JPH07224307A - 高炉の冷却に供せられる配管などの補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 高炉炉底部に埋められた冷却配管に溝蝕など
により冷却水漏れが生じたときに、冷却されたままで冷
却水漏れを補充でき、補修後には冷却能力新規な冷却配
管の冷却能力の程度まで回復し、炉底部の耐火物の侵食
を防止できると共に、高炉の寿命を大巾に長くすること
ができる高炉の冷却に供せられる配管などの補修方法を
提案する。 ［構成］ 高炉の冷却に供せられる配管２で冷却水の漏
れが知検されたとき、配管２の炉外側の入口部に先導子
６を挿入し、この先導子６に高圧流体１２を当てて、配
管２内において先導子６に先導させてリ−ドワイヤ７を
通し、その後、このリ−ドワイヤ７を利用して冷却内管
８を敷設し、この冷却内管８と配管２の間に、不定形耐
火物９を圧入充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉の冷却に供せられる
配管などの補修方法に係り、詳しくは、例えば、高炉炉
底部に埋められた冷却配管に溝蝕などにより冷却水漏れ
が生じたときに、冷却されたままで冷却水漏れを補充で
き、補修後には冷却能力新規な冷却配管の冷却能力の程
度まで回復し、炉底部の耐火物の侵食を防止できると共
に、高炉の寿命を大巾に長くすることができる高炉の冷
却に供せられる配管などの補修方法に係る。

【０００２】なお、以下において高炉の炉底部に冷却さ
れる冷却配管を中心に説明するが、本発明はこの例のほ
かに、高炉の他部で冷却用に供せられる配管はいずれに
も適用でき、例えば、側壁部の冷却に供せられるステ−
ブの鋳込み管などにも適用できる。

【０００３】

【従来の技術】一般に、高炉の炉床部は耐溶銑性、耐溶
融スラグ性ならびに冷却効果の面からカ−ボン系耐火物
を主体とした構造がとられている。

【０００４】炉床部では、側壁部は全てカ−ボンブロッ
クから構成され、炉底部の上部がカ−ボンブロック、下
部がシャモット質レンガから成る構造が多く採用されて
いたが、最近は、図９に示すように、全体がカ−ボンブ
ロック１で築炉された構造が多く採用されている。

【０００５】この炉底部は高炉で最も高温にさらされる
ため、その熱により基礎コンクリ−トが破損されるた
め、炉底面は冷却され、基礎コンクリ−トを保護してい
る。

【０００６】しかし、最近は、この炉底面の冷却は基礎
コンクリ−トの保護とともに、炉底部そのものを冷却す
る構造がとられ、冷却手段としては、炉底部の最下部に
レンガダクトを設け、これで炉底面を強制空冷するも
の、Ｈ形鋼や鋼板より構成されるダクトを設け、これを
炉底面を強制空冷または水冷するものなどが実施されて
いたが、最近では、図８に示すように、炉底部の最下部
に配管を冷却してこの冷却配管２を水冷するものが採用
されている。

【０００７】この冷却配管２は、図９に示すように、炉
底面全体にわたって冷却され、高炉の直径が１６ｍ以上
にも達することから、炉内に冷却される冷却部分が相当
に長くなり、配管そのものも、図９に示すように、相当
屈曲し、この部分に水漏れなどが生じると、それを補修
することは事実上不可能であると云われている。

【０００８】しかしながら、この冷却手段であると、配
管を冷却するところから、この冷却配管のところに溝蝕
などにより水漏れが発生して、冷却効果が失なわれる
と、高炉寿命が大巾に短かくなる。このため、水漏れが
発生する配管の冷却部分を補修することになるが、この
補修には炉底部のレンガ積み構造をこわし、冷却配管２
を露出させる必要が生じるが、これが大変な作業となっ
て操業停止期間も長くなって生産性の上からもその改善
が望まれている。

【０００９】ちなみに、図８は高炉炉底部の断面図であ
り、図９はそれの冷却に供せられる冷却配管の配置を平
面として示す配置図である。

【００１０】図８ならびに図９からわかる通り、高炉の
炉外に給水ダクト４が配置され、この給水ダクト４には
多数、例えば５４本もの配管２が接続されている。この
ため、給水ダクト４から供給される冷却水は配管２に入
り、図９の矢印方向に冷却配管２内を通って排水側に排
出され、この間に炉底面ならびに基礎コンクリ−トを冷
却する。排出された冷却水は炉外の排水樋５を経て排出
される。

