JPS62156210A - 高炉出銑口開孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高炉の出銑口を開孔する方法、特に酸素ガスを
用いる開孔方法に関する。

（従来の技術） 周知の通り銑鉄製造に用いられる高炉においては、溶融
状態の銑鉄を出銑するにあたり、充填マッドで閉塞され
た出銑口をドリルを用いて穿孔する方法が多年採用され
て来たが、高炉が大型化し出銑回数が多くなるにつれて
、その開孔作業の時間短縮が検討されるようになり、種
々の開孔方法ｆＪＥ間を六れた。

たとえば特開昭５３−５４１０８号公報には、出銑口閉
塞マッドにレーザーを照射して開孔する手段が開示され
ており、また特開昭５８−３９７１１号公報には、マッ
ドによって出銑口閉塞直後、マッドの内端表面近傍のみ
が焼成された状態で、マッドみをマッド中に放置し、マ
ッドが焼成硬化したのち必要時に該丸棒鋼を引抜き出銑
口を開孔する手段が示されている。

さらに特公昭５８−１８９３１１号公報には、高炉出銑
つの閉塞マッドにレーザーを照射して出銑口を開孔する
方法において、高炉の出銑完了後に出銑づを閉塞するに
際し、閉塞耐火物中に燃焼により気化容易な物質を予め
充填しておき、次回出銑時に、前記閉塞された出銑口に
レーザーを照射すると共に、前記気化容易な物質の燃焼
用補助ガスを同時に噴射して、前記出銑ヴ内で前記気化
容易な物質を燃焼気化させることによって、前記閉塞さ
れた中銑りを円滑に開孔する手段が開示されている。

また１本発明者等は、先に第７図の構成概要図に示すよ
うな出銑口開孔方法を創案した。

この方法は、高炉ｌの出銑口２に対向して直管状の酸素
ランス４を繰出し自在に把持する酸素ランス繰出し装置
５を用いることを要点とするもので、６は駆動原動機た
とえばエヤーモータ６ａによって回転自在に駆動される
酸素ランス把持ローラ、７は旋回アーム８に回転自在に
吊持されたロンドで酸素ランス繰出し装置５に係合して
いる。

該旋回アーム８は架構物９に固着された軸受装置１０に
装着され転回原動機たとえばエヤーモータ１１によって
転回自在に駆動され、前記酸素ランス４が出銑口２に正
対するように位置決めされる。

前記酸素ランス４には図示していない酸素ガス供給本管
たとえば７レキシプルホースが接続されている。

而して、この方法は出銑口２内に残留してしまったか、
あるいはわらかしめ埋設していた鋼棒３および閉塞材３
ａに前記酸素ランス４から酸素ガスを吹付けて該鋼棒３
および閉塞材３ａを酸素ランス４諸共燃焼かつ溶融させ
つつ開孔するものであシ、さらにその詳細を第８図の斜
視図に従って説明する。

而して第７図と同符号のものは同一部材であるので説明
を省略する。

図において溶銑樋１２は出銑口２の下側に位置し鋳床を
通って滓分離装置（図示していない）に接続される。１
３は該溶銑樋１２の上部を覆う防熱カバーであり、溶銑
の飛散を防ぐ機能も備えている。

さて前述のように酸素ランス繰出し装置５から酸素ラン
ス４を用いて開孔作業を行う訳であるが、図に示すよう
な溶銑樋１２との位置関係から開孔が終り出銑が開始さ
れたのちは、すみやかに退避する必要があり、旋回アー
ム８を作動させ図において鎖線で示すような待機位置８
ｆに移動させる。

その際酸素ランス繰出し装置５も当然移動５ｆするが長
尺の酸素ランス４の移動範囲を小さくし、ハンドリング
を容易にするためリンク機構１４を前記旋回アームに付
設して酸素ランス繰出し装置５を平行移動させるよう構
成している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は高炉出銑口開孔方法のよシ効率的で安全な
方法を研究した結果、従来の方法にはなお多くの課題が
残されていることを知った。

