(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の炉下部に配設される出銑口の近傍のれんが積み方法において、前記出銑口近傍のれんが積み部を前記高炉の内側に突出させて突出部を設け、前記突出部の炉内側面下端を前記高炉の炉床面に一致させ、前記突出部の炉内側面における前記出銑口の開口部の中心と前記突出部の炉内側面上端との炉高さ方向距離が 0.5〜1.2 ｍの範囲内を満足することを特徴とする出銑口近傍のれんが積み方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉炉底部の出銑口近傍のれんが積み方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の操業においては、炉頂から鉱石等の鉄源およびコークス等の炭材を交互に装入する。さらに炉下部に配設された羽口から熱風を送風することによってコークスを燃焼させ、その燃焼熱によって鉱石が溶融し、溶銑とスラグが生成する。溶銑およびスラグは、炉床に一旦貯溜された後、炉下部の出銑口から炉外に排出される。
【０００３】
高炉鉄皮の内面には耐火れんがが施工されているが、炉下部の耐火れんがは炉床に貯溜された溶銑やスラグに接触するので侵食されやすい。特に出銑口近傍の耐火れんがは、出銑の際に溶銑およびスラグが流動するので、著しく損耗する。また、複数の出銑口のうち、一部の出銑口が閉塞されて溶銑やスラグが排出されにくくなると、他の健全な出銑口から排出される溶銑およびスラグの流量が増加するので、耐火れんがが局所的に損耗する。
【０００４】
炉下部の耐火れんがが損耗すると、耐火れんがの張り替えを行なうために高炉の操業を停止しなければならない。そこで、出銑回数を減少したり、出銑口からの排出量をバランスさせて、出銑口近傍の耐火れんがの寿命を延長する技術が種々提案されている。
たとえば特開2000-63918号公報には、高炉の操業方法が開示されている。この方法は、出銑孔の炉内側開口部の高さを変えて、出銑孔の鉛直方向の角度を変更することによって、出銑量や出銑時間を調整して出銑回数を低減しようとするものである。しかしこの方法では、出銑孔と出銑樋との位置関係から、出銑孔の水平方向の位置を変更できない。その結果、出銑孔近傍の耐火れんがの損耗を抑制できないので、寿命の大幅な延長は達成できない。
【０００５】
特開平9-87713 号公報には、高炉の操業方法が開示されている。この方法は、出銑口の深度を調整することによって、溶銑やスラグの流動不良部を解消しようとするものである。しかしこの方法では、複数の出銑口からの出銑のバランスを維持して局所的な損耗を防止できるが、出銑口近傍の耐火れんがの損耗を抑制できないので、寿命の大幅な延長は達成できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、溶銑およびスラグを複数の出銑口からバランス良く安定して排出し、出銑回数を減少させ、かつ出銑口近傍の耐火れんがの寿命を延長できる耐火れんがの施工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、出銑口近傍の耐火れんがの施工（以下、れんが積みという）の形状と出銑口からの溶銑やスラグの流出との関係を調査した。その結果、
(1) 出銑口近傍の耐火れんがの寿命を延長するためには、出銑口近傍のれんが積み部の高炉半径方向の厚さを増加して、れんが積み部の炉内側に突出部を形成するのが効果的である、
(2) れんが積み部に突出部を形成すると、突出部の炉内側面における出銑口の開口部が炉芯に充填されたコークスに接近するため、溶銑やスラグが出銑口から流出しにくくなる、
(3) 突出部の炉内側面における出銑口の開口部の炉内側にコークスの存在しない空間を形成することによって、溶銑やスラグを出銑口から容易に流出させることができる
ことを見出した。
【０００８】
本発明は、高炉の炉下部に配設される出銑口の近傍のれんが積み方法において、出銑口近傍のれんが積み部を高炉の内側に突出させて突出部を設け、突出部の炉内側面下端を高炉の炉床面に一致させ、突出部の炉内側面における出銑口の開口部の中心と突出部の炉内側面上端との炉高さ方向距離が 0.5〜1.2 ｍの範囲内を満足する出銑口近傍のれんが積み方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
まず、本発明をなすに到った実験について説明する。図２は、実験に用いたプラスチック製の実験容器３の断面図である。実験容器３は、高炉の炉下部を模した形状とし、実験容器３底部の内側（２ケ所）に模擬突出部7B，7Sを設け、その模擬突出部7B，7S下端を実験容器３の床面に一致させた。さらに、模擬突出部7B，7Sに模擬出銑口６を、それぞれ１ケ所ずつ配設した。模擬突出部7B，7Sの内側面における模擬出銑口６開口部の中心と模擬突出部7B，7Sの内側面の上端との距離ＬB ，ＬS は異なる値（ＬB ＞ＬS ）とした。つまり模擬突出部7B側をＬB ＝50mmとし、模擬突出部7S側をＬS ＝20mmとした。なお、模擬突出部7B，7Sの内側面における模擬出銑口６開口部の中心と実験容器５の底床との距離は同一である。
【００１０】
図２に示す実験容器３を用いた実験においてはコークスを模してプラスチックビーズ８を使用し、図３(a) に示すように実験容器３内にプラスチックビーズ８を充填した。次に、実験容器３外側面における模擬出銑口６開口部を閉塞し、溶銑を模してフロン９を実験容器３内に上部から注入した。このとき、図３(b) に示すように、フロン９は実験容器３の床面から250mm まで貯溜し、プラスチックビーズ８はその浮力で浮上した。その結果、プラスチックビーズ８は、実験容器３床面および模擬突出部7S上面から浮き上がり、フロン９が充満する領域が形成された。
