ＲＨ脱ガス下部槽
【課題】中ノ島を構成する耐火物の浮き上がりをより効果的に抑えることが可能なＲＨ脱ガス下部槽を提供する。
【解決手段】敷部用耐火物３は、中ノ島用耐火物３Ｂ、中ノ島用耐火物３Ｂに連続して配置されて配列する配列用耐火物３Ｃ、側壁用耐火物５と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物３Ｄを有する。配列用耐火物３Ｃに連続して配置される連結用耐火物３Ｄは、側壁用耐火物５から上記配列用耐火物３Ｃに向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物３Ｄａからなる。力伝達用耐火物３Ｄａ間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜している。
【解決手段】敷部用耐火物３は、中ノ島用耐火物３Ｂ、中ノ島用耐火物３Ｂに連続して配置されて配列する配列用耐火物３Ｃ、側壁用耐火物５と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物３Ｄを有する。配列用耐火物３Ｃに連続して配置される連結用耐火物３Ｄは、側壁用耐火物５から上記配列用耐火物３Ｃに向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物３Ｄａからなる。力伝達用耐火物３Ｄａ間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火物の内張構造に特徴があるＲＨ脱ガス下部槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＨ脱ガス下部槽の内張構造としては、例えば特許文献１に記載の構造がある。この特許文献１には、図７に示すように、２本の環流管６０に挟まれた中ノ島を構成する耐火物６１が、下広がりの逆ジャックアーチ構造であり且つ環流管羽口の一部を構成する構造が開示されている。
そして、上記構造を採用することで、中ノ島を構成する耐火物６１の浮き上がりを抑える。
【０００３】
また、特許文献２には、図６に示すように、環流孔５１を２箇所備えた真空槽５０の敷部の内張りにおいて、環流孔５１同士の間に位置する内張り煉瓦列を敷部の中央線に沿って一方向に傾斜して積み付けると共に、環流管煉瓦５２の上方外周面５３に環流孔の上方に向かって先絞りのテーパーを設け、且つ上記環流孔５１同士の間に位置する煉瓦５４の側面を上記環流管煉瓦５２の上方外周面のテーパーに見合う角度をもって上広がりとする、構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４-１０７７４２号公報
【特許文献２】特開２０００-１６０２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、耐火物の熱膨張の際に、中ノ島を構成する耐火物６１は、隣接する敷部用耐火物６２ａから下向きの力が伝達されることで、当該中ノ島を構成する耐火物６１の浮き上がりを防止している。しかしこのとき、敷部用耐火物６２ａには、中ノ島を構成する耐火物６１から上向きの力が伝達されることになる。また敷部の耐火物には、溶湯との比重差により浮力が働く。
このため、上記の従来構造では、中ノ島を構成する耐火物６１に対し、敷部用耐火物６２ａが上方に変位するおそれがある。そして、敷部用耐火物６２ａが上方に変位してしまうと、中ノ島を構成する耐火物も浮き上がるおそれがあるという課題がある。
【０００６】
また、特許文献２によって、環流管煉瓦５２の浮き上がり防止は可能であると思われる。しかし、特許文献２では、壁煉瓦５５からの上下荷重によって、その下方位置する敷き煉瓦を押圧して押さえるだけの構造となっている。ここで、中ノ島を構成する煉瓦を、敷き煉瓦の熱膨張による横方向への力によって拘束を行う必要があるが、敷き煉瓦の外周部には不定形耐火物などが存在し、上記膨張の吸収代として働くため、敷き煉瓦だけの膨張量では上記拘束力としては不足するおそれがある。この結果、特許文献２に記載の敷き煉瓦の傾斜や特許文献２に開示される壁煉瓦構造による敷き煉瓦の押圧のみでは、目地開きが発生する。そして、目地開きによって、敷き煉瓦の剥離・浮き上がりおよび損耗が大きくなり、耐用の低下や補修材使用量の増加といった問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、中ノ島を構成する耐火物の浮き上がりをより効果的に抑えることが可能なＲＨ脱ガス下部槽を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、２本の環流管に挟まれた中ノ島に配置される中ノ島用耐火物、上記中ノ島用耐火物に連続して配置され上記中ノ島を通り且つ敷部の水平断面において当該２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向を配列方向とする配列用耐火物、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物、及びその他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物を有し、
上記連結用耐火物のうち、少なくとも上記配列用耐火物に連続して配置される連結用耐火物は、側壁用耐火物から上記配列用耐火物に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記配列方向で隣り合う配列用耐火物間の少なくとも一カ所における配列用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記配列方向で隣り合う中ノ島用耐火物間の少なくとも一カ所における中ノ島用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部中央側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した構成に対し、上記複数の敷部用耐火物として、上記各環流管の周囲を包囲する環流管羽口用耐火物を有し、
上記中ノ島用耐火物に隣接する環流管羽口用耐火物と当該中ノ島用耐火物との対向面は、対象とする環流管羽口用耐火物に対応する環流管側に、上部が下部よりも近づくように傾斜していることを特徴とする。
【００１０】
次に、請求項５に記載した発明は、２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物を有し、
上記連結用耐火物の少なくとも一部は、側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
次に、請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した構成に対し、側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ上記力伝達用耐火物を、３つ以上のブロックから構成し、
