JPS596351B2 - 製鋼用電弧炉の炉蓋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は新規な製鋼用電弧炉の炉蓋の提供に係わる。

製鋼用電弧炉においては生産性向上のための炉蓋の大型
化、酸素製鋼の採用、大電力の投入などが普及され、高
温迅速溶解に移行している。

かかる炉内の高温化に伴い、窯炉内耐火物についても種
々改良、開発が行なわれている。

しかし、耐火物の損傷はその使用位置でも異なるが、高
温による溶解やスプラッシュ等による侵食と機械的、熱
的および構造的なスポーリングによるものが主因となっ
ており、耐火物の改良は、この侵食とスポーリングを主
眼として研究されるも侵食機構とスポーリング機構とは
相反する一面をもち、抜群の耐食性をもつ耐火物で耐ス
ポーリング性に劣る例がある。

このように、製鋼法の革新に対応にすべく耐火物でも種
々の研究を行うも必ずしも追随し得てないのが現状であ
る。

実際には、急熱急冷を伴う高温操業下での電弧炉炉蓋耐
大物は特別な築造方法を行っても、せいぜい耐用回数１
００〜４００回程度でもって廃却され、新しい耐火物が
ライニングされねばならない。

そこで、縛に高温に対しての処置として電弧炉炉蓋にお
いては水冷化が検討実施されている。

炉蓋は通常の場合、３個所の電極孔を有する小天井（別
名、炉頂部）と集じん孔、合金投入口などを有する大天
井（別名、外周部）とに位置側に分類され、現在水冷装
置が設置されている所はその殆んどは大天井部分で種々
の型式が窯炉で使用されているが、小天井部分はキャス
タブルやラミング材の不定形又は塩基性高アルミナ質定
形れんがおよびこの併用で、水冷された大天井は２００
０回を超す耐用実例が記録されているが、耐火物でライ
ニングされた小天井部は１００〜３００回であり、再使
用に際しては大天井水冷用冷却水配管水配管の接続部を
取外した後、炉蓋炉材セット場にクレーン等で移動し小
天井れんが損傷部を取こわし、新しい耐火物でライニン
グされる。

そこで電弧炉は２基以上の炉枠をもち、交換使用される
が、大天井水冷装置をもった炉蓋の交換時間は水冷装置
をもたない炉蓋に較べて約２倍の時間を要し、その間は
製鋼作業が休止され、生産性が阻害される難点があるし
、補修不要の大天井部をも選ばねばならぬという不都合
もある。

他方、小天井の耐火ライニング中に水冷ボックスを埋込
み、かつ、外周部にも水冷ボックスを配し、更に、大天
井と小天井とを分離可としたものが実公昭４５−１２８
０８号等に開示されであるけ耗どもこれでは小天井外端
部の溶着と損傷との難点がある。

すなわち、この構成では、小天井と大天井との接合部で
は溶着がおこるので、損傷の先行する小天井を離脱させ
んとするとき、当該溶着部近傍が破壊されて損傷する。

この損傷は小天井外端のみではなく、同時に大天井内端
でも生じるから、この部分の修復を行なわない限り、離
脱させた小天井のみをいくら修復しても無意味であり、
特に多数回交換は不可能といえる。

また、小天井部外端が薄くなり強度が落ち交換に伴なう
衝撃に対処できない。

本発明は斜上の実状に鑑みなされたもので、その要旨と
するところは大天井部と小天井部とが分離可能な電弧炉
の炉蓋であって、小天井部の外端の天井厚さ大部分に亘
って水冷ボックス枠が形成されたものにおいて、前記大
天井部と前配小天井水冷部との境界が直接面接触しない
態様又は部分接触の態様で構成されたものであって、補
修の際、既述の如く小天井部、大天井部の寿命バランス
から小天井部のみを取外し補修する場合においては大天
井部の移動を不必要とすることによって、既述の大天井
水冷装置が有するが如き、交換時間を要して生産性の阻
害されることのなきものとすると共に補修不要の大天井
部特に大天井部が全水冷の場合等にも移動させねばなら
ないという不都合をも解消し得るもので、かつ、本発明
の主目的は小天井と大天井との接合部における溶着の発
生を阻害して、この部での損傷を無くさんとすることに
ある。

上記に小天井のみを移動して交換する例を示したが、小
天井が大天井に組合ったまま、天井部を一括して炉体外
の作業床へ移動させ、その後小天井のみを大天井部から
取外すことによって補修を行うことも出来る。

