JP2004010936A - Converter lining structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉ライニング構造に関し、詳しくは転炉炉口絞り部のライニング構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
製鋼工程で用いられる転炉では、溶銑に対して純酸素を上吹き若しくは底吹きし、主に溶銑の脱炭精錬を行っている。この酸素吹錬では大量の酸素を使用するために溶湯やスラグが強攪拌され、転炉炉口から突出する現象(それぞれ「スピッティング」及び「スロッピング」と呼ぶ)が生ずると同時に、脱炭精錬によりCO濃度の高い排ガスが大量に発生する。このスピッティングやスロッピングを防止し且つ排ガスを効率的に回収する目的で、転炉炉口部は縮小した絞り形状となっている。
【0003】
この炉口絞り部のライニングは、転炉鉄皮内側の100〜150mmの永久張り煉瓦と、その内側の400〜600mmの内張り煉瓦(「ワーク煉瓦」とも呼ぶ)とからなるライニングにより構成されている。永久張り煉瓦は、ライニング厚みが薄く脱落し易いので金物で固定されているが、内張り煉瓦は、十分な固定方法がなく、通常、円周方向の煉瓦相互のテーパーせり力で保持されている。
【0004】
しかしながら、煉瓦と鉄皮の膨張量には差があるため、この膨張量の差で煉瓦が鉄皮に押さえ込まれて煉瓦に亀裂が生じたり、逆に、煉瓦と煉瓦の間に隙間が生じ、この隙間に地金が差し込んで煉瓦が損傷したりする。特に、炉口絞り部は、転炉の上部に位置するために煉瓦に熱が着きにくく煉瓦せり力が弱く、転炉傾動時に煉瓦自重の影響により前記の隙間が生じ易い。更に、炉口部には吹錬時の吹き出し地金やスラグの付着があり、通常、この付着物を除去するためにクレーン等で吊った大型金物冶具を炉口部に突き当てた除去作業が行われている。この除去作業により炉口絞り部のライニングは衝撃を受け、緩みを生じ、絞り部煉瓦の脱落が助長される。
【0005】
炉口絞り部は先に述べた如くオーバーハングした構造であるため、一旦煉瓦の脱落が発生すると全体に拡大する。そのため、吹き付け等の補修作業を頻繁に行う必要があるが、この補修作業は、高温下での熱間作業であり頻度多く実施することは作業負荷が高く且つ操業の稼働率低下を来すことにもなり好ましくない。
【0006】
この問題を解決すべく、特開平5−279719号公報が提案されている。同号公報では、内張り煉瓦に鋼板や鋼材等の鋼製部材を予め埋設し、隣り合う内張り煉瓦の鋼製部材同士を溶接して内張り煉瓦相互を連結させ、内張り煉瓦の脱落を防止している。又、溶接の替わりに、内張り煉瓦に切り欠き溝を設け、この切り欠き溝にコッター部材を嵌合させた構造も提案している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平5−279719号公報に提案された対策では、煉瓦施工時に溶接作業をする必要があり、煉瓦施工作業を煩雑化させる。更に、鋼製部材を溶接して煉瓦を一体化しても、熱履歴に伴う煉瓦の膨張・収縮により脆弱部である煉瓦と鋼製部材との接合部が剥離する虞があり、長期間に亘って内張り煉瓦を一体化させ続けることは困難である。一方、切り欠き溝を設置した場合には、溶接作業は不要になるものの、切り欠き溝の設置により煉瓦の強度を低下させるのみならず、煉瓦に応力集中を生じさせ、煉瓦自体の損耗を助長させる。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、転炉鉄皮と内張り煉瓦との間に膨張差が生じても、又、炉口部付着地金の除去作業の衝撃を受けたとしても、内張り煉瓦の脱落を長期間安定して防止することの可能なライニング構造を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本願第1の発明に係る転炉ライニング構造は、転炉炉口絞り部のライニング構造であって、内張り煉瓦の両側面に孔を設け、この孔に金属製ピンを挿入し、この金属製ピンを介して隣り合う内張り煉瓦同士を連結したことを特徴とし、第2の発明に係る転炉ライニング構造は、第1の発明において、前記孔の位置が内張り煉瓦の中間部より後方側であって、この孔の直径が10〜15mm、深さが25〜50mmであることを特徴とするものである。
【0010】
上記構成の転炉ライニング構造によれば、内張り煉瓦は環状に一体化された構造になり、転炉の熱履歴や転炉の傾動、更には炉口付着物除去作業の衝撃により内張り煉瓦に緩みが生じたとしても、内張り煉瓦の脱落を安定して防止することができる。又、内径が10〜15mm程度、深さが25〜50mm程度の孔を中間部よりも後方側の両側面に設置するだけで内張り煉瓦の脱落が阻止されるため、内張り煉瓦の応力集中程度は極めて少なく、孔を設置したことに起因する煉瓦の破壊・損耗を防止することができる。更に、金属製ピンと内張り煉瓦とは互いに拘束されていないので、内張り煉瓦は温度履歴により自由に膨張・収縮することができ、金属製ピン設置による拘束応力は発生しない。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図4は、本発明の実施の形態の1例を示す図であって、図1は、本発明に係る転炉炉口絞り部のライニング構造の概略断面図、図2は、図1のX−X’矢視による部分断面図、図3は、図2のA部詳細図、図4は本発明のライニング構造を構成する内張り煉瓦の斜視図である。
【0012】
これらの図に示すように、本発明に係る転炉炉口絞り部のライニング構造は、内張り煉瓦4の両側面に設けた孔5内に挿入した金属製ピン6を介して隣り合う内張り煉瓦4を連結させた構造として、この内張り煉瓦4を永久張り煉瓦3の内側に配置する。永久張り煉瓦3は転炉1の鉄皮2の内側に配置される。
