CN1993484A - 熔融金属容器中的熔融金属的排出口和具有该排出口的转炉的操作方法及熔融金属排出口的套筒更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是，找出用于缩短以转炉为代表的熔融金属容器中的熔融金属排出口的平均排出时间的方法，特别是使用了套筒状耐火物的熔融金属排出口的平均排出时间的方法，由此提高转炉等的操作效率。为了解决该课题，由装在转炉的内衬耐火物上的上部套筒(32)和可拆装地设在其下端部的下部套筒(33)构成排出口，下部套筒(33)的内孔截面积是使用后更换时的下部套筒的内孔截面积的60～98％。

Description

熔融金属容器中的熔融金属的排出口和具有该排出口的转炉的操作方法及熔融金属排出口的套筒更换装置

技术领域

本发明涉及用于从转炉等熔融金属容器排出熔融金属的排出口，特别是由可以更换的套筒状耐火物组成的排出口和具有该排出口的转炉的操作方法及套筒状耐火物的更换装置。

背景技术

在精炼以钢水为代表的熔融金属时，用浇包那样的移送容器把高温的熔融状态的金属运到象转炉那样的精炼炉中，由移送容器转移该熔融金属进行精炼，然后将精炼结束后的熔融金属再次排向移送容器，搬运到下一工序。

这样的精炼炉的处理周期基本上由熔融金属的接受、精炼、排出这三个工序组成。对于该精炼炉处理周期的时间，在作为代表例的制钢用转炉的情况下，铁水的接受(接受钢水)大约需5分钟，精炼(吹炼)大约需30分钟，排出(出钢)大约需7.5分钟，整个处理周期需要约42.5分钟。

这样，在该制钢用转炉的整个处理周期中，接受钢水时间占的比例大约为12％，出钢时间约占18％。该接受钢水和出钢，即接受和排出仅是搬运熔融金属的工序，该熔融金属的搬运所需的时间与转炉的基本机能没有直接的关系，是俗称的所谓浪费时间。因而，在精炼工序中，缩短该熔融金属的搬运所需的时间，将会提高转炉的操作效率、可以增加每一座转炉的年精炼处理量，并与提高生产率、进而降低成本有关。

可是，在该精炼工序中，为了缩短接受和排出所需要的时间，不仅要缩短接受和排出的时间，还存在一些必须分别逐个留意的事项。

首先，由移送容器向转炉移送熔融金属的接受工序是使移送容器倾斜、把熔融金属注入到转炉中的工序，必须进行流量控制那样的细致的管理，以不伤害转炉内衬耐火物。另外，在把熔融金属从转炉移到移送容器的排出工序中，必须不使在精炼工序中产生的大量熔渣流向移送容器。与此同时，必须进行如下排出，以在流出时不在熔融金属的喷出流中发生湍流而卷入包含在外部大气中的氧、从而导致熔融金属氧化、使品质显著下降。

这样，为容易对应精炼用金属的接受和排出时各自不同的管理条件，具有分别设置熔融金属的接受部和排出口的转炉。而在这样的转炉中形成以下的结构，即，通过排出口使流出熔渣减少，且排出口的内径或开口面积被限定以使排出流尽可能为层流。

当采用转炉时，作为排出口的出钢口由于高温钢水的急剧流动，化学、机械方面显著损耗，出钢口的口径慢慢扩大。当该出钢口的开口面积慢慢扩大时，排出流量增大，从而排出时间缩短。

但是，若出钢口的开口面积扩大到规定的面积，由于急剧流动，在出钢口的周围发生涡流，卷入钢水表面的熔渣，从而将大量的熔渣排向移送容器。由于该熔渣对金属的品质产生恶劣的影响，故必须避免熔渣的卷入和一下子大量排出钢水。

也就是说，在开口面积达到容许上限时，或出钢时间达到该容许下限时，必须把出钢口换成新品，使出钢口的内径即开口面积回到初始条件。在出钢口的耐火物在每次出钢时熔损而导致开口面积扩大时，设有开口面积的容许上限。出钢时间随着开口面积的增大而缩短，根据规定开口面积的容许上限和出钢时间的关系规定出钢时间的容许下限。