上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも２カ所の対向面を、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜させると共に、上記各対向面の傾斜は、底部内側に近い力伝達用耐火物間ほど鉛直に近い傾斜となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１又は請求項５に係る発明によれば、上記力伝達用耐火物を備えることで、側壁用耐火物からの下向きの力を底部（敷部）内側に向かう力に変換して、敷部の外周側に位置する敷部用耐火物（力伝達用耐火物に隣接する敷部用耐火物など）に伝達する。なお、力の伝達は、隣り合う耐火物の目地部を介して行われる。
これによって、敷部用耐火物に負荷されて当該敷部用耐火物を拘束する水平方向の力を増大することが出来る。
【００１３】
そして、請求項１に係る発明によれば、上記力伝達用耐火物を介して伝達する上記底部（敷部）内側に向かう力は、配列用耐火物を介して中ノ島用耐火物に伝達される。この結果、中ノ島用耐火物は、敷部の水平断面において２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向の両側から負荷される力によって拘束されることで、浮き上がりが抑制される。
また請求項２に係る発明によれば、敷部の水平断面において２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向で隣り合う配列用耐火物間の少なくとも一カ所における対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜していることで、上記力伝達用耐火物を介して伝達する力によって、配列用耐火物に対して下向きの力が作用する。この結果、配列用耐火物の浮き上がりも効果的に抑制する。
【００１４】
また請求項３に係る発明では、敷部の水平断面において２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向で隣り合う中ノ島用耐火物間の少なくとも一カ所における対向面は、上部が下部よりも底部中央側に位置するように傾斜していることで、上記力伝達用耐火物を介して伝達する力によって、中ノ島用耐火物に対して下向きの力が作用する。この結果、中ノ島用耐火物の浮き上がりも効果的に抑制する。
【００１５】
また、請求項４に係る発明によれば、上記浮き上がりを抑制した中ノ島用耐火物によって環流管羽口用耐火物の浮き上がりを抑制することが出来る。
また、請求項６に係る発明によれば、力伝達用耐火物による下向きの力を横向きの力への変換を２カ所以上で実施することで、力の向きの変換のための力の伝達をより滑らかに実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に基づく実施形態に係るＲＨ脱ガス下部槽を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】力伝達用耐火物の別例を示す図である。
【図５】耐火物の傾斜を説明する図である。
【図６】従来のＲＨ脱ガス下部槽の構造を示す図である。
【図７】従来のＲＨ脱ガス下部槽の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図３は、本実施形態のＲＨ脱ガス下部槽１を示す断面図である。また、図２は、ＲＨ脱ガス下部槽１の底部（敷部）に内張した耐火物３の配置例を示す図である。
（構成）
ＲＨ脱ガス下部槽１の構成について説明する。
本実施形態のＲＨ脱ガス下部槽１は、円筒状の側壁部と、溶湯の通り道である環流管２を有する円盤状の敷部（底部）に区別される。符号１０は環流管スリーブ煉瓦である。
敷部には、左右対称に２本の環流管２が配置され、その敷部は、複数の敷部用耐火物３で内張されている。なお耐火物としては、耐火物煉瓦を例示できるが、定形耐火物であれば適用可能である。
【００１８】
本実施形態では、上記のように環流管スリーブ煉瓦１０を配置し、また敷部用耐火物３（具体的には後述の環流管羽口用耐火物３Ａ）と環流管スリーブ煉瓦１０の間には不定形耐火物を充填しているが、環流管２の構造は、この構成には限定されない。
上記耐火物の材質については、マグカーボン煉瓦（ＭｇＯ−Ｃ）、マグクロ煉瓦（ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３）、あるいはその組合せ、若しくは他の材質（マグネシアドロマイト煉瓦（ＭｇＯ−ＣａＯ）、マグネシアドロマイトカーボン（ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ）、アルミナマグネシアプレキャストブロック）を単体か複数の材質を組み合せて使用する。
【００１９】
上記複数の敷部用耐火物３は、環流管羽口用耐火物３Ａ、中ノ島用耐火物３Ｂ、配列用耐火物３Ｃ、連結用耐火物３Ｄ、及びその他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物３Ｅからなる。
上記環流管羽口用耐火物３Ａは、各環流管２の周囲を包囲する耐火物であって、対象とする環流管２の周方向に沿って配列し、各環流管羽口用耐火物３Ａは、それぞれ環流管２から放射状に延びるように配置されている。
【００２０】
上記中ノ島用耐火物３Ｂは、２本の環流管２に挟まれた中ノ島に配置される耐火物である。本実施形態では、中ノ島用耐火物３Ｂと環流管２との間に上記環流管羽口用耐火物３Ａが介在する場合の例である。ここで、中ノ島用耐火物３Ｂと環流管２の間に配置される上記環流管羽口用耐火物３Ａと当該中ノ島用耐火物３Ｂとが一体物の耐火物となっていても良い。上記中ノ島用耐火物３Ｂは、敷部の水平断面において２本の環流管２を結ぶ線に交差する方向（本実施形態では直交する方向）に配列する複数の耐火物からなる。
上記配列用耐火物３Ｃは、上記中ノ島用耐火物３Ｂに連続して配置され当該中ノ島用耐火物３Ｂと同方向に沿って配列する耐火物である。
【００２１】
また、上記連結用耐火物３Ｄは、敷部の外周縁部に沿って配置された耐火物（図２中ハッチング部分）である。各連結用耐火物３Ｄは、側壁用耐火物５と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される。すなわち、連結用耐火物３Ｄは、側壁用耐火物５の鉛直下向きへの投影と少なくとも一部が重なる位置に配置される。
その他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物３Ｅは、本実施形態では、上記配列用耐火物３Ｃの配列方向と平行な方向に沿って配列するように配置されている。
【００２２】
また、側壁内面が複数の側壁用耐火物５で内張されている。側壁用耐火物５は、上記連結用耐火物３Ｄの上側に、積み上げるようにして配置されている。
ここで、耐火物の施工は、敷部に対し敷部用耐火物３を施工した後に、側壁用耐火物５を施工して構築する。また、耐火物間の目地部には、目地モルタルなどの不定形耐火物を充填する。
本実施形態では、上記連結用耐火物３Ｄのうち、上記配列用耐火物３Ｃに連続して配置される連結用耐火物を、図３のように、側壁用耐火物５からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、複数の力伝達用耐火物３Ｄａから構成した。図３では、側壁用耐火物から底部内側に向けて一列当たり６枚の力伝達用耐火物３Ｄａで構成する場合を例示している。
