(57)【要約】【課題】出銑口に充填されたマッド材の表面において、マッド材の充填前の出銑口の中心に対応する位置に窪みを正確に形成する。【解決手段】用具１は、高炉の出銑口に充填されたマッド材の表面を穿孔する際の目標位置を特定するために用いられる。用具１は、出銑口にマッド材を注入するマッドガンの吐出口１０５ｄに取り付けられる。用具１は、吐出口１０５ｄの前に配置される本体３と、本体３に形成される尖形部２と、を有する。用具１が、吐出口１０５ｄに取り付けられたときに、尖形部２の頂点から底面に下ろした垂線の延長線６が吐出口１０５ｄの中心を通過するように、尖形部２が本体３に位置付けられている。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の出銑口に充填されたマッド材の表面を穿孔する際の目標位置を特定するために用いられ、マッドガンのマッド材の吐出口に取り付けられる用具であって、
前記吐出口の前に配置される本体と、該本体に形成される尖形部と、を有し、
前記用具が前記吐出口に取り付けられたときに、前記尖形部の頂点から前記尖形部の底面に下ろした垂線の延長線が前記吐出口の中心を通過するように、前記尖形部が前記本体に位置付けられていることを特徴とする穿孔目標位置特定用具。
【請求項２】
高炉の出銑口に充填されたマッド材を穿孔する方法であって、
請求項１に記載の穿孔目標位置特定用具をマッドガンのマッド材の吐出口に取り付け、
前記マッド材の表面に前記マッドガンを押し付けることで、前記穿孔目標位置特定用具の尖形部の頂点に対応する窪みを前記表面に形成し、
前記窪みを中心にして開孔機の穿孔ロッドを回転させて前記マッド材を削って、前記マッド材を穿孔することを特徴とする高炉の出銑口での充填マッド材穿孔方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の出銑口に充填されたマッド材を穿孔する作業に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉操業では、高炉にコークスと鉱石とを装入し、該鉱石を還元し溶融して銑鉄を生成している。高炉の下部に設けられた羽口から、空気あるいは空気に酸素を富化して加熱した熱風と、微粉炭、重油、燃料ガスなどと、を高炉内に吹き込み、コークスや、微粉炭、重油、燃料ガスなどを燃焼して発生した一酸化炭素ＣＯガスを含む高温ガスで鉱石を還元するとともに、燃焼熱により鉱石を溶融して銑鉄を生成する。同時に鉱石やコークスの不純物も溶融してスラグを生成している。
【０００３】
生成された銑鉄やスラグは、高炉の炉床部側壁に形成される出銑口から、鋳床に形成されている出銑樋に排出される。高炉内は、熱風が吹き込まれ、燃焼反応が生じて、高温となっており、また、還元反応を促進するために、炉頂から発生するガスの圧力が調整されていて、高圧となっている。高炉から銑鉄やスラグを排出し、出銑口内部の銑鉄やスラグの滞留レベルが低下して出銑口のレベルに達すると、高炉内の高温高圧の気体が出銑口から吹き出てしまい、高炉操業上好ましくない。そこで、高炉操業では、出銑口から銑鉄をある程度排出した段階で出銑口を閉塞する。出銑口の閉塞方法としては、熱硬化性の不定形耐火物であるマッド材を出銑口に注入し充填し、マッド材を硬化させて出銑口を閉塞することが一般的であり、例えば、特許文献１には、出銑口にマッド材を注入するマッドガンが提案されている。
【０００４】
高炉では銑鉄を生成し続けていて、銑鉄を高炉から再び排出する場合には、出銑口に充填されたマッド材を開孔機で掘削して穿孔して、再び開孔した出銑口から銑鉄を排出することになる。例えば、特許文献２には、マッド材を掘削する開孔機が提案されている。開孔した出銑口から銑鉄をある程度の量排出したら、出銑口にマッド材を再び充填することで、出銑口を閉塞する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４０９０７号公報
