JPH09176720A - 転炉底吹き羽口の交換方法 - Google Patents

転炉底吹き羽口の交換方法

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JPH09176720A
JPH09176720A JP33705395A JP33705395A JPH09176720A JP H09176720 A JPH09176720 A JP H09176720A JP 33705395 A JP33705395 A JP 33705395A JP 33705395 A JP33705395 A JP 33705395A JP H09176720 A JPH09176720 A JP H09176720A
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久樹 加藤
Minoru Tokuchi
実 徳地
Kenji Nishiyama
研二 西山
Akihiko Inoue
明彦 井上
Manabu Tano
学 田野
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Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 底吹き羽口の寿命を延長することができる転
炉底吹き羽口の交換方法を提供する。 【解決手段】 転炉底部を覆う耐火物の適所に穿孔して
孔を形成し、この孔にガス吹込み用の管とこの管の外周
を覆う筒状耐火物とを一体化した耐火物被覆羽口管を挿
入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は転炉底部から溶湯に
ガスを吹き込んで溶湯を撹拌するための底吹き羽口に係
り、とくに底吹き羽口の寿命延長を図る転炉底吹き羽口
の交換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】底吹きノズルを使用する転炉の吹錬方法
にあっては、底吹きノズル周囲の耐火物が他の部位に比
べて損耗が大きいために、底吹き羽口部以外の煉瓦厚み
が十分あるにも拘らず炉操業を停止せざるをえない状況
となる。そこで、従来から底吹き羽口の寿命を延長する
ために種々の提案がなされてきている。
【0003】例えば、特開平3−72014号公報には
底吹き羽口部以外のところに穿孔用煉瓦をあらかじめ埋
めこんでおき、炉底耐火物の使用後半に穿孔用煉瓦の埋
め込み部位を穿孔し、羽口用パイプを差し込み、これを
羽口として用いる方法が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の羽
口交換方法においては、一体成型穿孔用煉瓦を使用し、
煉瓦目地を無くし、炉内側から羽口用パイプ34と穿孔
した貫通孔44との間隙Gに捕修材を流し込む場合に、
図6に示すように挿入した羽口用パイプ34の全長にわ
たって周囲耐火物30との間隙Gに捕修材を十分に充填
することができない。このため、捕修材の充填が不十分
な部分に溶湯が差し込み、差し込み溶湯によって羽口用
パイプ34が周囲耐火物30に先行して溶解し、羽口の
損耗速度が加速化されてしまうという問題がある。とく
に、この間隙が大きい場合は、図4に示すように損耗速
度が著しく増大するので、短期間の使用で転炉操業を停
止し、底吹き羽口を交換する必要がある。底吹き羽口の
交換のために炉操業を頻繁に停止すると、操業率が低下
するので大きな問題となっている。
【0005】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであって、底吹き羽口の寿命を延長することが
できる転炉底吹き羽口の交換方法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る転炉底吹き
羽口の交換方法は、転炉底部を覆う耐火物の適所に穿孔
して孔を形成し、この孔にガス吹込み用の管とこの管の
外周を覆う筒状耐火物とを一体化した耐火物被覆羽口管
を挿入することを特徴とする。
【0007】本発明に係る転炉底吹き羽口の交換方法に
おいては、予め準備した耐火物被覆羽口管をモルタルに
より圧入セットするようにしているので、ガス吹込み用
の管と周囲耐火煉瓦との間隙が管全長にわたり無くな
り、溶湯の差し込みが有効に防止される。