【００２３】
上記複数の力伝達用耐火物３Ｄａは、側壁用耐火物５から上記配列用耐火物３Ｃに向けて並ぶように配列すると共に、その配列方向で隣り合う力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜している。対向面とは、各耐火物における隣り合う耐火物と対向する面である。これによって、本実施形態の各力伝達用耐火物３Ｄａは、図３に示すように、側面視において、下部槽１内側の厚さが薄い楔形状となっている。
各力伝達用耐火物３Ｄａの上記対向面の傾斜は、底部内側に近い力伝達用耐火物３Ｄａ間ほど、鉛直に近い傾斜となっている。すなわち、側壁用耐火物５側から上記配列用耐火物３Ｃ側に向けて徐々に傾斜が大きくなるように設定されている。
【００２４】
また、本実施形態では、上記配列用耐火物３Ｃについても、上記配列方向で隣り合う配列用耐火物３Ｃ間の対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜している。なお、上記配列方向で隣り合う配列用耐火物３Ｃ間の対向面の全部を傾斜させなくても良い。
同様に、中ノ島用耐火物３Ｂについても、上記配列方向で隣り合う中ノ島用耐火物３Ｂ間の対向面は、上部よりも下部が底物中央に位置するように傾斜させている。なお、中央の中ノ島用耐火物３Ｂは、中ノ島用耐火物３Ｂの配列方向に直交する側方から見て、図３に示すように、下側の厚みが厚い楔形状となっている。
【００２５】
また、上記中ノ島用耐火物３Ｂにおける、中ノ島用耐火物３Ｂの配列方向に直交する側を向く面（環流管２側の面）は、図１に示すように、対象とする環流管羽口用耐火物３Ａに対応する環流管２に対し、上部が下部よりも近づくように傾斜している。これに合わせて、中ノ島用耐火物３Ｂと隣り合う環流管羽口用耐火物３Ａの対向面も傾斜している。
【００２６】
（作用）
連結用耐火物３Ｄには側壁用耐火物５から下向きの力が掛かる。特に側壁用耐火物５が熱膨張した場合に、上記下向きの力は大きくなる。このとき、本実施形態では、上記連結用耐火物３Ｄのうちの配列用耐火物３Ｃに連続する位置の連結用耐火物３Ｄを上述のように複数の力伝達用耐火物３Ｄａで構成することで、側壁用耐火物５からの下向きの力を、底部内側に向かう水平方向に変換して、配列用耐火物３Ｃに伝達することができる（図３参照）。
【００２７】
ここで、各耐火物間の力の伝達は目地部を介して行われ、その目地部を構成する各耐火物の面（対向面）に略直交した方向に向けて、隣り合う耐火物間で力の伝達が行われる。
また、本実施形態では、配列する複数の力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面の傾斜を徐々に大きくすることで、力の伝達方向が段階的に変換される結果、より滑らかに下向きの力を横向きの底部内側に向かう力に変換している。
【００２８】
上記配列用耐火物３Ｃにおける外周側に位置する配列用耐火物３Ｃに伝達された水平方向の力は、順次、外周側の配列用耐火物３Ｃから内周側の配列用耐火物３Ｃに伝達される。このとき、配列用耐火物３Ｃ間の対向面も傾斜させることで、力が伝達された配列用耐火物３Ｃに下向きの分力が発生して当該配列用耐火物３Ｃの浮き上がりをより確実に抑えることが出来る。すなわち、水平方向内側に向かう力で動きが拘束されると共に上記下向きの分力によって、より確実に浮き上がりが抑制される。
【００２９】
複数の配列用耐火物３Ｃ間を外周側から内周側に伝達した水平方向の力は、続けて中ノ島用耐火物３Ｂに伝達される。この横方向から力によって中ノ島用耐火物３Ｂの変位が拘束される。また、隣り合う中ノ島用耐火物３Ｂ間の対向面も傾斜させることで、各中ノ島用耐火物３Ｂには下向きの分力が負荷されることで、各中ノ島用耐火物３Ｂの浮き上がりがより確実に抑えられる。
【００３０】
また、熱負荷によって中ノ島用耐火物３Ｂ及び環流管羽口用耐火物３Ａが熱膨張するとき、中ノ島用耐火物３Ｂと環流管羽口用耐火物３Ａとの対向面が上述のように傾斜していることで、相互の力の伝達の際に、中ノ島用耐火物３Ｂから環流管羽口用耐火物３Ａに向けて下向きの力が伝達することで、環流管羽口用耐火物３Ａの浮き上がりが抑制される。
なお傾斜は、水平方向から６５度以上、９０度未満の範囲が好ましい。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、敷部用耐火物３の熱膨張による水平方向の力に加えて、側壁用耐火物５からの下向きの力を水平方向に変換して敷部用耐火物３に伝達することで、各敷部用耐火物３を拘束する水平方向の力が増大する。このとき、側壁用耐火物５からの下向きの力は、側壁用耐火物５が熱膨張した際に大きくなるので、水平方向の力が必要なときに上記水平方向の力をより増大させることが出来る。これによって敷部用耐火物３の浮き上がりを抑制する。
【００３２】
すなわち、敷部用耐火物３のみの水平方向への膨張力では、敷部の浮き上がり防止の効果が小さく、耐火物を厚く残した状態での使用が必要であったが、側壁から連続構造とすることで、側壁部の高さ方向の膨張力の一部を水平方向に変換し、敷部へ掛かる水平方向の力を増加させることができて、敷部用耐火物３をより確実に拘束できる。
また、配列用耐火物３Ｃや中ノ島用耐火物３Ｂの対向面に上述のような傾斜を設けることで、下向きの力が各耐火物に掛かることで、さらに浮き上がりを抑制することが可能となる。
【００３３】
また、複数の力伝達用耐火物３Ｄａによって、段階的に力の伝達方向を変換することで、より確実に水平方向の力に変換することができる。
ただし、複数の力伝達用耐火物３Ｄａは、図４のように、１配列当たり２つの力伝達用耐火物３Ｄａで構成しても良い。この場合には、２つの力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面を傾斜させればよい。この場合、対向面の傾斜面は、例えば、水平面に対し４０度〜６０度の傾斜に設定する。
【００３４】
ここで、上記実施形態では、配列用耐火物３Ｃに連続する連結用耐火物３Ｄだけを、上記複数の力伝達用耐火物３Ｄａで構成する場合で説明した。他の連結用耐火物３Ｄについても、上記構造からなる複数の力伝達用耐火物３Ｄａで構成しても良い。この場合には、その他の敷部用耐火物３Ｅを通じても環流管羽口用耐火ブロックを拘束する力を付与することが可能となる。この場合、その他の敷部用耐火物３Ｅについても隣り合う敷部用耐火物３の対向面についても、上部が下部よりも環流管２側に近づくように傾斜させておくことが好ましい。
【００３５】
