JP2012012690A - 転炉炉底の連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】炉底の締結作業が簡易迅速にでき、部品点数も少ない転炉炉底の連結構造を得る。
【解決手段】本発明に係る転炉炉底の連結構造は、転炉の本体部３と、交換可能な炉底部５との連結構造であって、下端側が本体部３よりも下方に延出すると共に、上端側が本体部３の開口周縁部に回動可能に取り付けられた外輪部材７と、炉底部５に設けられて本体部３の開口周縁部に当接する炉底フランジ部９とを備え、外輪部材７は、その下端側に内方に突出する突出片部１９を周方向所定間隔で有してなり、炉底フランジ部９は外方に突出する凸片部２１を周方向所定間隔で有してなり、平面視において外輪部材７の隣接する突出片部１９の間に凸片部２１が配置されると共に本体部３の開口周縁部に炉底フランジ部９が当接した状態で、外輪部材７を回動することで、外輪部材７の突出片部１９が炉底フランジ部９の凸片部２１を押し上げるように当接して炉底部５が本体部３に連結されるように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、本体部と底部とを分離可能にして、前記底部を交換可能にした転炉炉底の連結構造に関する。

製鋼用の転炉などの金属精錬炉の炉体は、一般に鉄皮と呼ばれる金属の外皮の内側に、耐火物煉瓦を内張りして形成されている。金属精錬炉における操業を続けると、溶融金属によって耐火物煉瓦が損耗を受けて内張りの厚みが減少するが、内張りの厚みが減少すると、断熱効果が損なわれ、鉄皮の表面温度が高くなり、最終的には炉体の破損に至る。そのため、内張りの厚みを一定値以上に維持するために、耐火物が所定の厚みよりも減少したら補修を行う必要がある。

図１１、図１２は特許文献１に記載された交換式炉底を持つ転炉等の金属精錬炉及び炉底交換装置の説明図である。まず、交換式炉底を有する金属精錬炉の構造を説明する。
図１１に示すように、炉体５１は、底部が開口した本体部５３と、本体部５３の開口部に設置可能な交換式の炉底５５から構成されている。本体部５３の開口部の周縁部にはフランジ部５７が設けられ、他方、炉底５５の周縁部にもフランジ部５９が設けられている。そして、開口部に炉底５５を設置した状態でフランジ部同士をボルト（図示なし）によって接合するようにしている。

上記のように炉底５５を交換可能にすることで、炉体５１での操業中に、新たな耐火物を装着した炉底５５を別に用意しておき、操業中の炉体５１の炉底５５の耐火物の損傷が大きくなれば交換することができる。
炉底５５を交換するための炉底交換装置６１は、炉底５５が載置される炉底置き台６３、炉底置き台６３を支持する支持テーブル６５、支持テーブル６５を昇降させる昇降装置６７および走行台車６９を備えている。

炉底５５の交換方法を概説すると、炉底置き台６３を上昇させて交換する炉底５５を支持し、その状態でフランジ部５７、５９を連結しているボルトを取り外す。そして、炉底置き台６３を下降させて、走行台車６９を走行して取り外した炉底５５の修復工場に移動する。他方、別に用意した炉底５５を炉底置き台６３に載置して、炉体５１の本体部５３の下方まで走行台車６９を移動する。そして、昇降装置６７を上昇させて炉底５５を本体部５３の開口部に挿入する。そして、フランジ部５７、５９同士を合わせてボルト接合を行う。

特許第２９９５０３９号公報

上述したように、従来の本体部と交換式の炉底との連結構造は、炉底と本体部をボルトで締結して連結する構造である。締結に用いるボルトは、炉の大きさにもよるが、一般的にはＭ７２程度のボルトを４０本程度用いている。そのため、ボルトの取外しや、取付、さらにはボルト締込み後の締付けトルク測定によるトルク管理を含めると、４箇所から同時に作業しても約２時間を要することになり、操業時間を圧迫するという問題がある。