【0013】
内張り煉瓦4には使用する前に予め孔5を両方の側面に設置しておく。孔5の位置は、隣り合う内張り煉瓦4で一致するように決められた一定の位置とする。そして、内張り煉瓦4が溶銑の酸素吹錬によって消耗しても内張り煉瓦4を長期間に亘って金属製ピン6により連結させるため、孔5の位置を内張り煉瓦4の中間部位置よりも永久張り煉瓦3側とすることが好ましい。孔5は、内張り煉瓦4の製造時に成形することとする。
【0014】
孔5の直径は5〜20mm程度、望ましくは10〜15mmの範囲、深さは15〜60mm程度、望ましくは25〜50mmの範囲が好ましい。直径が5mm未満になると挿入する金属製ピン6の直径が小さくなり過ぎ、内張り煉瓦4を保持する強度が不足し、一方、20mmを越えると内張り煉瓦4の強度を低下させると共に内張り煉瓦4に応力集中を生じさせ、内張り煉瓦4の損傷原因となるため好ましくない。又、深さが15mm未満では内張り煉瓦4の収縮により金属製ピン6が孔5から抜け出す虞があり、一方、60mmを越えた場合には内張り煉瓦4の強度を低下させる。
【0015】
金属製ピン6は高温の酸化雰囲気に曝されるため、例えばステンレス鋼のような高温強度が高く且つ酸化され難い材料を用いることが好ましい。金属製ピン6の直径は孔5の直径よりも2〜3mm程度小さくし、その長さは孔5の深さを2倍した長さよりも5〜10mm程度短くすれば良い。
【0016】
そして、転炉1の築炉時、金属製ピン6を孔5に挿入しながら内張り煉瓦4を永久張り煉瓦3の内側にセットして、内張り煉瓦4を鉄皮2の周囲に沿って環状に連結する。この場合、内張り煉瓦4にはモルタル等の目地材は不要である。図1では炉口絞り部の全段の内張り煉瓦4に亘って金属製ピン6を配置しているが、最も脱落し易い炉口側の部分のみに金属製ピン6を配置しても良く、又、一段置き毎或いは2段置き毎に金属製ピン6を配置しても良い。
【0017】
転炉炉口のライニング構造を以上説明した構造にすることで、鉄皮2と内張り煉瓦4との膨張差や転炉1の傾動によって内張り煉瓦4に緩みが生じても、内張り煉瓦4の抜け出し・脱落を防止することができる。そのため、内張り煉瓦4が孔5を設置した位置近傍まで損耗されるまでの炉寿命の末期まで、内張り煉瓦4を所定位置に配置させておくことができる。又、極めて簡単な方法で隣り合う内張り煉瓦4同士を連結するので、従来方法に優とも劣らない短時間のうちに内張り煉瓦4を施行することができる。更に、永久張り煉瓦3には何ら損傷を与えずに施工できるので、万一、内張り煉瓦4が損耗しても永久張り煉瓦3に損傷部がないため鉄皮2の溶損を防止することができる。
【0018】
【実施例】
250トン転炉で本発明を実施した例を説明する。図1に示すように、転炉炉口絞り部の鉄皮の内側にMgO質の焼成煉瓦を永久張り煉瓦として設置し、その内側にMgO−炭素質の不焼成煉瓦を内張り煉瓦として設置した。ライニング厚みは、永久張り煉瓦が150mm、内張り煉瓦が540mmである。永久張り煉瓦及び内張り煉瓦は目地部には何も使用しない空目地を実施した。
【0019】
用いた内張り煉瓦の形状は、高さが150mm、長さが540mm、幅が140mmから150mmのテーパーが付いたもので、この煉瓦の両側面に煉瓦稼働面側から400mmの位置に直径12mm、深さ30mmの孔を予め設置しておき、この孔に、直径9mm、長さ50mmのステンレス鋼製の金属製ピンを挿入しながら炉口絞り部の全段の内張り煉瓦を配置した。
【0020】
この転炉を溶銑の脱炭精錬に用いたところ、稼働開始から4000ヒート吹錬するまで内張り煉瓦の抜け出し・脱落が防止され、転炉の全使用期間における炉口絞り部の吹き付け補修材量を従来の30%以下にすることができた。又、吹き付け補修作業の回数低減により、転炉稼働率も向上した。因みに、従来の円周方向の煉瓦相互のテーパーせり力で内張り煉瓦を保持した場合には、1000〜2000ヒートで内張り煉瓦の脱落が発生していた。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、転炉炉口絞り部のライニング構造を、内張り煉瓦の両側面に孔を設け、この孔に金属製ピンを挿入し、この金属製ピンを介して隣り合う内張り煉瓦同士を連結した構造とするので、鉄皮と内張り煉瓦との膨張差や転炉の傾動によって内張り煉瓦に緩みが生じても、更には炉口部付着地金の除去作業の衝撃により内張り煉瓦に緩みが生じたとしても、内張り煉瓦の抜け出し・脱落を安定して防止することができる。その結果、炉口絞り部の吹き付け補修等の補修作業の頻度を大幅に削減することが可能となり、補修費用の削減のみならず転炉稼働率の向上など工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る転炉炉口絞り部のライニング構造の概略断面図である。
【図2】図1のX−X’矢視による部分断面図である。
【図3】図2のA部詳細図である。
【図4】本発明のライニング構造を構成する内張り煉瓦の斜視図である。
【符号の説明】
1 転炉
2 鉄皮
3 永久張り煉瓦
4 内張り煉瓦
5 孔
6 金属製ピン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a converter lining structure, and more particularly to a lining structure of a converter furnace port narrowing portion.
[0002]
[Prior art]
