JPS6211954Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は転炉鉄皮の防滓カバーの変形を防止す
る構造に関する。

第１図〜第３図に従来の転炉防滓カバーを示
す。第１図は転炉鉄皮の縦断面図、第２図、第３
図はそれぞれ第１図のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視
図である。

従来の防滓カバーの構造は、転炉の鉄皮１に支
持板４を取り付け、これに防滓カバー３をボルト
５で取り付けるものが一般的で、防滓カバーの背
後には水冷配管２が配設されている。

スロツピング時に流出したスラグ、出鋼時の溶
鋼からの輻射熱、あるいは転炉ガス回収装置から
噴出する火炎等によつて、防滓カバー３は、その
表面が1000℃以上の高温にさらされるため、熱応
力により変形し、第２図に示すように、鉄皮に向
つて３ａのようにたわむ。

防滓カバー３のたわみが一定以上に大きくなつ
た時、鉄皮１側に配設されている水冷配管２等が
防滓カバー３の変形によつて押しつぶされるおそ
れがあるため、防滓カバー３を取りかえる必要が
ある。防滓カバー３のたわみを少なくするために
は、支持板４を増設し、防滓カバー３を小さくす
ればよいが、取付費が高価になる。

本考案は支持板を増設することなく、簡易な部
材を鉄皮に固設することによつて防滓カバーの変
形を防止し、その寿命の延長を図ることを目的と
する。

防滓カバーの大きさとその熱応力によるたわみ
との関係を第４図、第５図のようにモデル化して
考察する。第４図は防滓カバーの板厚方向の温度
分布および熱応力分布線図であつて、これらが第
４図に示すようになると考えれば、防滓カバー３
は第５図に示す梁１０でモデル化することができ
る。第５図に示すように防滓カバーの変形量に相
当する曲げモーメントM₀を梁１０の両端に加え
れば梁の縦弾性係数をＥ、梁の断面２次モーメン
トをＩ、梁のスパンをｌとしたとき、梁のたわみ
δ（ｘ）は δ（ｘ）＝−（１／EI）∫∫M₀dxdx ＋C₁x＋C₂ ＝−（M₀x²／2EI） ＋C₁x＋C₂ となる。第５図中にBMDで示したのは曲げモー
メント線図であつて、梁１０には一様な曲げモー
メントM₀が分布していることを示している。

ｘ＝０およびｘ＝ｌにおいてδ（ｘ）＝０であ
るから、これを上式に代入すれば δ（ｘ）＝−M₀（x²−lx）／2EI となり、δ（ｘ）の最大値δｍは、 ｄ（δ（ｘ））／dx＝０ とおけば δｍ＝M₀l²／8EI となる。

上記計算は真直梁の弾性域における理論式であ
るが、変形後の繰返し熱応力変形に対しても近似
的に成立する。

すなわち、たわみは熱応力による曲げモーメン
トM₀と梁のスパンすなわち防滓カバーの支持板
間の距離ｌの２乗とに比例する。

そこで本考案は、支持板を増加することなく支
持板間の距離ｌを縮少することによつて効果的に
防滓カバーのたわみを著減させようとするもの
で、各支持板の間に、防滓カバーの熱変形による
たわみを支持する受台を鉄皮側に固設したことを
特徴とする防滓カバーの変形防止構造である。

第６図〜第８図は本考案の一実施例を示すもの
で、第６図は転炉の鉄皮の部分縦断面図、第７
図、第８図はそれぞれ第６図のＣ−Ｃ矢視図、Ｄ
−Ｄ矢視図である。

転炉鉄皮１に支持板４を取り付け、防滓カバー
３がボルト５で支持板４に固定されている。防滓
カバー３と鉄皮１との間には、防滓カバー３の熱
変形によるたわみを支持する受台６を１個以上取
り付ける。

