JPH0140089B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、転炉炉口の補修方法、特に転炉炉口
の上部鉄皮の変形状況を定量的に把握することに
より該上部鉄皮の更新時期を的確に判断すること
を特徴とする転炉炉口の補修方法に関する。

（従来の技術） 転炉の炉体鉄皮は、吹錬時および出鋼、さらに
は排滓時における熱サイクルを受け、熱変形を生
じる。なかでも転炉炉口部を構成する上部鉄皮は
拘束部分が少ないため、鉄皮変形が著しく、その
ため、耐火物原単位に悪影響を及ぼし、頻繁に上
部鉄皮の更新を余儀なくされてきた。

つまり、炉内耐火物もそのような熱応力を受
け、また溶鋼やスラグの侵食を受けて損傷し、補
修を行う必要があるが、上述のような鉄皮変形が
起こると耐火物損傷がさらに一層加速され、その
ための耐火物補修費用も多大にのぼる。したがつ
て、鉄皮変形を防止できない以上、適宜時期に転
炉炉口部の上部鉄皮を更新することにより、耐火
物原単位をできるだけ低下させることが行われて
いる。

ところが、従前、その更新基準となると、変形
状況の把握が定性的で曖味なため、炉回数（ヒー
ト数）を基準とするTBM（Time Based
Maintenance）が主流であつた。このため、上部
鉄皮の変形が著しくても更新しなかつたり、変形
程度がそれほど著しくなくても更新を行つたりと
いう事例が生じていた。

したがつて、かかる補修方法による限り、突発
事故による異常損傷に的確に対処できず、また十
分使用に耐えるにもかかわらず上部鉄皮を取り替
えるという経済的損失も避けられなかつた。

（発明が解決しようとする問題点） かくして、本発明の目的は、上部鉄皮の変形状
況を定量的に把握することにより鉄皮取替時期を
的確に判断する転炉炉口の補修方法を提供するこ
とにある。

本発明の別の目的は、炉口フランジの変形状況
から上部鉄皮の変形状況を定量的に把握する
CBM（Condition Based Maintenance）による
転炉炉口の補修方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、上述のような目的を達成するため
に転炉炉口の上部鉄皮の変形状況を定量的に把握
する方法について種々検討したところ、上部鉄皮
とレンガ押さえである炉口リングとを接続する炉
口フランジのピン孔で形成されるピツチ円を基準
にとり、その変形量で炉口フランジ変形の定量化
をはかることに着目し、実際に上記ピツチ円のひ
ずみ指数を計測したところ、第１図に示す関係が
得られた。

ここに上記ヒズミ指数は次の通りにして求めら
れた。

ビスミ指数≡１／ｍ_n 〓ⁿ⁼¹ ｜１−ｒ（ｎ）／ｒ｜ ……(1) ただし、ｒは変形前、つまり製作時の炉口フラ
ンジのピン孔ピツチ円半径、ｒ（ｎ）は変形時の
ｎ番目の炉口フランジピン孔ピツチ円半径、また
炉口フランジピン孔個数をｍとした場合、ｎ≦ｍ
である。

第２図１ないし５はそれぞれ第１図の第１段階
ないし第５段階に対応する炉口フランジピン孔ピ
ツチ円の変形状況を示す模式的説明図である。図
中、実線は変形前のピン孔ピツチ円、点線は変形
したときのピン孔ピツチ円を示す。図面に向かつ
て手前が炉前、上部が炉裏に相当する。

なお、第３図は、上記ヒズミ指数の測定方法を
説明する図面であつて、炉口フランジの平面図に
相当するものである。図面縦方向が炉前、炉裏方
向であり、図面横方向が軸方向である。この場合
には、炉口フランジに設けられているピン孔を利
用して変形量を計測するのである。符号Ｐは仮想
円である図面上のピン孔ピツチ円を示す。

