TWI680270B - 磚的內襯堆砌方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是在構築窯爐的側壁的磚的內襯堆砌方法中，不增加所使用的磚的製造成本地提昇磚的內襯堆砌作業的效能，並提供一種磚的內襯堆砌方法，是藉由將磚複數段積層在形成大致圓筒形且具有築爐半徑不同的部位的窯爐的內側側部，構築該窯爐的側壁，在築爐半徑不同段的彼此間，在各個段除了調整磚以外僅使用推拔角度以及高度相等的磚，並且在各個的段的至少局部使用推拔角度、高度以及長度相同且背面寬度不同的磚。

Description

磚的內襯堆砌方法
本發明是有關於構築高爐、熱風爐、轉爐、電爐、澆桶、以及真空脫氣爐等的形成大致圓筒形的窯爐的側壁(內側側壁)的磚的內襯堆砌方法。
例如，轉爐的側壁，通常是藉由將磚在圓周方向依序配置，複數段積層於上下方向所構築。該磚是以撥形或與此類似的形狀，內襯堆砌於轉爐時的圓周方向的兩個側面成為推拔面。以往，在各個的段的內襯堆砌，使用推拔角度不同的兩個形狀的磚。這是因為即使在一個的窯爐內將築爐半徑不同的段進行內襯堆砌時，仍可以藉著以兩個形狀的磚進行對應來減少磚的形狀數量，並壓低磚的製造成本。此推拔角度不同的兩個形狀的磚的組合，即使內徑有些微不同，仍可以適用於其他的窯爐。
然而，因為藉此方法是事先決定好兩個形狀的磚的組合(比率)，為了磚的方向盡量相對於壁成為直角，必須每一次都挑選形狀來將磚進行內襯堆砌，所以有磚的內襯堆砌作業煩雜又耗費手續的問題。
為了解決此問題，如專利文獻1般，事先依既定的順序將磚的排列於托架方法。依據此方法會有窯爐的內襯堆砌作業本身較為容易，但磚的包裝作業上較花費手續的問題。另外，在磚的內襯堆砌作業時，磚雖然依既定的順序排列，但在內襯堆砌時須要有確認每一個磚的形狀的作業。
另一方面，雖然考慮過在一個段使用單一形狀的磚的方式，但如此一來，磚的內襯堆砌作業效能雖然提昇，卻必須在每個築爐半徑不同的段或築爐半徑不同的窯爐準備多數形狀不同的磚的種類，因此在磚的成形時，會產生在成型模(金屬框以及上下內襯)的更換作業上須耗費許多的工時的問題。

[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1 日本特開2005-9707號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明所欲解決的課題在於：在構築窯爐的側壁的磚的內襯堆砌方法中，不增加所使用的磚的製造成本地提昇磚的內襯堆砌作業的效能。

[解決問題之技術手段]
依據本發明，提供以下的(1)~(4)的磚的內襯堆砌方法。
(1)一種磚的內襯堆砌方法，是藉由將磚複數段積層在形成大致圓筒形且具有築爐半徑不同的部位的窯爐的內側側部，構築該窯爐的側壁；其特徵為：
以磚內襯堆砌於窯爐時的位置作為基準，在以圓周方向的側面作為圓周方向側面，以兩個圓周方向側面所成的角度作為推拔角度，以磚的背面的圓周方向的尺寸作為背面寬度時，
在築爐半徑不同段的彼此間，在各個段除了調整磚以外僅使用推拔角度以及高度相等的磚，並且在各個的段的至少局部使用推拔角度、高度以及長度相同且背面寬度不同的磚。
(2)如(1)所述的磚的內襯堆砌方法，其中，在築爐半徑相同段彼此間，在各個的段除了調整磚以外僅使用推拔角度以及高度相等的磚，並且在各個的段的至少局部使用推拔角度、高度、長度以及背面寬度相等的磚。
(3)如(1)或(2)所述的磚的內襯堆砌方法，其中，以圓周方向側面成為加壓面的方式使用在1軸方向加壓成形的磚。
(4)如(1)、(2)或(3)所述的磚的內襯堆砌方法，其中，窯爐是轉爐。

