JPH0652153B2 - 耐火ライニングの解体方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は製鉄業などで使用する炉、溶融金属容器等の耐
火ライニングの補修工事の施工に先立って行う解体方法
に関する。

（従来の技術） 例えば耐火物でライニングされた溶融金属容器として、
例えば製鉄業における出銑樋、混銑車、転炉、取鍋、タ
ンディッシュ等の容器は側壁と敷（低部）とからなり、
それぞれ耐火物でライニングされており、多くは永久張
り（パーマライニング）と内張り（ワークライニング）
の二層から構成されている。ワークライニングは、収納
した溶湯（例えば、溶銑、溶鋼）、溶滓からの直接ある
いは間接的な熱影響を受け、更に、接触によって溶損す
るので、比較的短期間（数日〜数ケ月）の使用でワーク
ライニングの残存厚みが薄くなるため張り替え補修工事
を行わなければならない。

又高炉、転炉、電気炉等の炉は、耐火レンガを積み上げ
た構造からなり、残存厚が薄くなると吹き付け補修等に
よって寿命を延長させているのが一般的であるが、炉末
期になると最終的には耐火レンガを解体して積み直す必
要がある。この補修工事に際してはライニングのうち、
損傷を受けている部位とその周辺つまり要補修範囲内の
残存ワークライニングを取り壊さねばならないが、その
残存ワークライニングの耐火物は、高温の溶湯熱影響、
あるいは侵入した溶湯及び溶銑との反応によって内外部
とも硬く焼結し、所謂、岩石状の強固な組織に変質して
いることが多い。

従って、残存ワークライニングの解体は容易なことでな
く、この解体方法として、例えば特開昭58-11379号公報
に示されるように、静的破砕剤を耐火ライニング中に注
入して解体する方法、或は実開昭58-79314号公報に示さ
れるように圧縮空気でピストンを駆動してハンマーの前
後運動によって耐火ライニングを解体する方法等があ
る。本発明者らも高圧力水を利用した解体方法、装置
（特願昭62-91286号、特願昭62-91287号、特願昭62-995
19号、特願昭62-227758号）を既に開発している。

而して、この様な解体法においては人が関与せず、ほと
んど全自動制御のもとに作業が進行することが好まし
い。解体作業は高温、高粉塵など悪環境であり、労働者
の高齢化・省力化を考えると上述した解体技術を制御す
る方法が必要である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者等は前述したように耐火ライニングを熱間ある
いは冷間状態で超高圧水によって解体していく方法を既
に提案している。これらの方法によると、熱スポーリン
グとか爆発的に発生させた水蒸気のエネルギーを利用す
る熱間解体が冷間解体に比べはるかに解体能力の点で優
れている。しかしながら、種々の形状の溶融金属容器の
耐火ライニングがそれぞれ溶損されるとその形状は複雑
なものとなり、係る耐火ライニングの解体をウオーター
ジェットノズルの自動制御で操作するためには高感度の
視覚センサーや可動アーム等の精密機器を必要とし、特
に、高温の雰囲気下で使用するには装置の冷却設備等か
なり大がかりな装置となり、簡易にどこにでも随時使用
できる解体機には成りえない。

本発明の目的とするところは、解体すべき耐火ライニン
グ部位の性状に合わせて、予め解体条件を事前に設定す
ることによって、全自動で容易に且つ有効に解体しよう
とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、耐火ライニングを超高圧水によって解体する
に当たり、被解体部を予め、溶湯からの放射熱に曝され
て硬化するＡゾーン、溶湯、溶滓の界面に相当し、温度
変化が大きく、溶損の大きいＡゾーン、溶湯、溶滓と接
触し、溶湯、溶滓の排出後に一部に地金が残存するＣゾ
ーンに区分し、上記各ゾーンに対応して予め設定したウ
オータージェット衝射条件によって操作し、解体するこ
とを特徴とする耐火ライニングの解体方法である。

即ち、本発明は、解体する耐火ライニングの硬化度、溶
損、損傷度が溶湯、溶滓との接触状態、熱影響状態、地
金の残留状態に応じて異なることに着目して、前記した
ように三つのゾーンに予め区別し、それぞれのゾーンに
最も好ましいウオータジェット衝射条件を設定し、各ゾ
ーンを夫々の設定条件に基づいてはつり作業を行うもの
である。