【００１１】
次いで、模擬出銑口６からフロン９を排出すると、プラスチックビーズ８は沈降した。このとき、図３(c) に示すように、と実験容器３床面の上側にはプラスチックビーズ８が存在しない空間が形成された。また模擬突出部7S側の模擬出銑口６開口部の内側にも、プラスチックビーズ８が存在しない空間が形成された。しかし模擬突出部7B側の模擬出銑口６開口部の内側は、プラスチックビーズ８が充填された状態になった。
【００１２】
高炉の操業においては、炉芯部にコークスが充填される。このコークスの充填層では、溶銑やスラグの通液抵抗が大きい。したがって、炉芯部に充填されたコークスが、炉下部のれんが積み部の炉内側面における出銑口開口部に接近している場合は、溶銑およびスラグが流出しにくくなる。たとえば、図３(c) に例示した模擬突出部7B側のような状態になると、溶銑やスラグが出銑口から排出されにくくなる。しかし、図３(c) に例示した模擬突出部7S側のような状態になると、溶銑やスラグは出銑口から容易に排出されるのである。
【００１３】
この実験の結果によると、出銑口３近傍の耐火れんが２の寿命を延長するために、図１に示すような突出部2aを設ける場合には、突出部2aの炉内側面における出銑口３開口部の中心と突出部2aの炉内側面の上端との距離Ｌが、溶銑やスラグの排出に多大な及ぼすことが分かる。
図１は、本発明を適用する高炉の炉底部を示す部分断面図であり、(a) は出銑口３近傍の縦断面図、(b) はＡ−Ａ視の横断面図である。
【００１４】
鉄皮１の炉内側には耐火れんが２のれんが積み部が形成され、出銑口３近傍には突出部2aが形成される。突出部2aの高炉半径方向の厚さは、突出部2aを外れた部分のれんが積み部の厚さより厚い。こうして、出銑口３近傍の耐火れんが２の寿命を延長する。
突出部2aの炉内側面下端は高炉の炉床面に一致させる。高炉の炉床面と突出部2aの炉内側面下端との間に間隙がある場合は、その間隙に溶銑やスラグが侵入して、耐火れんが２が損耗する。したがって、突出部2aの炉内側面下端を高炉の炉床面に一致させて、溶銑やスラグの侵入を防止する必要がある。
【００１５】
しかし突出部2aを形成することによって、突出部2aの炉内側面における出銑口３開口部が炉芯部に充填されたコークスに接近するため、溶銑およびスラグが流出しにくくなる。
すなわち、突出部2aの炉内側面における出銑口３開口部の中心と突出部2aの炉内側面上端との距離をＬ（ｍ）とすると、Ｌ（ｍ）が大きい場合には通液抵抗が大きくなるので、溶銑やスラグが排出されにくい。その結果、安定した溶銑，スラグ流が得られず、出銑量が変動して出銑回数も増加する。その結果、出銑口３近傍の耐火れんが２が著しく損耗する。
【００１６】
一方、Ｌ（ｍ）が小さい場合には通液抵抗が小さくなるので、溶銑やスラグが安定して排出される。その結果、出銑回数を減らし、出銑口３近傍の耐火れんが２の寿命を延長することができる。
そこで図１に示すように、出銑口３近傍に突出部2aを設け、距離Ｌ（ｍ）を変化させてれんが積みを行なった。こうして高炉を操業し、距離Ｌ（ｍ）と１日あたりの出銑回数（回）との関係を調査した。その結果を図４に示す。
【００１７】
図４から明らかなように、距離Ｌが 1.2ｍを超えると、出銑回数（回／日）は増加し、ばらつきも大きくなる。距離Ｌが 1.2ｍ以下では、出銑回数（回／日）は減少し、しかも安定して操業できる。
一方、距離Ｌが 0.5ｍ未満では、高炉の操業中に出銑口３が崩壊して、溶銑およびスラグの排出が不安定になる。したがって、距離Ｌは 0.5〜1.2 ｍの範囲内を満足する必要がある。
【００１８】
【実施例】
図１に示すように、出銑口３近傍に突出部2aを設け、突出部2aの炉内側面における出銑口３開口部の中心と突出部2aの炉内側面上端との距離Ｌを 0.7ｍとして高炉を操業した。これを発明例とする。
次に、出銑口３近傍の耐火れんが２が損耗して張り替える際に、距離Ｌを 1.7ｍとした。これを比較例とする。
【００１９】
発明例と比較例について、出銑回数を比較した。出銑回数を30％低減することができた。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、溶銑およびスラグを複数の出銑口からバランス良く安定して排出し、出銑回数を減少させ、かつ出銑口近傍の耐火物の寿命を延長できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する高炉の炉下部を示す部分断面図であり、(a) は出銑口近傍の縦断面図、(b) Ａ−Ａ視の横断面図である。
【図２】実験容器の断面図である。
【図３】実験容器内のプラスチックビーズの挙動を示す断面図であり、 (a)はプラスチックビーズを充填した状態を示す断面図、(b) はフロンを注入した状態を示す断面図、(c) フロンを排出した状態を示す断面図である。
【図４】距離Ｌと出銑回数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  鉄皮
２  耐火れんが
2a  突出部
３  出銑口
４  羽口
５  実験容器
６  模擬出銑口
7B  模擬突出部
7S  模擬突出部
８  プラスチックビーズ
９  フロン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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