JP2004263990A - ガス吹込み用ポーラスプラグ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポーラスプラグ31は、ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体32のフランジ32aの下面、外側面及び底面に、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形されケース状の套体33を密着させるとともに、底面42にガス吹き込み管36を連結した金属製の保護ケース41内に収納し、さらにガス吹き込み管36の先端36を套体33の底壁部33aを貫通させて、プラグ本体32の底面のエアプール37内に臨ませている。プラグ本体32に吹き込まれた処理ガスは、緻密な耐火物で成形されたケース状の套体33の底壁部33a及び側壁部33bを通過することがない。従って、保護ケース41の全体に亘って腐蝕防止対策を講ずることができ、耐用寿命をより長く延ばすことができる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属溶湯に処理ガスを吹き込むためのガス吹込み用ポーラスプラグに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
金属溶湯の溶解過程や精製過程では、炉体内部のルツボや保持炉に各種の処理ガスを吹き込んでいる。特にアルミニウムの溶解保持炉では、炉底に設置したポーラスプラグから塩素ガスと窒素ガスを混合した処理ガスを吹き込んで、アルミニウム溶湯内の水素ガスを脱ガスしている。ポーラスプラグは特開平7−185772号公報の図2に示されるように、裁頭円錐形のプラグ本体を底面にガス吹き込み管を連結した金属製の保護ケースに収めたものである。そして、外周部にキャスタブル耐火物を充填して炉底に設置される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のガス吹込み用のポーラスプラグは、ガス吹き込み操業を繰り返すと、保護ケースが処理ガスに含まれる塩素ガスに触れて腐蝕したり、溶解保持炉を構成する耐火煉瓦やポーラスプラグの外周部に充填したキャスタブル耐火物に含まれる結晶水と塩素ガスとの反応により生じる塩酸により保護ケースの腐蝕が促進され、その腐蝕部から吹き込みガスがリークしてしまうという問題点がある。また、そのガスリークにより、ポーラスプラグの上面に吹き込みガス圧が作用しなくなって、アルミニウム溶湯がポーラスプラグ内に浸潤してしまう等、アルミニウム溶湯内へ処理ガスを確実に吹き込むことができなくなる問題点がある。
本発明は上記した問題点を解決するためになされたもので、保護ケースの腐蝕を防止し、処理ガスの吹き込みを確実に行うことができるガス吹込み用ポーラスプラグを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項1に記載のガス吹込み用ポーラスプラグは、ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体と、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形され、前記プラグ本体の外側面に密着させた筒状の套体とから構成し、底面にガス吹き込み管を連結した金属製の保護ケース内に収納したことを特徴とする。
【0005】
また、請求項2に記載のガス吹込み用ポーラスプラグは、ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体と、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形され、前記プラグ本体の外側面及び底面に密着させたケース状の套体とから構成し、底面にガス吹き込み管を連結した金属製の保護ケース内に収納するとともに、前記ガス吹き込み管の先端を前記套体の底面を貫通させて、プラグ本体の底面に到達させたことを特徴とする。
【0006】
請求項3に記載のガス吹込み用ポーラスプラグは、請求項1又は請求項2に記載の構成において、前記プラグ本体と套体とを一体成形して焼成したことを特徴とする。
【0007】
請求項4に記載のガス吹込み用ポーラスプラグは、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の構成において、前記ガス吹き込み管の先端を、前記プラグ本体内に挿入したことを特徴とする。
【0008】
請求項5に記載のガス吹込み用ポーラスプラグは、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の構成において、前記ガス吹き込み管及び保護ケースがNi、Cr、Mo系合金製であることを特徴とする。
【0009】
【発明の作用及び効果】
請求項1に記載のガス吹込み用ポーラスプラグによれば、ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体の外側面に、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形され筒状の套体を密着させるとともに、底面にガス吹き込み管を連結した金属製の保護ケース内に収納する構成であるから、プラグ本体に吹き込まれた処理ガスが、緻密な耐火物で成形された筒状の套体を通過することがない。従って、処理ガスに含まれる塩素ガス等よる保護ケースの腐蝕を確実に防止でき、耐用寿命を延ばすことができる。
【0010】
請求項2に記載のガス吹込み用ポーラスプラグによれば、ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体の外側面及び底面に、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形されケース状の套体を密着させるとともに、底面にガス吹き込み管を連結した金属製の保護ケース内に収納し、さらにガス吹き込み管の先端を套体の底面を貫通させて、プラグ本体の底面に到達させた構成であるから、プラグ本体に吹き込まれた処理ガスが、緻密な耐火物で成形されたケース状の套体を通過することがない。従って、保護ケースの内側面及び底面が処理ガス含まれる塩素ガス等に触れることがないから、保護ケースの全体に亘って腐蝕防止対策を講ずることができ、耐用寿命をより長く延ばすことができる。