[發明效果]
在築爐半徑不同的段彼此間，藉著使用推拔角度、高度以及長度為共通的磚，可以製造壓低磚的製造成本(成形成本)，並且形狀(背面寬度)不同的磚。換言之，藉著磚的製造時在圓周方向側面成為加壓面的方向進行成形，由於不須更換使用於上下的加壓面的內襯，可以藉著將所使用的坏土的量予以調整來成形背面寬度不同的磚，因而壓低製造成本。
另外，因為在將窯爐的側壁進行內襯堆砌時，可以將基本上相同的磚繼續進行內襯堆砌，所以用來進行磚的內襯堆砌的作業效率大幅提昇。而且，因為不用在事前依序將磚排列在托架上所以不會增加包裝作業的負擔。
第1A圖是用來說明本發明的磚的內襯堆砌方法的一個實施方式的轉爐的概略縱剖面。第1B圖是在第1A圖所示的轉爐的側壁的內襯堆砌中屬於第7段的局部橫剖面。此外，在第1A圖有關於爐底的磚，省略圖示。
在第1A圖，永久用耐火材料2被內襯堆砌於鐵皮1的內側，作為內襯材料的磚3A~H內襯堆砌於永久用耐火材料2的內側來構築側壁。具體而言，雖然磚18段積層(內襯堆砌)於在此轉爐的側壁，但使用的磚是推拔角度全部相同，因此，各個段的磚的使用數量是全部相同。另外，18段全部的磚的長度也都相等。此外，此轉爐的橫剖面是在所有的部位成為圓形，磚是第1B圖所示般配置。如此第1B圖所示般，在本發明中，磚的圓周方向側面33、34是指內襯堆砌於窯爐時的圓周方向的側面。
雖然在此轉爐的側壁第3~13段的直體部的築爐半徑相等，但第1段、第2段、以及第14~18段是築爐半徑不同。此處的築爐半徑是指從轉爐的中心到永久用耐火材料的內面為止的距離。
第2A圖是表示：使用於第1段的磚3A、使用於第2段的磚3B、以及使用於第3~13段的磚3C的各個的俯視圖。磚3A~C的推拔角度α是全部相等。在此，磚的推拔角度是指兩個的圓周方向側面33、34所成的角度α。
第2B圖是將使用於第1段、第2段以及第3~13段的三種的磚3A~C對齊磚的單側的圓周方向側面34且重疊於高度方向的俯視圖。最下方的磚3C是在第3~13段所使用的磚，為了配置於築爐半徑最大的部分所以背面寬度最大，隨著築爐半徑變小而背面寬度變小。換言之，磚3C(第3~13段)的背面寬度W3＞磚3B(第2段)的背面寬度W2＞磚3A(第1段)的背面寬度W1。
第2C圖是在第3~13段所使用的磚3C的立體圖，即所謂的撥形的形狀，磚的長度面(圓周方向側面)朝長邊方向以相同角度傾斜，最大面成為台形(撥形)狀。在第1段和第2段，使用寬度不同的磚。在本發明，以內襯堆砌磚時的位置作為基準，將磚的背面36的圓周方向稱為背面寬度，將內面35的圓周方向稱為內面寬度，將窯爐的底側稱為下面32，以及將窯爐的上側稱為上面31。而且，將爐長方向設為磚的高度H，將爐的半徑方向設為磚的長度L。
如前述般這些三種的磚3A~C，因為其推拔角度α、高度H以及長度L共通，所以在磚的製造時，可以藉著如第2B圖所示般以1軸方向加壓成形以使圓周方向側面34成為加壓面來使用共通的金屬框以及上下內襯進行成形。在此金屬框是指在成形時形成磚的成形時的側面的框，上下內襯是指磚的成形時用來形成上面和下面的上部內襯和下部內襯。上部內襯以及/或下部內襯是藉著將金屬框內朝上下方向移動來將金屬框內的坏土予以加壓且成形為磚形狀。而且，可以藉著改變投入於以金屬框和下部內襯構成的空間的坏土的量，成形僅寬度不同的磚。
第3A圖是將在第14段所使用的磚3D、在第15段所使用的磚3E、以及在第16段所使用的磚3F的單側的圓周方向側面34對齊且重疊於高度方向的俯視圖。最下方的磚3D是使用於第14段的磚，為了配置於築爐半徑較大的部分所以背面寬度較大，隨著築爐半徑變小而背面寬度變小。此外，雖然未表示於第3A圖但在第17段所使用的磚3G以及在第18段所使用的磚3H也同樣地背面寬度變小。換言之，磚3D(第14段)的背面寬度W4＞磚3E(第15段)的背面寬度W5＞磚3F(第16段)的背面寬度W6＞磚3G(第17段)的背面寬度＞磚3G(第18段)的背面寬度。