また図３に示した本実施形態では、力伝達用耐火物３Ｄａを１配列当たり６枚に設定して、側壁から配列用耐火物に向かうにつれて、水平方向から力伝達用耐火物３Ｄａ１枚につき１０．６度づつ傾斜を大きくし、配列用耐火物との対向面の傾斜を６３．６度とした。力伝達用耐火物３Ｄａと配列用耐火物３Ｃとの対向面の傾斜は、配列用耐火物に対して下向きの分力を負荷するためであり、その対向面の傾斜は９０度未満、好ましくは８５度以下が好ましい。ただし、力伝達用耐火物と上記配列用耐火物との対向面の傾斜が５０度未満であると水平方向への伝達力が弱くなるおそれがあるので上記傾斜は５０度以上とすることが好ましい。図３では、上記傾斜を６３．６度に設定した場合を例示した。力伝達用耐火物３Ｄａとその他の敷部用耐火物３Ｅの対向面を傾斜させる場合も同様に５０度以上、９０度未満、好ましくは８５度以下とすることが好適である。配列用耐火物３Ｃ、中ノ島用耐火物３Ｂ、その他の敷部用耐火物３Ｅについても、配列方向の対向面を傾斜させる場合は、上下方向の分力が過大にならないように水平から６０度以上９０度未満の範囲で傾斜させることが好ましい。但し、外周側の配列用耐火物あるいはその他の敷部用耐火物であって、力伝達用耐火物との対向面の傾斜が５０度以上６０度未満の場合においては、付与される下向きの分力が大きい。したがって、５０度以上の範囲で配列方向の対向面を傾斜させても良い。また図３に例示したように、配列用耐火物３Ｃ、中ノ島用耐火物３Ｂ、その他の敷部用耐火物３Ｅについても、配列方向の耐火物の厚みを、下部が上部よりも大きくなるようにすることにより、適宜下向きの分力を付与することが好ましい。
【００３６】
そして、このように力伝達用耐火物３Ｄａを適用すると、敷部用耐火物３の平均損傷速度が半分程度まで遅くなったことを確認した。
上記力伝達用耐火物３Ｄａの枚数を、３〜１２枚の範囲で設定し、力伝達用耐火物と配列用耐火物との対向面の傾斜を図３の例と同様に６３．６度とすることを想定すると、例えば３枚の場合には、２１．２度づつ傾斜角度を大きく設定し、１２枚の場合には５．３度づつ傾斜角度を大きく設定すればよい。
【００３７】
また、３枚以上の力伝達用耐火物３Ｄａを用いる場合には、傾斜した対向面として、水平面に対し３０度〜７０度の範囲の傾斜となる対向面が存在するように設定すれば、側壁用耐火物５からの下向きの力を水平方向に変換できることを確認している。
なお、力伝達用耐火物３Ｄａを除く、敷部用耐火物３が摩耗しても敷部用耐火物の浮き上がりを防止するには、傾斜させる耐火物につき図５に基づき下記式を満足することが好ましい。
Ｌ ＞ ｔ・ｔａｎθ
ここで、
Ｌ：鉛直方向の煉瓦長
ｔ：水平方向の目地厚さ
θ：耐火物の対向面の傾斜角度
【００３８】
例えば目地厚さが２ｍｍで、鉛直方向の煉瓦長が１２０ｍｍに損耗した場合でも浮き上がりを防止するには、敷部用耐火物の対向面の傾斜角度θは８９度より小さくなるようにする。
図１および図２に示した実施形態では、中ノ島用耐火物３Ｂ、配列用耐火物３Ｃ、力伝達用耐火物３Ｄａとも２列で配列した例で説明したが、配列数は必ずしも２列には限定されず、大型の煉瓦を用いて１列としても良いし、３列以上とすることも可能である。
【実施例１】
【００３９】
上記実施形態の効果について実験を行った。
「実施例」
実施例では、上記実施形態に沿って、中ノ島用耐火物を上述に述べたような傾斜構造とすると共に、複数の力伝達用耐火物３Ｄａを、側壁用耐火物５からの荷重を横方向（上記配列用耐火物３Ｃに向けて）に変換可能なように傾斜させた構造（側壁用耐火物と敷部用耐火物とが一体構造）を採用した。
【００４０】
また、比較例として、下記２つの構造を採用した。
ここで、なお、採用したのは、次の（ａ）（ｂ）の２例とし、いずれも中ノ島用耐火物３Ｂと環流管羽口用耐火物３Ａの対向面を８５度傾斜させた。
（ａ）力伝達用耐火物３Ｄａを２枚に設定し、中ノ島用耐火物３Ｂを８５度、配列用耐火物３Ｃを７４．２度〜８５度傾斜させた例（図４）
（ｂ）力伝達用耐火物３Ｄａを６枚に設定し、中ノ島用耐火物３Ｂを８５度、配列用耐火物３Ｃを６３．６度〜８５度傾斜させた例（図３）
【００４１】
「比較例１」
中ノ島用耐火物を傾斜構造とせず、且つ、側壁用耐火物を全て垂直に積み上げ、敷部用耐火物を全て水平に並べる側壁用耐火物と敷部用耐火物とを分断した構造を採用した。
すなわち本構造では力伝達用耐火物は配置しなかった。
「比較例２」
中ノ島用耐火物を傾斜構造とし、且つ、側壁用耐火物全て垂直に積み上げ、残りの敷部用耐火物を全て水平に並べる構造（力伝達用耐火物は配置しない）を採用した。
【００４２】
そして、上記実施例の構造と、上記２つの各比較例の構造とをそれぞれ実機に適用した結果、比較例１の下部槽に対し、実施例では、いずれも敷部の損耗速度が約５０％低減したことを確認した。
また、比較例２においては、比較例１の構造と損耗状況は余り変化が無かった。
【符号の説明】
【００４３】
１ ＲＨ脱ガス下部槽
２ 環流管
３ 敷部用耐火物
３Ａ 環流管羽口用耐火物
３Ｂ 中ノ島用耐火物
３Ｃ 配列用耐火物
３Ｄ 連結用耐火物
３Ｄａ 力伝達用耐火物
３Ｅ その他の敷部用耐火物
５ 側壁用耐火物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火物の内張構造に特徴があるＲＨ脱ガス下部槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＨ脱ガス下部槽の内張構造としては、例えば特許文献１に記載の構造がある。この特許文献１には、図７に示すように、２本の環流管６０に挟まれた中ノ島を構成する耐火物６１が、下広がりの逆ジャックアーチ構造であり且つ環流管羽口の一部を構成する構造が開示されている。
そして、上記構造を採用することで、中ノ島を構成する耐火物６１の浮き上がりを抑える。
【０００３】
また、特許文献２には、図６に示すように、環流孔５１を２箇所備えた真空槽５０の敷部の内張りにおいて、環流孔５１同士の間に位置する内張り煉瓦列を敷部の中央線に沿って一方向に傾斜して積み付けると共に、環流管煉瓦５２の上方外周面５３に環流孔の上方に向かって先絞りのテーパーを設け、且つ上記環流孔５１同士の間に位置する煉瓦５４の側面を上記環流管煉瓦５２の上方外周面のテーパーに見合う角度をもって上広がりとする、構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４-１０７７４２号公報
【特許文献２】特開２０００-１６０２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、耐火物の熱膨張の際に、中ノ島を構成する耐火物６１は、隣接する敷部用耐火物６２ａから下向きの力が伝達されることで、当該中ノ島を構成する耐火物６１の浮き上がりを防止している。しかしこのとき、敷部用耐火物６２ａには、中ノ島を構成する耐火物６１から上向きの力が伝達されることになる。また敷部の耐火物には、溶湯との比重差により浮力が働く。
このため、上記の従来構造では、中ノ島を構成する耐火物６１に対し、敷部用耐火物６２ａが上方に変位するおそれがある。そして、敷部用耐火物６２ａが上方に変位してしまうと、中ノ島を構成する耐火物も浮き上がるおそれがあるという課題がある。
【０００６】
