JPH0853703A - 高炉出銑口形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続長時間出銑可能な高炉出銑口形成方法を
提供する。 【構成】 出銑終了時に、出銑に伴い拡大した出銑口に
マッドを充填して出銑口を閉止し、該マッドが炉熱によ
り加熱焼成された後、該マッドを開孔用ビットで出銑終
了時の孔径より大きな円柱状に削孔開孔し、開孔深度を
溶銑の噴出を防ぐのに必要な厚さのマッドを残した状態
にとどめ、該円柱状開孔内に流動性耐火物を適量注入
し、予め成型固化した外径を前記開孔に合わせ、内径を
出銑開始時の孔径に設定した、かつ先端部の閉じた耐火
物筒状体を挿入すると共に、前記開孔の内側と該耐火物
筒状体の外側との隙間に前記流動性耐火物を充満溢出さ
せるように充填し、炉熱により固化させて出銑口を形成
する高炉出銑口形成方法。 【効果】 耐火物筒状体の高耐蝕性能を有効に利用し、
連続出銑時間を延長する。マッドガンの充填力増強が必
要無い。出銑口開孔を容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉の出銑口形成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高炉の一般的な出銑口の形成、開
孔方法は、出銑終了時にマッドを出銑口に充填して出銑
口を閉止し、該充填マッドが炉内の熱により加熱焼成さ
れて出銑口が形成され、該出銑口よりの出銑が要求され
た時に炉外側から該充填マッドを削孔開孔して出銑を行
う方法が一般的であった。出銑口構造の新しい技術とし
ては、特開昭５８−１００７号公報に記載の技術があ
る。この技術は、高炉出銑口をマッド材で充填したの
ち、充填したマッド材が焼成固化する前、あるいは一部
焼成進行中にそのマッド材中に出銑条件に適した機能を
有するセラミックパイルを打込んで貫通し、前記パイル
の孔部にマッド材を充填して閉止した事を特徴とし、パ
イルの径や肉厚や材質を適宜に選定して出銑時間や出銑
量を管理し、またパイルの打込みのみで長期の使用を可
能にすることができるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高炉の出銑作業量を軽
減し、出銑コストを低減するために長時間連続出銑によ
って出銑回数を極限まで低下させる取組が行われてい
る。従来の形成、開孔方法を用いた出銑口に於ける出銑
終了時期は、出銑口の孔壁のマッド材が出銑、滓によっ
て浸蝕され、孔径が拡大し、孔径拡大に伴って出銑速度
が増加し、炉内の貯留溶銑が少なくなって出銑口から炉
内ガスが噴出し始めることで決定される。大型高炉の現
在の標準的な実績は、出銑回数１０回／日、連続出銑時
間２〜３時間／回であるが、これを出銑回数３回／日程
度まで低下させる事が一般的に目標とされている。本発
明者らは、マッド材の耐浸蝕性を向上させて孔径拡大を
減少させることにより、上記目標の長時間連続出銑の達
成が可能と考え、従来のマッドに対して耐浸蝕性が５倍
以上の高耐蝕性マッドの存在を確認し、この高耐蝕性マ
ッドを従来の形成、開孔方法を用いた出銑口に適用し
て、出銑時間の延長の過程を把握した。その結果は高耐
蝕性マッドを使用しても連続出銑時間が１．５倍程度し
か延長出来ず、また個々の出銑時間のバラツキが大き
く、長時間連続出銑の上記目標の達成が困難であった。

【０００４】出銑口構造の新しい技術である特開昭５８
−１００７号公報に記載の技術は、実施に際して以下の
ような問題が想定される。該公報記載の技術は高炉出銑
口をマッド材で充填したのち、充填したマッド材が焼結
固化する前に、あるいは一部焼結進行中にそのマッド材
中にセラミックパイルを打込む技術であり、セラミック
パイルの外径は充填したマッド材の外径（＝前回出銑終
了時の出銑口孔内径）より小さいことを前提としている
と想定される。この場合、出銑開始時のセラミックパイ
ルの厚さは薄いものとなってしまうため、セラミックパ
イルは耐銑滓浸蝕性の格段に優れたファインセラミック
ス材を使用しなければ１回の出銑さえ耐用出来ない可能
性があり、その様な材料は現存するとしても高価格であ
り、かえってコストアップとなると思われる。

