JPH0931509A

JPH0931509A - 高炉出銑樋

Info

Publication number: JPH0931509A
Application number: JP18381495A
Authority: JP
Inventors: Eizo Maeda; 榮造前田; Seiji Taguchi; 整司田口
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】高炉出銑樋耐火物の寿命延長を図る。【解決手段】高炉出銑樋の横断面を出銑時のスラグメタ
ル界面４より下方の溶銑の流通部５がスラグメタル界面
４の部分の幅より狭く、階段状に成形し、狭幅部の側壁
面と樋底面とのなす樋内側角αを、６０°≦α≦１００
°とし、段の上面と水平線とのなす角度βを、−３０°
≦β≦１０°とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉出銑樋の耐火
物寿命延長に関し、樋耐火物寿命を延長するための出銑
樋の形状に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】出銑樋内に内張りされた耐火物は、断面
を図８に示すように、スラグ気相界面３及びスラグメタ
ル界面４が大きく損傷する。図８は、元の耐火物の側壁
２の残存耐火物ライン７がスラグ気相界面３の位置では
プロフィル６に示すように、またスラグメタル界面４の
位置ではプロフィル８に示すように摩耗している。流れ
の方向においては図９に示すように溶銑の出銑口からの
落ち口付近が大きく損傷することが知られている。特
に、落ち口付近の損傷が大きいことから、樋耐火物の寿
命はこの部分で決定されており、この部分が大きく損傷
される機構の解明と耐火物の改善が大きな問題になって
いる。

【０００３】スラグメタル界面の損傷については、マラ
ンゴニー対流や電気化学的に局部損傷が起こるとされて
いる。しかし、流れ方向の損傷、すなわち溶銑の落ち口
付近で損傷が大きくなる損傷の機構はよく解っていな
い。また、樋損傷の防止については、損傷機構が不明な
がらも耐火物の改善、樋形状の改善が、従来行われてき
た。例えば、特開昭５５−１３４１１２号公報におい
て、溶銑とスラグの接触する界面付近の側壁部分を鉛直
方向より３０〜８０°外側へ傾斜させる技術が提示され
ている。この技術はある程度の耐用性向上となるが、上
述の溶銑落ち口付近の損傷の大きさを低減できるもので
はなかった。

【０００４】また、一般的には損傷が大きい部分で耐火
物施工厚を厚くすることによって、損傷速度は小さくで
きないものの、寿命を延ばすことで耐用性を向上させて
きている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の溶銑落
ち口付近での溶損が大きいのを低減することを目的と
し、溶銑樋の断面形状を変更することによって低減を図
ろうとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の溶
銑落ち口付近での溶損が大きいことが、溶銑、溶融スラ
グの流動によるものであると考え、溶銑樋内の溶銑、溶
融スラグの流動を水モデル実験で解析した。得られた結
果は以下の通りであった。（１）スラグメタル界面における溶融スラグ内の耐火物
成分の境界膜中の拡散が耐火物の溶損の律速過程であ
る。（２）また、流速は溶銑の落ち口付近の敷部で最大にな
るが、敷部では損傷は大きくなく、溶銑に接している部
分での流速の増加は損傷の増大につながらない。（３）出銑口から空中を飛来した溶銑流は敷きに当たっ
て下流に流れ、また、側壁に向かって両側に分かれる。
その後、溶銑の落ち口よりやや下流で流れが側壁に沿っ
て這い上がり溶銑が表面で沸き上がる。（４）その結果、この部分での流動が大きくなり、この
部分での損傷が最も大きくなる。

【０００７】以上の結果をもとに、スラグメタル界面の
側壁近傍での流動速度を抑制することによって耐火物の
溶損の抑制が可能になることを見い出し、本発明を完成
するに至った。すなわち、本発明は、高炉出銑樋におい
て、出銑時のスラグメタル界面より下方の側壁に段を設
けて、溶銑の流通部の下部にスラグメタル界面の幅より
狭い狭幅部を設けたことを特徴とする高炉出銑樋であ
る。

【０００８】この場合において、前記狭幅部の側壁面と
敷水平線とのなす樋内側角αを、６０°≦α≦１００° とすることが好ましく、また、前記段の上面と水平線と
のなす角度βを、段の樋中心側が低いときを正の値と
し、 −３０°≦β≦１０° とすると好適である。

