(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の羽口フレーム部に装着された水冷構造の送風羽口を引き抜くにあたり、その送風羽口への給水を停止すると共に、送風羽口内の冷却水を除去し、その後しばらくは放置することにより昇温させ、次いで、その昇温した送風羽口の冷却水通路中に低温空気を流通させてこれを急冷した後に、該送風羽口の引き抜きを行うことを特徴とする高炉の送風羽口の引き抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の送風羽口を交換、補修、点検などのために、羽口フレーム部から引き抜く方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の送風羽口は、炉内に熱風を吹込むために、高炉の炉下部に設けられているものである。図1は、その送風羽口部の構造を示す略線図である。この送風羽口が配設されている高炉の炉内は、熱風の吹き込みに伴う炉内コークスの燃焼により、2000℃を超える温度になっている。そこで、送風羽口は一般的に、この温度（輻射熱）に接しても溶損したり損傷しないように、内部に冷却水を流通させる通路が設けてあり、銅製の水冷構造となっている。
しかし、この送風羽口よりも上方で生成した溶銑や溶融スラグが、炉下部に向って流下するので、こうした高温の溶銑、溶融スラグが該送風羽口と接触し、そのため該送風羽口の激しい溶損が起こることがあった。また、近年では、送風羽口からの微粉炭吹込み操業も行われており、そうした微粉炭の流れが送風羽口内壁に衝突することで、該送風羽口が早期に摩耗を生じる場合があった。
【０００３】
このような状況下において、もし送風羽口が破損したり損傷すると、送風羽口内に形成された前記冷却水通路も損傷し、ひいてはその冷却水が炉内外に洩れ出すことがある。もし、その水が炉内に漏洩すると、炉内の熱が急激に奪われ、鉱石の還元、溶融に支障をきたすだけでなく、2000℃を超える羽口先空間に水が漏出することになるから、急激な水性ガス反応を招いて水蒸気爆発を起こす恐れもあった。従って、送風羽口の損傷による水の漏出が検知されると、直ちに高炉での送風を停止して休風状態とし、損傷した送風羽口の交換を行っているのが実情である。
【０００４】
一般的な送風羽口の構造は、図1に示すように、炉下部の鉄皮1に設けられた開口部に、鋼製の羽口フレーム2が固定されており、この羽口フレーム2の先端には羽口冷却箱3と呼ばれる水冷却される銅製の筒状部材が装着され、さらに、この羽口冷却箱3の先端部に、炉内を臨むようにして送風羽口4が装着される。この送風羽口4と羽口冷却箱3との接合部分は鏡面加工されていて、密着による摩擦接合によって接合されて、気密構造（ガスシール）となっている。この場合において、送風羽口4を羽口冷却箱3の先端部に着装する場合、この羽口冷却箱3の先端部に該送風羽口を挿し込んで、炉外からこの送風羽口4の背面を叩くことにより接触面を密着させる方法がとられている。
【０００５】
一方、補修や交換のために該送風羽口4を引き抜く必要が生じた場合、従来、該送風羽口4の炉内側端部に引抜き金具を差し込み、引っ掛けて引き抜くという作業を行っている。
このとき、送風羽口4は前述したように羽口冷却箱3と強固に密着しているため、単に引抜き金具の鉤部を引っ掛けて引き抜くというだけでは容易に取り外すことができず、場合によっては、羽口フレームが変形するといった事態まで招き、羽口フレーム2や羽口冷却箱3の交換までが必要となるという問題があった。
【０００６】
これに対して、従来、前記送風羽口4を引き抜くにあたり、以下のような手順による方法を採用していた。
▲１▼  まず、送風羽口への冷却水の給水を停止し、それの冷却水通路内へ高圧空気を送って冷却水通路内の残留水を外部へ押し出す。
▲２▼  次に、その状態でしばらく放置し、送風羽口の温度を上げる。
▲３▼  送風羽口の温度が上昇した時点で、冷却通路内に再び冷却水を給水して、送風羽口の温度を急激に低下させる。
▲４▼  送風羽口の温度がある程度低下した時点で、該送風羽口の炉内側端部に引抜き金具を差し込んでそれの鉤部を引掛け、送風羽口を引き抜く。
