JPH11293310A

JPH11293310A - 高炉炉底側壁補修方法及び装置

Info

Publication number: JPH11293310A
Application number: JP10124598A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nakamura; 幸弘中村; Junji Yamada; 淳二山田; Hitoshi Nakamura; 倫中村; Toshifumi Suzuki; 敏文鈴木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高炉における出銑孔部位の側壁溶損個所に十
分な耐久性を有する補修を行い、出銑時間を確保すると
ともにれんがの浸食を抑制して高炉の稼動期間を延長す
る方法及び装置を提供する。【解決手段】出銑孔の近傍であって出銑孔より高い位
置に炉床外側壁から炉床内側壁にまで貫通して設けた補
修孔より、当該出銑孔での出銑後あるいは休風時に可塑
性不定形耐火物を圧入することを特徴とする高炉炉底側
壁補修方法、及びその補修を行うための装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出銑孔周辺の高炉
炉底側壁の浸食による損傷を補修するための方法及び装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉炉床部の耐火物は、耐溶銑、耐溶融
スラグ性および冷却効果の面から炭素質耐火物を主体と
した構造が採用され、炉底側壁部についても、すべてカ
ーボンブロックあるいはシャモット質または高アルミナ
質れんがとカーボンブロックを併用する構造が採用され
ている。出銑孔は、炉底側壁部のれんが積の中に切り込
むライニング構造となっている。

【０００３】炉底側壁の耐火物は、高炉の稼働中に溶銑
により浸食を受け、次第に残存厚みが薄くなる。残存す
るれんがの厚さが５００ｍｍないし２００ｍｍに至って
高炉を休止し、炉底れんがの積み替えを行うことが必要
となる。特に、炉底側壁部の出銑孔周辺は、溶銑が常に
流動して通過するため浸食が激しく、出銑孔周辺の耐火
物の溶損が炉底耐火物の寿命を決定する要因となる。そ
のため、炉底側壁、特に出銑孔周辺のれんがの浸食の抑
制と浸食部分の保護は高炉の稼動期間を延長するために
重要である。

【０００４】出銑時に炉内の溶銑レベルが低下して溶銑
レベルが出銑孔の炉内開口部よりも低くなると出銑孔か
らガスが放出するため、出銑時間はガス放出開始までの
時間として限定される。一方、出銑孔は炉の外方が高く
なるように９〜１１°の傾斜を有しているため、出銑孔
周辺の側壁耐火物厚みが薄くなると、炉内に開口する出
銑孔の位置が高くなる。そのため、側壁耐火物の厚みが
薄くなるに従って出銑可能な最低溶銑レベルが高くなる
ため、出銑時間が短くなるという問題があった。

【０００５】炉底側壁部の耐火物寿命を延長するため、
炉外面からの冷却を強化して耐火物の温度を低下する手
段が取られているが、これのみでは十分に炉底側壁部耐
火物の寿命を延長することはできなかった。

【０００６】当該出銑孔での出銑が完了すると、次回出
銑まで当該出銑孔を閉鎖するためにマッドガンを用いて
マッド材が出銑孔に注入される。このマッド材を出銑孔
の炉内側空間まで注入し、図２（ａ）に示すように、出
銑孔周辺の側壁溶損部に充填して補修するとともに側壁
を保護する方法が採用されている。側壁耐火物の溶損に
よって出銑孔の長さが短くなるが、マッド材を炉内に注
入して固化させ、この固化したマッド材を含めた耐火物
について次回の出銑において出銑孔を開口すれば、実質
的に側壁が溶損していないと同等の長い出銑孔が確保で
き、長い出銑時間を確保することができる。特開平３−
２７９２７１号公報においては、マッド材にスピネルを
含有させることによって、炉内出銑孔周辺に存在するス
ラグ成分によってもマッド材が低融点化する問題を解消
し、マッド材による補修部の耐久性を向上させる方法が
開示されている。