また、特許文献２によって、環流管煉瓦５２の浮き上がり防止は可能であると思われる。しかし、特許文献２では、壁煉瓦５５からの上下荷重によって、その下方位置する敷き煉瓦を押圧して押さえるだけの構造となっている。ここで、中ノ島を構成する煉瓦を、敷き煉瓦の熱膨張による横方向への力によって拘束を行う必要があるが、敷き煉瓦の外周部には不定形耐火物などが存在し、上記膨張の吸収代として働くため、敷き煉瓦だけの膨張量では上記拘束力としては不足するおそれがある。この結果、特許文献２に記載の敷き煉瓦の傾斜や特許文献２に開示される壁煉瓦構造による敷き煉瓦の押圧のみでは、目地開きが発生する。そして、目地開きによって、敷き煉瓦の剥離・浮き上がりおよび損耗が大きくなり、耐用の低下や補修材使用量の増加といった問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、中ノ島を構成する耐火物の浮き上がりをより効果的に抑えることが可能なＲＨ脱ガス下部槽を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、２本の環流管に挟まれた中ノ島に配置される中ノ島用耐火物、上記中ノ島用耐火物に連続して配置され上記中ノ島を通り且つ敷部の水平断面において当該２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向を配列方向とする配列用耐火物、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物、及びその他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物を有し、
上記連結用耐火物のうち、少なくとも上記配列用耐火物に連続して配置される連結用耐火物は、側壁用耐火物から上記配列用耐火物に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記配列方向で隣り合う配列用耐火物間の少なくとも一カ所における配列用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記配列方向で隣り合う中ノ島用耐火物間の少なくとも一カ所における中ノ島用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部中央側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した構成に対し、上記複数の敷部用耐火物として、上記各環流管の周囲を包囲する環流管羽口用耐火物を有し、
上記中ノ島用耐火物に隣接する環流管羽口用耐火物と当該中ノ島用耐火物との対向面は、対象とする環流管羽口用耐火物に対応する環流管側に、上部が下部よりも近づくように傾斜していることを特徴とする。
【００１０】
次に、請求項５に記載した発明は、２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物を有し、
上記連結用耐火物の少なくとも一部は、側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
次に、請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した構成に対し、側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ上記力伝達用耐火物を、３つ以上のブロックから構成し、
上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも２カ所の対向面を、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜させると共に、上記各対向面の傾斜は、底部内側に近い力伝達用耐火物間ほど鉛直に近い傾斜となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１又は請求項５に係る発明によれば、上記力伝達用耐火物を備えることで、側壁用耐火物からの下向きの力を底部（敷部）内側に向かう力に変換して、敷部の外周側に位置する敷部用耐火物（力伝達用耐火物に隣接する敷部用耐火物など）に伝達する。なお、力の伝達は、隣り合う耐火物の目地部を介して行われる。
これによって、敷部用耐火物に負荷されて当該敷部用耐火物を拘束する水平方向の力を増大することが出来る。
【００１３】
そして、請求項１に係る発明によれば、上記力伝達用耐火物を介して伝達する上記底部（敷部）内側に向かう力は、配列用耐火物を介して中ノ島用耐火物に伝達される。この結果、中ノ島用耐火物は、敷部の水平断面において２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向の両側から負荷される力によって拘束されることで、浮き上がりが抑制される。
また請求項２に係る発明によれば、敷部の水平断面において２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向で隣り合う配列用耐火物間の少なくとも一カ所における対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜していることで、上記力伝達用耐火物を介して伝達する力によって、配列用耐火物に対して下向きの力が作用する。この結果、配列用耐火物の浮き上がりも効果的に抑制する。
【００１４】
また請求項３に係る発明では、敷部の水平断面において２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向で隣り合う中ノ島用耐火物間の少なくとも一カ所における対向面は、上部が下部よりも底部中央側に位置するように傾斜していることで、上記力伝達用耐火物を介して伝達する力によって、中ノ島用耐火物に対して下向きの力が作用する。この結果、中ノ島用耐火物の浮き上がりも効果的に抑制する。
【００１５】
また、請求項４に係る発明によれば、上記浮き上がりを抑制した中ノ島用耐火物によって環流管羽口用耐火物の浮き上がりを抑制することが出来る。
また、請求項６に係る発明によれば、力伝達用耐火物による下向きの力を横向きの力への変換を２カ所以上で実施することで、力の向きの変換のための力の伝達をより滑らかに実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に基づく実施形態に係るＲＨ脱ガス下部槽を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】力伝達用耐火物の別例を示す図である。
【図５】耐火物の傾斜を説明する図である。
【図６】従来のＲＨ脱ガス下部槽の構造を示す図である。
【図７】従来のＲＨ脱ガス下部槽の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図３は、本実施形態のＲＨ脱ガス下部槽１を示す断面図である。また、図２は、ＲＨ脱ガス下部槽１の底部（敷部）に内張した耐火物３の配置例を示す図である。
（構成）
ＲＨ脱ガス下部槽１の構成について説明する。
本実施形態のＲＨ脱ガス下部槽１は、円筒状の側壁部と、溶湯の通り道である環流管２を有する円盤状の敷部（底部）に区別される。符号１０は環流管スリーブ煉瓦である。
敷部には、左右対称に２本の環流管２が配置され、その敷部は、複数の敷部用耐火物３で内張されている。なお耐火物としては、耐火物煉瓦を例示できるが、定形耐火物であれば適用可能である。
【００１８】
本実施形態では、上記のように環流管スリーブ煉瓦１０を配置し、また敷部用耐火物３（具体的には後述の環流管羽口用耐火物３Ａ）と環流管スリーブ煉瓦１０の間には不定形耐火物を充填しているが、環流管２の構造は、この構成には限定されない。