【0011】
請求項3に記載のガス吹込み用ポーラスプラグによれば、プラグ本体と套体とを一体成形して焼成したから、プラグ本体及び套体を形成する耐火物から結晶水を完全に除去することができ、結晶水と塩素ガスとの反応により生じる塩酸により保護ケースが腐蝕される虞れを完全に解消することができる。
【0012】
請求項4に記載のガス吹込み用ポーラスプラグによれば、ガス吹き込み管の先端をプラグ本体内に挿入したから、処理ガスを確実にプラグ本体内に通過させて金属溶湯内に吹き込ませることができる。
【0013】
請求項5に記載のガス吹込み用ポーラスプラグによれば、ガス吹き込み管及び保護ケースがNi、Cr、Mo系合金製であるから、耐蝕性に富み耐用寿命の延命に顕著に寄与することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係るガス吹込み用ポーラスプラグ(以下単にポーラスプラグという)1について添付図面を参照して説明する。図1はポーラスプラグ1の断面図である。プラグ本体2はポーラス質耐火物により円筒形に成形され、底面にエアプール2aが形成されている。プラグ本体2の外周面に密着して、筒状の套体3がプラグ本体2のポーラス質耐火物よりも緻密な耐火物で成形される。套体3は、その外径寸法を高さ方向の略中央から上端に向うに従い漸減させた先細り形状に成形され、プラグ本体2と一体成形されて焼成される。ポーラス質耐火物の平均気孔径は20〜100μ程度であるが、本実施形態の場合、プラグ本体2の平均気孔径は70μ程度に調質され、套体3の平均気孔径は10μ以下に調質される。
【0015】
上記プラグ本体2と套体3の一体焼成物は、金属製の保護ケース4に収納される。保護ケース4は套体3の下端から略中央部までを収納して保護するとともに、底面5の中央にガス吹き込み管6が連結されている。保護ケース4及びガス吹き込み管6は、主な化学成分であるNiが50重量%以上、Crが20重量%以上、Moが12重量%以上のハステロイ合金により形成されている。その他、インコネル合金等を用いて形成してもよい。
【0016】
上記プラグ本体2と套体3の一体焼成物を収納した保護ケース4は、裁頭円錐形の保持ケース11の底面12の中央にガス吹き込み管6を挿通させ、保護ケース4の下面及び側面にキャスタブル耐火物13を充填して、該保護ケース4の下端から略中央までを保持ケース11内に埋め込む。そして、保持ケース11に充填したキャスタブル耐火物13と一体に、保護ケース4から突出する套体3の上端面までの外周を被覆するキャスタブル耐火物13の被覆層14を成形する。プラグ本体2、套体3及び被覆層14の上端面は、略面一に成形する。これにより、第1実施形態のポーラスプラグ1が構成される。
【0017】
上記のポーラスプラグ1は、図2に示すようにアルミ溶解保持炉等の炉底21の耐火煉瓦層22に所定間隔置きに設置される。そして、各ガス吹き込み管6に連結した処理ガス圧送手段(図示せず)から処理ガスを圧送し、プラグ本体2の上面からアルミニウム溶湯内に吹き込む。処理ガスとしては、例えば塩素ガス等の活性ガス、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス等が挙げられ、必要に応じて両者を混合したものであってもよい。また、処理ガスの圧送圧力は通常0.05〜0.5MPa、好ましくは0.2MPa程度であるが、溶湯溜の深さに対応させて調整する。
【0018】
上記したようにポーラスプラグ1は、ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体2の外側面に、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形され筒状の套体3を密着させるとともに、底面5にガス吹き込み管6を連結した金属製の保護ケース4内に収納する構成であるから、プラグ本体2に吹き込まれた処理ガスが、緻密な耐火物で成形された筒状の套体3を通過することがない。従って、処理ガスに塩素ガス等よる保護ケースの腐蝕を確実に防止でき、耐用寿命を延ばすことができる。
【0019】
また、プラグ本体2と套体3とを一体成形して焼成したから、プラグ本体2及び套体3を形成する耐火物から結晶水を完全に除去することができ、結晶水と塩素ガスとの反応により生じる塩酸により保護ケース4が腐蝕される虞れを完全に解消することができる。さらに、保護ケース4及びガス吹き込み管6がハステロイ合金と称せられるNi、Cr、Mo系合金製或いはインコネル合金等であるから、耐蝕性に富み耐用寿命の延命に顕著に寄与することができる。因みにハステロイ合金を用いた場合は、従来耐用寿命が2〜3ヶ月であったものが1年以上に延びる顕著な効果を奏することができた。
【0020】
(第2実施形態)
図3は第2実施形態に係るポーラスプラグ31の断面図である。プラグ本体32は、ポーラス質耐火物により裁頭円錐形に成形されるとともに、上端部にフランジ32aが一体成形されている。また、プラグ本体32内には、スリット状のエアプール(図示しない)が適宜箇所に形成されている。そして、プラグ本体32のフランジ32aの下面、外周面及び底面に密着して、ケース状の套体33がプラグ本体32のポーラス質耐火物よりも緻密な耐火物で成形される。套体33は、その外径寸法を高さ方向の略中央から上端に向うに従い漸減させた先細り形状とするとともに、底壁部33aを側壁部33bよりも厚く成形され、プラグ本体32と一体成形されて焼成される。本実施形態の場合も第1実施形態と同様、プラグ本体32の平均気孔径は70μ程度に調質され、套体33の平均気孔径は10μ以下に調質される。
【0021】
上記プラグ本体32と套体33の一体焼成物は、金属製の保護ケース34に収納される。保護ケース34は套体33の下端から略中央部までを収納して保護するとともに、底面35の中央にガス吹き込み管36が連結されている。ガス吹き込み管36は、先端36aを套体33の底壁部33aを貫通させて、プラグ本体32の底面に形成したエアプール37内に臨ませている。そして、ガス吹き込み管36と底壁部33a間は、耐熱樹脂シール材(図示せず)により封止する。保護ケース34及びガス吹き込み管36は、主な化学成分であるNiが50重量%以上、Crが20重量%以上、Moが12重量%以上のハステロイ合金により形成されている。その他、インコネル合金等を用いて形成してもよい。
【0022】
