(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の炉壁に形成された出銑口を閉塞するとともに閉塞された前記出銑口を開孔する閉塞開孔方法であって、
マッド材および略棒状に形成された閉塞栓を前記出銑口に押し出し、前記マッド材を焼成させて閉塞する閉塞工程と、
前記閉塞栓および焼成された前記マッド材を掘削して前記出銑口を形成する開孔工程と、
を備え、
前記閉塞栓は、前記マッド材の焼成物よりも柔らかく前記マッド材に押し込み可能に形成されている柔軟部分を、自身の全長にわたって連なるように有し、
前記閉塞工程は、
前記出銑口に前記マッド材を充填させる工程と、
前記マッド材が充填された前記出銑口に前記閉塞栓を押し込む工程と、を備えることを特徴とする閉塞開孔方法。
【請求項２】
前記押し込む工程では、前記マッド材の一部を前記出銑口から前記高炉の炉内側に向けて凸状に盛り上がるように押し出すことを特徴とする請求項１に記載の閉塞開孔方法。
【請求項３】
前記閉塞栓は、
管状部材と、
前記管状部材の管路に配置された前記柔軟部分である充填部材と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の閉塞開孔方法。
【請求項４】
前記充填部材は、焼成した耐火物により形成され、
前記開孔工程では前記閉塞栓の前記充填部材を掘削することを特徴とする請求項３に記載の閉塞開孔方法。
【請求項５】
前記充填部材は、焼成されることで耐火物となる材料により形成され、
前記開孔工程では前記閉塞栓の前記充填部材を掘削することを特徴とする請求項３に記載の閉塞開孔方法。
【請求項６】
前記閉塞栓の長さは、前記出銑口の長さにほぼ等しく設定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の閉塞開孔方法。
【請求項７】
高炉の炉壁に形成された出銑口を閉塞するとともに閉塞された前記出銑口を開孔する閉塞開孔装置であって、
マッド材が収容可能な内部空間、前記内部空間に連通する注入開口および貫通孔が形成されたケーシングと、
前記内部空間に収容された前記マッド材に圧力を作用させる圧力発生部と、
略棒状に形成された閉塞栓の基端に着脱可能に接続されるとともに、前記出銑口を閉塞した前記閉塞栓および焼成された前記マッド材を掘削する開孔機部と、
前記開孔機部に接続された前記閉塞栓を、前記出銑口に前記マッド材を充填させた後で、前記貫通孔および前記内部空間を通して前記注入開口から突出させて前記出銑口に押し出すように移動させる進退駆動部と、
を備え、
前記閉塞栓は、前記マッド材の焼成物よりも柔らかく前記マッド材に押し込み可能に形成されている部分を、自身の全長にわたって連なるように有することを特徴とする閉塞開孔装置。
【請求項８】
前記開孔機部は、
前記閉塞栓の基端に着脱可能に接続される着脱部と、
前記ケーシングの外部に配置されるとともに、前記着脱部に自身の基端が着脱可能に接続される開孔ロッドと、
前記着脱部に接続された前記開孔ロッドを前記開孔ロッドの軸線回りに回転させる回転駆動部とを有することを特徴とする請求項７に記載の閉塞開孔装置。
【請求項９】
前記ケーシングの前記内部空間に設けられ、先端が前記ケーシングの前記注入開口内に、前記注入開口を形成する縁部の少なくとも一部から離間した状態で配置され、基端側の開口が前記貫通孔に連通するガイド管を備え、
