(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の送風羽口を保持し且つ内部に冷媒通路を有する銅製の保持金物と、前記保持金物を保持する鋳鋼製の羽口フレームとの間のガスシール構造であって、前記保持金物と羽口フレームとの接合部まで外部から連通する注入穴と、前記保持金物と羽口フレームとの接合部の周方向全周にわたって前記保持金物に形成され且つ前記注入穴に連通する収納凹部と、前記注入穴に注入された充填硬化剤と、前記収納凹部内に配設され且つ前記充填硬化剤で羽口フレームに密着するシール部材とを備えたことを特徴とする高炉送風羽口保持金物のガスシール構造。
【請求項２】
前記収納凹部は、前記保持金物に設けられた溝に収納されて前記保持金物と羽口フレームとの間に介装される２つのＯリングの中間位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造を用いた高炉送風羽口保持金物のガスシール方法であって、前記保持金物と羽口フレームとの接合部から高炉内のガスが漏れる場合に、前記注入穴から充填硬化剤を注入することを特徴とする高炉送風羽口保持金物のガスシール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法に関し、特に保持金物と羽口フレームの間から高炉内のガスが漏れた場合にガスの漏れを抑制するのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉の羽口は、高炉本体に羽口フレームをボルトで固定し、その内部に保持金物を差し込み、その保持金物の内部に送風羽口を差し込む構造となっている。保持金物の内部には冷媒通路が形成されており、通路内に冷媒を送通して冷却することから羽口冷却箱とも呼ばれる。このような羽口構造の保持金物と羽口フレームとのシール構造としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。このシール構造は、複数に分割された押さえリングのリング溝にゴムリングを装着し、押さえリングを羽口フレームにボルトで固定した際にゴムリングが保持金物と羽口フレームのメタルタッチ面、即ち接合面に圧着されるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５４−２１６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、羽口フレームや保持金物は高炉の鉄皮の内側の炉内壁煉瓦を貫通しており、特に煉瓦壁の熱膨張などによって保持金物が突き上げられる。保持金物は、一般に銅製品であって強度が低く、変形しやすいのに対し、羽口フレームは、一般に鋳鋼製品であって強度が高く、変形しにくい。従って、前述のように煉瓦壁によって保持金物が突き上げられると、保持金物の変形に羽口フレームの変形が追従せず、保持金物と羽口フレームの間に隙間ができ、その隙間から炉内ガスが漏れる。例えば、保持金物と羽口フレームの接合面間にＯリングなどを介装しても、Ｏリングの変形対応量は僅かであるから、保持金物と羽口フレームの間の隙間を埋めることは困難であり、ガスシール性を維持できない。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、保持金物と羽口フレームの間に隙間ができてもガスシール性を維持することが可能な高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造は、高炉の送風羽口を保持し且つ内部に冷媒通路を有する銅製の保持金物と、前記保持金物を保持する鋳鋼製の羽口フレームとの間のガスシール構造であって、前記保持金物と羽口フレームとの接合部まで外部から連通し且つ前記保持金物と羽口フレームとの接合部に充填後硬化する充填硬化剤を注入するための注入穴を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記保持金物と羽口フレームとの接合部の周方向全周にわたって形成され且つ前記注入穴に連通する収納凹部と、前記収納凹部内に配設され且つ前記注入穴に内部が連通し且つ前記注入穴から注入される充填硬化剤で膨張するチューブとを備えたことを特徴とするものである。
また、前記保持金物と羽口フレームとの接合部の周方向全周にわたって形成され且つ前記注入穴に連通する収納凹部と、前記収納凹部内に配設され且つ前記注入穴から注入される充填硬化剤で保持金物又は羽口フレームに密着するシール部材とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール方法は、前記高炉送風羽口保持金物のガスシール構造を用いた高炉送風羽口保持金物のガスシール方法であって、前記保持金物と羽口フレームとの接合部から高炉内のガスが漏れる場合に、前記注入穴から充填硬化剤を注入することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
而して、本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造によれば、高炉の送風羽口を保持し且つ内部に冷媒通路を有する銅製の保持金物と、保持金物を保持する鋳鋼製の羽口フレームとの間をガスシールする場合に、保持金物と羽口フレームとの接合部まで注入穴を外部から連通し、その注入穴から充填後硬化する充填硬化剤を保持金物と羽口フレームとの接合部に注入すれば、保持金物と羽口フレームとの間に隙間が生じてもガスシール性を維持することが可能となる。
【００１０】
