(57)【要約】【課題】コストの上昇を抑えつつ、耐久性に優れた高炉の炉床構造を提供する。【解決手段】高炉の内容積およびプロフィルを大きく変更することなく改修を行う際に、炉床側壁部１０の損耗実績に応じて、改修後の炉代を構成する炉床側壁部１０の耐火物として、改修前の炉代において損耗が大きかった部位（例えば出銑口２０付近）ほど熱伝導率が高い材料を使用する。耐火物３０Ａ、耐火物３０Ｂの順に熱伝導率が高く、溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れている。炉床側壁部１０の損耗実績は、耐火物中に埋設した温度計を用いて測定した温度分布履歴に基づき推定する。【選択図】　　　　　図１
2004107760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の内容積およびプロフィルを大きく変更することなく改修を行う際に、炉床側壁部の損耗実績に応じて、改修後の炉代を構成する炉床側壁部の耐火物として、改修前の炉代において損耗が大きかった部位ほど熱伝導率が高い材料を使用することを特徴とする高炉の炉床構造。
【請求項２】
前記炉床側壁部の損耗実績は、前記耐火物中に埋設した温度計を用いて測定した温度分布履歴に基づき推定することを特徴とする請求項１記載の高炉の炉床構造。
【請求項３】
改修前の解体による調査結果に基づいて、前記炉床側壁部の損耗実績を補正することを特徴とする請求項２記載の高炉の炉床構造。
【請求項４】
改修前の炉代における炉内側の溶銑流以外の特殊要因により前記炉床側壁部が損耗したことが明らかな場合に、当該寄与分を推定して、前記炉床側壁部の損耗実績を補正することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項記載の高炉の炉床構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の炉床構造に関し、特に、高炉改修時に使用する耐火物の選択に特徴を有する高炉の炉床構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、高炉の炉床部は常に高温にさらされるため、鉄皮の内側に耐火物を張って構築されている。
従来から高炉を構築あるいは改修する際には、炉床部の全体に対して、同一の溶銑耐食性を有する耐火物を円周方向に均一に使用していた。
ところで、高炉を構築するための耐火物には、溶銑耐食性および耐熱衝撃性が異なる種々のものが存在するが、高炉を構築する際には、特に、高温にさらされる炉床部に対して溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物を使用することが好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物は、それだけ価格が高くなる為、炉床部全体をこのような耐火物で構築すると、コストが上昇するという問題があった。　このため、従来の高炉の炉床構造では、コストの上昇を抑えるためには耐久性を犠牲にせざるをえず、一方、耐久性を追求するとコストが上昇し、両者の均衡を図ることが困難であった。
そこで、耐久性と低コスト化の両立を図るため、耐火物の損耗状態をシミュレーションし、その結果に基づいて、溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物を配設する箇所を規定する方法が考えられる。しかしながら、シミュレーション結果と実際の損耗状態とが常に一致するとは限らず、実際には高炉毎に損耗が激しい箇所が異なっている場合が多い。
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、コストの上昇を抑えつつ、耐久性に優れた高炉の炉床構造を提供することを目的とする。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２２２６１５号公報