前記ガイド管内に前記閉塞栓が挿通可能に設定されていることを特徴とする請求項７または８に記載の閉塞開孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の炉壁に形成された出銑口を閉塞するとともに閉塞された出銑口を開孔する閉塞開孔方法および閉塞開孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄設備の一つである高炉では、鉄鉱石に含まれる酸素を還元することで銑鉄が取り出される。高炉の炉底の湯溜まり部に溜まる溶銑（溶融した銑鉄）は、湯溜まり部横の炉壁に設けられた出銑口から取り出される。出銑口は、マッド材と呼ばれる粘土状の耐火物を充填して焼成させることによって閉塞される。溶銑の取り出しは、空圧式もしくは油圧式の開孔機を使用して、錐ロッドに前後進、打撃、回転の動作をさせることにより、出銑口に充填されている閉塞材を開孔することにより行われる。溶銑を湯溜まり部から取り出した後は、マッドガンを使用してマッド材を出銑口に充填して焼成させて出銑口を閉塞する。このように、出銑口の開孔と閉塞作業には、開孔機およびマッドガンというそれぞれ専用の装置を使用している。
【０００３】
これらの装置による出銑口の開孔と閉塞作業は、自動化の試みもなされているが、特に開孔作業は開孔判定が難しいことから、開孔の最終的な判断は装置の使用者に委ねられている。これは、出銑口の炉内側のマッド材の形状が一定していないこと、出銑口内に充填されたマッド材の内部状態が不均一であることに起因する。出銑口に充填されるマッド材は、通常、炉内側に凸の状態で固結するが、前回の開孔作業によって削孔された出銑口の炉内側の状態や充填されるマッド材の量によってその形状は異なるため、出銑口の炉内側に付着したマッド材のうち最も炉内側の位置が一律にならない。このため、出銑口の削孔深さに基づいて開孔判定を行うことが困難になり、開孔判定が難しくなっている。
また、充填されたマッド材は、その内部に空隙ができることもあり、錐ロッドの前進負荷や回転負荷に基づいて開孔判定を行うと、空隙によって前進負荷や回転負荷が弱まることで出銑口が貫通したと誤判定してしまう恐れがある。
このように、出銑口の開孔判定を容易にするためには、出銑口の閉塞状態を常に一定に保つことが要求される。
【０００４】
出銑口の閉塞技術の例としては、たとえば、特許文献１に記載された高炉出銑口の閉塞方法が知られている。この閉塞方法は、出銑口へマッド材を充填し、このマッド材の焼成中にマッド材の中途まで大口径の孔を掘り、この大口径孔に再びマッド材を充填する方法である。この閉塞方法によれば、後から充填するマッド材により出銑口におけるマッド材の充填密度を向上させることができるという。
【０００５】
また、閉塞技術の他の例として、特許文献２に記載された高炉出銑口形成方法がある。この形成方法は、出銑口にマッド材を充填してマッド材が炉熱によって焼成された後、開孔用ビットで、溶銑の噴出を防ぐのに必要な厚さを残して削孔し、開孔内に流動性耐火物を適量注入して、予め形成固化した耐火物筒状体を開孔内に挿入して開孔内側と耐火物筒状体外側との隙間に前記流動性耐火物を充填させる方法である。
本形成方法によれば、耐火物筒状体の内部が空洞のため開孔に要する時間を短縮することができる。また、焼成したマッド材を開孔した後に耐火物筒状体を挿入させるため、小さな挿入力で済み、従来の出銑口開孔機のフィード力で挿入することができるとされる。
【０００６】
出銑口を開孔させるのに要する削孔深さを一定にした方法として、特許文献３に記載された冶金炉用出湯口の開閉方法が知られている。この方法では、芯金棒の周囲に出銑口の断面形状より僅かに大きい断面形状で柱状に形成した固形マッド材を芯金棒とともに出銑口に打ち込んで閉塞し、芯金棒を引き抜いて開孔する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１２７６１２号公報
【特許文献２】特開平８−５３７０３号公報
【特許文献３】特開２００３−２４７０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の方法では、以前に充填したマッド材が高炉内に溜まって出銑口の炉内側の開口に達しているため、出銑口を開孔させるために必要な削孔深さが一定にならず、開孔が困難になるという問題がある。
