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技術 転炉炉口金物の補修方法

出願人 ナイス株式会社日鉄日新製鋼株式会社
発明者 國知勝奥下保木内美雄萩原眞治山本洋志
出願日 2013年11月29日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2013-248239
公開日 2015年6月8日 (4年1ヶ月経過) 公開番号 2015-105415
状態 特許登録済
技術分野 炭素鋼又は鋳鋼の製造
主要キーワード 下境界面 鋼製ブロック コーティング効果 酸化溶 損傷量 部分切除 溶接処理 部分表面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年6月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

補修が極めて簡単で耐用面にも優れた転炉炉口金物補修方法を提供する。

解決手段

鋳物製転炉10の炉口金物11に生じた溶損部分Kを補修する方法であって、溶損部分Kを切除し、切除された部位に、酸化溶融し難い金属材質30で表面全体コーティングされてなる鋼製ブロック20をセットした後、鋼製ブロック20を炉口金物11に溶接して補修する。切除された部位に対する鋼製ブロック20のセットは、鋼製ブロック20に穴20aを事前に形成するとともに、切除された部位にボルトBを突出させた状態で埋め込んだ後、ボルトBの突出部に鋼製ブロック20に形成された穴20aを差し込むようにして行う

概要

背景

通常、転炉鉄鋼業の操業を長く行うと転炉の開口部に設けられた炉口金物地金スラグが付着凝固し、これらが過度発達すると転炉に原料装入することができなくなるといった問題がある。
そこで、付着凝固した地金を酸素溶断した後、衝撃を加えて除去することを行っているが、その際に地金と一緒に炉口金物を溶断したり、衝撃で炉口金物に亀裂等の損傷が生じる場合がある。

このようにして形成された損傷部分修復する方法が開示されている(例えば、特許公報1参照)。

概要

補修が極めて簡単で耐用面にも優れた転炉炉口金物補修方法を提供する。鋳物製の転炉10の炉口金物11に生じた溶損部分Kを補修する方法であって、溶損部分Kを切除し、切除された部位に、酸化溶融し難い金属材質30で表面全体コーティングされてなる鋼製ブロック20をセットした後、鋼製ブロック20を炉口金物11に溶接して補修する。切除された部位に対する鋼製ブロック20のセットは、鋼製ブロック20に穴20aを事前に形成するとともに、切除された部位にボルトBを突出させた状態で埋め込んだ後、ボルトBの突出部に鋼製ブロック20に形成された穴20aを差し込むようにして行う

目的

本発明の目的とするところは、補修が極めて簡単で耐用面にも優れた転炉炉口金物の補修方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

鋳物製転炉炉口金物に生じた溶損部分を補修する方法であって、前記溶損部分を切除し、前記切除された部位に、酸化溶融し難い金属材質表面全体コーティングされてなる鋼製ブロックをセットした後、前記鋼製ブロックを前記炉口金物に溶接して補修することを特徴とする転炉炉口金物補修方法

請求項2

前記コーティングに用いる金属材質は、クロム(Cr)族元素及びニッケル(Ni)を含んでなる耐熱鋼であることを特徴とする請求項1に記載の転炉炉口金物の補修方法。

請求項3

前記金属材質は、クロム(Cr)とニッケル(Ni)を含みそれらの合計添加量が7〜50%の範囲である耐熱鋼であることを特徴とする請求項1又は2に記載の転炉炉口金物の補修方法。

請求項4

鋳物よりなる転炉の炉口金物に生じた溶損部分を補修する方法であって、前記溶損部分を切除し、前記切除された部位に、鋼製ブロックをセットした後、前記鋼製ブロックを前記炉口金物に溶接して補修することを特徴とする転炉炉口金物の補修方法。

請求項5

前記切除された部位に対する前記鋼製ブロックのセットは、前記鋼製ブロックに穴を事前に形成するとともに、前記切除された部位に棒状部材を突出させた状態で埋め込んだ後、前記棒状部材の突出部に前記鋼製ブロックに形成された穴を差し込むようにして行うことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一つに記載の転炉炉口金物の補修方法。

請求項6

前記溶損部分を切除する部位の大きさを、前記鋼製ブロックの大きさに対応させたことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一つに記載の転炉炉口金物の補修方法。