以下、これを実症例図にもとづいて詳細に説明する。

第１図は本発明炉蓋の分離態様を、第２図は嵌合セット
態様を、第３図はその平面図を夫々示し、図中１はルー
フリング、２は到図では水冷ブロックでもって構成した
例で示す大天井、３は大天井水冷ブロック吊り金物、４
は該大天井２と分離構造に構成されたところの本発明の
小天井で、これは、小天井耐火物層５が大天井２と接合
する外周側面に小天井水冷式ボックス枠６を囲繞配設し
てなる。

当該小天井水冷式ボックス枠６は鉄でもって全周を囲繞
して構成するものとすると近くに電極孔があることより
して誘導電流の発生を伴うことがあるので、一体連続物
とすることなく、一部で縁切りする等の処置を癩こすこ
とが好ましい。

これを第４図各図に示す。

すなわち、Ａ図は鉄製で欠円体とし、当該欠内部７には
不定形耐火物層、例えばモルタル目地やキャスタブル層
や無機センイ層を目詰充填するものとするかあるいはス
テンレス等の非磁性金属におき換えるものとした場合を
示し、Ｂ図は分割体とし、各縁切り部８・・・にＡ図と
同様の処置を症こした場合を示し、０図は非磁性金属で
一体連続物とした場合を夫々示す。

第５図以降は大天井部を耐火物でライニングした場合で
の水冷式ボックス枠を大天井内周側面にも配設した例で
の各実施態様を示し、第５図は大天井２と小天井４との
接合部に間隙部９を形成させ、かつ、ここに炉内に向は
空気を吹き込むものとして接合部における溶着をより効
果的に防正し、フユーム等の侵入や鉄皮への付着をも防
正せんとしたもので、図中１４は大天井２内周側面に配
設された水冷式ボックス枠、１０は小天井４外周に配設
の水冷式ボックス枠６より延設した掛止用鍔部で、これ
には空気送給管路１１が一体的に設けられており、該間
隙部９に指向して吹出孔１２・・・が穿孔されている。

１３は該枠１４上面に設けられた掛止用受溝で、敷設の
アスベスト等のシール１５で該鍔部１０の先端を受止し
ている。

１６は着脱運搬用吊具を示す。

第６図は小天井４を大天井２に直接遺愛けする場合にお
いて、小天井４側の枠６の外面にセパレーターの役をな
す突起群１７を付設して全面接合を避けた例を示す。

第７〜９図は接合部にアスベスト、セラミックファイバ
ー等の無機繊維層を介在させてフユームの侵入、付着を
防止した例を示し、第７図では無機繊維板群１８が接合
部間隙部を遮断する交差態様に積層配設されたものを、
第８図では無機繊維板群１８を間隙周方向を遮断する態
様で間欠配置。

させて縦方向貫通スリットを形成させ、当該スリットを
通して第５図に於けるが都く空気を吹き込むものとした
もので、図中１９は枠６に付設の空気送給管路を示す。

尚、第７１．第８図において、２２は枠６より延設の掛
止用鍔部で小天井４０重量が無機繊維板群１８に直接掛
からないようにすべく、第５図の如く大天井部に受止す
るか、第１１図の如くアーム２１に受止出来るように構
成すれば好ましいもの一 である。

第９図は無機繊維板群１８を接合部間隙部周方向と平行
に積層貼着したものである。

第１０図は、接合部に不定形耐火物層の目地２０を形成
することによって接合部の溶着防止を図ったもので、不
定形耐火物は高耐火性、特に、炭素４物質を含むように
すると難焼結、難溶着性になり効果的である。

第７９図方式の無機繊維層を用いる場合も含浸等により
炭素物質を含有させると繊維の焼付きを防止出来る。

第１１図は第５図と同じく、小天井４を大天井２に対し
て直接遺愛けさせずに嵌合セットさせんとしたもので、
第５図とは異なり、掛止用受正部を大天井２に設けるこ
となくして、ルーフリング１より延設のアーム２１で受
止するとしたものであり、図中２２は枠６より延設の掛
止用鍔部である。

以上第５図〜第１１図では大天井部を耐火物でライニン
グした場合での水冷式ボックス枠を大天井内周側面に配
設した例で示したが、大天井部が第１図〜第３図のよう
な全水冷型のものにも適用出来ることは云うまでもない
。

かかる構成により接合部の融着、フユームの付着のため
の第５，６図に於けるが如き間隙部形成や、第７〜１０
図に於けるが如き介在層形成の施行が容易になし得ると
共に大天井２と小天井４とは相互に独立しているので、
相互に独立して交換並びに補修をとり行うことができる
。