In a converter used in a steel making process, pure oxygen is blown upward or downward from hot metal to mainly perform decarburization and refining of the hot metal. In this oxygen blowing, a large amount of oxygen is used, and the molten metal and slag are vigorously stirred, causing a phenomenon of projecting from the converter furnace mouth (referred to as "spitting" and "slopping", respectively), and decarburization at the same time. Exhaust gas with high CO concentration is generated in large quantities by refining. For the purpose of preventing the spitting and the slopping and efficiently collecting the exhaust gas, the converter furnace opening has a reduced drawing shape.
[0003]
The lining of the furnace port drawing portion is constituted by a lining consisting of a permanent brick of 100 to 150 mm inside the converter steel shell and a brick of 400 to 600 mm inside (also called "work brick"). . Permanent bricks are fixed with metal because the lining thickness is thin and easy to fall off. However, lining bricks are not held by a sufficient fixing method, and are usually held by the tapering force of the bricks in the circumferential direction.
[0004]
However, since there is a difference in the amount of expansion between the brick and the iron shell, the difference in the amount of expansion causes the brick to be pressed into the iron shell and cause a crack in the brick, or conversely, a gap occurs between the brick and the brick, Ingots are inserted into these gaps and bricks may be damaged. In particular, since the furnace port narrowing portion is located at the upper part of the converter, heat does not easily reach the brick and the brick squeezing force is weak, and the above-mentioned gap is easily generated due to the effect of the brick's own weight when the converter tilts. In addition, there is adhesion of blown metal and slag at the furnace mouth during blowing, and it is usually necessary to remove large metal jigs suspended with a crane or the like against the furnace mouth to remove these deposits. Is being done. Due to this removal work, the lining of the furnace opening narrowed portion is subjected to an impact and loosened, and the brick of the narrowed portion is facilitated to fall off.
[0005]
As described above, the furnace port drawing portion has an overhanging structure, so that once the bricks fall out, the whole expands. Therefore, it is necessary to frequently perform repair work such as spraying, but this repair work is a hot work under high temperature, and performing it frequently requires a high work load and lowers the operation rate of operation. It is not preferable.
