高炉分配シュートの故障原因分析と解決策

高炉のSLIPタンクの主な故障要因には、(1)高流量低下による衝撃損傷、②ライニングボード上の材料の滑り摩耗、③シェル燃焼とキャビテーション、④熱応力による溶接割れ、ボルトせん断、マトリックスの引き裂きなどがあります。

布製トラフの故障を防ぎ、信頼性と長寿命を確保するためには、主に2つの側面から検討する必要があります。1つは内部構造、もう1つは材料の選定です。

1. 構造選択

構造的な観点から見ると、布製トラフには主に2つの構造形態がある。1つは蓄積型（研磨型）であり、もう1つは滑らかな表面型である。

1) スロット付きファブリックトラフは、主にスロットプレート、耐摩耗合金ブロック、マトリックスプレート、断熱材、シェルプレートで構成されています。基本原理は、供給トラフ内部の供給ポイントに一定数、高さ、角度のグリッドプレートを配置して、一定量の装薬を貯蔵できる小さな空洞を形成することです。最初のブランキング後、一定量の装薬が空洞に貯蔵されて巣状になり、後続の装薬がスリップタンクの内部シェルに直接衝突するのを防ぎます。ディンプルボードの表面には耐摩耗合金が露出しており、ディンプルボードの底面と分配トラフの下部には耐摩耗合金ブロックが埋め込まれています。

（１）ネスト式布製トラフの利点：①超硬合金構造の高硬度と靭性の低さという欠点を補い、布製トラフの耐用年数を大幅に延ばします。（２）スリップの耐摩耗部分への供給流の直接的な衝撃を回避し、二次衝撃による損傷を大幅に軽減し、供給流の制御性を向上させます。（３）平行缶詰ベルトップの場合、アキュムレータ型供給トラフの緩衝および減速効果により、供給流のずれによる楕円形の供給現象を大幅に軽減します。

（２）重ね合わせ式飼料槽の欠点：①構造設計が難しく、製造工程が複雑である。②容積が大きく、重量がある。このタイプの飼料槽の耐用年数は（2500 BFの特性パラメータに基づくと）36ヶ月以上に達すると推定される。これは実際に実証されている。

2) 平滑な布製スリップは、耐摩耗部の構造に応じて、表面溶接タイプと組立タイプに分類できます。

プレハブ式布製トラフは、鋳造ベースと、取り外し可能な分割式プレハブライナー、プレス部品、および留め具で構成されています。通常の使用状況では、ベースは長期間使用でき、ライナーのみを交換すれば済みます。また、摩耗の程度に応じてライナーを交換することで、耐用年数を延ばすことも可能です。

表面構造を有する布製スリップは、鋳造マトリックスの表面に耐摩耗性材料を表面処理することによって製造される。表面処理は、摩耗の程度に応じて補修することができる。スロット構造であれ平滑表面構造であれ、布製スリップウェイ出口は、電荷がスリップウェイ円筒バスからランダムに移動することなく確実に流出するように、十分な平滑長を有していなければならない。

2. 材料の選定

1) ファブリックスリップの材料選定は、主にマトリックスと耐摩耗部の2つの部分で検討されます。マトリックス材料の選定については、現状では大きな問題はなく、通常は耐熱鋼が選択されます。鋳造でも板成形でも、強度と剛性を満たし、高温での熱変形を防ぐことができます。マトリックスの焼損や空洞化は、マトリックスの外側に耐火繊維または耐火ライニング保護材を追加することで実現できます。現在、主な問題は耐摩耗材料の選定です。

2) ファブリックトラフの長寿命化には、耐摩耗性と耐衝撃性に優れた耐摩耗材料の使用が求められます。これらは相反する要求です。現在、耐摩耗性指標の測定には一般的に硬度が用いられていますが、既知の材料では、硬度が高いほど靭性が低くなります。したがって、材料だけに頼ってファブリックスリップの耐摩耗性問題を解決することは現実的ではありません。現在、スリップの耐摩耗部品に使用されている主な材料は超硬合金であり、主に鋳造（肉盛を含む）と焼結です。鋳造された超硬合金の強度と硬度は、焼結タイプに比べてはるかに低くなっています。