また、特許文献３に記載の方法では、出銑後の出銑口の径が想定より小さい場合、固形マッド材と芯金棒を無理やり打ち込むことになって、開孔時に芯金棒が引き抜きにくくなってしまう。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、出銑口を閉塞するとともに、閉塞した出銑口を容易に開孔することができる閉塞開孔方法および閉塞開孔装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の閉塞開孔方法は、高炉の炉壁に形成された出銑口を閉塞するとともに閉塞された前記出銑口を開孔する閉塞開孔方法であって、マッド材および略棒状に形成された閉塞栓を前記出銑口に押し出し、前記マッド材を焼成させて閉塞する閉塞工程と、前記閉塞栓および焼成された前記マッド材を掘削して前記出銑口を形成する開孔工程と、を備え、前記閉塞栓は、前記マッド材の焼成物よりも柔らかく前記マッド材に押し込み可能に形成されている柔軟部分を、自身の全長にわたって連なるように有し、前記閉塞工程は、前記出銑口に前記マッド材を充填させる工程と、前記マッド材が充填された前記出銑口に前記閉塞栓を押し込む工程と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の閉塞開孔装置は、高炉の炉壁に形成された出銑口を閉塞するとともに閉塞された前記出銑口を開孔する閉塞開孔装置であって、マッド材が収容可能な内部空間、前記内部空間に連通する注入開口および貫通孔が形成されたケーシングと、前記内部空間に収容された前記マッド材に圧力を作用させる圧力発生部と、略棒状に形成された閉塞栓の基端に着脱可能に接続されるとともに、前記出銑口を閉塞した前記閉塞栓および焼成された前記マッド材を掘削する開孔機部と、前記開孔機部に接続された前記閉塞栓を、前記出銑口に前記マッド材を充填させた後で、前記貫通孔および前記内部空間を通して前記注入開口から突出させて前記出銑口に押し出すように移動させる進退駆動部と、を備え、前記閉塞栓は、前記マッド材の焼成物よりも柔らかく前記マッド材に押し込み可能に形成されている部分を、自身の全長にわたって連なるように有することを特徴としている。
【００１２】
また、上記の閉塞開孔方法において、前記押し込む工程では、前記マッド材の一部を前記出銑口から前記高炉の炉内側に向けて凸状に盛り上がるように押し出すことがより好ましい。
また、上記の閉塞開孔方法において、前記閉塞栓は、管状部材と、前記管状部材の管路に配置された前記柔軟部分である充填部材と、を有することがより好ましい。
また、上記の閉塞開孔方法において、前記充填部材は、焼成した耐火物により形成され、前記開孔工程では前記閉塞栓の前記充填部材を掘削することがより好ましい。
【００１３】
また、上記の閉塞開孔方法において、前記充填部材は、焼成されることで耐火物となる材料により形成され、前記開孔工程では前記閉塞栓の前記充填部材を掘削することがより好ましい。
また、上記の閉塞開孔方法において、前記閉塞栓の長さは、前記出銑口の長さにほぼ等しく設定されていることがより好ましい。
【００１４】
また、上記の閉塞開孔装置において、前記開孔機部は、前記閉塞栓の基端に着脱可能に接続される着脱部と、前記ケーシングの外部に配置されるとともに、前記着脱部に自身の基端が着脱可能に接続される開孔ロッドと、前記着脱部に接続された前記開孔ロッドを前記開孔ロッドの軸線回りに回転させる回転駆動部とを有することがより好ましい。