【００１１】以上の通り、冷却に供せられる冷却配管２
は、図９からわかる通り、冷却配管２は屈曲部分が多
く、炉底部に冷却される冷却される冷却部分でも、ほと
んどが屈曲されている。（なお、図９において符号６１
は高炉鉄皮を示す。）また、このように途中で屈曲しか
つ非常に複雑な形状をなす冷却配管は一つの高炉で５０
〜６０本ぐらい必要とし、１本の長さも２５ｍに及び、
炉内の冷却部分は１６〜１７ｍに達する。

【００１２】このため、この配管に水漏れが発生したと
きに、水漏れ部分が炉外部分のときはその水漏れを容易
に補修できるが、水漏れが炉内の冷却部分で発生する
と、冷却部分の配管のみを修理することは不可能であ
る。とくに、配管は冷却部分でも溝蝕によっての水漏れ
が６〜１０年程度で起こり、高炉寿命は大巾に短かくな
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点の解
決を目的とし、具体的には、高炉の炉底部に冷却される
冷却配管において、この炉内の冷却部分に溝蝕などによ
り水漏れ事故が発生しても、その冷却配管について高炉
の炉外側から炉内側の水漏れ部分を簡単に補修すること
ができ、しかも、この補修後においても、冷却時の抜熱
は新規の配管による冷却のときと同等のレベルを維持で
きる高炉冷却配管などの補修方法を提案する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明方法は
高炉の冷却に供せられる配管などで冷却水の漏れが知検
されたとき、この配管などの炉外側の入口部に先導子を
挿入し、この先導子に高圧流体を当てて、配管などの炉
外側の出口部まで通すと共に、先導子に先導させて先導
子につながれたリ−ドワイヤも配管などの炉外側の入口
部から炉外側の出口部まで通し、その後、このリ−ドワ
イヤを利用して配管など内に配管などに対して内管を成
す冷却内管を敷設し、この冷却内管と配管などの間に、
熱伝導性に優れる不定形耐火物を圧入充填することを特
徴とする。

【００１５】また、この冷却内管としては表面に凹凸を
有し、配管などの屈曲部で可撓性を持つフレキシブル管
にすることができる。

【００１６】また、冷却されたままの配管などを外側と
し、この配管とその内側に敷設される冷却内管との間に
充填される不定形耐火物は炭化珪素と二酸化珪素を含
み、高い熱伝導率を有する炭化珪素系のものとする。

【００１７】更に、冷却内管を通すのに供せられる先導
子は、ラッパ状を成す少なくとも２つの円錐状体から成
って、これら円錐状体の間をリ−ド線で連結して成るも
のとする。

【００１８】そこで、これら手段ならびにその作用につ
いて図面によって更に具体的に説明すると、次の通りで
ある。

【００１９】なお、図１は本発明方法によっての補修態
様を補修すべき配管の一部を断面で示す説明図であり、
図２は図１で示す補修の際の先導子の使用態様の一例の
説明図であり、図３は先導子の一例の一部を断面で示す
正面図である。

【００２０】まず、高炉の炉底部において、冷却された
一群の配管２のうちで、一部の配管について水漏れが発
見されたとき、その水漏れが炉外側のときは水漏れ部分
を常法で補修し、炉内側の冷却部分にあるときには次の
通り補修する。

【００２１】すなわち、図２に示す通り、修理すべき配
管２の炉外側に露出している入口部２１から先導子６を
差込む。この先導子６に高圧流体１２をあてて配管の中
を通し、炉外側の出口まで通す。

【００２２】この先導子６の後端にはリ−ドワイヤ７が
接続され、この先導子６によってリ−ドワイヤ７が先導
され、配管２内を入口部２１から出口まで通る。

【００２３】次に、このようにリ−ドワイヤ７が配管２
内を通ると、リ−ドワイヤ７を案内として用いると、後
述の如く、冷却内管８が配管２内に敷設される。

【００２４】このように冷却内管８が敷設されると、図
１に示すように、補修すべき配管２では外側の配管２に
対し内側に冷却内管８が存在する２重管構造となり、冷
却効果を付与するために、冷却内管８と配管との間に不
定形耐火物９を圧入し、その間の間隙をうめる。

