(57)【要約】【課題】炉体鉄皮とステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入可能とすることにより、炉体鉄皮の温度上昇を抑制するとともに、炉体鉄皮ひいては炉の長寿命化を図れる高炉炉壁補修用治具及びこの治具を用いた高炉炉壁補修方法を提供する。【解決手段】高炉炉壁を補修する際に、高炉炉壁補修用治具７を用いて炉体鉄皮１と炉体鉄皮１の内側に位置するステーブ２との隙間に不定形耐火物８を圧入し、不定形耐火物８が流失しない程度に固まった後、ステーブ２の内側に不定形耐火物８を圧入する。【選択図】　　　　　　図３
2004091915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体鉄皮に取り外し可能に取り付けられる取付部と、該取付部から延び、不定形耐火物圧送菅が接続される不定形耐火物導入口部と、前記取付部から前記不定形耐火物導入口部と反対側に延びる不定形耐火物圧入筒部とを備え、
前記不定形耐火物導入口部及び前記不定形耐火物圧入筒部に、前記不定形耐火物導入口部の外端部から前記不定形耐火物圧入筒部の内部に延びて先端が塞がれた不定形耐火物圧入用通路を形成するとともに、前記不定形耐火物圧入筒部側面に向け、前記不定形耐火物圧入用通路から貫通する孔を形成したことを特徴とする高炉炉壁補修用治具。
【請求項２】
高炉炉壁を補修する際に、請求項１記載の高炉炉壁補修用治具を用いて炉体鉄皮と該炉体鉄皮の内側に位置するステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入し、該不定形耐火物が流失しない程度に固まった後、前記ステーブの内側に不定形耐火物を圧入することを特徴とする高炉炉壁補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高炉炉壁の耐火物の損傷が発生した損傷部を補修するための高炉炉壁補修用治具及びこの治具を用いた高炉炉壁補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉上部より装入された鉱石とコークスは、徐々に下方に向かって降下移動しながら高温高圧状態で還元反応して溶融した銑鉄とスラグとになる。この過程でレンガ等の炉内耐火物は化学的変化や物理的摩耗等により溶損し徐々に厚みを減じていき、ついには消滅する部分も発生する。
【０００３】
ここで、レンガ等の炉内耐火物と高炉の外側に位置する炉体鉄皮との間に炉内耐火物を冷却するためのステーブが配設固定され、このステーブと炉体鉄皮との間に別個の耐火物を設けた高炉が知られている。
図５に炉壁の構成を断面図にしたものを示す。炉の内側から、炉内装入物１０７、レンガ等の炉内耐火物１０３、ステーブ１０２、さらにその外側に別個の耐火物１０４、炉体鉄皮１０１を順次配列してなる。
【０００４】
前述のように、炉内耐火物１０３の一部又は全部が消滅すると、ステーブ１０２が高温の炉内装入物１０７に直接さらされて溶損摩耗が進んで破損し、また、ステーブ１０２の外側に位置する耐火物１０４も高温の炉内装入物１０７に直接さらされて溶損摩耗が進んで破損することになる。このように、ステーブ１０２及びステーブ１０２の外側の耐火物１０４が破損すると、炉体鉄皮１０１が直接高熱負荷を受けるため赤熱して亀裂を発生し、炉内部のＣＯガスが炉外に漏れ、安全上問題になるとともに、炉の強度面でも問題のある状態になり、炉寿命が著しく短くなる。
【０００５】
このため、従来においては、図５に示すような方法で高炉炉壁の耐火物を補修していた。即ち、高炉の休風時に、炉体鉄皮１０１の赤熱箇所とステーブ１０２が部分的にでも残っている場合にはステーブ１０２の対応箇所とに孔１０１ａ，１０２ａを開け、シガージャケットと呼ばれる不定形耐火物圧入用水冷筒１０５を高炉外側からこれら孔１０１ａ，１０２ａに挿入し、この不定形耐火物圧入用水冷筒１０５で炉体鉄皮１０１の赤熱箇所を冷却しつつ不定形耐火物１０６を圧入口１０５ａからステーブ１０２の内側の炉内耐火物１０３の破損部分に圧入していた。なお、図５中、点線で示したのは不定形耐火物圧入用水冷筒１０５を中心に周面的に見た場合の、ステーブ１０２の破損の輪郭を示したものであり、この点線を不定形耐火物圧入用水冷筒１０５の中心に関し、仮想的に回転させてできる領域の一部又は全部が破損していることを意味する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の高炉炉壁の耐火物の補修方法にあっては、以下の問題点があった。