以下区分する各ゾーンについて説明する。

Ａゾーンは、通常時は溶湯等と常時接触しないが、溶湯
からの放射熱で高温に曝されて硬化する部位である。通
常は大気下にあるが、必要に応じて非酸化雰囲気に保持
することもできる。上記したようにこの部位は溶湯等と
常時接触しないので、使用する耐火ライニングの材質と
しては、低価格品が使用できる。高温雰囲気下での大気
酸化を防止する場合には、例えば、SiO₂系の耐火物であ
るとガラス化層が形成でき抑制できる。この部位の強度
は比較的強い。

Ｂゾーンは、溶湯、溶滓の界面に相当する部位である。
この部位は溶湯の収納形態によって異なるが、溶湯を貯
留する場合、貯留溶湯に処理を施す場合、溶湯を流す場
合等によってその過程での界面の上下移動があり、その
区域での温度変化が大きいのでスポーリングが発生し易
く、形成された焼結層が剥離して損傷する。また、溶湯
上に浮遊する溶滓との接触反応により溶損が発生する。
この部位の耐火ライニングは耐スポーリング性、耐スラ
グ性に優れた耐火物が使用されるが、使用中に形成した
焼結層は上記した損傷、溶損によって消失しているの
で、その強度は比較的弱い。

Ｃゾーンは、溶湯との接触時間が最も長く、溶湯の排出
後に一部に地金が残存する部位である。この部位の耐火
ライニングの亀裂とか気孔には溶湯が侵入し易く、溶湯
を排出した後にも地金付着が避けられない。また、溶湯
と長時間接触しており、過焼結されているので、この部
位の強度は各ゾーンの中で最も高い。

しかして本発明は、解体する耐火ライニングの硬化強
度、溶損・損傷状態、地金の残留状態等に応じてウオー
タージェット衝射条件を設定するものである。

次に各ゾーンに対応する設定条件について説明する。

Ａゾーンは最も溶損も少なく、熱硬化的にも解体しやす
いのでウォータージェットの基本的な条件は例えば水圧
1500気圧、面間距離50mmで簡単にはつることができる。

Ｂゾーンはスラグとの反応層をはつり取るため、最も強
力なウォータージェット条件にする必要がある。基本的
には例えば水圧2500気圧、面間距離20mm、でゆっくりは
つることが好適である。

Ｃゾーンは地金が混在しない場合は、例えば水圧2000気
圧、面間距離20mmではつることが可能であるが、地金が
混在している場合は水圧を例えば2500気圧、水量を８
／分、ノズル移動速度を0.5ｍ／分として、さらに必要
に応じて粉体を同時に吹き込んでアブレーシブルカッテ
ングとすることが好ましい。

以下に高炉の大樋耐火ライニングを例にして具体的に説
明する。

出銑された溶銑と高炉スラグは大樋で比重差から分離
し、第１図に示すような斜視断面図となる。図中、６は
大樋内を流れる溶銑の表面、７は該溶銑表面に浮遊しな
がら流れる溶滓表面を示している。大樋の長さは焼鈍１
０ｍあるが、第１図に示された断面性状は上流から下流
までほぼ一定である。大樋用の耐火ライニングは第１図
に示すようにＡ、Ｂ、Ｃの３ゾーンに区分でき、例え
ば、表１に示すように、それぞれ材質を変えて施工でき
る。即ち、Ａゾーンは溶銑、溶滓と殆ど接触しない部位
で、溶銑からの放射熱によって耐火ライニングが硬化し
ており、損傷が比較的少ない領域、Ｂゾーンは溶銑、溶
滓の界面に相当する部位で、溶滓との接触面の溶損は激
しい。また、溶銑は流れている場合、出銑量が変動した
り、また、出銑後に貯銑時等の溶銑の界面は上下移動す
るので温度変化が激しくスポーリングによる損傷が激し
い領域、Ｃゾーンは溶銑との接触が主体で貯銑時にも溶
銑、溶滓と接触している部位で全体的な溶損を地金が一
部残存する所もある。

