(57)【要約】      （修正有）【課題】  スキンマーダンパーで溶銑と溶融スラグを分離し、その溶銑がオーバーフローする立ち上がり部の上面の高さ，溶融スラグがオーバーフローする滓はね部の上面の高さを短時間で下げることが可能な構造を有する高炉主樋を提供する。【解決手段】  溶銑３と溶融スラグ４が流下する流路にスキンマーダンパー５を配設し、スキンマーダンパーで分離された溶銑が立ち上がり部８からオーバーフローして流れ込む溶銑樋とスキンマーダンパーで分離された溶融スラグが滓はね部６からオーバーフローして流れ込むスラグ樋とが併設され、立ち上がり部の上面８ａおよび／または滓はね部の上面が、２段以上の水平面を有する階段形状をなす高炉主樋１０とする。【選択図】  図１
2006070288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の出銑口から排出された溶銑と溶融スラグの流路となる高炉主樋であって、前記溶銑と前記溶融スラグが流下する流路にスキンマーダンパーを配設し、前記スキンマーダンパーで分離された前記溶銑が立ち上がり部からオーバーフローして流れ込む溶銑樋と前記スキンマーダンパーで分離された前記溶融スラグが滓はね部からオーバーフローして流れ込むスラグ樋とが併設され、前記立ち上がり部の上面および／または前記滓はね部の上面が、２段以上の水平面を有する階段形状をなすことを特徴とする高炉主樋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉主樋の耐火物が損耗したときに、高炉主樋内の溶銑や溶融スラグの深さを変化させて、耐火物の損耗位置を変更できる高炉主樋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は従来の高炉主樋の例を模式的に示す断面図であり、図３はその平面図である。図２，図３に示すように、高炉主樋10は、高炉１の出銑口２から排出された溶銑３と溶融スラグ４を下流方向へ流下させる流路である。溶銑３は鉄を主成分とする溶融状態の金属であり、溶融スラグ４は Al2Ｏ3 ，SiＯ2 ，CaＯ等の溶融状態の酸化物である。したがって溶銑３と溶融スラグ４は、その比重が異なるので、高炉主樋10内で各々分離して流下する。すなわち図２に示すように、溶銑３が下部に沈降し、溶融スラグ４が溶銑３上を浮遊する状態で流下する。
【０００３】
なお、図２中のMLは溶銑３と溶融スラグ４との界面、また、SLは溶融スラグ４と大気の界面を示している。
【０００４】
高炉主樋10の流路を流下した溶銑３と溶融スラグ４は、スキンマーダンパー５で塞き止められる。その結果、溶融スラグ４は、滓はね部６からオーバーフローしてスラグ樋７へ流れ込む。図３中の矢印ｂは、溶融スラグ４が流れる方向を示す。一方、溶銑３は、スキンマーダンパー５の下面と高炉主樋10の底面との間に設けられる隙間を通過して、スキンマーダンパー５の下流側へ移動し、さらに立ち上がり部８からオーバーフローして溶銑樋９へ流れ込む。図３中の矢印ａは、溶銑３の流れる方向を示す。
【０００５】
つまり高炉主樋10では、スキンマーダンパー５の上流側の流路には溶銑３と溶融スラグ４が存在し、下流側には溶銑３のみが存在する。この状態で溶銑３や溶融スラグ４の深さ（すなわち垂直方向の変位）はスキンマーダンパー５の上流側と下流側の静圧が等しくなる状態で定まる。したがって、スキンマーダンパー５の下流側で静止した溶銑３の湯面MF（以下、静止湯面という）は、SLやMLとは一致しない。
【０００６】
スキンマーダンパー５の上流側では、耐火物11で形成される高炉主樋10の側壁にSLが接触する部位（以下、スラグライン部という）において、溶融スラグ４と大気が耐火物11に接触する。
【０００７】
また、耐火物11で形成される高炉主樋10の側壁にMLが接触する部位（以下、メタルライン部という）において、溶銑３と溶融スラグ４が耐火物11に接触する。
【０００８】
スラグライン部やメタルライン部のようなスラグやメタルの界面と耐火物が接触する部位では、スラグやメタルの局所的な流動が生じるために、側壁の耐火物11が著しく損耗する現象が見られる。その損耗した状態を図３中のＡ−Ａ矢視の断面図として図４に示す。
【０００９】