即ち前記特開昭５８−５４１０８号公報記載の発明（以
下人発明と言う）は設備費がかなり高額になることと操
業にあたって所定の孔径を有し軸心が真直な出銑孔を穿
設することに技術的課題が残っており、また特開昭５８
−８９７１１号公報記載の発明（以下Ｂ発明と言う）で
は閉塞マッド中に残された丸棒鋼を引抜く際に該丸棒鋼
が千切れて前記閉塞マッド中に残留し易く、その場合は
さらに人力により酸素ガス吹管を用いて残留丸棒鋼に酸
素ガスを吹付は溶融除去する操作が必要になり、かえっ
て開孔作業時間が長くな９易いと言う問題がある。

さらに、特開昭５８−１８９３１１号公報記載の発明（
以下Ｃ発明と言う）は、Ａ発明と同様に設備費がかなり
高額になることと保守整備が容易でないと言う問題点の
ほか、レーザー開孔プローブが高熱のため損傷しやすく
操作に非常な技術が要求されると言う技術的課題が残っ
ている。

さらに第７図、第８図で説明した出銑口開孔方法では、
２０〜８０ｍの直管状の酸素ランスを用いるため、酸素
ランス繰出し装置５に該酸素ランス４をセットしたシ、
あるいは酸素２ンス４の後端部分を人手で保持するため
多くの人手が必要であるほか、酸素う／ス４の接続、運
搬、保管などに多大の作業時間を要するため、開孔作業
そのものは効率的であるものの省力化や作業の安全性向
上が要望されている。

以上説明した通シ前記Ａ、　Ｂ、　Ｏ発明ともに技術的
課題が残されておシ、改善が必要であると考えられる。

ところで高炉出銑口開孔方法は、高温多塵でしかも通常
は狭隘で足場の良くない作業環境で行われるから、よシ
簡便で、安全性の高い方法が望ましい。しかし現在まで
の周知方法には満足できるものが見轟らない。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明者等は前述の周知方法のすべてを再検討し改善を
研究した結果、あらかじめコイル状に巻回されたカロラ
イズ鋼管を矯直しつつ出銑口に当接し酸素ガスを吹付け
て開孔する高炉出銑口開孔方法を開発し、前述のような
問題点を解消することに成功した。

（作用） 本発明の具体的方法を作用と共に以下図に従って説明す
る。

本発明者等は充填用マッドで閉塞された出銑口を周知の
種々の方法で開孔した結果、該充填用マッド、もしくは
あらかじめ鋼棒を埋設した充填用マッドに酸素ランスを
当接せしめ酸素ガスを吹付は点火し前記充填用マッド、
もしくは充填用マッドと鋼棒を該酸素う／スと諸共に燃
焼溶融せしめつつ開孔する手段が他の周知手段に比し開
孔時間が短く効率が格段に優れていることを確認した。

而して、本発明者等は酸素ランスの消耗量が莫犬である
ため、作業の効率化は得られても経済的に問題があるこ
とから酸素ランスに適した材質を求め、種々研究を行っ
た。

たとえば一般用鋼管（ＪＩＳＧ３４２１）、高温高圧用
鋼管（ＪＩＳＧ８４２１）　、化学工業用鋼管（ＪＩＳ
Ｇ３４２６）　　を始めとし非鉄金属、たとえばアルミ
管、鋼管、黄銅管、チタニウム管まで試験して見たが、
いずれも消耗が早いか、あるいは破損や折損、屈曲等が
生じ目的に対して経済性がなく、実用効果が得られない
と言うことが判った。

また出銑口の開孔用の酸素ランスとしては燃焼溶融しつ
つも真直度を保ち所定の角度で出銑口中に突入できる物
性を備えていることが必要であって、この物性が無いと
所望の傾斜角度と孔径を備えた出銑孔が得られないこと
も確認した。

