专利名称：转炉底吹风口的改换方法及调换方法
技术领域：
本发明涉及将气体从转炉底部向钢浴吹入而对钢浴进行搅拌·精炼用的底吹风口进行改换的转炉底吹风口的改换方法及对底吹风口进行调换的转炉底吹风口的调换方法。
背景技术：
在利用来自顶吹喷管的氧气吹炼对钢浴进行精炼的转炉中，要增大存在于转炉内的熔渣与钢浴的反应界面面积，或为了通过使钢浴自身的成分偏析及温度分布等的不匀降低而使精炼反应高效化，故在钢浴中从设置在转炉底部上的底吹风口将搅拌用气体吹入，能扩大进行对钢浴的强搅拌。又，从设在转炉底部上的底吹风口，不仅能吹入搅拌用气体，也能吹入精炼用的O2气体。
但是，在使用底吹风口的转炉精炼中，由于底吹风口周围的耐火材料比其它部位的耐火材料容易熔损，故尽管底吹风口部以外的砖的厚度足够，也存在不得不停止转炉操作的状况。因此，以往，提出过为了延长底吹风口寿命的各种提案。
例如，在日本专利特开平9-176720号公报中，揭示了以下技术在底吹风口以外的场所，预先设置成为风口支承砖的穿孔用砖，在使用中的风口的损耗变大而不耐于使用的时刻，从转炉铁皮外侧对预先设置的所述穿孔用砖进行穿孔，在贯通穿孔而形成的磨削孔中插入新的风口向，能继续对转炉进行操作。该场合，对已成为不耐于使用的底吹风口，利用流入耐火材料、吹附耐火材料或熔射耐火材料等的适当的耐火材料进行闭塞。另外，所谓风口支承砖，是指设置在风口的周围、对风口进行支承并加以保护的砖。
又，在日本专利特开昭59-41414号公报中，揭示了以下技术通过将损耗后的风口拔出、并在拔出后的间隙中利用火焰熔射法将耐火材料进行充填，对该充填部修正并对风口插入孔进行穿孔，在形成的穿孔部插入新的风口而对风口进行调换。
但是，象日本专利特开平9-176720号公报和特开昭59-41414号公报那样，在对预先设置的穿孔用砖及风口支承砖从转炉的外侧利用穿孔机进行穿孔的场合，由于从转炉外侧进行穿孔，故难以使需穿孔的砖的穿孔方向(通常是长度方向的轴心方向)与穿孔机的穿孔方向一致，因此，由穿孔机形成的磨削孔不停留在需穿孔的砖内，会穿孔至其周围的砖，使周围的砖受损伤或发生使磨削孔增大为所需以上等不良情况。在该场合，会加速调换后的风口的损耗，底吹风口的使用期间就比预定的期间大幅度地缩短。又，在设置穿孔机方面对于确定穿孔方向也很费时间，产生穿孔时间增加至所需以上等问题。
发明的揭示本发明的目的在于，提供在对将预先设置于转炉底部的底吹风口的设置部分以外的部分的穿孔用砖从转炉的外侧利用穿孔机进行穿孔而形成的磨削孔中、插入新的底吹风口而对底吹风口进行改换时、能将该穿孔用砖的中心部沿规定的穿孔方向在短时间中进行穿孔而形成磨削孔的转炉底吹风口的改换方法。
又，本发明的另一目的在于，提供在对转炉底部的底吹风口进行调换时、能将以前的风口的风口支承砖的中心部沿规定的穿孔方向在短时间中进行穿孔而形成磨削孔的转炉底吹风口的调换方法。
本发明的技术方案1是一种转炉底吹风口的改换方法，它是在预先设置于对转炉的底部进行覆盖的耐火材料层内的底吹风口的设置部分以外的部分的穿孔用砖、形成新的底吹风口而对底吹风口进行改换的方法，所述方法具有以下工序将覆盖转炉的外侧的铁皮面或安装在该铁皮上的凸缘面的任一方作为基准面、将穿孔用砖预先设置在所述耐火材料层内的与以前的风口不同的位置上使该基准面与穿孔用砖的穿孔方向呈垂直状态的工序；利用穿孔机将所述穿孔用砖从所述铁皮的外侧向与所述基准面垂直的方向进行穿孔的工序；在贯通所述穿孔用砖的穿孔的孔所形成的磨削孔中插入新的转炉底吹风口的工序。
