JPH0322444B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉の炉内壁耐火物の補修方法に関
し、特に炉内装入物の円周バランスを維持するこ
とにより高炉操業の安定化ならびに炉体寿命の延
長に寄与できるようにした補修方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、高炉操業においては、より安定的でしか
も効率のよい操業が要請されている。そのための
対策の一つとして、高炉内を上昇するガス流分布
を制御することが重要であり、このガス流分布の
制御には炉内装入物の円周バランスが大きく影響
を与えるものであることが知られている。この円
周バランスが乱れた場合、例えば、上昇ガス流が
偏流し、吹き付けや付着物の生成が起こり、その
結果高炉操業が不安定になる。一方、高炉の炉体
寿命の延長に伴つて炉内壁耐火物の損傷、浸食に
起因する円周バランスの不均一化が生じている。

そこで、従来、上記炉内壁損傷に起因する円周
バランスの不均一化を防止するために、高炉の予
定休風時に炉内壁耐火物の損傷、浸食部分を補修
する熱間吹き付け方法が提案されている。この熱
間吹き付けは、高炉の予定休風時に炉内に熱間吹
き付け装置を挿入し、上記炉内耐火物の損傷部分
に不定形耐火物を吹き付けることにより補修する
方法である。この補修方法によれば、高炉を停止
することなく健全な炉内壁を復元できることか
ら、上記要請にある程度応えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の熱間吹き付けによる
補修方法では、特に与えられた予定休風時間が短
い場合は、損傷部分を充分に復元できない場合が
あるという問題点がある。即ち、上記予定休風時
間内に補修できる範囲は限られているのに対し、
健全な炉内壁をどの程度生成させるべきか明確で
なく、作業者の経験に任されていた。そのため上
記損傷部分が大きかつたり、複数箇所に及んでい
たりする場合は、結局与えられた予定休風時間の
すべてを利用して作業を行うしかなく、その結
果、補修後においても円周バランスが改善されて
いないという問題が生じる。

本発明の目的は、上記予定休風時間内に有効に
損傷部分を補修でき、確実に円周バランスを改善
できる高炉の炉壁補修方法を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本件発明者らは、上記目的を達成するために、
上記炉内壁の侵食と高炉内に投入される装入物の
降下速度とは密接な関係があることに着目し、つ
まり損傷、浸食部分の位置、大きさと装入物降下
速度との関係を定量的に把握できれば、効果的な
補修方法を見出すことができるという観点から、
装入物降下に及ぼす損傷部分の影響について、以
下の実験を行つた。

第１図は上記実験方法を説明するための図であ
る。図において、１は高炉の約1/37の全周模型で
あり、同図では炉口部とシヤフト部との境界部分
のみを示している。２は10×10×15mmの木片を耐
火物の代用として貼り付けた炉内壁、３はシヤフ
ト部（炉胸部）の上端、４はシヤフト部、５は炉
口部、６は損傷部、７は損傷部上端、Ｄは炉口内
径、ｈはシヤフト部上端３から損傷部上端７まで
の距離、Ｗは損傷部領域の高さ、ｔは炉壁の厚み
方向の損傷深さ、θは各測定点の円周方向角度、
αは損傷領域の円周方向広さを示す角度である。

本実験は、まず、炉内壁２の木片の一部を取り
除いて損傷部６を形成し、該高炉１内に粒子径１
〜２mm程度の川砂を充填した。さらに、この川砂
を該高炉１の羽口部から排出しつつ、炉口部５か
ら着色された川砂をトレーサーとして垂直方向
（連続的）及び水平方向（間欠的）に送り込み、
高炉１内に流線と等時間線を同時に形成させた。

そして、本実験では、川砂の降下速度比の30度
毎の円周分布を、損傷領域角度α，ｈとＤとの比
ｈ／Ｄ，ＷとＤとの比Ｗ／Ｄ，ｔとＤとの比ｔ／
Ｄをそれぞれ変化させた場合について調べた。

第２図ないし第４図は上記実験結果を示す特性
図である。

第３図ａないし第３図ｃは円周方向測定点θに
おける降下速度比と上記α，ｈ／Ｄ，Ｗ／Ｄとの
関係を示す特性図であり、まず、第３図ａは、
ｈ／Ｄ＝0.23，Ｗ／Ｄ＝0.28とし、損傷領域角度
αを変化させた場合の円周方向θにおける降下速
度比の変化を示す。同図からも明らかなように、
損傷領域角度αの増大に伴つて、降下速度比が増
大する領域も増大しているが、その絶対値は約
1.5付近に集中している。次に、第３図ｂは、α
＝90度、ｈ／Ｄ＝0.23とし、Ｗ／Ｄを変化させた
場合である。同図からも明らかなように、損傷部
上方における降下速度比は高さ方向の損傷領域Ｗ
の変化に応じて変化しているが、Ｗ／Ｄ≧0.39に
ある場合は、略一定となつている。また、第４図
は、炉壁の厚み方向の損傷深さｔとＤとの比ｔ／
Ｄと、降下速度比との関係を示す特性図であり、
この場合は、損傷深さｔが深いほど降下速度比は
大きくなることがわかる。