上記耐火物の材質については、マグカーボン煉瓦（ＭｇＯ−Ｃ）、マグクロ煉瓦（ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３）、あるいはその組合せ、若しくは他の材質（マグネシアドロマイト煉瓦（ＭｇＯ−ＣａＯ）、マグネシアドロマイトカーボン（ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ）、アルミナマグネシアプレキャストブロック）を単体か複数の材質を組み合せて使用する。
【００１９】
上記複数の敷部用耐火物３は、環流管羽口用耐火物３Ａ、中ノ島用耐火物３Ｂ、配列用耐火物３Ｃ、連結用耐火物３Ｄ、及びその他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物３Ｅからなる。
上記環流管羽口用耐火物３Ａは、各環流管２の周囲を包囲する耐火物であって、対象とする環流管２の周方向に沿って配列し、各環流管羽口用耐火物３Ａは、それぞれ環流管２から放射状に延びるように配置されている。
【００２０】
上記中ノ島用耐火物３Ｂは、２本の環流管２に挟まれた中ノ島に配置される耐火物である。本実施形態では、中ノ島用耐火物３Ｂと環流管２との間に上記環流管羽口用耐火物３Ａが介在する場合の例である。ここで、中ノ島用耐火物３Ｂと環流管２の間に配置される上記環流管羽口用耐火物３Ａと当該中ノ島用耐火物３Ｂとが一体物の耐火物となっていても良い。上記中ノ島用耐火物３Ｂは、敷部の水平断面において２本の環流管２を結ぶ線に交差する方向（本実施形態では直交する方向）に配列する複数の耐火物からなる。
上記配列用耐火物３Ｃは、上記中ノ島用耐火物３Ｂに連続して配置され当該中ノ島用耐火物３Ｂと同方向に沿って配列する耐火物である。
【００２１】
また、上記連結用耐火物３Ｄは、敷部の外周縁部に沿って配置された耐火物（図２中ハッチング部分）である。各連結用耐火物３Ｄは、側壁用耐火物５と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される。すなわち、連結用耐火物３Ｄは、側壁用耐火物５の鉛直下向きへの投影と少なくとも一部が重なる位置に配置される。
その他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物３Ｅは、本実施形態では、上記配列用耐火物３Ｃの配列方向と平行な方向に沿って配列するように配置されている。
【００２２】
また、側壁内面が複数の側壁用耐火物５で内張されている。側壁用耐火物５は、上記連結用耐火物３Ｄの上側に、積み上げるようにして配置されている。
ここで、耐火物の施工は、敷部に対し敷部用耐火物３を施工した後に、側壁用耐火物５を施工して構築する。また、耐火物間の目地部には、目地モルタルなどの不定形耐火物を充填する。
本実施形態では、上記連結用耐火物３Ｄのうち、上記配列用耐火物３Ｃに連続して配置される連結用耐火物を、図３のように、側壁用耐火物５からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、複数の力伝達用耐火物３Ｄａから構成した。図３では、側壁用耐火物から底部内側に向けて一列当たり６枚の力伝達用耐火物３Ｄａで構成する場合を例示している。
【００２３】
上記複数の力伝達用耐火物３Ｄａは、側壁用耐火物５から上記配列用耐火物３Ｃに向けて並ぶように配列すると共に、その配列方向で隣り合う力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜している。対向面とは、各耐火物における隣り合う耐火物と対向する面である。これによって、本実施形態の各力伝達用耐火物３Ｄａは、図３に示すように、側面視において、下部槽１内側の厚さが薄い楔形状となっている。
各力伝達用耐火物３Ｄａの上記対向面の傾斜は、底部内側に近い力伝達用耐火物３Ｄａ間ほど、鉛直に近い傾斜となっている。すなわち、側壁用耐火物５側から上記配列用耐火物３Ｃ側に向けて徐々に傾斜が大きくなるように設定されている。
【００２４】
また、本実施形態では、上記配列用耐火物３Ｃについても、上記配列方向で隣り合う配列用耐火物３Ｃ間の対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜している。なお、上記配列方向で隣り合う配列用耐火物３Ｃ間の対向面の全部を傾斜させなくても良い。
同様に、中ノ島用耐火物３Ｂについても、上記配列方向で隣り合う中ノ島用耐火物３Ｂ間の対向面は、上部よりも下部が底物中央に位置するように傾斜させている。なお、中央の中ノ島用耐火物３Ｂは、中ノ島用耐火物３Ｂの配列方向に直交する側方から見て、図３に示すように、下側の厚みが厚い楔形状となっている。
【００２５】
また、上記中ノ島用耐火物３Ｂにおける、中ノ島用耐火物３Ｂの配列方向に直交する側を向く面（環流管２側の面）は、図１に示すように、対象とする環流管羽口用耐火物３Ａに対応する環流管２に対し、上部が下部よりも近づくように傾斜している。これに合わせて、中ノ島用耐火物３Ｂと隣り合う環流管羽口用耐火物３Ａの対向面も傾斜している。
【００２６】
（作用）
連結用耐火物３Ｄには側壁用耐火物５から下向きの力が掛かる。特に側壁用耐火物５が熱膨張した場合に、上記下向きの力は大きくなる。このとき、本実施形態では、上記連結用耐火物３Ｄのうちの配列用耐火物３Ｃに連続する位置の連結用耐火物３Ｄを上述のように複数の力伝達用耐火物３Ｄａで構成することで、側壁用耐火物５からの下向きの力を、底部内側に向かう水平方向に変換して、配列用耐火物３Ｃに伝達することができる（図３参照）。
【００２７】
ここで、各耐火物間の力の伝達は目地部を介して行われ、その目地部を構成する各耐火物の面（対向面）に略直交した方向に向けて、隣り合う耐火物間で力の伝達が行われる。
また、本実施形態では、配列する複数の力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面の傾斜を徐々に大きくすることで、力の伝達方向が段階的に変換される結果、より滑らかに下向きの力を横向きの底部内側に向かう力に変換している。
【００２８】
上記配列用耐火物３Ｃにおける外周側に位置する配列用耐火物３Ｃに伝達された水平方向の力は、順次、外周側の配列用耐火物３Ｃから内周側の配列用耐火物３Ｃに伝達される。このとき、配列用耐火物３Ｃ間の対向面も傾斜させることで、力が伝達された配列用耐火物３Ｃに下向きの分力が発生して当該配列用耐火物３Ｃの浮き上がりをより確実に抑えることが出来る。すなわち、水平方向内側に向かう力で動きが拘束されると共に上記下向きの分力によって、より確実に浮き上がりが抑制される。
【００２９】
複数の配列用耐火物３Ｃ間を外周側から内周側に伝達した水平方向の力は、続けて中ノ島用耐火物３Ｂに伝達される。この横方向から力によって中ノ島用耐火物３Ｂの変位が拘束される。また、隣り合う中ノ島用耐火物３Ｂ間の対向面も傾斜させることで、各中ノ島用耐火物３Ｂには下向きの分力が負荷されることで、各中ノ島用耐火物３Ｂの浮き上がりがより確実に抑えられる。
【００３０】
また、熱負荷によって中ノ島用耐火物３Ｂ及び環流管羽口用耐火物３Ａが熱膨張するとき、中ノ島用耐火物３Ｂと環流管羽口用耐火物３Ａとの対向面が上述のように傾斜していることで、相互の力の伝達の際に、中ノ島用耐火物３Ｂから環流管羽口用耐火物３Ａに向けて下向きの力が伝達することで、環流管羽口用耐火物３Ａの浮き上がりが抑制される。