【特許文献２】特開平９−２１７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高炉操業では、出銑口へのマッド材の充填（出銑口の閉塞）及びマッド材の掘削（出銑口の開孔）を繰り返すこととなり、マッドガンと開孔機とを出銑口の近傍に配置してある。一例として、図３に、出銑口の近傍に配置されたマッドガンと開孔機とを示す。高炉１０１の側壁には出銑口１０２が複数形成されており、該出銑口１０２から、鋳床に形成された出銑樋１０３に銑鉄が排出される。開孔機１０４は、隣り合う出銑樋１０３の間の鋳床上に固設された支持柱１０４ａと、該支持柱１０４ａを中心にして旋回可能なように支持柱１０４ａに取り付けられるアーム１０４ｂと、該アーム１０４ｂの先端に支持されて出銑口１０２を開孔する開孔機本体１０４ｃと、を有する。また、マッドガン１０５は、出銑口１０２の近傍で鋳床上に固設された支持柱１０５ａと、該支持柱１０５ａを中心にして旋回可能なように支持柱１０５ａに取り付けられるアーム１０５ｂと、該アーム１０５ｂに固定された状態で支持されるマッドガン本体１０５ｃと、を有する。
【０００７】
出銑口１０２の近傍でのマッドガン１０５を図４に示す。マッドガン本体１０５ｃは、マッド材が装填され、マッド材の吐出口１０５ｄが形成されたノズル１０５ｅを有する。マッドガン本体１０５ｃは、支持柱１０５ａを中心にして出銑口１０２に向けて旋回し、吐出口１０５ｄの中心を出銑口１０２の中心に対向する位置に配置し、ノズル１０５ｅを出銑口１０２に圧着させた状態で、マッド材を出銑口１０２へ注入して充填する。出銑口１０２から排出される銑鉄の流れに抗して出銑口１０２にマッド材を注入するために、マッドガン本体１０５ｃを押圧し、ノズル１０５ｅを出銑口１０２に圧着させている。マッド材の充填が終了すると、マッドガン本体１０５ｃは、支持柱１０５ａを中心にして出銑口１０２から離れるように旋回し、出銑口１０２から退避する。ノズル１０５ｅを出銑口１０２に圧着させるためにマッドガン本体１０５ｃに押圧力を掛けても、ノズル１０５ｅが同じ姿勢で移動し且つ吐出口１０５ｄの中心が出銑口１０２の中心と対向する同じ位置に配置されるように、マッドガン本体１０５ｃは、アーム１０５ｂに固定された状態で支持されている。これにより、マッドガン本体１０５ｃは繰り返し旋回しても同じ軌跡で移動する。
【０００８】
開孔機本体１０４ｃは、ドリルや金棒などの穿孔ロッド１０４ｄを有し、銑鉄を高炉１０１から排出する場合、出銑口１０２に充填されたマッド材１０８を穿孔ロッド１０４ｄで掘削することになる。この際、以前に開孔していた出銑口１０２の中心に穿孔ロッド１０４ｄを配置した状態で、開孔機本体１０４ｃをマッド材１０８の表面に移動させ、穿孔ロッド１０４ｄを回転させてマッド材１０８を掘削し、出銑口１０２を開孔することが望ましい。充填されたマッド材１０８には、穿孔ロッド１０４ｄを中心とした貫通孔（出銑口１０２）が再形成されることとなり、該貫通孔の中心から、高温の銑鉄によって、貫通孔の内周面の耐火物が損耗して、貫通孔（出銑口１０２）が拡がっていくことになる。前述の通り、マッドガン１０５の吐出口１０５ｄの中心は、常に、以前開孔していた出銑口１０２の中心に対向する同じ位置に配置されるようにマッドガン１０５は移動するようになっている。よって、吐出口１０５ｄの位置を出銑口１０２の前で微調整できず、吐出口１０５ｄからマッド材を注入できる範囲は制限されている。穿孔ロッド１０４ｄの位置が、出銑口１０２の中心から大きくずれてしまうと、開孔され拡がってしまった出銑口１０２のうち中心から離れた一部をマッド材で覆うことができない状況が生じ得る。そうなると、高炉操業の条件を変更して、高炉１０１へ吹き込む熱風を抑え、高炉１０１の内圧を低下させたりするなどして、設置されたマッドガン１０５で覆えない出銑口１０２の一部に対して更なるマッド材の充填作業を行う必要がある。
【０００９】
そのような更なる充填作業を避けるべく、マッド材１０８の表面での穿孔ロッド１０４ｄの目標位置を、以前に開孔していた出銑口１０２の中心とするべく、マッド材１０８の表面に窪みを形成する作業を行う。該作業では、作業者が、先端が尖った金具１０７でマッド材１０８の表面を削ることで窪み１０９を形成することになるが、出銑樋１０３には銑鉄が残留し、その近くでの作業は、作業者に危険である上に、窪み１０９を形成する位置は、作業者の判断に基づくので、マッド材１０８の表面において、該マッド材１０８の充填前に開孔していた出銑口１０２の中心に対応する位置に窪み１０９を正確に形成できない場合があるという実情がある。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、高炉操業において、出銑口に充填されたマッド材の表面において、マッド材の充填前の出銑口の中心に対応する位置に窪みを正確に形成するための用具及び方法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】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
