates in the radial direction of the furnace body is provided.
The trunnion ring is provided at a corner where the trunnion ring main body, the upper support neck protruding from the trunnion ring main body and inserted into the square hole of the upper support portion, and the trunnion ring main body and the upper support neck are connected. It has a protective material that is arranged and has a higher hardness than the steel material used for the upper support portion.
When cutting the contact surface, the water jet ejected from the moving nozzle exposes the contact surface facing the upper support neck side of the square hole to a smooth surface.
The nozzle is arranged at a position facing the protective material across the upper support portion, and the water jet is ejected in the direction in which the upper support portion and the protective material are located.
The temperature of the collision position of the water jet on the upper support portion or the protective material is measured, and the temperature is measured.
When the temperature at the collision position becomes a threshold value of 1 or more that distinguishes between the temperature of the cut surface when the upper support portion is cut by the water jet and the temperature when the protective material is cut by the water jet. , A method for repairing a converter, which completes cutting by the water jet.
前記角穴における前記上支持首側に面する当たり面を平滑な面に面出しするため、前記当たり面を切断する際に、前記閾値1は、前記ウォータージェットで前記上部支持部を切断した場合の切断面の温度と、前記ウォータージェットで前記保護材を切断した場合の温度とを区別する閾値である、請求項1に記載の転炉の補修方法。 In order to surface the contact surface facing the upper support neck side in the square hole to a smooth surface, the threshold value 1 is the case where the upper support portion is cut by the water jet when cutting the contact surface. The method for repairing a converter according to claim 1, which is a threshold value for distinguishing the temperature of the cut surface of the water jet and the temperature when the protective material is cut by the water jet. 前記切断面の温度が前記上部支持部を切断できるか否かの判断に活用する閾値2未満になった場合に、前記ノズルの移動速度を遅くして前記切断面の温度を上昇させ、
前記切断面の温度が前記上部支持部の前記当たり面に波打ちが発生するか否かの判断に活用する閾値3以上になった場合に、前記切断面の波打ちを抑制するために前記ノズルの移動速度を速くして前記切断面の温度を低下させ、
前記閾値2および閾値3は、前記保護材の切断と誤認せずに前記上部支持部を切断するため、前記閾値1よりも低い温度であり、前記閾値2は、前記閾値3よりも低い温度である、請求項1又は請求項2に記載の転炉の補修方法。
Wherein when the temperature of the cut surface becomes lower than the threshold value 2 to make the determination whether or not it can cut the upper support portion, the moving speed before Symbol nozzle slowed by raising the temperature of the cutting plane,
When the temperature of the cut surface reaches a threshold value of 3 or more used for determining whether or not the contact surface of the upper support portion is wavy, the nozzle moves to suppress the waviness of the cut surface. Increase the speed to reduce the temperature of the cut surface.
The threshold value 2 and the threshold value 3 are lower than the threshold value 1 because the upper support portion is cut without being mistaken for cutting the protective material, and the threshold value 2 is a temperature lower than the threshold value 3. The method for repairing a converter according to claim 1 or 2.
前記閾値2を、前記上部支持部を切断できるか否かの判断に活用する、請求項3に記載の転炉の補修方法。 The method for repairing a converter according to claim 3, wherein the threshold value 2 is utilized for determining whether or not the upper support portion can be cut. 前記閾値3を、前記上部支持部の切断面に波打ちが発生するか否かの判断に活用する、請求項3または請求項4に記載の転炉の補修方法。 The method for repairing a converter according to claim 3 or 4, wherein the threshold value 3 is utilized for determining whether or not waviness occurs on the cut surface of the upper support portion.
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