また、上記の閉塞開孔装置において、前記ケーシングの前記内部空間に設けられ、先端が前記ケーシングの前記注入開口内に、前記注入開口を形成する縁部の少なくとも一部から離間した状態で配置され、基端側の開口が前記貫通孔に連通するガイド管を備え、前記ガイド管内に前記閉塞栓が挿通可能に設定されていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明において、請求項１に記載の閉塞開孔方法および請求項７に記載の閉塞開孔装置によれば、閉塞栓は、マッド材の焼成物よりも柔らかく形成されている部分を自身の全長にわたって連なるように有する。このため、閉塞された出銑口を開孔するときに、この閉塞栓の一部を掘削して開孔することで開孔に要する力が低減し、出銑口を容易に開孔することができる。
請求項４および５に記載の閉塞開孔方法によれば、マッド材の焼成物よりも柔らかい充填部材または焼成した充填部材を掘削することで、出銑口を容易に開孔することができる。
【００１６】
請求項６に記載の閉塞開孔方法によれば、開孔時に掘削する長さが閉塞栓の長さにほぼ等しくなるため、出銑口をさらに容易に開孔することができる。
請求項８に記載の閉塞開孔装置によれば、出銑口を閉塞する作業と、閉塞された出銑口を開孔する作業とを１台の装置で行うことができる。
請求項９に記載の閉塞開孔装置によれば、ケーシング内で閉塞栓にマッド材が付着するのが防止される。このため、閉塞時にケーシング内において、閉塞栓とマッド材とによる摩擦力が生じにくくなるため、出銑口に閉塞栓を容易に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の閉塞開孔装置が閉塞モードのときの一部を破断した側面図である。
【図２】同閉塞開孔装置が開孔モードのときの一部を破断した側面図である。
【図３】同閉塞開孔装置が開孔モードのときの着脱・回転機構および開孔ロッドの接続部分の断面図である。
【図４】本実施形態の閉塞開孔方法を説明する図である。
【図５】本実施形態の閉塞開孔方法を説明する図である。
【図６】本実施形態の閉塞開孔方法を説明する図である。
【図７】本発明の第２実施形態の閉塞開孔装置で用いられる閉塞栓の側面の断面図である。
【図８】同閉塞栓を用いた閉塞開孔方法を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態の閉塞開孔装置で用いられる変形例の閉塞栓の側面の断面図である。
【図１０】同閉塞栓を用いた閉塞開孔方法を説明する図である。
【図１１】本発明の変形例における閉塞開孔装置の側面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る閉塞開孔装置の第１実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。本閉塞開孔装置１は、図１に示すように高炉Ｗの炉壁Ｗ１に形成された出銑口Ｗ２を閉塞する閉塞モードと、図２に示すように閉塞された出銑口Ｗ２を開孔する開孔モードとに装置の状態を切り替えることができる。
図１に示すように、閉塞開孔装置１は、マッド材１００が収容可能な内部空間１１が形成されたケーシング１０と、内部空間１１に収容されたマッド材１００に圧力を作用させる油圧発生部（圧力発生部）２０と、出銑口Ｗ２を開孔するための開孔ロッド３０と（図２参照。）、閉塞栓１１０などの基端に着脱可能に接続されるとともに閉塞栓１１０などを回転させる着脱・回転部（着脱部、回転駆動部）３５と、着脱・回転部３５を移動させる進退駆動部４５とを備えている。
なお、開孔ロッド３０および着脱・回転部３５で、開孔機部を構成する。
【００１９】
ケーシング１０は、先端側に配置され注入開口１２ａが形成されたノズル１２と、基端側に配置され貫通孔１３ａが形成された略筒状のバレル１３とを有している。注入開口１２ａおよび貫通孔１３ａは、ノズル１２およびバレル１３を接続したときに形成される内部空間１１にそれぞれ連通する。
油圧発生部２０は、ケーシング１０の内部空間１１における基端側に取り付けられている。油圧発生部２０は、不図示の油供給源からオイルを供給される油圧シリンダ２１と、油圧シリンダ２１により前後方向に移動するピストン２２とを有している。油圧シリンダ２１には、油圧シリンダ２１内のオイルの量を調節する不図示の流入口、および流出口が設けられている。
