(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出銑口耐火物を、鉛直方向に２枚以上重ねた煉瓦を１組として、その組み煉瓦における煉瓦の重ね方向と同一方向にその組み煉瓦をつなぎ積みした柱構造を持つものとすることを特徴とする溶銑保持炉。
【請求項２】
前記組み煉瓦は、鉛直方向寸法が水平方向寸法と等しくなるかそれより小さくなる枚数だけ煉瓦を重ねたものであることを特徴とする、請求項１記載の溶銑保持炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐用性に優れる溶銑保持炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶銑保持炉（もしくは混銑炉）は、高炉で出銑された銑鉄を、転炉で脱Ｃするまでの期間、一時的に保持するために使用される。溶銑保持炉は、温度低下を抑制するため、通常、樽型の密閉構造を持ち、上部に開閉式の蓋付の受銑口、側壁に出銑口および出さい口を持つ。また、温度を一定に保持するために、電磁誘導ヒ一夕、バーナーなどを付帯する設備もある。
【０００３】
溶銑保持炉の出湯口には、柱構造（例えば非特許文献１参照）と呼ばれる煉瓦の積み方を用いるのが一般的である。この柱構造は、水平断面が正方形、鉛直断面が直方体（鉛直方向が短尺）の煉瓦を、非特許文献１の図３に示されているように上下段の煉瓦の目地をずらしてつなぎ積みする構造である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】耐火物誌  ｖｏｌ．２５、１９７３、Ｐ．１３１；図３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の柱構造は、１枚ずつの煉瓦について上下段の煉瓦の目地をずらしてつなぎ積みする１段つなぎ積み構造であるため、積まれた煉瓦の、上下の目地に挟まれた部位が稼動初期段階で割れる場合が多く、割れた部位はその後の稼動段階で剥落し、それゆえ煉瓦の損耗速度が速く、炉を短命にするという問題があった。このことから、長寿命の溶銑保持炉煉瓦積み構造が無かったのが実情である。
以上の実情に鑑み、本発明は、長寿命を達成できる溶銑保持炉の煉瓦積み構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の溶銑保持炉は、前記課題を解決するために、出銑口耐火物を、鉛直方向に２枚以上重ねた煉瓦を１組として、その組み煉瓦を上下で目地をずらしてその組み煉瓦における煉瓦の重ね方向と同一方向につなぎ積みした柱構造を持つものとすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の溶銑保持炉によれば、出銑口耐火物を、鉛直方向に２枚以上重ねた煉瓦を１組として、その組み煉瓦を上下で目地をずらしてその組み煉瓦における煉瓦の重ね方向と同一方向につなぎ積みした柱構造を持つものとすることで、鉛直方向上下の目地に挟まれた部分の煉瓦の割れを防止できるので、十分に長寿命とすることができるようになった。
【０００８】
なお、本発明においては、前記組み煉瓦は、鉛直方向寸法が水平方向寸法と等しくなるかそれより小さくなる枚数だけ煉瓦を重ねたものであると、柱構造が横倒れしにくくなるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の溶銑保持炉の煉瓦積構造と本発明の一実施例の溶銑保持炉の煉瓦積構造とを示す説明図である。
【図２】従来の溶銑保持炉の煉瓦積構造の割れ発生部位を示す説明図である。
【図３】従来の溶銑保持炉の煉瓦積構造と上記実施例の溶銑保持炉の煉瓦積構造との熱応力を比較して示す説明図である。
【図４】従来の溶銑保持炉の煉瓦積構造と上記実施例の溶銑保持炉の煉瓦積構造との実炉での外観を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の溶銑保持炉では、出銑口耐火物を、鉛直方向に２枚以上重ねた煉瓦を１組として、その組み煉瓦を上下で目地をずらしてその組み煉瓦における煉瓦の重ね方向と同一方向につなぎ積みした柱構造を持つものとすることが必要である。このようにすることで、鉛直方向上下の目地に挟まれた部分の割れを防止できるので、十分に長寿命とすることができるようになった。
【００１１】
従来の溶銑保持炉の柱構造を構成する煉瓦積み構造である１段つなぎ積み構造と、本発明の溶銑保持炉の一実施例における柱構造を構成する煉瓦積み構造である２段つなぎ積み構造とを図１に示す。この図は、溶銑保持炉の出湯口（出銑口）周辺を炉内側から見た状態を示し、出湯口の両側が柱構造と呼ばれる部位である。