（１）高炉の出銑口に充填されたマッド材の表面を穿孔する際の目標位置を特定するために用いられ、マッドガンのマッド材の吐出口に取り付けられる用具であって、前記吐出口の前に配置される本体と、該本体に形成される尖形部と、を有し、前記用具が前記吐出口に取り付けられたときに、前記尖形部の頂点から前記尖形部の底面に下ろした垂線の延長線が前記吐出口の中心を通過するように、前記尖形部が前記本体に位置付けられていることを特徴とする穿孔目標位置特定用具。
（２）高炉の出銑口に充填されたマッド材を穿孔する方法であって、上記（１）に記載の穿孔目標位置特定用具をマッドガンのマッド材の吐出口に取り付け、前記マッド材の表面に前記マッドガンを押し付けることで、前記穿孔目標位置特定用具の尖形部の頂点に対応する窪みを前記表面に形成し、前記窪みを中心にして開孔機の穿孔ロッドを回転させて前記マッド材を削って、前記マッド材を穿孔することを特徴とする高炉の出銑口での充填マッド材穿孔方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、出銑口に充填されたマッド材の表面において、以前に開孔していた出銑口の中心に対応する位置に窪みを正確に形成できる。よって、高炉操業において、マッド材の表面に人力で窪みを形成するという危険な作業を行う必要がなくなる。また、以前に開孔していた出銑口の中心を、開孔機の穿孔ロッドの回転の中心とするように、穿孔ロッドを正確に位置決めし、その状態で、マッド材の表面を穿孔して、出銑口を開孔できる。これにより、出銑口を次に閉塞するときに、マッド材を確実に出銑口に注入できるので、高炉操業の条件を変更して、出銑口の一部に対して更なるマッド材の充填作業を行うなどの必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】穿孔目標位置特定用具が取り付けられた状態のマッドガンを示す図である。
【図２】図１に示す用具の側面図である。
【図３】高炉の周りに配置されたマッドガンと開孔機とを示す図である。
【図４】高炉の出銑口の近傍でのマッドガンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、出銑口１０２に充填されたマッド材１０８の表面において、充填前に開孔していた出銑口１０２の中心位置を特定する方法を検討している際に、マッドガン１０５の吐出口１０５ｄの中心が出銑口１０２の中心と対向する同じ位置に配置されるように、マッドガン本体１０５ｃが旋回することに着目した（図４参照）。充填されたマッド材１０８の掘削の前に、マッドガン本体１０５ｃを旋回させて、吐出口１０５ｄをマッド材１０８に向ける必要はないが、本発明者らは、敢えて、吐出口１０５ｄをマッド材１０８に対向させれば、吐出口１０５ｄの中心位置が、以前に形成されていた開孔していた出銑口１０２の中心に対応することに気づき、本発明の完成に至った。
【００１５】
本発明は、マッドガン１０５の吐出口１０５ｄに取り付けられる用具であって、尖形部が形成された本体を有し、吐出口１０５ｄに取り付けられた時に、尖形部の頂点が吐出口１０５ｄの中心に対応する位置に位置付けられることになる用具、及び、該用具を用いてマッド材１０８を穿孔する方法である。この方法は、前記用具を吐出口１０５ｄに取り付けた状態でノズル１０５ｅをマッド材１０８の表面に押し付けて、該表面に窪みを形成するものである。用具が取り付けられた状態のマッドガンを図１に示す。図１は、図４と同様のマッドガン１０５を示したものであり、図４と同一の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００１６】
図１に示すように、用具１が吐出口１０５ｄ（図４参照）に取り付けられており、用具１には、吐出口１０５ｄの中心に対応する位置に、尖形部となる円錐部２が形成されており、この状態で、ノズル１０５ｅを、出銑口１０２に充填されたマッド材１０８の表面に押し付ければ、円錐部２の頂点の跡となる窪み９を、マッド材１０８の表面に形成することができ、窪み９が、マッド材１０８の充填前に開孔していた出銑口１０２の中心位置を表すことになる。なぜならば、マッドガン本体１０５ｃを繰り返し旋回させても、吐出口１０５ｄの中心が、以前に開孔していた出銑口１０２の中心と対向する位置に配置されるようにマッドガン１０５は構成されているので、用具１が吐出口１０５ｄに取り付けられたマッドガン本体１０５ｃを出銑口１０２に向けて旋回させれば、円錐部２が、出銑口１０２の中心と対向する同じ位置のマッド材１０８の表面に当接することになるからである。