第3B圖是在第14段所使用的磚3E的立體圖，在第2C圖的磚，內面35和背面36相對於上面31傾斜且兩個的面(內面35、背面36)成為平行的磚。在第14~18段是使用寬度與此磚3E不同的磚。
即使如此般築爐半徑不同，藉著將在各段彼此所使用的磚的推拔角度α、高度H以及長度L形成相同，因為可以如前述般使用共通的金屬框以及上下內襯進行成形，所以不存有成形時的成型模(金屬框以及上下內襯)的更換作業，既使磚的形狀數增加仍不會增加成形成本(製造成本)。特別是轉爐因為如第1A圖般上部和下部傾斜所以築爐半徑不同的段較多，藉著適用本發明，不增加製造成本且提昇內襯堆砌作業效能的效果較大。
另外，由於可在築爐半徑相同的部位亦即第3~13段使用各段單一形狀的磚，因而可以不增加磚的包裝作業成本地提昇內襯堆砌作業的效能。
此外，雖然在第1A圖，內襯堆砌於一個的段的磚的長度全部相等，但推拔角度相等的話也可以使用局部長度不同的磚。例如轉爐的出鋼口附近等，雖然有將長度較長的磚配置於轉爐的側壁上損耗較大的區域的情況，但此情況也可以適用本發明的內襯堆砌方法。具體而言，在損耗較大的區域使用900mm的長度的磚，其他的部位可以將800mm和兩種的長度的磚內襯堆砌於一個段。換言之，本發明的內襯堆砌方法是將「在築爐半徑不同段的彼此間，在各個段除了調整磚以外僅使用推拔角度以及高度相等的磚，並且在各個的段的至少局部使用推拔角度、高度以及長度相同且背面寬度不同的磚」作為要旨，推拔角度、高度以及長度相等的磚是使用於各個的段的「至少局部」即可。換句話說，在築爐半徑不同的段彼此間，將推拔角度、高度以及長度相等磚使用於在各個段的「至少局部」即可。此外，第1A圖是在築爐半徑不同的段彼此間，將推拔角度、高度以及長度相等磚使用於各個段的「全部」的情況，在此情況內襯堆砌作業的效能最為提昇。因而，從內襯堆砌作業的效能提昇的觀看來看，如第1A圖般最佳為「全部」，在「至少局部」的情況，較佳為在50％(一半)以上的區域使用推拔角度、高度以及長度相等的磚。有關於「在築爐半徑相同段彼此間，在各個的段除了調整磚以外僅使用推拔角度以及高度相等的磚，並且在各個的段的至少局部使用推拔角度、高度、長度以及背面寬度相等的磚」之中的「至少局部」亦相同。
另一方面，即使是使用如前述般局部長度不同的磚並在一個的段使用兩種長度的磚的情況(前述的「至少局部」的情況)，以往的內襯堆砌方法是一個段的磚成為四個形狀，本發明的內襯堆砌方法以兩個形狀即可所以仍可得到成形作業工時、包裝作業工時以及內襯堆砌作業工時減少的效果。
另外，雖然第1A圖是在一個的轉爐內的築爐半徑不同的側壁適用本發明的例子，但在複數的轉爐間及其他的複數的窯爐間將築爐半徑不同的側壁進行內襯堆砌的情況也可適用本發明。因可以在複數的窯爐使用相同成型模(金屬框以及上下內襯)所以可以不增加製造成本，將各窯爐的側壁進行內襯堆砌。
此外，在本發明所使用的磚是如前述般，使用各個1組的金屬框和上下內襯，以圓周方向側面作為加壓面而在1軸方向加壓，而且可以藉著將投入於金屬框內的坏土的量予以調整，藉著將內面寬度和背面寬度不同的複數的形狀的磚予以成形來製造。在此，成形以外的製造步驟，亦即混練、乾燥、熱處理等可以藉與以往相同的製法進行。另外，雖在實施例表示撥形以及撥形的類似形狀，但除此之外，也可適用拱形或楔形。

[實施例]
接著，說明將本發明的內襯堆砌方法適用於實際的轉爐的實施例。