【０００７】高炉への原料中にチタン酸化物を添加し、
あるいは高炉の羽口部分からチタン酸化物又は金属チタ
ンを吹き込むことにより、溶銑の粘度を上げて粘稠な溶
銑の層を形成して炉底れんがの表面に付着し、れんが表
面の溶銑による浸食の進行を抑制する方法が知られてい
る。しかし、この方法では多量のチタン酸化物、金属チ
タンを必要とし、またチタンを効果的に下部に到達させ
ることができず、効果的に炉底の保護を行うことができ
なかった。出銑孔周辺を特に保護するため、特開平６−
２５６８２２号公報においては、金属チタンまたは鉄チ
タン合金と加粘性物質の混合材料を高炉の出銑孔より圧
入して出銑孔近傍の溶銑の粘性を上昇させて粘稠層を形
成させ、出銑孔近傍の側壁れんがの残存厚みの低減を抑
制する方法が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】出銑孔からマッド材を
炉内に注入して側壁の溶損を補って出銑孔の長さを確保
する方法においては、マッド材注入量を増やすことで側
壁内面から炉奥方向へのマッド材充填厚みを確保するこ
とは可能である。しかし、マッド材充填部を貫通して開
口する出銑孔の周方向についてすべての方向に十分な厚
みの充填を行うことは困難であり、特にマッド材充填部
内出銑孔の上部に充填部厚みの不十分な個所が出現しや
すく、このような部位が図２（ｂ）に示すように破損す
ると、本来は正常な出銑限界レベル７まで出銑が継続で
きるはずのものが、結局は出銑孔が破損した場合の出銑
限界レベル８までしか出銑を継続できなくなり、出銑時
間を短縮せざるをえないという問題があった。

【０００９】また出銑孔より金属チタンまたは鉄チタン
合金と加粘性物質の混合材料を圧入する方法において
も、効果が得られるのは従来から行っているマッド注入
法のマッドが到達する範囲のみであり、出銑孔周辺の耐
火物寿命を効果的に増大することができなかった。

【００１０】本発明は、これらの問題を解決し、出銑孔
部位の側壁溶損個所に十分な耐久性を有する補修を行
い、出銑時間を確保するとともにれんがの浸食を抑制し
て高炉の稼動期間を延長する方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、第１に、出銑孔の近傍であって出銑孔
より高い位置に炉床外側壁から炉床内側壁にまで貫通し
て設けた補修孔より、当該出銑孔での出銑後あるいは休
風時に可塑性不定形耐火物を圧入することを特徴とする
高炉炉底側壁補修方法である。又、第２に、出銑孔周辺
の高炉炉底側壁補修装置において、当該出銑孔での出銑
後あるいは休風時に可塑性不定形耐火物を圧入するため
の補修孔であって、前記出銑孔の近傍であって出銑孔よ
り高い位置に炉床外側壁から炉床内側壁にまで貫通して
設けた補修孔を有することを特徴とする高炉炉底側壁補
修装置である。

【００１２】本発明の第１の特徴は、出銑孔１の近傍で
あって出銑孔より高い位置に炉床外側壁から炉床内側壁
にまで貫通して設けた補修孔３より、可塑性不定形耐火
物を圧入することである。出銑孔１から炉内に注入した
マッド材による充填部（第１の充填部４）は、特に出銑
孔より上方に十分な厚みの充填部を形成することができ
なかったが、本発明の出銑孔の近傍であって出銑孔より
高い位置に炉床外側壁から炉床内側壁にまで貫通して設
けた補修孔３より可塑性不定形耐火物を圧入することに
より、出銑口から注入したマッド材充填部（第１の充填
部４）の上部に不定形耐火物充填部（第２の充填部５）
を形成することができ、結果として出銑口周囲の全周に
わたって十分な厚みの充填部を形成することができる。

【００１３】本発明の第２の特徴は、当該出銑孔での出
銑後あるいは休風時に可塑性不定形耐火物を圧入するこ
とである。当該出銑孔での出銑中は出銑孔近傍の炉内の
溶銑レベルが高く、出銑口上部の補修孔位置の高さにお
ける炉内空間は溶銑で満たされているために、出銑中に
本発明の補修孔３から不定形耐火物を圧入しても十分な
充填を行うことができない。それに対し、本発明は、当
該出銑孔での出銑後あるいは休風時に前記補修孔３より
不定形耐火物を圧入するので、溶銑レベルは補修孔位置
はもとより出銑孔位置よりも低下しているため、補修孔
位置の炉内空間は空隙を有し、この空隙に不定形耐火物
を圧入することにより十分な密度で充填を行うことがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】出銑孔１は、高炉炉床側壁部２の
耐火煉瓦を貫通して設けられ、通常図４に示すように高
炉の周方向に１〜４個所設けられる。出銑孔位置におい
て、側壁耐火物としてはカーボンブロックが用いられ、
その厚みは、耐火物築造当初においては２０００〜２４
００ｍｍである。使用と共に耐火物の溶損が進行し、使
用末期においては、図４に示すように、側壁部の出銑孔
以外の部分は８００〜１０００ｍｍになり、出銑孔部分
においては特に溶損が激しく、４００〜６００ｍｍまで
薄くなる。

