JP2001131630A - 真空脱ガス装置用浸漬管 - Google Patents

真空脱ガス装置用浸漬管

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JP2001131630A
JP2001131630A JP30827099A JP30827099A JP2001131630A JP 2001131630 A JP2001131630 A JP 2001131630A JP 30827099 A JP30827099 A JP 30827099A JP 30827099 A JP30827099 A JP 30827099A JP 2001131630 A JP2001131630 A JP 2001131630A
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irregular
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JP30827099A
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Toshiyuki Hokii
利之 保木井
Koichi Nishi
浩一 西
Toyoyasu Obana
豊康 尾花
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Krosaki Harima Corp
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Krosaki Harima Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐用性に優れた真空脱ガス装置用浸漬管に関
する。 【解決手段】 耐火物に円筒芯金を内在してなる真空脱
ガス装置用浸漬管において、少なくとも円筒芯金に対す
る外周耐火物を不定形耐火物とし、この外周不定形耐火
物のうちスラグライン部の不定形耐火物に金属ファイバ
ーを添加し、且つ前記外周不定形耐火物のうちスラグラ
イン部より下方に位置する不定形耐火物には、金属ファ
イバー添加しないか又は前記スラグライン部の不定形耐
火物より少ない量の金属ファイバーを添加した真空脱ガ
ス装置用浸漬管

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空脱ガス装置用
浸漬管の耐火物内張り構造に関する。
【0002】
【従来の技術】RH式、DH式、KTB式等と称される
真空脱ガス装置には、真空槽と取鍋との溶鋼経路となる
浸漬管が、フランジを介して着脱自在に装着されてい
る。
【0003】この浸漬管は、例えば特公昭59-25012号公報、
特公平1-40889号公報のとおり、耐火物に円筒芯金が内
在した構造である。。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】浸漬管は取鍋内の溶鋼
に浸漬した状態使用されるため、取鍋の溶鋼面に浮遊す
るスラグが外周面に付着する。スラグ付着量が増すと浸
漬管の外周径が膨らみ、浸漬管を取鍋の溶鋼に浸漬した
際、溶鋼面が取鍋から溢れ、真空脱ガス処理操業の支障
となる。
【0005】そこで、例えば特公平6-57852号公報等で提案
されているとおり、真空脱ガス処理の休止中に、浸漬管
外周に付着したスラグを切削除去することが行なわれて
いる。しかし、このスラグ除去の際に受ける機械的応力
で浸漬管外周の耐火物が損傷するという問題がある。
【0006】一方、不定形耐火物の強度付与として金属ファ
イバーの添加が知られている。前記耐火物の損傷を防止
するために、金属ファイバー添加の不定形耐火物の使用
が考えられる。しかし、金属ファイバーが低融物である
ために耐食性低下の原因となる。
【0007】本発明は、真空脱ガス装置用浸漬管における上
記従来の問題を解決することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐火物に円筒
芯金を内在してなる真空脱ガス装置用浸漬管において、
少なくとも円筒芯金に対する外周耐火物を不定形耐火物
とし、この外周不定形耐火物のうちスラグライン部の不
定形耐火物に金属ファイバーを添加し、且つ前記外周不
定形耐火物のうちスラグライン部より下方に位置する不
定形耐火物には、金属ファイバー添加しないか又は前記
スラグライン部の不定形耐火物より少ない量の金属ファ
イバーを添加したことを特徴とする。
【0009】図6は、従来の浸漬管の縦断面図とその使用状
況を模式的に示したものである。浸漬管は使用の際、円
筒芯金(1)の上端に周設したフランジ(2)を介して真
空脱ガス装置の環流管(3)に装着される。