ピストン２２の外周面と油圧シリンダ２１の内周面との間には、ピストン２２と油圧シリンダ２１との間を水密に保持するための不図示のシール部材が設けられている。油圧シリンダ２１によりピストン２２が先端側に移動したときにおいても、ピストン２２より前方に注入開口１２ａおよび貫通孔１３ａが配置されるように設定されている。本実施形態では、ピストン２２が注入開口１２ａおよび貫通孔１３ａを塞がないので、ピストン２２や油圧シリンダ２１に閉塞栓１１０やマッド材１００を通すための孔は形成されていない。
【００２０】
開孔ロッド３０は、図２に示すように、細長い棒状に形成されている。開孔ロッド３０の先端には、炉壁Ｗ１などを掘削するためのビット３１が設けられている。開孔ロッド３０の基端には、図３に示すような雌ネジ部３２が形成されている。この例では、開孔ロッド３０は、ケーシング１０の外部に配置されて用いられる。
本実施形態の閉塞開孔装置１で用いられる閉塞栓１１０は、図１に示すように、マッド材１００の焼成物（後述する焼成マッド材１００Ａ）よりも柔らかい焼成した耐火物により、略棒状に形成されている。閉塞栓１１０の長さは、出銑口Ｗ２の長さにほぼ等しく設定されている。閉塞栓１１０は、例えば、アルミナ、ろう石、炭化珪素、耐火粘土などからなるマッド材を焼成した耐火物により形成されている。閉塞栓１１０を柔らかくするには、例えば、マッド材中のバインダー（タール、レジン）の含有量を増やせばよく、閉塞栓１１０を硬くするには、マッド材中の金属（アルミニウムなど）の含有量を増やせばよい。
閉塞栓１１０の基端には、前述の開孔ロッド３０の雌ネジ部３２のような不図示の雌ネジ部が形成されている。
【００２１】
着脱・回転部３５は、着脱・回転機構３６と、着脱・回転機構３６に接続される着脱アダプタ３７とを有している。
着脱・回転機構３６は、図３に示す雄ネジ部３８と、不図示の回転駆動モータとを備えている。この雄ネジ部３８に開孔ロッド３０の雌ネジ部３２を螺合させることで、着脱・回転機構３６に開孔ロッド３０を接続することができる。回転駆動モータは、雄ネジ部３８を雄ネジ部３８の軸線Ｃ１回りに回転させる。これにより、着脱・回転機構３６の雄ネジ部３８に接続された開孔ロッド３０は、自身の軸線回りに回転することができる。
着脱アダプタ３７は、不図示のギアボックス、および連結軸３９を有している。着脱・回転機構３６に着脱アダプタ３７を接続することで、着脱・回転機構３６の雄ネジ部３８にギアボックスが係合し、連結軸３９をその軸線Ｃ２回りに回転させることができる。
連結軸３９の先端には、閉塞栓１１０の雌ネジ部と螺合する不図示の雄ネジ部が形成されている。連結軸３９の軸線Ｃ２と雄ネジ部３８の軸線Ｃ１とは、ほぼ平行に設定されている。また、この例では、軸線Ｃ１は、注入開口１２ａおよび貫通孔１３ａより下方に配置されている。
【００２２】
ケーシング１０の下部には、軸線Ｃ２方向に延びるガイドレール５１、および位置調節装置５２が取り付けられている。
進退駆動部４５は、ガイドレール５１上に設置されている進退駆動モータ４５ａと、ガイドレール５１の下部に軸線Ｃ２方向にスライド可能に接続された進退駆動部本体４５ｂとを有している。進退駆動モータ４５ａを駆動することで、進退駆動部本体４５ｂをガイドレール５１に沿って軸線Ｃ２方向に進退させることができる。
連結軸３９の雄ネジ部に閉塞栓１１０を接続し、進退駆動部４５により閉塞栓１１０を先端側に移動させることで、閉塞栓１１０を貫通孔１３ａおよび内部空間１１を通して注入開口１２ａから前方へ突出させることができる。
位置調節装置５２は床面Ｗ３上に配置され、床面Ｗ３に対するケーシング１０の前後方向および上下方向の位置を調節することができる。
【００２３】
