(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉内壁における局部的損傷部を補修する高炉内壁の補修方法において、鉄皮に形成した貫通孔を通じて炉内に冷却通路を有する冷却体を略水平方向に挿通し、ステーブの厚みと等しいかこれより短くなるように突出させ、該冷却体の上端面に直線的に延長されて開口された圧入通路を介して熱硬化性耐火物を鉄皮内側の冷却体上面に注入して前記冷却体上端面で熱硬化性耐火物と炉内装入物とをともに固化させるようにしたことを特徴とする高炉内壁の補修方法。
【請求項２】
一端が高炉外壁を構成する鉄皮に形成された貫通孔内を通じて高炉内に挿通されステーブの厚みと等しいかこれより短くなるように突出されると共に、他端が鉄皮外側に突出し、内部に冷却通路を有する冷却板部と、該冷却板部の鉄皮外側端部に一体に配設された前記貫通孔を覆うガスシール板部と、前記冷却板部の他端側から鉄皮の内側に形成された熱硬化性耐火物を圧入する前記冷却板部の延長方向と交差する上向き方向に直線的に延長されて冷却板部の上端面に開口される圧入通路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の高炉炉壁の補修方法に使用する冷却体。
【請求項３】
前記冷却通路は、前記冷却板部の先端側で蛇行するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の高炉炉壁の補修方法に使用する冷却体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉内壁における局部的損傷部を補修する高炉炉壁の補修方法及びこれに使用する冷却体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高炉炉壁の補修方法としては、例えば実公昭５７−４６３５２号公報に記載されているものが知られている。この従来例は、一端に冷却媒体の供給管並びに排出管を備えると共に、内部に前記両管を連通する冷却室を有する冷却体のほぼ中央に冷却体を貫通して前方端に開口する空胴を設け、且つこの空胴には、耐熱性保護材を注入する為の直管を挿入配設した構成を有する冷却体が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、冷却体のほぼ中央に冷却体を貫通して前方端に開口する空胴を形成するように構成されているので、高炉内壁となるステーブが凹状に損傷した場合に、その損傷凹部の中央部に冷却体を配設することにより、冷却体の空胴から耐熱性保護材を注入することにより、この耐熱性保護材で炉内装入物による押え付けにより冷却体の先端を被覆しつつ損傷凹部内を充填できるものであるが、炉内装入物の下降によって充填された耐熱性保護材が削られてしまうため、寿命が短いという未解決の課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、局部的加熱部を補修する際に、耐熱材の寿命を長くすることができる高炉内壁の補修方法及びこれに使用する冷却体を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る高炉内壁の補修方法は、高炉内壁における局部的損傷部を補修する高炉内壁の補修方法において、鉄皮に形成した貫通孔を通じて炉内に冷却通路を有する冷却体を略水平方向に挿通し、ステーブの厚みと等しいかこれより短くなるように突出させ、該冷却体の上端面に直線的に延長されて開口された圧入通路を介して熱硬化性耐火物を鉄皮内側の冷却体上面に注入して前記冷却体上端面で熱硬化性耐火物と炉内装入物とをともに固化させるようにしたことを特徴としている。
【０００６】
この請求項１に係る発明によると、炉内に略水平方向に挿入した冷却体の圧入通路を通じて熱硬化性耐火物を冷却体上面に注入することにより、熱硬化性耐火物が冷却体の上面側に堆積された炉内装入物内に充填されて固化され、鉄皮への熱負荷を軽減する。このとき、熱硬化性耐火物の下端側が冷却体で支持されていることにより、炉内装入物が降下しても熱硬化性耐火物が大きく抉られることはないと共に、炉内で上昇する熱風は冷却体で遮られることにより、熱硬化性耐火物の寿命を長期化することができる。また、熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路が冷却板部と交差して上向き方向に直線的に延長されていることにより、冷却体に堆積した炉内装入物に対する熱硬化性耐火物の注入を抵抗無く容易に行うことができると共に、熱硬化性耐火物が損傷した場合の再注入を、圧入通路をドリルマシン等でドリルすることにより、容易に行うことができる。
【０００７】
また、請求項２に係る高炉内壁の補修方法に使用する冷却体は、一端が高炉外壁を構成する鉄皮に形成された貫通孔内を通じて高炉内に挿通されステーブの厚みと等しいかこれより短くなるように突出されると共に、他端が鉄皮外側に突出し、内部に冷却通路を有する冷却板部と、該冷却板部の鉄皮外側端部に一体に配設された前記貫通孔を覆うガスシール板部と、前記冷却板部の他端側から鉄皮の内側に形成された熱硬化性耐火物を圧入する前記冷却板部の延長方向と交差する上向き方向に直線的に延長されて冷却板部の上端面に開口される圧入通路とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
