JPS63131982A - 出湯口の補修方法 - 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） 本発明はキューボラにおける出湯口を連続操業中におい
て補修、再生することを可能ならしめる方法に関する。

（従来の技術） キュポラは一般に第６図に示す如く外殻鉄皮フの内側に
耐火煉瓦３を構築して構成されている。

炉底は鋳物砂を突き固めるなどして湯溜まシ８となし、
この湯溜まシ８は所定の勾配を有し、その前方に湯出し
口である出湯口１が設けである。９は炉内に熱風を吹き
込むための羽口である。

ところで前記キュポラにおいては炉の補修、つまシ炉修
を行わずに如何に長期間操業を継続実施できるかが大き
な問題である。即ち前述した耐火煉瓦３や出湯口１等の
損耗量が大きくなると操業を停止し、その補修を行う訳
であるが、例えば（ジャクトニュース（ｊＡＯ’ＴＮＥ
Ｗｓ））、あるいは（鋳物ツートノ等の公知文献に記載
されているように従来前記炉修までの期間、つまり炉命
は１週間程度が普通であシ、長くてもせいぜい数週間程
度のものであった。尚、この炉修を行わずに操業を継続
実施することを本発明では以下連続操業という。

炉命を決定する主要な要因は前述したように鉄皮７の内
側に構築され、ライニングを構成する耐火煉瓦３や出湯
口１全構成する耐火煉瓦２の耐用性であシ、その耐用性
向上のために従来より種々口９までの鉄皮７を水冷構造
の鋼板で構成したノーライニング構造とすると共に羽口
９レベル以下の耐火煉瓦３の厚みを増大したり、その材
質を改良するなどして一部には１０週間の寿命を達成し
た報告もなされている。

一方、出湯口１は前記第６図に示すように常に解放され
ており溶湯はこの出湯口１を通って出湯樋４に連続的に
排出される。この出湯口１は一般に高Ａｔ２０３−炭化
珪素質の耐火煉瓦２で構成されているが前述したように
常に高温の溶湯と接していることからその損傷は激しい
ものである。加えてこの出湯口１は炉の透下部に位置し
、又、出湯樋４が一体的に配設されていることから前記
連続操業中にその部分的な補修を行うことは極めて困難
であシ、実際上そのような試みも全く為されていなかっ
た。このため前記（ジャクトニュース）では出湯口１に
近接して圧力サイフオン式のスラグセパレータを設ける
と共にこのスラグセパレータをキュポラ本体１基に対し
２基設けるなどの対策が採用されていた。

（発明が解決しようとする問題点〕 キュポラの炉命は炉内ライニングを構成する耐火煉瓦や
出湯口の、損耗によって決定される。前述したように出
湯口以外の部分の耐用性はライニング構造自体の改造や
耐火煉瓦の改良などによってその寿命は著しく延びてい
るが、出湯口については依然としてその位置や構造上の
制約等よシその寿命を延長させるには限界があった。ま
た前述した圧力サイフオン式のスラグセパレータをキュ
ポラ本体１基に２基設ける手段を採用したとしても炉外
のスラグセパレータの補修は容易にできるが出湯口自体
の寿命延長には繋がらず、結局この出湯口の寿命によっ
て炉全体の炉修周期が決定される状態となっていた。

本発明は前述した出湯口が短期間で損耗し、炉命延長を
図るうえで最大のネックとなっていると言う問題点を解
決するものであって、連続操業中において簡単でかつ効
率的な部分補修を行うことによって継続的な操業を可能
ならしめ、これによって炉修周期を長期化し、炉命を延
長するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、マッドを収納する筒体の後部にマッド押出機
構を・先端にマッド噴出口を設けたマッド充填装置の前
記噴出口のほぼ中央部に、設定外形状′（ｉｌ−有する
棒状体の首部を揺動自在に保持せしめた後・前記棒状体
を溶損した出湯口に挿入せしめつつ前記噴出口を出湯口
外表面に密着せしめ、次いで前記出湯口内にマッドを圧
入充填し・しかる後前記充填されたマッドを加熱焼成す
ることを特徴とするものである。

（作用） 本発明の具体的な手段、及び作用を実施例を示す図に基
づいて詳述する。

第１図は本発明に基づく補修方法を説明するためのもの
で、出湯口近傍の断面構造図である。図において１が溶
損した出湯口であり、２が前記出湯口１を構成する耐火
煉瓦、３がその上方に構築され、炉体ライニングを構成
する耐火煉瓦である。