図１に示す閉塞モードでは、図２に示す開孔モードよりケーシング１０を下方に移動させて作業を行う。
開孔モードでは、貫通孔１３ａを塞ぐ栓部材５３を用いてもよい。
【００２４】
次に、以上のように構成された閉塞開孔装置１を用いて行われる本実施形態の閉塞開孔方法について説明する。以下では、説明の便宜上、図１に示すように、炉壁Ｗ１に出銑口Ｗ２が形成されていて、閉塞モードになっている閉塞開孔装置１で出銑口Ｗ２を閉塞する閉塞工程を行うことから説明する。この状態では、高炉Ｗ内の高温の溶銑Ｗ５が炉外側Ｄ１に流れ出ている。
まず、ケーシング１０の貫通孔１３ａに閉塞栓１１０を挿通させる（閉塞栓配置工程）。具体的には、ガイドレール５１上で進退駆動部４５の進退駆動部本体４５ｂを基端側に移動させておき、着脱・回転機構３６に着脱アダプタ３７を接続したうえで、連結軸３９の先端に閉塞栓１１０を接続する。このとき、閉塞栓１１０を連結軸３９の前方で保持しておき、着脱・回転機構３６により閉塞栓１１０に対して連結軸３９を軸線Ｃ２回りに回転させる。これにより、閉塞栓１１０の雌ネジ部と連結軸３９の雄ネジ部とを螺合させ、連結軸３９に閉塞栓１１０を容易に接続することができる。
そして、進退駆動部４５により閉塞栓１１０を先端側に移動させ、閉塞栓１１０の先端が貫通孔１３ａを通過して注入開口１２ａにほぼ一致するように調節する。
【００２５】
次に、炉壁Ｗ１の出銑口Ｗ２とケーシング１０の注入開口１２ａとを連通させる（連通配置工程）。これは、位置調節装置５２によりケーシング１０の前後方向および上下方向の位置を調節することで行う。
続いて、油圧発生部２０により、図４に示すように、マッド材１００を注入開口１２ａを通して出銑口Ｗ２に押し出し、出銑口Ｗ２にマッド材１００を充填させる（マッド材押し出し工程）。
【００２６】
マッド材押し出し工程に続いて、図５に示すように、閉塞栓１１０を、ケーシング１０の注入開口１２ａを通して出銑口Ｗ２に押し出す（閉塞栓押し出し工程）。
出銑口Ｗ２に押し出された閉塞栓１１０により、出銑口Ｗ２から押し出されたマッド材１００が炉内側Ｄ２で凸の状態に盛り上がり、保護マッド１０１を形成する。保護マッド１０１は、出銑口Ｗ２から流れ出る溶銑Ｗ５によって炉壁Ｗ１が侵食されるのを保護する。
出銑口Ｗ２にケーシング１０を当接させた状態で一定時間保持し、その後、位置調節装置５２によりケーシング１０を基端側に移動させ、出銑口Ｗ２からケーシング１０を離間させる（焼成工程）。この工程の間に、溶銑Ｗ５の熱によりマッド材１００が焼成され、図６に示す焼成マッド材１００Ａとなる。
以上で、閉塞工程を終了する。
【００２７】
この状態で高炉Ｗを一定時間運転し、再び溶銑Ｗ５を取り出すときに、以下に説明する開孔工程を行う。
開孔工程では、図２に示すように、着脱・回転機構３６から着脱アダプタ３７を取り外し、着脱・回転機構３６に開孔ロッド３０を接続する。
位置調節装置５２によりケーシング１０を上方に移動させ、出銑口Ｗ２を閉塞している閉塞栓１１０に開孔ロッド３０のビット３１を当接させる。着脱・回転機構３６により開孔ロッド３０を軸線Ｃ１回りに回転させつつ、進退駆動部４５により開孔ロッド３０を先端側に移動させることで、閉塞栓１１０、および閉塞栓１１０より炉内側Ｄ２にある焼成マッド材１００Ａを掘削して出銑口Ｗ２を形成する。
以上で、開孔工程を終了する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の閉塞開孔装置１および閉塞開孔方法によれば、閉塞栓１１０は、焼成マッド材１００Ａよりも柔らかい耐火物で形成されている。このため、開孔工程において、この閉塞栓１１０を掘削して開孔することで開孔作業に要する力が低減し、出銑口Ｗ２を容易に開孔することができる。
また、焼成マッド材１００Ａは閉塞栓１１０より硬く、溶銑Ｗ５などにより侵食されにくいので、出銑口Ｗ２が溶銑Ｗ５により侵食されて大きくなるのを抑えることができる。