受台６は、水冷配管２との間の距離を充分に取
り、かつ防滓カバー３が変形したときに防滓カバ
ー３のたわみを支持し、防滓カバー３によつて水
冷配管２が押しつぶされないような十分な圧縮強
度を保有する。また、鉄皮１から受台６上端まで
の高さは、支持板４の高さより低くなるようにす
る。なお、２ａは、半円形断面の冷却管（水冷配
管）であり、鉄皮１に溶接して冷却水通路を形成
しており、水冷配管２から供給される冷却水を鉄
皮１に直接接触させて炉口部の鉄皮全体を冷却す
るものである。

第６図〜第８図の実施例では受台６を防滓カバ
ー３の背後にその長手方向に３個配設した例を示
しているが、防滓カバーの長手方向全長に亘る１
個の受台とすることもできる。

防滓カバー３は、第７図に示す３ａの状態に変
形するまでは、受台６を設けていない従来と同じ
ように変形すると考えてよいが、３ａに示す状態
以上に変形が進む場合は、受台６が３点支持の連
続梁の中間の支点と同じ作用をなす。従つて防滓
カバー３のたわみとその支持点の取り付け間隔と
の関係は、熱応力に相当する曲げモーメントM₀
が働く連続梁としてモデル化して考えることがで
きる。

三モーメントの式を用いてこのような連続梁の
曲げモーメント分布Ｍ（ｘ）を求めると次式のよ
うになる。

Ｍ（ｘ）＝M₀（１−3x／2l） 但しｌは各支点間スパンである。上記曲げモー
メントＭ（ｘ）によるたわみδ（ｘ）を求めると δ（ｘ）＝−（M₀／EI）（x²／２ −x³／4l）＋C₁x＋C₂ となる。この式に境界条件を代入し、さらに ｄ（δ（ｘ））／dx＝０ とおいて、たわみの最大値δｍを求めると δｍ＝M₀l²／27EI となり、防滓カバーのたわみを著しく小さくする
ことができる。

本考案の利点をまとめると次の通りである。

本考案の構造により防滓カバーのたわみ量
は、上記試算に見られるように、熱負荷が同じ
すなわち熱応力が同等の場合に、支点スパンが
同等すなわち受台６の位置に支持板を設けたと
仮定した場合に比し、８／27になる。従つて支
持板を増設するよりもたわみが減少し防滓カバ
ーの寿命が長くなる。

また受台６がない時の防滓カバーのたわみと
比較すると、受台６を設けることによつてたわ
みは２／27となり、寿命が極めて長くなること
が明らかである。

防滓カバー３の支持板４を増設する必要がな
いので、製作費、取り付け工事費が安くなる。

冷却水管などが押しつぶされるおそれが全く
ない。

防滓カバー３の寿命が到来した場合防滓カバ
ーは第７図に示す３ｂのような変形となり、外
観検査で容易に寿命を判定することができ、保
守管理が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の防滓カバーを示す転炉鉄皮の縦
断面図、第２図、第３図はそれぞれ第１図のＡ−
Ａ矢視図およびＢ−Ｂ矢視図、第４図、第５図は
防滓カバーの板厚方向の熱応力分布と熱応力によ
るたわみを求めるためのモデルを示す説明図、第
６図〜第８図は本考案の実施例を示し、第６図は
鉄皮の部分縦断面、第７図、第８図はそれぞれ第
６図のＣ−Ｃ矢視図、Ｄ−Ｄ矢視図である。 １……転炉鉄皮、２，２ａ……水冷配管、３…
…防滓カバー、４……支持板、５……防滓カバー
取付ボルト、６……受台、１０……モデル化され
た梁、M₀……熱応力に相当する曲げモーメン
ト、ｌ……スパン、δ……たわみ、BMD……曲
げモーメント線図。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 転炉炉口周辺の鉄皮に固着した複数個の支持板
   に鉄皮と間隙を介して炉口周辺の全面を覆う防滓
   カバーを取付けたものにおいて、前記各支持板の
   間に前記防滓カバーの熱変形によるたわみを支持
   する受台を鉄皮に固設したことを特徴とする転炉
   鉄皮の防滓カバーの変形防止構造。