(57)【要約】      （修正有）【課題】実際の高炉の溶銑樋に適用して長期間にわたり設計時の効果を持続させることが可能で、主樋と溶銑樋の接続部の補修作業を減少できる溶銑樋の支持構造を提供する。【解決手段】溶銑樋の支持構造は溶銑樋２の受けが高炉の構造部材に固定され、上面を水平な受け面とした樋支持部材５で構成され、溶銑樋の樋枠に固定された足部材６を前記水平な受け面で受ける構造とし、その際、溶銑樋の本体構造および接続部３を介して主樋と溶銑樋とを接続する接続構造は従来と同様とすることができる。【選択図】図１
2007254832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が高炉の主樋に接続され、かつ他端に向かって傾斜された状態で高炉の構造部材上に受けを介して載置される溶銑樋の支持構造であって、溶銑樋の受けが高炉の構造部材に固定され、上面を水平な受け面とした樋支持部材で構成され、溶銑樋の樋枠に固定された足部材を前記水平な受け面で受ける構造としてなることを特徴とする溶銑樋の支持構造。
【請求項２】
前記足部材と樋支持部材との間に、低摩擦手段を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の溶銑樋の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に追従可能な溶銑樋の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉には、主樋に設けた堰で溶銑とスラグとを分離し、分離した溶銑を所定位置にまで運ぶための溶銑樋がその一端を主樋に接続され、かつ他端に向かって傾斜させた状態で高炉の構造物上に配置されている。この主樋および溶銑樋は、溶銑通路が形成された樋材と、この樋材を囲う樋枠とから樋本体がなり、漏銑が生じ難い構造でしかも耐用性に優れていることが要求される。
【０００３】
高炉の主樋の構造としては、溶銑およびスラグの両方により浸食をうける樋材の寿命を長くするため、高密度パネルブロックを内張りしてなる樋が知られている。また、溶銑樋の構造も主樋と同様な樋本体の構造を有しているが、溶銑樋の支持構造によって図２に示したような問題が生じる。以下、溶銑樋の支持構造上の問題点につき、詳細に説明する。
図２−１〜図２−６は、各過程での溶銑樋２の樋材状態を示す断面図であり、主樋１に接続部３を介して接続される溶銑樋２近傍を示す。図２中、符号２０は、溶銑とスラグを分離する堰を示す。溶銑樋２には、溶銑を流下させるために図３に示すように、樋受け梁５１を介して傾斜角θが設けてある。溶銑樋２の傾斜角θは、溶銑流れ方向と水平面Ｆとのなす角で定義され、実際上、θ≒５°である。主樋１と溶銑樋２との接続部３は、図２−１にその詳細を示したが、主樋１の一端部と溶銑樋２の一端部を上下方向に間隔を空けて重ねて配置し、間隔を空けた主樋１から溶銑樋２までの間、および樋長手方向の溶銑樋２の樋材２Ａと主樋１の樋材１Ａの間に耐火物であるスタンプ材３Ａを建設時に施工して形成している。
【０００４】
接続部３を構成するスタンプ材３Ａは、樋材１Ａ、２Ａに比べて伸びを吸収できる耐火物を使用しているが、主樋１の熱膨張量がそれを上回るため、樋の使用時に主樋１により溶銑樋２がスタンプ材３Ａを介して樋長手方向に押され、図２−２のａで示す量だけ樋長手方向に移動する。その後、樋の休止時には、主樋１が徐々に冷却され、主樋１が長手方向に収縮することに伴い、主樋１の反炉体側の端面４が変移する。その際、設計上、溶銑樋２は、下記式（１）で示される最大摩擦力Ｆ以上の力が作用してから動く。
【０００５】
Ｆ＝Ｍ×μ  ・・・・・（１）
Ｍ：溶銑樋の質量、μ：溶銑樋の樋枠と溶銑樋を載置する構造物間の摩擦係数（μ＝Ｆ／Ｍ＝ｓｉｎα、α：溶銑樋２が滑り出すときの角度）