なお傾斜は、水平方向から６５度以上、９０度未満の範囲が好ましい。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、敷部用耐火物３の熱膨張による水平方向の力に加えて、側壁用耐火物５からの下向きの力を水平方向に変換して敷部用耐火物３に伝達することで、各敷部用耐火物３を拘束する水平方向の力が増大する。このとき、側壁用耐火物５からの下向きの力は、側壁用耐火物５が熱膨張した際に大きくなるので、水平方向の力が必要なときに上記水平方向の力をより増大させることが出来る。これによって敷部用耐火物３の浮き上がりを抑制する。
【００３２】
すなわち、敷部用耐火物３のみの水平方向への膨張力では、敷部の浮き上がり防止の効果が小さく、耐火物を厚く残した状態での使用が必要であったが、側壁から連続構造とすることで、側壁部の高さ方向の膨張力の一部を水平方向に変換し、敷部へ掛かる水平方向の力を増加させることができて、敷部用耐火物３をより確実に拘束できる。
また、配列用耐火物３Ｃや中ノ島用耐火物３Ｂの対向面に上述のような傾斜を設けることで、下向きの力が各耐火物に掛かることで、さらに浮き上がりを抑制することが可能となる。
【００３３】
また、複数の力伝達用耐火物３Ｄａによって、段階的に力の伝達方向を変換することで、より確実に水平方向の力に変換することができる。
ただし、複数の力伝達用耐火物３Ｄａは、図４のように、１配列当たり２つの力伝達用耐火物３Ｄａで構成しても良い。この場合には、２つの力伝達用耐火物３Ｄａ間の対向面を傾斜させればよい。この場合、対向面の傾斜面は、例えば、水平面に対し４０度〜６０度の傾斜に設定する。
【００３４】
ここで、上記実施形態では、配列用耐火物３Ｃに連続する連結用耐火物３Ｄだけを、上記複数の力伝達用耐火物３Ｄａで構成する場合で説明した。他の連結用耐火物３Ｄについても、上記構造からなる複数の力伝達用耐火物３Ｄａで構成しても良い。この場合には、その他の敷部用耐火物３Ｅを通じても環流管羽口用耐火ブロックを拘束する力を付与することが可能となる。この場合、その他の敷部用耐火物３Ｅについても隣り合う敷部用耐火物３の対向面についても、上部が下部よりも環流管２側に近づくように傾斜させておくことが好ましい。
【００３５】
また図３に示した本実施形態では、力伝達用耐火物３Ｄａを１配列当たり６枚に設定して、側壁から配列用耐火物に向かうにつれて、水平方向から力伝達用耐火物３Ｄａ１枚につき１０．６度づつ傾斜を大きくし、配列用耐火物との対向面の傾斜を６３．６度とした。力伝達用耐火物３Ｄａと配列用耐火物３Ｃとの対向面の傾斜は、配列用耐火物に対して下向きの分力を負荷するためであり、その対向面の傾斜は９０度未満、好ましくは８５度以下が好ましい。ただし、力伝達用耐火物と上記配列用耐火物との対向面の傾斜が５０度未満であると水平方向への伝達力が弱くなるおそれがあるので上記傾斜は５０度以上とすることが好ましい。図３では、上記傾斜を６３．６度に設定した場合を例示した。力伝達用耐火物３Ｄａとその他の敷部用耐火物３Ｅの対向面を傾斜させる場合も同様に５０度以上、９０度未満、好ましくは８５度以下とすることが好適である。配列用耐火物３Ｃ、中ノ島用耐火物３Ｂ、その他の敷部用耐火物３Ｅについても、配列方向の対向面を傾斜させる場合は、上下方向の分力が過大にならないように水平から６０度以上９０度未満の範囲で傾斜させることが好ましい。但し、外周側の配列用耐火物あるいはその他の敷部用耐火物であって、力伝達用耐火物との対向面の傾斜が５０度以上６０度未満の場合においては、付与される下向きの分力が大きい。したがって、５０度以上の範囲で配列方向の対向面を傾斜させても良い。また図３に例示したように、配列用耐火物３Ｃ、中ノ島用耐火物３Ｂ、その他の敷部用耐火物３Ｅについても、配列方向の耐火物の厚みを、下部が上部よりも大きくなるようにすることにより、適宜下向きの分力を付与することが好ましい。
【００３６】
そして、このように力伝達用耐火物３Ｄａを適用すると、敷部用耐火物３の平均損傷速度が半分程度まで遅くなったことを確認した。
上記力伝達用耐火物３Ｄａの枚数を、３〜１２枚の範囲で設定し、力伝達用耐火物と配列用耐火物との対向面の傾斜を図３の例と同様に６３．６度とすることを想定すると、例えば３枚の場合には、２１．２度づつ傾斜角度を大きく設定し、１２枚の場合には５．３度づつ傾斜角度を大きく設定すればよい。
【００３７】
また、３枚以上の力伝達用耐火物３Ｄａを用いる場合には、傾斜した対向面として、水平面に対し３０度〜７０度の範囲の傾斜となる対向面が存在するように設定すれば、側壁用耐火物５からの下向きの力を水平方向に変換できることを確認している。
なお、力伝達用耐火物３Ｄａを除く、敷部用耐火物３が摩耗しても敷部用耐火物の浮き上がりを防止するには、傾斜させる耐火物につき図５に基づき下記式を満足することが好ましい。
Ｌ ＞ ｔ・ｔａｎθ
ここで、
Ｌ：鉛直方向の煉瓦長
ｔ：水平方向の目地厚さ
θ：耐火物の対向面の傾斜角度
【００３８】
例えば目地厚さが２ｍｍで、鉛直方向の煉瓦長が１２０ｍｍに損耗した場合でも浮き上がりを防止するには、敷部用耐火物の対向面の傾斜角度θは８９度より小さくなるようにする。
図１および図２に示した実施形態では、中ノ島用耐火物３Ｂ、配列用耐火物３Ｃ、力伝達用耐火物３Ｄａとも２列で配列した例で説明したが、配列数は必ずしも２列には限定されず、大型の煉瓦を用いて１列としても良いし、３列以上とすることも可能である。
【実施例１】
【００３９】
上記実施形態の効果について実験を行った。
「実施例」
実施例では、上記実施形態に沿って、中ノ島用耐火物を上述に述べたような傾斜構造とすると共に、複数の力伝達用耐火物３Ｄａを、側壁用耐火物５からの荷重を横方向（上記配列用耐火物３Ｃに向けて）に変換可能なように傾斜させた構造（側壁用耐火物と敷部用耐火物とが一体構造）を採用した。
【００４０】
また、比較例として、下記２つの構造を採用した。
ここで、なお、採用したのは、次の（ａ）（ｂ）の２例とし、いずれも中ノ島用耐火物３Ｂと環流管羽口用耐火物３Ａの対向面を８５度傾斜させた。
（ａ）力伝達用耐火物３Ｄａを２枚に設定し、中ノ島用耐火物３Ｂを８５度、配列用耐火物３Ｃを７４．２度〜８５度傾斜させた例（図４）
（ｂ）力伝達用耐火物３Ｄａを６枚に設定し、中ノ島用耐火物３Ｂを８５度、配列用耐火物３Ｃを６３．６度〜８５度傾斜させた例（図３）
【００４１】
「比較例１」
中ノ島用耐火物を傾斜構造とせず、且つ、側壁用耐火物を全て垂直に積み上げ、敷部用耐火物を全て水平に並べる側壁用耐火物と敷部用耐火物とを分断した構造を採用した。
すなわち本構造では力伝達用耐火物は配置しなかった。
「比較例２」
中ノ島用耐火物を傾斜構造とし、且つ、側壁用耐火物全て垂直に積み上げ、残りの敷部用耐火物を全て水平に並べる構造（力伝達用耐火物は配置しない）を採用した。
【００４２】
そして、上記実施例の構造と、上記２つの各比較例の構造とをそれぞれ実機に適用した結果、比較例１の下部槽に対し、実施例では、いずれも敷部の損耗速度が約５０％低減したことを確認した。
また、比較例２においては、比較例１の構造と損耗状況は余り変化が無かった。
【符号の説明】
【００４３】
１ ＲＨ脱ガス下部槽
２ 環流管
３ 敷部用耐火物
３Ａ 環流管羽口用耐火物
３Ｂ 中ノ島用耐火物
３Ｃ 配列用耐火物
３Ｄ 連結用耐火物
３Ｄａ 力伝達用耐火物
３Ｅ その他の敷部用耐火物