另外，为了防止出钢时的熔渣的流出，一般不设置阻塞钢水和熔渣流的阀等，而是通过转炉自身的倾动或调整转动的时间来进行。这样，由于实际出钢时的防止熔渣流出的操作是在检测在钢水流中卷入熔渣后使转炉自身倾动或转动而进行的，故不可避免有一定量的熔渣排向钢水的移送容器。

而向该移送容器排出的熔渣的量大致与出钢口的开口面积成比例，也由转炉的倾动或转动速度的能力左右。因此，为了使向移送容器排出的熔渣的量为一定量以下，必须考虑转炉的设备能力、设定出钢口的开口面积的上限值。另外，用于使该熔渣的量为一定量以下的出钢口的开口面积的容许上限值也根据转炉的设备能力发生变化。

而且，由出钢口的熔损导致开口面积达到容许上限时的出钢口的更换需要长时间，在此期间转炉不得不停止操作，这样，使精炼量(生产量)下降。

因此，以前一直采取用于缩短更换出钢口的时间的各种对策。例如在专利文献1中，公开了由能更换出钢口的套筒状耐火物形成的结构，通过更换该套筒状耐火物，实现缩短出钢口的更换时间。而且，公开了选择对金属的流出损耗小的寿命长的材质，以使该套筒状耐火物的更换频率变小。

另外，为了使这样的套筒更换速度加快，也研究了例如在专利文献2或专利文献3中公开的当更换浇口盘中的喷嘴时、采用由新的喷嘴推出旧喷嘴的方式。

可是，在上述现有的更换套筒状耐火物的方式中，为了实现套筒状耐火物其本身寿命更长，新品的出钢口径具有与可以容许的最长流出时间相应的小直径，壁厚设计得较厚。通常在转炉中设计出钢口径(内径)，以使新品的出钢口面积为流出面积上限的大约一半，或新品的流出时间约为流出时间下限的两倍。

因此，对于例如用于使用200炉的套筒状耐火物，最初的出钢时间长达10分钟，在使用末期，出钢时间变短到5分钟左右，即用出钢时间的总和/套筒状耐火物的使用次数所表示的平均出钢时间为7.5分钟。

此时，若假设熔渣没有混入转炉中的最短出钢时间为5分钟，就会产生2.5分钟/炉的出钢时间的浪费。

而且，更换套筒状耐火物所需要的时间现在通常一般需要50分钟～100分钟，平均需要75分钟。另外，套筒状耐火物的寿命是150～250炉，平均200炉是限度。在通常的炼钢厂中，一般对于容量为300吨的转炉1来说，出钢间隔(tap-to-tap)平均是40分钟，一年大约精炼12,000炉钢。若假设套筒状耐火物的寿命为平均200炉，更换次数为60次/年，更换所需的时间为平均75分钟/次时，更换所需要的一年间停止操作的时间大约达到4,500分钟、75小时。

如果能把该套筒状耐火物更换所需要的时间缩短到一半的平均37.5分钟，更换所需的一年间停止操作的时间成为一半、大约为2,250分钟、37.5小时，与之相应地可以增加转炉的工作，生产量也增加。另外，如果套筒状耐火物的寿命延长到两倍的平均400炉，则在更换次数成为一半的30次/年，更换所需要的时间平均为75分钟/次时，更换所需要的一年间停止操作的时间同样成为一半的大约2,250分钟、37.5小时，与之相应地可以增加转炉的工作，生产量也增加。

可是，该套筒状耐火物由于使用灰浆等不定形耐火物，牢固地烧结在转炉内衬耐火物上，且不得不在高温下进行更换作业，故将更换时间进一步缩短是极其困难的。

在此，也考虑过把上述专利文献2和3记载的喷嘴更换装置用于转炉出钢口的套筒的更换，但由于转炉的情况和浇口盘的情况不同，钢水的温度一般说来也高达50～100℃，而且连续操作，故装置的耐热性存在问题。特别是用于压接浇口盘喷嘴的弹簧和用于使浇口盘喷嘴向水平方向滑动的油缸等受热劣化。另外，也考虑过安装冷却装置，但由于转炉转动，故具有冷却装置复杂且大型的问题。

另一方面，例如在专利文献4中记载有滑动喷嘴装置，使用具有超过需要的大孔径的板砖(プレ一トれんが)，部分地开闭喷嘴孔径、进行控制，通常通过形成最合适的流量，从而使平均出钢时间缩短。

