JPH03111503A - 高炉出銑口の開孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高炉出銑口の開孔方法に係り、詳しくは、出銑
口閉塞材中に埋設された金属棒を酸素を用いて溶融させ
出銑口を開孔する高炉出銑口の開花方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 銑鉄製造に用いられる高炉においては、溶融状態の銑鉄
を出銑するにあたり、閉塞材（充填マッド）で閉塞され
た出銑口を開孔機に装着したドリルを用いて穿孔する方
法が多年採用されてきたが、高炉が大型化し出銑回数が
多（なるにつれて、その開孔作業の時間短縮が検討され
るようになり、種々の開花方法が開発された。

例えば、出銑口を閉塞する際、金属棒（以下代表させて
鋼棒という）を出銑口内の閉塞材中に埋設しておき、開
花時、酸素ランスを用いて、酸素により前記出銑口内に
埋設したａ捧を溶融さ−Ｕ°つつ開孔を図る開孔法があ
る。この方法は、既設の出銑口開孔機を用いることがで
きる利点があるが、酸素開花時に使用する酸素ランスが
溶融させる出銑口内部に残留させた鋼棒とともに消耗す
る問題があり、消耗型酸素ランスの補充手段が新たに必
要とされている。

また、この方法を実施するに当たっては、作業者が出銑
口の前で酸素ランスから酸素を出銑口内に送るようにし
なければならず、更に次のような問題がある。

すなわち、この方法では、（１）開孔中あるいは開花直
後に出銑口からスプラッシュが飛散し、作業者の作業環
境が悪いこと、（２）出銑口の正面でなく横から酸素ラ
ンスを曲げて出銑口に入れるため、酸素ランスがまっず
ぐ入らず、所定の出銑口からずれて開孔する危険がある
こと、（３）酸素ランスは普通鋼を用いるため、１回の
出銑に２０〜３０ｍの酸素ランスが必要であり、酸素ラ
ンスのジヨイントによる結合等作業付加が高いこと、（
４）酸素ランス送りの判断が難しく、適正な送り動作に
よる開孔作業ができない等の問題があった。

そこで、このような欠点を解決した消耗型酸素ランスに
よる出銑口開孔技術として特開昭６２−１５６２１０号
公報、特開昭６２−１５６２１１号公報および特開昭６
２−１５６２１２号公報に示されるように、マッドと埋
設鋼棒を酸素ランスにより溶融させ出銑口を開孔させる
方法において、予め巻取りドラムに巻いた表面に０．３
〜０．８　ａｒｍのＦｅ−Ａ１合金層を有するカロライ
ズ鋼管より成る酸素ランスを使用し、酸素ランスを自動
連続送りをするようにした出銑口開孔方法がある。

しかしながら、これらの技術は酸素ランスの消耗が多い
ため、酸素ランスを巻取りドラムに巻取り、その使用時
に曲りを矯正して使用する曲り矯正装置や旋回アーム等
が必要である等、装置が大ｕトかりとなる。また、従来
の高炉においては出銑口の前には開花機、マッドガン、
クレーン等の機械装置が配置されており、巻取りドラム
や矯正装置等の酸素ランス繰り出し装置を設置すること
がレイアウト上困難である。

前述消耗型酸素ランスの問題点を解決するため、出銑口
閉塞材中に予め埋設された鋼棒に酸素ランスを当接して
該鋼棒を溶融せしめっつ出銑口を開孔する際に、合金鋼
管、例えばＣｒ５％以上あるいはＣｒ５％以上かつＮｉ
５％以上の合金鋼を酸素ランスとして用いる非消耗型の
酸素ランスを用いるものがある。

このような非消耗型酸素ランスは、出銑口内に埋設され
た鋼棒を酸素を用いて効率よく開孔するに必要な条件、
すなわち（１）酸素ランスがたとえ燃焼溶融しても真直
度を保ち、所定の角度で出銑口中に突入できる物性を有
すること、（２）酸素ランスの消耗が少ないものである
こと、〔３〕酸素ランスの破ｔＭ、折損、屈曲等の発生
が無いこと、（４）酸素ランスを既存の設備のまま使用
できることなどの条件を備えている。

〈発明が解決しようとする！ＩＢ〉 しかしながら、前記Ｎｉ−Ｃｒ系合金鋼製の非消耗型酸
素ランスを用いても溶ｔｌが生じないわけではなく、オ
ンラインによる出銑口開孔作業の実験によると１回の出
銑作業で溶損長さが２〜７ｍ、平均して５ｍ／回にも及
ぶことが判明した。

このようなランス溶１７１１１のもとで出銑口開孔作業
を自動化しようとするとパイプの巻取り装置等の付帯装
置を搭載した大掛かりな装置が必要となる。大掛かりな
付帯装置を必要としないシンプルな装置により出銑口を
開孔するには１回の溶［を２ｍ以下にすることが望まれ
る。