また、転炉などの金属精錬炉の炉底は熱などの影響で変形が大きいために、ボルトを締結するためのボルト孔には余裕をもたせているのが通常である。そのため、ボルト孔とボルトとの間には大きな隙間が存在し、ボルト接合には幅広で厚みの厚い座金を用いて支圧板として機能させる必要があり、部品点数が多くなるという問題もある。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、炉底の締結作業が簡易迅速にでき、部品点数も少ない転炉炉底の連結構造を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る転炉炉底の連結構造は、転炉の本体部と、交換可能な炉底部との連結構造であって、下端側が前記本体部よりも下方に延出すると共に、上端側が前記本体部の開口周縁部に回動可能に取り付けられた外輪部材と、前記炉底部に設けられて前記本体部の開口周縁部に当接するフランジ部とを備え、前記外輪部材は、その下端側に内方に突出する突出片部を周方向所定間隔で有してなり、前記フランジ部は外方に突出する凸片部を周方向所定間隔で有してなり、平面視において前記外輪部材の隣接する突出片部の間に前記凸片部が配置されると共に前記本体部の開口周縁部に前記フランジ部が当接した状態で、前記外輪部材を回動することで、前記外輪部材の突出片部が前記フランジ部の凸片部を押し上げるように当接して前記炉底部が前記本体部に連結されるように構成したことを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記突出片部と前記凸片部の当接面に傾斜面を形成し、前記外輪部材を回動することで前記突出片部が前記凸片部を押し上げるようにしたことを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記外輪部材を回動して前記炉底部を前記本体部に連結した状態で、前記外輪部材が前記回動方向と反対方向に回動するのを防止するためのストッパを設けたことを特徴とするものである。

（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記ストッパはターンバックルを備えてなることを特徴とするものである。

本発明においては、炉体の本体部側に設けた外輪部材の下端側に内方に突出する突出片部を周方向所定間隔で設け、炉底側のフランジ部に外方に突出する凸片部を周方向所定間隔で設け、平面視において前記外輪部材の隣接する突出片部の間に前記凸片部が配置され、前記本体部の端部に前記フランジ部が当接した状態で、前記外輪部材を回動することで、前記外輪部材の突出片部が前記フランジ部の凸片部を押し上げるように当接して前記炉底部が前記本体部に連結されるように構成したので、簡易な動作で炉底を本体部側に連結し、また取り外すことができ、作業時間を大幅に短縮できる。
また、熱による変形を想定して連結部に調整代としての隙間を設けておいても、締結時には外輪部材の突出片部が炉底側の凸片部を押し上げるようにして締結されるので、従来必要であった座金のような別部材を用いることなく、確実に締結ができる。

本発明の一実施の形態における転炉炉底の連結構造の要部の説明図である。 本発明の一実施の形態における転炉炉底の連結構造の連結動作の説明図であり、連結前の状態を示す図である。 本発明の一実施の形態における転炉炉底の連結構造の連結動作の説明図であり、連結後の状態を示す図である。 図３の丸で囲んだＡ部の拡大図である。 本発明の一実施の形態における外輪部材の説明図である。 本発明の一実施の形態における炉底部の炉底フランジ部の説明図である。 本発明の一実施の形態における転炉炉底の連結構造の連結動作の説明図であり、連結前の状態を示す図である。 図７の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の一実施の形態における転炉炉底の連結構造の連結動作の説明図であり、連結後の状態を示す図である。 図９の矢視Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。 従来例の説明図であり、炉底部の連結前の状態を示す図である。 従来例の説明図であり、炉底部の連結後の状態を示す図である。

本発明の一実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態に係る転炉炉底の連結構造は、炉体１の本体部３と交換可能な炉底部５との連結構造であって、下端側を本体部３よりも下方に延出させると共に、上端側を前記本体部３の開口周縁部に回動可能に取り付けた外輪部材７と、炉底部５に設けられて前記本体部３の開口部１１に当接する炉底フランジ部９とを備えてなり、外輪部材７を回動して炉底部５の炉底フランジ部９と外輪部材７を係合させることにより本体部３と炉底部５を連結するようにしている。
以下、詳細に説明する。