可是，在转炉的情况下，与浇包和浇口盘的滑动喷嘴装置的情况不同，由于钢水的温度一般说来也高达50～100℃，而且流量多达5～10倍，故对耐火物的损伤大，耐火物的寿命短，从而必须频繁地更换耐火物，反而存在操作效率下降的问题。而且，由于通过多个板砖的喷嘴孔的节流来进行流量控制，故存在排出的钢水流紊乱、使空气卷入钢水中的问题。

专利文献1：日本特开平5-195038号公报

专利文献2：日本特开2001-150108号公报

专利文献3：日本特开平10-286658号公报

专利文献4：日本特公昭55-38007号公报

发明内容

本发明要解决的课题在于，找出用于缩短以转炉为代表的熔融金属容器中的熔融金属排出口的平均排出时间的方法，特别是缩短使用了套筒状耐火物的熔融金属排出口的平均排出时间的方法，由此提高转炉等的操作效率。

另一课题在于提供一种紧凑的排出口，其在装有成为熔融金属排出口的套筒状耐火物的熔融金属容器中，可以更简单地更换套筒状耐火物，而且耐热性好。

再一课题在于提供一种在上述排出口中可以简单地更换套筒状耐火物的套筒更换装置。

本申请发明者认为在现有的熔融金属排出口的套筒状耐火物中，通过在从最初某种程度的内孔截面积大的状态下开始使用，可以缩短平均排出时间。

由于最初使用内孔截面积大的套筒而导致寿命变短，存在更换频率高的问题，但把排出口的套筒状耐火物沿上下方向一分为二，只频繁更换下方套筒、即下部套筒就可以解决该问题。即，通过分成两个，使下部套筒小，容易处理，从而使更换时间变短。因此，明白了平均出钢时间缩短的优点远远大于更换时间增加。另外，由于上部套筒的寿命反而变长，可以获得上部套筒的更换频率变短的效果。

而且，存在耐热性问题的下部套筒压接用的弹性体与下部套筒形成一体，从而每次更换下部套筒都可以更换，使耐热性提高。具体地说，将下部套筒保持在金属框体上，该金属框体与下部套筒压接用的弹性体形成整体的单元。

本发明的熔融金属容器中的熔融金属排出口由上部套筒和可拆装地设在该上部套筒下端部的下部套筒构成。而且，分别由具有成为熔融金属排出口的内孔的耐火物组成，可以在整体成形的耐火物或组合多个耐火物的状态下使用。上部套筒装在覆盖熔融金属容器的内衬耐火物上，比下部套筒耐用性长，例如由具有和现有的套筒状耐火物相同程度或超过其的寿命的高耐用性的材料形成。

熔融金属的流量控制主要通过在狭小的范围内管理设计成理想的熔融金属排出时间的下部套筒的内孔截面积而进行。其更换频率比上部套筒高，是其2～50倍。该更换频率由更换所需要的时间和所使用的耐火物的耐用性及成本等左右。由于在更换时间短且耐火物的成本低时，更换频率变高，故可以使平均出钢时间接近理想的时间。因此，上部套筒也能将耐用性延长到现有产品以上。

在本发明中，新设置时的上部套筒的内孔截面积和新设置时的下部套筒的内孔截面积以下部套筒的使用后更换时的内孔截面积为基准确定。下部套筒的使用后更换时的内孔截面积是指：随着炉次数的增加，下部套筒的内孔由熔损而扩大，使用者判断达到寿命而更换的下部套筒的内孔截面积。

例如，在制钢用转炉的情况下，在主要根据防止熔渣卷入的理由来确定出钢时间的下限的情况下，在到达规定的出钢时间时，换成新的下部套筒。另外，也有不用出钢时间而由熔渣卷入的状况决定下部套筒的寿命的情况。

本发明所说的内孔截面积意味着在套筒中实际限制流速的部分的内孔截面积，是内孔最窄部的截面积。另外，也有在内孔中有台阶或有凹凸等部分而使内孔变窄的情况等，在这种情况下是指实际限制流量的部分的内孔截面积。

在本发明中，新设置时的下部套筒的内孔截面积最好为使用后更换时的内孔截面积的60～98％，为67～97％则更好。若内孔截面积不足60％，则熔融金属排出所需的时间变长，缩短平均排出时间的效果小，若超过98％，则下部套筒的的更换频率过高，更换所需时间的浪费比例加大，不能期待转炉等的操作效率提高。在此所谓新设置时是指刚换成新的下部套筒后，也就是未使用的状态。