そこで耐熱管の１種であるカロライズ鋼管を酸素ランス
として試験゛したところ、非常に効果的であることが判
明した。

とのカロライズ鋼管とは鋼管を滲透剤中に埋設し密閉状
態で９００〜１０００℃に加熱し鋼管表層にたとえば０
．３〜０．８　ｍｍ厚さの鉄−アルミ合金層を形成させ
てなる鋼管であって、材質としては軟鋼、クロム鋼、ス
テンレス鋼などが採用可能である。

次に前記カロライズ鋼管を酸素ランスとして第７図に示
す開孔方法を試みた結果、予想通りの作業効率の向上が
得られたが、やけ９２０〜８０ｍの直管状長尺物である
ため、格納、運搬、セットに課題が残ることと酸素ラン
スの移動に多くの人手を必要としさらに安全面でも問題
が解決しなかった０ そこで、本発明者等は曲率の大きい曲げなどの加工を行
った場合、亀裂や折損が発生し酸素ランスとして使用に
堪えないと考えられていたカロライズ鋼管１８を、第２
図に示すように７ランジ１５ａ、１５ｂおよび巻胴１６
からなるボビン型の巻取ドラム１７に強制的に巻きつけ
てみた。図において１８ａはカロライズ鋼管１８の巻き
始め、つまり始端で巻胴１６に設けられた貫通孔（図示
ししていない）を通って外方に突出させ酸素供給設備と
の接続を容易にした。而して１８ｂはカロライズ鋼管１
８の巻き終シ、つまり終端を示す。

次に第３図の概要図に示すように、巻取ドラム１７から
前記カロライズ鋼管１８を引出しつつ矯正ローラ１９　
ａ　〜１９　ｅ　、　　ピンチローラ２０ａ、２０ｂか
らなる矯正真直化装置２１（以下単に矯直機と言う）に
挿通して直管化を試みた結果、当初懸念されていた亀裂
および潰れなどの故障は生じないことが確認できた。

さらに、あらかじめコイル状に形成された鋼管をカロラ
イズ処理してなるコイル状カロライズ鋼管を巻取ドラム
１７に装着したものを矯直したが、懸念されたような亀
裂や潰れは無く、使用可能であることが確認された。

本発明では前記両者を含めコイル状に巻回されたカロラ
イズ鋼管と言う。

次に第４図の概要説明図に示すように高炉出銑口開孔装
置２２を用いて開孔作業を実施した。

図においてカロライズ鋼管１８は、酸素ランス繰り出し
装置２３に回動自在に軸支された巻取ドラム１７に巻装
され、矯直機２１によって矯正され真直化されて高炉１
の出銑口２の方向に繰り出される。而して３は出銑口中
に引抜き操作中に切れて残留したか、あるいはあらかじ
め埋設された鋼棒を示すもので、出銑口中に存在する形
態としては両者はほぼ同様であるため、本発明では両者
を同一の鋼棒とみなすこととし、その意味において「あ
らかじめ埋設された鋼棒」と定義する。

次に２４は酸素供給用のフレキシブルホースで酸素供給
装置２５に接続されており、また該フレキシブルホース
２４は図示していないスイペルジョントを介して巻取ド
ラム１７に巻装されたカロライズ鋼管１８の始端に接続
されている。

旋回アーム２６は吊持ロッド２７を介して酸素ランス繰
シ出し装置２３を回動自在に吊持しており、さらに高炉
周辺の柱あるいはビーム、デツキのような架構物２８に
固定された軸受装置２９に軸支され、駆動原動機たとえ
ばエヤーモータ３０によって回動自在に駆動される。こ
れを本発明では旋回アームは架構物に回動自在に支持さ
れていると言う、次に３１は復帰装置付クラッチ機構で
、開孔操業姿勢において旋回アーム２６をエヤーモータ
３０を主とする回動機構から切離し該旋回アーム２６を
転回自在とする作用を備えている。

