(57)【要約】【課題】  簡単な構造によりれんがの脱落事故を確実に阻止することができ、しかもれんが取り付け施工工事が容易に実施できるれんが脱落防止手段の提供。【解決手段】  転炉の上部絞り部に位置する鉄皮１に並列して内張りされる耐火れんが２の外周部側面を切り欠き、隣接れんがの向かい合う箇所にあり溝４を形成し、このあり溝４の中央に向かうような配置で鉄皮側に取り付けられたスタッド５を包囲して、鉄皮１と耐火れんが２との間に永久耐火物６を充填固化したことを特徴とする製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉の上部絞り部に位置する鉄皮に並列して内張りされる耐火れんがの外周部側面を切り欠き、隣接れんがの向かい合う箇所に両側の切り欠きによるあり溝を形成し、このあり溝の中央に向かうような配置で鉄皮側に取り付けられたスタッドを包囲して、鉄皮と耐火れんがとの間に永久耐火物を充填固化したことを特徴とする製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造。
【請求項２】
前記スタッドがY型スタッドであることを特徴とする請求項１に記載の製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造。
【請求項３】
前記スタッドが頭つきボルトのI型スタッドであることを特徴とする請求項１に記載の製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造。
【請求項４】
スタッドの先端部を起点とする耐火れんが内部の想定せん断破壊面が、耐火れんがのあり溝の入り口側における耐火れんがの角部を斜め方向に通過するような位置関係に、スタッドをあり溝内に配置することを特徴とする請求項１、２または３に記載の製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼用転炉における上部絞り部の鉄皮に内接して設置される耐火物の内張り構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼用転炉における耐火れんがの内張りが脱落する事例は、内向きに傾斜するその断面形状（傘状）に由来して上部の絞り部と呼ばれる転炉炉口近傍においてもっとも発生しやすいものとされている。これは、斜めの鉄皮に対して耐火れんががぶら下がるように取り付けられる構造上の宿命による現象であって、この内張り構造については、いろいろの工夫がなされているが、その施工上の観点も含めてなお十分に安心できるに至っていない。
【０００３】
一般的には、鉄皮に対して耐火れんがが何等かの連結金物、たとえばボルトやアングル等を介在させて機械的に結合されるのが常法といえるが、内張り脱落事故の発生を確実に防止しようとするほど、その施工が複雑で困難な構造となる傾向がある。
【０００４】
この障害を克服しようとして、たとえば特許文献１の考案は、Y型のスタッドを鉄皮側と耐火れんが側との両方に固定し、その周囲に不定形耐火れんがを充填する方法を考案している。本案によれば、耐火れんがと不定形耐火れんがとの一体性および築炉の単純化が期待できるとされている。
【０００５】
この方式を、内張り脱落事故の根本原因がれんがのせん断破壊に帰するとの観点から考察すると、図１(a)に示すように、不定形耐火れんがのせん断破壊面（図の点線）が、力の作用方向に対して４５°のところで発生するので、そのせん断破壊面を貫通するようにY型スタッドを配置する必要がある（図１（b）参照）。ところが、本案の図のように、両側のY型スタッドが単純に交互配置されているだけでは、両側のY型スタッドが絡む配置でないために、Y型スタッドの頭を連絡するクラックが発生すると、容易にれんがの脱落事故となるおそれがある。
【０００６】
このようなリスクを回避するには、図１（b）のように、両側のY型スタッドの多数を蜜に入り込むように配置すればよいが、実際上このようなライニング作業はY型スタッドの相互干渉をともなって作業性が低下するおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２の考案は、従来の内張りれんがの脱落が、付着・堆積した滓や地金を溶断パイプで切断するときに、付着物の落下とともにれんがが引っ張られ脱落する場合が多いとの点を重視した改善策を考えている。鉄皮とれんがとの間に介在させるれんが引っ張り用治具にねじを用いたひっぱり長さ調節機能を持たせ、れんが積みごとに鉄皮の変形を矯正するときの自由度を確保しようとする。これも一案であるが、高熱に曝されるこの部位の補修がこのような比較的複雑な機構に十分耐えられるか否かの点に不安を残している。