如上所述，由于主要在下部套筒中控制流量，故上部套筒即使对内孔截面积不特别限制，也可以获得本发明的效果。即，这是因为由于上部套筒的使用次数可以飞快地增加，例如即使新设置时的内孔截面积比新设置时的下部套筒的内孔截面积小，只要使用次数增加下去也能获得控制下部套筒的流量的效果。然而，为了使本发明的效果更大，新设置时的上部套筒的内孔截面积具体来说最好是使用后的下部套筒的内孔截面积的85～200％。若不足85％，则熔融金属的排出时间过长，若超过200％，则在处理方面不方便。而且，更好的是使新设置时的下部套筒的内孔截面积经常在比上部套筒的内孔截面积小的状态下使用，可以使平均出钢时间更短。

在本发明中，下部套筒可以由将金属框体固定在熔融金属容器上的保持部的轨部支撑，用弹性体被压缩时的反力压接在上部套筒上，通过使其沿轨部的长边方向移动，可在上部套筒上进行拆装。另外，可以在轨的长边方向的前端和后端设置缓和弹性体的压缩的倾斜面。而且，为了在上部套筒的下端面拆装自由地设置下部套筒，最好使上部套筒的下端部处于比熔融金属容器的外面稍稍突出的状态。

用于更换该下部套筒的本发明的套筒更换装置排成一列地包括：保持新下部套筒的新套筒保持部；支撑在轨部上、收容压接在上部套筒上的下部套筒的当前套筒收容部；保持更换后的旧的下部套筒的旧套筒保持部。同时还包括把保持于新套筒保持部的新下部套筒向当前套筒收容部推出的促动器。而且，促动器通过向当前套筒收容部推出新的下部套筒，使新的下部套筒支撑在轨部上、与上部套筒压接，压接在上部套筒上的旧下部套筒被推向旧套筒保持部并被保持。

该套筒更换装置保持在控制器上并能移动，而且具有能装入设在熔融金属容器侧的导向喇叭口中的导杆，在下部套筒更换时，通过控制器的操作可以将导杆装入导向喇叭口并定位。

可以使在熔融金属容器中的熔融金属的排出时间在没有卷入熔渣等的状态下最短，另外可以通过高效率地进行排出口的更换来大幅提高熔融金属容器的操作效率。

另外，如果使耐热性存在问题的下方套筒压接用的弹性体与下部套筒一体化，就可以在每次更换下部套筒时都能更换弹性体，提高作为排出口整体的耐热性。

附图说明

图1用剖面表示本发明的熔融金属的排出口的概况；

图2表示图1所示的下部套筒的更换状态；

图3表示使用了本发明的熔融金属的排出口的下部套筒的更换状态；

图4表示作为比较例的熔融金属的排出口；

图5表示比较例情况的下部套筒的更换状态；

图6表示本发明的熔融金属的排出口和套筒更换装置的另一实施例；

图7表示图6的排出口的上部侧；

图8表示下部套筒，(a)是平面图、(b)是(a)的A-A剖面图、(c)是(a)的B-B剖面图；

图9表示上部套筒的主要部分；

图10表示使下部套筒压接在上部套筒上的状态；

图11表示用套筒更换装置进行下部套筒的更换作业的要领，(a)是平面图、(b)是侧面图；

图12表示下部套筒的更换要领。

具体实施方式

下面，根据将本发明用于制钢用转炉的出钢口的实施例，说明本发明的实施方式。

实施例

图1是本发明的转炉的出钢口的剖面图，表示使转炉倾动以使出钢口31的中心轴成为垂直的状态。出钢口31由装在转炉的内衬的耐火物上的上部套筒32和可拆装地设在其下端部的下部套筒33构成，分别表示在放置有新品的状态下使用前的状态。

上部套筒32由筒状的耐火物34和设在下端的具有喷嘴孔的板状耐火物35构成，其下端部从转炉的外面36突出，其与承力砖37之间用灰浆固定。下部套筒3由筒状耐火物38和设在上端的具有喷嘴孔的板状耐火物39构成，保持在设于上部套筒的下端部上的下部套筒更换装置40上，下部套筒的上端面压接在上部套筒的下端面上。下部套筒更换装置40固定在转炉的铁皮上，通过没有图示的弹性体向上部套筒的方向推压并保持下部套筒。若在该状态下重复使用，则下部套筒的内径一点点地扩大，达到使用界限。此时，新设置时的上部套筒的内孔截面积设计成为使用后更换时的下部套筒的内孔截面的88％。