また３２は一端が該旋回アーム２６に係止され、他端は
回転ドラム（図示していない）に巻取巻戻し自在に巻装
された引張ワイヤー３３を備えた押圧力付与装置である
０ さて、かかる出銑口開孔装置２２を用いて、図示してい
ない制御装置により矯直機２１を操作してカロライズ鋼
管１８を矯直しつつ出銑口に当接し酸素ガスを吹付は点
火し開孔作業を行ったところ極めて効率的に、たとえば
従来３０〜８０分を要していた作業時間を５〜１５分に
短縮することが出来た。

次に、前記酸素ランス繰υ出し装置２３を用いる方法に
つき、構造を含めてさらに詳細に説明する０ 本発明においてカロライズ鋼管を酸素う°ンスとして用
いることは前述の通シであシ、その意味において両者を
以下同義に用いることとするＯ第５図は酸素ランス繰り
出し装置２３および矯直機２１の構造詳細を示すもので
、酸素ランス３４は巻取ドラム１７から水平方向案内ロ
ール３５を通って駆動用のエヤーモータ３６によって正
逆転自在に駆動される回転速度可変な繰り出しローラ３
７により繰り出し力を与えられるｏ　３８ａ〜３８ｄは
矯直用ローラ群で、酸素ランス８４は前述の通り該ロー
ラ群８８ａ〜８８ｄを通過する途中で矯直化され１、案
内ガイド３９から出銑口方向に繰シ出される。４０は酸
素ランス繰り出し装置２３全体を支持する軸で吊持ロッ
ド４１に軸支されている０フレーム４２は昇降機構を有
し、軸４０に対し酸素ランス繰り出し装置２３を昇降す
る機能を備えておシ、従って酸素ランス８４の位置を調
節し開孔操作をより容易にするものであるが、かかる機
構の付与を適宜に行うことは自由である０（実施例） 第６図は本発明の方法を詳細に説明するための実施例に
かかる高炉出銑口開孔装置の概略斜視図で、出銑口２の
近傍の羽口デツキの如き架構物２８に固着された軸受装
置４３に旋回アーム４４が回動自在に軸支されている。

該旋回アーム４４の先端には吊持ロッド４５を介して、
昇降装置４６および酸素ランス繰り出し装置４７が回動
自在に吊持されており、該酸素ランス繰シ出し装置４７
には酸素ランス４８が巻回された巻取ドラム４９および
矯直機５０が塔載されており、酸素ランス４８は前述の
ように矯直され案内ガイド５１から出銑口２の方向に繰
り出される０５２は該旋回アーム４４の駆動用エヤーモ
ータで、クラッチ機構５３を備え、開孔姿勢において前
記旋回アーム４４の回動から切離される。

５４はドラム５５を介してトルクモータ５６から一定の
張力が加えられる引張ワイヤーで、その一端は前記旋回
アーム４４に係止されている。

そこで該旋回アーム４４は第４図で説明したものと同様
に図示していないリミットスイッチ等によシ前記クラッ
チ機構が作動したのちは引張ワイヤー５４によシ一定の
力で出銑口２方向へ回動することになシ、酸素ランス４
８には燃焼溶融の良否にかかわらず屈曲や折損を引起こ
すような無理な力が加わることがない。

さらに前記矯直機５０の矯直縁シ出し速度を手動あるい
は自動で制御すれば、開孔作業の安定性は一段と向上す
る。

以上本発明の方法を実施する手段として旋回アームを用
いた例について説明したが、それらの手段に限定される
ことなく、第１図の概要説明図に示すような軌条走行式
台車５７を用いる好適な方法が採用できる。

図において作業床５８上に固定された軌条５９に走行用
車輪６０ａ、６０ｂを介して前後進自在に移動する軌条
走行式台車５７（以下単に台車と言う）は、図示してい
ない走行用原動機たとえばエヤーモータによって出銑口
２方向に対向するように動かされる。