【特許文献１】実開平５−３７９５０号公報
【特許文献２】実開平５−４５０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した問題点に着目し、上記特許文献に記載されているような複雑なれんが脱落防止機構よりもはるかに簡単な構造によりれんがの脱落事故を確実に阻止すること、同時に、れんが取り付け施工工事が容易に実施できるようにすることを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造を提案する。
（１）転炉の上部絞り部に位置する鉄皮に並列して内張りされる耐火れんがの外周部側面を切り欠き、隣接れんがの向かい合う箇所に両側の切り欠きによるあり溝を形成し、このあり溝の中央に向かうような配置で鉄皮側に取り付けられたスタッドを包囲して、鉄皮と耐火れんがとの間に永久耐火物を充填固化したことを特徴とする製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造（請求項１）。
（２）Y型スタッドを使用することを特徴とする上記（１）に記載の製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造(請求項２)。
（３）頭つきボルトのI型スタッドを使用することを特徴とする上記（１）に記載の製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造(請求項３)。
（４）スタッドの先端部を起点とする耐火れんが内部の想定せん断破壊面が、耐火れんがのあり溝の入り口側における耐火れんがの角部を斜め方向に通過するような位置関係に、スタッドをあり溝内に配置することを特徴とする上記（１）（２）または（３）に記載の製鋼用転炉の上部絞り部の内張り耐火物構造(請求項４)。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記手段により課題を解決するものであって、その構造は、もっとも単純な形状のスタッドを永久耐火物に埋め込むだけの構成としたので、施工工事が非常に容易である。そして、この永久耐火物を埋め込むための空間を、耐火れんがの外周部側面の角を切り欠くことによりその断面をあり溝の形状としたので、スタッドおよび永久耐火物によるアンカー効果が十分に確保され、脱落事故が確実に阻止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２にもとづいて本発明の実施形態の基本をまず説明する。転炉上部の絞り部における鉄皮(1)の内側に多数の耐火れんが（２）が並列して相互に密接して配置される。この発明では、各耐火れんが（２）の鉄皮側外周部の左右両側が内向きに傾斜するように切り欠き（３）され、隣接する耐火れんが（２）の切り欠き（３）との間に逆V字型のあり溝（４）が構成される。
【００１２】
他方、鉄皮(1)の内側には、上記あり溝（４）に対応する配置でスタッド（５）が適当な手段、たとえば溶植により固着され、あり溝（４）の内部に突入する配置とされる。そして、鉄皮(1)と耐火れんが（２）との空間ならびにあり溝（４）の内部に永久耐火物（６）たとえばパーマネントキャスタブルが充填され、スタッド（５）はすべてこの永久耐火物（６）内に封入される。
【００１３】
この構造では、耐火れんが（２）は永久耐火物（６）との付着力が有効である限りにおいて鉄皮(1)から脱落しないことが基本であるが、この付着力の寿命が切迫直前に至った時点でも容易に耐火れんが（２）が脱落しないように保障することが必要である。図４は耐火れんが（２）の外周部に設ける切り欠き（７）を直角とし、隣接する切り欠きとの間にできる溝が本発明におけるあり溝（４）と相違して平行にした参考図である。同図の平行溝であると、上記付着力が切れた場合、耐火れんがは永久耐火物から遊離して容易に脱落することになるのは明らかである。
【００１４】
これに対し、逆V字型のあり溝（４）を形成した図２の本発明の構造では、斜めの切り欠き（３）により保持されて耐火れんが（２）が容易に抜け落ちるようなことが防止できる。すなわち、スタッド５による永久耐火物（６）の固定作用も含めてのいわゆるアンカー効果を発揮する。
【００１５】