即ち、不定形耐火物圧入用水冷筒１０５には、先端にしか圧入口１０５ａが存在せず、不定形耐火物１０６を圧入口１０５ａから圧入した場合、不定形耐火物圧入用水冷筒１０５よりも先にしか不定形耐火物を圧入することができない。このため、ステーブ１０２の外側に位置する耐火物１０４の溶損部分（炉体鉄皮１０１とステーブ１０２との間の隙間）に不定形耐火物を圧入しようとしても、その圧入を行なうことが難しい。ステーブ１０２が部分的にでも残っていると、却ってその外側に位置する耐火物１０４の溶損部分へは不定形耐火物がブロックされて届きにくくなる、というのももう一つの理由である。この問題が残っていたため、従来の上述のような高炉炉壁の補修方法では、いくら補修しても炉体鉄皮１０１とステーブ１０２との隙間に炉内ガスが回りこみ、炉体鉄皮１０１が直接高熱負荷を受けるため赤熱して亀裂を発生し、炉内ガスが炉外に漏れ、安全上問題になるとともに、炉の強度面でも問題のある状態のまま長期間操業せざるを得なくなるとともに、炉寿命も著しく短くなるという不利を抱えていたのである。
【０００７】
従って、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、炉体鉄皮とステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入可能とすることにより、炉体鉄皮の温度上昇を抑制するとともに、炉体鉄皮ひいては炉の長寿命化を図れる高炉炉壁補修用治具及びこの治具を用いた高炉炉壁補修方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る高炉炉壁補修用治具は、炉体鉄皮に取り外し可能に取り付けられる取付部と、該取付部から延び、不定形耐火物圧送菅が接続される不定形耐火物導入口部と、前記取付部から前記不定形耐火物導入口部と反対側に延びる不定形耐火物圧入筒部とを備え、前記不定形耐火物導入口部及び前記不定形耐火物圧入筒部に、前記不定形耐火物導入口部の外端部から前記不定形耐火物圧入筒部の内部に延びて先端が塞がれた不定形耐火物圧入用通路を形成するとともに、前記不定形耐火物圧入筒部側面に向け、前記不定形耐火物圧入用通路から貫通する孔を形成したことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のうち請求項２に係る高炉炉壁補修方法は、高炉炉壁を補修する際に、請求項１記載の高炉炉壁補修用治具を用いて炉体鉄皮と該炉体鉄皮の内側に位置するステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入し、該不定形耐火物が流失しない程度に固まった後、前記ステーブの内側に不定形耐火物を圧入することを特徴としている。
【００１０】
これら高炉炉壁補修用治具及び高炉炉壁補修方法によれば、不定形耐火物圧入用水冷筒を用いてステーブの内側に不定形耐火物を圧入する前に、炉体鉄皮とステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入することができる。このため、炉体鉄皮とステーブとの隙間に炉内ガスが回りこむのを防止でき、炉体鉄皮の温度上昇を抑制できるとともに、炉体鉄皮ひいては炉の長寿命化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は炉内耐火物、ステーブ及びステーブと炉体鉄皮との間に設置された耐火物が破損している状態を示す高炉の一部断面図である。図２は炉体鉄皮に菅座６を取り付けた状態の高炉の一部断面図である。図３は本発明に係る高炉炉壁補修用治具を菅座６に取り付けて炉体鉄皮とステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入している状態の高炉の一部断面図である。図４は不定形耐火物圧入用水冷筒１０を菅座６に取り付けてステーブの内側に不定形耐火物を圧入している状態の高炉の一部断面図である。
【００１２】
図１においては、レンガ等の炉内耐火物３と高炉の外側に位置する炉体鉄皮１との間に炉内耐火物３を冷却するためのステーブ２が配設固定され、このステーブ２と炉体鉄皮１との間に別個の耐火物４が設けられている。
そして、高炉上部より装入された鉱石とコークスが徐々に下方に向かって降下移動しながら高圧高温状態で還元反応して溶融した銑鉄とスラグとになる過程で、レンガ等の炉内耐火物３は化学的変化や物理的摩耗等により溶損し徐々に厚みを減じていきついには図１に示すように消滅する部分も発生する。
【００１３】