一方、第３図ｃは、α＝90度、Ｗ／Ｄ＝0.28と
し、ｈ／Ｄを変化させた場合の降下速度比の変化
を示す。同図からも明らかなように、損傷部上端
７がシヤフト部上端３からｈ／Ｄ≦0.34の距離に
ある場合は、降下速度分布が不均一化し始め、
ｈ／Ｄがさらに減少すると、つまり損傷部上端７
がシヤフト部４の上端３に近くなると損傷領域上
方の降下速度比は著しく増大し、かつ損傷領域角
度αの略中央位置で最大下降速度比を示してい
る。

そして、第２図は、上記ｈ／Ｄと最大降下速度
比との関係を示す特性図である。同図によると、
ｈ／Ｄ比が小さくなるほど降下速度比が増大して
おり、特に、例えばｈ／Ｄ≦0.46の場合は、降下
速度比が急激に増加することがわかる。即ち、炉
壁２の損傷部６が、シヤフト部上端３に近づくほ
ど降下速度比を増大させ、円周バランスを不均一
にしている。従つて、このことから、本件発明者
らは、損傷部上端７から高炉１のシヤフト部上端
３までの距離ｈを測定し、該距離ｈと炉口部５の
内径Ｄとからｈ／Ｄを求め、降下速度比が急激に
上昇するｈ／Ｄを有する損傷領域部分を補修して
やれば、本発明の目的を達成できることに想到し
た。

そこで、本願の第１発明は、高炉の炉内壁の損
傷領域を補修する方法において、損傷領域の上端
から高炉のシヤフト部上端までの距離ｈを計測
し、該距離ｈと炉口部の内径Ｄとから損傷領域位
置値Ｋ＝ｈ／Ｄを求め、該値Ｋが所定の基準値
K₀以下の場合に、該損傷領域のＫ＝K₀となる位
置より上方部分に不定形耐火物の吹き付けによる
補修を施すことを特徴としており、また第２発明
では、上記値Ｋが所定の基準値K₀以下の場合に、
該損傷領域に上端位置から下方位置の順で不定形
耐火物の吹き付けを行うことを特徴としている。

ここで本願発明における基準値K₀は、本件発
明者らの実験装置においては0.46程度であつた
が、この基準値K₀は高炉の形状、大きさ、装入
物の性状等によつて若干変化するので、予め実験
等によつて求めておく必要がある。

〔作用〕

本発明に係る高炉の炉壁補修方法によれば、損
傷領域の上端からシヤフト部上端までの距離ｈと
炉口部の内径Ｄとから損傷領域位置値Ｋ＝ｈ／Ｄ
を求め、該値Ｋが所定の基準値K₀以下の場合に
該損傷領域を補修するようにしたので、上記基準
値K₀以下の損傷領域を補修すべき範囲として明
確化できる。つまり、降下速度比増大に大きな影
響を与える損傷領域を重点的に補修できることと
なり、所定の予定休風時間内に健全な炉内壁を効
果的に生成することができ、降下速度比を安定化
して円周バランスを改善できる。また、この場合
第２発明では、上端位置から下方位置の順で不定
形耐火物の吹付けを行うようにしたので、さらに
補修効果の大きい部分から補修でき、与えられた
予定休風時間が短い場合でも、効果的な補修作業
を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第５図は本発明の一実施例による高炉の炉壁補
修方法を実施するための熱間吹き付け装置を示
す。

図において、１０は高炉本体であり、これのテ
ーパ状に形成されたシヤフト部１１の上部には炉
口部１２が接続されており、該炉口部１２の上方
にはマンホール１３が形成されている。そして、
１４は熱間吹き付け装置であり、図では上記高炉
本体１０内にはマンホール１３から挿入された吹
き付け作業状態を示している。この吹き付け装置
１４は、不定形耐火物を噴出する吹付けノズル１
５、該ノズル１５を支持するフレーム１６、吹付
けノズル１５を旋回、傾動駆動する駆動装置１７
から構成されている。また、１８は上記吹き付け
装置１４を昇降、取り込み、取り出しを行う操作
装置であり、これはウインチ１９とワイヤ２０と
からなつている。さらに、２１は上記吹き付け装
置１４の吹付けノズル１５に不定形耐火物を供給
するための供給装置である。

次に、上記吹き付け装置１４を用いて、本願の
第２発明の実施例方法によつて上記シヤフト部１
１内の炉壁損傷部２２を補修する場合について説
明する。

本実施例の補修方法は、まず上記高炉１０の予
め予定された休風時間において、上記炉壁損傷部
２２の上端２２ａから高炉１０のシヤフト部上端
１１ａまでの距離h₁を計測する。そして該距離h₁
と炉口部１２の内径Ｄとから損傷領域位置値Ｋ即
ちh₁／Ｄを求める。このh₁／Ｄが所定の基準値
K₀以下、例えば第２図に示す0.46より小さい値の
場合に、該損傷部２２を補修すべき領域と決定す
る。しかる後、上記第５図に示すように、熱間吹
き付け装置１４を炉内に挿入設置し、上記補修領
域２２の損傷部上端２２ａ位置から下方に向かつ
て上記熱間吹き付け装置１４により不定形耐火物
を噴射して、該損傷部２２を補修する。