なお、本発明では、上記スタッドとして、図２に示すY字型スタッド５を使用するほか、図３に示す頭つきボルトのI字型スタッド（８）を使用することもできる。いずれの場合も上述のアンカー効果は等しい。
【００１６】
つぎに、系時変化によりスタッドの頭部から端を発して永久耐火物内に発生するせん断破壊について説明すると、このせん断破壊の破壊面は図２あるいは図３に点線で示すように、スタッドの軸方向に対して４５°の角度をなす。同図から明らかなように、耐火れんが（２）の外周部側面の切り欠き（３）が傾斜してその間の溝があり溝（４）を形成すると、上記せん断破壊の破壊面が切り欠き（３）から耐火れんが（２）の三角形のノーズ（１０）を必然的に横断して通過する格好となる。すなわち、永久耐火物（６）内に発生するせん断破壊の破壊面はこのノーズ（１０）により中断されることになり、永久耐火物（６）自体のせん断破壊がそれだけ発生率を低下することになる。
【００１７】
また、あり溝（４）による二次的機能を図５にもとづいて説明する。上述したように、図４に示すような抜け落ちは、耐火れんがと永久耐火物との付着力が切れた場合に起こるが、これは積極的な付着を施さない限り、未熟な付着力すなわち付着強度は、一般的には、せん断強度より小さいからである。ところが、本発明が、図５のように、あり溝（４）をつくるために切り欠き（３）を外倒しの斜面にしておくと、図５において、破線（１１）に沿って永久耐火物（６）内にせん断破壊が生じてもその部分の上方部（１２）の永久耐火物自体がアンカーとなり、引き抜きが阻止される。
【００１８】
さらに、大きな引き抜き力が作用すると、上下方向にせん断破壊面（１３）が発生するが、この種の永久耐火物がコンクリートやれんがのような脆性材料である場合、せん断破壊面（１３）でずれが生ずるときにその材料が体積膨張（ダイレイタンシ−）するので、そのせん断破壊面（１３）に対して横方向の拘束力を生じ、さらにずれを制動することになる。
【００１９】
本発明の実施形態を図６および図７に示す。転炉の上部絞り部における鉄皮（１４）の内周にれんがの横幅に応じて多数のI型スタッド（１５）が、鉄皮（１４）に対して直角方向に溶植等の手段にて固着される。図６の実施形態は鉄皮（１４）の内側にパーマれんが（１６）が、その内側にウエアれんが（１７）がそれぞれ配置された例である。隣接する２個１対のウエアれんが（１７）の外周よりの相対向する角部が切り欠きされた形状のものが使用され、この１対の切り欠きによりあり溝（１８）が形成される。そして、れんが積み施工は、I型スタッド（１５）がパーマれんが（１６）の間を貫通し、その頭が上記あり溝（１８）内に突入するように配置関係を整えて実施される。
【００２０】
図７の実施形態は、上例のパーマれんが（１６）に代えてキャスタブルのパーマれんが（１９）が流し込み施工された事例で、本案は施工性がよい。
【００２１】
なお、I型スタッド（１５）およびこれに対応するあり溝（１８）（切り欠き）の実際寸法を図８に示すが、頭つきボルトのI型スタッドを使用するこのようなきわめて簡単な施工により、十分にアンカー効果が機能してれんがの脱落事故を確実に防止できることが実験ならびに実地採用にて確認されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】れんががせん断破壊するＹ型スタッドの間隔を示す模式図
【図１ｂ】Ｙ型スタッドがせん断破壊面を貫通する場合の模式図
【図２】本発明におけるスタッドのアンカー効果を示す模式図
【図３】本発明における頭つきスタッドのアンカー効果を示す模式図
【図４】頭つきスタッドを使用した場合であって、れんがが容易に抜ける場合を示す模式図
【図５】本発明におけるれんがのあり溝によるスタッドのアンカー効果を示す模式図
【図６】本発明の実施形態を示す横断面図
【図７】本発明の別の実施形態を示す横断面図
【図８】本発明の実施形態を示す実際寸法図
【符号の説明】
【００２３】
１    転炉の鉄皮
２    耐火れんが
３    切り欠き
４    あり溝
５    Ｙ型スタッド
６    永久耐火物
７    切り欠き
８    Ｉ型スタッド
１０  ノーズ
１１  せん断破壊を示す破線
１２  せん断破壊面
１３  せん断破壊面
１４  鉄皮
１５  Ｉ型スタッド
１６  パーマれんが
１７  ウエアれんが
１８  あり溝
１９  キャスタブルのパーマれんが
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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