【0008】ガス吹込用管の先行的溶解がない場合は、
管内を通流するガスにより管周囲の煉瓦が冷却され、図
5に示すような熱応力が煉瓦内部に生じ、これにより煉
瓦が剥離する、いわゆる熱的スポーリングが損耗の主因
となる。
【0009】図5は、横軸に底吹きガスの吹き込み開始
からの経過時間(時間)をとり、縦軸に羽口管の周囲耐
火物に生じる最大熱応力をとって、ガス吹込量を種々変
えた場合の最大熱応力の経時変化につきそれぞれ調べた
計算結果を示すグラフ図である。図中にて曲線Aはガス
吹込量を毎時1250Nm3 としたときの結果を、曲線
Bはガス吹込量を毎時1800Nm3 としたときの結果
を、曲線Cはガス吹込量を毎時2500Nm3 としたと
きの結果をそれぞれ示した。なお、各曲線は吹き込み開
始から3.5時間後に吹錬が終了し、炉内溶湯を出湯し
て底吹ガスを低減したときの熱応力の変化を含むもので
ある。
【0010】図から明らかなように、管内ガスによる冷
却の影響の程度を小さくするためには、管外周を覆う材
料は断熱効果の大きい材料のほうが有利であることが判
明した。従って、上記の筒状耐火物には熱伝導係数が小
さく断熱性に優れ、また耐火性にも優れたマグネシア系
耐火物などの多孔質材料を用いることが望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好ましい実施形態について説明する。図1は複
合吹錬炉用の底吹き羽口を示す断面図である。転炉は鉄
皮12で覆われ、鉄皮12に接する部分にはパーマネン
ト煉瓦14が内張りされている。さらにパーマネント煉
瓦14の内側には消耗部分として所定厚さのワーク煉瓦
16が内張りされている。
【0012】転炉底部には複数の底吹き羽口20が設け
られ、これら複数の底吹き羽口20を介して転炉内の溶
湯にガスを吹込み、溶湯を撹拌するようになっている。
この底吹き羽口20の周囲に設けられたワーク煉瓦16
a,16bは、撹拌溶湯から激しいアタックを受け、他
の部位よりも数倍の速度で溶損して残存厚さが急減す
る。このため底吹き羽口20を頻繁に交換する必要が生
じる。
【0013】切替え用のノズル形成部分には先使用ノズ
ル(既存の底吹羽口)の使用に先立ち、事前に一体成形
耐火物からなる穿孔用煉瓦30が配設される。また、穿
孔用煉瓦30と鉄皮の一部をなす外フランジ38との間
には3層の煉瓦32が配設されている。穿孔用煉瓦30
は、所定長さを有し、かつ、その長手方向が切替え用ノ
ズルのために穿孔形成される貫通孔44の軸方向に沿っ
て形成される。
【0014】穿孔用煉瓦30の先端は、配設時におい
て、ワーク煉瓦層の下部層16bの先端と面一とする。
この穿孔用煉瓦30の先端位置は、先使用ノズル周囲の
耐火物層の溶損が設定値(例えば、耐火物層の残存厚さ
がパーマネント煉瓦層の厚さに近ずく値)に達する時点
を基準に決定される。なお、穿孔用煉瓦30の先端は、
上記時点における切替え用ノズル形成部分の耐火物層の
溶損に対応するワーク煉瓦層16内の位置よりも転炉内
側まで延在するように設定される。
【0015】一方、穿孔用煉瓦30の後端は、パーマネ
ント煉瓦層の上部層14aの下面と面一に揃える。この
煉瓦30の後端位置は、溶湯が煉瓦相互間の目地を通っ
て、切替え用ノズルのパイプ21の側部に延在すること
が効果的となる。なお、他の要素を考慮した上で可能で
あれば、穿孔用煉瓦30の後端はパーマネント煉瓦14
層内になるべく侵入するように配置されることが望まし
い。
【0016】切替え用の羽口20を形成するために、先
使用の羽口から十分に離れた箇所の耐火煉瓦に穿孔機を
用いて穿孔した。この場合に、切替え用ノズル形成部分
のほぼ中央には穿孔作業を容易かつ確実にするために小
径の案内孔を形成しておく。この案内孔は、配設される
べきパイプの軸に沿って延び、3層の煉瓦層32を貫通
するとともに穿孔用煉瓦30の中間部で終端する。ま
た、案内孔は穿孔用煉瓦30よりも軟質の栓煉瓦により
埋められる。
【0017】案内孔と軸を面一にさせて鉄皮12には、
穿孔作業用の内フランジ36が付設され、内フランジ3
6は穿設作業前の状態において外フランジ38によって
閉鎖される。この外フランジ38は中心に孔を有してい
る。この中心孔は、ノズル用パイプ21を配設した後
に、外フランジ38とパイプ21とを連結するために利