【００１７】
次に、用具１の構成を説明する。図２は用具１の側面図であり、説明のために、図２にはノズル１０５ｅの先端を示してある。用具１は、吐出口１０５ｄに取り付けられ、マッド材１０８の表面を穿孔する際の目標位置を特定するために用いられるものであり（図１参照）、円板状の本体３と、該本体３に形成される円錐部２（尖形部）と、該円錐部２とは逆側の本体３の面に形成されている補強部４と、棒状の案内部５と、を有する。
【００１８】
用具１が吐出口１０５ｄに取り付けられるときには、本体３は吐出口１０５ｄの前に配置され、円錐部２の頂点２ａから底面２ｂに下ろした垂線の延長線６が吐出口１０５ｄの中心を通過するように、円錐部２が本体３に位置付けられている。これにより、吐出口１０５ｄの前に本体３を配置すれば、頂点２ａが、吐出口１０５ｄの中心の前に配置されることになり、用具１が吐出口１０５ｄに取り付けられたノズル１０５ｅをマッド材１０８の表面へ押し付けると、頂点２ａがマッド材１０８の表面において、吐出口１０５ｄの中心に対応する位置に押し付けられ、その位置に窪み９が形成される。
【００１９】
円錐部２をマッド材１０８の表面に押し付けると、押し付けによって円錐部２に掛る力に対する反作用力が、特に、本体３のうちの円錐部２が形成されている部分に掛かり、円錐部２が形成されている部分と形成されていない部分との境界部分が破断してしまうおそれがある。そこで、図２に示す形態では、本体３に補強部４を設け、これにより、本体３のうち、前記境界部分の厚みを、補強部４と本体３との合計厚みとし、単なる本体３の厚みよりも大きくして、前記境界部分の本体３の破断を抑えている。
【００２０】
案内部５は、補強部４から延在するように該補強部４に複数形成されており、案内部５を全て吐出口１０５ｄに挿入しようとする場合に、案内部５の各々が、吐出口１０５ｄを構成するノズル１０５ｅの内周面と摺動可能なように、案内部５は位置付けられている。用具１を吐出口１０５ｄに取り付ける際に、案内部５の全てを前記内周面に摺動するように吐出口１０５ｄに挿入して、吐出口１０５ｄの前に本体３を配置すれば、前述の通り、頂点２ａが、吐出口１０５ｄの中心の前に配置されることになる上に、マッドガン本体１０５ｃを旋回させても、案内部５が内周面に留まりやすくなり、頂点２ａが吐出口１０５ｄの中心に位置付けられた状態が維持されやすくなる。
【００２１】
このように、吐出口１０５ｄに用具１が取り付けられたマッドガン本体１０５ｃを旋回させ、ノズル１０５ｅをマッド材１０８へ押し付ければ、頂点２ａがマッド材１０８の表面に当接し、窪み９を前記表面に形成することができ、前記窪み９がマッド材１０８の充填前に開孔していた出銑口１０２の中心位置を表す。この窪み９を中心にして、開孔機１０４の穿孔ロッド１０４ｄ（図３参照）を回転させてマッド材１０８を削って、マッド材１０８を穿孔すれば、高炉操業において、出銑口１０２の同じ部分を穿孔することが可能となる。
【００２２】
マッド材１０８を穿孔する前に窪み９を大きくする仮堀りを行う場合があり、この仮堀り作業は、マッド材１０８を出銑口１０２に充填した直後に行ってもよいし、出銑口１０２の開孔作業を行う直前に行ってもよい。窪み９が小さ過ぎると、マッド材１０８を穿孔する際、例えば、棒状のドリルなどである穿孔ロッド１０４ｄの先端位置を固定しにくく、窪み９を中心にして穿孔ロッド１０４ｄを安定して回転させ、マッド材１０８を穿孔できない可能性がある。そこで、穿孔する前に、予め、窪み９を大きくする仮堀りを行う場合がある。マッド材１０８を出銑口１０２に充填してからあまり時間の経過していないときに、用具１が取り付けられたマッドガン本体１０５ｃを旋回させ、ノズル１０５ｅをマッド材１０８へ押し付けて、窪み９をマッド材１０８の表面に形成しておけば、マッド材１０８の充填からあまり時間を経過していないときにでも、仮堀りを行うことができる。また、出銑口１０２の開孔を行う直前に、用具１及びマッドガン１０５で、窪み９をマッド材１０８の表面に形成して、仮堀りを行い、次いで、穿孔を行ってもよい。
