JP2004010936A

JP2004010936A - 転炉ライニング構造

Info

Publication number: JP2004010936A
Application number: JP2002163810A
Authority: JP
Inventors: Hisaki Kato; 加藤　久樹; Makoto Kato; 加藤　誠; Minoru Tokuchi; 徳地　実; Manabu Tano; 田野　学; Shinichi Yamamoto; 山本　慎一
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】転炉鉄皮と内張り煉瓦との間に膨張差が生じても、又、炉口部付着地金の除去作業の衝撃を受けたとしても、内張り煉瓦の脱落を長期間安定して防止することの可能な転炉ライニング構造を提供する。
【解決手段】転炉１の炉口絞り部のライニング構造であって、内張り煉瓦３の両側面に孔５を設け、この孔に金属製ピン６を挿入し、この金属製ピンを介して隣り合う内張り煉瓦同士を連結する。この場合、孔５の位置が内張り煉瓦３の中間部より後方側であって、この孔の直径を１０〜１５ｍｍ、深さを２５〜５０ｍｍとすることが好ましい。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉ライニング構造に関し、詳しくは転炉炉口絞り部のライニング構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼工程で用いられる転炉では、溶銑に対して純酸素を上吹き若しくは底吹きし、主に溶銑の脱炭精錬を行っている。この酸素吹錬では大量の酸素を使用するために溶湯やスラグが強攪拌され、転炉炉口から突出する現象（それぞれ「スピッティング」及び「スロッピング」と呼ぶ）が生ずると同時に、脱炭精錬によりＣＯ濃度の高い排ガスが大量に発生する。このスピッティングやスロッピングを防止し且つ排ガスを効率的に回収する目的で、転炉炉口部は縮小した絞り形状となっている。
【０００３】
この炉口絞り部のライニングは、転炉鉄皮内側の１００〜１５０ｍｍの永久張り煉瓦と、その内側の４００〜６００ｍｍの内張り煉瓦（「ワーク煉瓦」とも呼ぶ）とからなるライニングにより構成されている。永久張り煉瓦は、ライニング厚みが薄く脱落し易いので金物で固定されているが、内張り煉瓦は、十分な固定方法がなく、通常、円周方向の煉瓦相互のテーパーせり力で保持されている。
【０００４】
しかしながら、煉瓦と鉄皮の膨張量には差があるため、この膨張量の差で煉瓦が鉄皮に押さえ込まれて煉瓦に亀裂が生じたり、逆に、煉瓦と煉瓦の間に隙間が生じ、この隙間に地金が差し込んで煉瓦が損傷したりする。特に、炉口絞り部は、転炉の上部に位置するために煉瓦に熱が着きにくく煉瓦せり力が弱く、転炉傾動時に煉瓦自重の影響により前記の隙間が生じ易い。更に、炉口部には吹錬時の吹き出し地金やスラグの付着があり、通常、この付着物を除去するためにクレーン等で吊った大型金物冶具を炉口部に突き当てた除去作業が行われている。この除去作業により炉口絞り部のライニングは衝撃を受け、緩みを生じ、絞り部煉瓦の脱落が助長される。
【０００５】
炉口絞り部は先に述べた如くオーバーハングした構造であるため、一旦煉瓦の脱落が発生すると全体に拡大する。そのため、吹き付け等の補修作業を頻繁に行う必要があるが、この補修作業は、高温下での熱間作業であり頻度多く実施することは作業負荷が高く且つ操業の稼働率低下を来すことにもなり好ましくない。
【０００６】
この問題を解決すべく、特開平５−２７９７１９号公報が提案されている。同号公報では、内張り煉瓦に鋼板や鋼材等の鋼製部材を予め埋設し、隣り合う内張り煉瓦の鋼製部材同士を溶接して内張り煉瓦相互を連結させ、内張り煉瓦の脱落を防止している。又、溶接の替わりに、内張り煉瓦に切り欠き溝を設け、この切り欠き溝にコッター部材を嵌合させた構造も提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−２７９７１９号公報に提案された対策では、煉瓦施工時に溶接作業をする必要があり、煉瓦施工作業を煩雑化させる。