また、保持金物と羽口フレームとの接合部の周方向全周にわたって形成され且つ注入穴に連通する収納凹部内にチューブを配設し、そのチューブの内部を注入穴に連通しておけば、注入穴から注入される充填硬化剤でチューブが膨張して保持金物又は羽口フレームに密着するので、保持金物と羽口フレームとの間に隙間が生じてもガスシール性を維持することができる。
【００１１】
また、保持金物と羽口フレームとの接合部の周方向全周にわたって形成され且つ注入穴に連通する収納凹部内にシール部材を配設しておけば、注入穴から注入される充填硬化剤でシール部材が保持金物又は羽口フレームに密着するので、保持金物と羽口フレームとの間に隙間が生じてもガスシール性を維持することができる。
また、本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール方法によれば、保持金物と羽口フレームとの接合部から高炉内のガスが漏れる場合に、注入穴から充填硬化剤を注入すれば、充填硬化剤自体が保持金物と羽口フレームとの接合部に密着したり、チューブやシール部材が保持金物又は羽口フレームに密着したりしてガスシール性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】高炉の羽口の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法の第１実施形態を示す保持金物と羽口フレームの接合部の詳細縦断面図である。
【図３】本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法の第２実施形態を示す保持金物と羽口フレームの接合部の詳細縦断面図である。
【図４】本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法の第３実施形態を示す保持金物と羽口フレームの接合部の詳細縦断面図である。
【図５】従来の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造の一例を示す保持金物と羽口フレームの接合部の詳細縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、高炉の羽口の概略構成を示す縦断面図である。高炉の外周を覆う鉄皮１の内側には耐火物である炉内壁煉瓦２が積層され、鉄皮１及び炉内壁煉瓦２を貫通して羽口が形成されている。羽口の外側に相当する鉄皮１には羽口フレーム３がボルトなどによって固定されている。羽口フレーム３は、一般に鋳鋼製品である。羽口フレーム３の内側には保持金物４が取付けられる。保持金物４は、一般に銅製品であり、周知のように内部に図示しない冷媒通路が形成され、外部から保持金物４内の冷媒通路に冷媒が供給され、羽口を冷却することから羽口冷却箱とも呼ばれる。そして、保持金物４の内側に送風羽口５が差し込まれる。
【００１４】
炉内壁煉瓦２は、例えば当初は図に二点鎖線で示す位置であっても、操業と共に損耗が進行し、例えば図に実線で示す位置まで後退する。前述したように、炉内壁煉瓦２は熱膨張によって保持金物４を突き上げるが、炉内壁煉瓦２の損耗と共に突き上げ量も大きくなる。銅製品である保持金物４は、強度が低く、変形しやすい。一方、鋳鋼製品である羽口フレーム３は、強度が高く、変形しにくい。保持金物４が炉内壁煉瓦２の熱膨張によって突き上げられると、保持金物４の変形量と羽口フレーム３の変形量が異なり、両者に隙間ができて炉内のガスが漏れる。そこで、本実施形態では、保持金物４と羽口フレーム３の接合部にガスシール構造を設けている。
【００１５】
図２は、保持金物４と羽口フレーム３の接合部、図１のＡ部の詳細図である。保持金物４と羽口フレーム３の接合部は、金属同士が面接触する、所謂メタルタッチとなっており、両者の間には２つのＯリング７が介装されており、夫々、Ｏリング溝６内に収納されている。更に、本実施形態では、保持金物４の送風方向手前側から注入穴８が形成され、注入穴８は２つのＯリング７の中間位置で羽口フレーム３との接合面、即ち保持金物４と羽口フレーム３の接合部に開口し、注入穴８の接合部と反対側の端部には閉止プラグ９が埋め込まれている。なお、閉止プラグ９に代えて、開閉バルブなどを用いることもできる。
【００１６】
このガスシール構造では、前述のようにして保持金物４と羽口フレーム３の間に隙間が生じ、炉内のガスが漏れるような場合には、閉止プラグ９を注入穴８から抜き、注入穴８の閉止プラグ９を抜いた側から充填硬化剤を注入する。充填硬化剤は、充填後に硬化するものであり、例えば耐熱性樹脂などが挙げられる。本実施形態では、注入穴８は保持金物４と羽口フレーム３のメタルタッチ部分に開口しているので、例えば注入穴８に充填硬化剤を少し注入して硬化を待ち、また少し注入するといった手順を踏むことで、保持金物４と羽口フレーム３の間の隙間に充填硬化剤の層が形成され、この充填硬化剤の層が保持金物４と羽口フレーム３の両者に密着して隙間が閉塞される。これにより、保持金物４と羽口フレーム３の間に隙間ができてガスが漏れた場合でも、ガスシール性を維持することができる。
【００１７】
図５は、注入穴のない従来の保持金物４と羽口フレーム３の接合部の詳細図である。この従来の保持金物４と羽口フレーム３の接合部では、両者の間にＯリング７が介装されているものの、Ｏリング７の変形対応量は１〜２ｍｍ程度でしかないので、保持金物４と羽口フレーム３の相対変形量がそれより大きければ、保持金物４と羽口フレーム３の間の隙間は閉塞されず、炉内のガスは漏れたままとなる。これを修理するためには、高炉の操業を停止する、所謂休風する必要があった。
【００１８】