Ａ〜Ｂ〜Ｃゾーンそれぞれに適合したように表１の如く
材質を選択して施工している。

大樋の耐火ライニングは通常１万ｔほど通銑するとかな
り損耗するので、例えば各ゾーンに応じて表２に示す解
体条件をあらかじめ設定しておくことによって容易に且
つ有効に全自動で解体することができる。

大樋ライニングと同様に混銑車、鍋などもスラグライン
・湯当り部などを考慮して全体的に均一な溶損バランス
を取るように材質を選択している。第２図に、混銑車の
一部切り欠き断面図を示した。図中、８は収容した溶銑
の表面、９は該溶銑表面に浮遊している溶滓表面を示し
ている。溶銑滓と殆んど接触しないＡゾーン、溶銑滓お
よび大気と接触し、特にスラグとの接触が問題となるＢ
ゾーン、溶銑滓と接触し一部に地金が残存するＣゾーン
に区分し、第３表に示したような材質を使用しいてい
る。

したがって解体条件も表４に示す如く各ゾーンに応じあ
らかじめ設定しておくことによって容易に且つ有効に全
自動で解体することができる。

（実施例） 大樋の耐火ライニングに対して本発明法にもとずく下記
(イ),(ロ),(ハ)に示す各ゾーンに応じた適正なる解体条件
で施工した (イ)第１図のＡゾーンの解体条件 水圧1500気圧、面間距離50mm、水量４／分、ノズル移
動速度３ｍ／分で15〜20mm厚みを簡単にはつることがで
きた。

(ロ)第１図のＢゾーンの解体条件 水圧2500気圧、面間距離20mm、水量８／分、ノズル移
動速度１ｍ／分で25〜30mm厚みをゆっくりはつることが
できた。

(ハ)第１図のＣゾーンの解体条件 地金がほとんど混在していなかったので水圧2000気圧、
面間距離20mm、水量６／分、ノズル移動速度２ｍ／分
で15〜20mm厚みをはつることが可能であった。

上記の解体条件を予め設定し、第１図における高圧ポン
プの制御、及び噴射ノズル２、噴射ノズル２を保持する
可動アーム、及びそれらを乗載する移動台車３の作動を
制御しつつはつり作業を行った。

又全面にわたって同一条件で解体した場合（比較例−
１）および冷間状態で視覚センサーを配備して解体した
場合（比較例−２）についてそれぞれ比較した結果を表
５に示す。

比較例２は耐火ライニング温度が約50℃になるまで冷却
し、レーザー距離計によって面間距離が常に20mmになる
ように維持しつつ耐火ライニングの固さに応じて水圧を
1500〜2500気圧の間で制御した。はつり巾は約15mmで健
全層まで解体したかどうかは色調センサーによって判別
した。この方法によれば必要最低限しか解体しないため
補修材料も21tと最も少なくできるが冷却に時間がかか
るのと熱間に比べて冷間では解体能力が低下するので水
圧の高圧化とノズル移動速度を0.5ｍ／分と遅くする必
要があり本発明方法と比較した場合好ましくない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、溶融金属容器の耐
火ライニングを熱間で容易且つ有効に解体することがで
き、解体部位に応じた適正な解体条件をあらかじめ設定
することによって、高温に弱い視覚センサーなどを用い
ることなく必要最小限の解体を全自動で有利に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を大樋の耐火ライニングの解体に実施し
た態様を示す説明図、第２図は混銑車の耐火ライニング
一部断面説明図である。 １…高圧水ポンプ、２…噴射ノズル ３…移動台車、４…可動アーム ５…大樋ライニング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐火ライニングを超高圧水によって解体す
   るに当たり、被解体部を予め、溶湯からの放射熱に曝さ
   れて硬化するＡゾーン、溶湯、溶滓の界面に相当し、温
   度変化が大きく、溶損の大きいＢゾーン、溶湯、溶滓と
   接触し、溶湯、溶滓の排出後に一部に地金が残存するＣ
   ゾーンに区分し、上記各ゾーンに対応して予め設定した
   ウオータージェット衝射条件によって操作し、解体する
   ことを特徴とする耐火ライニングの解体方法。