上記の手順は、昇温した送風羽口を冷却することで収縮させ、羽口冷却箱3との接触面の摩擦を緩和させることで、送風羽口を引き抜きやすくする目的で採用されている。
【０００７】
しかし、この方法では、送風羽口が損傷していないときには問題がないが、もし送風羽口が破損していたような場合には、送風羽口を昇温させた後に冷却水を再び給水すると、損傷部から冷却水が炉内へ漏れ出し、その水が炉内の赤熱コークスに接し、ひいては、水蒸気の急激な発生を導いて、赤熱コークスと反応し、水素、一酸化炭素を発生すると同時に、これが大気と反応することによって爆発的な燃焼が生じる。いわゆる水蒸気爆発に至るおそれがあった。
【０００８】
このため、送風羽口の従来引き抜き作業時にあっては、送風羽口近辺での高炉鋳床作業を中断して退避する必要があり、そのために休風時間が長くかかるという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、送風羽口の従来の引き抜き作業における水蒸気爆発のおそれを確実に回避することができる他、引き抜き作業時の周辺作業の中断といった不都合を避けることのできる、送風羽口の引き抜き方法を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従来技術が抱えている上述した課題を解決し、本発明の上記目的を実現するための方法について鋭意検討を重ねた結果、発明者らは、以下に述べる要旨構成に係る新規な方法を開発するに到った。すなわち、本発明は、高炉の羽口フレーム部に装着された水冷構造の送風羽口を引き抜くにあたり、その送風羽口への給水を停止すると共に、送風羽口内の冷却水を除去し、その後しばらくは放置することにより昇温させ、次いで、その昇温した送風羽口の冷却水通路中に低温空気を流通させてこれを急冷した後に、該送風羽口の引き抜きを行うことを特徴とする高炉の送風羽口の引き抜き方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
送風羽口の引き抜き準備のための送風羽口冷却手段（冷媒）として、本発明では、上述したように、冷却水に代えて低温空気を用いることとした。それは、水の代わりに空気を用いれば、たとえ送風羽口4が破損していたような場合でも、炉内に漏洩する冷媒が空気であれば、その空気が炉内の赤熱コークスに接触するようなことがあったとしても、急速な水性ガス反応を惹起して水蒸気爆発を起こすようなことがなくなるからである。
【００１２】
そこで、本発明では、送風羽口の引き抜きに際してはまず、送風を停止した後、該送風羽口4への冷却水の給水を停止し、次いで、その送風羽口4の冷却水通路内へ高圧空気を送って該通路内の残留冷却水を外部に排出する。
【００１３】
次に、この送風羽口4をそのまましばらく（30〜60分程度）放置して、約250℃程度まで昇温させる。この温度は羽口の炉外側の背面に接触式の表面温度計等を用いて簡便に測定することができる。なお、前記放置時間は、30分程度以上とするが、その時間を60分以上としても、羽口への炉内の赤熱コークスからの入熱と羽口を支持する羽口冷却箱への抜熱とがほぼ平衡に達するので、上記の時間保持すれば適当な温度に保持される。従って、放置時間を30分程度以上とることができれば、羽口の温度を測定する操作は必ずしも行う必要はない。そのため、引き抜く羽口が複数ある場合には、羽口の冷却水の水抜きを順次行って、それぞれ所定の時間放置をしておき、最初の羽口の水抜きを行った時点から30分程度経過したところで、順次に引き抜き作業を行うことで効率的に作業を進めることができる。
【００１４】
その後、送風羽口冷却水通路内に低温（5℃から10℃）の空気を30秒〜5分間程度送り込み、該送風羽口4の温度を250℃程度から100℃程度にまで急激に低下させる。その温度低下によって、送風羽口4は収縮を起こし、ひいては羽口冷却箱3との擦り合わせ部分に生じた緩みもしくは隙間によって抜けやすくなる。そこで、送風羽口4の炉内側端部に引抜き金具の鉤部を引掛け、該送風羽口4の引き抜きを行う。
【００１５】