第4圖是進行內襯堆砌試驗的實際的轉爐的概略縱剖面。在第4圖將第1~36段為止以本發明的內襯堆砌方法進行，第37段以上是將以往的每一段推拔角度不同的兩個形狀的磚予以組合來進行內襯堆砌。此外，在第4圖中省略以本發明的內襯堆砌方法進行的部位以外的內襯堆砌。
此轉爐是第7~36段的直體部的築爐半徑為4000mm，且築爐半徑在從第6段的下方起縮小。第1~5段是使用磚的長度為720mm，第6~17段是使用磚的長度為810mm，第18~36段是使用磚的長度為900mm。另外，雖然全部的磚的推拔角度是2.25°，高度是150mm，但直體部(第7~36段)的磚的背面寬度是157mm，築爐半徑較小的段的磚的背面寬度是比直體部更小。
將此實施例使用的磚的形狀、包裝方法、成形方法以及各作業工時等在表1中與比較例做對比表示。比較例是以往的內襯堆砌方法，並使用每一段之推拔角度不同的兩個形狀的磚的方法。另外，使用於實施例以及比較例的磚是以加壓面(與上下內襯的接觸面)為圓周方向側面的條件來成形。
表1
實施例 比較例
第1~5段 磚的長度720mm 磚的形狀 背面寬度在每個段不同的5個形狀的磚 推拔角度不同的2個形狀的磚
包裝方法 1個形狀/托架 2個形狀/托架
磚的合計形狀數(形狀) 5 2
成型時所使用的金屬框(組) 1 1
成型時所使用的上下內襯(組) 1 2
成型作業工時(指數) 95 100
包裝作業工時(指數) 70 100
內襯堆砌作業工時(指數) 90 100
第6~7段 磚的長度810mm 磚的形狀 背面寬度在每個段不同的2個形狀的磚 推拔角度不同的2個形狀的磚
包裝方法 1個形狀/托架 2個形狀/托架
磚的合計形狀數(形狀) 2 2
成型時所使用的金屬框(組) 1 1
成型時所使用的上下內襯(組) 1 2
成型作業工時(指數) 95 100
包裝作業工時(指數) 70 100
內襯堆砌作業工時(指數) 90 100
第8~17段 磚的長度810mm 磚的形狀 1個形狀 2個形狀
包裝方法 1個形狀/托架 2個形狀/托架
磚的合計形狀數(形狀) 1(與第7段相同) 2(與第7段相同)
成型時所使用的金屬框(組) 1(與第7段相同) 1(與第7段相同)
成型時所使用的上下內襯(組) 1(與第7段相同) 2(與第7段相同)
成型作業工時(指數) 95 100
包裝作業工時(指數) 70 100
內襯堆砌作業工時(指數) 90 100
第18~36段 磚的長度900mm 磚的形狀 1個形狀 2個形狀
包裝方法 1個形狀/托架 2個形狀/托架
磚的合計形狀數(形狀) 1 2
成型時所使用的金屬框(組) 1 1
成型時所使用的上下內襯(組) 1 2
成型作業工時(指數) 95 100
包裝作業工時(指數) 70 100
內襯堆砌作業工時(指數) 90 100
以下，參照表1來針對實施例以及比較例進行詳細說明。此外，在表1中各作業工時是將比較例的各作業工時作為100的指數來表記。
[第1~5段]
在實施例，雖然磚的形狀在各段之中為單一形狀，但磚的背面寬度和內面寬度在每個段不同，使用合計5個形狀的磚。另外，包裝方法是每一個的托架僅包裝一個形狀的磚。而且因為藉著變更在成形時投入金屬框內的坏土的量來改變磚的寬度的長度，所以金屬框和上下內襯分別只使用一種。
相對於此在比較例中，使用僅推拔不同的兩個形狀的磚，包裝方法是將每一個的托架兩個形狀的磚依照堆於轉爐的順序來排列配置。並且成形時，為了變更磚的推拔角度而使用兩種的上下內襯。
有關於磚的合計形狀數，實施例是第1~5段的每個段為寬度不同的磚所以合計為5個形狀，但比較例是推拔不同的兩個形狀。