【0010】円筒芯金(1)に対する外周耐火物は、施工性
あるいは構造的強度の面から不定形耐火物(4)が使用
される。図には省略しているが、円筒芯金(1)の外周
面には多数のスタッドが植設され、不定形耐火物(4)
を牽引支持している。
【0011】内周は耐食性の面から一般に定形耐火物(5)
が設けられる。定形耐火物は円筒芯金(1)の内周に位
置することで、円筒芯金(1)による拘束と共に、周方
向に互いの迫り合うことで、スタッドの使用がなくと
も、例えば円筒芯金(1)の下端に設けられた受金(6)
等で十分に保持される。
【0012】不定形耐火物に金属ファイバーを添加すると、
浸漬管使用中の高温下で金属ファイバーが溶解し、不定
形耐火物組織中に空隙が形成される。この空隙は金属フ
ァイバーに見合う形状のために連通孔である。そして、
溶鋼がこの連通孔を介して不定形耐火物組織の奥深く浸
透し、不定形耐火物の耐食性を低下させ、同時に溶鋼浸
透層と溶鋼未浸透層との境界に亀裂が生じる構造的スポ
ーリングの原因となる。
【0013】本発明者らの知見によると、前記の溶鋼浸透
は、不定形耐火物(4)のうち浸漬管の下方ほど著し
い。これは、浸漬管上方の不定形耐火物は浸漬管内孔を
流通する溶鋼からの片面加熱であるのに対し、下方は浸
漬管の内外周に位置する溶鋼からの両面加熱を受け、不
定形耐火物(4)に内在する金属ファイバーがより溶解
されやすいためと考えられる。
【0014】そこで本発明では、浸漬管の下方に位置する不
定形耐火物に対しては、溶鋼浸透の原因となる金属ファ
イバーを添加しないか又はその添加量を少なくした。そ
の結果、浸漬管下方の不定形耐火物の溶鋼浸透が大幅に
減り、耐食性が向上した。
【0015】スラグライン部の不定形耐火物は、溶鋼湯面の
境界部に相当することで、溶鋼湯面を境界にしてその上
下方向の温度差が大きく、この温度差が原因した亀裂が
生じ易い。この亀裂の存在もあって、スラグライン部の
不定形耐火物は、スラグ除去の応力で損傷が著しい。
【0016】本発明では、スラグライン部の不定形耐火物に
対しては金属ファイバーを添加し、その亀裂防止と機械
的強度を付与する。これにより、スラグ除去の際の損傷
を防止する。
【0017】スラグライン部は下方に比べて溶鋼加熱の影響
が少ないことで、金属ファイバーは殆ど溶失されず、不
定形耐火物に対する亀裂防止と機械的強度の付与にその
効果をいかんなく発揮する。
【0018】また、本発明ではスラグライン部より下方の不
定形耐火物に、スラグライン部の不定形耐火物より少な
い量の金属ファイバーを添加する場合でも、下方の不定
形耐火物への添加量は極力抑え、スラグライン部には添
加量を通常より多くすると、本発明の効果はより顕著な
ものとなる。
【0019】このように本発明の浸漬管は、浸漬管特有の使
用条件により、不定形耐火物に対する金属ファイバーの
添加を各部位で変化させることで、その耐用性の向上を
図ることができた。
【0020】
【発明の実施の形態】図1〜5はいずれも本発明の実施の
形態例を示す縦断面図である。図1は、内周に定形耐火
物(5)、外周を不定形耐火物(4)とした例である。
【0021】図1において、内周の定形耐火物(5)は、れん
が積みの他、例えば円筒状で上下に一体のものあるいは
円筒状で上下に複数段積み重ねたものでもよい。又、こ
の定形耐火物(5)の材質は焼成品、不焼成品のいずれ
でもよい。
【0022】図には省略しているが、内周の定形耐火物
(5)と円筒芯金(1)との間には必然的に隙間が生じる
ので、この空隙には不定形耐火物を充填することが好ま
しい。定形耐火物同士(5)はモルタル等で互いに接着
させることが好ましい。
【0023】外周の不定形耐火物(1)は、鋳込みよって一
体施工される。本発明では、この外周の不定形耐火物
(4)のうちスラグライン部に位置する不定形耐火物
(7)に金属ファイバーを添加する。
【0024】スラグライン部は浸漬管使用の際、取鍋の中の
溶鋼表面に浮遊するスラグと接する個所である。溶鋼湯
面の上下動に伴ってスラグ面がある程度の幅をもって推
移することから、スラグライン部としての認識は、通
常、浸漬管の外周面においてその高さ方向の1/5〜1
/2程度である
【0025】不定形耐火物の材質は従来と特に変わりない。
その耐火骨材としては、アルミナ、ボーキサイト、ばん
土けつ岩、シリマナイト、ムライト、マグネシア、マグ
ネシア―カルシア、ドロマイト、MgO−Al23系ス
ピネル、ジルコン、ジルコニア、炭化珪素、炭素等を主
材とする。結合剤は、アルミナセメント、マグネシアセ
メント、ケイ酸塩、リン酸塩等である。
【0026】必要によっては、さらに解こう剤、硬化剤、硬
化遅延剤、焼結剤、有機質ファイバー、塩基性乳酸アル
ミニウム、粘土等を適量添加する。本発明では外周の不
定形耐火物のうち、スラグライン部に相当する個所に金