このように本実施形態の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法では、高炉の送風羽口５を保持し且つ内部に冷媒通路を有する銅製の保持金物４と、保持金物４を保持する鋳鋼製の羽口フレーム３との間をガスシールする場合に、保持金物４と羽口フレーム３との接合部まで注入穴８を外部から連通し、その注入穴８から充填後硬化する充填硬化剤を保持金物４と羽口フレーム３との接合部に注入すれば、保持金物４と羽口フレーム３との間に隙間が生じてもガスシール性を維持することが可能となる。
【００１９】
図３は、本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法の第２実施形態を示す保持金物４と羽口フレーム３の接合部、即ち図１のＡ部詳細図である。この実施形態のガスシール構造は前記第１実施形態の図２のガスシール構造に類似しており、同等の構成も多い。そこで、同等の構成部材には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、図３ａは、注入穴８から充填硬化剤を注入する以前の状態を、図３ｂは、注入穴８から充填硬化剤を注入した以後の状態を示している。
【００２０】
本実施形態では、注入穴８が形成されている保持金物４の羽口フレーム３との接合面に、羽口の周方向全周にわたる収納凹部１０を形成し、この収納凹部１０内に一連のチューブ１１を配設している。チューブ１１は内部が注入穴８に連通しており、注入穴８から充填硬化剤等の流体が注入されると膨張する。このガスシール構造は、保持金物４と羽口フレーム３の間に隙間がないときには図３ａに示すように注入穴８の外部開口側に閉止プラグ９を埋め込んでおき、保持金物４と羽口フレーム３の間に隙間が生じたら閉止プラグ９を抜き、注入穴８の閉止プラグ９を抜いた側から充填硬化剤等の流体を注入する。注入された充填硬化剤等はチューブ１１内に充填され、チューブ１１が膨張して、この場合は羽口フレーム３に密着し、保持金物４と羽口フレーム３の間の隙間が閉塞される。隙間が閉塞された後も、充填硬化剤が硬化し終わるまで注入穴８には閉止プラグ９を埋め込んでおくとよい。
【００２１】
このように本実施形態の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法では、保持金物４と羽口フレーム３との接合部の周方向全周にわたって形成され且つ注入穴８に連通する収納凹部１０内にチューブ１１を配設し、そのチューブ１１の内部を注入穴８に連通しておけば、注入穴８から注入される充填硬化剤等の流体でチューブ１１が膨張して羽口フレーム３に密着するので、保持金物４と羽口フレーム３との間に隙間が生じてもガスシール性を維持することができる。
【００２２】
図４は、本発明の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法の第３実施形態を示す保持金物４と羽口フレーム３の接合部、即ち図１のＡ部詳細図である。この実施形態のガスシール構造は前記第１実施形態の図２のガスシール構造に類似しており、同等の構成も多い。そこで、同等の構成部材には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、図４ａは、注入穴８から充填硬化剤を注入する以前の状態を、図４ｂは、注入穴８から充填硬化剤を注入した以後の状態を示している。
【００２３】
本実施形態では、注入穴８が形成されている保持金物４の羽口フレーム３との接合面に、羽口の周方向全周にわたる収納凹部１０を形成し、この収納凹部１０内に一連のバンド状のシール部材１２を配設している。シール部材１２は収納凹部１０の底部、つまり羽口の径方向内側に収納されており、注入穴８から充填硬化剤等の流体が注入されると充填硬化剤に押されて羽口の径方向外側に膨張する。このガスシール構造は、保持金物４と羽口フレーム３の間に隙間がないときには図４ａに示すように注入穴８の外部開口側に閉止プラグ９を埋め込んでおき、保持金物４と羽口フレーム３の間に隙間が生じたら閉止プラグ９を抜き、注入穴８の閉止プラグ９を抜いた側から充填硬化剤を注入する。注入された充填硬化剤はシール部材１２を押し開き、シール部材１２が膨張して、この場合は羽口フレーム３に密着し、保持金物４と羽口フレーム３の間の隙間が閉塞される。隙間が閉塞された後も、充填硬化剤が硬化し終わるまで注入穴８には閉止プラグ９を埋め込んでおくとよい。
【００２４】
このように本実施形態の高炉送風羽口保持金物のガスシール構造及びガスシール方法では、保持金物４と羽口フレーム３との接合部の周方向全周にわたって形成され且つ注入穴８に連通する収納凹部１０内にシール部材１２を配設しておけば、注入穴８から注入される充填硬化剤等の流体でシール部材１２が羽口フレーム３に密着するので、保持金物４と羽口フレーム３との間に隙間が生じてもガスシール性を維持することができる。
【００２５】
なお、前記実施形態では、保持金物４側に注入穴８を形成したが、注入穴８は羽口フレーム３側に形成してもよい。この場合、例えば第２、第３実施形態でチューブ１１やシール部材１２が充填硬化剤で膨張して密着する対象が保持金物４側になる。
【符号の説明】
【００２６】
１は鉄皮
２は炉内壁煉瓦
３は羽口フレーム
４は保持金物
５は送風羽口
６はＯリング溝
７はＯリング
８は注入穴
９は閉止プラグ
１０は収納凹部
１１はチューブ
１２はシール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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