JPH01263209A - 高炉出銑口開孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高炉出銑口開孔方法に係り、詳しくは、出銑口
閉塞材中に埋設された鋼棒を１累を用いて溶融ざぜ出銑
口を開孔する高炉出銑口間化方法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 銑鉄製造に用いられる高炉においては、溶融１人感の銑
鉄を出銑するにあたり、充填マットで閉塞された出銑口
をドリルを用いて穿孔する方法が多年採用されてきたが
、高炉が大型化し出銑回数が多くなるにつれて、その開
孔作業の時間短縮が検６寸されるようになり、神々の開
孔方法が開ｇこされた。

例えば、特開昭６０−６７ＧＯ５号公報に開示されるよ
うに、難燃性の２重ランスを用い、′ｆｌＩ索及び燃焼
材をランス先端部に供給し、酸素開孔する方法がある。

この方ン去は、特殊な２重ランスを８殼とし、また、所
謂パウダーカッティングを用いた開孔法となり、既設出
銑口開孔機は初出できず、コスト高となる問題があり、
寅用的ではない。

また、出銑口を閉塞する際、鋼棒を出銑口内に埋設して
おき、開孔時、酸素ランスを用いて、酸素により前記鋼
棒を溶融させつつ開孔を図る開孔法がある。、口の方法
は前記の方法のように特殊な２Φランスを必要とせず、
既設の出銑口閉塞材を用いることができる利点があるが
、酸素開孔時に使用する酸素ランスが溶融させる出銑口
内部に１１５留させた鋼棒とと５に消耗する問題があり
、消耗酸素ランスの補充手段が新たに必要とされている
。

また、この方法を実施するに当っては、第４図に示す開
孔機３のように作業者が出銑口２の前で酸素ランス６か
ら酸素を出銑口内に送るようにしなければならず、更に
次のような問題がある。

すなわら、この方法では、（１）開孔中あるいは開孔直
後に出銑口からスプラッシュが飛散し、作業者の作業環
境が悪いこと、（２）出銑口の正面でなく横から酸素ラ
ンスを曲げて出銑口に入れるため、酸素ランスがまっす
ぐ入らず、所定の出銑口からずれて開孔する危険がある
こと、（３）酸素ランスは普通鋼を用いるため、１回の
出銑に２０〜３０ｍの酸素ランスが必要であり、酸素ラ
ンスのジヨイントによる結合等作業負荷が高いこと等の
問題があった。

そこで、このような欠点を解決した技術として特開昭６
２−１５６２１０号公報、特開昭６２−１５６２１１号
公報および特ＩＪ１１昭６２−１５６２４２号公報に示
されるように、マットと１棒を酸素ランスにより溶融さ
せ出銑口を開孔させる方法において、予め酉取りドラム
に巻いた表面に０．３〜０．８ｍｍのＦｅ　−Ａ１台金
層を有するカロライズ鋼管より成る酸素ランスを使用し
、酸素ランスを自動連続送りをするようにした出銑口開
孔方法がある。

しかしながら、これらの技術は酸素ランスの消耗が多い
ため、第５図に示す高炉出銑口開孔機の斜視図および第
６図に示す第５図の開孔はの要部説明図のように酸素ラ
ンス６を巻取りドラム４９に巻取り、更に、その使用時
に曲りを矯正して使用する曲り矯正装置５０や旋回アー
ム４４等が必要である等、装置が大川りとなる。また、
従来の高炉においては出銑口の前には開孔ｂ１、マッド
ガン、クレーン等の機械装置が配置されており、巻取り
ドラム４９や矯正装置５０等の酸素ランス繰り出しに置
４１を設置することがレイアウト上むづがしい等の問題
がある。

以上要するに、上記の如く、出銑口の開孔方法として特
殊２重鋼管、普通鋼管、メタライス鋼管等の酸素ランス
を用いて酸素により開糺す６方法史装置の開発が行なわ
れているが、これらはいずれも実用的な方法でなく、従
来設備の高炉の出銑口開孔方法としては鋼棒を出銑口内
に埋設しておき、開孔部消耗量の多い普通鋼よりなる酸
素ランスを用いて酸素により鋼棒を溶解させつつ開孔を
図る方法があるに過ぎない。

このため、消耗世の少ない酸素ランスを用いて出銑口を
効率よ（開孔できる方法にいたっては全く提案されてい
ない。

光用が解決しようとする課題 本発明はこれらの問題を解決することを目的とし、具体
的には、鋼棒を出銑口内に埋設しておき、ｆｔ＠孔時酸
索酸素スから酸素を送給し、鋼棒を溶解して開孔する際
に、酸素ランスとして用いられるカロライズ鋼管４管の
消耗が激しいため、巻取りドラムに酸素ランスを巻取り
自動的に供給する必要があること、また、既設の開孔機
が使用できないこと等の問題を解決した高炉出銑口開孔
方法を提供する口とを目的とする。