【００２５】すなわち、図２ならびに図３に示す通り、
先導子６は２つの円錐状体１０が間隔をおいて連結ワイ
ヤ又は連結棒などの連結部材１１で回転自在に連結さ
れ、連結部材１１の後端に係止部が設けられ、この係止
部によってリ−ドワイヤ７が接続される。各円錐状体１
０は所謂ラッパ状を成すもので、これに高圧流体１２を
あてると、各円錐状体１０は高圧水により付勢され、配
管内を円滑に通過する。円錐状体１０はこのような目的
が達成できればいかなる形状に構成できるが、この構成
であると、先導子６は、あたかも、高圧流体１２によっ
て飛ばされる羽根のように挙動し、リ−ドワイヤ７は配
管２内を円滑に案内される。

【００２６】また、円錐状体１０は必ずしも２つを連結
して構成しなくとも、その目的が達成できるが、図９で
示すように、冷却配管２は炉内側において相当屈曲して
おり、その屈曲部においても先導子６を途中で停止させ
ることなく円滑に導くためには、円錐状体１０を２つ以
上連結して構成するのが好ましい。

【００２７】また、円錐状体１０はその底面の最大径は
通過させるべき配管２の内径に一致させるか、あるいは
やや大きくし、高圧流体１２をもらすことなくエネルギ
−をことごとく利用するのが好ましい。

【００２８】図４は１つの円錐状体から先導子６を構成
した例である。この先導子６では１つの円錐状体１０に
直接リ−ドワイヤ７をつないだ先導子６を冷却配管２の
中に挿入して先導させた場合の説明図である。このよう
に１つの円錐状体１０を配管２内を通過させると、屈曲
部２２のところでは通過すべき断面がだ円状になるとと
もに円錐状体１０そのものも傾斜し、仮りに、円錐状体
１０の底面の最大径を配管２の内径に比べて大きく構成
しておいても、円錐状体１０と配管２との間に閉塞され
ない空所が発生し、その部分から高圧流体１２が矢印の
ように漏れて円錐状体１０がそれ以上進行しない状態が
起きる。

【００２９】これに対し、図２に示すように、円錐状体
１０が少なくとも２つから構成され、これら円錐状体１
０の間をワイヤまたは連接棒の連結部材１１で回転自在
に連結されていると、図４と同じように、屈曲部２２に
達しても、仮りに後部の円錐状体１０が図４に示す停止
状態に達しても、すでに前部の円錐状体１０が直管部２
３に達している。このため、後部の円錐状体１０は前部
の円錐状体１０によって引張られ、先導子６としては、
支障なく配管２の中を移動し、先導子６によってリ−ド
ワイヤ７は配管２内を先導できる。

【００３０】なお、上記のところと反対に、前部の円錐
状体１０が屈曲部２２において停止状態に達しても、後
部の円錐状体１０が直管部２３にあり、前部の円錐状体
１０は押上げられるため、同様に配管２内を通過でき
る。

【００３１】また、上記のところでは、円錐状体１０を
２つ具える例を示したが、それ以上であっても良い。

【００３２】以上のように、先導子６ならびに高圧流体
１２によってリ−ドワイヤ７を配管２内で先導して通し
たのちに、リ−ドワイヤ７の後端に冷却内管８を接続す
る。この状態において、リ−ドワイヤ７の先端を引張る
と、これにともなって冷却内管８は配管２内を円滑に通
過し、冷却内管８が配管２の中を通って、冷却内管８が
敷設できる。このときには、図６に示すように、外側の
配管２に対して内側に冷却内管８が存在する２重管構造
であって、この構造の冷却効果を高めるために以下の通
り不定形耐火物を圧入する。

【００３３】なお、冷却内管８は熱伝導性にすぐれるも
のであれば、冷却効果が十分に見込めるため、どのよう
に構成することもできる。

【００３４】しかし、冷却性能を一層向上させる上から
は、表面に凹凸のあるフレキシブル管から構成するのは
好ましい。

【００３５】また、以上のように、冷却内管８を敷設し
た後、冷却内管８の一端に、図１に示す如く、フランジ
１３などを介して吸水管や吸水源（図示せず）を接続す
ると、外側の配管２では水漏れのところを補修しなくて
も、冷却水を通すことができ、炉底部の水漏れは防止で
きる。