本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり
、溶ｔＭ量の少ない酸素ランスを用いて出銑開孔機のド
リフタ機能のみで高炉出銑口を開孔し得る高炉出銑口の
開孔方法を提供することを目的とするものである。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するための本発明は、出銑口閉塞材中に
予め埋設された金属棒に酸素ランスを当接して酸素を噴
射し前記金属棒を溶融することによって高炉出銑口を開
孔する方法において、前記酸素ランスの先端部にセラミ
ックパイプを接続し、該セラミックパイプを介して前記
金属棒に酸素を噴射し、前記金属棒を溶融することによ
って出銑口を開孔することを特徴とするものである。

セラミックは耐溶…性に非常に優れた材料であるがサー
マルショックには比較的弱いので、特にセラミックパイ
プとしては耐熱衝撃性の高い窒化珪素６０〜９５ｗｔ％
、熱衝撃に強い窒化硼素５〜４０ｗｔ％で混合した組成
のものが好適であり、またセラミックパイプの外周に金
属製外筒を嵌装して保護したものを使用するのが好まし
い、更には該金属製外筒体の外周面にカロライズ処理を
施したり、あるいはセラミック溶射を施して保護するこ
ともできる。

〈作　用〉 本発明では、出銑口の開花作業開始時に、酸素ランスの
先端部に接続した耐溶ｔＭ性に優れたセラミックパイプ
を出銑口閉塞材中に予め埋設した金属棒に当接して酸素
を噴射するので酸素ランスの？容量を低減することがで
きる。

セラミックパイプとして前記組成割合になる窒化珪素と
窒化硼素組成からなるものを使用すればサーマルショッ
クやＷＪ械的衝撃によるクランクが生じないので寿命を
延長することができる。ここで前記窒化珪素をＧＯ〜９
５−１％、窒化硼素５〜４０ｓｔ％とした理由は以下の
通りである。

窒化珪素は耐熱衝撃性が高く、強度の点で優れる材料で
あるが、一方にヒートクラックの発生の問題及び加工性
に難点がある。一方、窒化硼素は熱伝導率が良いため熱
衝撃性に強いという利点があり、窒化珪素の持つ前記問
題及び難点を改善するためには、窒化硼素を少なくとも
５ｗｔ％以上を含有させる必要がある。

この５ｗｔ％の添加でヒートクラックは大幅に低減でき
るほか、後述するようにセラミックパイプとした後のネ
ジ切り加工もできる材料となる。また、この窒化硼素の
添加も４０％を超えると強度が低くなり、損耗が早まる
ので４０％以下としての組成が望ましいものとなる。前
述のように窒化珪素の難点を改善するために窒化硼素を
５〜４０−１％範囲で配合するので、結果的に窒化珪素
は６０〜９５ｗ　ｔ％の配合となる。

更にはセラミックパイプの外周に金属製外筒を嵌装して
保護したものを使用すれば、出銑口開孔作業中に割れて
セラミックパイプが出銑口中に残り、出銑を阻害すると
いったトラブルを解消することができる。

金属製外筒としては耐熱性に優れたＮｉ　−Ｃｒ系合金
が好適であり、金属製外筒の外周面にカロライズ処理あ
るいはセラミック溶射を施したものを用いれば一層安定
した出銑口の開孔作業を行うことが可能になる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する０本発
明の高炉出銑口開化方法では、第２図に示すように酸素
ランス６の先端部にセラミックパイプ１１を接続したも
のを使用する。酸素ランス６とセラミックパイプ１１に
は例えばネジａを切っておき、両者をネジ結合すればよ
い、かくして、酸素ランス６の先端部をセラミックパイ
プＩ■として、酸素噴射による開花作業中に溶銑温度１
５００〜１８００°Ｃに耐える材質とする。

セラミックは耐溶ｔｉ性に優れた材料であるが、サーマ
ルショックや機械的衝撃に弱く開孔作業中にクランクが
生じ易いので、耐熱衝撃性の高い窒化珪素（Ｓｉ３Ｎｓ
）と熱衝撃性の強い窒化硼素（ＢＮ）を混合した組成、
すなわち窒化珪素６０〜９５−ｔ％、窒化硼素５〜４０
ｗｔ％からなるセラミックバイブロを使用するのが好ま
しく、このような組成のセラミックバイブロを使用すれ
ば、開花作業中にクランクを生じることはない。

なお、窒化硼素の混合により曲げ強度は低下するが、セ
ラミックパイプ１１は酸素ランス６の先端部に存在する
だけであるから曲げ強度は余り必要でないので開孔作業
に支障なく使用できる。

セラミックパイプ１１の耐熱性に優れているという利点
を活用すると共に機械的衝撃等に劣るという弱点を補う
ために、第３図に示すように酸素ランス６の先端部に円
筒状の金属製ソケット１２を接続し、ソケット１２を介
してセラミックパイプ１１の外周に金属製外筒１３を嵌
装し二重構造にして保護すれば、必ずしも前記のように
窒化珪素と窒化硼素からなるセラミックを使用しなくて
も、通常のセラミック材を使用することが可能となる。