課題を解決するための 手段ならびにその作用 ずなわら、本発明は、出銑口閉塞材中に予め埋設された
鋼棒にｌ！Ｉ素ランスを当接して酸素を噴ｑ・１シ該鋼
捧を溶融せしめつつ出銑口を開孔する際に、Ｃｒ　５％
以上あるいはＣｒ　５％以上かつＮ１５％以上の合金鋼
管を酸素ランスとして用いるとともにその酸素ランス内
の酸素送給速度を５０ｍ、′ｓ以上とすることを￥Ｉ徴
とする。

そこひ、これらの手段たる構成ならびにその作用につい
て更に具体的に説明すると、次の通りである。

まず、本発明者等は、出銑口内のマッドと鋼棒とをＭ索
を用いて出銑口を開孔する方法において、出銑口を効率
よく開孔するに必要な条件を検問したところ、＋１）ｌ
！Ｉ！素ランスがたとえ燃焼７８Ｓｔ、、でも真直度を
保ち、所定の角度で出銑口中に突入できる物性を有する
こと、（２）酸素ランスの消耗が少ないものであること
、（３）酸索ランスの破屓、折損、屈曲等の発生が無い
こと、（４）［ｉランスを既存の設備のまま使用できる
ことであった。

史に進ｌυで、このような条件を満足する出銑口開孔条
件を研究した結果、出銑口の開孔時、消耗の少ない特定
の材質からなる酸素ランスを用いれば、Ｍｌランスを巻
取りドラムのリールに巻取りかつ曲げを矯正する必要も
なく、既設の開化機に装着するだけで機械化が可能であ
ること、また、酸素ランス内のａ！！索流速をある一定
の速度以上にすれば、酸素ランスの温度が低く保持でき
、破閥、折損、屈曲等の発生が防止でき、出銑口の開孔
が効率よく行なうことができるという知見により本発明
は成立したものである。

更に図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明法を寅施する際に用いる装置の一例を示
す開化機の説明図であり、第２図は各合金成分と高温（
９００〜１１００℃）における酸化との関係を示すグラ
フであり、第３図は酸素ランスの管内流速とＩ！Ｉ索ラ
フランス度との関係を示すグラフであり、第４図は従来
例の一例を示す開孔も１の説明図であり、第５図は従来
例の他の一例を示す開化機の斜視図であり、第６図は第
５図の開孔機の要部説明図である。

符号１は高炉鉄皮、２は出銑口、３は開孔機、４は開孔
機支持具、５はドリフタ、６は酸素ランス、７は酸素ラ
ンス支管、８は弁、９は鋼棒、１０はマッドを示す。

まず、第１図に示すように、高炉鉄皮１に設けられた出
銑口２内の鋼棒９およびマッド１０に開孔［３に取付け
られたＣｒ　５％以上あるいはＣｒ　５％以上で５Ｎ１
５％以上の合金鋼管からなる酸素ランス６を当接して酸
素ランス支管１がら送給される酸素流速５０１Ｒ／Ｓ以
上のＩ！！素により開孔させる。

本１１明法において、特に重要なことは酸素ランス６に
Ｃａｒ　５％以上あるいはＣｒ　５％以上でかつＮ１５
％以上の合金ｗ４管を用いるとともに酸素ランス内の酸
素送給速度を５０ｍ／ｓ以上とすることである。

以下このようにｌ！１ｍランスを構成する鋼管の材￥ｆ
ｌおよび酸素ランス内の酸素送給速度を特定する理由に
ついて説明する。

Ｍｌランスの材質を上記のように特定した津山は、Ｇｒ
ｆｊｌあるいはＯｒ−Ｎ１鋼が高温における耐酸化性に
慢れたものであるからである。すなわら、第２図は横軸
に合金元素のＡｈ口街、縦軸に次式で示される温度９０
０〜１１００℃におけるｉｌＴ！鉄に対する合金元素の
酸化量の比Ｆをプロットした鉄の高；Ｆ７Ａ酸化にＮ５
よぼす各種添加元素の影響を示すグラフである。