【００３６】しかし、この状態では、上記の通り、外側
の配管２に対し内側に冷却内管８が存在するという２重
構造であって、冷却内管８に冷却水を送っても、炉底面
ならびに基礎コンクリ−トにその冷却効果を与えること
ができない。

【００３７】そこで、配管２と冷却内管８との間には不
定形耐火物９を充填圧入する。

【００３８】この圧入は、どのような方法によっても実
施できるが、図１に示すように、高炉の炉外側におい
て、なかでも、冷却水の給水側ならびに排水側におい
て、配管２に対し、不定形耐火物９を圧入するための圧
入管１４ならびに１５を接続し、この圧入管１４ならび
に１５を利用して不定形耐火物９を圧入充填する。

【００３９】すなわち、各圧入管１４ならびに１５には
それぞれ排気弁１４１ならびに１５１を設け、圧入に先
立って、これら排気弁を開いて、配管２と冷却内管８と
の間に存在する介在物その他を排出する。その後、炉外
側において圧入管１４ならびに１５から不定形耐火物９
を矢視の通り圧力をかけて圧入し充填する。

【００４０】このようにすると、水漏れの発見された配
管２は、図６に示す通り、その内側の冷却内管８との間
に不定形耐火物９が充填される。

【００４１】この構造において、不定形耐火物９と冷却
内管８との間にはほとんど間隙が存在しないことが必要
であって、仮りに、厚さ１ｍｍ程度の間隙が存在する
と、抜熱量が２０〜３０％程度低下し、間隙を残しても
これ以下にするのが好ましい。

【００４２】また、不定形耐火物９としては、補修前と
同様な冷却効果を維持するために、少なくとも熱伝導率
は相当高いものが必要となる。抜熱量として４０００Ｋ
ｃａｌ／ｍ²ｈ以上が確保でき、その上で炉底温度が１
０６℃以下が保持できるようにするのが好ましい。

【００４３】この面から、不定形耐火物９としては、炭
化珪素系の不定形耐火物が好ましく、とくに好ましいの
は、ＳｉＣ６０〜７０％、ＳｉＯ₂１０〜２０％を含む
ものである。

【００４４】

【実施例】まず、炉底部の径１６．８８ｍの高炉を略々
６年使用したところ、炉底部の冷却効果が減少し、そこ
で、水漏れを検討したところ、５４本の冷却配管のう
ち、炉内部の冷却部分で内部漏れが生じたものが５本あ
り、炉外の露出部分で外部漏れが発見されたものが１８
本あった。

【００４５】そこで、外部漏れは外側から補修材をあて
て補修した。

【００４６】次に、内部漏れのあるもの５本の配管につ
いて、それぞれ、図１に示すように、２つの円錐状体１
０を具える先導子６を用い、冷却内管８として、フレキ
シブル管（材質ステンレス鋼）を用いてこれを敷設し、
その間にＳｉＣ６５％、ＳｉＯ₂１５％を含むＳｉＣ系
不定形耐火物９を圧入し、図６に示すような２重の構造
にした。

【００４７】この補修した冷却配管において、速度１ｍ
／ｓの割合で、冷却水を通し冷却したところ、抜熱量は
４４６６Ｋｃａｌ／ｍ²ｈであった。この値は水漏れが
発見される前の定常状態のときの抜熱量が４６９５Ｋｃ
ａｌ／ｍ²ｈであって、５本の配管を２重管として補修
したにも拘らず、全く定常状態のときと変わらない効果
が維持できた。

【００４８】更に、配管２の内壁に、図７に示すよう
に、スケ−ル１６などが付着し、この冷却効果の低下を
調べたところ、図５で点線で示す通り、横軸の測定日が
経過するのにともなって、抜熱量が低下した。

【００４９】そこで、このスケ−ル付きの配管２につい
ても、本発明によって、冷却内管を敷設し、同様な不定
形耐火物を充填にして、２重管として構成したところ、
図５で実線に示す通り、抜熱量は大巾に向上し、冷却効
果が一層高められた。