耐火物11の損耗が進行して側壁の残厚が小さくなると、溶銑３や溶融スラグ４が漏出する恐れがある。溶銑３や溶融スラグ４の漏出が発生すると、高炉の付帯設備の故障を引き起こすばかりでなく、作業の安全性や周辺の環境にも悪影響を及ぼす。したがって、側壁の耐火物11を定期的に補修する必要がある。
【００１０】
ところが耐火物11が損耗する位置は、図４に示すように、スラグライン部やメタルライン部に特に著しい。つまり、スラグライン部やメタルライン部の側壁の残厚が局部的に減少すれば、側壁の他の部位の耐火物11が健全であっても、側壁の耐火物11を補修しなければならない。
【００１１】
ただし、スラグライン部やメタルライン部の耐火物11が損耗した後で、溶銑３や溶融スラグ４の深さを変化させて、スラグライン部，メタルライン部の高さを変更すれば、耐火物11が健全な部位にスラグライン部やメタルライン部を移動でき、耐火物11の補修間隔を延長できる。
【００１２】
耐火物11の補修を行なう際には、予め高炉主樋10の側壁に設けられる残銑抜き孔13を開口して、溶銑３と溶融スラグ４を排出（いわゆる残銑抜き）する必要がある。残銑抜きに要する所要時間は１時間程度であり、さらに耐火物11の補修を終了するまでは、出銑を停止せざるを得ない。そこで、効率良く出銑を行なうために、耐火物11の補修間隔を延長（すなわち高炉主樋10の寿命を延長）する技術が種々検討されている。
【００１３】
たとえば特許文献１には、スラグライン部やメタルライン部の耐火物11が損耗した後で、立ち上がり部８や滓はね部６の耐火物を削り取ることによって、溶銑３や溶融スラグ４の深さを変化させて、スラグライン部，メタルライン部の高さを変更する技術が開示されている。
【００１４】
つまり、スキンマーダンパー５で分離された溶銑３と溶融スラグ４が、それぞれオーバーフローする立ち上がり部８と滓はね部６の面を下げることによって、スラグライン部，メタルライン部の高さを変更する。その結果、高炉主樋10の側壁の耐火物11が損耗する位置を変えることができるので、耐火物11の補修間隔を延長することが可能である。
【００１５】
しかしながら特許文献１に開示された技術を利用して、溶銑３や溶融スラグ４がオーバーフローする立ち上がり部８や滓はね部６の面を下げる際に、作業員がブレーカー等の掘削装置を用いて立ち上がり部８や滓はね部６を削り取る必要がある。スラグラインSL，メタルラインMLの高さを変更するためには、厚さ30〜100mm 程度を削り取らなければならないので、立ち上がり部８や滓はね部６の削り取りを終了するまで長時間を要する。
【００１６】
作業を効率的に行なうために、バックホー等の重機を用いることも考えられるが、特許文献１に示すように、立ち上がり部や滓はね部の高さは微妙な調整が必要であるので、重機により仕上げようとしても耐火物を壊しすぎてレベル調整に失敗する可能性が高い。そのため、少なくとも最終工程では作業員がブレーカー等を手作業で使用することになる。
【００１７】
作業員が、立ち上がり部８や滓はね部６を削り取るためには、安全のために予め残銑抜きを行なう必要がある。高炉主樋10内には、高炉の規模によって異なるが、通常、数十ton 以上の溶銑３と溶融スラグ４が残留しており、これを全て排出するまでには、残銑抜き孔の開口および排出された溶銑３と溶融スラグ４の管理を行なうために作業員が約１時間程度専従で作業を行なう。
【００１８】
つまり特許文献１に開示された技術でスラグライン部，メタルライン部の高さを変更するためには、残銑抜きの開始から、立ち上がり部８や滓はね部６の削り取りを終了するまで、長期間にわたって出銑が停止される。
【００１９】
しかも残銑抜きを行なうことによって、高炉主樋10の耐火物11が大気に曝されて急冷される。その結果、高炉主樋10が熱的な歪を受けて変形するので、スラグライン部やメタルライン部の損耗とは別に、補修が必要になる場合がある。
【００２０】
また、作業員がブレーカー等の掘削装置を用いて立ち上がり部８や滓はね部６を削り取れば、削り取った面（すなわち溶銑３や溶融スラグ４がオーバーフローする面）に凹凸が生じ易い。出銑を再開すると、この凹凸が起点となって立ち上がり部８や滓はね部６が侵食されるので、溶銑３や溶融スラグ４の深さが安定せず、スラグライン部，メタルライン部の高さが変動する。その結果、スラグライン部とメタルライン部の耐火物11の損耗が助長されることも考えられる。
