(57)【要約】【課題】補修の際の切削時間が短く、切削部分に充填する耐火物の使用量および出銑口の補修頻度を少なくできる、高炉等の出銑口の補修方法を提供する。【解決手段】筒状の先端部４をもつマッドガン３を用いて高炉等の出銑口７を閉塞する際にマッドガン３の前記先端部３が当接する出銑口７の周辺部８を切削して環状溝９を形成し、該環状溝９に不定形耐火物１０を充填した後、マッドガン３の先端部４を前記環状溝９内に押し込んで、前記環状溝９の内面形状がマッドガン３の先端部４の外面形状と実質的に一致するように前記不定形耐火物１０を変形させ、その後、この不定形耐火物１０を乾燥・固化させることにより、環状溝９の内面形状を画定することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の先端部をもつマッドガンを用いて高炉等の出銑口を閉塞する際にマッドガンの前記先端部が当接する出銑口の周辺部を切削して環状溝を形成し、該環状溝に不定形耐火物を充填した後、マッドガンの先端部を前記環状溝内に押し込んで、前記環状溝の内面形状がマッドガンの先端部の外面形状と実質的に一致するように前記不定形耐火物を変形させ、その後、この不定形耐火物を乾燥・固化させることにより、環状溝の内面形状を画定することを特徴とする高炉等の出銑口の補修方法。
【請求項２】
環状溝の幅は、マッドガンの先端部の厚みの１．５〜３．０倍の範囲である請求項１記載の高炉等の出銑口の補修方法。
【請求項３】
前記環状溝の形成は、中心軸部とその外周側に位置するダイヤモンドビット部とを有する切削工具の中心軸部を出銑口に挿入し、その後、中心軸部の周りに切削刃部を旋回させて切削することによって行う請求項１または２記載の高炉等の出銑口の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に、補修の際の切削時間を短くできるとともに、切削した部分に充填する新しい不定形耐火物の使用量および出銑口の補修頻度を少なくできる、出銑口をもつ高炉等の出銑口の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高炉に代表される溶融炉の出銑口では、出銑と出滓の各工程が繰り返し行われるとともに、開孔と閉塞の各工程もまた交互に繰り返し行われている。
【０００３】
出銑口を開孔する場合には、出銑口まで開孔機を移動させ、その開孔機の先端に取り付けた開孔用ドリル等を作動させ、出銑口に充填されているマッドと呼ばれる出銑口閉塞用充填物を除去することによって出銑口を開孔する。また、出銑口を閉塞する場合には、マッドガンと称する閉塞機をその出銑口まで移動させた後、マッドガンの先端部を、出銑口の平滑な周辺部に隙間が生じないように当接させた状態で出銑口内にマッドを注入することによって出銑口を閉塞する。
【０００４】
しかしながら、上記工程を繰り返していくうちに、出銑口やその周辺部には、溶銑や溶滓あるいはマッドなどが凝固付着して堆積する傾向にあり、この堆積によって出銑口やその周辺部は次第に変形してくる。
【０００５】
このため、出銑終了後にマッドガンを使用して出銑口を閉塞しようとしても、出銑口やその周辺部が前記した理由により変形が生じるため、マッドガンの先端部が出銑口の周辺部の当接部に対して十分に密着することができずに、マッドガンの先端部と出銑口周辺部の当接部との間に隙間が生じるようになり、さらに、高い炉内ガス圧の作用もあって、マッドガンから供給されるマッドを出銑口内に良好に圧入することができなくなる結果として、円滑かつ迅速な出銑口の閉塞作業ができなくなるという問題を有していた。
【０００６】
こうしたことから、高炉の炉前で作業する作業者は、出銑口を常に点検チェックし、出銑口の閉塞作業を円滑に行い得ないと判断したときは、すぐに補修を行うようにしており、通常は、例えば、５日に１回程度の頻度で定期的に出銑口の補修を行っていた。この補修作業は、通常炉前作業においては、出銑口の擦り合わせ部を作り直す作業であり、いわゆる孔補修作業と称されている。
【０００７】
この孔補修作業は、作業者が高熱を発する高炉の炉前で作業する必要があることから、安全面等を考慮して、孔補修作業の頻度をできるだけ少なくするとともに、補修に要する時間も極力短縮できる手段を開発することが望ましい。
【０００８】
従来の孔補修作業としては、例えば、図４（ａ）に示すように、出銑口１０１を中心とする出銑口周辺部１０２の全体を、開孔機１０３の先端に取り付けた、例えば円錐台状のダイヤモンドビットのような切削部１０４を回転させることによって切削して、出銑口１０１を中心とする領域に凹部１０５を形成した後、この凹部１０５に、図４（ｂ）に示すように不定形耐火物１０６を充填し、次いで、マッドガン１０７の先端部１０８を、凹部１０５内に充填された不定形耐火物１０６の表面に押し当てて不定形耐火物１０６を変形させた後、不定形耐火物１０６を乾燥・固化させることにより、固化させた不定形耐火物の表面に、マッドガン１０７の先端部１０８の外面形状と一致するような環状溝１０９を形成する方法がある。
