JP2017532518A

JP2017532518A - 冶金容器、特に電気アーク炉のタップ

Info

Publication number: JP2017532518A
Application number: JP2017513495A
Authority: JP
Inventors: バッハマイヤー，ヨセ; ツェトル，カール・ミヒャエル; ホッヘガー，マルクス
Original assignee: リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニ・カーゲー
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2017-11-02
Also published as: WO2016041740A1; US20170261263A1; RU2699481C2; RU2017111529A; MX2017003509A; CA2958295A1; CN106716035B; TW201623898A; KR20170055976A; RU2017111529A3; EP2998672A1; AR101895A1; CN106716035A

Abstract

冶金容器、特に電気アーク炉のタップは、出口開口部（１０）を有する耐火性端部レンガ（６）を備える。端部レンガ（６）の下表面（１１）には溝（１５）を設け、これは容器を空にするときに出口開口部（１０）上に切削エッジ（１６）を溝（１５）と共に形成されるような形状にする。この溝（１５）は環状形態であり、ここには半径方向外側に傾斜した傾斜面（１８）が設けられ、この切削エッジ（１６）は出口開口部（１０）と直接続くように形成している。従って、各排出工程の後に、タップは、閉鎖装置のプレートの前縁で裁断することにより手動補助を必要とせずに浄化することが可能になる。【選択図】図４

Description

本発明は、排出導管の出口開口部を有する耐火性端部レンガを備えた冶金容器、特に電気アーク炉のタップに関する。

これらのタイプの電気アーク炉は液状粗鋼を製造するために使用する。炉にはタップが設けられ、その排出導管により、液状粗鋼を炉の外に出し、柄杓又は類似の冶金容器内に入れることが可能になり、それにより液状粗鋼を更なる処理のために運搬することが可能になる。

標準的には、タップは、互いに並行して配列されたスリーブ状の個別小片、及び保持フランジ内に配置され端部レンガと呼ばれる出口の小片から構成される。これらの個別小片は、いわゆるキー溝／キーで形成されることが知られているが、これらは外径に近い環状部位と内径に近いバーを有する。

電気アーク炉では通常、炉内のあらゆる溶融プロセスの開始前に排出導管を充填砂で充填するため、閉鎖装置で排出導管を閉鎖する必要がある。しかし、閉鎖装置を開放するときに、排出工程の過程でクラウン状の凍結製鋼スラグ層が排出導管の出口で形成されるリスクがあり（図３参照）、その後、タップの閉鎖機序が妨害される恐れがある。

従来のタップでは、排出工程中に流出する粗鋼は、ここで除去されず、排出導管により規定した流動方向に移動せずに、摩耗により凸状に丸みを帯びた端部レンガの出口輪郭の切削エッジに沿って流れる傾向にある。流動方向のこの方向転換は、これらのクラウン状凍結層の形成を助長する。

閉鎖を可能にするために、これらの凍結層を除去しなければならない。多くの閉鎖装置はプレートを備え、その前縁が凍結層を裁断する。これが不可能な場合は、バールを用いて手動で削ぎ落とす必要がある。どちらの場合も、摩耗量が増加し、凍結層が増強し、結果的にそれらを除去することが増々困難になるため、タップの端部レンガは大幅に機械的摩耗を受ける。

いずれにせよ、排出導管の端部レンガから凍結層を手動で除去するために労力を要し、よって連続的な排出工程の回数を減らすため技術的観点から不利であり、従って鉄鋼生産工場の生産性に悪影響を及ぼす。また、凍結層は端部レンガの機械的摩耗を促進することから、タップの寿命を短くする。

本発明の根本的な目的は、基本的に凍結層を手動で除去せずに機能し、簡単な手段によってタップの使用期間の延長を可能にするタイプを開始時に指定するタップを考案することである。

本発明によれば、この目的は請求項１の特徴により達成される。

永久的に無傷のままである切削エッジを有するタップの耐火性端部レンガを提供する本発明に従った手段により、排出導管に規定されたこの流動方向から鉄鋼の流動が逸れるというこのような傾向を解消できるようになる。

各排出工程の後に、切削エッジは、閉鎖装置のプレートの前縁で裁断することにより手動補助を必要とせずに浄化することが可能になる。これにより、端部レンガの使用期間が延長される。しかし、この使用期間は決定的に排出工程の効率を左右するため、生産性にも影響する重要な要素である。

この永久的に無傷の切削エッジを生成するために、端部レンガの下表面には、その面の表面に対して５°〜２０°、好ましくは１７°の角度の傾斜面を有する溝が存在する。

望ましくは、断面図に示すように、溝は排出導管の切削エッジから離れて対面する側で曲面加工する。このことは、溝が耐火性端部レンガの構造的安定性にほとんど影響を及ぼさないことに寄与している。

本発明に従った溝の効果は、好ましくはほぼ同一の断面を有する少なくとも１つの追加の溝で包囲することにより、特別な使用条件のために強化することも可能であり、当該２つの溝の寸法は用途によって同一にするか、又は相違させることが可能である。

以下、図面を参照して代表的な実施形態により本発明をより詳細に説明することとする。図面は以下のとおりである。

鉄鋼の製造のための電気アーク炉の上面図である。図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿った電気アーク炉の縦断面図である。先行技術に従った端部レンガ上の図式的に示されたクラウン状凍結製鋼スラグ層である。断面で示された本発明に従った端部レンガである。拡大図で示された図４の端部レンガの詳細部Ｖである。本発明に従った端部レンガの別の改変型の断面図である。