また金ｉ製外筒１３により機械的強度が向上するのでセ
ラミックパイプ１１の部分の長さを長くすることができ
る。

ソケット１２には第３図のように両端部にネジａを切っ
ておき、酸素ランス６の先端部にネジ結合したソケット
１２にセラミックパイプ１１に嵌装した金属製外筒１３
をネジ結合して接続する。接続手段は、これに限定する
ものではなく、第４図に示すようにソケット１２の両端
部において、金属製外筒１３と酸素ランス６とを溶接す
によって接続してもよく、接続部がはずれたり酸素が漏
れないような接続手段を適宜使用することができる。

金属製外筒１３およびソケッ目２は耐熱性、耐溶損性の
優れた合金鋼、例えばＣｒ５％以上の合金鋼、もしくは
Ｃｒ５％以上、Ｎｉ５％以上の合金！！ｌ（−例として
５ＵＳ３０４）を用いるのが好ましく、必要に応じ酸素
ランス６もこのような合金鋼にすることもできる。

金属製外筒１３、ソケット１２、酸素ランス６の耐熱性
を更に向上させるために、これらの表面にカロライズド
処理あるいはセラミック溶射を施すこともできる。

第１図は出銑口開孔作業の実施状況を示しており、符号
１は高炉鉄皮、２は出銑口、３は開孔機、４は開孔機支
持具、５はドリフタ、６は酸素ランス、７は酸素ランス
支管、８は弁、９は鋼棒、１０はマッド、１１は酸素ラ
ンス６の先端部に接続したセラミックパイプを示す。

まず、第１図に示すように、高炉鉄皮１に設けられた出
銑口２内に金属棒として鋼棒９を埋設しておき、鋼棒９
およびマッド１０に対し、開孔機３に取付けられた酸素
ランス６の先端部に接続したセラミックパイプ１１（第
２図に示すランス使用の場合）を当接して酸素ランス支
管７から酸素を送給し、セラミックパイプ１１から噴射
される酸素によって鋼棒９を酸化発熱せしめて溶融させ
出銑口２の開孔を行う。

このようなセラミンクパイプ１１から酸素を噴射して鋼
棒９を溶融する際にセラミックパイプ１１に多少の消耗
があったとしても開孔機３のドリフタ５を用いて僅かに
酸素ランス６を前進させるだけで済み、開孔機３のドリ
フタ５のストロークだけで出銑口２の開孔作業を完了す
ることができる。

このため、本発明は既設の出銑口開孔機に極めて容易に
適用することが可能である。

なお、前記では第２図に示す酸素ランスを使用する場合
について説明したが、第３図または第４図に示す酸素ラ
ンスを用いても同様にして実施できることは言うまでも
ない。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明の方法によれば、耐熱性に優
れたセラミックパイプから酸素を噴射して、出銑口閉塞
材中に予め埋設された金属棒を溶融するので、溶損が極
めて少なく、安定した酸素開孔作業を行うことができる
。このため既設の出銑口開孔機に容易に利用できるばか
りでなく酸素開花作業の機械化、自動化が容易であり省
力化が達成される。

また、セラミックパイプの外周に金属パイプを嵌装した
二重構造として強化する場合には、セラミックパイプを
長尺とすることができるので、酸素ランスの寿命を更に
延長することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による出銑口開孔作業の実施状況を示す
説明図、第２図乃至第４図は本発明で使用する酸素ラン
スの構造をそれぞれ異なった態様について示す断面図で
ある ■・・・高炉鉄皮、 ３・・・開孔機、 ５・・・ドリフタ、 ７・・・酸素ランス支管、 ９・・・鋼棒、 １１・・・セラミックパイプ、 １３・・・金属製外筒。 ２・・・出銑口、 ４・・・開孔機支持具、 ６・・・酸素ランス、 ８・・・弁、 １０・・・マッド、 １２・・・ソケット、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　出銑口閉塞材中に予め埋設された金属棒に酸素ラン
   スを当接して酸素を噴射し前記金属棒を溶融することに
   よって高炉出銑口を開孔する方法において、前記酸素ラ
   ンスの先端部にセラミックパイプを接続し、該セラミッ
   クパイプを介して前記金属棒に酸素を噴射し、前記金属
   棒を溶融することによって出銑口を開孔することを特徴
   とする高炉出銑口の開孔方法。 ２　窒化珪素６０〜９５ｗｔ％、窒化硼素５〜４０ｗｔ
   ％組成からなるセラミックパイプを用いる請求項１記載
   の方法。 ３　外周に金属製外筒を嵌装して保護したセラミックパ
   イプを用いる請求項１記載の方法。