４は前記出湯口１に連続的に配設ａｎた出湯樋であシ、
５は溶湯と滓を分離するスキンマーを示す。

１０はマッド充填装置でめり・マツドロを収納する筒体
１１と、この筒体１１の後部に装置されたマッド押出機
構１２、及び筒体１１の先端に設けられたマッド噴出口
（以下単に噴出口と言う）１３とから構成されている。

本例におけるマッド押出機構１２は油圧装置１４から供
給される油圧でラム１２１を前進（矢印ａ方向）又は後
退（矢印す方向）させる機構となっている。而して筒体
１１に収納されたマツドロは前記ラム１２１を前進させ
ることによって先端の噴出口１３から所定の圧力で噴出
する。

さて前述した連続操業中は出湯樋４や出湯口１近傍は高
温であシ、しかも出湯口外表面１ａから出湯樋後壁４ａ
までの距離が短く、狭隘なスペースにスキンマー５等が
配設されていることなどから出湯口１内にマツドロを圧
入することや圧入したマツドロの層に出湯口１を穿孔す
るなどして補修することは極めて困難である。このよう
な問題を解決するために本例におけるマッド充填装置１
゜は前記筒体１１の先端部をほぼ直角に屈曲せしめると
共に昇降台板１５に立設された支持アーム１６、および
保持装置１７によってほぼ鉛直状態で保持されている。

昇降台板１５は昇降ガイド１５１によって昇降可能に案
内され、昇降駆動装置１５２の駆動力で自在に昇降する
。また前記保持装置１７は周知の油圧あるいは空圧のシ
リンダー１７１を介在せしめて構成されており、このシ
リンダー１７１を駆動することによってマッド充填装置
１ｏは前、記支持アーム１６で回動可能に支持された支
持軸１６１を中心として旋回する。

従ってマッド充填装置１ｏは補修作業を行わないときに
は後述する第３図に示すように操業に支障を与えない部
位に退避しており、補修作業を開始するに際して前記昇
降駆動装置ｉｔ’ｌ　５２及びシリンダー１７１−を適
宜駆動制御することによって噴出口１３を出湯口１の外
表面１ａに密着させることができる。この噴出口１３が
出湯口１の外表面１ａに密着したらマッド押出機構１２
を駆動し、ラム１２１を前進させることにより筒体１１
に収納されたマツドロは出湯口１内に圧入され、充填さ
れる。尚、出湯口１近傍のスペースに比較的余裕があっ
たり、障害物の関係等に応じては例えば筒体１１ｉ第２
図に示すように傾斜構造としたり、又図示はしないけれ
ども前記台板１５を設けることなく外殻鉄皮に直接取付
けることでもよい。尚、第２図の例では第１図における
支持アーム１６と保持装置１７を逆とし、マッド充填装
置１０は中央近傍で支持された支持アーム１６を支点と
して旋回するよう構成されたものである。

さて次に出湯口１内に圧入され、充填されたマツドロに
正規々出湯口１を形成するために本発明では予め前記正
規な出湯口１の内面形状とほぼ同一の外形状をした棒状
体２１を用意した。前記正規な出湯口１は通常、直径が
５０〜６ｏｗｎのストレート孔と力っていることが多く
・ごく稀には若干のテーパーを付与さｎていることもあ
る。従って棒状体２１は前記出湯口１の内面とほぼ同一
径同一の形状になるよう形成されている。

この棒状体２１は出湯口１の補修にあたって第３図（ａ
）に示すようにマッド充填装置１０を退避位置よシ出湯
ロ１近傍に移動せしめた時点で前記噴出口１３に装着す
る。第４図はこの装着方法の一？Ｉｌを示す斜視図であ
る。

本例では噴出口１３に、先端が開口された溝１３ａを穿
設すると共に、この溝１３ａに嵌着されるコツタープレ
ート２２を用意し、コツタープレート２２のほぼ中央部
において棒状体２１の首部２１ａ″ｆ：ビン２３によっ
て回動可能に保持せしめた。

匍して棒状体２１は前記ビン２３を回動支点として矢印
ｙで示すととく揺動自在に保持され、またコツタープレ
ート２２を噴出口１３の溝１３ａに嵌着することによっ
て噴出口１３のほぼ中央部で棒状体２１の首部２１ａ’
ｉ保持することができる。