【０００５】仮に、打込むセラミックパイルの外径が充
填したマッド材の外径より大きい場合は、セラミックパ
イルの外周は完全に焼結固化したマッド材の中に打込ま
れることとなり、この場合、セラミックパイルを打ち込
むには巨大な打込み力を発揮する専用打込み機が必要と
なり、また、打込み時に加えられる巨大な打込み力によ
ってセラミックパイルか焼結固化した出銑口マッド材か
のどちらかが壊れないでは済まないと思われる。本発明
は、上記問題点に鑑み、連続出銑時間を延長するという
高炉出銑口形成方法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る高炉出銑口形成方法は、高炉の出銑
終了時に、出銑に伴い拡大した出銑口にマッドを充填し
て出銑口を閉止し、該マッドが炉熱により加熱焼成され
た後、該マッドを開孔用ビットで出銑終了時の孔径より
大きな円柱状に削孔開孔し、開孔深度を溶銑の噴出を防
ぐのに必要な厚さのマッドを残した状態にとどめ、該円
柱状開孔内に流動性耐火物を適量注入し、予め成型固化
した外径を前記開孔に合わせ、内径を出銑開始時の孔径
に設定した、かつ先端部の閉じた耐火物筒状体を挿入す
ると共に、前記開孔の内側と該耐火物筒状体の外側との
隙間に前記流動性耐火物を充満溢出させるように充填
し、炉熱により固化させて出銑口を形成することを特徴
とする。

【０００７】

【作用】本発明者は、従来の形成、開孔方法を用いた出
銑口に於ける出銑状況を観察した結果、出銑時間を短縮
している原因は下記にあると考察した。出銑開始時の出
銑口開孔径は約５０ｍｍで出銑終了時の孔径はマッドが
出銑、滓によって浸蝕され約１００ｍｍに拡大している
のが一般的な状況であり、この場合の連続出銑時間は２
〜３時間／回程度である。従って、出銑終了時出銑口を
閉止した場合の新しく充填されたマッドの外径は出銑終
了時の孔径である約１００ｍｍとなり、次回出銑時に約
５０ｍｍの径で開孔すると新しく充填されたマッドは筒
状になっているものと推察され、該マッドの筒の厚さは
約２５ｍｍとなる。

【０００８】一方、出銑終了時出銑口を閉止する場合の
開孔内部の状況は、マッドで出銑、滓を炉内側へ押し戻
しながらマッドを開孔内に充填するため、開孔内面と新
しく充填されるマッドの接触面には、銑、滓が固着して
残り、また上記開孔内面は出銑、滓によってマッドが溶
融された後凝固した面となっているため、開孔内面と新
しく充填されるマッドの接触面は加熱焼成されても相互
の固着は弱いものとなる。

【０００９】以上の状況から、従来の出銑口は、出銑開
始時既に外面からの固着保持強度の弱い、筒の厚さが約
２５ｍｍの薄い筒状マッドとなっていると考えられる。
この脆弱な筒状マッドは出銑時の出銑、滓によって浸蝕
され更に薄くなって早い時期に出銑によって受ける溶銑
圧力や筒状体内に発生する熱応力によって自壊し、剥離
されて、開孔径の急拡大を来して、出銑終了時期を早め
ていたものと考えられる。

【００１０】本発明の出銑口形成方法による作用は以下
の通りとなる。出銑終了時、出銑口にマッドをマッドガ
ンによって充填し出銑口を閉止する。該マッドが炉内の
熱により加熱焼成された後、炉外側から該マッドを削孔
して開孔の内径を後で挿入する耐火物筒状体の外径より
若干大きく明けるが、この削孔は前回挿入した耐火物筒
状体の残部を含めてその外径より若干大きい所まで削り
取ってしまうことを意味するので、開孔の内面は前記し
た銑、滓固着やマッドの溶融後凝固した表面ではなく焼
成された綺麗な耐火物面となるので後で、挿入する耐火
物筒状体と流動性耐火物を介して強く焼結固着すること
を妨げない。炉内側に炉内溶銑の噴出を防ぐのに必要な
厚さの該マッドの未削孔部分を残して削孔するためこの
工程では、炉内溶銑は流出しないので次に行う耐火物筒
状体挿入作業が容易に行える。

【００１１】開孔内に挿入する耐火物筒状体は、前記高
耐蝕性マッドまたは同等の耐蝕性を持つ耐火物材料を成
型固化したもので、次回の出銑に適する孔径に開孔され
た筒状体とし、その外径は出銑口孔径が１回の出銑終了
時までに浸蝕拡大された後でも出銑によって自壊しない
構造強度を維持する肉厚を保持する大きさとし、筒状体
先端部は開孔せず盲としておく。筒状体の長さは前記し
た開孔の長さより若干短か目にしておく。前記開孔内に
流動性耐火物を適量注入し、耐火物筒状体を炉外側から
該開孔内に挿入していくが、該開孔径は筒状体の外径よ
り若干大きい開孔としているので筒状体に小さな挿入力
を加えるだけで挿入出来るので、従来の出銑口開孔機の
フィード力によって筒状体を挿入出来、新たに筒状体挿
入装置を設置する必要がない。

