(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱風管を経由して送風されてきた熱風を高炉の羽口から炉内に吹き込むための高炉羽口ブローパイプにおいて、
先端が前記羽口に接続される中間パイプと、先端が前記中間パイプの後端に溶接された後端金物と、前記中間パイプの内面側に張られた断熱材と、前記断熱材の内面側に張られた耐火材とを備え、
前記断熱材の後端は前記中間パイプと前記後端金物との溶接位置から熱風管側に位置しているとともに、前記耐火材の後端は前記断熱材の後端の位置からさらに熱風管側に位置しており、
前記断熱材の後端と前記溶接位置との距離は、中間パイプ軸線方向距離で４０ｍｍ以上であることを特徴とする高炉羽口ブローパイプ。
【請求項２】
前記耐火材の後端と前記断熱材の後端との距離は、中間パイプ軸線方向距離で１００ｍｍ以上１４５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の高炉羽口ブローパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の羽口から炉内に熱風を吹き込むためのブローパイプ（高炉羽口ブローパイプ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉では、その羽口にブローパイプ（高炉羽口ブローパイプ）が接続されており、熱風炉で生成された熱風が熱風管を経由して、ブローパイプによって、羽口から炉内に吹き込まれる。
【０００３】
すなわち、図１に示すように、高炉の羽口１２にブローパイプ１１の先端が接続しているとともに、ブローパイプ１１の後端がベンドピース１３とディスタンスピース１４を介して熱風管（図示せず）に接続している。
【０００４】
ここで、ブローパイプ１１は、図１のＡ部の拡大図を図２に示すように、中間パイプ（鋼製）２１と後端金物（鋼製）２２を備えており、中間パイプ２１の先端（炉内側の端部）が羽口１２に接続され、中間パイプ２１の後端（熱風管側の端部）と後端金物２２の先端（羽口側の端部）が溶接線２３の位置で溶接されているとともに、後端金物２２の後端（熱風管側の端部）がベンドピース１３に接続している。
【０００５】
そして、ブローパイプ１１の内部を流れる高温・高圧の熱風によって中間パイプ２１が赤熱化するのを防止して、ブローパイプ１１の寿命を延ばすために、中間パイプ２１の内面側に断熱材（例えば、粘土質レンガ）２４が張られているとともに、断熱材２４はその物性上、熱風に直接曝すことはできないので、断熱材２４の内面側に耐火材（例えば、高アルミナ系レンガ）２５が張られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
その際に、断熱材２４は、その後端（熱風管側の端部）２４ｂが溶接線２３を越えて後端金物２２の内面側に位置しているとともに、耐火材２５は、断熱材２４全体を覆うように、その後端（熱風管側の端部）２５ｂが断熱材２４の後端２４ｂの位置を越えて後端金物２２の内面側に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５２−１１３３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような構造のブローパイプ（高炉羽口ブローパイプ）であっても、高炉の操業条件の多様化等のために、比較的短期間で劣化したり破損したりする場合がでてくるようになった。
【０００９】
そのため、更に寿命の長い高炉羽口ブローパイプが求められるようになってきた。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高炉の羽口から炉内に熱風を吹き込むための高炉羽口ブローパイプとして、より一層寿命の長い高炉羽口ブローパイプを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。
【００１２】
［１］熱風管を経由して送風されてきた熱風を高炉の羽口から炉内に吹き込むための高炉羽口ブローパイプにおいて、