このようにして棒状体２１の装着が終了したら第３図（
ｂ）及び第３図（Ｃ）に示すように昇降駆動装置１５２
及びシリンダー１７１を駆動制御して棒状体２１の先端
を出湯口１に順次挿入せしめ、噴出口１３が出湯口１の
外表面１ａに接着する状態で駆動を停止する。この状態
で前記シリンダー１７１は所定の圧力で引張力が作用さ
せであるため噴出口１３先端は出湯口外表面１ａに密着
しており、棒状体２１の先端はその自重で垂れ下がった
状態となっている。

次いでマッド充填装置１０のマッド押出機構１２を作動
させ、第５図に示すように出湯口１内にマツドロを噴出
する。マツドロは適度な粘性と可塑性を有しておシ、溶
損した出湯口１内に逐次圧入されていく。この正大過程
で棒状体２１は前述したように揺動目在に保持されてい
ることから第５図（１））に矢印２で示すようにその先
端が順次上昇し、マツドロの圧入が終了した第５図（ｃ
）の状態では本来の正規な出湯口１のほぼ中央部に位置
するようになり、その周囲にマツドロが充填された状態
となる。つまｂｗ状体２１はマツドロの流動圧で自動的
にセンタリングされる結果となる。従って棒状体２１と
しては正規な出湯口１の内面に対応する外形状を有する
と共に前記マツドロの流動圧で効率的にセンタリングさ
れ、しかも後述するようにマツドロの焼成に弊害を与え
たい機能を有する必要がある。このような機能を発揮さ
せるためには先ず軽量なものとすることが好ましく、例
えば木質で構成すること、あるいは鋼管等を利用した中
空構造のものとすることが効果的である。又その形状は
前述したように正規な出湯口１の内面に対応する外形状
であればよく、例えば第２図に示すようにストレート形
状のま１でも支障はない。

しかしながら本発明者らの経験では棒状体２１の先端に
第４図に示す如き砲弾形の受具２１１）を設けておけば
第３図に示すような棒状体２１の出湯口１への挿入がス
ムーズに行え、更に第５図に示すようなマッド圧入時に
出湯口１の内壁１ｂでマツドロのストッパーの機能をも
発揮してその充填密度を高められるなど多くの優れた効
果が確認された。而して受具２１ｂの外径りは補修時の
出湯口１の最小径以下とし、第１図に示すように出湯口
１の内壁１ｂに相当する位置に設ければよい。

前述したマツドロの圧入充填が終了したらマツドロを加
熱し、その焼成を行う。ところでマツドロとしては前述
したように出湯口内面と棒状体２１との比較的狭隘な隙
間に効率的に圧入充填される流動性、可塑性、が要求さ
れ、加えて短時間で加熱焼成され、焼成された後には高
温の溶湯に対して充分な耐用性を発揮するものでなけれ
ばならない０ このような要求を満足するものとして、例えばロー石、
ＳＳ１０５ＡＡ２０を主成分とするタールマッド、ある
いはフェノールレジンマッド等が６Ｄ、本発明の補修用
として適用することが可能である。

前記タールマッドとしての代表的な成分組成の一例は、
ロー石：２５％、ＳｉＯ：ｌ’７％、コークス−２３％
、タール：１５％、その他：２０％であフ、このタール
マッドを６００〜１０００℃の温度範囲で、約３〜５時
間、加熱することによシ嵩比重１．７、見掛は気孔率３
０％、圧縮強さ１９５Ｋｇ　／　ｃｒｌ等の物性を発揮
するようになる。

従って本発明においては前述したマツドロの圧入充填が
終了したら直ちにマツドロの加熱を行うが、この加熱に
当たってはマッド充填装置１０を退避させた後、出湯口
１近傍を周知のバーナー等で加熱すればよい。

前記マッド充填装置ｌｏ’ｅ退避させる際、前記第４図
に示す例では噴出口上巳に装着されたコツタープレート
２２は溝１３ａの先端が解放されていることから噴出口
１３から外れ、棒状体２１は出湯口１に残された状態と
なる。このように棒状体２１會出湯口１に残した状態で
マツドロを加熱、焼成することによって強固で、かつ正
常な出湯口１を再生することができる。焼成完了後、前
記棒状体２１は引抜くか、或いはその櫨−の状態で通常
操業に移行することができる。ストレート状の棒状体２
１であれば炉内外のいずれ方向へも抜き取ることができ
、また受具２１ｂを設けたものであれば炉内方向へ打ち
込み取シ外すことができる。