【０００９】
しかしながら、かかる方法で形成した環状溝１０９の周りを取り囲む凹部１０５内の充填物は、スタンプ材と呼ばれる不定形耐火物１０６で構成されていて、定形耐火物に比べて変形しやすいため、マッドガン１０７でマッド１１０を充填する際に、マッドガン１０７の先端部１０８と当接する環状溝１０９の近傍部分１１１（図４（ｃ）の円で囲んだ部分）が、マッド充填時の圧力（例えば、約30MPa(300kgf/cm2)）が高いこともあって、図４（ｃ）に示すように、めくれるように剥離しやすく、この剥離によって生じた隙間から、マッド１１０が漏れるおそれがあった。さらに、この方法は、マッドガン１０７の先端部１０８が当接する環状溝１０９の部分だけでなく、出銑口１０１を中心とする出銑口周辺部１０２の全体を切削して大容積の凹部１０５を形成する必要があるため、切削時間が長くなる。また、切削に用いる開孔機１０３の切削部１０４も、被切削面積に比例して大面積の切削表面が必要になるため、ダイヤモンドビットのような高価な切削部１０４を用いる場合には加工コストが高くなる。加えて、出銑口周辺部１０２の全体を切削して大容積の凹部１０５を形成することは、これに対応して、切削した凹部１０５内に充填される不定形耐火物１０６の量も多くなる結果、材料コストの上昇を招くという問題も有していた。
【００１０】
また、出願人は、切削時間を短くすると共に、新しい耐火物の充填量を少なくするための手段について、既に特許文献１において提案した。
【特許文献１】実公昭５４−３６０８５号公報
【００１１】
特許文献１に記載された補修方法は、図５（ａ）の状態にある出銑口１１２を、図５（ｂ）に示すように、開孔用ドリル１１３を用いて出銑口１１２を所定深さまで穿孔した後、図５（ｃ）に示すように、開孔用ドリル１１３を、空気流通孔１１４を有する回転中心筒状体１１５と、該筒状体１１５の突出部１１６を残し放射状に設けた補助刃面１１７と、該補助刃面１１７の外端側に突出して設けた切削刃面１１８とを有する切削工具１１９に交換し、突出部１１６を出銑口１１２内に挿入しつつ切削工具１１９を回転させ、マッドガン１２０の筒状先端部１２１の当接する部分に相当する出銑口周辺部１２２の耐火物を切削刃面１１８によって切削除去して、図６（ｃ）に示すように環状の溝部分１２３を形成するとともに、補助刃面１１７によって出銑口１１２と環状の溝部分１２３の間に位置する面を平滑に切削し、その後、前記環状溝部分１２３に新しい耐火物１２４を詰め、次いで、図６（ｄ）に示すように、マッドガン１２０の先端部１２１で１〜２回押圧することによって行われる。
【００１２】
特許文献１の補修方法は、マッドガン１２０の先端部１２１が当接する部分に相当する環状の溝部分１２３だけを切削し、この切削した溝部分１２３にだけ新しい耐火物１２４を充填する方法であるが、溝部分１２３に充填される耐火物１２４は、不定形耐火物であって、補修終了後は、環状溝１２３が完全に埋められて出銑口周辺部１２２の全体が平滑（フラット）になる構成であるため、マッドガン１２０でマッドを充填する場合には、マッドガン１２０の筒状の先端部１２１の当接状態によっては、かかる耐火物１２４が破損するおそれがあり、この破損が生じると、マッドガン１２０の先端部１２１と出銑口周辺部１２２の耐火物との間に隙間が生じて、マッドが漏れるおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明の目的は、特に、補修の際の切削時間を短くできるとともに、切削した部分に充填する新たな不定形耐火物の使用量および出銑口の補修頻度を少なくできる、出銑口をもつ高炉等の出銑口の補修方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、この発明は、筒状の先端部をもつマッドガンを用いて高炉等の出銑口を閉塞する際にマッドガンの前記先端部が当接する出銑口の周辺部を切削して環状溝を形成し、該環状溝に不定形耐火物を充填した後、マッドガンの先端部を前記環状溝内に押し込んで、前記環状溝の内面形状がマッドガンの先端部の外面形状と実質的に一致するように前記不定形耐火物を変形させ、その後、この不定形耐火物を乾燥・固化させることにより、環状溝の内面形状を画定することを特徴とする高炉等の出銑口の補修方法である。
【００１５】
また、環状溝の幅は、マッドガンの先端部の厚みの１．５〜３．０倍の範囲であることが好ましい。