そして、炉内耐火物３が消滅すると、ステーブ２が高温の炉内装入物５に直接さらされて溶損摩耗が進んで破損し、また、ステーブ２と炉体鉄皮１との間に位置する耐火物４も高温の炉内装入物５に直接さらされて溶損摩耗が進んで破損することがある。
このように、炉内耐火物３及びステーブ２の外側の耐火物４が破損すると、炉体鉄皮１が直接高熱負荷を受けるため赤熱して亀裂を発生し、炉内部のＣＯガスが炉外に漏れ、安全上問題になるとともに、炉の強度面でも問題のある状態のまま長期間操業せざるを得なくなるとともに、炉寿命も著しく短くなる。
【００１４】
そこで、本実施形態においては、図２乃至図４に示すような方法で高炉炉壁の耐火物３，４を補修する。なお、図２乃至図４においては、ステーブ２が残存している状態を示している。
耐火物３，４を補修するには、先ず、図２に示すように、高炉の休風時に、炉体鉄皮１の赤熱箇所とステーブ２が残っている場合にはステーブ２の対応箇所とに孔１ａ，２ａを開ける。そして、炉体鉄皮１の外側であって孔１ａの対応部分に菅座６を溶接等により取り付ける。菅座６は、下端が炉体鉄皮１に取り付けられる、内部に貫通孔６ｃを有する菅体６ａと、菅体６ａの上端に溶接等により接合されたフランジ部６ｂとから構成されている。
【００１５】
次いで、図３に示すように、高炉炉壁補修用治具７を菅座６に取り付けて炉体鉄皮１と炉体鉄皮１の内側に位置するステーブ２との隙間（耐火物４の溶損部分）に不定形耐火物８を圧入する。
ここで、補修に使用される高炉炉壁補修用治具７は、菅座６のフランジ部６ｂに取り外し可能に取り付けられる取付部７ａと、取付部７ａから高炉よりも外方に延び、不定形耐火物圧送菅９が接続される不定形耐火物導入口部７ｂと、取付部７ａから高炉の内方に延び、炉体鉄皮１に形成された孔１ａから内側に延出する不定形耐火物圧入筒部７ｃとを備えている。そして、取付部７ａは、菅体６ａのフランジ部６ｂにボルト、ナット等を介して、あるいはところどころ点付溶接等により、取付可能となっている。ボルト、ナット等を介してとは、取付部７ａ、管体６ａのフランジ部６ｂ両方にボルト径よりも若干大きな直径の内周面平滑な穴を明けボルトを両穴を通るように挿通したうえ、反対側にナットを取付けて取付部７ａ、管体６ａのフランジ部６ｂ両方を締め付けるようにしてもよいし、あるいは管体６ａのフランジ部６ｂに明けた穴の内周面に雌ねじ部を形成し、ボルトを挿通した取付部７ａを螺合するなどしてもよい、という意味である。また、不定形耐火物導入口部７ｂ及び不定形耐火物圧入筒部７ｃには、不定形耐火物導入口部７ｂの外端部から不定形耐火物圧入筒部７ｃの内部に延びる不定形耐火物圧入用通路７ｄが形成されている。不定形耐火物圧入用通路７ｄの先端は、不定形耐火物圧入筒部７ｃに接合された蓋部材７ｅにより塞がれている。また、不定形耐火物圧入筒部７ｃには、不定形耐火物圧入用通路７ｄから延びて炉体鉄皮１と炉体鉄皮１の内側に位置するステーブ２との隙間に向けて開放する複数の孔７ｆが形成されている。孔７ｆは、不定形耐火物圧入筒部７ｃの周方向において例えば３０°のピッチで８個形成されている。
【００１６】
そして、この高炉炉壁補修用治具７を菅座６に取り付けた後、不定形耐火物導入口部７ｂに不定形耐火物圧送菅９を接続し、不定形耐火物圧送菅９から不定形耐火物８を圧送する。圧送された不定形耐火物８は、不定形耐火物導入口部７ｂの外端部から不定形耐火物圧入用通路７ｄを通過して孔７ｆから炉体鉄皮１とステーブ２との隙間に圧入される。これにより、炉体鉄皮１とステーブ２との隙間は不定形耐火物８で満たされる。
【００１７】
炉体鉄皮１とステーブ２との隙間に圧入された不定形耐火物８が流失しない程度に固まった後、高炉炉壁補修用治具７を菅座６から取り外し、図４に示すように、例えば不定形耐火物圧入用水冷筒１０を菅座６に取り付けてステーブ２の内側に不定形耐火物８を圧入する等して炉内耐火物３の破損部分に不定形耐火物８を圧入して同部の補修を行うようにする。
【００１８】
ここで、不定形耐火物圧入用水冷筒１０は、菅座６のフランジ部６ｂに取り外し可能に取り付けられる取付部１０ａと、取付部１０ａから内外方に延び、炉体鉄皮１に形成された孔１ａから内方に延出する不定形耐火物圧入筒部１０ｂと、不定形耐火物圧入筒部１０ｂから外方に延びる不定形耐火物圧送菅９が接続される不定形耐火物導入口部１０ｃとを備えている。そして、取付部１０ａは、菅体６ａのフランジ部６ｂにボルト、ナット等を介して取付可能となっている。また、不定形耐火物導入口部１０ｃ及び不定形耐火物圧入筒部１０ｂには、不定形耐火物導入口部１０ｃの外端部から延びて不定形耐火物圧入筒部１０ｂの内端部にて開放する不定形耐火物圧入用通路１０ｄが形成されている。さらに、不定形耐火物圧入筒部１０ｂには、不定形耐火物圧入用通路１０ｄの周囲を取り囲むように冷却水用通路１０ｅが形成され、冷却水用通路１０ｅの入口には給水口１０ｆが、冷却水用通路１０ｅの出口には排水口１０ｇが設けられている。
