JP2519111B2 - 高耐熱性シ―ル部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 500℃以上の高温度域で使用する鋼精錬工程装置等の
接合部位の密封性を高めた耐熱性シール部材に関する。

工業技術が高まるにつれて各種機械の素材として使わ
れる鋳鉄鋼の軽量化が要求されるようになり、使用素材
の薄形、小形化の為に要求される鋳片の純度水準は高い
レベルに達している。この高純度を達成するために高温
シール部材を欠かすことができず、鉄鋼精錬工程中シー
ル部からの空気巻き込みを原因とする酸化や窒素ガスの
介入を防止しなければならない。

［従来の技術］ 鉄鋼精錬工程における真空脱ガス、取鍋精錬、タンデ
ィッシュ、流滴脱ガス、RH法及びDH法等の装置は500℃
以上の高温度下にあり、これらの装置の密封保持に使わ
れる接合部分のパッキング部材にはアスベストやノンア
スベスト等の無機質又はSUS鋼やインコネル等の金属か
らなる円形ドーナツ型の中空形状部材が使われている。
しかし高温度での使用では、中空形状部材に相当な変形
を起こし、密封度が低下するばかりでなく、シール部の
強度保持上も問題があるので従来パッキング部材による
これら装置の密封耐久力は高純度の要求を満たすには余
りにも不完全である。

［発明が解決しようとする問題点］ 生産鋳鋼片の純度向上のために問題となる密封部は、
生産工程装置自体が重量物であって、しかも500℃以上
の高温度になるため上記装置のシール接合部に隣接部材
の熱膨張による大きな圧着力を発生させ、該パッキング
部材が高温と圧着力でかなり変形するので、装置の温度
が下がった時に元の形状に戻らず密封性が低下し、外気
が装置内に入り込み精錬鋼に酸化や窒素ガスによる悪影
響を与える。生産鋳鋼片の厳しい純度の向上のためには
高温下の圧着力で変形を起こさないパッキング部材が不
可欠となっているので、これを開発した。

［問題を解決するための手段］ 鋼精錬工程における500℃以上の高温度で使用する装
置の接合部位の密封度を高める為に、高耐熱性シール部
材をSUS鋼及びインコネル等の耐熱鋼からなる中空円形
ドーナツ型のパッキング部材の内部に、鉛、亜鉛、アル
ミニウム等の上記温度下で溶融流動する低融点金属もし
くはアルミナ、シリカ、ジルコニア、ジルコン、黒鉛、
粘土、フリット材等の耐火物の１μ〜2.0mmの流動性微
粉体の充填材を単独又は複合で中空ドーナツ状パッキン
グ部材の中空部に充填し、前記装置の熱膨張により上記
接合部に掛る圧着力に対して、上記充填材の流体または
微粉体が流動的に前記中空リング状パッキング部材に内
圧を負荷して、該中空リング状パッキング部材を当接シ
ール面に適合接触することを特徴とする高耐熱性シール
部材を開発した。当該内部充填材の１μ〜2.0mmの微粉
粒子は高圧を受けると粒子相互が均一な圧力を受けるよ
うに流動し、内部から中空パッキング部材に均一圧を働
かせ該中空パッキング部材に歪変形を起こさせない。低
融点金属も高温ないし高圧を受けて液体流動し、該中空
パッキング部材の変形を内部流体均圧により抑制し、圧
着力に対して中空パッキング部材の外形を保ち、接合部
の強度を維持する。該シール部の密封構造を長い間保持
できるので装置全体の密封性が高まる。

なお、低融点金属や耐火物の微粉末を中空リング状パ
ッキング部材の中空部に充填するには、例えば、溶接前
の中空リング端部から低融点金属や耐火物の微粉末を充
填し、充填後に端部同志を溶接すればよい。低融点金属
の充填に際しても微粉末として充填し、充填性を向上さ
せることが好ましい。

［作用および実施例］ 本発明は、鋼精錬装置に使われる高温度に耐えるリン
グ状の高耐熱性シール部材（１）であり、第１図の
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す通り、各々円形、楕円
形及び角形の中空断面を有する高耐熱性のパッキング部
材（２）とその内部の充填材（３）から構成される。こ
のパッキング部材（２）として耐熱度の高いステンレス
鋼やニッケル合金のインコネル、そして内部の充填材
（３）として鉛、亜鉛及びアルミニウム等の低融点金属
粉または、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ジルコン、
黒鉛、粘土及びフリット材等の粒度１μ〜2.0mmの耐火
性粒状物粉体が単独または混合物として、もしくは低融
点金属粉と組合せて使われる。この充填材は500℃以上
の使用範囲で液体または粉体として存在し、装置からそ
の熱膨張等による圧着力を受けた中空パッキング部材
（２）の内部充填材（３）が流動体として作用し、この
性質上、パッキング部材（２）の内部圧が均一となり、
変形が起きにくく、温度及び圧着力の変化にかかわらず
常にシール部材（１）は安定し密封性を保持する。この
耐熱性シール部材（１）の使用例として第１図（Ｄ）に
DH容器の内張部分を示す。高耐熱性シール部材（１）の
使用箇所Ｘを拡大図（Ｅ）で示す。

なお、第１図（Ｅ）に示されるように第１図（Ａ）の
形状のステンレス製中空リング状パッキング材の中空部
に平均粒径1.5μｍのアルミナ粒子を緻密に充填したも
のと、平均粒径２μｍのアルミニウムを緻密に充填した
ものと、何も充填しないものとで約600℃まで加熱した
使用後の形状変化を観察したところ、ステンレス製パッ
キング部材のつぶれ具合が本発明を実施したものは大き
く減少できることが確認できた。何も充填しなかったも
のは中空部が完全につぶれている部分があったが、アル
ミナ粒子を充填したものは最もつぶれた部分でもその量
は当初の中空部の径の30％以下であり、アルミニウムを
充填したものも50％以下であった。このように、本発明
を実施すれば適度な変形で密封機能を十分に果たすと同
時に過剰な変形による密封機能の低下を起こさない。

［発明の効果］ 本発明の耐熱性シール部材は、金属や無機質で作った
従来の中肉パッキング部材が変形して密封力を低下させ
た500℃以上の高温度で使用する時、該シール部材の内
部に発生する応力は内部充填材として存在する液体また
は圧力で流動する微粒子によりシール全体に分散される
ので、均一化された小さな応力の分布となり、局部に集
中的な大きな応力が生じないのでシール部材の変形又は
破損を誘起せず、鋼精錬工程装置の密封性を高度に維持
するので、高純度な鋳鋼片の生産を行うことができる。
又、シール部材の耐久性の増大は稼動率、品質の安定か
ら全体的な生産コストの低下に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は各々耐熱性シール
部材の正面図とその断面図、（Ｄ）は本発明の使用例、
（Ｅ）はその使用箇所の拡大図を示す。 （１）……高耐熱性シール部材 （２）……金属製パッキング部材 （３）……充填材 （４）……ボルト及びナット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】500℃以上の鋼精錬工程等の高温度で使用
   する装置の接合部位に用いる高耐熱性シール部材におい
   て、SUS鋼及びインコネル等の耐熱鋼からなる中空リン
   グ状パッキング部材と、前記中空リング状パッキング部
   材の中空部に充填された、上記温度近傍で溶融して流動
   性を示す低融点金属もしくはアルミナ、シリカ、ジルコ
   ニア、ジルコン、黒鉛、粘土、フリット材等の耐火物の
   １μ〜2.0mmの流動性粉体の充填材の一種もしくは２種
   以上とからなることを特徴とする高耐熱性シール部材。