【０００９】ここでスラグメタル界面とは、いまだ溶損
を生じていない溶銑樋の横断面における通常の出銑時の
定常的なスラグメタル界面に相当する高さ位置を言う。
また、敷水平線とは、溶銑樋の横断面の底面が水平線の
時はその水平線を言い、水平線でない時は敷の位置にお
ける仮想の水平線を言う。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例を示すよう
に、高炉出銑樋の横断面の出銑時のスラグメタル界面４
より下方の溶銑の流通部５を、スラグメタル界面４の幅
より狭くしたことが重要である。このような溶銑流通部
５の流路の狭路化が効果を上げる。こうすることで敷１
に沿い、側壁２を這い上がった溶銑流が直接側壁部を洗
うことがなくなり、耐用性が向上する。敷１では溶銑流
動速度が上昇するが、敷１での損傷は律速過程とならな
いため、問題とならない。

【００１１】図２に示す従来技術のように、スラグメタ
ル界面４よりも上側まで耐火物施工厚を大きくすること
は、流路を狭くしスラグメタル界面の損傷速度を大きく
するため、かえって逆効果となる。図３、図４に樋内の
溶銑の流動状況の模式図を示した。図３に示す本発明の
場合、側壁２を這い上がった溶銑流が直接スラグメタル
界面の側壁部を洗うことがなくなり、耐用性が向上す
る。一方、図４に示す従来の樋形状では、壁を這い上が
った溶銑流が直接側壁部を洗うため、損傷が大きくな
る。

【００１２】図１に示す溶銑流通部５での狭路部の幅ａ
及び深さｂは、樋の幅をＷ、出銑時のスラグメタル界面
の深さをｄとしたとき、次のようなものが好ましい。幅
ａは、０．９Ｗより小さく、０．３３Ｗより大きいこと
が望ましい。０．９Ｗより大きければ耐用性向上が上が
らない。０．３３Ｗより小さいと溶銑部での流速が速く
なりすぎて、敷の耐食性に問題がでる。好ましくは０．
３５Ｗ以上、０．５Ｗ以下の範囲である。

【００１３】深さｂは０．３３ｄより大きく、０．９ｄ
より小さいことが望ましい。０．３３ｄより小さければ
耐用性向上が上がらない。０．９ｄより大きければ、溶
銑高さの位置変動により、スラグメタル界面に溶銑側壁
部が入り、かえって損傷速度を大きくする。好ましくは
０．５ｄ以上、０．８ｄ以下での範囲である。また、溶
銑流通部５の狭幅部の側壁面と敷の部分の水平線とのな
す樋内側角をαとしたとき、６０°≦α≦１００° とすることが、さらに有効である。１００°より大きい
と、溶銑流が側壁を這い上がり、側壁部のスラグメタル
界面に流れが直接ぶつかるようになるため、望ましくな
い。６０°より小さいと、耐火物が２面加熱となり、熱
衝撃による損傷が大きくなるため得策でない。さらに望
ましくは、７０°≦α≦９５° である。

【００１４】また、段の上面と水平線とのなす角度をβ
としたとき、 −３０°≦β≦１０° とすることが、さらに有効である。ここでβは段の樋中
心側が低いときを正の値とし、高いときを負の値とす
る。βが１０°より大きいと側壁を這い上がった溶銑流
の分流が狭幅部上面から、側壁部のスラグメタル界面に
流れが直接ぶつかるようになるため、望ましくない。β
が−３０°より小さいと、耐火物が２面加熱となり、熱
衝撃による損傷が大きくなるため得策でない。さらに望
ましくは、 −２０°≦β≦５° である。

【００１５】一方、段の上面と側壁面とがなす角度をγ
としたとき、角度α、βは上述の条件を満足させなが
ら、 γ≧６０° とすることが望ましい。γが６０°より小さいと耐火物
が２面加熱となり、熱衝撃による損傷が大きくなるから
である。さらに望ましくは、 γ≧７０° である。