属ファイバーを添加する。金属ファイバーの具体例はス
テンレス鋼ファイバーが耐熱性の面で最も好ましいが、
他に鉄ファイバー、鋼ファイバー等が使用される。
【0027】金属ファイバーの寸法、形状についても、従来
使用のものと変わりがない。寸法は、例えば直径0.1〜1
mm、長さは直径に合わせて3〜30mmが好ましい。形
状は、長さ方向に対し例えばストレート型、波型、ねじ
れ型等、断面形状は例えば円、多角形、L字型等が使用
できる。
【0028】スラグライン部の不定形耐火物(7)に対する
金属ファイバーの添加割合は、不定形耐火物の耐火骨材
100質量%に対し外掛けで1〜10質量%が好ましい。1質
量%未満ではスラグ除去の際の損傷防止に十分な効果が
得られない。10質量%を超えると浸漬管施工時において
不定形耐火物の流動性が低下し、施工性に劣る。
【0029】スラグライン部より下方に位置する不定形耐火
物(9)に対しては金属ファイバーを添加しないことが
最も好ましいが、スラグライン部より少ない量であれ
ば、スラグライン部より下方に位置する不定形耐火物
(9)にも金属ファイバーを添加してもよい。
【0030】スラグライン部より下方の不定形耐火物(9)
に金属ファイバーを添加する際には、スラグライン部の
不定形耐火物(7)への金属ファイバーの添加量との兼
ね合いもあるが、1質量%以下が好ましく、さらに好ま
しくは0.5質量%以下である。
【0031】不定形耐火物の施工は、以上の配合組成物に対
して外掛けで水分を約4〜6質量%添加して混練し、鋳込
みによって行なう。
【0032】外周の不定形耐火物(4)の施工は、例えば特
公昭59-25012号公報に示されるように浸漬管の上下を逆
にし、型枠を用いて鋳込み成形される。外周の不定形耐
火物(4)において、スラグライン部に位置する不定形
耐火物(7)に金属ファイバー添加をするためには、金
属ファイバーを添加しない材質を鋳込んだ後、スラグラ
イン部に相当する個所に金属ファイバーを添加した材質
を鋳込み、次いで金属ファイバーを添加しない材質を鋳
込む。
【0033】なお、図面には省略しているが従来と同様、不
定形耐火物を牽引支持するために円筒芯金の植設される
スタッド、浸漬管内の溶鋼を上昇させるための不活性ガ
スの配管、円筒芯金の冷却装置等が必要によって設けら
れる。
【0034】図2の例は、外周の不定形耐火物うち、スラグ
ライン部(7)とスラグライン部より上部(10)共に金
属ファイバーを添加したものである。スラグライン部よ
り上部(10)は溶鋼に浸漬しないため金属ファイバーを
添加しても耐食性の問題がなく、本発明の効果を阻害す
るものではない。
【0035】この、スラグライン部より上部に対する金属フ
ァイバーの添加量は制限されないが、不定形耐火物の施
工性の面から、スラグライン部より多くすることは好ま
しくない。
【0036】図3の例は、外周、内周共に不定形耐火物(4)
を設けた例である。ここでは、外周の不定形耐火物のう
ちスラグライン部およびスラグライン部より上方に位置
する不定形耐火物(10)にも金属ファイバーを添加す
る。また、スラグライン部より下方に位置する不定形耐
火物(9)には、金スラグライン部より属ファイバー添
加しないか又は前記スラグライン部の不定形耐火物
(7)より少ない量をもって金属ファイバーを添加す
る。
【0037】図4は、外周を不定形耐火物(4)、内周を定形
耐火物(5)とし、さらに下端部を不定形耐火物(11)
とした浸漬管である。この場合スラグライン部より下方
の不定形耐火物(9)および下端部の不定形耐火物(1
1)は金属ファイバー添加しないか又は前記スラグライ
ン部(7)の不定形耐火物より少ない量をもって金属フ
ァイバーを添加する。他の条件は図1の例と同じであ
る。
【0038】図5は、外周の不定形耐火物(4)において、金
属ファイバーを添加したスラグライン部(7)の材質を
浸漬管の外周方向のみに設けた例である。スラグライン
部(7)において金属ファイバー添加の材質は、外周の
不定形耐火物(4)の厚さに対し、スラグ除去時の損傷
防止のために1/3以上の厚さであることが好ましい。他
の条件は図2〜4の例と同じである。しかし、この構造例
は施工が煩雑であることから、施工性の面では好ましく
ない。
【0039】
【実施例】本発明実施例として、高さ750mm、内径400
mm、外径1200mmの230tRH式真空脱ガス装置用浸
漬管を施工した。外周の耐火物は、主骨材にアルミナと
MgO・Al23系スピネル、結合剤がアルミナセメン
トの不定形耐火物を使用した。外周の不定形耐火物につ
いて、厚さは90mm、スラグライン部は高さ方向に400
mmした。
【0040】スラグライン部の不定形耐火物は耐火骨材100
質量%に対しステンレス鋼ファイバーを外掛け3質量%
添加した。この場合、スラグライン部より下方の不定形