[0006]
To solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-279719 has been proposed. In the same publication, steel members such as a steel plate and a steel material are buried in the lining bricks in advance, and the steel members of the adjacent lining bricks are welded to connect the lining bricks to each other to prevent the lining bricks from falling off. . Further, instead of welding, a structure in which a notch groove is provided in a lining brick, and a cotter member is fitted in the notch groove has been proposed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the countermeasure proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-279719, it is necessary to perform a welding operation at the time of brick construction, which complicates the brick construction operation. Furthermore, even if the bricks are integrated by welding steel members, the joint between the brick, which is a fragile portion, and the steel members may be peeled off due to the expansion and contraction of the bricks due to the heat history, and the bricks may be extended for a long time. It is difficult to keep the lining bricks integrated. On the other hand, when the notch groove is installed, the welding work becomes unnecessary, but the installation of the notch groove not only reduces the strength of the brick, but also causes stress concentration on the brick and promotes wear of the brick itself. Let it.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is that even if a difference in expansion occurs between the converter steel shell and the lining brick, the impact of the work of removing the slab metal adhered to the furnace mouth portion can be obtained. An object of the present invention is to provide a lining structure capable of stably preventing falling of a lining brick for a long period of time even if the lining brick is received.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A converter lining structure according to the first invention of the present application for solving the above-mentioned problem is a lining structure of a converter mouth opening narrowing portion, in which holes are provided on both side surfaces of a lining brick, and a metal pin is provided in the hole. The converter lining according to the second invention is characterized in that the adjacent lining bricks are connected to each other via the metal pin, and the position of the hole is in the middle of the lining brick in the first invention. The hole has a diameter of 10 to 15 mm and a depth of 25 to 50 mm on the rear side of the portion.
[0010]
According to the converter lining structure of the above configuration, the lining brick has a ring-shaped integrated structure, and is loosened due to the thermal history of the converter, the tilting of the converter, and the impact of the furnace port adhering matter removing work. Even if cracks occur, the falling off of the lining brick can be stably prevented. Also, since the inside brick is prevented from falling off only by installing holes with an inner diameter of about 10 to 15 mm and a depth of about 25 to 50 mm on both side surfaces behind the intermediate part, the degree of stress concentration of the inside brick is Extremely few, it is possible to prevent the destruction and wear of the brick due to the installation of the holes. Further, since the metal pin and the lining brick are not restrained from each other, the lining brick can freely expand and contract according to the temperature history, and no restraint stress is generated due to the installation of the metal pin.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 are views showing one example of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lining structure of a converter opening portion according to the present invention, and FIG. 1 is a partial sectional view taken along the line XX ', FIG. 3 is a detailed view of a portion A in FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view of a lining brick constituting the lining structure of the present invention.
[0012]
As shown in these figures, the lining structure of the converter furnace opening narrowed portion according to the present invention is configured such that adjacent bricks 4 are inserted through metal pins 6 inserted into
[0013]
[0014]
The diameter of the
[0015]
Since the metal pin 6 is exposed to a high-temperature oxidizing atmosphere, it is preferable to use a material having high high-temperature strength and being hardly oxidized, such as stainless steel. The diameter of the metal pin 6 may be smaller than the diameter of the
[0016]
When the
[0017]
By adopting the lining structure of the converter furnace opening as described above, even if the lining brick 4 becomes loose due to the expansion difference between the
[0018]
【Example】
An example in which the present invention is implemented in a 250-ton converter will be described. As shown in FIG. 1, a fired brick of MgO was installed as a permanent brick inside the steel shell of the converter furnace opening narrowed portion, and a non-fired brick of MgO-carbon was installed as an inner brick inside the brick. The lining thickness is 150 mm for permanent bricks and 540 mm for lining bricks. For the permanent bricks and the interior bricks, empty joints were used in which no joints were used.
[0019]
The shape of the lining brick used was 150 mm in height, 540 mm in length, and a taper with a width of 140 mm to 150 mm. Both sides of this brick had a diameter of 12 mm and a depth of 400 mm from the brick working surface side. A hole having a length of 30 mm was previously set, and a lining brick of all stages of the furnace port drawing portion was placed in this hole while inserting a stainless steel metal pin having a diameter of 9 mm and a length of 50 mm.
[0020]
When this converter was used for decarburization and refining of hot metal, the lining bricks were prevented from falling out and falling from the start of operation until 4000 heat blowing, and the amount of repair material sprayed on the narrowed part of the furnace mouth during the entire use period of the converter was reduced. It could be reduced to 30% or less of the conventional one. Also, by reducing the number of spray repair work, the converter operation rate was improved. Incidentally, when the lining brick is held by the conventional tapering force between the bricks in the circumferential direction, the lining brick has fallen off by 1000 to 2000 heat.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the lining structure of the converter furnace opening narrowed portion is provided with holes on both sides of the lining brick, metal pins are inserted into the holes, and the adjacent lining bricks are connected via the metal pins. Because of the connected structure, even if the lining brick is loosened due to the difference in expansion between the steel shell and the lining brick or the tilting of the converter, the lining brick is also loosened due to the impact of the work to remove the metal attached to the furnace mouth. Even if it occurs, it is possible to stably prevent the lining brick from falling out or falling off. As a result, it is possible to greatly reduce the frequency of repair work such as spraying repair of the furnace port narrowing portion, and not only a reduction in repair cost but also an industrially beneficial effect such as an improvement in converter operation rate is brought about.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lining structure of a converter furnace port drawing portion according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
FIG. 3 is a detailed view of a portion A in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of a lining brick constituting the lining structure of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
Claims (2)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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