【００１６】
さらに、前記環状溝の形成は、中心軸部とその外周側に位置するダイヤモンドビット部とを有する切削工具の中心軸部を出銑口に挿入し、その後、中心軸部の周りに切削刃部を旋回させて切削することによって行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の補修方法は、マッドガンの先端部が当接する出銑口周辺部に設けた環状溝の内面部分のみに不定形耐火物を用い、その環状溝の周りは、補修前から存在する硬質の定形耐火物で固められているので、マッドガンの先端部と当接する環状溝の近傍部分が、マッド充填時に不定形耐火物がめくれてマッド漏れが生じるのを防止することができ、この結果、出銑口の使用寿命が長くなって、孔巻き替え作業の頻度を少なくすることができる。
【００１８】
また、マットガンの先端部は、環状溝に対して、緊密に嵌入された状態で当接させることができるため、出銑口周辺部全体を平滑な当接面にした場合に比べてより強固に当接させることができる。
【００１９】
さらに、本発明の補修方法は、出銑口周辺部の一部（環状溝）のみを切削しさえすればよいため、出銑口周辺部全体を切削して大容積の凹部を形成した従来法に比べて切削時間を短縮することができ、加えて、切削工具の切削部の切削面積も小さくすることができるため、切削コストの低減も図れる。
【００２０】
さらにまた、切削後に充填される新しい耐火物は、環状溝を埋めるだけの充填量で足りるため、出銑口周辺部全体を切削して形成した大容積の凹部に耐火物を充填する従来法に比べて、耐火物の充填量を少なくできる。
【００２１】
加えて、この発明は、マッドガンの先端部と環状溝が緊密に当接するように構成しさえすればよいため、特許文献１に示すように、環状溝に囲まれた内側表面部分を補助刃面で切削して、環状溝を含む凹部全体を平滑（フラット）にする必要がないため、切削工程を簡略化できるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に従う高炉等の出銑口の補修方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１（ａ）、（ｂ）は、開孔機１の先端に取り付けられるのに好適な切削部２（図１ではダイヤモンドビット）の形状を示したものであって、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図であり、図２（ａ）および（ｂ）は、マッドガン３の先端部４を示したものであって、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は正面図である。
【００２４】
図１（ａ）、（ｂ）に示す切削部２は、中心軸部５と、該中心軸部５の周りに配設された４個の切削刃面６とを有し、図２（ａ）、（ｂ）に示すマッドガン３の先端部４は円筒状をなしている。なお、切削刃面の配設数は４個には限定されず、リング状等の他の形状にすることもできる。
【００２５】
切削部２の切削刃面６は、これら切削刃面６を通る外接円の直径Ｄ１が、マッドガン３の筒状をなす先端部４の外径ｄ１と一致またはその外径ｄ１よりも大きく、切削刃面６を通る内接円の直径Ｄ２が、マッドガン３の先端部４の内径ｄ２と一致またはその内径ｄ２よりも小さくなるような寸法で配設する。
【００２６】
切削刃面６としては、例えばダイヤモンド粒を散りばめたダイヤモンドビット部で形成することが、切削される環状溝の寸法精度を高めるうえで好ましい。
【００２７】
この発明では、マッドガン３を用いて高炉等の出銑口７を閉塞するに先立って、まず、マッドガン３の前記先端部４が当接する出銑口７の周辺部８を切削して環状溝９を形成する（図３（ａ））。
【００２８】
前記環状溝９の形成は、中心軸部５とその外周側に位置するダイヤモンドビット部のような切削刃面６とを有する切削部２の中心軸部５を出銑口７に挿入し、その後、中心軸部５の周りに切削刃面６を旋回させて切削することによって行うことが好ましい。
【００２９】
なお、ここで切削する環状溝９の幅Ｗは、マッドガン３の先端部４が環状溝９に嵌入できることが前提となるため、マッドガン３の先端部４の厚みｔと同等以上に設定する。より具体的には、環状溝９の幅Ｗは、マッドガン３の先端部４の厚みｔの１．５〜３．０倍の範囲とすることが好ましい。環状溝９の幅Ｗがマッドガン３の先端部４の厚みｔの１．５倍未満だと、マッドガン先端部と溝の間の不定形耐火物の厚みが確保できないおそれがあるからであり、環状溝９の幅Ｗが前記先端部４の厚みｔの３倍超えだと、余剰の不定形耐火物がはみ出るおそれがあるからである。
【００３０】