更に、鋼製部材を溶接して煉瓦を一体化しても、熱履歴に伴う煉瓦の膨張・収縮により脆弱部である煉瓦と鋼製部材との接合部が剥離する虞があり、長期間に亘って内張り煉瓦を一体化させ続けることは困難である。一方、切り欠き溝を設置した場合には、溶接作業は不要になるものの、切り欠き溝の設置により煉瓦の強度を低下させるのみならず、煉瓦に応力集中を生じさせ、煉瓦自体の損耗を助長させる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、転炉鉄皮と内張り煉瓦との間に膨張差が生じても、又、炉口部付着地金の除去作業の衝撃を受けたとしても、内張り煉瓦の脱落を長期間安定して防止することの可能なライニング構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本願第１の発明に係る転炉ライニング構造は、転炉炉口絞り部のライニング構造であって、内張り煉瓦の両側面に孔を設け、この孔に金属製ピンを挿入し、この金属製ピンを介して隣り合う内張り煉瓦同士を連結したことを特徴とし、第２の発明に係る転炉ライニング構造は、第１の発明において、前記孔の位置が内張り煉瓦の中間部より後方側であって、この孔の直径が１０〜１５ｍｍ、深さが２５〜５０ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成の転炉ライニング構造によれば、内張り煉瓦は環状に一体化された構造になり、転炉の熱履歴や転炉の傾動、更には炉口付着物除去作業の衝撃により内張り煉瓦に緩みが生じたとしても、内張り煉瓦の脱落を安定して防止することができる。又、内径が１０〜１５ｍｍ程度、深さが２５〜５０ｍｍ程度の孔を中間部よりも後方側の両側面に設置するだけで内張り煉瓦の脱落が阻止されるため、内張り煉瓦の応力集中程度は極めて少なく、孔を設置したことに起因する煉瓦の破壊・損耗を防止することができる。更に、金属製ピンと内張り煉瓦とは互いに拘束されていないので、内張り煉瓦は温度履歴により自由に膨張・収縮することができ、金属製ピン設置による拘束応力は発生しない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は、本発明の実施の形態の１例を示す図であって、図１は、本発明に係る転炉炉口絞り部のライニング構造の概略断面図、図２は、図１のＸ−Ｘ’矢視による部分断面図、図３は、図２のＡ部詳細図、図４は本発明のライニング構造を構成する内張り煉瓦の斜視図である。
【００１２】
これらの図に示すように、本発明に係る転炉炉口絞り部のライニング構造は、内張り煉瓦４の両側面に設けた孔５内に挿入した金属製ピン６を介して隣り合う内張り煉瓦４を連結させた構造として、この内張り煉瓦４を永久張り煉瓦３の内側に配置する。永久張り煉瓦３は転炉１の鉄皮２の内側に配置される。
【００１３】
内張り煉瓦４には使用する前に予め孔５を両方の側面に設置しておく。孔５の位置は、隣り合う内張り煉瓦４で一致するように決められた一定の位置とする。そして、内張り煉瓦４が溶銑の酸素吹錬によって消耗しても内張り煉瓦４を長期間に亘って金属製ピン６により連結させるため、孔５の位置を内張り煉瓦４の中間部位置よりも永久張り煉瓦３側とすることが好ましい。孔５は、内張り煉瓦４の製造時に成形することとする。
【００１４】
孔５の直径は５〜２０ｍｍ程度、望ましくは１０〜１５ｍｍの範囲、深さは１５〜６０ｍｍ程度、望ましくは２５〜５０ｍｍの範囲が好ましい。直径が５ｍｍ未満になると挿入する金属製ピン６の直径が小さくなり過ぎ、内張り煉瓦４を保持する強度が不足し、一方、２０ｍｍを越えると内張り煉瓦４の強度を低下させると共に内張り煉瓦４に応力集中を生じさせ、内張り煉瓦４の損傷原因となるため好ましくない。又、深さが１５ｍｍ未満では内張り煉瓦４の収縮により金属製ピン６が孔５から抜け出す虞があり、一方、６０ｍｍを越えた場合には内張り煉瓦４の強度を低下させる。
【００１５】
金属製ピン６は高温の酸化雰囲気に曝されるため、例えばステンレス鋼のような高温強度が高く且つ酸化され難い材料を用いることが好ましい。金属製ピン６の直径は孔５の直径よりも２〜３ｍｍ程度小さくし、その長さは孔５の深さを２倍した長さよりも５〜１０ｍｍ程度短くすれば良い。
【００１６】