しかし、主樋１の樋材１Ａとスタンプ材３Ａの間の結合力はそれほど大きいものではないため、接合部３に割れが生じてしまい、図２−３に示したように、隙間ｂが形成されてしまう。従って、図２−４に示したように、隙間ｂを追加スタンプ材３Ｂによって埋める樋の補修を行う必要が生じ、追加スタンプ材などの耐火物コストおよびメンテナンス費用がかかる。
【０００６】
一方、隙間ｂを埋める樋の補修を行わず、樋を再稼働した場合には、主樋と溶銑樋の接続部に形成された隙間ｂから溶銑が洩れる漏銑トラブルが発生することに繋がるから、このような重大災害に繋がる漏銑を防止するうえで、隙間ｂを埋める樋の補修作業は必須となる。樋の補修を行った後、再稼働すると、主樋１により溶銑樋２がスタンプ材３Ａと追加スタンプ材３Ｂを介して樋長手方向に押され、図２−５に示したように、樋長手方向にａ’だけ移動し、その後、樋の休止時には上述した理由によって、主樋１に追従させて溶銑樋２を樋長手方向にａ’だけ炉体方向に引き戻すことができなくなる結果、溶銑樋２の樋長手方向移動量ａ’に対応して形成される隙間を追加スタンプ材３Ｂにより埋める樋の補修作業を行うことになる。
【０００７】
このような樋の補修、樋の再使用を繰り返した場合、樋の補修毎に溶銑樋２の樋長手方向移動量が増大するから、いずれ図２−６に示したように、主樋１と溶銑樋２の重なりがなくなってしまう状態となる。このような状態に至ると、鉄製の当て板を両側面と底面に当て、主樋１と溶銑樋２の間に追加スタンプ材３Ｂを施工する大掛かりな補修作業を行う必要が発生する。
【０００８】
このような問題を解決することを目的とし、図４に示すように、受柱７とばね受け部材９の間にばね８を配設し、溶銑樋２に主樋１の方へ戻す力を付与する溶銑樋の支持構造が提案されている（特許文献１）。図４中、溶銑樋２の樋受け梁５１は、高炉の構造部材である水平梁５２上に載置され、水平梁５２が地面１０に固定された垂直支持梁５３で支持されている。この特許文献１に記載の溶銑樋の支持構造は、全ての溶銑樋が高炉の中心を通るよう配設されておれば、樋幅方向両側に設けるばね８の設置位置とばね強さに関する設計が容易となり、所望の効果を得ることができる構造である。
【特許文献１】特開２００５−２３２５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、実際の高炉の溶銑樋は、例えば図５に示すように、主樋１と接続されていない溶銑樋２がｘ軸方向に対して、α、βだけ屈曲して高炉の構造部材上に配設されているのが普通である。したがって、特許文献１に記載の溶銑樋の支持構造は、設計時に、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮によって溶銑樋２が移動するときのモーメントの影響まで考慮して、樋幅方向両側に設けるばね８の設置位置とばね強さを設計しなければならず、設計が極めて難しくなる。
【００１０】
そればかりではなく、特許文献１に記載の溶銑樋の支持構造は、実際の高炉の溶銑樋に適用した場合、溶銑樋２が移動するときのモーメントの影響によって樋幅方向両側に設けるばねが正常に機能しなくなることも起こり得るから、設計時の効果を発揮できるかどうか懸念される。
また、特許文献１に記載の溶銑樋の支持構造は、受柱７とばね受け部材９の間にばね８を配設することが必須となるから、長期間使用した場合、設計時の効果を持続させることがきるかどうか懸念される。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解消し、実際の高炉の溶銑樋に適用して長期間にわたり設計時の効果を持続させることが可能な溶銑樋の支持構造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】
【００１２】
本発明は、以下のとおりである。