成为使用界限的下部套筒33，如图2所示，更换成新的下部套筒41。用于此的更换装置利用在日本特开2002-346705号公报中公开的浸渍喷嘴更换装置。即形成如下结构，通过用液压缸等驱动装置水平地推压新的下部套筒41，推出旧的下部套筒33，可以换成新的下部套筒41。具体地该更换装置包括：设在转炉侧面以收容上部套筒的保持金属框、具有滑动面的隔着上部套筒相对设置的弹簧部(未作图示)、与弹簧部连接并向上方施力的多个键盘(未作图示)和导轨。另外，用于推压新的下部套筒的推杆和驱动源不设在转炉上，在更换时拆装。

表1和图3表示使用了由图1所示的套筒组成的出钢口的转炉的操作状态。

表1

	比较例1	实施例1
			使用后更换时的下部套筒的内孔截面积(％)		100
新设置时的上部套筒的内孔截面积(％)		100
			新设置时的下部套筒的内孔截面积(％)		88
使用后更换时的套筒的内孔截面积(％)	100
			新设置时的现有套筒的内孔截面积(％)	50
使用开始的出钢时间(分/炉)	10.0	6.3
			使用末期的出钢时间(分/炉)	5.0	5.0
平均出钢时间(分/炉)	7.50	5.63
			比比较例1的出钢时间缩短(分/炉)		1.87
由于平均出钢时间缩短而产生的效果(分/200炉)		374
			下部套筒的寿命(炉)		50.0
下部套筒的更换次数		4
			下部套筒的合计更换时间(分/200炉)		80
操作效率提高(分/200炉)		294

所使用的下部套筒的使用后更换时的内孔截面积，是测量使用后的四个下部套筒的内孔截面积、由其平均值算出的，为707cm²(内径300mm)，把该内孔截面积作为使用后更换时的内孔截面积设为100％。新设置时的上部套筒的内孔截面积做成与下部套筒的使用后的内孔截面积相同。新设置时的下部套筒的内孔截面积相对下部套筒的使用后的内孔截面积是88％。出钢次数使用了200次。平均出钢时间表示200次的平均值。上部套筒的长度做成700mm、下部套筒的长度做成300mm。套筒的材质在实施例、比较例中都是氧化镁炭精粉材料。

图4是作为比较例的现有例，是用与本发明相同的转炉整体成形的，表示使用了内孔截面积大致一定的一根套筒状耐火物51的例。该套筒状耐火物使用200次，使用后更换时的内孔截面积是707cm²(内径300mm)，最初的内孔截面积相对使用后是50％。

如图5所示，由于最初的内孔截面积小、为50％，故该比较例1的出钢时间长到10分钟。随着使用次数增加，出钢时间慢慢变短。结果，平均出钢时间为7.5分钟。与此相对，在实施例1的情况中，如图3所示，若与比较例1相比，由于最初的下部套筒的内孔截面积大，为88％，故最初的出钢时间也短，为6.25分钟。因此，平均出钢时间为5.63分钟，如表1所示，比比较例1短1.87分钟。然而，下部套筒每50炉必须更换，其平均更换时间是20分钟。因此，在200炉期间需要更换四次，即，合计需要80分钟。从而，在用该转炉出钢200次时，可以得到操作效率提高1.87分/次×200次-80分＝294分的优点。

