(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および／または滓はね部の上部にレンガ成形体１３またはプレキャストプロックが埋設されてなる高炉主樋１０とする。【選択図】  図１
2006070289.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部および／または前記滓はね部の上部にレンガ成形体またはプレキャストブロックが埋設されてなる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と大気と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、SL，ML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15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SL，メタルラインML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、立ち上がり部の上部および／または滓はね部の上部にレンガ成形体またはプレキャストブロックが埋設されてなる高炉主樋である。
【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には、レンガを所定の形状に成形したブロック13（以下、レンガ成形体という）を立ち上がり部８の上部に埋設した高炉主樋10を示す。本発明では、レンガ成形体のみならず、不定形耐火物を所定の形状に成形したブロック（以下、プレキャストブロックという）も使用できる。ここでは図１を参照して、レンガ成形体13を使用する例について説明する。
【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の上面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の上部に埋設されたレンガ成形体13を除去して上面の高さを下げる。その結果、溶銑３がオーバーフローする位置が低くなる。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】
レンガ成形体13を立ち上がり部８の上部に埋設する方法は限定しないが、スタンプ材14等を用いて固定することが望ましい。スタンプ材14を用いてレンガ成形体13を固定しておけば、レンガ成形体13を除去する際には、立ち上がり部８を上部から削り取る必要はなく、スタンプ材14に衝撃を与えることによって、スタンプ材14を崩壊させてレンガ成形体13を除去できる。このようなスタンプ材14を取り除く作業は高炉主樋10に溶銑３と溶融スラグ４を残したままで可能であるから、残銑抜きを行なう必要はない。しかもスタンプ材14を崩壊させてレンガ成形体13を除去すれば、掘削装置（たとえばブレーカー等）による立ち上がり部８の削り取るのに比べて、短時間で立ち上がり部８の上面の高さを変更できるので、出銑を停止する時間が大幅に短縮される。
【００２９】
また重機を用いて作業することも可能であるから、作業負荷が軽減されるばかりでなく、安全性も向上する。さらに高炉主樋10の耐火物11が大気に曝されることもないので、熱歪による高炉主樋10の変形を抑制できる。
【００３０】
このようにして立ち上がり部８の上部に埋設されたレンガ成形体13を除去して現われた面は、レンガ成形体13と密着していた平面であるので、凹凸のない平坦な面が維持されている。したがって立ち上がり部８の上部に埋設されたレンガ成形体13を除去して立ち上がり部８の上面を下げた後、出銑を再開すると、溶銑３がオーバーフローする面（すなわち立ち上がり部８の上面）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。
【００３１】
なお、図１には立ち上がり部８の上部にレンガ成形体13を１段埋設する例を示したが、本発明ではレンガ成形体13を埋設する数は１段に限定せず、２段以上の埋設しても良い。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の上部に埋設するレンガ成形体13は１段にするのが好ましい。
【００３２】
レンガ成形体13の高さが30mm未満では、レンガ成形体13を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、レンガ成形体13の高さは30〜100mm の範囲内が好ましい。
【００３３】
以上に、レンガ成形体13を立ち上がり部８の上部に埋設する例について説明したが、レンガ成形体13の代わりにプレキャストブロックを使用しても良い。
【００３４】
また、滓はね部６の上部にレンガ成形体13またはプレキャストブロックを埋設すれば、滓はね部６の上面の高さを変更する際に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。
【００３５】
なお、立ち上がり部のレベルと滓はね部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】
【００３６】
高炉の操業において、図１に示すように、立ち上がり部８の上部にレンガ成形体13を埋設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、スタンプ材14を用いてレンガ成形体13を上部に固定した。レンガ成形体13の高さは50mmとした。
【００３７】
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、スタンプ材14に切削具12を押し当てて衝撃を加えることによって、スタンプ材14を崩壊させ、レンガ成形体13を除去した。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
一方、比較例として、図２に示すように、立ち上がり部８にレンガ成形体13を埋設していない高炉主樋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。
【００４１】
この高炉主樋10を流下する溶銑３が90,000ton 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。
【００４２】
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。
【００４３】
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，スラグライン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。
【００４４】
また本発明によれば、立ち上がり部８の上部に埋設したレンガ成形体13を除去するので、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，スラグラインが安定する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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】
【００４６】
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
９  溶銑樋
10  高炉主樋
11  耐火物
12  切削具
13  レンガ成形体
14  スタンプ材
15  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】
2006070289.tif 000003
【図２】
2006070289.tif 000004
【図３】
2006070289.tif 000005
【図４】
2006070289.tif 000006
【図５】
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【図６】
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