第１２図は上述構成において、小天井４が取り外された
場合、この外気へ通じた小天井用穴を放熱防止板（断熱
セラミックボードや鉄板及び耐熱材、断熱材内張鉄板等
）で覆い、封塞することによって小天井交換時のヒート
ロスを軽減する要領概略図で、図中２３は放熱防止板を
示し、これは具体的には炉蓋上部吊り構造体に横方向か
らスライド式に封塞出来る様に構成する方法、蝶番状に
開閉方式に封塞出来る様に構成する方法、クレーン等で
上部から載置する方法等が考えられ、防止板自体につい
ては一体物の他に分割構成する方式又図示の如く平板状
の他に、陣笠状、ドーム状管種々の形状に出来る。

このヒート・ロスは炉壁耐火レンガの熱的スポーリング
を助長するものであって、炉蓋交換時に放熱防止板で覆
うことによってヒート・ロスが軽減されることは大きな
利点を有することとなるものである。

又、補修の際、炉蓋全体を炉体から移動して行う場合、
炉体の放熱防止には第１３図への如く放熱防止板２３を
構成し、炉蓋の大天井部、小天井部の放熱防止には同図
Ｂ、Ｃの如く同放熱防止板２３を構成すると良い。

放熱防止板の構成方法、形状等は第１２図に準じ種々の
方法が可能である。

なを、斜上亦発明にあっては、大天井及び又は小天井に
おいて全水冷、部分水冷としてもよいし、耐火物を使っ
たものあるいは金属を使ったものに拘束されない。

また、大天井及び又は小天井が吊あるいは押え構造とな
っているかいないかについても拘束されない。

ドーム天井でも水平天井によるものでもよい。

さらに、水冷部炉内面にモルタルやコーチング材を薄く
塗布し耐火被膜形成してもよい。

本発明は以上の如き構成よりなるから、 大天井水冷部と小天井水冷部の水冷効果と相俟って境界
部が空隙を有すること、部分的な接触であること、介在
物の介在等により、小天井の着脱が容易に行へるもので
実用上有意義な効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図は炉蓋の分離態様の
縦断面図、第２図は嵌合セット態様の縦断面図、第３図
は平面図、第４図の各図は平面図、第５図は要部縦断面
図、第６図はＡ図が要部の縦断面図、Ｂ図が平面図、第
７図はＡ図が要部の縦断面図、Ｂ図が斜視図、第８図は
Ａ図が要部の縦断面図、Ｂ図が斜視図、第９図は要部の
縦断面図、第１０図は要部の縦断面図、第１１図は炉蓋
全体の縦断面図、第１２図はＡ図が縦断面図、Ｂ図が平
面図、第１３図各図は放熱防止態様図である。 符号の簡単な説明 １・・・ルーフリング、２・・・大
天井、３・・・吊り金物、４・・・小天井、５・・・小
天井耐火物層、６・・・小天井水冷式ボックス枠、７・
・・欠円部、８・・・縁切り部、９・・・間隙部、１０
・・・掛止用鍔部、１１・・・空気送給管路、１２・・
・吹出孔、１３・・・揚土用受溝、１４・・・水冷式ボ
ックス枠、１５・・・シール、１６・・・着脱運搬用吊
金具、１７・・・突起群、１８・・・無機繊維板群、１
９・・・空気送給管路、２０・・・目地、２１・・・ア
ーム、２２・・・掛止用鍔部、２３・・・放熱防止板、
２４・・・炉体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大天井部と小天井部とが分離可能な電弧炉の炉蓋で
   あって、小天井部の外端の天井厚さ大部分に亘って水冷
   式ボックス枠が形成されたものにおいて、前記大天井部
   と前記小天井水冷部との境界が直接面接触しない態様又
   は部分接触の態様で構成されてなることを特徴とする製
   鋼用電弧炉の炉蓋。 ２ 大天井部と小天井水冷部との境界が間隙を有する特
   許請求の範囲第１項記載の製鋼用電弧炉の炉蓋。 ３ 大天井部と小天井水冷部との境界が大天井側又は小
   天井側からの突起群により接触して成る特許請求の範囲
   第１項記載の製鋼用電弧炉の炉蓋。 ４ 大天井部と小天井水冷部との境界が無機繊維層又は
   不定形耐火物層からなる特許請求の範囲第１項記載の製
   鋼用電弧炉の炉蓋。