【００１２】筒状体挿入中、先に注入した流動性耐火物
は筒状体先端の盲部によって押されて筒状体先端と該開
孔の先端の間に充満すると共に、筒状体外径と該開孔の
内径との隙間にも充満する。筒状体の外側の端面が出銑
口の外面に合致するまで筒状体を挿入し、一定時間待つ
と、筒状体の外側に充満させた流動性耐火物が炉内の熱
により加熱焼成され接着強度が発現するため、筒状体は
出銑口と一体化した形で接着固定されるので、出銑によ
って受ける溶銑圧力や熱応力によって筒状体が自壊し、
剥離、排出されて、出銑口開孔径の急拡大を来す筒状体
厚さの限界を薄く出来る。該出銑口よりの出銑が要求さ
れた時の出銑口開孔方法は、従来の出銑口開孔機とロッ
ドと開孔用ビットで筒状体先端の盲部と出銑口の開孔の
炉内側に残したマッドの未削孔部分を削孔する。この時
使用する開孔用ビットの外径は筒状体の開孔内径よりや
や小さいものを使用するので、筒状体の開孔内面を削っ
て筒状体を壊す事がなく、削孔長さは予め筒状体に開孔
された長さ分を除外できるので非常に短くなるため開孔
作業が容易に行える。

【００１３】高炉の操業条件によって出銑終了時に許容
できる出銑口開孔の浸蝕拡大限界径が決まるので、高耐
蝕性耐火物筒状体の外径を出銑口開孔径が１回の出銑終
了時までに浸蝕拡大された後でも出銑によって自壊しな
い構造強度を維持する肉厚を保持する大きさに事前に設
定しているので、耐火物筒状体の高耐蝕性能を出銑終了
まで有効に使用することが可能となり、連続出銑時間を
延長する事ができ、目標とする出銑回数３回／日程度ま
で低下させる事が可能である。高耐蝕性耐火物筒状体は
１回の出銑によって浸蝕拡大され出銑終了時期を決定し
た開孔径となっているため、次回の出銑に供することは
出来ないので、上記した出銑口形成方法は、出銑の１回
ごとに繰り返すこととなる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を一実施例で詳述する。図１は本
発明の形成方法を用いた出銑口の出銑前の状態を示す断
面図である。図２は本発明の耐火物筒状体を挿入する直
前の状態を示す断面図である。図３は従来の出銑口の出
銑前の状態を示す断面図である。出銑終了時、出銑口１
にマッド２をマッドガンによって充填して出銑口を閉止
する。この時使用するマッドは通常使用している普通マ
ッドとする。マッド２が炉内の熱により加熱焼成された
後、炉外側から該マッド２を削孔して開孔の内径を後で
挿入する高耐蝕性耐火物筒状体３の外径より若干大きく
明ける。この開孔４は前回挿入した耐火物筒状体３を含
めてその外径より若干大きい所まで削り取るが、削孔機
は従来の出銑口開孔機を使用する。炉内側に炉内の溶銑
を止めるために必要な厚さの約５００ｍｍの該マッド２
の未削孔部分を残して削孔するためこの工程では、炉内
溶銑５は流出しない。

【００１５】高耐蝕性耐火物筒状体３は、前記の普通マ
ッドに比較して溶銑、滓に対する耐蝕性が５倍以上のマ
ッドまたは耐火物材料を使用し、出銑に適合する孔径の
約５０ｍｍで開孔された筒状体とし、その外径は出銑口
孔径が１回の出銑終了時までに浸蝕拡大された後でも出
銑によって自壊しない構造強度を維持する肉厚を保持す
る外径である約１２０ｍｍの大きさとし、筒状体先端部
は盲としておき、筒状体の長さは前記した開孔４の長さ
より若干短か目にしておく。上記の形状に成型した耐火
物筒状体３は事前に焼成炉で加熱焼成して、均質な耐蝕
性を高めたものとしておく。

【００１６】削孔した開孔４内に流動性耐火物６を適量
注入する。流動性耐火物は非水性モルタルを使用し、圧
送ホースで開孔内に注入する。この条件のもとで、耐火
物筒状体３を炉外側から前記開孔内に挿入していくが、
該開孔径は筒状体の外径より若干大きい開孔としている
ので筒状体の外端に小さな押力を加えるだけで筒状体を
挿入出来るので、出銑口開孔機にロッドを取り付け、こ
のロッドの先端を筒状体の開孔に挿入して筒状体を保持
して、出銑口開孔機のフィード力によって筒状体を挿入
する。