本发明的技术方案2是一种转炉底吹风口的调换方法，它是在由对转炉的底部进行覆盖的耐火材料层内所设置的耐火材料和气体吹入用管构成的风口熔损、且其残留厚度达到规定值时对所述风口进行调换的方法，所述方法具有以下工序将覆盖转炉的外侧的铁皮面或安装在该铁皮上的凸缘面的任一方作为基准面、设置风口支承砖使该基准面与设置有风口的风口支承砖的穿孔方向呈垂直状态的工序；利用穿孔机将设置有以前的风口的风口支承砖从所述铁皮的外侧向与所述基准面垂直的方向进行穿孔的工序；在贯通所述风口支承砖的穿孔的孔所形成的磨削孔中插入新的转炉底吹风口的工序。
采用本发明，在对转炉底吹风口进行改换时，将转炉的铁皮面或安装在该铁皮上的凸缘面的任一方作为基准面、设置成为风口支承砖的一体成形的穿孔用砖使该基准面与穿孔用砖的穿孔方向呈垂直状态，并相对该基准面垂直地进行穿孔。又，在对转炉底吹风口进行调换时，将转炉的铁皮面或安装在该铁皮上的凸缘面的任一方作为基准面、设置需被穿孔的风口支承砖使该基准面与风口支承砖的穿孔方向呈垂直状态，并相对该基准面垂直地进行穿孔。因此，在任一情况下，在穿孔时都不会使周围的砖受损伤，能沿以穿孔用砖和风口支承砖的大致中心部作为目标的穿孔方向形成磨削孔。其结果是，插入的风口的寿命稳定，能长期吹入气体。
又，穿孔机只要对上述基准面垂直地进行穿孔就可以，不需要进行与穿孔用砖及需被穿孔的风口支承砖的位置对准，能在短时间内进行穿孔。另外，为了在其中心部设置磨削孔，可将穿孔用砖及需被穿孔的风口支承砖预先设置成穿孔机的穿孔方向延长线与穿孔用砖及风口支承砖的转炉铁皮侧端面的中心部大致一致的状态。
附图的简单说明
图1是表示具有底吹风口的转炉的局部的剖视图。
图2A～2D是分别对本发明实施方式1的底吹风口的改换方法的工序进行说明用的剖视图。
图3A～3D是分别对本发明实施方式2的底吹风口的调换方法的工序进行说明用的剖视图。
实施发明的最佳方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，对具有底吹风口的转炉的结构进行说明。图1是表示具有底吹风口的转炉的局部的剖视图。
如图1所示，转炉具有作成外壳的铁皮9；内衬在铁皮9的内侧的与铁皮9接触的部分的永久砖14；内衬在永久砖14的内侧的作为消耗构件的工作砖13。图中，工作砖13只贴了1层，但也可以贴2层以上。
在转炉底部，贯通工作砖13和永久砖14设有多个底吹风口1，通过这些底吹风口1向转炉内的钢浴中吹入Ar气、N2气、CO2气等搅拌用气体，还吹入精炼用O2气，形成对钢浴进行搅拌或精炼的状态。
底吹风口1具有设在底部的金属制风箱4；从风箱向上方延伸的内径在5mm以下的多根气体吹入用管2；为了覆盖气体吹入用管2而设置的耐火材料3；插入风箱4的底部、供给上述搅拌用气体或精炼用气体用的气体导入管5。通过气体导入管5向风箱4导入的搅拌用气体或精炼用气体在风箱4内被均压化后，通过多根气体吹入用管2向钢浴中均匀地吹入。多根气体吹入用管2与耐火材料3形成一体成形的结构。另外，底吹风口并不限定于上述结构，可根据目的适当进行选择。例如，即使是具有1根气体导入管和将其覆盖的被覆耐火材料的结构也没有任何问题。
该底吹风口1被嵌入工作砖13的一部分的砖中，该砖具有风口支承砖13a的功能。在存在有底吹风口1的风口支承砖13a的外侧，设有与铁皮9连续的凸缘10。该凸缘10作为与气体吹入装置的连接通道被多个配置于铁皮的适当位置。在凸缘10上通过螺栓紧固着凸缘盖11。在永久砖14与凸缘盖11之间夹有基底砖8。
但是，设在底吹风口1周围的工作砖13，因吹入气体引起强烈的搅拌的钢浴而受到剧烈的侵蚀，与其它部位相比熔损速度较快，使残留厚度急速地降低。底吹风口1的前端部也随之受熔损，使底吹风口1的残留厚度达到规定值，故需要对底吹风口进行改换或调换。
以下，对本发明的实施方式中的底吹风口的改换方法和调换方法进行说明。
首先，参照图2A～2D对预先设置在与以前的底吹风口不同的部位的穿孔用砖进行穿孔，然后在该穿孔用砖的磨削孔上设置新的底吹风口而对底吹风口进行改换的实施方式1进行说明。图2A～2D是对本发明的实施方式1的底吹风口的改换方法的工序进行说明用的剖视图。