但し、６ｍ　ａｌｌｏｙは合金元素を添加した時の酸化
量、６ｍ　ｍｅｔａ＋は純鉄の酸化量を示す。

第２図から明らかなように、鉄に対してｃｒの添加は酸
化抑制に有効であり、５％をこえる段階から効果を生じ
始め、その含有量が多くなるに従って、酸化を抑制する
効果が連続的に大となり好ましいが、一方、ＯｒのＡ加
ｍが約２２％をこえると物性、価格等の点がら実用性が
劣るので好ましくない。

−１だ、本発明者等の研究によれば、純鉄に対しＮ１の
中独、ぺ加では高温における耐醇化性の効果は少ないが
、Ｃｒを５％以上あるいはｃｒを５％以上かつＮｉを５
％以上併用した合金鋼では高；Ｂにおｌ−する１ｌｉ４
酸化性にすぐれたものであることがねがった。

そこで、上記合金鋼管を出銑口開孔用酸素ランス（直管
）として用いたところ、消耗量が著しく少なく、実用性
を有するしのであった。例えば、５　Ｃｒ１４管や１８
Ｃｒ−８Ｎｉ鋼管を酸素ランスとした場合、従来例の普
通！Ｉ４管やメタライズ鋼管を酸素ランスとして用いた
場合に比べ著しく消耗が少ないため、既設の開孔機に装
着するだけで酸素開孔が可能となる。すなわち、第１図
の開孔［３のドリフタ５０ストロークだけで開孔が可能
であり、多少の消耗があったとしても開化は３の回転１
能を用いて僅かに酸素ランス６を供給するだけで開孔で
き、従来例のように酸素ランスを巻取りドラムに巻取っ
たり、また、矯正装置により直延する等の装置および方
法を８髪としない。

次に、本発明法において、酸素ランスの酸素流速を５０
Ｉｌｌ／Ｓ以上とする理由は、酸素ランスが健全な形で
変形もなく、開孔１麦Ｌ：酸素ランスを回収するには、
酸基ランスの温度が３００℃以下が望ましいがらである
。本発明者等は酸基ランスの管内のｌ！を素流速と酸素
ランス温度との関係を次の条件で調べた。

直径１６ｎ＋ｍφ、厚さ１ｍｍのＳＵＳ　３０４（λ−
１０ＫＣａｌ、′ｌ１１２１１’Ｃ）のステンレス管を
用い、管内ガスとして５０℃の酸素、外部ガス１０００
℃雰囲気下流速Ｖ−１０ｍ／ｓ、α−４０にＣａｌ／ｌ
ｌ’ｈ’Ｃの条件で管内流速と管温度との関係を求めた
ら第３図に示す結果を得た。図面から明らかなように、
管内酸素ガス流速を５０ｍ／ｓ以上好ましくは５０〜３
５０ｍ／ｓにとれば酸基ランスは内部を通る酸素によっ
て冷Ｗされるため、酸基ランスを３００℃以下に保持す
ることができる。

以上説明した条件下で酸素ランスを出銑口の鋼棒等に当
接して出銑口開孔すれば特別の装置Ｆ　Ｆ）備をするこ
となく、安全にしかし効率よく開孔することができる。

しがし、上記のように出銑口の内部に残置した鋼棒に酸
素ランスを当接した状態で酸素を噴出させるようにする
と、鋼棒と当接した酸素ランス部に損耗を生じ、酸素ラ
ンスの消耗が大となる。そこで、本発明者埼はは初鋼棒
に酸素ランスを当接して酸素開孔を開始させ、＃ｒＪ始
後、開始位置をＭ準として前記鋼棒よりｌＳ９索ランス
を所定間隔後退させ、以後所定間隔となるようにＭｌラ
ンスの送り込み速度を調節しながら酸素噴出させたとこ
ろ、鋼棒側が溶融除去することができ、開孔が容易とな
り、消耗を少なくすることが可能であることが判明した
。

本発明法の好ましい方法としては、前記したＣｒ鋼管あ
るいはＣｒ−Ｎｉ鋼管を酸素ランスとし、出銑口内に残
置した鋼棒に酸素ランスを当接した後、酸素流速５０〜
３５０１１／Ｓの酸素を酸素ランスから噴出させ、開孔
が開始されたとき、約５〜２０　ｍｉｎ程度僅かに酸素
ランスを退避させ、その１粱、一定速度徐々に酸素ラン
スをその間隔を保持させながら送り込んで行くことであ
る。また、酵素開孔速度が出銑口状態により変化する場
合は、前記した当接、退避のランス送り込み操作を所定
間隔で操返しつつ行なっても良い。

本発明の合金組成を有する酸素ランスは、単に直管とし
て第１図に示すように開孔１１３のランス装着部に酸素
ランス支管７を設け、その支管１に酸素供給配管を接続
して構成するもので、消耗品でもあり、安価な構成材料
として使用することができる。