１．一端が高炉の主樋に接続され、かつ他端に向かって傾斜された状態で高炉の構造部材上に受けを介して載置される溶銑樋の支持構造であって、溶銑樋の受けが高炉の構造部材に固定され、上面を水平な受け面とした樋支持部材で構成され、溶銑樋の樋枠に固定された足部材を前記水平な受け面で受ける構造としてなることを特徴とする溶銑樋の支持構造。
【００１３】
２．前記足部材と樋支持部材との間に、低摩擦手段を設けてなることを特徴とする上記１．に記載の溶銑樋の支持構造。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る溶銑樋の支持構造は、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に追従可能な構造を有し、実際の高炉の溶銑樋に適用して、長期間にわたり設計時の効果を持続させることが可能である。したがって、主樋と溶銑樋の接続部の補修作業を減少することができ、追加スタンプ材などの耐火物コストおよびメンテナンス費用を削減することができる。しかも、本発明によれば、樋の稼動時、主樋と溶銑樋の接続部で溶銑が洩れる漏銑トラブルを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる溶銑樋の支持構造につき、従来の溶銑樋の支持構造と対比して説明する。本発明にかかる溶銑樋の支持構造を図１に示した。図１は、図３に示した従来の溶銑樋の支持構造を示す側面図と対応させて示した側面図である。
本発明にかかる溶銑樋の支持構造は、図１に示したように、溶銑樋２の受けが高炉の構造部材に固定され、上面を水平な受け面とした樋支持部材５で構成され、溶銑樋２の樋枠に固定した足部材６を水平な受け面で受ける構造としてなる。その際、溶銑樋２の本体構造および接続部３を介して主樋１と溶銑樋２とを接続する接続構造は従来と同様とすることができる。溶銑樋２の傾斜角θは、実際上、θ≒５°とすることが好適である。
【００１６】
一方、従来の溶銑樋の支持構造は、溶銑樋２の受けが樋受け梁５１であり、溶銑樋２が樋受け梁５１を介して傾斜角θを設けて高炉の構造部材上に載置されている。
ここで、本発明の実施の形態に係る溶銑樋の支持構造においては、鋼製の樋支持部材５の上部を耐熱性を有する低摩擦な樹脂層５ａで形成して、鋼製の樋支持部材５の上面と、溶銑樋２の樋枠に固定した鋼製の足部材６の下面との間の摩擦抵抗を小さくしている。低摩擦な樹脂としては、鋼製の部材同士を面接触させ、一方を移動させるときの摩擦抵抗に比べて、摩擦抵抗を小さくすることができるフッ素樹脂やシリコン樹脂等が好適に使用できる。ただし、低摩擦な樹脂層は、鋼製の樋支持部材５の上部に設ける代わりに、鋼製の足部材６の下層に設けることでもその効果を発揮できる。
【００１７】
また、設計上、低摩擦な樹脂層を鋼製の部材間に設けたのでは、その効果が不十分である場合には、低摩擦な樹脂層を設ける代わりに、樋支持部材５の上面と足部材６の下面との間に、ころを配設するのがよい。ころを鋼製の部材間に、低摩擦手段として設けた場合には、鋼製の部材同士を面接触させ、一方を移動させるときの摩擦抵抗に比べて、顕著に摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００１８】
以上説明した本発明にかかる溶銑樋の支持構造によれば、溶銑樋を支持する構造の設計計算が容易となり、設計上、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に追従可能な構造とすることができる。
すなわち、実際の高炉の溶銑樋は、例えば図５に示すように、主樋１と接続されていない溶銑樋２がｘ軸方向に対し、α、βだけ屈曲して高炉の構造部材上に配設され、高炉の主樋に生じる熱膨張・熱収縮に伴って溶銑樋２にモーメントが生じるが、本発明にかかる溶銑樋の支持構造は、溶銑樋２の樋枠に固定した足部材６を水平な受け面で受ける構造としたので、設計上、その影響を容易に見積もることができる。
【００１９】