耐火物には金属ファイバーを添加しない。一方、スラグ
ライン部の不定形耐火物は耐火骨材100質量%に対しス
テンレス鋼ファイバーを外掛け3質量%添加し、スラグ
ライン部より下方の不定形耐火物にはステンレス鋼ファ
イバーを外掛け0.5質量%添加した浸漬管も作製した。
【0041】比較例の浸漬管は、耐火骨材100質量%に対し
ステンレス鋼ファイバーを外掛け2質量%添加し、他は
前記と同じ条件の不定形耐火物をもって外周全体の不定
形耐火物とした。
【0042】比較例の浸漬管は、ステンレス鋼ファイバーの
添加によって浸漬部下端の耐食性が劣る。スラグライン
部へのステンレス鋼ファイバーの添加量が前記実施例に
比べて少ないことから、スラグ除去時の損傷防止効果に
劣る。
【0043】これに対し、2例の実施例は共に浸漬部の耐食
性、スラグ除去の際の損傷防止に優れ、耐用寿命は比較
例の約1.3〜1.7倍であった。
【0044】
【発明の効果】本発明の浸漬管は以上のように優れてた
耐用性が得られる。浸漬管の寿命に伴う交換作業には、
その間、真空脱ガス装置を休止しなければならない。こ
のため、浸漬管の耐用性は真空脱ガス装置の稼働率向上
にも大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明浸漬管の実施の形態を示す縦断面図。
【図2】本発明浸漬管の実施の形態を示す縦断面図。
【図3】本発明浸漬管の実施の形態を示す縦断面図。
【図4】本発明浸漬管の実施の形態を示す縦断面図。
【図5】本発明浸漬管の実施の形態を示す縦断面図。
【図6】従来の浸漬管の縦断面とその使用状況。
【符号の説明】
1 円筒芯金 2 フランジ 3 環流管 4 不定形耐火物 5 定形耐火物 6 受金 7 スラグライン部の不定形耐火物 8 スラグ 9 スラグライン部より下方の不定形耐火物 10 スラグライン部より上部の不定形耐火物 11 円筒芯金の下端部の不定形耐火物

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐火物に円筒芯金を内在してなる真空脱
    ガス装置用浸漬管において、少なくとも円筒芯金に対す
    る外周耐火物を不定形耐火物とし、この外周不定形耐火
    物のうちスラグライン部の不定形耐火物に金属ファイバ
    ーを添加し、且つ前記外周不定形耐火物のうちスラグラ
    イン部より下方に位置する不定形耐火物には、金属ファ
    イバー添加しないか又は前記スラグライン部の不定形耐
    火物より少ない量の金属ファイバーを添加した真空脱ガ
    ス装置用浸漬管。
  2. 【請求項2】 耐火物に円筒芯金を内在してなる真空脱
    ガス装置用浸漬管において、少なくとも円筒芯金に対す
    る外周耐火物を不定形耐火物とし、この外周不定形耐火
    物のうちスラグライン部およびスラグライン部より上方
    に位置する不定形耐火物対して金属ファイバーを添加す
    ると共に、外周不定形耐火物のうちスラグライン部より
    下方に位置する不定形耐火物に対しては、金属ファイバ
    ー添加しないか又は前記スラグライン部に位置する不定
    形耐火物より少ない量の金属ファイバーを添加した真空
    脱ガス装置用浸漬管。
  3. 【請求項3】 円筒芯金に対するの下端不定形耐火物
    に、金属ファイバーを添加しないか又はスラグライン部
    に位置する不定形耐火物より少ない量の金属ファイバー
    を添加した請求項1又は2記載の真空脱ガス装置用浸漬
    管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150073455A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 포스코 저취풍구 및 그 제작방법
JP2017179518A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 東京窯業株式会社 浸漬管

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150073455A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 포스코 저취풍구 및 그 제작방법
KR101626817B1 (ko) 2013-12-23 2016-06-13 주식회사 포스코 저취풍구 및 그 제작방법
JP2017179518A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 東京窯業株式会社 浸漬管

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