技術分野

0001

本発明は、鉄鋼業で使用される転炉炉口金物に生じた溶損部分を復元補修する転炉炉口金物補修方法に関する。

背景技術

0002

通常、転炉で鉄鋼業の操業を長く行うと転炉の開口部に設けられた炉口金物に地金スラグが付着凝固し、これらが過度発達すると転炉に原料装入することができなくなるといった問題がある。
そこで、付着凝固した地金を酸素溶断した後、衝撃を加えて除去することを行っているが、その際に地金と一緒に炉口金物を溶断したり、衝撃で炉口金物に亀裂等の損傷が生じる場合がある。

0003

このようにして形成された損傷部分修復する方法が開示されている(例えば、特許公報1参照)。

0004

特開平10−195519号公報

先行技術

0005

特許文献1に記載の発明は、溶損部分表面に複数の接合用としてのボルトを突出した状態でネジ込み復元用鋳型内にて炉口金物と同質の溶湯流し込みにより鋳掛けを行って補修するものである。
これによれば、炉口金物の溶損補修を鋳掛けによる接合面の溶着だけでなく、ボルトにも溶着することにより、より一層の接合強度が得られるとともに、上下境界面溶接を行うことにより境界面からの亀裂を防止する効果が得られるというものである。

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来例(特許文献1に記載の発明)では、炉口金物と同質の溶湯の流し込みにより鋳掛けを行い上下境界面を開先加工してから溶接するので、復元用の鋳型が必要になり、開先加工も必要であることからコスト高になるとともに手間もかかるといった問題がある。

0007

そこで、本発明の目的とするところは、補修が極めて簡単で耐用面にも優れた転炉炉口金物の補修方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記の目的を達成するために、本発明の転炉炉口金物の補修方法は、鋳物製の転炉(10)の炉口金物(11)に生じた溶損部分(K)を補修する方法であって、前記溶損部分(K)を切除し、前記切除された部位に、酸化溶融し難い金属材質(30)で表面全体コーティングされてなる鋼製ブロック(20)をセットした後、前記鋼製ブロック(20)を前記炉口金物(11)に溶接して補修することを特徴とする。

0009

また、本発明は、前記コーティングに用いる金属材質(30)は、クロム(Cr)族元素及びニッケル(Ni)を含んでなる耐熱鋼であることを特徴とする。

0010

また、本発明は、前記金属材質(30)は、クロム(Cr)とニッケル(Ni)を含みそれらの合計添加量が7〜50%の範囲である耐熱鋼であることを特徴とする

0011

また、本発明は、鋳物よりなる転炉(10)の炉口金物(11)に生じた溶損部分(K)を補修する方法であって、
前記溶損部分(K)を切除し、前記切除された部位に、鋼製ブロック(20)をセットした後、前記鋼製ブロック(20)を前記炉口金物(11)に溶接して補修することを特徴とする。

0012

また、本発明は、前記切除された部位に対する前記鋼製ブロック(20)のセットは、前記鋼製ブロック(20)に穴(20a)を事前に形成するとともに、前記切除された部位に棒状部材(B)を突出させた状態で埋め込んだ後、前記棒状部材(B)の突出部に前記鋼製ブロック(20)に形成された穴(20a)を差し込むようにして行うことを特徴とする。

0013

また、本発明は、前記溶損部分(K)を切除する部位の大きさを、前記鋼製ブロック(20)の大きさに対応させたことを特徴とする。

0014

なお、括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に記載された対応要素または対応事項を示す。

発明の効果

0015

本発明の転炉炉口金物の補修方法によれば、溶損部分を切除した部位にセットされる鋼製ブロックの表面全体は酸化溶融し難い金属材質でコーティングされていて、炉口付近の温度が例えば、1000〜1300度(℃)位になったとしても鋼製ブロックの劣化を少なくする。また、炉口金物に付着した地金を酸素溶断する際においても酸化溶融し難い金属材質のコーティング効果により鋼製ブロックの損傷が少ない。
また、セットされる鋼製ブロックの大きさは、溶損部分を所定の大きさに切除した部位に嵌まり込む程度の大きさでよく溶損部分を切除した部位と厳密的に同一にする必要はないので、従来例で示したように復元用の鋳型が個々に必要になることもなく特にコスト高になることもない。