【００１６】

【実施例】高炉出銑樋において、図１に示す樋内面形状
の中子を作り、樋用耐火物を流し込み施工した。図１に
おいて、樋幅Ｗ＝８００ｍｍ、狭幅部溶銑流路幅ａ＝５
６０ｍｍ、スラグメタル界面深さｄ＝４００ｍｍ、狭幅
部溶銑通路高ｂ＝３００ｍｍとした。通常の乾燥の後、
実使用した。改善前に比べて、溶銑の落ち口付近での損
傷速度は低減したが、それより上流側、下流側ではほと
んど変化はなかった。この場合にも、最大損傷部位は溶
銑の落ち口付近であった。最大溶損部位での損傷速度を
求めた。通銑量が３４８００トン、及び７５２００ｔｏ
ｎのとき、残銑を抜いて通常千トン当りの損傷速度を測
定すると共に、樋の１炉代終了時（通銑量１１３０００
トン）に損傷速度を計算した。損傷速度はそれぞれ、
２．３、２．５、２．６ｍｍ／千トンとなった。

【００１７】高炉出銑樋において、図５に示す樋形状の
中子を作り、樋用耐火物を流し込み施工した。図５にお
いてａ、ｂの寸法は図１と同様であり、段上面と水平線
とのなす角度β＝５°とした。通常の乾燥の後、実使用
した。損傷の基本的な形態は図１と同様であった。最大
溶損部位での損傷速度を求めた。通銑量が３５５００ト
ン及び、７５０００トンのとき、残銑を抜いて損傷速度
を測定すると共に、樋の１炉代終了時（通銑量１２５０
００トン）に損傷速度を計算した。損傷速度はそれぞ
れ、１．８、１．９、２．１ｍｍ／千トンとなった。

【００１８】図６は、β＝１０°、α＝８０°とした
例、図７はβ＝−２０°、α＝１００°とした例であ
る。図１０は図１に示す溶銑樋横断面において、狭幅部
側壁と敷水平線とのなす樋内側角αを変化させたときの
樋の通銑量千トン当りの損傷速度を示すグラフである。
α＝６０〜１００°で好成績を示している。

【００１９】図１１は図５に示す溶銑樋横断面におい
て、段の上面と水平線とのなす角βをを変化させたとき
の樋の通銑量千トン当りの損傷速度を示すグラフであ
る。β＝−３０〜＋１０°で好成績を示している。以上
のように、本発明によって損傷速度が減少し、態様寿命
が向上することは明らかであり、本発明の出銑樋の優れ
ていることが解る。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、出銑樋耐火物の寿命延長
を図ることが可能になる。また、耐火物寿命延長によ
り、耐火物原単位の削減が図られると同時に、耐火物施
工の頻度が減少し、いわゆる重筋労働の減少にも寄与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高炉出銑樋を示す断面図である。

【図２】従来の樋断面図である。

【図３】実施例の樋の損傷抑制機構を示す説明図であ
る。

【図４】従来の樋形状の損傷機構の説明図である。

【図５】実施例を示す断面図で、角度α及びβを変化さ
せた例を示す図である。

【図６】実施例を示す断面図で、角度α及びβを変化さ
せた例を示す図である。

【図７】実施例を示す断面図で、角度α及びβを変化さ
せた例を示す図である。

【図８】典型的な樋損傷の形態を示す断面図である。

【図９】出銑口からの距離と最大損傷深さを示すグラフ
である。

【図１０】角度αを変化させたときの損傷速度を示すグ
ラフである。

【図１１】角度βを変化させたときの損傷速度を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１敷２側壁３スラグ気相界面４スラグメタ
ル界面５流通部６プロフィル７残存耐火物ライン８プロフィル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉出銑樋において、出銑時のスラグメ
タル界面より下方の側壁に段を設けて、溶銑の流通部の
下部にスラグメタル界面の幅より狭い狭幅部を設けたこ
とを特徴とする高炉出銑樋。
【請求項２】前記狭幅部の側壁面と敷水平面とのなす
樋内側角αを、６０°≦α≦１００° としたことを特徴とする請求項１記載の高炉出銑樋。
【請求項３】前記段の上面と水平線とのなす角度β
を、該段の樋中心側が低いときを正の値とし、 −３０°≦β≦１０° としたことを特徴とする請求項１記載の高炉出銑樋。