【特許文献１】特開2003-342623 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は上記のような問題を解消し、スキンマーダンパーで溶銑と溶融スラグを分離し、その溶銑がオーバーフローする立ち上がり部の面（以下、立ち上がり部の上面という）の高さ，溶融スラグがオーバーフローする滓はね部の面（以下、滓はね部の上面という）の高さを短時間で下げることが可能な構造を有する高炉主樋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】
【００２２】
本発明は、高炉の出銑口から排出された溶銑と溶融スラグの流路となる高炉主樋であって、溶銑と溶融スラグが流下する流路にスキンマーダンパーを配設し、スキンマーダンパーで分離された溶銑が立ち上がり部からオーバーフローして流れ込む溶銑樋とスキンマーダンパーで分離された溶融スラグが滓はね部からオーバーフローして流れ込むスラグ樋とが併設され、立ち上がり部の上面および／または滓はね部の上面が、２段以上の水平面を有する階段形状をなす高炉主樋である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、立ち上がり部の上面および／または滓はね部の上面の高さを、残銑抜きを行なうことなく容易に下げることができる。その結果、高炉主樋の側壁の耐火物の補修間隔を延長できるばかりでなく、スラグライン部，メタルライン部の高さを変更する作業の所要時間の短縮および安全性の向上を達成できる。しかも、高炉主樋の耐火物の熱歪による変形防止およびスラグライン部，メタルライン部の安定化の効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の高炉主樋の例を模式的に示す断面図である。本発明では、メタルライン部，スラグライン部の高さを変更する場合には立ち上がり部８の上面や滓はね部６の上面を下げる。その際、立ち上がり部８の上面または滓はね部６の上面のいずれか片方のみを下げても良いし、あるいは立ち上がり部８の上面および滓はね部６の上面の両方を下げてもよい。
【００２５】
溶銑３や溶融スラグ４がオーバーフローする高さを下げることによってスキンマーダンパー５の上流側と下流側の静圧を変化させ、さらにそれが均衡したときの溶銑３や溶融スラグ４の深さに応じてスラグメタル界面MLとスラグ表面SLが決まる。つまりメタルライン部，スラグライン部の高さの変更は、スキンマーダンパー５の上流側と下流側の静圧が均衡する状態で溶銑３や溶融スラグ４の深さが定まるという原理に基づくものである。この原理は、立ち上がり部８の上面を下げた場合においても、あるいは滓はね部６の上面を下げた場合においても、区別なく適用される。そこで、立ち上がり部８の上面を下げる技術について以下に説明する。
【００２６】
図１は、立ち上がり部８の上面を２段の水平面を有する階段形状とした高炉主樋10である。立ち上がり部８の上面の設けられる２段の水平面のうち、上段の水平面8aを上段面とし、下段の水平面8bを下段面とする。
【００２７】
図１において、スキンマーダンパー５の下面と高炉主樋10の底面との間に設けられる隙間を通過した溶銑３は、スキンマーダンパー５の下流側へ移動し、さらに立ち上がり部８の上段面8aからオーバーフローして溶銑樋９へ流れ込む。この状態で高炉１の出銑口２から出銑を行ない、高炉主樋10の側壁の耐火物11が図４に示すように損耗したときに、立ち上がり部８の上段面8aを形成する突起を除去して下段面8bの高さに揃える。その結果、溶銑３は立ち上がり部８の下段面8bからオーバーフローするようになる。このようにして、スキンマーダンパー５の下流側の静止湯面MFが下がり、その静圧に均衡するように上流側のメタルライン部とスラグライン部の高さも下がる。このようにして高炉主樋10の側壁の耐火物11が損耗する位置を変えることが可能であり、耐火物11の補修間隔を延長（すなわち高炉主樋10の寿命を延長）できる。
【００２８】