先端が前記羽口に接続される中間パイプと、先端が前記中間パイプの後端に溶接された後端金物と、前記中間パイプの内面側に張られた断熱材と、前記断熱材の内面側に張られた耐火材とを備え、
前記断熱材の後端は前記中間パイプと前記後端金物との溶接位置から熱風管側に位置しているとともに、前記耐火材の後端は前記断熱材の後端の位置からさらに熱風管側に位置しており、
前記断熱材の後端と前記溶接位置との距離は、中間パイプ軸線方向距離で４０ｍｍ以上であることを特徴とする高炉羽口ブローパイプ。
【００１３】
［２］前記耐火材の後端と前記断熱材の後端との距離は、中間パイプ軸線方向距離で１００ｍｍ以上１４５ｍｍ以下であることを特徴とする前記［１］に記載の高炉羽口ブローパイプ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、より一層寿命の長い高炉羽口ブローパイプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における高炉羽口ブローパイプを示す図である。
【図２】図１における部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
本発明の一実施形態における高炉羽口ブローパイプの基本的な構成は、前述の図１、図２に示したものと同様である。
【００１８】
すなわち、図１に示すように、高炉の羽口１２にブローパイプ（高炉羽口ブローパイプ）１１の先端が接続しているとともに、ブローパイプ１１の後端がベンドピース１３とディスタンスピース１４を介して熱風管（図示せず）に接続している。
【００１９】
ここで、ブローパイプ１１は、図１のＡ部の拡大図を図２に示すように、中間パイプ（鋼製）２１と後端金物（鋼製）２２を備えており、中間パイプ２１の先端（炉内側の端部）が羽口１２に接続され、中間パイプ２１の後端（熱風管側の端部）と後端金物２２の先端（羽口側の端部）が溶接線２３の位置で溶接されているとともに、後端金物２２の後端（熱風管側の端部）がベンドピース１３に接続している。
【００２０】
そして、ブローパイプ１１の内部を流れる高温・高圧の熱風によって中間パイプ２１が赤熱化するのを防止して、ブローパイプ１１の寿命を延ばすために、中間パイプ２１の内面側に断熱材（例えば、粘土質レンガ）２４が張られているとともに、断熱材２４の内面側に耐火材（例えば、高アルミナ系レンガ）２５が張られている。
【００２１】
その際に、断熱材２４は、その後端（熱風管側の端部）２４ｂが溶接線２３を越えて後端金物２２の内面側に位置しているとともに、耐火材２５は、断熱材２４全体を覆うように、その後端（熱風管側の端部）２５ｂが断熱材２４の後端２４ｂの位置を越えて後端金物２２の内面側に位置している。
【００２２】
その上で、本発明者らは、ブローパイプ１１の寿命を更に向上するために、ブローパイプ１１の中で最も強度が弱い、中間パイプ２１と後端金物２２との溶接線２３に着目した。
【００２３】
すなわち、ブローパイプ１１においては、その内部を流れる高温（約１２００℃）の熱風によって熱応力が生じ、その熱応力により溶接線２３の近傍の中間パイプ２１や後端金物２２が劣化し破損することになる。
【００２４】
しかし、本発明者らの検討の結果、この熱応力はブローパイプ１１全体に均等に生じるわけではなく、中間パイプ２１の内面側に張られた断熱材２４と耐火材２５の設置位置に大きく影響されることを把握した。
【００２５】
つまり、従来のブローパイプでは、断熱材２４の後端２４ｂと溶接線２３との距離（中間パイプ軸線方向距離Ｘ）が短く、しかも、断熱材２４の後端２４ｂと耐火材２５の後端２５ｂとの距離（中間パイプ軸線方向距離Ｙ）が適切でない結果、熱応力が溶接線２３の近傍に集中して大きくなりやすく、この熱応力により溶接線２３の近傍の中間パイプ２１や後端金物２２が劣化し破損していたわけである。特に、後端金物２２は耐力が低く、劣化や破損が著しくなる。
【００２６】