【００１７】筒状体挿入中、先に注入した流動性耐火物
であるモルタル６は筒状体先端の盲部によって押されて
筒状体先端と開孔４の先端の間に充満すると共に、筒状
体外径と開孔の内径との隙間にも充満し、余剰になった
モルタルは炉外側に溢出する。筒状体の炉外側の端面を
出銑口の外面に合致するまで挿入し、そのまま一定時間
待つと、筒状体の外周に充満させたモルタル６が炉内の
熱により加熱焼成され接着強度が発現するため、筒状体
は出銑口と一体化した形で接着固定され、出銑口が形成
される。該出銑口よりの出銑が要求された時の出銑口開
孔方法は、従来の出銑口開孔機とロッドと開孔用ビット
で耐火物筒状体３の先端の盲部と筒状体を入れる前に炉
内側に残したマッドの未削孔部分を削孔する。この時使
用する開孔用ビットの外径は筒状体の開孔内径よりやや
小さいものを使用する。出銑終了後、本実施例の書き出
しに戻って、次回の出銑口を形成し、順次これを繰り返
す。

【００１８】

【発明の効果】

１．高耐蝕性耐火物筒状体の外径を出銑口孔径が出銑終
了時までに浸蝕拡大された後でも出銑によって自壊しな
い構造強度を維持する肉厚を保持する大きさとしている
ので、耐火物の高耐蝕性能を出銑終了時まで有効に使用
することが可能となり、連続出銑時間を延長し、目標と
する出銑回数３回／日程度まで低下させることができ
る。 ２．耐火物筒状体挿入前に出銑口を挿入する筒状体の外
径より大きい径で開孔しているので開孔の内面は銑、滓
固着が無く、綺麗な耐火物面となるので、後に挿入する
耐火物筒状体と流動性耐火物を介して強く焼成固着する
ため、出銑によって受ける溶銑圧力や筒状体内に発生す
る熱応力によって筒状体が自壊し、剥離されて、出銑口
開孔径の急拡大を来す筒状体厚さの限界を薄く出来る。 ３．高耐蝕性マッドまたは高耐蝕性耐火物材料を事前に
筒状体形状に成型し、事前に焼成炉で加熱焼成するの
で、耐火物筒状体を均質な耐蝕性を高めたものとしてお
く事ができる。

【００１９】４．高耐蝕性マッドをマッドガンで出銑口
に充填する場合、高耐蝕性マッドは普通マッドに比べて
非常に硬いためマッドガン充填押力が非常に大きくな
り、マッドガンの能力増強を必要とするが、本発明では
マッドガンで充填するのは普通マッドなので、マッドガ
ンの充填力増強のための設備改造、更新をせずに、高耐
蝕性耐火物を筒状体として使用することができる。 ５．耐火物筒状体挿入前に挿入する筒状体の外径より大
きい径で出銑口を開孔しているので筒状体を容易に挿入
出来、専用の筒状体打込み機を設置する必要がない。 ６．出銑口開孔は従来の出銑口開孔機とロッドと開孔用
ビットで、耐火物筒状体先端の盲部と筒状体を入れる前
に炉内側に残したマッドの未削孔部分を削孔するだけな
ので、出銑時の開孔を容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の形成方法を用いた出銑口の出銑前の状
態を示す断面図

【図２】本発明の耐火物筒状体を挿入する直前の状態を
示す断面図

【図３】従来の出銑口の出銑前の状態を示す断面図

【符号の説明】

１ 出銑口 ２ マッド ３ 高耐蝕性耐火物筒状体 ４ 開孔 ５ 炉内溶銑 ６ 流動性耐火物（モルタル） ７ 前回のマッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉の出銑終了時に、出銑に伴い拡大し
   た出銑口にマッドを充填して出銑口を閉止し、該マッド
   が炉熱により加熱焼成された後、該マッドを開孔用ビッ
   トで出銑終了時の孔径より大きな円柱状に削孔開孔し、
   開孔深度を溶銑の噴出を防ぐのに必要な厚さのマッドを
   残した状態にとどめ、該円柱状開孔内に流動性耐火物を
   適量注入し、予め成型固化した外径を前記開孔に合わ
   せ、内径を出銑開始時の孔径に設定した、かつ先端部の
   閉じた耐火物筒状体を挿入すると共に、前記開孔の内側
   と該耐火物筒状体の外側との隙間に前記流動性耐火物を
   充満溢出させるように充填し、炉熱により固化させて出
   銑口を形成することを特徴とする高炉出銑口形成方法。