立ち上がり部８の上段面8aを形成する突起を除去するには、8aと8bの段差の位置へ、ブレーカーの刃等の掘削治具の先端を押し当てて衝撃を加えれば良い。突起部分を壊せば、下段面8bが立ち上がり部の上面として残るため、従来立ち上がり部をブレーカー等で削って上面のレベルを調整していたのに比べて、はるかに簡単に、しかも精度の良い立ち上がり部上面レベルを形成することができる。
【００２９】
このような作業は重機で行なえば容易であるため、残銑抜きを行なわず、高炉主樋に溶銑３と溶融スラグ４を残したまま実施できる。また、重機を使用せず、作業者がブレーカー等で作業を行なう場合でも、立ち上がり部上面レベルの高さ調整が不要であり、単に上段面8aを形成する突起を壊すだけで良いので、残銑抜きを行なわずに壊し作業を行なっても危険はない。したがって、本発明の適用により、残銑抜きの作業が不要となり、かつ立ち上がり部の高さ変更も簡単に行なえるため、作業負荷は極めて軽微となる。
【００３０】
しかも残銑抜きを行なわないことによって、高炉主樋の耐火物が大気に曝されることがないため、耐火物の寿命にも良い影響を与える。
【００３１】
このようにして立ち上がり部８の上段面8aを形成する突起を除去した切削面は、削り取りに比べて凹凸が少ない。また立ち上がり部８の下段面8bは、高炉主樋10を構築した後に機械的な加工を加えていないので、円滑な面が維持されている。したがって立ち上がり部８の上段面8aを形成する突起を切削除去して下段面8bの高さに揃えた後、出銑を再開すると、溶銑３がオーバーフローする面は凹凸が少ないので、立ち上がり部８の侵食が抑制され、メタルライン部やスラグライン部が安定する。
【００３２】
なお、図１には立ち上がり部８の上面を２段の水平面を有する階段形状とした例を示したが、本発明では立ち上がり部８の上面は２段に限定せず、３段以上の階段形状であっても良い。ただし高炉主樋10を構築する際に立ち上がり部８を形成する容易さ，立ち上がり部８の強度の確保等を考慮すると、立ち上がり部８の上面は２段の階段形状にするのが好ましい。
【００３３】
また、図１には立ち上がり部８の上面の上流側を高くした階段形状の例を示したが、本発明では立ち上がり部８の上面は、下流側を高くしても良いし、あるいは中央部を高くしても良い。ただし、立ち上がり部８の下流側は、上流側よりも傾斜が緩やかなので、切削量を考慮すると、立ち上がり部８の上面は、上流側を高くするのが好ましい。
【００３４】
立ち上がり部８の上段面8aの幅（すなわち溶銑３の流れる方向に平行な長さ）が150mm 未満では、溶銑３の流れによって上段面8aが損傷を受け易くなり、スラグライン部，メタルライン部が安定し難い。一方、300mm を超えると、上段面8aを形成する突起を切削除去する負荷が増大する。したがって、立ち上がり部８の上段面8aの幅は 150〜300mm の範囲内が好ましい。
【００３５】
立ち上がり部８の上段面8aと下段面8bとの段差が30mm未満では、上段面8aを形成する突起を切削除去した後のメタルライン部とスラグライン部の高さの変化が小さいので、出銑を再開した後、高炉主樋10の耐火物11はほぼ同じ位置が損耗する。一方、100mm を超えると、スキンマーダンパー５の下流側の静止湯面MFが下がり過ぎるので、スキンマーダンパー５の下面と高炉主樋10の底面との間に設けられる隙間から溶融スラグ４がスキンマーダンパー５の下流側へ移動し、さらに溶銑樋９へ流れ込む恐れがある。したがって、立ち上がり部８の上段面8aと下段面8bとの段差は30〜100mm の範囲内が好ましい。
【００３６】
以上は立ち上がり部８の上面を下げる技術に関する説明であるが、滓はね部６の上面を２段以上の水平面を有する階段形状とすれば、同様の作用効果が得られる。その技術内容は、上記の立ち上がり部８に関する技術と同じであるから説明を省略する。
【００３７】
なお、立ち上がり部８のレベルと滓はね部６のレベルのバランスでスラグライン部，メタルライン部のレベルが決まるので、両者のレベル調整を同時に行なっても良い。
【実施例】
【００３８】
高炉の操業において、図１に示すように、立ち上がり部８の上面を２段の水平面を有する階段形状にした本発明の高炉主樋10を用いて出銑した。この高炉主樋10を構築したときの側壁は、耐火物11の厚さを600mm とし、立ち上がり部８は、図５に示すように、上段面8aの幅（すなわち溶銑３の流れる方向に平行な長さ）を200mm ，上段面8aと下段面8bとの段差は50mmとした。