因而，由于用该转炉一年工作12000炉，从而一年节省时间为294小时。若用该时间进行精炼，会增加442.5炉/年、132,750吨/年的生产量。

进而，根据该实施例的结果，将对改变新设置时的下部套筒的内孔截面积和下部套筒的更换时间时的一年间的操作效率的提高的计算结果示于表2。

表2

	比较例1	比较例2	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
								使用后更换时下部套筒的内孔截面积		100	100	100	100	100	100
新设置时的上部套筒的内孔截面积(％)		100	100	100	100	100	100
								新设置时的下部套筒的内孔截面积(％)		99	98	97	94	88	67
使用后更换时的套筒的内孔截面积(％)	100
								新设置时的现有套筒的内孔截面积(％)	50
								使用开始的出钢时间(分/炉)	10.0	5.1	5.2	5.3	5.6	6.3	8.3
使用末期的出钢时间(分/炉)	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
								平均出钢时间(分/炉)	7.5	5.0	5.1	5.2	5.3	5.6	6.7
比比较例1的平均出钢时间缩短(分/炉)		2.46	2.42	2.34	2.19	1.88	0.83
								比比较例1的平均出钢时间缩短时间(时间/年)①		492	484	469	438	375	167
								下部套筒的寿命(炉)	0	3.1	6.3	12.5	25.0	50.0	133.3
								下部套筒的更换时间(分/次)		5	5	5	5	5	5
下部套筒的更换时间②(时间/年)		320	160	80	40	20	8
								操作效率提高的时间①-②(时间/年)		172	324	389	398	355	159
								下部套筒的更换时间(分/次)		10	10	10	10	10	10
下部套筒的更换时间③(时间/年)		640	320	160	80	40	15
								操作效率提高的时间①-③(时间/年)		-148	164	309	358	335	152
								下部套筒的更换时间(分/次)		20	20	20	20	20	20
下部套筒的更换时间④(时间/年)		1280	640	320	160	80	30
								操作效率提高的时间①-④(时间/年)		-788	-156	149	278	295	137

注1)下部套筒的更换时间(时间/年)由(12000/下部套筒的寿命)×下部套筒的更换时间算出

该计算假设该转炉一年出钢12000次。下部套筒的寿命与实施例1的情况一样，按损耗速度算出。由该表可知，下部套筒的更换时间越短，操作效率提高越大，在更换时间是5分钟时，在实施例2～6和比较例中全都有效果，而更换时间是10分钟时，下部套筒的内孔截面积在使用后的下部套筒的内孔截面积的98％以上的区域收不到效果。根据该结果可知，若考虑更换时间的富余，新设置时的下部套筒的内孔截面积是97～67％更好。通过利用接合销钉和螺栓连接等现有的连续铸造用喷嘴等固定下部喷嘴等的方法可以充分实现下部套筒的更换时间为20分钟。

图6是表示本发明的熔融金属的排出口和套筒更换装置的另一实施例的分解立体图，图7是表示图6的排出口的上部侧的立体图。

图6、图7所示的熔融金属的排出口具有装在转炉1侧的内衬的耐火物上的上部套筒2和可拆装地安装在上部套筒2的前端部上的下部套筒3。另外，图6、图7所示的转炉在转炉的出钢口附近，是转炉的一部分。

图8是表示下部套筒3的图，(a)是平面图、(b)是(a)的A-A剖面图、(c)是(a)的B-B剖面图。如该图所示，下部套筒3整体安装在由外金属框4a和内金属框4b组成的金属框体4上。另外，如图8(c)所示，在外金属框4a和内金属框4b之间装有由螺旋弹簧组成的弹性体5，外金属框4a借助弹性体5使内金属框4b可沿上下方向可移动地对其加以收容。具体地，弹性体5装在向内金属框4b突出设置的导引突起6上并保持不向横方向偏移，内金属框4b的上下方向的移动由图8(b)中所示的导销7引导。导引突起6的长度设定成即使弹性体5在弯曲的范围内收缩也不会与外金属框4a碰撞。弹性体按同心圆状设有总计10个。另外，在外金属框4a中，设有作为向弹性体5部分导入外部气体、用于冷却的外部气体导入口的冷却喇叭口(ホ一ン)8。

内金属框4b用设在其侧部的套筒固定部9保持下部套筒3。套筒固定部9由在前端具有套筒压紧金属件9a的螺旋机构组成，用螺旋机构使套筒压紧金属件9a前进，压向下部套筒3的侧面，将下部套筒3固定在内金属框4b上。

下部套筒3用耐火物制造，在上面形成与上部套筒2的接合面3a。接合面3a成大致圆形，在侧面具有平行的两个平行面3b。该平行面3b与在后述的下部套筒更换时的移动方向垂直的方向上形成，平行面3b的长度比设在接合面3a的中心的喷嘴孔3c的直径大。通过使平行面3b的长度比喷嘴孔3c的直径大，抑制由更换时的推压力导致的下部套筒3的破损。在接合面3a上不设平行面3b、把接合面3a做成完整的圆形时，由于接合面3a在和内金属框4b更换时的移动方向上成点接触，所以应力集中，容易发生破损。另外，若平行面3b的长度比喷嘴孔3c的直径短，则在发生以该平行面3b为起点的裂纹时，容易通过喷嘴孔3c。