【００２９】
閉塞栓１１０の長さは出銑口Ｗ２の長さにほぼ等しく設定されている。開孔工程に掘削する長さが閉塞栓１１０の長さにほぼ等しくなり開孔工程では柔らかい部材を掘削することになるため、出銑口Ｗ２をさらに容易に開孔することができる。
閉塞開孔装置１は、開孔ロッド３０および着脱・回転部３５を備えるため、閉塞モードと開孔モードとを切り替えることで、１台の装置で閉塞工程および開孔工程の両工程を行うことができる。
開孔工程において開孔ロッド３０がケーシング１０の外部に配置されるため、開孔ロッド３０が溶銑Ｗ５の熱などにより曲がったとしても、閉塞開孔装置１の動作に支障となるのが防止される。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７から図１０を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図７に示すように、本実施形態の閉塞開孔装置１で用いられる閉塞栓１２０は、外径が出銑口Ｗ２の内径より小さく設定されたパイプ（管状部材）１２１と、パイプ１２１の管路に配置された充填部材１２２とを有している。
パイプ１２１を形成する材料としては、たとえば、鉄鋼などの金属を用いることができる。充填部材１２２は、前述の閉塞栓１１０と同一の材料で形成されている。
なお、閉塞栓１２０の基端には、閉塞栓１１０の雌ネジ部と同一形状の雌ネジ部が形成されていることが好ましい。
【００３１】
次に、以上のように構成された閉塞栓１２０および閉塞開孔装置１を用いて行われる本実施形態の閉塞開孔方法について説明する。
閉塞工程は、閉塞栓１１０を用いて行う第１実施形態の工程と同様なので、説明を省略する。
開孔工程では、図８に示すように、出銑口Ｗ２を閉塞している閉塞栓１２０の充填部材１２２に開孔ロッド３０のビット３１を当接させる。そして、閉塞栓１２０の充填部材１２２、および充填部材１２２より炉内側Ｄ２にある焼成マッド材１００Ａを掘削して出銑口Ｗ２を形成する。
このように構成された閉塞栓１２０を用いる本実施形態の閉塞開孔方法によれば、焼成マッド材１００Ａよりも柔らかい充填部材１２２を掘削することで、出銑口Ｗ２を容易に開孔することができる。
【００３２】
本実施形態のように、閉塞栓１２０において、焼成マッド材１００Ａよりも柔らかく形成されている部分を、閉塞栓１２０の全長にわたって連なるよう形成する。そして、開孔工程において、この柔らかく形成されている部分を閉塞栓１２０の全長にわたって開孔ロッド３０で掘削することで、出銑口Ｗ２を容易に開孔することができる。
このため、第１実施形態の閉塞栓１１０のように、閉塞栓１１０全体が柔らかく形成されていてもよいし、閉塞栓の外周の一部が全長にわたって柔らかく形成されていてもよい。
【００３３】
本実施形態では、閉塞栓１２０に代えて、図９に示す閉塞栓１３０を用いてもよい。
この閉塞栓１３０は、前述の閉塞栓１２０において、充填部材１２２が、パイプ１２１の一端１２１ａから一定距離離間した位置Ｐよりパイプ１２１の他端１２１ｂ側のみに配置されている。この一定距離は、閉塞開孔装置１におけるビット３１の大きさなどに応じて適宜設定される。
パイプ１２１の一端１２１ａ側の内周面には、閉塞栓１１０の雌ネジ部と同一形状の雌ネジ部が形成されていることが好ましい。
【００３４】
このように構成された変形例の閉塞栓１３０を用いて行われる閉塞開孔方法の閉塞工程は、本実施形態の閉塞工程と同様になる。一方で、開孔工程は以下のようになる。
図１０に示すように、閉塞栓１３０のパイプ１２１の一端１２１ａ内に閉塞開孔装置１のビット３１を挿入し、着脱・回転機構３６により開孔ロッド３０をその軸線回りに回転させる。これにより、充填部材１２２、および充填部材１２２より炉内側Ｄ２にある焼成マッド材１００Ａを掘削し、出銑口Ｗ２を形成する。