台車５７上には俯仰角度調節リフター６１が設けられ該
リフター６１上に巻取ドラム６２、矯直機６３が塔載さ
れており、酸素ランス６４は前記巻取ドラム６２、矯直
機６３を介して常に出銑口２方向に所定の角度を保って
繰り出される。巻取ドラム６２、矯直機６３等の駆動原
動機は図示を省略している。

なお、矯直機６３の繰り出し速度調節や走行用原動機を
開孔作業位置で走行機構から切離し以後は一定のトルク
で台車５７を出銑口２方向に押圧する装置たとえば前述
のトルクモータと引張ワイヤーの利用や重錘の利用など
も付設すると開孔作業をより円滑に実施することが出来
る。

また、前記酸素ランス６４に対する酸素の供給は図示し
ていない酸素ガス供給本管からフレキシブルホースと流
体回転継手を用いて実施したが、支障は全く生じなかっ
た。

（発明の効果） 本発明の方法は、従来法に比して非常に作業が容易で、
狭隘かつ高温多塵の雰囲気における高炉出銑口開孔作業
の能率を従来法の２〜５倍以上とすることが出来るほか
、作業の安全性を格段に高めることが可能で、そのほか
省力化効果によって労務費を従来法の１７２〜１／４　
　と大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施例にかかる概要説明図、第
２図はカロライズ鋼管を巻回した巻取ドラムの概略正面
図、第３図はカロライズ鋼管の矯直要領説明図、第４図
は本発明にかかる実施例方法の概略説明図、第５図は本
発明の方法を実施す゛るための装置の１部機能説明図、
第６図は本発明の実施例に用いられた開孔装置の概略斜
視図、第７図は直管状酸素ランスを用いる開孔作業要領
説明図、第８図は同じく直管状酸素ランスを用いた高炉
出銑口開孔装置の概略斜視図である。 １・・・高　炉　　　　　２・・・出銑口３・・・鋼　
棒　　　　　３ａ・・・閉塞材４．８４，４８．６４・
・・酸素ランス５、２３．４７　　・・・酸素ランス繰
出し装置６・・・酸素ランス把持ローラ ７．２７，４１．４５・・・吊持ロッド８、２６．４４
　　・・・旋回アーム ９．２８・・・架構物 １０．２９．４３・・・軸受装置 １１．３０，３６．５２・・・エヤーモータ１２・・・
溶銑樋　　　　１３・・・防熱カバー１４・・・リンク
機構　　１５ａ、１５ｂ・・・７２ンジ１６・・・巻胴
　　　　１７．４９．６２・・・巻取ドラム１９ａ−１
９ｅ−矯正ローラ ２０ａ、２０ｂ・・・ピンチローラ ２１．５０．６３・・・矯直機 ２２・・・出銑口開孔装置 ２４・・・フレキシブルホース ２５・・・酸素供給装置 ３１．５８・・・クラッチ機構 ３２・・・押圧力付与装置　３３．５４・・・引張ワイ
ヤー３５・・・水平方向案内ロール ３７・・・繰シ出しローラ ３８ａ〜３８ａ・・・矯直用ローラ群 ８９．５１・・・案内ガイド　４ｏ・・・軸４２・・・
フレーム　　　４６・・・昇降装置！５５・・・ドラム
　　　　　５６・・・トルクモータ５７・・・軌条走行
式台車　５８・・・作業床５９・・・軌条　　　６０ａ
、６０ｂ・・・走行用車輪６１・・・俯仰角度調節リフ
ター 出　願　人　新日本製鐵株式会社 〃　　　　日鐵プラント設計株式会社 〃　　　九築工業株式会社 第４図 第）図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. あらかじめコイル状に巻回されたカロライズ鋼管を矯直
   しつつ出銑口に当接し、酸素ガスを吹付けて開孔するこ
   とを特徴とする高炉出銑口開孔方法。