【００１２】
従来の溶銑保持炉の柱構造の１段つなぎ積み構造は、図２に示すように、柱構造を構成する煉瓦の、上下を鉛直方向目地に挟まれた部分が、稼動初期段階で割れ易い。その結果、煉瓦同士の接合が弱くなり、その後の稼動段階で剥離が著しく、炉寿命は短期間となってしまう。この一方本実施例の溶銑保持炉の柱構造の２段つなぎ積み構造では、図１に示すように、上下２枚の煉瓦を１組として、その組み煉瓦を上下で目地をずらしてその組み煉瓦における煉瓦の重ね方向と同一方向につなぎ積みを行って柱構造を構成することで、従来の柱構造で問題となる鉛直目地間の部位の亀裂を抑制することができる。
【００１３】
その理由については、図３のＦＥＭ（有限要素法）熱応力計算の結果で説明できる。図３の熱応力計算は、３次元で溶銑保持炉の耐火物を連続体モデルとして熱応力を計算し、その応力値を、２次元で組んだ出湯口周辺煉瓦構造モデルに与え、熱応力を算出したものである。
【００１４】
連続体モデルは、計算負荷を小さくでき、耐火物全体にかかる熱応力を全体的に把握できるが、煉瓦個々の動きや、煉瓦１枚毎の内部応力の詳細は知ることはできない。一方、煉瓦構造モデルは、煉瓦と目地に各々物性を与え、煉瓦個別に働く応力の詳細を知ることができるが、計算負荷が大きく、計算領域を小さくする必要がある。そのためここでは、３次元連続体モデルで全体熱応力を求め、その値を２次元煉瓦構造モデルの周囲の境界条件として与えて、出湯口周辺の熱応力の詳細を求めている。
【００１５】
図３によると、従来の溶銑保持炉の柱構造の１段つなぎ積み構造では、上下を鉛直目地に挟まれた部位には応力集中が発生し、高応力部位が煉瓦を貫通しており、亀裂が発生し易いことを示している。一方、本実施例の溶銑保持炉の柱構造の２段つなぎ積み構造では、上下を鉛直目地に挟まれた部位は、煉瓦２枚分の厚みがあるので、応力集中は軽減され、高応力部位は厚みの中間域で止まっており、従来に比べ、亀裂発生の危険性が軽減されている。
【００１６】
以上のように、本実施例の溶銑保持炉の柱構造の２段つなぎ積み構造によれば、鉛直方向上下の目地に挟まれた部分の煉瓦の割れを防止できるので、溶銑保持炉の煉瓦積み構造を十分に長寿命とすることができる。
【実施例】
【００１７】
以下、図１に示した本実施例の溶銑保持炉の柱構造の２段つなぎ積み構造および比較用の従来の溶銑保持炉の柱構造の１段つなぎ積み構造を実機に適用した結果について説明する。煉瓦はいずれもマグクロ材質で、３４８×３４８×１００ｍｍの基本形状と３４８×２３０×１００ｍｍの補助形状とを組み合わせ、基本形状の１／３枚分の長さを水平方向にずらしてつなぎ積みを構成している。
【００１８】
図１に示す柱構造を実際に適用した際の実炉の耐火物外観を図４に示す。従来例の柱構造である１段つなぎ構造の場合は、稼動後１ケ月の段階で鉛直目地に上下を挟まれる部位に亀裂が生じ、目地と亀裂（いずれも明るく見える部分）が１直線につながった状態になった。そのため、水平方向についての煉瓦同士の接続が悪く、煉瓦損耗が大きかった。
【００１９】
一方、本実施例の柱構造である２段つなぎ構造では、目地に相当する高輝度の部位に挟まれる部分（○で囲んだ部位）に亀裂はほとんど見当たらない（高輝度になっていない）。そのため、水平方向の煉瓦同士の接続が強く、その後の稼動段階での煉瓦の剥落が減少したので、煉瓦損耗速度が従来に比較して４割軽減された。
【００２０】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上記例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更しうるものであり、例えば、前記組み煉瓦は、上記例の２枚重ねの場合だけでなく３枚以上でも、鉛直方向寸法が水平方向寸法と等しくなるかそれより小さくなる枚数だけ煉瓦を重ねたものであると、築炉の際に柱構造が横から押されても横倒れしにくくなるので好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
かくして本発明の溶銑保持炉によれば、煉瓦の損耗を小さくできるので煉瓦積み構造について十分に長寿命を達成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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