一方、棒状体２１は前述したように木質や鋼で構成され
ておシ、溶湯に接すると直ちに燃焼したシ、溶融する。

本発明者らの経験では棒状体２１は焼成完了後も除去せ
ず、燃焼又は溶解させる手段を採用することが再生され
た出湯口１の内面を損傷させることが無く、結果的には
耐用性向上に繁がシ、効果的であった。又、第２図に示
すように中空構造としたものでは先端の盲部分２１ｃの
みを予め酸素ガス等で溶解除去しておけば操業再開直後
の湯出しにも全く障害を与えることがない。

尚、本発明の補修を実施する場合出湯口１近傍の温度は
極めて高いことが普通であシ、耐火煉瓦２．３は高熱を
有している。従ってこの高熱でマツドロが所定の温度ま
で高められる時は前述したバーナー等による特別な装置
による加熱を行うことなく、所定の時間棒状体２１を出
湯口１内で保持しておくのみでよいことは当然である。

本発明においてマツドロの加熱とはこの炉体の保有熱を
利用することまでを含めて言うものである。

（実施例） 本発明を１５屯、のキュポラにおいて実施した。

このキュポラの出湯口１は正規の状態で内径が５５爺の
ストレート形状となっている。この出湯口１が約１００
調程度まで溶損すると溶湯が吹出し安定した操業ができ
なくなるため従来はこの時点で炉命と判断し、炉修に入
っていた。

而して本実施例においては第１図に示すマッド充填袈直
１ｏを用いて溶損した出湯口１の補修を連続操業中に実
施した。棒状体２１は外径全５５爺とし、肉厚３Ｍの中
空構造とした。またその先端には第４図に示す如き径り
が８０ｍの砲弾形受具２１ｂを設けた。マツドロとして
は前述した成分のタールマッドを用い、このマツドロの
出湯口ｌ内への圧入充填が終了したら簡易なパイプ状の
バーナーで出湯口外表面１ａ’（ｉ７加熱した。

棒状体２１は前記加熱焼成が終了するまで出湯口ｌ内に
保持さ扛た釦とし、加熱焼成が終了した時点でその後端
から酸素パイプを挿入して先端の盲部分に相当する受具
１１１）のみを溶解せしめて通常操業に移行した。

この補修において使用したマッドは約２０炸であシ、マ
ッド圧入終了までは５〜１０分、加熱時間を含めても５
時間以内の補修時間で充分であった０ 以上の補修を行った結果、出湯口は本来の機能を発揮し
、しかもその寿命は耐火煉瓦２で構成された当初のもの
と殆ど遜色のないものであった。

又、この補修は繰り返し実施できることから僅かな補修
時間を確保するのみで半永久的な耐用性を有するものと
なった。

（発明の効果〕 本発明の補修方法の提供によってキュポラにおける出湯
口の耐用性を飛躍的に向上させることができ、この結果
キュポラの炉命も大幅に延長できた。従って高価な耐火
煉瓦の取替周期も長くなシ、整備費用の著しい低減が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図、及び第２図は本発明に基づく補修方法体の出湯
口への挿入状況を示す構造図、第４図はけ周知の一般的
なキュポラを示す部分断面構造図である。 １・・・・　・・出湯口 ２・・・・・・耐火煉瓦 ３・・・・・　・耐火煉瓦 ４・・・・・・出湯樋 ５・・　・・・・スキンマー ６・・・・・・マッド ア・・　・・　・・外殻鉄皮 ８・・・　・・・湯溜まり ９・・・・・・羽口 １ｏ・・・・・マッド充填装置 １１・・・・・筒体 １２・・・・・マッド押出機構 １３・・・・・噴出口 １４・・・・　・油圧装置 １５・・・・・昇降台板 １５１・・・・・昇降ガイド １５２・・・・・昇降駆動装置 １６・・・　・・支持アーム １６１・・・・・支持軸 １７・・・・　保持装置 １７１・・・・・　・シリンダー ２１・　・・　・・・棒状体 ２］−ａ・・・・・棒状体の首部 ２１１＋・・・　・・受具 ２２・・・　・・　・コツタープレート２３・・・・・
・ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マッドを収納する筒体の後部にマッド押出機構を、先端
   にマッド噴出口を設けたマッド充填装置の前記噴出口の
   ほぼ中央部に、設定外形状を有する棒状体の首部を揺動
   自在に保持せしめた後、前記棒状体を溶損した出湯口に
   挿入せしめつつ前記噴出口を出湯口外表面に密着せしめ
   、次いで前記出湯口内にマッドを圧入充填し、しかる後
   前記充填されたマッドを加熱焼成することを特徴とする
   出湯口の補修方法。