実　　施　　例 以下実施例により更に本発明を説明する。

実施例１．比較例１゜ 第１図に示す構造の開孔礪に酸素ランスの材質としテ１
８％ｃｒ−ｇ％Ｎｉ１ｌの直径１６ｍｍ、厚さ１１１１
１１の直管を用いて出銑口を開孔した。出銑口内の鋼棒
に＠記Ｐｌｉ素ランスを当接して開孔を開始した後、鋼
棒より酸基ランスを開孔開始位置より僅が後退させ、そ
の後、鋼棒の溶融に応じて酸素ランスを徐々に送り込み
開孔作業を行ない開孔させた。

比較のために、酸素ランスとして！ｊ４管をンｇ透剤中
に埋設し密閉状態で９００〜１０００℃に加熱し、！！
４管表層に０．３〜０．８ｍｍ厚さの鉄−アルミ合金層
を形成させた直径１６ｍｍ、厚さ１＋ｎ＋ａのカロライ
ズ鋼管を用いた以外は実施例と同様に行なった。

これらの酸基ランスの消耗澁を調べたところ、実施〃］
のものは比較例のものに比べ１７３の消耗ｍであった。

実施例２゜ １８％Ｃｒ−８％Ｎ１ｔＪ４管を１８％Ｃｒ鋼管に代え
た以外は実施例１と同様に行なったところ、実り色例１
と同様の結果であった。

（−発明の効果〉 以上説明したように、本発明法は、出銑口閉塞材中に予
め埋設された鋼棒に酸素ランスを当接して酸素を噴ｑ１
シ該！ｆ４捧を溶融せしめつつ出銑口を開孔する際に、
Ｃｒ　５％以上あるいはＣｒ５％以上かつＮｉ　５％以
上の合金鋼管をＭ素うンスとして用いるとともにその［
ランス内の酸素送給速度を５０１１１／Ｓ以上とするこ
とをＶｊ徴とする。

従って、従来例の酸系ランスとしてカロライズ鋼管を用
いる酸系開孔機は高価で、かつレイアラｉ・上既設の高
炉には設置することはむづがしいが、本発明法は特定の
Ｃｒ１ｌＪ管あるいはＣｒ−Ｎ１鋼管を酸系ランスとし
て用い、酸素流速！ｌ　Ｏｍ　、７３以上でｆｉ索を送
給するため、酸素ランスの消耗変形等が少なく、経済的
であり、既設の高炉すべてに導入可能な安価な酸系開孔
機で十分開孔が可能である。

また、従来法の炉前で人手による酸素開孔作業に代り、
機械化することができ、作業の安全化、作業環境の改善
ＩＪＣ容易に達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する際に用いる装置の一例を示
す開孔はの説明図、第２図は各合金成介と高温（９００
〜１１００℃）における醇化との関係を示すグラフ、第
３図は酸素ランスの管内流速と酸系ランスの温度との関
係を示すグラフ、第４図は従来例の一例を示す開孔はの
説明図、第５図は従来例の他の一例を示す開孔ｂ１の斜
視図、第６図は第５図の開孔機の要部説明図である。 Ｍ号１・・・・・・高炉鉄皮　　　２・・・・・・出銑
口３・・・・・・開孔機　　　　４・・・・・・開孔機
支持具５・・・・・・ドリフタ　　　　６・・・・・・
酸素ランス７・・・・・・酸素ランス支管 ８・・・・・・井　　　　　　９・・・・・・鋼棒１０
・・・・・・マッド　　　　１１４・・・・・・旋回ア
ーム４９・・・・・・巻取りドラム　５０・・・・・・
曲り矯正装置ｑｉ　９’Ｆ出願人　川崎製鉄株式会社代
　　理　　人　　弁理士　　松　　下　　桟　　勝弁護
士　　副　　島　　文　　雄 第１図 第２図 ６１、ｔ　＃、　’１ＡＥＤｊ　ｆ　ｗｔｇ）第３図 今 ｒ円克漣Ｗｓ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）出銑口閉塞材中に予め埋設された鋼棒に酸素ランス
   を当接して酸素を噴射し該鋼棒を溶融せしめつつ出銑口
   を開孔する際に、Ｃｒ５％以上あるいはＣｒ５％以上か
   つＮｉ５％以上の合金鋼管を酸素ランスとして用いると
   ともにその酸素ランス内の酸素送給速度を５０ｍ／ｓ以
   上とすることを特徴とする高炉出銑口開孔方法。