すなわち、第１図および第２図に示すように、
炉口フランジ変形推移状況は、最初、炉チヤージ
数と直線的に比例して増大してゆくが、ある点以
降からは、鉄皮の座屈変形が開始し、複雑な変形
をするようになる。この座屈変形開始後は、図示
のように第１段階から第５段階に分けられ（図
中、それぞれないしで示す）、第１段階の時
点までは、単純な炉前、炉裏方向が長径となる楕
円変形であるが、それ以降、炉口フランジは軸方
向に対してはフランジがたれ下がる方向に、炉
前、炉裏方向に対しては、フランジがたれ上がる
方向に変形しはじめる。このため、平面的にみれ
ば、今まで楕円であつたものが、真円にもどるよ
うな状況となる。第２図２および３に示す第２段
階、および第３段階参照。次に、第３段階以降も
前述したフランジのたれ下がり、たれ上がり現象
が加速度的に進行するため、そのまま放置してお
くと、第５段階に至ると軸方向が長径となる楕円
となる。すでに述べたように、このフランジのた
れ下がり、たれ上がり現象は、鉄皮の座屈変形に
起因するものであるから、このようなピツチ円の
変形状況から、つまりピン孔ピツチ円ヒズミ指数
の挙動から上部鉄皮の変形増大状況が把握できる
ことを知つた。

すなやち、ヒズミ指数の変化を炉回数つまり炉
チヤージ数に従つて考えると、最大値をとる時点
（図中、第１段階に相当）でレンガ脱落が多発し
始め、鉄皮の座屈変形が始まり、その後徐々にヒ
ズミ指数は減少し、その最低値の時点（第３段階
に相当）を過ぎてから再びヒズミ指数は増大し始
め、第１図の第４段階を越えると、急激に増加を
続ける。第１図の第５段階で鉄皮の更新が終了す
るとヒズミ指数はもとに戻る。

ここに、本発明の要旨とするところは、転炉炉
口部の炉口リングに接続する炉口フランジのヒズ
ミ指数を求め、該ヒズミ指数により上部鉄皮の変
形量を推定し、その推定結果にもとずいて転炉炉
口の上部鉄皮を補修することを特徴とする、転炉
炉口の補修方法である。

さらに、本発明の１つの態様によれば、その特
徴とするところは、転炉炉口部の炉口リングに接
続する炉口フランジのピン孔ピツチ円の真円度を
計測し、該ピン孔ピツチ円の直径と製作時のピン
孔ピツチ円の直径からヒズミ指数を求め、該ヒズ
ミ指数により上部鉄皮の変形量を推定し、その推
定結果にもとづいて転炉炉口の上部鉄皮を補修す
ることから成る転炉炉口の補修方法である。

また、本発明の１つの好適態様にあつては、転
炉チヤージ数に対し前記ヒズミ指数を監視し、該
ヒズム指数が最大値をとり、次いで一転して最小
値をとつてから、その後の適宜時期に転炉炉口の
上部鉄皮の更新を行うように構成してもよい。つ
まり、上記最小値をとる以前にあつては、少なく
とも上部鉄皮の更新は必要としないのである。

ここに、上記ヒズミ指数は、適宜定義されるも
のであつてもよいが、本発明の好適態様における
ように、炉口フランジのピン孔ピツチ円の真円度
を基準にする場合には、すでに述べたように、好
ましくは、次のように定義される。

ヒズミ指数≡１／ｍ_n 〓ⁿ⁼¹ ｜１−ｒ（ｎ）／ｒ ……(1) ただし、ｒは変形前、つまり製作時の炉口フラ
ンジのピン孔ピツチ円半径、ｒ（ｎ）は変形時の
ｎ番目の炉口フランジピン孔ピツチ円半径、また
炉口フランジピン孔個数をｍとした場合、ｎ≦ｍ
である。

その他、上記ヒズミ指数の求め方としては、楕
円変形した時の長径をａ、短径をｂとしてｂ／ａ
をヒズミ指数と考える方法等があるが、本発明は
特にそれらに制限されるものではない。炉口フラ
ンジの座屈変形を定量的に把握できるものであれ
ばよい。