0016

また、本発明によれば、コーティングに用いる金属材質を、融点が非常に高く硬い性質を有するクロム(Cr)族元素と、クロム(Cr)族元素と安定して結合するニッケル(Ni)を含む耐熱鋼、例えば、クロム(Cr)とニッケル(Ni)を含みそれらの合計添加量を7〜50%の範囲にする耐熱鋼にしたので、鋼製ブロックを容易にコーティングすることができしかも酸化溶融し難いという性質を十分発揮させることができる。

0017

なお、鋼製ブロックについては、金属材質でコーティングすることなく直接、溶損部分を切除した部位にセットして炉口金物に溶接して補修することもできる。
これによれば、酸化溶融し難い金属材質でコーティングしたものと比較して、鋼製ブロックをそのまま使用すると炉口金物に付着した地金を酸素溶断する際の損傷量が大きくなることから転炉の炉寿命を短く設定する場合には再使用品として稼働させることは可能である。

0018

また、本発明によれば、切除された部位に埋め込まれたボルトなどの棒状部材の突出部に鋼製ブロックに形成された穴を差し込むようにして鋼製ブロックを取付けるようにしたので、鋼製ブロックを十分支持した状態で溶接することができ、溶接後の強度もさらに向上する。

0019

また、本発明によれば、溶損部分を切除する部位の大きさを、後からセットされる鋼製ブロックの大きさに対応させた大きさにしたので炉口金物と鋼製ブロックの隙間を可能な限り少なくして溶接処理後の仕上がり見栄えよくすることができる。

図面の簡単な説明

0020

転炉を示す外観側面図である。
図1に示す転炉の平面図である。
図1に示す転炉の炉口金物に溶損が生じた様子を示す部分拡大斜視図である。
本発明の実施形態に係る転炉炉口金物の補修方法の一工程を示す部分拡大斜視図である。
本発明の実施形態に係る転炉炉口金物の補修方法の一工程で、図4に示した工程の次工程を示す部分拡大斜視図である。
本発明の実施形態に係る転炉炉口金物の補修方法の一工程で、図5に示した工程の次工程を示す部分拡大斜視図である。
本発明の実施形態に係る転炉炉口金物の補修方法で使用される、コーティングされてなる鋼製ブロックの断面図である。

実施例

0021

図面を参照して本発明の実施形態に係る転炉炉口金物の補修方法について説明する。
ここでは、例えば、図1に示すような転炉10を長期間使用することによって炉口金物11の一部に生じた溶損部分Kを極めて簡単に補修する方法について説明する。ここで示す炉口金物11は、図2に示すように、転炉の炉口を4枚の炉口金物11a〜11dで覆うものであり、例えば、炉口金物11cの内側端部に溶損部分Kが生じた場合を想定する。なお、溶損部分Kは、通常、炉口金物11cに付着した地金やスラグを酸素溶断した後、衝撃を加えて除去する際に生じたものである。

0022

この転炉炉口金物の補修方法は、大きく分けて、溶損部分切除工程,鋼製ブロック取付工程,溶接工程,仕上工程からなる。

0023

(1)溶損部分切除工程
この工程では、図3に示すように、炉口金物11cの内側端部に生じた溶損部分Kの全体を含めた状態で切除する。溶損部分Kを切除する部位の大きさ(図3では切除するライン点線で示した)については、後から取付けられる鋼製ブロック20の大きさに対応させたもの、ここでは鋼製ブロック20の大きさと略同一の大きさとしている。図4には、溶損部分Kを切除した後の炉口金物11cの状態を示した。

0024

(2)鋼製ブロック取付工程
この工程では、図5に示すように、溶損部分Kが切除された部位に2本のボルトBを突出させた状態で埋め込む。2本のボルトBは埋め込まれる面に対して垂直で互いに離間した状態で埋め込まれ、それらの長さは溶損部分Kが切除される前の状態の炉口金物11cの内面内壁)よりさらに内方に突出している。
次に、ボルトBの突出部に鋼製ブロック20に形成された穴20aを差し込むようにして鋼製ブロック20を溶損部分Kが切除された部位にセットする。