【００２３】
仮堀り及び／または穿孔作業では、穿孔ロッド１０４ｄを窪み９に正確に当接させる必要があるので、出銑口１０２の前に開孔機本体１０４ｃを配置したときに、出銑口１０２の前で、穿孔ロッド１０４ｄの位置をある程度規制することが望ましい。例えば、出銑口１０２の周りの高炉１０１の炉壁に設けられたストッパーに開口機本体１０４ｃを固定するために開口機本体１０４ｃの先端に設置された先端フックから、穿孔ロッド１０４ｄの先端部を吊り上げる誘導冶具を用いてもよい。この誘導冶具は、その上端が前記先端フックに引っ掛かり、下端が穿孔ロッド１０４ｄを吊り上げるフックとなる冶具であり、開口機本体１０４ｃの先端フックを前記ストッパーに固定したときに、穿孔ロッド１０４ｄの先端の高さを一定の高さに保持する機能を発揮する。このとき、出銑口１０２のマッド材の表面が深さ方向にずれると先端フックとマッド材１０８の表面における窪み９の高さが変わっていくので、この誘導冶具の長さは調節できることが望ましい。そのため、誘導冶具として先端フックへ掛けるフック部と穿孔ロッド１０４ｄを吊る吊り部の間にターンバックルを設けておき、長さの調整を可能としておくと好適である。
【００２４】
本実施形態においては、尖形部として円錐部２を示してあるが、本発明に係る尖形部は必ずしもこの形状に限られず、尖った部分を有する立体であれば特に限定されるものではない。尖形部を、例えば正四面体とすることができる。また、本実施形態においては、本体３は円板状であるが、本発明に係る本体３は必ずしもこの形状に限られず、例えば直方体形状とすることができる。更には、本実施形態においては、補強部４を本体３に設け、本体３が破断してしまうことを防止しているが、本発明に係る用具は、特にこの補強部を必要とするものではない。例えば、前記反作用力に耐えるように本体３を厚くすれば、補強部４は必要なものにはならない。本発明では、吐出口１０５ｄに取り付けられた用具をマッド材１０８の表面に押し当てたときに、尖形部の頂点が、マッド材１０８の表面において、以前に開孔していた出銑口１０２の中心に対応する位置に配置され、尖形部の頂点でマッド材１０８の表面に窪みを形成できれば、尖形部や本体は、形状を特に限定されることはないし、補強部４も必要となるものではない。
【００２５】
本実施形態においては、用具１（補強部４）に案内部５が設けられているが、本発明は、特にこの形態に限定されるものではなく、用具を吐出口１０５ｄに取り付けることが可能であれば、特に案内部５を必要とするものではない。
【００２６】
以上のように、本発明に係る用具を用いれば、出銑口に充填されたマッド材の表面において、マッド材の充填前に開孔していた出銑口の中心に対応する位置に窪みを正確に形成できる。よって、高炉操業において、マッド材の表面に人力で窪みを形成するという危険な作業を行う必要がなくなるし、以前に開孔していた出銑口の中心を、開孔機の穿孔ロッドの回転の中心とするように、穿孔ロッドを正確に位置決めし、その状態でマッド材を穿孔できる。これにより、出銑口を次に閉塞するときに、マッド材を確実に出銑口に注入できるので、高炉操業の条件を変更して、出銑口の一部に対して更なるマッド材の充填作業を行うなどの必要がなくなる。
【符号の説明】
【００２７】
１        用具（穿孔目標位置特定用具）
２        円錐部（尖形部）
２ａ      頂点
２ｂ      底面
３        本体
４        補強部
５        案内部
６        垂線の延長線
９        窪み（円錐部による）
１０１    高炉
１０２    出銑口
１０３    出銑樋
１０４    開孔機
１０４ａ  支持柱
１０４ｂ  アーム
１０４ｃ  開孔機本体
１０４ｄ  穿孔ロッド
１０５    マッドガン
１０５ａ  支持柱
１０５ｂ  アーム
１０５ｃ  マッドガン本体
１０５ｄ  吐出口
１０５ｅ  ノズル
１０７    金具
１０８    マッド材
１０９    窪み（人力による）
【図１】
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【図２】
2016029196.tif 000004
【図３】
2016029196.tif 000005
【図４】
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