JP2001324281A - 溶解炉用出湯樋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】出湯樋を通過する際の溶湯の温度降下をできる
だけ少なくすることが可能な出湯樋を提供する。 【解決手段】出湯樋が加熱室内に載置されていることを
特徴とする溶解炉用加熱式出湯樋。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶湯の温度降下の
少ない溶解炉用加熱式出湯樋に関する。

【０００２】

【従来の技術】キュポラは、鋳鉄鋳物工場で広く使用さ
れている溶解炉であり、溶解した溶湯は、溶湯の出口で
あるタップホールから出湯し、出湯樋を通って前炉又は
取鍋に注がれる。

【０００３】キュポラの操業は、多くの場合間欠出湯で
あり、出銑（出湯）温度１５００〜１５５０℃程度で出
湯されるが、出湯樋を通過する際に、溶湯面からの輻射
伝熱による大気中への熱の放散や樋を構成する耐火物に
よる熱吸収などによって溶湯の温度降下が生じる。加熱
装置の付いた前炉では溶湯の昇温が可能であるが、溶湯
の温度降下が大きいと加熱のために大きなエネルギーが
必要となる。また、取鍋では、溶湯を昇温することがで
きない。

【０００４】このため、一旦上昇させた溶湯の温度降下
をできるだけ最小限にとどめるたに、溶解から注湯まで
の各工程において改善が進められている。

【０００５】出湯樋においても、出湯前に加熱バーナー
等で十分予熱したり、樋上を蓋で覆い放散熱を少なくす
る方法等が試みられている。しかしながら、これらの方
法では、溶湯の温度降下を充分に減少させることができ
ず、通常、６〜１３ｍ程度の長さの出湯樋を通過する際
に、５０〜８０℃程度の温度降下を生じる。このため、
出湯樋を通過する際の溶湯の温度降下をより少なくする
ことが望まれている。

【０００６】また、溶解炉からの溶湯の出口であるタッ
プホールは、中心に口径６０ｍｍ程度の溶湯通過口をも
つ一体物のタップホール耐火ブロックを溶解炉の壁レン
ガで取り囲む形で溶解炉に設置されている。溶湯は、耐
火ブロックの溶湯通過口から出湯されるが、出湯樋を通
過する際の温度降下を考慮して出銑（出湯）温度を高く
すると、溶湯に接触する耐火物が浸食されやすくなり、
タップホール耐火ブロックの溶湯通過口は、溶湯と溶滓
に浸食されて口径が拡大される。このため、操業の継続
が困難となり、操業後、頻繁に新しいタップホール耐火
ブロックと交換する必要が生じる。特に、溶湯通過口の
口径の拡大が進行しすぎると、タップホール周辺の壁レ
ンガが浸食されて、大がかりな修理が必要となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
出湯樋を通過する際の溶湯の温度降下をできるだけ少な
くすることが可能な溶解炉用出湯樋を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した如
き目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、出湯樋を加
熱室中に載置して、出湯樋の周辺から加熱することによ
って、溶湯の温度降下を大きく低減できることを見出
し、ここ本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明は、下記の溶解炉用加熱式出
湯樋を提供するものである。１．出湯樋が加熱室内に載
置されていることを特徴とする溶解炉用加熱式出湯樋。
２．出湯樋が、加熱室の炉壁及び炉床の何れか一方又は
両方との間に空間部を設けるように炉床に載置されてな
る上記項１に記載の溶解炉用加熱式出湯樋。３．加熱室
の炉床に炉床樋を設け、出湯樋と炉床樋の二重樋構造と
したことを特徴とする上記項１又は２に記載の溶解炉用
加熱式出湯樋。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の出湯樋を使用できる溶解
炉としては、キュポラ、誘導炉、アーク炉等を挙げるこ
とができる。これらの溶解炉としては、公知の構造のも
のを何れも使用できる。