在磚的成形步驟中，在實施例因為磚的長度以及推拔角度相等所以上下內襯可以藉一種來成形，但在比較例為了變更磚的推拔角度上下內襯所以必須為兩種，上下內襯的更換作業變得格外須要且成形作業工時增加。
有關於包裝作業工時，在實施例中僅將一個形狀的磚堆於一個托架的作業即可，但因為在比較例是依序將兩個形狀的磚排列於一個托架所以工時大幅增加。
有關於內襯堆砌作業工時，在比較例將依作業順序配置的磚從托架取出，但須要形狀的確認作業，其結果內襯堆砌作業效率比實施例更差。
[第6~7段]
在實施例，雖然磚的形狀是在各段之中為單一形狀，但兩個段彼此間磚的背面寬度和內面寬度不同，使用兩個形狀的磚。另外，包裝方法是每一個的托架僅包裝一個形狀的磚。另一方面，在成形時，因為長度與第1~5段的磚不同，所以金屬框和上下內襯是使用長度比第1~5段更長的金屬框和上下內襯。但是，因為藉著將投入金屬框內的坏土的量予以變更來改變磚的寬度，所以金屬框和上下內襯分別只使用一種。
相對於此在比較例中，使用推拔角度不同的兩個形狀的磚，包裝方法是將每一個的托架兩個形狀的磚依照堆於轉爐的順序來排列配置。而且成形時是使用與第1~5段的磚長度不同的金屬框和上下內襯，而且與實施例不同為了變更磚的推拔角度而使用兩種的上下內襯。
有關於磚的合計形狀數，實施例是第6~7段的每個段成為寬度不同的磚所以合計為兩個形狀，但比較例是成為推拔角度不同的兩個形狀。
在磚的成形步驟中，在實施例中因為相對於第1~5段長度不同所以須要用來更換金屬框和上下內襯的作業，在比較例中進一步必須上下內襯兩種，上下內襯的更換作業變得格外須要且成形作業工時增加。
有關於包裝作業工時，在實施例中是僅將一個形狀的磚堆於一個托架的作業即可，但因為比較例是依序將兩個形狀的磚排列於一個托架所以工時增加。
有關於內襯堆砌作業工時，比較例是將依作業順序配置的磚從托架取出，但須要形狀的確認作業，其結果內襯堆砌作業效率會比實施例更差。
[第8~17段]
在實施例中使用與前述第7段相同的磚，包裝方法是每一個的托架包裝一個形狀的磚，金屬框以及上下內襯是一種。
相對於此，在比較例中使用與第7段相同且推拔角度不同的兩個形狀的磚，包裝方法是將每一個的托架兩個形狀的磚依照堆於轉爐的順序來排列配置。並且成形時，為了變更磚的推拔角度而使用兩種的上下內襯。
在磚的成形步驟，因為實施例以及比較例皆可以分別使用與第7段相同的磚所以金屬框的更換作業不是必須，但在比較例為了變更磚的推拔角度所以上下內襯必須為兩種，此上下內襯的更換作業變得格外須要且成形作業工時增加。
有關於包裝作業工時，在實施例中是僅將一個形狀的磚堆於一個托架的作業即可，但比較例因為依序將兩個形狀的磚排列於一個托架所以工時大幅增加。
有關於內襯堆砌作業工時，比較例是將依作業順序配置的磚從托架取出，但須要形狀的確認作業，其結果內襯堆砌作業效率會比實施例更差。
[第18~36段]
在實施例中是使用單一形狀的磚，包裝方法是每一個的托架包裝一個形狀的磚，但在成形時因為長度與第7~17段的磚不同，所以金屬框和上下內襯的長度是使用比第7~17段更長的金屬框和上下內襯。
相對於此在比較例中使用推拔不同的兩個形狀的磚，包裝方法是將每一個的托架兩個形狀的磚依照堆於轉爐的順序來排列配置。而且成形時長度是使用比第7~17段更長的金屬框和上下內襯，此外為了成形推拔角度不同的磚所以上下內襯是使用兩種。
在磚的成形步驟中，在實施例中須要從在第7~17段所使用的金屬框和上下內襯，換成較長的金屬框和上下內襯的更換作業。由於在比較例中為了進一步成形出推拔不同的兩個形狀的磚，須要兩種的上下內襯的更換作業，因而成形作業工時是比較例變得較多。