上記プラグ本体32と套体33の一体焼成物を収納した保護ケース34は、第1実施形態の場合と同様、裁頭円錐形の保持ケース41の底面42の中央にガス吹き込み管36を挿通させ、保護ケース34の下面及び側面にキャスタブル耐火物13を充填して、該保護ケース34の下端から略中央までを保持ケース41内に埋め込む。そして、保持ケース41に充填したキャスタブル耐火物13と一体に、保護ケース34から突出する套体33及びプラグ本体32のフランジ32aの上端面までの外周を被覆するキャスタブル耐火物13の被覆層14を成形する。プラグ本体32と被覆層14の上端面は、略面一に成形する。これにより、第2実施形態のポーラスプラグ31が構成される。
【0023】
上記ポーラスプラグ31の使用形態、処理ガスの種類及び圧送圧力等は、第1実施形態の場合に準じるものであるから、その詳細な説明を省略する。
【0024】
上記第2実施形態のポーラスプラグ31は、ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体32のフランジ32aの下面、外側面及び底面に、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形されケース状の套体33を密着させるとともに、底面42にガス吹き込み管36を連結した金属製の保護ケース41内に収納し、さらにガス吹き込み管36の先端36を套体33の底壁部33aを貫通させて、プラグ本体32の底面のエアプール37内に臨ませた構成であるから、プラグ本体32に吹き込まれた処理ガスが、緻密な耐火物で成形されたケース状の套体33の底壁部33a及び側壁部33bを通過することがない。従って、保護ケース41の内側面及び底面が処理ガスに触れることがないから、保護ケース41の全体に亘って腐蝕防止対策を講ずることができ、耐用寿命をより長く延ばすことができる。
【0025】
また、ガス吹き込み管36の先端36aが底面のエアプール37内に臨むとともに、プラグ本体32の適宜箇所にスリット状のエアプールを形成したから、処理ガスを偏ることなくプラグ本体内を通過させて、プラグ本体32の上面の全体から金属溶湯内に吹き込ませることができる。
【0026】
その他、ポーラスプラグ31は、基本的構成が第1実施形態のポーラスプラグ1と略同一であるから、第1実施形態で説明したポーラスプラグ1と同様な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係るポーラスプラグの断面図である。
【図2】使用状態を示した要部の断面図である。
【図3】第2実施形態に係るポーラスプラグの断面図である。
【符号の説明】
1,31...ポーラスプラグ
2,32...プラグ本体
3,33...套体
4,34...保護ケース
5,35...底面
6,36...ガス吹き込み管
36a...先端
Claims (5)
- ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体と、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形され、前記プラグ本体の外側面に密着させた筒状の套体とから構成し、底面にガス吹き込み管を連結した金属製の保護ケース内に収納したことを特徴とするガス吹込み用ポーラスプラグ。
- ポーラス質耐火物で成形されたプラグ本体と、該ポーラス耐火物よりも緻密な耐火物で成形され、前記プラグ本体の外側面及び底面に密着させたケース状の套体とから構成し、底面にガス吹き込み管を連結した金属製の保護ケース内に収納するとともに、前記ガス吹き込み管の先端を前記套体の底面を貫通させて、プラグ本体の底面に到達させたことを特徴とするガス吹込み用ポーラスプラグ。
- 前記プラグ本体と套体とを一体成形して焼成したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガス吹込み用ポーラスプラグ。
- 前記ガス吹き込み管の先端を前記プラグ本体内に挿入したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載のガス吹込み用ポーラスプラグ。
- 前記ガス吹き込み管及び保護ケースがNi、Cr、Mo系合金製であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載のガス吹込み用ポーラスプラグ。
Priority Applications (1)
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JP2003057225A JP2004263990A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | ガス吹込み用ポーラスプラグ |
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JP2003057225A JP2004263990A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | ガス吹込み用ポーラスプラグ |
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JP2004263990A true JP2004263990A (ja) | 2004-09-24 |
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JP (1) | JP2004263990A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008200739A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 金属溶湯脱ガス装置用回転部材、およびこの部材を用いて構成される金属溶湯脱ガス装置 |
JP2020164953A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 東京窯業株式会社 | ガス吹き込みプラグ |
-
2003
- 2003-03-04 JP JP2003057225A patent/JP2004263990A/ja active Pending
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