＜本体部＞
本体部３の全体形状は図１１、図１２に示す従来のものと同様であり、下端部に交換式の炉底部５が設置される開口部１１が設けられている。開口部１１の周縁部には本体フランジ部１３が設けられている。本体部３の外面は鉄皮１５で覆われ、その内部に耐火物煉瓦１７が内張りされている。
本体フランジ部１３には、図５に示すようなリング状の部材からなる外輪部材７が設置されている。
外輪部材７は、本体部３の開口部１１を周回すると共に本体フランジ部１３に回動可能に取り付けられている。そして、外輪部材７の下端側は本体フランジ部１３よりも下方に延出している（図１、図２参照）。

なお、図１〜図３は、本実施の形態の要部を説明する図であるが、図１２において破線の丸で示した部位に相当する部位を示したものである。また、図１〜図４において、炉底フランジ部９、外輪部材７及び本体フランジ部１３を示す部位に斜線を付しているが、これは現状の炉体を改造して本実施の形態の連結構造を形成する場合に新に付加する部位を明確するに趣旨である。

また、外輪部材７の下端側には、図５に示すように、内方に突出する複数の突出片部１９が周方向所定間隔で設けられている。突出片部１９は、例えば図５に示す例では４個であるが、その数は特に限定されない。突出片部１９は、炉底部５の炉底フランジ部９に形成された隣接する凸片部２１の間に挿入可能になっている。
突出片部１９の上面は、図８に示すように、外輪部材７における連結時の回動方向に向って下り傾斜する傾斜面１９０ａになっている。傾斜面１９０ａの傾斜角度は、３°〜１０°程度が好ましい。

＜炉底部＞
炉底部５の全体形状は、図１１、図１２に示す従来のものと同様であり、下面は鉄皮１５によって形成され、鉄皮１５に耐火物煉瓦１７が内張りされている。炉底部５の鉄皮１５には炉底フランジ部９が形成されている。
炉底フランジ部９は本体フランジ部１３に当接可能になっている。炉底フランジ部９には、図６に示すように、外方に突出する凸片部２１が周方向所定間隔で設けられている。凸片部２１は、図６に示す例では４個であるが、その数は特に限定されない。凸片部２１は、外輪部材７に形成された隣接する突出片部１９の間に挿入可能である。例えば、図７に示すように、突出片部１９Ａ、１９Ｂの間には凸片部２１ａが、突出片部１９Ｂ、１９Ｃの間には凸片部２１ｂが、突出片部１９Ｃ、１９Ｄの間には凸片部２１ｃが、突出片部１９Ｄ、１９Ａの間には凸片部２１ｄが、それぞれ挿入可能になっている。
凸片部２１の下面は、図８に示すように、外輪部材７における連結時の回動方向に向って下り傾斜する傾斜面２１０ａになっている。傾斜面２１０ａの傾斜角度は、突出片部１９の傾斜角度と同様であり、３°〜１０°程度が好ましい。

上記のように構成された転炉炉底の連結構造の連結動作を説明する。
耐火物煉瓦を内張りした炉底部５を、図２に示すように、本体部３の開口部１１の下方に配置する。このとき、平面視したときに、外輪部材７の複数の突出片部１９の間に凸片部２１が位置するように配置する。この状態で、炉底部５を上昇させる。炉底部５が上昇すると、凸片部２１が隣接する突出片部１９の間を通過し、炉底部５の炉底フランジ部９が本体フランジ部１３に当接する（図３、図４参照）。