0025

鋼製ブロック20は、図7に示すように、酸化溶融し難い金属材質30で表面全体がコーティングされていて、貫通する2つの穴20aが事前に形成されている。金属材質30としては、炉口付近に付着した地金を酸素溶断する際にも鋼製ブロック20自体が溶け難いように保護するものであればよい。例えば、クロム(Cr)族元素及びニッケル(Ni)を含んでなる耐熱鋼で、クロム(Cr)とニッケル(Ni)を含みそれらの合計添加量が7〜50%の範囲である耐熱鋼が好ましい。
本実施形態では、金属材質30として、耐熱性に優れる、「13Cr−4Ni−0.5Mo鋼」を使用した。

0026

そして、ボルトBに差し込まれた鋼製ブロック20の穴20aから内方に飛び出したボルトBの部分を切り落とす。

0027

(3)溶接工程
この工程では、図6に示すように、溶損部分Kが切除された部位にセットされた鋼製ブロック20を炉口金物11cに溶接する。ここでは、鋼製ブロック20と炉口金物11cの間だけを溶接したが、上述した鋼製ブロック取付工程の最後で切り落とされた後に残ったボルトBの先端と鋼製ブロック20の穴20a周りを溶接してもよい。

0028

(4)仕上工程
この工程では、溶接した部分を平らに磨いて修復の跡を目立たなくする。
このようにして補修が完了する。

0029

次に、炉口金物11cに生じた溶損部分Kを、金属材質30でコーティングされた鋼製ブロック20によって補修が完了した転炉10について炉の寿命を測定した結果を示す。
新規の炉口金物11を取付けた転炉10では吹練の回数は3188回であったのに対して、補修完了後の転炉10における吹練の回数は3108回であり両者に差はあまりないことが確認された。

0030

以上のとおり説明した本発明の実施形態に係る転炉炉口金物の補修方法によれば、溶損部分Kを切除した部位にセットされる鋼製ブロック20の表面全体は、例えば、「13Cr−4Ni−0.5Mo鋼」といったような、酸化溶融し難い金属材質30でコーティングされていて、この金属材質の部分が炉口金物11cに対して直接溶接されるようにして補修されるので、地金等を除去する際に衝撃が加わったとしても容易に破損することはない。
そして、炉口付近の温度が例えば、1000〜1300度(℃)位になったとしても鋼製ブロック20の劣化を少なくする。また、炉口金物11cに付着した地金を酸素溶断する際においても酸化溶融し難い金属材質30のコーティング効果により鋼製ブロック20の損傷が少ない。
また、セットされる鋼製ブロック20の大きさは、溶損部分Kを所定の大きさに切除した部位に嵌まり込む程度の大きさでよく溶損部分Kを切除した部位と厳密的に同一にする必要はないので、従来例で示したように復元用の鋳型が個々に必要になることもなく特にコスト高になることもない。

0031

なお、本発明の実施形態では、鋼製ブロック20について金属材質30でコーティングするようにしたが、金属材質30で特にコーティングすることなく、溶損部分Kを切除した部位に鋼製ブロック20を直接セットした後、炉口金物11に溶接して補修することもできる。
これによれば、炉口金物に付着した地金を酸素溶断する際の損傷量が大きくなることから、転炉10の炉寿命を短く設定する場合には稼働させることは可能である。

0032

また、本発明の実施形態では、2本のボルトBを炉口金物11c側に埋め込むようにしたが、埋め込むものは棒状部材であればよいので、特にボルトに限定されるものではない。また、その形状についても丸棒であっても角棒であってもよい。なお、角棒を使用する場合にはそれに差し込まれる鋼製ブロック20に形成される穴20aの形状についても対応させる必要がある。
また、本発明の実施形態では、炉口金物11が転炉の炉口部を4枚で覆う構成に基づいて説明したが板の枚数に限定されるものではなく1枚ものであってもよい。また、ここでは炉口金物11cに溶損が発生したものを例に説明したが、他の炉口金物11a、11b、11dに溶損が発生したものであってもよい。

0033

10転炉
11炉口金物
11a〜11d 炉口金物
12トラニオン軸
20鋼製ブロック
20a 穴
30金属材質
Bボルト
K溶損部分

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