一例として樋受け梁５１と溶銑樋２との間の動摩擦係数を０．３とした場合、主樋１の熱膨張・熱収縮によって主樋１が移動する際、例えば図５に示す主樋１に接続部３を介して接続される溶銑樋２に係る力は、設計上、９６９ｋＮと計算される。これに対して、本発明にかかる溶銑樋の支持構造を適用し、樋支持部材５の上面と足部材６の下面との間に、低摩擦な樹脂層５ａを設けた場合には、その力は８８２ｋＮとなり、接触部３に作用する力を１０％程度低減することができる。
【００２０】
従って、本発明にかかる溶銑樋の支持構造を、実際の溶銑樋に適用することによって、長期間にわたりその効果を持続させることができるから、主樋１の端面の変移に追従させて溶銑樋２を炉体方向に移動させることができ、接続部３に隙間が生じることを防止できる。この結果、主樋１と溶銑樋２との接続部３の補修作業を減少することができ、追加スタンプ材などの耐火物コストおよびメンテナンス費用を削減することができる。
【実施例】
【００２１】
炉内容積５１５０ｍ3の高炉の鋳床に溶銑樋を載置するに当たり、本発明に係る溶銑樋の支持構造を適用した。その際、フッ素樹脂からなる低摩擦な樹脂層を樋支持部材５の上部に設けた。本発明に係る溶銑樋の支持構造を適用した後、その溶銑樋を使用し、１日当たり３回の出銑を繰り返して３年経過したが、溶銑樋２の補修によって生じた移動量は１００ｍｍ程度で、溶銑樋の位置を戻す工事の必要性は生じていない。
【００２２】
これに対して図３に示したような従来の溶銑樋構造を採用していたときには、主樋内の溶銑滓を抜き出して行う主樋の修理を１０日に１回程度の頻度で繰り返していたから、３年程度の使用で溶銑樋２の補修によって生じた移動量が約７００ｍｍとなり、主樋と溶銑樋との間の接続部をスタンプ材で埋めるだけでは修理できなくなり、溶銑樋の位置を主樋側へ戻す工事が必要であった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる溶銑樋の支持構造を例示する概略平面図である。
【図２−１】従来の溶銑樋の支持構造における問題点を説明するための建設時の概略図である。
【図２−２】従来の溶銑樋の支持構造における問題点を説明するための樋使用時の概略図である。
【図２−３】従来の溶銑樋の支持構造における問題点を説明するための樋休止時の概略図である。
【図２−４】従来の溶銑樋の支持構造における問題点を説明するための樋補修後の概略図である。
【図２−５】従来の溶銑樋の支持構造における問題点を説明するための樋補修後、再使用時の概略図である。
【図２−６】従来の溶銑樋の支持構造における問題点を説明するための、樋補修、再使用を繰り返した時の概略図である。
【図３】従来の溶銑樋の支持構造の概略側面図である。
【図４】特許文献１に記載の溶銑樋の支持構造を示す断面図である。
【図５】特許文献１に記載の溶銑樋の支持構造を適用した場合のばね力を受ける受柱７の配置図である。
【符号の説明】
【００２４】
ａ、ａ’  樋使用時の熱膨張量
ｂ  溶銑樋２の接続部３に形成される隙間
α、β  溶銑流れ方向とｘ軸方向とのなす角度
Ｆ  水平面
θ  溶銑樋の傾斜角
１  主樋
２  溶銑樋
１Ａ、２Ａ  樋材
１Ｂ、２Ｂ  樋枠
３  接続部
３Ａ  スタンプ材
３Ｂ  追加スタンプ材
４  主樋１の端面
５  樋支持部材
５ａ  低摩擦手段（低摩擦な樹脂層）
６  足部材
７  受柱
８  ばね
９  ばね受け部材
１０  地面
２０  堰
５１  樋受け梁
５２  水平梁
５３  垂直支持梁
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
2007254832.tif 000009
【図３】
2007254832.tif 000010
【図４】
2007254832.tif 000011
【図５】
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