この請求項２に係る発明では、高炉内に挿通される冷却板部の上面に熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路が開口されているので、この圧入通路を通じて鉄皮外側から熱硬化性耐火物を圧入したときに、この熱硬化性耐火物が開口から冷却体に堆積する炉内装入物内に注入されて固化される。
【０００９】
また、熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路が冷却板部と交差して上向き方向に直線的に延長されていることにより、冷却体に堆積した炉内装入物に対する熱硬化性耐火物の注入を抵抗無く容易に行うことができると共に、熱硬化性耐火物が損傷した場合の再注入を、圧入通路をドリルマシン等でドリルすることにより、容易に行うことができる。
【００１０】
さらに、請求項３に係る高炉内壁の補修方法に使用する冷却体は、請求項２の発明において、前記冷却通路が、前記冷却板部の先端側で蛇行するように形成されていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、冷却通路が冷却板部の先端側で蛇行するように形成されているので、熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路と交差することなく、冷却効果を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を伴って説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す高炉の拡大縦断面図、図２はステーブの展開図である。
高炉１は、外周面に厚み例えばが５５ｍｍ程度の鉄皮２が配設され、この鉄皮２の内周面に厚みが例えば６０ｍｍ程度の耐火物３が配設され、この耐火物３の内周面に冷却配管を内蔵したステーブ４が配設されている。
【００１２】
ステーブ４は、図２に示すように、鋳鉄中に冷却配管としての鋼管を鋳ぐるんで構成されており、例えば４本の冷却配管が４ａ〜４ｄが埋設されている。そして下段側のステーブ４と上段側のステーブ４とは千鳥状に配置されている。
そして、図２に示すように、下段側のステーブ４Ａと上段側ステーブ４Ｂとの冷却配管４ｄ及び４ａを結ぶ冷却系統に亀裂が発生した場合には、これらステーブ４Ａ及び４Ｂの冷却配管４ｄ及び４ａでの冷却効果が失われるため、ステーブ４Ａ及び４Ｂが冷却配管４ｄ及び４ａの近傍で損傷されることになる。
【００１３】
この損傷を補修するには、図１に示すように、損傷されたステーブ４Ａ及び４Ｂの冷却配管４ｄ及び４ａの系統に図１に示すように、所定間隔で冷却体５を配設し、この冷却体５の上面に堆積する炉内装入物に熱硬化性耐火物を注入して、固化させることにより、耐火物１６を形成する。
ここで、冷却体５は、図３〜図６に示すように、熱伝導度の高い銅製の長さ２６０ｍｍ、幅２５０ｍｍ、高さ３０ｍｍの板状に形成した冷却板部６と、この冷却板部６の高炉内に挿入される右端側にＳ字状に蛇行するＳ字状冷却通路７が穿設され、この冷却通路７の一端が冷却板部６の前端部に沿って左方に延長されて左端面に開口し、他端が同様に冷却板部６の後端部に沿って左方に延長されて左端面に開口し、これら開口端に給水管８及び排水管９が接続されている。
【００１４】
また、冷却板部６の左端側には鉄皮２に形成した貫通孔１０を覆うガスシール板部１１が鉄皮２の傾斜角に合わせた角度で溶接され、このガスシール板部１１の右端から冷却板部６の右端までの突出長さが現状のステーブ４の厚みと等しいかこれより短くなるように設定されている。
さらに、冷却板部６の前後方向の中央部に左端から冷却板部６の延長方向に対して所定角度θ（例えば９．５°程度）傾斜して右上がりの貫通孔１２が穿設され、この貫通孔１２の他端がガスシール板部１１の右側で鉄皮２の厚み分右より位置に開口され、この貫通孔１２内に熱硬化性耐火物を注入する圧力配管用炭素鋼鋼管で形成された真っ直ぐな注入管１３が嵌挿され、この注入管１３の左端に熱硬化性耐火物を圧送する圧送装置（図示せず）を接続するフランジ１４が形成されている。
【００１５】
さらにまた、冷却板部６の上下面とガスシール板部１１の左端面との間における給水管８及び排水管９の内側位置に補強リブ１５が設けられている。
そして、この冷却体５を使用してステーブ４の補修を行うには、図１及び図２に示すように、ステーブ４の冷却能力のなくなった冷却系統に対応する位置の鉄皮２に冷却板部６の右端面より大きくガスシール板部１１の右端面より小さい方形の貫通孔１０を穿設し、この貫通孔１０内に冷却体５の冷却板部６を右端側から挿入して、ガスシール板部１１で貫通孔１０を塞ぐように固定し、この状態で、ガスシール板部１１と鉄皮２との間を溶接して固定する。
【００１６】
このように、冷却体５を鉄皮２に固定すると、冷却板部６が水平状態となると共に、その右端が炉内に現存するステーブ４の厚みより外側に位置すると共に、注入管１３の開口の左右方向の中心位置が図５に示すように鉄皮２の内側縁より内側となり、この状態で冷却板部６上に鉄鉱石等の炉内装入物が図１に示すように堆積するのをまって、鉄皮２の外側に突出する注入管１３のフランジ１４に熱硬化性耐火物の圧送装置を接続し、例えばタール、フェノール樹脂、硬化材を含むタール系硬質圧入材で構成される熱硬化性耐火物を例えば１ＭＰａ程度で圧入することにより、開口から熱硬化性耐火物が炉内装入物内に充填され、炉内の高温よって硬化される。
【００１７】
このため、図１に示すように、鉄皮２の内側に炉内装入物と熱硬化性耐火物とが固化した耐火物１６が形成され、この耐火物１６によって鉄皮２に対する熱負荷を軽減することができる。