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高炉の炉床構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係る高炉の炉床構造は、高炉の内容積およびプロフィルを大きく変更することなく改修を行う際に、炉床側壁部の損耗実績に応じて、改修後の炉代を構成する炉床側壁部の耐火物として、改修前の炉代において損耗が大きかった部位ほど熱伝導率が高い材料を使用することを特徴とするものである。ここで、前記炉床側壁部の損耗実績は、前記耐火物中に埋設した温度計を用いて測定した温度分布履歴に基づき推定することが可能である。
また、改修前の解体による調査結果に基づいて、前記炉床側壁部の損耗実績を補正することが好ましい。
また、改修前の炉代における炉内側の溶銑流以外の特殊要因により前記炉床側壁部が損耗したことが明らかな場合に、当該寄与分を推定して、前記炉床側壁部の損耗実績を補正することが好ましい。
【０００６】
本発明に係る高炉の炉床構造は、上述した構成を備えているため、炉床側壁部のうち、耐火物の損耗が大きかった部位における耐久性を高めることができる。また、耐火物の損耗がそれほど大きくない部位に対して低コストの耐火物を使用することができるので、コストの上昇を抑えることができる。
また、耐火物中に埋設した温度計を用いて測定した温度分布履歴に基づいて、容易に炉床側壁部の損耗実績を推定することができる。
更に、炉床側壁部における実際の調査結果あるいは特殊要因を考慮して、炉床側壁部の損耗実績を補正することにより、さらに正確な損耗実績を得ることができる。このため、的確な改修を行うことにより、さらに耐久性を高めることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明に係る高炉の炉床構造の実施形態を説明する。
＜損耗実績の推定＞
本発明の実施形態に係る高炉の炉床構造では、高炉の内容積およびプロフィルを大きく変更することなく改修を行う際に、炉床側壁部の損耗実績に応じて、改修後の炉代を構成する炉床側壁部の耐火物の材料を選択する。
炉床側壁部の損耗実績は、耐火物中に埋設した温度計を用いて測定した温度分布履歴に基づいて推定することができる。温度計は、詳細には図示しないが、炉床側壁部の適宜箇所に複数個埋設される。
【０００８】
図５は、耐火物中に埋設した温度計を用いて計測した温度分布履歴から吹き止め時の損耗プロフィルを推定した図である。（ａ）は高さ方向の格段の最大損耗部位、（ｂ）は高さ方向で最も損耗が激しかった高さ９段の円周方向の損耗分布を示している。
ここで、炉床側壁部における耐火物損耗量の推定は、以下のようにして行った。炉床側壁部の耐火物内に埋設されている温度計の指示値から耐火物の熱伝導率を用いて耐火物内の温度分布が計算できる。各部位において温度形の指示値が過去最高温度に達した時点が最後に損耗が進んだ時期と考えてその時点での温度分布から、溶銑の凝固点である１１５０℃の温度位置を耐火物の残存厚と推定した。
図５に示すように、炉床側壁部において、高さ方向では出銑口の１〜２ｍ下側の８〜９段付近が最も損耗しており、円周方向では、１，２，３号出銑口の近傍が他の部位に比べて大きく損耗している。中でも３号出銑口近傍の損耗が最大である。出銑口からみて２０度の範囲内の損耗が大きい。４号出銑口近傍はあまり損耗していない。
本実施形態に係る高炉の炉床構造では、損耗実績の推定結果に基づいて、改修後の炉代を構成する炉床側壁部の耐火物として、改修前の炉代において損耗が大きかった部位ほど熱伝導率が高い材料を使用する。
【０００９】
＜実施例１＞
図１，２は、本発明の実施例１に係る高炉の炉床構造を示す模式図であり、図１は高炉を横断面とした模式図、図２は高炉を側面からみた状態の模式図である。
実施例１に係る高炉の炉床構造では、上記損耗実績の推定結果に基づいて、図１，２に示すように、炉床側壁部１０を構築する際に、出銑口２０よりも下側であって、かつ出銑口２０を中心として左右それぞれ２０度の範囲内に対して、他の部位に使用する耐火物３０Ａと比較して熱伝導率が高く溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物３０Ｂを使用する。
具体的には、炉床側壁部１０の大部分には、熱伝導率が２０Ｗ／ｍＫあるいは１５Ｗ／ｍＫ以上の耐火物３０Ａを使用し、出銑口２０を中心とした特定の範囲には、熱伝導率が２５Ｗ／ｍＫ以上の耐火物３０Ｂを使用する。
【００１０】
＜実施例２＞