【００５０】以上のところから、本発明によって炉底部
の冷却配管を補修すると、冷却効果が大巾に向上し、一
般に高炉炉底部の寿命が６〜１０年程度といわれていた
が、これが一層向上し、他の部分が充分な寿命を持つと
ころからして、２０年にも使用でき、補修の間において
も炉外の作業においてほとんど実施できるため、高炉操
業をほとんど止める必要もなく、わずかな場合には操炉
中でも実施できることがわかった。

【００５１】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明方法
は、高炉の冷却に供せられる配管などで冷却水の漏れが
知検されたときの冷却配管の補修方法であって、このと
きに、配管などの炉外側の入口部に先導子を挿入し、こ
の先導子に高圧流体を当てて、配管などの炉外側の出口
部まで通すと共に、先導子に先導させてリ−ドワイヤも
配管などを通し、その後、このリ−ドワイヤを利用して
配管など内に配管などに対して内管を成す冷却内管を敷
設し、この冷却内管と配管などの間に、熱伝導性に優れ
る不定形耐火物を圧入充填することを特徴とするもので
ある。

【００５２】したがって、今まで解体しなければ補修が
不可能と云われている高炉炉底部を迅速かつ容易に補修
でき、高炉寿命を大巾に延長できる。

【００５３】なお、上記のところは炉底部の冷却配管に
適用する例を中心に示したが、本発明方法は、これ以外
に、例えば、ステ−ブの鋳込み管や、そのほか、高炉の
冷却部分に広く適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法によっての補修態様を補修すべき配
管の一部を断面で示す説明図である。

【図２】図１で示す補修の際の先導子の使用態様の一例
の説明図である。

【図３】先導子の一例の一部を断面で示す正面図であ
る。

【図４】１つの円錐状体から成る先導子を冷却配管内に
吹込んだときの状態を示す説明図である。

【図５】冷却配管内にスケ−ルが生成したときとそれを
本発明方法で補修したときの冷却能力を比較して示すグ
ラフである。

【図６】本発明方法で補修した冷却配管の断面図であ
る。

【図７】スケ−ルの付着した冷却配管の断面図である。

【図８】高炉の炉底部の一例の縦断面図である。

【図９】高炉の炉底部で冷却配管の冷却態様を示す平面
図である。

【符号の説明】

２ 冷却配管 ６ 先導子 ７ リ−ドワイヤ ８ 冷却内管 ９ 不定形耐火物 １０ 円錐状体 １２ 高圧流体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉の冷却に供せられる配管などで冷却
   水の漏れが検知されたとき、この配管などの炉外側の入
   口部に先導子を挿入し、この先導子に高圧流体を当て
   て、前記配管などの炉外側の出口部まで通すと共に、前
   記先導子に先導させて前記先導子につながれたリ−ドワ
   イヤも前記配管などの炉外側の入口部から炉外側の出口
   部まで通し、その後、このリ−ドワイヤを利用して前記
   配管など内に前記配管などに対して内管を成す冷却内管
   を敷設し、この冷却内管と前記配管などの間に、熱伝導
   性に優れる不定形耐火物を圧入充填することを特徴とす
   る高炉の冷却に供せられる配管などの補修方法。
2. 【請求項２】 前記配管などを高炉の炉底部に冷却され
   る冷却配管とすることを特徴とする請求項１記載の高炉
   の冷却に供せられる配管などの補修方法。
3. 【請求項３】 前記配管などを高炉側壁部に冷却される
   ステ−ブ鋳込み管とすることを特徴とする請求項１記載
   の高炉の冷却に供せられる配管などの補修方法。
4. 【請求項４】 前記高圧流体を高圧水とすることを特徴
   とする請求項１または２記載の高炉の冷却に供せられる
   配管などの補修方法。
5. 【請求項５】 前記冷却内管をフレキシブル管とするこ
   とを特徴とする請求項１、２、３または４記載の高炉の
   冷却に供せられる配管などの補修方法。
6. 【請求項６】 前記不定形耐火物を炭化珪素ならびに二
   酸化珪素を含む炭化珪素不定形耐火物とすることを特徴
   とする請求項１、２、３、４または５記載の高炉の冷却
   に供せられる配管などの補修方法。
7. 【請求項７】 前記先導子を、少なくとも２つの円錐状
   体が間隔をおいて互いに連結され、しかも後端に前記リ
   −ドワイヤの繋止部を具える先導子とすることを特徴と
   する請求項１、２、３、４、５または６記載の高炉の冷
   却に供せられる配管などの補修方法。