そして、転炉１の築炉時、金属製ピン６を孔５に挿入しながら内張り煉瓦４を永久張り煉瓦３の内側にセットして、内張り煉瓦４を鉄皮２の周囲に沿って環状に連結する。この場合、内張り煉瓦４にはモルタル等の目地材は不要である。図１では炉口絞り部の全段の内張り煉瓦４に亘って金属製ピン６を配置しているが、最も脱落し易い炉口側の部分のみに金属製ピン６を配置しても良く、又、一段置き毎或いは２段置き毎に金属製ピン６を配置しても良い。
【００１７】
転炉炉口のライニング構造を以上説明した構造にすることで、鉄皮２と内張り煉瓦４との膨張差や転炉１の傾動によって内張り煉瓦４に緩みが生じても、内張り煉瓦４の抜け出し・脱落を防止することができる。そのため、内張り煉瓦４が孔５を設置した位置近傍まで損耗されるまでの炉寿命の末期まで、内張り煉瓦４を所定位置に配置させておくことができる。又、極めて簡単な方法で隣り合う内張り煉瓦４同士を連結するので、従来方法に優とも劣らない短時間のうちに内張り煉瓦４を施行することができる。更に、永久張り煉瓦３には何ら損傷を与えずに施工できるので、万一、内張り煉瓦４が損耗しても永久張り煉瓦３に損傷部がないため鉄皮２の溶損を防止することができる。
【００１８】
【実施例】
２５０トン転炉で本発明を実施した例を説明する。図１に示すように、転炉炉口絞り部の鉄皮の内側にＭｇＯ質の焼成煉瓦を永久張り煉瓦として設置し、その内側にＭｇＯ−炭素質の不焼成煉瓦を内張り煉瓦として設置した。ライニング厚みは、永久張り煉瓦が１５０ｍｍ、内張り煉瓦が５４０ｍｍである。永久張り煉瓦及び内張り煉瓦は目地部には何も使用しない空目地を実施した。
【００１９】
用いた内張り煉瓦の形状は、高さが１５０ｍｍ、長さが５４０ｍｍ、幅が１４０ｍｍから１５０ｍｍのテーパーが付いたもので、この煉瓦の両側面に煉瓦稼働面側から４００ｍｍの位置に直径１２ｍｍ、深さ３０ｍｍの孔を予め設置しておき、この孔に、直径９ｍｍ、長さ５０ｍｍのステンレス鋼製の金属製ピンを挿入しながら炉口絞り部の全段の内張り煉瓦を配置した。
【００２０】
この転炉を溶銑の脱炭精錬に用いたところ、稼働開始から４０００ヒート吹錬するまで内張り煉瓦の抜け出し・脱落が防止され、転炉の全使用期間における炉口絞り部の吹き付け補修材量を従来の３０％以下にすることができた。又、吹き付け補修作業の回数低減により、転炉稼働率も向上した。因みに、従来の円周方向の煉瓦相互のテーパーせり力で内張り煉瓦を保持した場合には、１０００〜２０００ヒートで内張り煉瓦の脱落が発生していた。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、転炉炉口絞り部のライニング構造を、内張り煉瓦の両側面に孔を設け、この孔に金属製ピンを挿入し、この金属製ピンを介して隣り合う内張り煉瓦同士を連結した構造とするので、鉄皮と内張り煉瓦との膨張差や転炉の傾動によって内張り煉瓦に緩みが生じても、更には炉口部付着地金の除去作業の衝撃により内張り煉瓦に緩みが生じたとしても、内張り煉瓦の抜け出し・脱落を安定して防止することができる。その結果、炉口絞り部の吹き付け補修等の補修作業の頻度を大幅に削減することが可能となり、補修費用の削減のみならず転炉稼働率の向上など工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転炉炉口絞り部のライニング構造の概略断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’矢視による部分断面図である。
【図３】図２のＡ部詳細図である。
【図４】本発明のライニング構造を構成する内張り煉瓦の斜視図である。
【符号の説明】
１　転炉
２　鉄皮
３　永久張り煉瓦
４　内張り煉瓦
５　孔
６　金属製ピン

Claims

転炉炉口絞り部のライニング構造であって、内張り煉瓦の両側面に孔を設け、この孔に金属製ピンを挿入し、この金属製ピンを介して隣り合う内張り煉瓦同士を連結したことを特徴とする転炉ライニング構造。
前記孔の位置が内張り煉瓦の中間部より後方側であって、この孔の直径が１０〜１５ｍｍ、深さが２５〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の転炉ライニング構造。