【００１１】出湯樋は、従来と同様に、溶解炉のタップ
ホールから出湯した溶湯を受ける位置に設置される。リ
アスラッギング方式の溶解炉ではタップホールから溶鉄
のみが出湯されるが、一般にはフロントスラッギング方
式が採用されるために、タップホールから溶鉄に溶滓が
混入して出湯される。この様な溶滓が混入した溶湯が出
湯する場合には、通常、出湯桶の中間にダンパーを設置
して溶湯と溶滓とを分離し、溶湯はダンパーの下を潜っ
て出湯樋上を流れて前炉又は取鍋に入り、溶滓はダンパ
ーに遮られて出滓口から排出される。

【００１２】出湯樋の構造、材質等については特に限定
はなく、例えば、従来から用いられている、鉄製ケーシ
ングの内側に断熱性を有する耐火煉瓦や不定形耐火物で
断熱耐火物層を形成し、更に、その内側の溶湯に接する
部分を耐火物でライニングした構造のものも使用でき
る。ただし、本発明では出湯樋を周囲から加熱する構造
となるので、出湯樋自体について、耐熱衝撃性、耐酸化
性、耐食性、高温強度、熱伝導性等の特性が良好である
ことが好ましい。このため、本発明で使用する出湯樋と
しては、耐火物製容器の内側を耐火物でライニングした
構造のものが好ましい。この様な出湯樋において、耐火
物製容器を形成する耐火物としては、上記した各特性が
良好な耐火物、例えば、アルミナ、シリカ、黒鉛・炭化
珪素質材料、炭化珪素、窒化珪素等を使用でき、ライニ
ング用の耐火物としては、アルミナ、シリカ、炭化珪
素、マグネシア、スピネル、或いはこれらの材料を二種
以上組み合わせた材料等を使用できる。

【００１３】本発明の加熱式出湯樋は、上記した様な出
湯樋を加熱室内に載置したものである。加熱室としては
特に限定はなく、該加熱室内に出湯樋を載置して、該出
湯樋を加熱することが可能な構造であれば良い。通常
は、該加熱室の炉壁及び炉床の何れか一方又は両方との
間に適当な空間部を設けて出湯樋を載置することが好ま
しく、この様な方法で出湯樋を載置できる形状、大きさ
等を有し、燃焼バーナーなどの適当な加熱手段を用いて
該加熱室内を加熱できる構造とすればよい。

【００１４】出湯樋は、溶湯の温度降下を少なくするこ
とを考慮すると、できるだけ全体が加熱室内の載置され
るが好ましいが、通常は、出湯樋の樋先端部は、注湯の
ために加熱室外に設置される。

【００１５】以下、図１及び図２を参照して本発明の一
実施態様を示す。図１は、本発明の加熱式出湯樋を用い
たキュポラの側面断面図であり、図２は、該加熱式出湯
樋部分の正面断面図である。

【００１６】図１において、キュポラは、上から材料投
入口１、予熱帯２、溶解帯３、湯溜帯４，溶解炉の炉床
５からなる溶解炉本体と、溶解炉の炉床５から前炉（図
示せず）に至る出湯樋を含む構造である。出湯樋部分で
は、溶湯１０は、溶解炉の炉床５に溜まった溶湯の出口
であるタップホール６から出て、出湯樋７のダンパー８
で溶湯と溶滓に分離され、溶滓は出滓口９から排出さ
れ、溶湯１０はダンパー８を潜って前炉に流れていく。
出湯樋７は、加熱室１１内に加熱室の炉壁及び加熱室の
炉床との間に空間部を有するように加熱室の炉床の支持
ブロック１９に載置され、加熱室１１の天井に設けられ
た燃焼バーナー１２によって加熱される。加熱室１１に
は、上部に断熱蓋１３と下部に炉床樋１４を設け、出湯
樋のトラブルに備えることが好ましい。炉床樋１４は鉄
製ケーシングに耐火物をライニングし、乾燥したものを
用いることができる。この様な構造とすることによっ
て、出湯樋７から外部に溶湯が漏れだした場合でも、炉
壁に囲まれた加熱室内に置かれた炉床樋１４に溶湯が流
れるので、溶湯が外部に漏れる危険を防止できる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ 発泡スチロールを用いて出湯樋用の成形型を作製し、炭
化珪素質流し込み材とアルミナ−黒鉛質流し込み材を該
成形型に流し込んで養生、固化し、乾燥した後、型を脱
枠して、耐熱衝撃性と高強度を有する炭化珪素質層（外
層）とアルミナ−黒鉛質層（内層）からなる２層構造の
耐火物製容器を得た。次いで、該耐火物製容器のアルミ
ナ−黒鉛質層上に、アルミナ−炭化珪素質ラミング材に
より、ライニング層を形成して出湯樋を作製した。