このように、冷却体５の冷却板部６上に堆積した炉内装入物と熱硬化性耐火物とで耐火物１６を形成することにより、炉内装入物の下降時に耐火物１６が削られるが、下端部に冷却板部６が存在することにより、耐火物１６の下端側が欠け落ちることを確実に防止することができるため、炉内装入物と接触する内側端面が僅かに削られるだけ済むことから、耐火物１６を長寿命化させることができる。
【００１８】
この状態で、冷却体５における冷却板部６の給水管８に冷却媒体としての冷却水を供給し，排水管９から排水することにより、冷却板部６の近傍の鉄皮２を冷却することができ、機能しなくなった冷却水系に代わって冷却効果を発揮すると共に、上昇する熱風に対しては冷却板部６の下面が接触することにより、熱風が直接耐火物１６に接することも防止することができる。
【００１９】
その後、耐火物１６が損耗して、再度熱硬化性耐火物を再注入する必要が生じた場合には、注入管１３に充填されたままで固化した熱硬化性耐火物をドリルマシン等を使用して注入管１３内をドリルすることにより、注入通路を穿設し、この状態で、再度注入通路を通じて熱硬化性耐火物を圧入することにより、新たな耐火物１６を形成することができる。このとき、注入管１３が圧力配管用炭素鋼鋼管で構成されているので、ドリルマシーンで注入通路を形成する際に損傷することがなく、冷却板部６を損傷することを確実に防止することができる。
【００２０】
なお、上記実施形態においては、冷却体５の冷却板部６を水平状態とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、炉内側に向かって上向きに配置するようにしてもよく、さらには上面に溝等を形成して摩擦抵抗を増加させることにより、炉内内側に向かってやや下向きに配設することもできる。
また、上記実施形態においては、冷却板部６が平板状に形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、平面から見て台形状、半円形状等の任意の形状に形成することができ、要は炉内装入物が堆積して、これと熱硬化性耐火物とで耐火物１６を形成することができればよいものである。
【００２１】
さらに、上記実施形態においては、平板状の冷却板部６に冷却通路及び注入通路を穿設した場合について説明したが、鋼管製の冷却配管及び注入通路を埋設するように銅等の高熱導電性金属を鋳込むようにしてもよく、この場合には、冷却板部６及びガスシール板部１１を一体成形することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、炉内に水平方向に挿入した冷却体の圧入通路を通じて熱硬化性耐火物を冷却体上面に注入することにより、熱硬化性耐火物が冷却体の上面側に堆積された炉内装入物内に充填されて固化され、鉄皮への熱負荷を軽減する。このとき、熱硬化性耐火物の下端側が冷却体で支持されていることにより、炉内装入物が降下しても熱硬化性耐火物が大きく抉られることはないと共に、炉内で上昇する熱風は冷却体で遮られることにより、熱硬化性耐火物の寿命を長期化することができるという効果が得られる。
また、熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路が冷却板部と交差して上向き方向に直線的に延長されていることにより、冷却体に堆積した炉内装入物に対する熱硬化性耐火物の注入を抵抗無く容易に行うことができると共に、熱硬化性耐火物が損傷した場合の再注入を圧入通路をドリルマシン等でドリルすることにより、容易に行うことができるという効果が得られる。
【００２３】
また、請求項２に係る発明によれば、高炉内に挿通される冷却板部の上面に熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路が開口されているので、この圧入通路を通じて鉄皮外側から熱硬化性耐火物を圧入したときに、この熱硬化性耐火物が開口から冷却体に堆積する炉内装入物内に注入されて固化されるので、炉壁の補修を容易に行うことができるという効果が得られる。
【００２４】
また、熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路が冷却板部と交差して上向き方向に直線的に延長されていることにより、冷却体に堆積した炉内装入物に対する熱硬化性耐火物の注入を抵抗無く容易に行うことができると共に、熱硬化性耐火物が損傷した場合の再注入を圧入通路をドリルマシン等でドリルすることにより、容易に行うことができるという効果が得られる。
【００２５】
さらに、請求項３に係る発明によれば、冷却通路が冷却板部の先端側で蛇行するように形成されているので、熱硬化性耐火物を圧入する圧入通路と交差することなく、冷却効果を高めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す高炉炉壁の縦断面図である。
【図２】ステーブの展開図である。
【図３】冷却体の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】冷却体の左側面図である。
【符号の説明】
１  高炉
２  鉄皮
３  耐火物
４  ステーブ
５  冷却体
６  冷却板部
７  Ｓ字状冷却通路
８  給水管
９  排水管
１０  貫通孔
１１  ガスシール板部
１３  注入管
１５  補強リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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