【００１５】通常、出銑孔１は炉の外方に向けて高くな
る方向で１０〜１１°傾斜しているため、側壁の溶損の
進行とともに出銑孔の炉内開口位置は高さを増し、出銑
可能な溶銑の炉内レベル最低値が高くなるので、一度に
出銑可能な出銑時間が短くなる。れんが築造当初は２０
０〜２４０分であった出銑時間が、溶損した出銑孔の補
修を全く行わないと１２０〜１５０分まで短縮してしま
う。

【００１６】当該出銑孔からの出銑が完了した時点で出
銑孔からマッドガンを用いてマッド材を注入するに際
し、図２（ａ）に示すように、２００〜３００ｋｇのマ
ッド材を炉内空間にまで注入することにより、側壁の出
銑孔近傍溶損部にマッド材充填部４を形成することがで
きる。注入されたマッド材が炉内の高温によって固化
し、溶損した耐火物を保護する役割をも果たす。マッド
材充填部４は出銑孔の炉内延長部に形成されるが、本来
出銑孔が形成されるべき部位の周囲全周にわたって十分
な厚さの充填部を形成することはできず、主に出銑孔の
上部の厚みが不十分のままとなる。

【００１７】本発明の補修孔３は、図１、３に示すよう
に、出銑孔の近傍であって出銑孔より高い位置に炉床外
側壁から炉床内側壁にまで貫通して設ける。高さ方向
は、出銑孔と同じ高さ以上であり、出銑孔から１０００
ｍｍ上方の位置よりも下であれば有効である。また、横
方向については、出銑孔１の真上に設けてもよく、出銑
孔１を含む鉛直線から横方向に１０００ｍｍ以内の位置
に設けてもよい。出銑孔の真上以外の位置に設ける場合
には、不定形耐火物による第２の充填部５を出銑孔の左
右に対称に充填するため、補修孔も出銑孔に対して左右
対称に複数設けることが好ましい。補修孔３は、炉内側
に向けて下方にやや傾斜して側壁を貫通させる。出銑孔
の真上以外の位置に設ける場合は、更に出銑孔の方向に
も傾斜を与えるとよい。補修孔の直径は８０〜１５０ｍ
ｍの範囲が好適である。８０ｍｍ未満では炉内での補修
材の拡がりが悪く、２００ｍｍを超えると圧入時に補修
材の硬化による拡がり不足という問題を有する。

【００１８】補修孔３から圧入する可塑性不定形耐火物
としては、出銑孔１から注入するマッド材をそのまま使
うことも可能であり、好ましくはマッド材よりバインダ
ーの揮発分が少ないもので、Ａｌ₂Ｏ₃系主体のマッド
材を用いる。特に拡がり性が重要であることから、高温
でも拡がり性のある柔らかいマッドが良好である。圧入
に際しては、マッドガンをそのまま用いることも可能で
あり、補修材圧入用の専用圧入機を準備してもよい。

【００１９】出銑が完了して出銑孔１からマッド材を炉
内に注入して第１の充填部４を形成した直後、あるいは
休風時において、補修孔３からの不定形耐火物の圧入を
行う。出銑後、休風時いずれも、当該出銑孔近傍の炉内
の溶銑レベルは出銑孔の高さよりも低いので、補修孔３
からの不定形耐火物の圧入で第２の充填部５を形成しよ
うとする部位には溶銑は存在せず、空間があいているか
あるいはコークス塊が粗に散在している状況である。そ
のため、補修孔３から圧入した不定形耐火物は容易に炉
内に進入することができ、第１の充填部４の上部を覆っ
て第２の充填部５を形成する。十分な量の不定形耐火物
を圧入した時点で圧入を完了する。通常は５００〜１０
００ｋｇの不定形耐火物を圧入すれば十分である。第２
の充填部５は炉内の高温によって固化し、十分な強度の
充填部が完成する。固化が完了するまでに要する時間
は、２時間程度である。

【００２０】次回の当該出銑孔からの出銑開始時におい
て、開口機を用いて出銑孔１を開口する。出銑孔１は、
残存側壁部２及び第１の充填部４を貫通して開口され
る。第１の充填部４が十分な奥行き（炉内の出銑孔延長
方向に向けて）を有するため、出銑孔１は十分な長さを
有することができる。更に第１の充填部４の上方は第２
の充填部５で覆われているため、第１の充填部４を貫通
する出銑孔１の周囲は全周にわたって十分な厚みを有
し、図２（ｂ）に示すような、出銑の途中で出銑孔の途
中が破損するというトラブルが発生しない。これによ
り、側壁の残存厚さにかかわらず、出銑時間はれんが築
造当初に近い１８０〜２００分を確保することが可能に
なった。