本实施例的下部套筒3做成整体物，但也能使用由不同的材质等分别制造例如包含接合面3a的上部和下部的圆筒部后进行接合的部件。另外，若用金属壳覆盖外面也能收到抑制破损的效果。

图9是表示上部套筒2的主要部分的剖面图。如该图所示，上部套筒2整体安装在由外金属框10a和内金属框10b组成的金属框体上。外金属框10a固定在固定于转炉1侧的底板11上，内金属框10b用销12可相对外金属框10a沿上下方向稍微移动地安装着。另外，内金属框10b由设在其侧部的套筒固定部13保持上部套筒2。由于套筒固定部13与前面说明过的下部套筒2固定用的套筒固定部9具有相同的结构，故省略说明。

上部套筒2与下部套筒3一样用耐火物制造，在下面形成与下部套筒3的接合面2a。接合面2a如图7所示，成大致圆形，在侧面具有平行的两个平行面2b。该平行面2b在与后述的下部套筒更换时的移动方向垂直的方向上形成，平行面2b的长度作得比设在接合面2a的中心的喷嘴孔2c的直径大。

通过在与转炉1的内衬的耐火物之间填充不定形耐火物来保持上部套筒2。

图10是表示使下部套筒3压接在上部套筒2的下面的状态的主要部分的剖面图。下部套筒3保持在固定在底板11上的一对保持部14的轨部14a上。在该状态下，保持下部套筒3的金属框体4的外金属框4a被推向上方，压缩弹性体5。之后，在弹性体5的反力作用下，内金属框4b与下部套筒3一起被上推，下部套筒3的接合面3a确实地压接在上部套筒2的接合面2a上。

另外，保持下部套筒3的金属框体4能沿着轨部14a的长边方向滑动，通过使金属框体4(下部套筒3)沿着轨部14a的长边方向滑行移动，可以进行下部套筒3的更换。在实施例中，在金属框体4的外金属框4a下面和轨部14a的表面上分别设置衬垫26，在容易滑行移动的同时使耐磨损性提高。

而且，如图7所示，轨部14a在长边方向的两端部具有倾斜面14b。由于该倾斜面14b向下方倾斜，所以在使金属框体4(下部套筒3)沿着轨部14a的长边方向滑行移动时，在两端的倾斜面14b部分，金属框体4的外金属框4a的提升量变小，从而弹性体5的压缩得以缓和，下部套筒3对上部套筒2的压接力变小。因此，可以顺利进行下部套筒3的更换。

下面，对本发明的套筒更换装置进行说明。

如图6所示，套筒更换装置15在基板19上排成一列地包括：在更换套筒时保持新的下部套筒的新套筒保持部16、收容压接在上部套筒上的下部套筒3的当前套筒收容部17、保持更换后的旧下部套筒的旧套筒保持部18。新套筒保持部16和旧套筒保持部18分别具有可滑动地支撑新的下部套筒和旧的下部套筒的金属框体的导轨16a、18a。另外，在新套筒保持部16侧设有由油缸组成的促动器20。

在此，在转炉1侧的底板上，如图6、图7所示，以喷嘴孔2c的中心为对角线的中心设有一对定位用的导向喇叭口21，在套筒更换装置15的基板19上，在与导向喇叭口21对应的位置上设有一对导杆22。

下面，对用套筒更换装置15进行下部套筒的更换作业进行说明。

图11是表示用套筒更换装置15进行下部套筒的更换作业的要领的图，(a)是平面图、(b)是侧面图。而图12是表示更换下部套筒时的主要部分的剖面图。

当更换下部套筒时，通过使新的下部套筒3′滑入导轨16a，事先将其保持在套筒更换装置15的新套筒保持部16上(参照图12)。其次，如图11所示，使用移动台车23上的控制器24保持套筒更换装置15，使移动台车23沿着轨道的轨部25前进，从而使套筒更换装置15接近转炉1。之后，操纵控制器24，一边进行套筒更换装置15的上下左右方向的位置调整，一边把套筒更换装置15的导杆22装入设在转炉1侧的导向喇叭口21，进行套筒更换装置15的定位。