用される。
【0018】次に、底吹き羽口の切り替え手順について
説明する。先ず、先使用羽口の周囲耐火物層が優先的な
溶損を受けてその残存厚みが設定値となった時点で、転
炉内を空の状態にし、転炉軸がほぼ水平になるまで転炉
を傾動させる。そして、外フランジ38を取り外し、穿
孔ドリルの取付用フランジを内フランジ36に取り付け
る。これによりドリルは穿孔用煉瓦30の案内孔と自動
的に芯合わせされる。なお、ドリルはラックに沿って移
動可能に支持されている。
【0019】使用するドリルは中心に軸孔が形成された
空冷タイプのものが望ましい。また、ドリルの径は切替
え用羽口の管サイズに依存するが、案内孔の径よりも少
し大きいものとする。
【0020】穿孔は煉瓦層32の後端から煉瓦の溶損線
すなわち炉内露出面に至るまで行なう。例えば500m
m、800mm、1000mmの長さのドリルを順に交
換しながら耐火物を穿孔する。
【0021】穿孔後、孔が貫通したかどうかを確認し、
ドリルを取り外して外フランジ38を復旧する。そし
て、貫通孔にガス吹込み用の管21とこの管の外周を覆
う筒状耐火物22とを一体化した耐火物被覆の底吹き羽
口20を挿入する。底吹き羽口20と穿孔用煉瓦30と
の隙間は、底吹き羽口20の外面に塗り込んだモルタル
によって埋められる。さらに、底吹き羽口20と穿孔用
煉瓦30との隙間に上方より補修材を流し込み、できる
だけ隙間をなくすようにすることが望ましい。
【0022】図3に示すように、筒状耐火物22はMg
O系モルタルをガス吹込用の管との間の間隙に圧入する
ことによりガス吹込用の管21と接着され、両者を予め
一体化しておく。これにより筒状耐火物22とガス吹込
用管21とは互いに密着し合って間隙が無くなり、溶湯
が差し込まなくなる。なお、筒状耐火物22としては気
孔率20%のマグネシア煉瓦を用いた。また、図2に示
すように、耐火物被覆羽口管20の先端部20aは筒状
耐火物22で覆うが、後端部20bは筒状耐火物22が
なく管21を露出させている。
【0023】この結果、ガス吹込用管の先行的溶解が生
じなくなり、羽口切り替え後の損耗速度は従来の場合に
比べて大幅に低減され、極めて良好な結果が得られた。
すなわち、従来の方法で交換された底吹羽口の1チャー
ジあたりの平均損耗速度は2.7mmであったのに対し
て本実施例の方法で交換された底吹羽口の1チャージあ
たりの平均損耗速度は0.9mmと飛躍的に小さくな
り、従来の約1/3にまで低減された。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、底吹き羽口の交換後に
おける損耗速度を大幅に小さくすることができ、羽口交
換のために生じる炉操業の停止回数を低減することがで
きる。また、炉体寿命の延長により炉体耐火物コストを
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】底吹き羽口を示す縦断面図。
【図2】底吹き羽口の構成部材を示す部分図。
【図3】底吹き羽口構成部材の一部を拡大して示す部分
拡大図。
【図4】ガス吹込用管と周囲耐火物との間に形成される
間隙と底吹き羽口の損耗速度との関係を示すグラフ図。
【図5】各ガス吹込量ごとに最大熱応力の経時変化を示
すグラフ図。
【図6】従来の底吹き羽口を示す縦断面図である。
【符号の説明】
14,16,30,32…煉瓦 20…底吹き羽口、21…ガス吹込用管、22…筒状耐
火物、36,38…フランジ、44…貫通孔、G…間
隙。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明彦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田野 学 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉底部を覆う耐火物の適所に穿孔して
    孔を形成し、この孔にガス吹込み用の管とこの管の外周
    を覆う筒状耐火物とを一体化した耐火物被覆羽口管を挿
    入することを特徴とする転炉底吹き羽口の交換方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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