５ 側壁用耐火物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、２本の環流管に挟まれた中ノ島に配置される中ノ島用耐火物、上記中ノ島用耐火物に連続して配置され上記中ノ島を通り且つ敷部の水平断面において当該２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向を配列方向とする配列用耐火物、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物、及びその他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物を有し、
上記連結用耐火物のうち、少なくとも上記配列用耐火物に連続して配置される連結用耐火物は、側壁用耐火物から上記配列用耐火物に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とするＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項２】
上記配列方向で隣り合う配列用耐火物間の少なくとも一カ所における配列用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項３】
上記配列方向で隣り合う中ノ島用耐火物間の少なくとも一カ所における中ノ島用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部中央側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項４】
上記複数の敷部用耐火物として、上記各環流管の周囲を包囲する環流管羽口用耐火物を有し、
上記中ノ島用耐火物に隣接する環流管羽口用耐火物と当該中ノ島用耐火物との対向面は、対象とする環流管羽口用耐火物に対応する環流管側に、上部が下部よりも近づくように傾斜していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項５】
２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物を有し、
上記連結用耐火物の少なくとも一部は、側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とするＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項６】
側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ上記力伝達用耐火物を、３つ以上のブロックから構成し、
上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも２カ所の対向面を、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜させると共に、上記各対向面の傾斜は、底部内側に近い力伝達用耐火物間ほど鉛直に近い傾斜となっていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項１】
２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、２本の環流管に挟まれた中ノ島に配置される中ノ島用耐火物、上記中ノ島用耐火物に連続して配置され上記中ノ島を通り且つ敷部の水平断面において当該２本の環流管を結ぶ線に交差する交差方向を配列方向とする配列用耐火物、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物、及びその他の底部位置に配置されたその他の敷部用耐火物を有し、
上記連結用耐火物のうち、少なくとも上記配列用耐火物に連続して配置される連結用耐火物は、側壁用耐火物から上記配列用耐火物に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とするＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項２】
上記配列方向で隣り合う配列用耐火物間の少なくとも一カ所における配列用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも中ノ島側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項３】
上記配列方向で隣り合う中ノ島用耐火物間の少なくとも一カ所における中ノ島用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部中央側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項４】
上記複数の敷部用耐火物として、上記各環流管の周囲を包囲する環流管羽口用耐火物を有し、
上記中ノ島用耐火物に隣接する環流管羽口用耐火物と当該中ノ島用耐火物との対向面は、対象とする環流管羽口用耐火物に対応する環流管側に、上部が下部よりも近づくように傾斜していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項５】
２本の環流管を有する底部が複数の敷部用耐火物で内張されていると共に、側壁内面が複数の側壁用耐火物で内張されているＲＨ脱ガス下部槽において、
上記複数の敷部用耐火物は、上記側壁用耐火物と少なくとも一部が上下で重なる位置に配置される連結用耐火物を有し、
上記連結用耐火物の少なくとも一部は、側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ２つ以上の力伝達用耐火物からなり、
上記力伝達用耐火物は、側壁用耐火物からの上下方向の荷重を横方向に変換可能なように、上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも一カ所における力伝達用耐火物間の対向面は、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜していることを特徴とするＲＨ脱ガス下部槽。
【請求項６】
側壁用耐火物から底部内側に向けて並ぶ上記力伝達用耐火物を、３つ以上のブロックから構成し、
上記側壁用耐火物から底部内側に向けた並び方向で隣り合う力伝達用耐火物間の少なくとも２カ所の対向面を、上部が下部よりも底部内側に位置するように傾斜させると共に、上記各対向面の傾斜は、底部内側に近い力伝達用耐火物間ほど鉛直に近い傾斜となっていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載したＲＨ脱ガス下部槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０２３９６（Ｐ２０１２−１０２３９６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７９７２（Ｐ２０１１−２１７９７２）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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