参照图12对其后的顺序进行说明，通过使套筒更换装置15的促动器20前进(伸长)，向当前套筒收容部17推出保持在新套筒保持部16上的新的下部套筒3′。通过该操作，如图10所示，新的下部套筒3′置于轨部14a上、压接在上部套筒2上，压接在上部套筒上旧的下部套筒3″(参照图12)向旧套筒保持部18推出，滑到导轨18a上并被保持。通过上述步骤，完成下部套筒的更换。

在实际的转炉中，在使用本实施例的排出口结构、用套筒更换装置实施更换作业时，可以在五分钟内完成更换作业。

产业上利用的可能性

本发明不仅适用于制钢用转炉，也可以用于非铁精炼用转炉和其它倾动炉。

Claims (14)

1、一种熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其由上部套筒和可拆装地设在上部套筒的下端部的下部套筒组成，新设置时的下部套筒的内孔截面积是使用后更换时的内孔截面积的60～98％。

2、如权利要求1所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，上部套筒的新设置时的内孔截面积是使用后更换时的下部套筒的内孔截面积的85～200％。

3、如权利要求1所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，上部套筒的下端部从熔融金属容器的外面突出。

4、一种熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其由上部套筒和可拆装地设在上部套筒的下端部的下部套筒组成，下部套筒与用于把下部套筒压接在上部套筒的弹性体卡合，同时，保持在与该弹性体形成整体单元的金属框体上，而且，下部套筒由将金属框体固定在熔融金属容器上的保持部的轨部支撑，用弹性体被压缩后的反力压接在上部套筒上，通过沿所述轨部的长边方向移动，可装拆于上部套筒。

5、如权利要求4所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，金属框体具有用于向弹性体导入外部气体的外部气体导入口。

6、如权利要求4所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，所述轨部在其长边方向的前端和后端具有缓和弹性体的压缩的倾斜面。

7、如权利要求4所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，上部套筒和下部套筒的接合面成大致圆形，上部套筒和下部套筒的喷嘴孔设在接合面的中心，接合面的外形在与下部套筒拆装时的移动方向垂直的方向上具有比所述喷嘴孔长的平行面。

8、如权利要求4所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，新设置时的下部套筒的内孔截面积是使用后更换时的内孔截面积的60～98％。

9、如权利要求8所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，上部套筒的新设置时的内孔截面积是使用后更换时的下部套筒的内孔截面积的85～200％。

10、如权利要求8所述的熔融金属容器中的熔融金属的排出口，其特征在于，上部套筒的下端部从熔融金属容器的外面突出。

11、一种熔融金属容器排出口的套筒更换装置，其用于更换权利要求4所述的熔融金属容器中的熔融金属容器排出口的下部套筒，

其特征在于，排成一列地包括：保持新的下部套筒的新套筒保持部；收容支撑在所述轨部上、压接在上部套筒上的下部套筒的当前套筒收容部；保持更换后的旧的下部套筒的旧套筒保持部；同时，包括将保持在新套筒保持部的新下部套筒向当前套筒收容部推出的促动器，所述促动器通过向当前套筒收容部推出新的下部套筒，使新的下部套筒支撑在所述轨部上与上部套筒压接，压接在上部套筒上的旧下部套筒被推向旧套筒保持部并加以保持。

12、如权利要求11所述的熔融金属容器排出口的套筒更换装置，其特征在于，具有保持在控制器上并可移动、能装入设在熔融金属容器侧的导向喇叭口中的导杆，在更换下部套筒时，通过控制器的操作把导杆装入导向喇叭口中并进行定位。

13、一种转炉的操作方法，所述转炉具有由上部套筒和可拆装地设在该上部套筒的下端部的下部套筒组成的熔融金属的排出口，

新设置的下部套筒的内孔截面积是使用后更换时的下部套筒的内孔截面积的60～98％，

而且，在转炉操作中，所述下部套筒的内孔截面积经常维持在上部套筒的内孔截面积以下。

14、如权利要求13所述的转炉的操作方法，其特征在于，将更换设置了下部套筒时的上部套筒的内孔截面积维持在使用后更换时的下部套筒的内孔截面积的85～200％。

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