在改换用的风口形成部分，在对工作砖13和永久砖14向转炉内进行施工时，预先配置由一体成形耐火材料构成的穿孔用砖6。在该场合，为了与转炉外侧的气体吹入装置的连接变得容易，通常将穿孔用砖6配置在铁皮9上安装了成为与气体吹入装置的连接通道的凸缘10的部位。
在本实施方式中，首先如图2A所示，将铁皮9的内面9a或外面9b(铁皮面)作为基准面，将以长度方向为穿孔方向的穿孔用砖6预先配置成其长度方向、即穿孔方向相对基准面垂直的状态(工序1)。在本实施方式中，凸缘10由于被配置成凸缘面10a相对铁皮面平行的状态，故穿孔用砖6的长度方向也与凸缘面10a垂直，即使将凸缘面10a作为基准面也是同样的。在铁皮面9a、9b与凸缘面10a不平行的场合，也可以将铁皮面9a、9b和凸缘面10a的任一个作为基准面。
通常，如这些图所示，转炉的工作砖13被配置在其长度方向相对铁皮9垂直的方向上，又，被夹在工作砖13中所设置的穿孔用砖6也被设置在其长度方向相对铁皮9垂直的方向上，但在未将工作砖和穿孔用砖相对铁皮9垂直设置的场合，需要预先将凸缘10设置在凸缘面与工作砖和穿孔用砖垂直的方向上。在该场合，当然凸缘面与铁皮面是不平行的。
穿孔用砖6的具体的施工方法是，首先，利用螺栓(未图示)将凸缘10与凸缘盖11固定，将其上面和下面都为平滑且平行的平面的基底砖8设置在凸缘盖11上。在图中，基底砖8设置了2块，但可由与永久砖14的设置厚度的关系来决定，穿孔用砖6的前端部若是被配置在支承砖15的内部的结构，设置数量也可以是几块。又，在凸缘盖11的中心部，设有对于通过底吹风口1足够大的孔11a。
接着，在基底砖8上配置穿孔用砖6，使其长度方向轴心相对基底砖8呈垂直状态。该场合，在配置有穿孔用砖6的位置上，以将穿孔用砖6的周围围住的状态配置着支承砖15。支承砖15的厚度是与永久砖14同等的，支承砖15可以是组合砖或一体砖中的任一种。穿孔用砖6由于其周围被支承砖15围住，故穿孔用砖6即使因熔损变短也不容易向炉内侧脱出。然后，在穿孔用砖6的周边配置工作砖13而构成转炉的内衬。
在这样预先设置成穿孔用砖6的穿孔方向与基准面垂直的状态下，接着，如图2B所示，利用穿孔机对穿孔用砖6从所述铁皮的外侧向与所述基准面垂直的方向进行穿孔(工序2)。该工序在使用中的底吹风口损耗并需要对底吹风口改换时进行。
在该工序中，首先将转炉内的钢水和熔渣排出，保持转炉以适当角度倾斜的状态(通常倾斜成穿孔方向呈水平的状态)，并将凸缘10或凸缘盖11与在前端安装有钻头16的穿孔机(未图示)的安装用凸缘(未图示)连接。由此，穿孔机的钻头16与凸缘盖11的中心部能自动地定心。通过使穿孔机与凸缘10或凸缘盖11进行连接来提高穿孔精度，在不能连接穿孔机的场合，也可以将穿孔机配置在转炉作业地板上。
接着，在与凸缘面、即与凸缘盖11垂直的方向且朝向凸缘盖11的中心使钻头16一边旋转一边进行穿孔，形成磨削孔7。在该场合，预先准备多个外径不同的钻头16，从外径小尺寸的钻头16依次地进行穿孔。又，为了容易并可靠地进行穿孔作业，也可以在基底砖8和穿孔用砖6的穿孔部位预先形成小直径的引导孔，又，基底砖8也可以使用预先设置规定大小的孔的砖。穿孔用砖6的引导孔不贯通，镂空至中间为止。
在规定的穿孔处理结束的时刻，对穿孔的孔的状态进行确认，如图2C所示，若穿孔的孔贯通而形成了磨削孔7，则将穿孔机从凸缘10或凸缘盖11卸下。然后，如图2D所示，在磨削孔7中插入由气体吹入用管2和对该管的外周进行覆盖的被覆耐火材料3一体成形的新的底吹风口1a(工序3)。