（作用） ここで、具体的例を参照してさらに本発明を説
明する。

下記寸法の250トン転炉について実際に本発明
に従つてヒズミ指数の測定を行い、その結果にも
とづいて転炉炉口部の上部鉄皮の更新を行つた。

転炉寸法： 炉 高：11ｍ 炉腹直径：7.7ｍ 炉口フランジ直径：5.8ｍ ピン孔数：24個 なお、製作時のピン孔ピツチ円直径は該転炉の
設計図面によつて決定した。計測データによるヒ
ズミ指数は前記(1)式にもとずいて計算して決定し
た。

このときの測定結果を第４図にグラフにまとめ
て示す。第４図は第１図と同様なヒズミ指数曲線
である。

ここに、本発明によれば、第４図の点ｂの時点
で取替の準備に入り、次いで第１図の第４段階に
相当する点ｃの時点で上部鉄皮の全面的取替を実
施すれば、耐火物費用のランニングコストも低く
抑えられる。点ｃの以降も同じ上部鉄皮を使用し
た場合には突発炉止めなどのリスクがあることを
考えると、この点ｂの時点で上部鉄皮の取替の準
備をすることにより安定した転炉操業が実現され
ることになる。

従来、約７万回のチヤージ後に上部鉄皮を更新
していたのが、本発明により、本例では６万回の
チヤージで更新した。そのため、鉄皮変形による
不必要な耐火物損傷が防止され、むしろ炉内耐火
物の原単位は50％向上した。予想外の効果といえ
る。

一般に、本発明によれば、上部鉄皮の取替時期
は著しく遅らせることができ、あるいは全く反対
に上記例のように早めに取り替えることができ、
したがつて、取替時期を遅くできる場合はそれだ
け耐火物の使用寿命を引き伸ばすことができ、一
方、早めに取り替える場合にはそれだけ炉内耐火
物損傷を軽減することができ、いずれの場合にも
炉内耐火物費用に関するランニングコストの低下
となつて、生産性の向上に寄与する。

なお、転炉炉口の炉口フランジのヒズミ指数の
計測は、一炉代毎に行うだけでよく、従来の
TBM法の場合と比較しても特に煩雑であるとい
うことはない。

（発明の効果） かくして、以上の説明から当業者にはすでに容
易に理解されるように、本発明によれば、炉口フ
ランジの変形を示すヒズミ指数の挙動に着目する
だけで、上部鉄皮の座屈変形の進行程度が把握で
き、上部鉄皮更新に関しては、いわゆるCBM的
な対処ができ、転炉操業の安定化に寄与するばか
りでなく、耐火物費用のランニングコストの低下
を図ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、炉チヤージ数に対する炉口フランジ
のヒズミ指数の変化を示すグラフ；第２図１〜５
は、炉口フランジピン孔ピツチ円の変形状況を示
す略式説明図；第３図は、炉口フランジのピン孔
ピツチ円およびヒズミ指数計測の様子を示す説明
図；および第４図は、具体的例における実測値に
よる同様なグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 転炉炉口部の炉口リングに接続する炉口フラ
   ンジのヒズミ指数を求め、該ヒズミ指数により上
   部鉄皮の変形量を推定し、その推定結果にもとず
   いて転炉炉口の上部鉄皮を補修することを特徴と
   する、転炉炉口の補修方法。 ２ 前記ヒズミ指数が、前記炉口フランジのピン
   孔ピツチ円の真円度を計測し、該ピン孔ピツチ円
   の直径と製作時のピン孔ピツチ円の直径から求め
   たものである、特許請求の範囲第１項記載の転炉
   炉口の補修方法。 ３ 転炉チヤージ数に対し前記ヒズミ指数を監視
   し、該ヒズミ指数が最大値をとり、次いで一転し
   て最小値をとつた後に、転炉炉口の上部鉄皮の更
   新を行う、特許請求の範囲第２項記載の転炉炉口
   の補修方法。