有關於包裝作業工時，在實施例中是僅將一個形狀的磚堆於一個托架的作業即可，但比較例因為依序將兩個形狀的磚排列於一個托架所以工時大幅增加。
有關於內襯堆砌作業工時，比較例是將依作業順序配置的磚從托架取出，但須要形狀的確認作業，其結果內襯堆砌作業效率變得比實施例更差。
此外，省略有關於在以上的實施例以及比較例中的調整磚的使用說明。調整磚是指將磚在沿著鐵皮圓周(永久用耐火材料內周)堆積的情況，由於最後的磚形狀有不固定的情形因而測定間隙尺寸，將沿該尺寸的磚形狀的磚予以加工製作之用以填補間隙並且使磚在圓周方向不鬆動的楔入磚。雖然前述的實施例以及比較例皆適當使用調整磚，但由於伴隨使用調整磚的作業工時在實施例和比較例是大致相同，因而不會影響前述的實施例和比較例的作業工時的比較。
另外，雖在前述的實施例中，第1~36段為止適用本發明的內襯堆砌方法，並在第37段以上適用以往的內襯堆砌方法，但第1段至第36段為止既已適用本發明的內襯堆砌方法，前述的實施例的內襯堆砌方法可視為屬於本發明的範圍內。
1：鐵皮
2：永久用耐火材料
3A~H：磚
31：上面
32：下面
33：圓周方向側面
34：圓周方向側面
35：內面
36：背面
第1A圖是用來說明本發明的磚的內襯堆砌方法的一個實施方式的轉爐的概略縱剖面。
第1B圖是在第1A圖所示的轉爐的側壁的內襯堆砌中，第7段的局部橫剖面。
第2A圖是在第1A圖所示的轉爐的側壁的內襯堆砌中，在第1段、第2段以及第3~13段所使用的磚的俯視圖。
第2B圖是在第1A圖所示的轉爐的側壁的內襯堆砌中，在第1段、第2段以及第3段所使用的磚的說明圖。
第2C圖是在第1A圖所示的轉爐的側壁的內襯堆砌中，在第3~13段所使用的磚的立體圖。
第3A圖是在第1A圖所示的轉爐的側壁的內襯堆砌中，在第14段、第15段以及第16段所使用的磚的說明圖。
第3B圖是在第1A圖所示的轉爐的側壁的內襯堆砌中，在第14段所使用的磚的立體圖。
第4圖是用來說明本發明的磚的內襯堆砌方法的一個實施例的實際的轉爐的概略縱剖面。

Claims (5)

  1. 一種磚的內襯堆砌方法，是藉由將磚複數段積層在形成大致圓筒形且具有築爐半徑不同的部位的窯爐的內側側部，構築該窯爐的側壁；其特徵為：
    以磚內襯堆砌於窯爐時的位置作為基準，在以圓周方向的側面作為圓周方向側面，以兩個圓周方向側面所成的角度作為推拔角度，以磚的背面的圓周方向的尺寸作為背面寬度時，
    在築爐半徑不同段的彼此間，在各個段除了調整磚以外僅使用推拔角度以及高度相等的磚，並且在各個的段的至少局部使用推拔角度、高度以及長度相同且背面寬度不同的磚。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的磚的內襯堆砌方法，其中，
    在築爐半徑相同段彼此間，在各個的段除了調整磚以外僅使用推拔角度以及高度相等的磚，並且在各個的段的至少局部使用推拔角度、高度、長度以及背面寬度相等的磚。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磚的內襯堆砌方法，其中，
    以圓周方向側面成為加壓面的方式使用在1軸方向加壓成形的磚。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磚的內襯堆砌方法，其中，
    窯爐是轉爐。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的磚的內襯堆砌方法，其中，
    窯爐是轉爐。
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