このように本実施例の炉壁補修方法によれば、
損傷部上端２２ａからシヤフト部上端１１ａまで
の距離h₁と炉口部１２の内径Ｄとから損傷領域位
置Ｋ＝h₁／Ｄを求め、該値Ｋが所定の基準値K₀
以下の損傷部２２を補修領域としたので、補修す
べき損傷部２２を明確化できる。従つて、予定休
風時間内に健全な炉内壁を効果的に生成すること
ができるから、確実に円周バランスを改善でき
る。

また、本実施例では、損傷部２２の上端２２ａ
位置から下方位置の順で不定形耐火物の吹付けを
行うようにしたので、円周バランスに大きな悪影
響を与える部分から順に補修することとなり、与
えられた予定休風時間が短い場合でも、補修作業
を確実に行うことができる。

こうしたことから、確実に円周バランスを維持
できることとなり、高炉操業の安定化ならびに炉
体寿命の延長に寄与できる。

第６図は本実施例の効果を説明するための特性
図であり、第６図ａは従来方法によるの補修前と
補修後の炉壁温度の円周分布を示し、第６図ｂは
本実施例方法による補修前と補修後の炉壁温度の
円周分布を示す。図中、曲線Ａ，A₁は補修後の
円周バランスを示し、曲線Ｂ，B₁は補修前の円
周バランスを示す。

第６図ａからも明らかなように、従来のように
補修範囲を明確にできていない場合は、補修前
B₁と補修後A₁とでは円周バランスが改善されて
いないことがわかる。それに対して、第６図ｂに
示すように、本実施例では、補修前Ｂと補修後Ａ
とでは、かなり均一な円周バランスが得られてい
る。

なお、上記実施例では、損傷領域位置値Ｋが
K₀以下となる損傷領域について上端から下方に
向けて補修するようにしたが、Ｋ≦K₀の損傷領
域のうち、Ｋ＝K₀となる位置より上方部分のみ
を補修するようにしてもよく、このようにしたの
が本願の第１発明であり、この場合も上記実施例
と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る高炉の炉壁補修方法
によれば、損傷領域の上端から高炉のシヤフト部
上端までの距離ｈと炉口部の内径Ｄとから損傷領
域位置値Ｋ＝ｈ／Ｄを求め、該値Ｋが所定の基準
値K₀以下の場合に該損傷領域のＫ＝K₀となる位
置より上方部分を補修し、又はこの場合に損傷領
域を上端位置から下方位置の順で補修するように
したので、補修すべき領域を明確化できるから、
予定休風時間を有効に利用して炉内壁を効果的に
生成でき、確実に円周バランスを改善でき、その
結果高炉操業を安定化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の成立過程を説明
するための図であり、第１図ａはその実験用模型
高炉の断面平面図、第１図ｂはその一部を示す断
面側面図、第２図はその実験結果を示すｈ／Ｄと
降下速度比との関係を示す特性図、第３図ａない
し第３図ｃはそれぞれ降下速度比の円周分布を示
す特性図、第４図は炉壁の損傷深さと降下速度比
との関係を示す特性図、第５図は本発明の一実施
例による高炉の炉壁補修方法を実施するための熱
間吹き付け装置を示す概略構成図、第６図ａは従
来方法による補修結果を説明するための温度の円
周分布図であり、第６図ｂは本実施例の補修方法
による円周分布図である。 図において、１は高炉、２は炉内壁、３はシヤ
フト部上端、４はシヤフト部、５は炉口部、６は
損傷部（損傷領域）、７は損傷部上端、ｈは損傷
領域の上端からシヤフト部上端までの距離、Ｄは
炉口部内径である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高炉の炉内壁の損傷領域を不定形耐火物の吹
   付けによつて補修する高炉の炉壁補修方法におい
   て、損傷領域の上端から高炉のシヤフト部上端ま
   での距離ｈを計測し、該距離ｈと炉口部の内径Ｄ
   とから損傷領域位置値Ｋ＝ｈ／Ｄを求め、該値Ｋ
   が所定の基準値K₀以下の場合に、該損傷領域の
   Ｋ＝K₀となる位置より上方部分に上記吹き付け
   を行うことを特徴とする高炉の炉壁補修方法。 ２ 高炉の炉内壁の損傷領域を不定形耐火物の吹
   付けによつて補修する高炉の炉壁補修方法におい
   て、損傷領域の上端から高炉のシヤフト部上端ま
   での距離ｈを計測し、該距離ｈと炉口部の内径Ｄ
   とから損傷領域位置値Ｋ＝ｈ／Ｄを求め、該値Ｋ
   が所定の基準値K₀以下の場合に、該損傷領域に
   上端位置から下方位置の順で上記吹付けを行うこ
   とを特徴とする高炉の炉壁補修方法。