【００１８】上記した出湯樋を用いて、図１及び図２に
示す構造の加熱式出湯樋を作製した。この加熱式出湯樋
について、出湯樋７と炉床樋１４からなる二重樋の空間
部を燃焼バーナー１２で加熱して、加熱室雰囲気温度を
６００〜７００℃に昇温した場合に、１５３０℃で出湯
した溶湯は、１０．５ｍの出湯樋の樋先端部での温度は
１５００〜１５１０℃程度となり、出湯樋を通過する際
の溶湯の温度降下を著しく少なくすることができた。

【００１９】

【発明の効果】本発明の溶解炉用加熱式出湯樋によれ
ば、以下のような優れた効果が奏される。 （１）出湯樋を通過する際の溶湯の温度降下を少なくす
ることができるので、前炉に注湯する場合に、前炉での
加熱に要するエネルギーを減少できる。 （２）溶解炉からの出銑（出湯）温度を下げることがで
きるので、溶解炉における加熱エネルギーを減少でき
る。 （３）溶解炉からの出銑温度を下げることができるの
で、溶解炉のタップホール耐火ブロックの耐久性が向上
し、溶解炉の操業期間を延長できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の出湯樋を用いた溶解炉の一実施態様を
示す側断面図。

【図２】本発明の出湯樋の一実施態様を示す正面断面
図。

【符号の説明】

１ 材料投入口 ２ 予熱帯 ３ 溶解帯 ４ 湯溜帯 ５ 溶解炉の炉床 ６ タップホール ７ 出湯樋 ８ ダンパー ９ 出滓口 １０ 溶湯 １１ 加熱室 １２ 燃焼バーナー １３ 断熱蓋 １４ 加熱室の炉床
樋 １５ 耐火物製容器 １６ 樋ライニング １７ タップホール耐火ブロック １８ タップホール
周囲の壁レンガ １９ 出湯樋の支持ブロック ２０ 耐火物 ２１ 鉄製ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 光洋 栃木県宇都宮市東宿郷３−２−３ カナメ ビル502 日本坩堝株式会社北関東出張所 内 (72)発明者 鵜飼 利昌 大阪府東大阪市稲田新町３−11−32 日本 坩堝株式会社技術部内 (72)発明者 白川 克行 大阪府東大阪市稲田新町３−11−32 日本 坩堝株式会社技術部内 (72)発明者 村上 博司 大阪府東大阪市稲田新町３−11−32 日本 坩堝株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 4K055 HA01 HA15 HA27 HA29 JA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出湯樋が加熱室内に載置されていることを
   特徴とする溶解炉用加熱式出湯樋。
2. 【請求項２】出湯樋が、加熱室の炉壁及び炉床の何れか
   一方又は両方との間に空間部を設けるように炉床に載置
   されてなる請求項１に記載の溶解炉用加熱式出湯樋。
3. 【請求項３】加熱室の炉床に炉床樋を設け、出湯樋と炉
   床樋の二重樋構造としたことを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の溶解炉用加熱式出湯樋。