図３，４は、本発明の実施例２に係る高炉の炉床構造を示す模式図であり、図３は高炉を横断面とした模式図、図４は高炉を側面からみた状態の模式図である。
実施例２に係る高炉の炉床構造では、耐火物の損耗が激しい範囲を二分して、より一層損耗が激しいと推定される範囲に対して、さらに熱伝導率が高く溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物を使用する。
すなわち、実施例２に係る高炉の炉床構造では、図３，４に示すように、炉床側壁部１０を構築する際に、出銑口２０よりも下側であって、かつ出銑口２０を中心として左右それぞれ３０度の範囲内に対して、他の部位に使用する耐火物３０Ａと比較して熱伝導率が高く溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物３０Ｂを使用する。
さらに、出銑口２０から下側に向かって１ｍ以上３ｍ以下であって、かつ出銑口２０を中心として左右それぞれ１５度の範囲内に対して、さらに熱伝導率が高く溶銑耐食性および耐熱衝撃性に優れた耐火物３０Ｃを使用する。
具体的には、炉床側壁部１０の大部分には、熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上の耐火物３０Ａを使用し、出銑口２０を中心とした特定の範囲のうち、周辺部分には熱伝導率が２０Ｗ／ｍＫの耐火物３０Ｂを使用し、中心部分には熱伝導率が２５Ｗ／ｍＫ以上の耐火物３０Ｃを使用する。
【００１１】
＜他の実施形態＞
上述した実施例１，２では、耐火物中に埋設した温度計を用いて計測した温度分布履歴に基づいて、耐火物の損耗実績を推定している。この際、改修前の解体調査によって実際の損耗実績が判明した場合は、この方がより正確であるから推定値を補正することができる。ただし、改修前の炉代における炉内側の溶銑流以外、例えば羽口破損による水の炉内侵入などの特殊要因により炉床側壁部１０が損耗したことが明らかな場合には、当該寄与分を推定して損耗実績を補正すること、すなわち当該特殊要因による推定損耗分を差し引くことが好ましい。このような補正を行うことにより、損耗実績の推定がより確実なものとなり、的確な改修を行うことが可能になる。
なお、実施例１，２において示した具体的な数値は、本発明に係る高炉の炉床構造における一例であり、高炉の炉床径、内容積、操業実績等、種々の要因に応じて適宜な数値を選択して実施することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明に係る高炉の炉床構造は、上述した構成を備えているため、以下の効果を奏することができる。
すなわち、本発明に係る高炉の炉床構造によれば、耐火物の損耗実績に応じて改修を行うので、耐火物の損耗が大きかった部位における耐久性を高めて、高炉全体の耐久性を高めることができる。また、耐火物の損耗がそれほど大きくない部位に対して低コストの耐火物を使用することができるので、高炉全体として低コスト化を図ることができる。
また、耐火物中に埋設した温度計を用いて測定した温度分布履歴に基づいて炉床側壁部の損耗実績を推定することにより、損耗実績の推定を容易に行うことができる。
また、炉床側壁部における実際の調査結果あるいは特殊要因を考慮して、炉床側壁部の損耗実績を補正することにより、正確な損耗実績に基づく的確な改修を行うことができ、さらに耐久性を高めるとともに、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る高炉の炉床構造を示す模式図（横断面）である。
【図２】本発明の実施例１に係る高炉の炉床構造を示す模式図（側面からみた状態）である。
【図３】本発明の実施例２に係る高炉の炉床構造を示す模式図（横断面）である。
【図４】本発明の実施例２に係る高炉の炉床構造を示す模式図（側面からみた状態）である。
【図５】耐火物中に埋設した温度計を用いて計測した温度分布履歴に基づいた耐火物損耗プロフィルを示す模式図である。
【符号の説明】
１０　炉床側壁部
２０　出銑口
３０Ａ，Ｂ，Ｃ　耐火物
【図１】
2004107760.tif 000003
【図２】
2004107760.tif 000004
【図３】
2004107760.tif 000005
【図４】
2004107760.tif 000006
【図５】
2004107760.tif 000007