なお、本発明では、ある程度昇温させた羽口を低温の空気を急冷して収縮させることで、羽口冷却箱3との摩擦を軽減する効果を利用するものであるから、低温の空気は温度が低い方が好ましい。しかし、以下に述べるような簡便な手段で5〜10℃程度の低温の空気を得ることができ、また、この程度の温度の空気による急冷で十分効果があることが判っている。
【００１６】
本発明の上記実施形態において、冷却水に代えて用いる前記低温空気としては、専用の低温空気発生装置を用いて供給してもよい。図2は、その一例を示すものであって、この装置は、持ち運び可能な断熱構造を有する容器本体21に対し、空気導入口22と冷風排出口23とを設けると共に、気化促進用注水パイプ24を配設してなり、そしてその容器本体21内には、開閉蓋26を介してドライアイス25を収納できる構造としたものが好適に用いられる。なお、気化促進用注水パイプ24からは、ドライアイス25に向けて注水することにより、ドライアイスの気化の促進を図り、そこに圧縮空気を流して、空気を冷却し、温度降下した低温空気を冷風排出口23を介して羽口給水配管に供給し、送風羽口4内に送り込んでこれを冷却する。
【００１７】
即ち、上記の装置を利用すれば、元圧0.6MPa程度の常温の圧縮空気を、0.4Mpa程度の5〜10℃の低温空気（冷風）にできるから、その冷風を前記冷風排出口23から排出して、図示しない接続パイプ（ゴムホース）と冷却水供給パイプ5を接続して送風羽口4内に1 m3／min〜2 m3／min程度送り込み、羽口の急速な冷却を行うことができるようになる。
【００１８】
その結果、送風羽口4は、短時間（30秒〜5分程度）のうちに冷却されて収縮を起こし、羽口フレーム2からの引き抜きが容易になる。
【００１９】
【実施例】
この実施例は、高炉の送風羽口（520×460mm）の交換に当たって、この羽口を熱収縮させて引き抜く際に、従来の冷却水に代えて低温の空気を使って冷却することにより、該羽口の熱収縮を導いて引き抜いたときの結果を報告するものである。
なお、操業の条件は、使用する冷却空気は図2に示す低温空気発生装置にて、ドライアイス使用量3kg、冷却時間20〜60分間で約0.4MPaの10〜20℃の冷風を発生させ、これを冷却水供給パイプ5を通じて20〜60分間送風羽口に供給した。表1は、この実施例の下で水抜き放置時間、冷風送風時間、冷風温度を種々変化させたときの結果を示すものである。
ここで、引き抜き程度とは、送風羽口の炉内側端部に引き抜き金具の鉤部を引掛けてから、送風羽口が羽口冷却箱から外れるまでの時間が、3分以内の場合を「容易」、それ以上かかった場合を「難」として表に表わした。
【００２０】
【表１】
0003741065.tif 000002
【００２１】
上記表1に示すとおり、No.1，No.2，No.3の結果から水抜き放置時間は30分以上にすることが好ましく、低温空気（冷風）の通風時間はNo.4，No.5の結果からみて30秒以上が好ましく、そして、No.5，No.7，No.8から低温空気の温度は10℃程度以下であることが望ましいことがわかった。
それと同時に、本発明方法に従えば、送風羽口を支障なく引き抜くことができると共に、冷却水を通水するときのような鋳床作業員の退避や作業の中断の必要がなく、炉前作業能率の向上を図ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、送風羽口引き抜きのための羽口収縮を実現するのに低温の空気を用いることにしたので、水性ガス反応による爆発の危険がない状態の下で、送風羽口の補修、交換作業を能率よく安全に行うことができる。しかも、危険がなくなった分、他の高炉鋳床作業の継続が可能で作業ロスがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  高炉羽口まわりの略線図である。
【図２】  低温空気発生装置の一部切欠き断面図である。
【符号の説明】
1    高炉鉄皮
2    羽口フレーム
3    羽口冷却箱
4    送風羽口
21  低温空気発生装置の容器本体
【図１】
0003741065.tif 000003
【図２】
0003741065.tif 000004