【００１９】
この不定形耐火物圧入用水冷筒１０を菅座６に取り付けた後、不定形耐火物導入口部１０ｃに不定形耐火物圧送菅９を接続し、給水口１０ｆに給水菅１１を接続し、排水口１０ｇに排水菅１２を接続する。そして、必要に応じ、給水菅１１から冷却水を供給して冷却水用通路１０ｅ内を冷却水で循環させて、炉体鉄皮１を冷却しつつ、不定形耐火物圧送菅９から不定形耐火物８を圧送する。圧送された不定形耐火物８は、不定形耐火物導入口部１０ｃの外端部から不定形耐火物圧入用通路１０ｄを通過してステーブ２の内側に圧入される。これにより、炉内耐火物３の破損部分は不定形耐火物８で満たされる。
【００２０】
以上説明した本実施形態の高炉炉壁補修方法によれば、ステーブ２が残存している場合を例に、不定形耐火物圧入用水冷筒１０を用いてステーブ２の内側に不定形耐火物を圧入する前に、炉体鉄皮１とステーブ２との隙間に不定形耐火物８を圧入する様子を説明した。また、ステーブ２が全く残っていなくても、まずは別個の耐火物４のあたりに不定形耐火物８を満たして補修を行い、しかる後、ステーブ２や炉内耐火物３に相当する部分を補修する、という方法にも資するといえよう。いずれにせよ、本発明によれば、炉体鉄皮１とステーブ２との隙間に炉内ガスが回りこむのを防止でき、炉体鉄皮１の温度上昇を抑制できるとともに、炉体鉄皮１ひいては炉の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
なお、本発明は上述してきた実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、孔７ｆの形成の仕方は、炉体鉄皮１と炉体鉄皮１の内側に位置するステーブ２との隙間に向けて開放するものであれば、不定形耐火物圧入口部７ｃの周方向において３０°のピッチで８個形成されているものに限らず、それ以外の数のものであってもよいし、ピッチも、もちろん３０°以外のものであってもよい。孔の形状は丸穴が加工しやすいため好ましいが、これに限らずもちろん角形や細長い角穴、長丸のスリット形状であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る高炉炉壁補修用治具及び高炉炉壁補修方法によれば、不定形耐火物圧入用水冷筒を用いてステーブの内側に不定形耐火物を圧入する前に、炉体鉄皮とステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入することができる。このため、炉体鉄皮とステーブとの隙間に炉内ガスが回りこむのを防止でき、炉体鉄皮の温度上昇を抑制できるとともに、炉体鉄皮ひいては炉の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】炉内耐火物、ステーブ及びステーブと炉体鉄皮との間に設置された耐火物が破損している状態を示す高炉の一部断面図である。
【図２】炉体鉄皮に菅座を取り付けた状態の高炉の一部断面図である。
【図３】本発明に係る高炉炉壁補修用治具を菅座に取り付けて炉体鉄皮とステーブとの隙間に不定形耐火物を圧入している状態の高炉の一部断面図である。
【図４】不定形耐火物圧入用水冷筒を菅座に取り付けてステーブの内側に不定形耐火物を圧入している状態の高炉の一部断面図である。
【図５】従来の不定形耐火物圧入用水冷筒によりステーブの内側に不定形耐火物を圧入している状態の高炉の一部断面図である。
【符号の説明】
１　炉体鉄皮
１ａ　孔
２　ステーブ
２ａ　孔
３　炉内耐火物
４　耐火物
５　炉内装入物
６　菅座
６ａ　菅体
６ｂ　フランジ部
６ｃ　貫通孔
７　高炉炉壁補修用治具
７ａ　取付部
７ｂ　不定形耐火物導入口部
７ｃ　不定形耐火物圧入筒部
７ｄ　不定形耐火物圧入用通路
７ｅ　蓋部材
７ｆ　孔
８　不定形耐火物
９　不定形耐火物圧送菅
１０　不定形耐火物圧入用水冷筒
１０ａ　取付部
１０ｂ　不定形耐火物圧入筒部
１０ｃ　不定形耐火物導入口部
１０ｄ　不定形耐火物圧入用通路
１０ｅ　冷却水用通路
１０ｆ　給水口
１０ｇ　排水口
１１　給水菅
１２　排水菅
【図１】
2004091915.tif 000003
【図２】
2004091915.tif 000004
【図３】
2004091915.tif 000005
【図４】
2004091915.tif 000006
【図５】
2004091915.tif 000007