図１及び図２は、３つの隠れた電極２、及び電気アーク炉１を空にするためのタップ３を備えた電気アーク炉１として設けられた冶金容器を示す。電気アーク炉１は、生成された溶融金属が残留物を残すことなく一掃できるように傾けられる様式で図面において配置している。排出導管１０を有するこのタップ３は、炉の底部の耐火性内張り１’内に収容される。この電気アーク炉１の動作モードは公知であることから、これ以上言及しない。

原則的に、電気アーク炉１の代わりに、例えば非鉄溶融金属用の転炉又は傾注炉など、様々な冶金容器も設けてよい。

タップ３は、互いに並行して配列された多数のスリーブ状の耐火性個別小片５、及び底部で炉から突出し、保持フランジ７内に取り外し可能に固定された端部レンガ６から形成されている。個別小片５及び端部レンガ６は、本明細書では耐火材料、例えば焼成又は炭素結合したマグネサイト又は粘土レンガから製造される。

図３では、このタイプの３次元クラウン状凍結製鋼スラグ層１４が図のように概略的に示されており、これは既知の端部レンガ上で、排出工程毎に下面側に形成される。

溶融工程の開始前に、充填砂で充填することができるように排出導管１０を毎回閉鎖しなければならない。閉鎖は閉鎖装置により行い、その閉鎖装置のプレートは出口で排出導管１０を閉鎖する。端部レンガ６の出口領域で生成された凍結製鋼スラグ層が蓄積して閉鎖装置を妨害する場合、完全な閉鎖は保証されない。

これを防止するため、図４及び図５に示す本発明に従った端部レンガには出口開口部の周囲を取り囲む溝１５を設け、端部レンガ６の面の表面１１に鋭利な切削エッジ１６を形成する。これにより、凍結層の形成を助長する出口表面の丸まりの発生を防止できる。好ましくは、この切削エッジ１６は出口開口部１０と直接続くように形成する。

図５から分かるように、断面で見て溝１５は、端部レンガの面の表面１１に対して５°〜２０°、好ましくは１７°で半径方向外側に傾斜した傾斜面１８を有するように構成している。溝１５の半径方向幅１９は２〜１０ｃｍ、好ましくは５ｃｍである。溝１５は切削エッジ１６から離れて対面する側部２０で曲面加工する。溝１５は、端部レンガをプレス加工することで研磨するか、又は仕上げ済みの端部レンガにおいて後から研磨することも可能である。

タップが通常の動作条件下で機能していれば、溝１５の記載された形状が最適であるということが分かる。しかし言うまでもなく、端部レンガの構造的安定性に知覚可能な悪影響を及ぼすことなく鋭利な切削エッジの形成が保証されるのであれば、本発明の枠組み内で使用条件に応じて溝断面をある程度まで変更することも可能である。

図６によれば、端部レンガの変形例として、溝１５を包囲し、好ましくは溝１５とほぼ同じ断面で形成された少なくとも１つの追加の溝１５ａを、端部レンガの面の表面１１に設けることにより溝１５の効果を高めることができる。

本発明は、上記の代表的な実施形態によって十分に実証される。言うまでもなく、他の改変型でも説明することが可能である。従って、わずかに円弧を有する溝を端部レンガの下表面に付与することが可能である。溝を有する端部レンガは、炉を上下に傾斜できるように本明細書では電気アーク炉上にこの保持フランジにより固定する必要があり、端部レンガの約半分に、溶融した塊を排出させる溝又は切削エッジが備えられる。

Claims

出口開口部（１０）を有する耐火性端部レンガ（６）を備えた冶金容器、特に電気アーク炉のタップであって、
端部レンガ（６）の下表面（１１）には溝（１５）を設け、これは容器を空にするときに出口開口部（１０）上に切削エッジ（１６）が前記溝（１５）と共に形成されるような形状にすることを特徴とするタップ。
前記溝（１５）は環状形態であり、それにより半径方向外側に傾斜した傾斜面（１８）が設けられ、断面図で示されるように、前記端部レンガ（６）の面の表面（１１）に対して５°〜２０°の角度（１７）で傾いており、従って前記切削エッジ（１６）は前記出口開口部（１０）と直接続くように形成していることを特徴とする請求項１に記載のタップ。
前記溝（１５）の前記傾斜面（１８）は好ましくは前記端部レンガ（６）の前記面の表面（１１）に対して約１７°の角度（１７）で傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のタップ。
前記溝（１５）は円弧、好ましくはほぼ半円の形状であり、前記出口開口部（１０）を同心円状に包囲していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタップ。
前記タップの寸法に従って、前記溝（１５）の半径方向幅（１９）は２〜１０ｃｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタップ。
三角形の断面で形成された前記溝（１５）は、前記切削エッジ（１６）から離れて対面する側部（２０）で曲面加工することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタップ。
前記溝（１５）は少なくとも１つの追加的な溝（１５ａ）により放射状に包囲されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のタップ。
前記溝（１５、１５ａ）の両方は、ほぼ同一の断面で寸法を決めるか、あるいは異なる寸法にすることを特徴とする請求項７に記載のタップ。
出口開口部（１０）を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のタップ用の耐火性端部レンガであって、１つの前記面の表面（１１）には溝（１５）が設けられ、溝（１５）は、出口開口部（１０）上に前記溝と共に切削エッジ（１６）が形成されるような形状にしていることを特徴とする耐火性端部レンガ。
前記溝（１５）は円形又は円弧の形態で形成され、前記出口開口部（１０）を同心円状に包囲していることを特徴とする請求項９に記載の耐火性端部レンガ。
前記溝（１５）は前記端部レンガを形成するときに設けるか、又は前記端部レンガに研磨することを特徴とする請求項９又は１０に記載の耐火性端部レンガ。
前記スリーブ状端部レンガ（６）の他の面の表面に縁取り（８）を設け、前記レンガを中心に設置することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の耐火性端部レンガ。