在新的底吹风口1a插入后，如图1所示，用螺栓(未图示)将风口压盖12与凸缘盖11进行固定，使底吹风口1的气体导入管5通过设在风口压盖12的中心部的孔，且风口压盖12的凸部进入凸缘盖11的孔11a内而保持底吹风口1a。又，底吹风口1a与穿孔用砖6的间隙，利用预先在底吹风口1a的外面涂上的底吹风口1a灰泥来填没。又，最好是使修补材料从转炉内部侧向底吹风口1a与穿孔用砖6的间隙流入，形成将该间隙尽可能地消除的状态。
这样，通过对底吹风口进行改换，不会发生使穿孔用砖6的周边的工作砖13受损伤或磨削孔7增大至所需以上等不良情况，在穿孔用砖6的中心部沿规定的穿孔方向在短时间内对磨削孔7进行穿孔，就能将底吹风口进行改换。其结果是，不仅实现了转炉生产率的提高，而且新的底吹风口的损耗速度与从转炉开始运转至使用后的底吹风口的损耗速度相等，即使改换一次也能使底吹风口1a运转至炉体寿命末期。其结果是，使转炉的精炼反应即使在炉体寿命末期也能高效进行，可提高铁原料利用率、减少合金铁原单位等。
接着，参照图3A～3D对在以前的底吹风口熔损而不能耐于使用时、将设置有以前的风口的风口支承砖进行穿孔、在已形成的磨削孔中设置新的底吹风口而对底吹风口进行调换的实施方式2进行说明。图3A～3D是分别对本发明实施方式2的底吹风口的调换方法的工序进行说明用的剖视图。
在本实施方式中，通过底吹风口1将前述的搅拌用气体或精炼用气体吹入，对转炉内的钢浴进行搅拌或精炼，由此，在底吹风口1熔损且底吹风口1的残留厚度达到规定值的场合，对底吹风口1进行调换。
首先，如图3A所示，预先将铁皮9的内面9a或外面9b(铁皮面)作为基准面，将以长度方向为穿孔方向的风口支承砖13a预先配置成其长度方向、即穿孔方向相对基准面垂直的状态(工序1)。与实施方式1同样，在本实施方式中，凸缘10由于被配置成凸缘面10a相对铁皮面平行的状态，故穿孔用砖9的长度方向也与凸缘面10a垂直。在铁皮面9a、9b与凸缘面10a不平行的场合，与实施方式1同样，也可以将凸缘面10a作为基准面。
在这样预先将风口支承砖13a的穿孔方向设置成与基准面垂直的状态下，接着，如图3B所示，利用穿孔机将风口支承砖13a从所述铁皮的外侧向与所述基准面垂直的方向进行穿孔(工序2)。该工序在使用中的底吹风口熔损并在底吹风口1的残留厚度达到规定值时进行。
这时，首先将转炉内的钢水和熔渣排出，保持转炉以适当角度倾斜的状态(通常倾斜成穿孔方向呈水平的状态)，将风口压盖12从凸缘盖11卸下。并且，在不妨碍穿孔的状态下，将底吹风口1的金属制风箱4去除。接着，与实施方式1同样，将凸缘10或凸缘盖11与在前端安装有钻头(未图示)的穿孔机(未图示)的安装用凸缘(未图示)进行连接。由此，穿孔机的钻头与凸缘盖11的中心部能自动地定心。
然后，在与凸缘面、即与凸缘盖11垂直的方向上且朝向凸缘盖11的中心使钻头一边旋转一边对底吹风口1和风口支承砖13a进行穿孔，以使以前的底吹风口1的中心位置与新形成的磨削孔的中心位置大致一致。
在该场合，使在设置着以前的底吹风口1的状态下进行穿孔、重新在风口支承砖13a上形成的磨削孔的内径比以前的底吹风口1的外径稍大。这是由于与以前的底吹风口1接触的风口支承砖13a的内面作为耐火材料的特性有所下降，在以前使用中或穿孔中发生龟裂或剥离等，使与其后所用的底吹风口1的嵌合状态受损，这样往往导致使用次数的降低等，故需对其进行预防。因此，将其后使用的底吹风口做得比以前的底吹风口1的外径稍大。
在规定的穿孔处理结束的时刻，对穿孔的孔的状态进行确认，如图3C所示，若穿孔的孔贯通而形成了磨削孔7，则将穿孔机从凸缘10或凸缘盖11卸下，然后如图3D所示，在磨削孔7中插入由气体吹入用管和对该管的外周进行覆盖的被覆耐火材料一体成形的新的底吹风口1b(工序3)。