そこで、本発明者らは、断熱材２４の後端２４ｂと溶接線２３との中間パイプ軸線方向距離Ｘと、断熱材２４の後端２４ｂと耐火材２５の後端２５ｂとの中間パイプ軸線方向距離Ｙを種々変更して調査した結果、断熱材２４の後端２４ｂと溶接線２３との中間パイプ軸線方向距離Ｘを４０ｍｍ以上離すことにより、熱風による溶接線２３への熱影響を断熱材２４が的確に抑制するようになり、溶接線２３に生じる熱応力を著しく低減でき、溶接線２３近傍の中間パイプ２１や後端金物２２の劣化や破損を抑止できることを見出した。
【００２７】
それに加えて、断熱材２４の後端２４ｂと耐火材２５の後端２５ｂとの中間パイプ軸線方向距離Ｙを１００ｍｍ以上離すことにより、熱風による断熱材２４への熱影響を耐火材２５が的確に抑制するようになり、断熱材２４の損傷が防止され、溶接線２３近傍の中間パイプ２１や後端金物２２の劣化や破損を一層抑止できることを見出した。
【００２８】
したがって、この実施形態においては、断熱材２４の後端２４ｂが溶接線２３から熱風管側に中間パイプ軸線方向距離で４０ｍｍ以上離れて位置するようにしている。すなわち、Ｘ≧４０ｍｍとなるようにしている。
【００２９】
さらに、必要に応じて、耐火材２５の後端２５ｂが断熱材２４の後端２４ｂの位置から熱風管側に中間パイプ軸線方向距離で１００ｍｍ以上離れて位置するようにしている。すなわち、Ｙ≧１００ｍｍとなるようにしている。ただし、距離Ｙが大きくなりすぎると、強度が低い後端金物２２の長さが長くなり強度低下につながるので、距離Ｙは１４５ｍｍ以下にした。
【００３０】
このようにして、この実施形態においては、溶接線２３近傍の中間パイプ２１や後端金物２２の劣化や破損を防止できるようになり、より一層寿命の長いブローパイプ１１を得ることができる。
【実施例１】
【００３１】
本発明の実施例１を以下に述べる。
【００３２】
この実施例１においては、前述の図１、図２に示した高炉羽口ブローパイプ１１について、断熱材２４の後端２４ｂと溶接線２３との中間パイプ軸線方向距離Ｘと、断熱材２４の後端２４ｂと耐火材２５の後端２５ｂとの中間パイプ軸線方向距離Ｙを変更して、溶接線２３近傍の後端金物２２に発生する熱応力を測定した。なお、断熱材２４は粘土質レンガであり、耐火材２５は高アルミナ系レンガであった。
【００３３】
そして、従来は、距離Ｘが１５ｍｍ、距離Ｙが１５０ｍｍであったので、それを従来例とした。
【００３４】
それに対して、本発明例１として、耐火材２５の後端２５ｂと溶接線２３との中間パイプ軸線方向距離（すなわち、距離Ｘ＋距離Ｙ）を従来例と同じ１６５ｍｍにして、距離Ｘを６５ｍｍとした（したがって、距離Ｙは１００ｍｍ）。また、本発明例２として、同様に、距離Ｘ＋距離Ｙを従来例と同じ１６５ｍｍにして、距離Ｘを５５ｍｍとした（したがって、距離Ｙは１１０ｍｍ）。
【００３５】
それぞれの場合について得られた、後端金物２２に発生した熱応力σｔと、その後端金物２２に発生した熱応力σｔの後端金物２２の耐力σｐに対する比率σｔ／σｐを表１に示す。後端金物２２の耐力σｐは２３５ＭＰａであった。なお、熱応力σｔは、１２００℃の熱風をブローパイプ１１の内部に通した場合の有限要素法による熱応力計算で求めた値を示す。
【００３６】
【表１】
0005510231.tif 000002
【００３７】
表１に示すように、従来例では、後端金物２２の熱応力σｔが耐力σｐの８０％に達しているのに対して、本発明例１、２では、後端金物２２の熱応力σｔが耐力σｐの３５％、４３％にと、５０％未満にまで低減している。
【００３８】
このように、本発明例１、２では、従来例に比べて、溶接線２３近傍の後端金物２２や中間パイプ２１に発生する熱応力を大幅に抑制することができ、本結果に基づき高炉羽口で本発明例１および本発明例２を実施したところ、高炉羽口ブローパイプ１１の寿命を従来の２倍以上に延ばすことができた。
【符号の説明】
【００３９】
１１  ブローパイプ（高炉羽口ブローパイプ）
１２  羽口
１３  ベンドピース
１４  ディスタンスピース
２１  中間パイプ
２２  後端金物
２３  溶接線
２４  断熱材
２４ｂ  断熱材の後端
２５  耐火材
２５ｂ  耐火材の後端
【図１】
0005510231.tif 000003
【図２】
0005510231.tif 000004