また、環状溝９の深さＬは、１０〜１００ｍｍの範囲であることが好ましい。前記深さＬが１０ｍｍ未満だと、補修効果が小さいからであり、前記深さＬが１００ｍｍ超えだと、補修時間がかかりすぎるとともに、不定形耐火物が奥まで充填できないからである。
【００３１】
次いで、環状溝９に不定形耐火物１０を充填する（図３（ｂ））。
不定形耐火物１０としては、例えば、スタンプ材等が挙げられる。
不定形耐火物１０の充填量は、環状溝９の容積の８０〜１００％の範囲とすることが好ましい。不定形耐火物１０の充填量が環状溝９の容積の８０％未満だと、充填後の耐火物にすき間ができるからであり、１００％超えだと、余剰の不定形耐火物がはみ出しすぎるからである。
【００３２】
不定形耐火物１０の充填後、マッドガン３の先端部４を前記環状溝９内に押し込む。このとき、前記環状溝９の内面形状がマッドガン３の先端部４の外面輪郭形状と実質的に一致するように前記不定形耐火物１０を変形させる。
【００３３】
その後、この不定形耐火物１０を乾燥・固化させることにより、環状溝９の内面に不定形耐火物層１１を形成させて、環状溝９の内面形状を画定することによって、この発明の補修作業は終了する。
不定形耐火物層１１の形状としては、マットガン３の先端部４が環状溝９に緊密に嵌入できるようにするため、図３（ｃ）に示すように、マットガン３の先端部４と、切削して形成した環状溝９との間に、断面がコの字状となるように形成することが好ましい。
【００３４】
このように補修された後は、マッドガン３の先端部４は、比較的軟質な不定形耐火物層１１を介して環状溝９に緊密に当接（嵌入）することができるので、マッド漏れが生じにくくなる。
【００３５】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明の補修方法は、マッドガンの先端部が当接する出銑口周辺部に設けた環状溝の内面部分のみに不定形耐火物を用い、その環状溝の周りは、補修前から存在する硬質の定形耐火物で固められているので、マッドガンの先端部と当接する環状溝の近傍部分が、マッド充填時に不定形耐火物がめくれてマッド漏れが生じるのを防止することができ、この結果、出銑口の使用寿命が長くなって、孔巻き替え作業の頻度を少なくすることができる。
【００３７】
また、マットガンの先端部は、環状溝に対して、緊密に嵌入された状態で当接させることができるため、出銑口周辺部全体を平滑な当接面にした場合に比べてより強固に当接させることができる。
【００３８】
さらに、本発明の補修方法は、出銑口周辺部の一部（環状溝）のみを切削しさえすればよいため、出銑口周辺部全体を切削して大容積の凹部を形成した従来法に比べて切削時間を短縮することができ、加えて、切削工具の切削部の切削面積も小さくすることができるため、切削コストの低減も図れる。
【００３９】
さらにまた、切削後に充填される新しい耐火物は、環状溝を埋めるだけの充填量で足りるため、出銑口周辺部全体を切削して形成した大容積の凹部に耐火物を充填する従来法に比べて、耐火物の充填量を少なくできる。
【００４０】
加えて、この発明は、マッドガンの先端部と環状溝が緊密に当接するように構成しさえすればよいため、特許文献１に示すように、環状溝に囲まれた内側表面部分を補助刃面で切削して、環状溝を含む凹部全体を平滑（フラット）にする必要がないため、切削工程を簡略化できるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、開孔機の先端に取り付けられる切削部の形状を示したものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、マッドガンの先端部を示したものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、この発明に従う補修方法の主要工程を模式的に示したものである。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の孔巻き替え作業の工程を説明するための図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、特許文献１に記載された従来の補修方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  開孔機
２  切削部
３  マッドガン
４  マッドガンの先端部
５  中心軸部
６  切削刃面
７  出銑口
８  出銑口周辺部
９  環状溝
１０  不定形耐火物
１１  不定形耐火物層
【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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