この状態で、外輪部材７を、例えばジャキによって図７、図８の矢印の方向に回動させる。ジャッキによって回動させる方法は、ジャッキの伸縮するロッド側を外輪部材７に連結し、ジャッキの本体側を固定部（例えば、本体部３、架台等）で反力を取るようにして、ロッドを伸長させる。
外輪部材７を回動させることで、図９、図１０に示すように、外輪部材７の突出片部１９が凸片部２１の下方に入り込み、さらに突出片部１９と凸片部２１の傾斜面１９０ａ、２１０ａ同士が当接することによって凸片部２１が突出片部１９によって押し上げる。これによって、炉底フランジ部９が本体フランジ部１３に押し付けられて炉底部５は本体部３に連結される。

突出片部１９及び凸片部２１には上述したように傾斜面１９０ａ、２１０ａが形成されているので、図８に示すように、外輪部材７の回転前には突出片部１９と凸片部２１は上下方向にある程度の隙間ｓがあり、熱による変形等があっても、両者が衝突して突出片部１９が凸片部２１の下方に入り込めなくなることはない。つまり、突出片部１９と凸片部２１に傾斜面１９０ａ、２１０ａを形成することで、熱による変形を吸収する遊びが形成されている。

以上のように、本実施の形態によれば、外輪部材７を回動させるだけで、本体部３と炉底部５の連結ができるので、連結作業が極めて簡単でかつ円滑にできる。
また、突出片部１９と凸片部２１に傾斜面１９０ａ、２１０ａを形成することで、外輪部材７や炉底部５の熱による変形があってもそれを吸収することができる。

なお、外輪部材７を回動させて炉底部５を本体部３に連結した後、外輪部材７が反対方向に回動しないようにストッパを設けるのが好ましい。ストッパの一例としは、外輪部材７と固定部（例えば、本体部３、架台等）を、ターンバックルを介して連結し、外輪部材７を回動して炉底部５を本体部３に連結した状態でターンバックルによって外輪部材７が反対方向に回動しないように締め付けるようにする。

１ 炉体
３ 本体部
５ 炉底部
７ 外輪部材
９ 炉底フランジ部
１１ 開口部
１３ 本体フランジ部
１５ 鉄皮
１７ 耐火物煉瓦
１９ 突出片部
１９０ａ 傾斜面
２１ 凸片部
２１０ａ 傾斜面
５１ 炉体
５３ 本体部
５５ 炉底
５７ フランジ部（本体部）
５９ フランジ部（炉底）
６１ 炉底交換装置
６３ 炉底置き台
６５ 支持テーブル
６７ 昇降装置
６９ 走行台車

Claims (4)

1. 転炉の本体部と、交換可能な炉底部との連結構造であって、
   下端側が前記本体部よりも下方に延出すると共に、上端側が前記本体部の開口周縁部に回動可能に取り付けられた外輪部材と、前記炉底部に設けられて前記本体部の開口周縁部に当接するフランジ部とを備え、
   前記外輪部材は、その下端側に内方に突出する突出片部を周方向所定間隔で有してなり、
   前記フランジ部は外方に突出する凸片部を周方向所定間隔で有してなり、
   平面視において前記外輪部材の隣接する突出片部の間に前記凸片部が配置されると共に前記本体部の開口周縁部に前記フランジ部が当接した状態で、前記外輪部材を回動することで、前記外輪部材の突出片部が前記フランジ部の凸片部を押し上げるように当接して前記炉底部が前記本体部に連結されるように構成したことを特徴とする転炉炉底の連結構造。
2. 前記突出片部と前記凸片部の当接面に傾斜面を形成し、前記外輪部材を回動することで前記突出片部が前記凸片部を押し上げるようにしたことを特徴とする請求項１記載の転炉炉底の連結構造。
3. 前記外輪部材を回動して前記炉底部を前記本体部に連結した状態で、前記外輪部材が前記回動方向と反対方向に回動するのを防止するためのストッパを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の転炉炉底の連結構造。
4. 前記ストッパはターンバックルを備えてなることを特徴とする請求項３記載の転炉炉底の連結構造。

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