在将新的底吹风口1b插入后，将风口压盖安装在凸缘盖11上，防止底吹风口1b的脱落。此外，底吹风口1b与风口支承砖13a的间隙，利用预先在底吹风口1b的外面涂上的底吹风口1a灰泥来填没。又，使修补材料从转炉内部侧向底吹风口1b与风口支承砖13a的间隙流入，形成将该间隙尽可能地消除的状态。
这样，通过对底吹风口进行调换，不会发生使风口支承砖的周边的工作砖13受损伤或磨削孔7增大至所需以上等不良情况，能够在风口支承砖13a的中心部沿规定的穿孔方向在短时间内对磨削孔7进行穿孔，将底吹风口进行调换。其结果是，不仅提高了转炉生产率，而且调换后的底吹风口1b的损耗速度与从转炉开始运转至使用后的底吹风口的损耗速度相等，即使调换一次也能使底吹风口1b运转至炉体寿命末期，使转炉的精炼反应即使在炉体寿命末期也能高效进行，可提高铁原料利用率、减少合金铁原单位等。
本发明并不仅限于上述说明，能进行各种变化。例如，以上的说明中设置了基底砖8，但是也可以不设置基底砖8，将成为风口支承砖的穿孔用砖6配置成与凸缘盖11接触的状态，也可以配置多层工作砖13。
产业上利用的可能性采用本发明，不会使穿孔用砖和风口支承砖的周边部的工作砖受损伤，也不会发生使磨削孔增大至所需以上等不良情况，能在穿孔用砖和风口支承砖的中心部沿规定的穿孔方向在短时间内对磨削孔进行穿孔而对底吹风口进行换·调换。其结果是，能提高转炉生产率并提高铁原料利用率，在产业上有很高的利用价值。
权利要求
1.一种转炉底吹风口的改换方法，它是在预先设置于对转炉的底部进行覆盖的耐火材料层内的底吹风口的设置部分以外的部分的穿孔用砖、形成新的底吹风口而对底吹风口进行改换的方法，其特征在于，所述方法具有以下工序将覆盖转炉的外侧的铁皮面或安装在该铁皮上的凸缘面的任一方作为基准面、将穿孔用砖预先设置在所述耐火材料层内的与以前的风口不同的位置上使该基准面与穿孔用砖的穿孔方向呈垂直状态的工序；利用穿孔机将所述穿孔用砖从所述铁皮的外侧向与所述基准面垂直的方向进行穿孔的工序；在贯通所述穿孔用砖的穿孔的孔所形成的磨削孔中插入新的转炉底吹风口的工序。
2.如权利要求1所述的转炉底吹风口的改换方法，其特征还在于，所述风口由多根气体吹入用管与覆盖这些气体吹入用管的耐火材料一体成形而构成。
3.一种转炉底吹风口的调换方法，它是在由对转炉的底部进行覆盖的耐火材料层内所设置的耐火材料和气体吹入用管构成的风口熔损、且其残留厚度达到规定值时对所述风口进行调换的方法，其特征在于，所述方法具有以下工序将覆盖转炉的外侧的铁皮面或安装在该铁皮上的凸缘面的任一方作为基准面、设置风口支承砖使该基准面与设置有风口的风口支承砖的穿孔方向呈垂直状态的工序；利用穿孔机将设置有以前的风口的风口支承砖从所述铁皮的外侧向与所述基准面垂直的方向进行穿孔的工序；在贯通所述风口支承砖的穿孔的孔所形成的磨削孔中插入新的转炉底吹风口的工序。
4.如权利要求3所述的转炉底吹风口的调换方法，其特征还在于，所述风口由多根气体吹入用管与覆盖这些气体吹入用管的耐火材料一体成形而构成。
全文摘要
本发明的转炉底吹风口的改换方法，它是在预先设置于对转炉的底部进行覆盖的耐火材料层内的底吹风口的设置部分以外的部分的穿孔用砖、形成新的底吹风口而对底吹风口进行改换的方法，所述方法具有以下工序将覆盖转炉的外侧的铁皮面或安装在该铁皮上的凸缘面的任一方作为基准面、将穿孔用砖预先设置在所述耐火材料层内的与以前的风口不同的位置上使该基准面与穿孔用砖的穿孔方向呈垂直状态的工序；利用穿孔机将所述穿孔用砖从所述铁皮的外侧向与所述基准面垂直的方向进行穿孔的工序；在贯通所述穿孔用砖的穿孔的孔所形成的磨削孔中插入新的转炉底吹风口的工序。
文档编号F27D3/16GK1697886SQ20048000017
公开日2005年11月16日 申请日期2004年3月1日 优先权日2003年3月3日
发明者加藤久树, 加藤诚, 德地实, 西山研二, 山本慎一 申请人:杰富意工程株式会社