【００２１】

【実施例】（実施例１）炉口径９ｍ、内容積２０００ｍ
³、４本の出銑孔を有する高炉に本発明を適用した。火
入れ当初の炉底側壁れんが厚みは２４００ｍｍであっ
た。この高炉は、現在火入れから稼動期間が１５年経過
しており、稼動期間が１２年を経過した時期から炉底側
壁のれんが残存厚みが１０００ｍｍ以下の状態になって
いる。特にこの１、２年は出銑孔近傍の炉壁れんが温度
が２５０〜３００℃まで上昇し、１回のマッド材充填量
を７００ｋｇ程度にして炉床側壁保護を実施したり、ま
た出銑時間を規制したりして操業を続けていた。出銑時
間は、１８０分を目標とするが、マッド材充填部の破損
で出銑孔の有効長さが短くなるトラブルが頻発し、１２
０分程度の出銑時間でガス放出が発生することが多かっ
た。

【００２２】この高炉に、図３に示すように、出銑孔の
横８００ｍｍ、高さ５００ｍｍの位置に出銑孔と左右対
称に２本の補修孔を新たに設けた。この補修孔から、休
風毎にＡｌ₂Ｏ₃を主体とするマッド材を５００ｋｇ充
填した。その結果、炉壁れんが温度は１５０℃まで低下
し、出銑途中にマッド材充填部が破損してガス放出が発
生するトラブルが皆無となった。

【００２３】（実施例２）炉口径９ｍ、内容積２０００
ｍ³、４本の出銑孔を有する高炉に本発明を適用した。
この高炉は、現在火入れから稼動期間が１２年を経過し
ており、出銑時間が図５に示すようにここ数年低下して
おり、孔深度を安定させるためにマッド材充填量を従来
の２５０ｋｇより増加させ５００ｋｇずつ充填しいてる
が、出銑時間の大幅な向上は見られなかった。マッド材
としてはろう石系のマッド材を用いている。

【００２４】この高炉に、図１に示すように、出銑孔の
真上５００ｍｍに新たに補修孔３を設け、この補修孔３
から休風毎に出銑孔から注入すると同等のマッド材を５
００ｋｇずつ充填した。その結果、図５に示すように、
出銑時間が従来より安定して延長し、１８０分程度とな
った。更に、出銑毎の従来の出銑孔からのマッド材充填
量も３００ｋｇ程度に減少させることが可能となり、安
定した長時間の出銑が可能となった。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、出銑孔近傍の側壁耐火物
の溶損が進行した高炉においても、側壁溶損部に不定形
耐火物による充填部を形成して炉壁れんが温度を低減
し、充填部内に開口した出銑孔の破損による出銑時間短
縮トラブルの発生を防止し、高炉の操業を安定化させる
と同時に高炉炉床側壁耐火物の保護を強化することがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補修を実施した高炉の出銑孔付近を横
から見た断面図である。

【図２】従来の高炉の出銑孔付近の断面図であり、
（ａ）は出銑孔から補修を行った状況を示す図であり、
（ｂ）は補修部において出銑孔に破損が生じた状況を示
す図である。

【図３】本発明の補修を実施した高炉の出銑孔付近を上
から見た断面図である。

【図４】高炉の炉床側壁部のれんが溶損状況を示す断面
図である。

【図５】高炉の火入れからの時期毎の出銑時間の推移を
示す図である。

【符号の説明】

１出銑孔２側壁部３補修孔４第１の充填部５第２の充填部６出銑孔の破損個所７正常な出銑限界レベル８出銑孔が破損した場合の出銑限界レベル９れんが築造時の側壁れんが内面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木敏文東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出銑孔の近傍であって出銑孔より高い位
置に炉床外側壁から炉床内側壁にまで貫通して設けた補
修孔より、当該出銑孔での出銑後あるいは休風時に可塑
性不定形耐火物を圧入することを特徴とする高炉炉底側
壁補修方法。
【請求項２】出銑孔周辺の高炉炉底側壁補修装置にお
いて、当該出銑孔での出銑後あるいは休風時に可塑性不
定形耐火物を圧入するための補修孔であって、前記出銑
孔の近傍であって出銑孔より高い位置に炉床外側壁から
炉床内側壁にまで貫通して設けた補修孔を有することを
特徴とする高炉炉底側壁補修装置。