【００３９】
この高炉主樋10を流下する溶銑３が70,000ton に達したとき、メタルライン部の耐火物の残厚が250mm になったので、図５に示すように、下段面8bから突起の隅部に切削具12を押し当てて衝撃を加えることによって、上段面8aを形成する突起を切削除去した。その際、残銑抜きを行なわず、重機（すなわちバックホー）を用いて作業を行なった。
【００４０】
その後、出銑を再開し、高炉主樋10を流下する溶銑３が140,000tonに達したとき、メタルライン部の耐火物11の残厚は150mm であった。これを発明例とする。
【００４１】
発明例における高炉主樋を流下する溶銑量とメタルライン部の耐火物の残厚との関係を図６に示す。メタルライン部の耐火物11は、残厚が100mm になったときに補修を行なうので、発明例では、140,000tonの溶銑３が流下しても、側壁の耐火物11を補修する必要はない。
【００４２】
一方、比較例として、図２に示すように、立ち上がり部８の上面を単一の水平面にした高炉主樋10を用いて出銑した。この高炉主樋10を構築したときの側壁は、発明例と同様に耐火物11の厚さを600mm とした。
【００４３】
この高炉主樋10を流下する溶銑３が80,000ton に達したとき、メタルライン部の耐火物の残厚が150mm になったので、立ち上がり部８の上面を削り取り、高さを50mm下げた。その際、残銑抜きを行ない、作業員がブレーカーを用いて作業を行なった。その後、出銑を再開し、高炉主樋10を流下する溶銑３が120,000tonに達したとき、メタルライン部の耐火物11の残厚は100mm となったので、再び残銑抜きを行ない、耐火物11を補修した。比較例における高炉主樋を流下する溶銑量とメタルライン部の耐火物の残厚との関係を図６に示す。
【００４４】
図６から明らかなように、発明例では高炉主樋10を流下する溶銑３が140,000tonに達しても、側壁の耐火物11を補修する必要はなく、200,000ton程度の溶銑３が流下するまで連続して操業できる。ところが、比較例では120,000tonの溶銑３が流下したときに側壁の耐火物11を補修せざるを得なかった。したがって、本発明では高炉主樋10の寿命を延長できた。
【００４５】
さらに本発明によれば、高炉主樋10の寿命延長のみならず、残銑抜きを行なう必要がないので、メタルライン部，スラグライン部の高さ変更作業の安全性向上と作業時間短縮の効果が得られる。しかも熱歪みによる高炉主樋10の変形を防止できる。
【００４６】
また本発明によれば、立ち上がり部８の上段面8aを形成する突起を切削除去するので、出銑を再開した後の溶銑３がオーバーフローする面の凹凸が少なくなり、メタルライン部，スラグライン部の高さレベルが安定する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の高炉主樋の例を模式的に示す断面図である。
【図２】従来の高炉主樋の例を模式的に示す断面図である。
【図３】従来の高炉主樋の例を模式的に示す平面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図５】本発明の高炉主樋の立ち上がり部の例を模式的に示す断面図である。
【図６】高炉主樋を流下する溶銑量とメタルライン部の残厚との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  高炉
２  出銑口
３  溶銑
４  溶融スラグ
５  スキンマーダンパー
６  滓はね部
７  スラグ樋
８  立ち上がり部
8a  上段面
8b  下段面
９  溶銑樋
10  高炉主樋
11  耐火物
12  切削具
13  残銑抜き孔
ML  メタルライン
SL  スラグライン
MF  溶銑の静止湯面
【図１】
2006070288.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006070288.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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