【００３５】
本実施形態のように閉塞栓１２０を用いて閉塞された部分に出銑口Ｗ２を開孔するときには、炉外側Ｄ２の充填部材１２２に凹みが形成されるまでの間、開孔ロッド３０の先端が回転ブレを起こすため、金棒などを使用して、作業者が開孔ロッド３０の先端の位置を拘束している。
これに対して、本変形例の閉塞栓１３０を用いることで、閉塞栓１３０に対して開孔ロッド３０の先端を容易に位置決めし、開孔ロッド３０の回転ブレを抑えることができる。これにより、出銑口Ｗ２を短時間で形成することができる。
【００３６】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態および第２実施形態では、閉塞栓１１０、および閉塞栓１２０の充填部材１２２は、焼成マッド材１００Ａよりも柔らかい焼成した耐火物により形成されているとした。しかし、これらは、焼成されることで焼成マッド材１００Ａよりも柔らかい耐火物となる材料により形成さていてもよい。
この材料としては、前述のアルミナ、ろう石、炭化珪素、耐火粘土、および、これらの混合物を用いることができる。
閉塞栓１１０および充填部材１２２をこのような材料で形成することで、焼成された閉塞栓１１０または充填部材１２２を掘削して、出銑口Ｗ２を容易に開孔することができる。
【００３７】
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、図１１に示すように、閉塞開孔装置２がケーシング１０の内部空間１１に設けられたガイド管６１を備えてもよい。
ガイド管６１の一端６１ａは、ケーシング１０の注入開口１２ａ内に注入開口１２ａを形成する縁部から離間した状態で配置されている。ガイド管６１は、他端６１ｂ側の開口が貫通孔１３ａに連通するように配置されている。
ガイド管６１の内径は、閉塞栓１１０が挿通可能となるように設定されている。
閉塞開孔装置２をこのように構成することで、閉塞モードにおいて、ケーシング１０内で閉塞栓１１０とマッド材１００とによる摩擦力が生じにくくなるため、出銑口Ｗ２に閉塞栓１１０を容易に挿入することができる。
【００３８】
前記第１実施形態および第２実施形態では、開孔機部は開孔ロッド３０および着脱・回転部３５で構成され、閉塞開孔装置１に一体に構成されるとした。しかし、閉塞開孔装置に開孔機部を備えず、開孔機部として公知の錐ロッドなどを用いてもよい。
また、第１実施形態および第２実施形態では、閉塞栓の長さは出銑口Ｗ２の長さにほぼ等しく設定されているとした。しかし、閉塞栓の長さに制限はなく、出銑口Ｗ２の長さより短くするなど適宜設定することができる。
【００３９】
前記第１実施形態および第２実施形態の閉塞開孔装置１では、閉塞工程において出銑口Ｗ２に閉塞栓１１０を押し出さずに、出銑口Ｗ２をマッド材１００だけで閉塞させることで、従来と同様の手法で出銑口Ｗ２を閉塞させることができる。すなわち、本発明の閉塞開孔装置１は、マッド材１００および閉塞栓１１０を用いて出銑口Ｗ２を閉塞する方法と、マッド材１００だけを用いて出銑口Ｗ２を閉塞する方法とを切り替えて使用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、２  閉塞開孔装置
１０  ケーシング
１１  内部空間
１２ａ  注入開口
１３ａ  貫通孔
２０  油圧発生部（圧力発生部）
３０  開孔ロッド
３５  着脱・回転部（着脱部、回転駆動部）
４５  進退駆動部
６１  ガイド管
１００  マッド材
１１０、１２０、１３０  閉塞栓
１２１  パイプ（管状部材）
１２２  充填部材
Ｗ    高炉
Ｗ１  炉壁
Ｗ２  出銑口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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