JP2544720Y2 - 溶融金属容器のガス吹込みノズルの羽口構造 - Google Patents

溶融金属容器のガス吹込みノズルの羽口構造

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JP2544720Y2 JP1990105780U JP10578090U JP2544720Y2 JP 2544720 Y2 JP2544720 Y2 JP 2544720Y2 JP 1990105780 U JP1990105780 U JP 1990105780U JP 10578090 U JP10578090 U JP 10578090U JP 2544720 Y2 JP2544720 Y2 JP 2544720Y2
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義孝 長尾
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、冶金分野における溶融金属容器のガス吹込
みノズルの羽口構造に関する。
従来の技術 近年、製鋼プロセスの上底吹き転炉、電気炉などで炉
底に精錬ガスのガス吹込みノズルを配設し、ガス吹込み
ノズルから酸素、CO、CO2、炭化水素、不活性ガス等を
吹き込むことによって溶融金属を強制的に攪拌すると、
精錬効果を挙げられることがわかり、実施されている。
しかし、上記のように精錬ガスの吹込みを行うと、精
錬の進行にともなって、特にガス吹込みノズルおよびそ
の周辺の耐火物が溶鋼やスラグの強制的攪拌によって激
しく損耗するとともに、ガス吹込みノズルの寿命が溶融
金属容器全体の寿命を決定する要因となっている。この
段階で精錬炉の操業を中止し、ガス吹込みノズルや周辺
の羽口れんがを交換すると、溶融金属容器全体の寿命を
延長することができる。このガス吹込みノズルや羽口れ
んがの交換を容易にする手段について、出願人はすでに
出願している。(実願昭62-186293号) 考案が解決しようとする課題 しかし、従来のガス吹込みノズルの周辺は、ガス吹込
みノズルを直接羽口れんがで囲った不定形耐火物を介し
て周設した構造となっている。
そして、ガス吹込みノズルの取り替えは、ガス吹込み
ノズル、羽口れんがを個々に取り替えており、ガス吹込
みノズルの取り替え作業が熱間で行われるため非常に困
難な作業であった。
課題を解決するための手段 本考案は上記のような点に鑑みたもので、上記の課題
を解決するために、羽口部に装着するガス吹込みノズル
からガスを吹き込んで溶融金属を精錬する溶融金属容器
のガス吹込みノズルの羽口構造において、ガス吹込みノ
ズルの周囲に羽口れんがを複数段積み重ねて、ガス吹込
みノズルと一体的に炉底部に装着可能に炉殻部に上記羽
口れんが部の外径より大きく開口できる取り替え用フラ
ンジを着脱可能に取り付けているとともに、上記羽口れ
んがの外周部の上部側に不定形耐火物層を、その下部側
に不焼結の耐火物粒層を配設し、上記耐火物粒層の耐火
物粒の融点が1000℃以上の耐火性を有し、少なくとも50
0℃以上の所定の温度までは焼結せず、粒度がそれぞれ1
0mm以下で、0.1mm以下のものが5重量%以下であること
を特徴とする溶融金属容器のガス吹込みノズルの羽口構
造を提供するにある。
作用 本考案によれば、ガス吹込みノズルが損耗して取り替
えが必要なときには、炉底部の取り替え用フランジを取
り外して、不定形耐火物層と耐火物粒層の内側のガス吹
込みノズルおよびその周囲の羽口れんがを取り除く。そ
して、予め一体的に組み立てたガス吹込みノズルと羽口
れんがとをリフター等を利用して溶融金属容器の炉底部
から挿入し、炉底部に挿入した上記羽口れんがの外周部
に不定形耐火物と不焼成の耐火物粒を充填して施工が完
了する。そのため、熱間作業のガス吹込みノズルの取り
替え作業が著しく軽減でき、作業時間を短縮できて溶融
金属容器の寿命を向上できる。
実施例 以下、本考案を実施例にもとづいて説明する。
第1図以下は、本考案の一実施例である。電気炉等の
溶融金属容器1の炉底部2には第1図のようにガス吹込
みノズル3を装着し、酸素、CO、CO2、N2、Ar等の不活
性ガス等を吹込めるようにしている。ガス吹込みノズル
3は図のように炉底部2の厚さとほぼ同じ長さで、その
上部側にいくにしたがってやや細径としたテーパーの円
柱状に耐火物で形成していて、その中央部側に第1図、
第2図のように金属製のガス吹込み用パイプ4を一定の
間隔で放射状や円環状に埋設している。そして、ガス吹
込みノズル3の底部にガス溜め部5を設け、そのガス溜
め部5の上部側に上記ガス吹込み用パイプ4を接合し、
下部側にガス供給用接続パイプ6を接合し、ガス供給装
置(図示せず)に接続してガスを吹き込めるようにして
いる。
このように形成したガス吹込みノズル3の周囲には、
第1図、第2図のように放射状に第一の耐火物れんがブ
ロック7を円環状に、5段の複数段の分割状としてモル
タル8を介して接合した第一の定形耐火物れんが9の羽
口れんがを配設し、その外側の第二の耐火物れんがブロ
ック10を円環状に、4段に設けた第二の定形耐火物れん
が11との間に10〜200mmの幅の不定形耐火物層12を上部
側に、耐火物粒層13を下部側に配設して、ガス吹込みノ
ズル3と第一の定形耐火物れんが9とを取り替え容易に
形成している。上記不定形耐火物層12の下側に設けた耐
火物粒層13には、融点が1000℃以上の耐火性を有して、
少なくとも500℃以上の所定の温度までは焼結しない、
充填時の流動性に優れるSiO2、Al2O3、MgO等の単体また
は複合の耐火物粒を充填している。この耐火物粒層13の
耐火物粒は、粒度が10mm以下とし、さらに粒度が0.1mm
以下のものを5重量%以下としている。耐火物粒の粒度
が10mmより大きいと、施工性が悪くなり、また溶鋼が差
し込んだときに空隙が多いので溶鋼で充填されて効果を
十分に発揮できなくなるとともに、洩鋼のおそれが生じ
る。また、粒度が0.1mm以下のものを5重量%以下とす
るのは、それより多いと溶融金属の熱により焼結して効
果を半減するからである。上記不定形耐火物層12と耐火
物粒層13の充填割合は、ガス吹込みノズル3の取り替え
周期等に対応して適宜に定めることができる。
第一の定形耐火物れんが9と一体的に取り替えるガス
吹込みノズル3の上部側には、適宜に不定形耐火物14を
介して第一の耐火物れんがブロック最上段、上部段をモ
ルタルで接合して配設しており、中段、下段、最下段の
第一の耐火物れんがブロック7との間には10〜200mmの
間隔を設けて配設している。そして、この中段以下の第
一の耐火物れんがブロック7とガス吹込みノズル3との
間には、第一の定形耐火物れんが9の外側部と同じよう
にSiO2、Al2O3、MgO等の耐火物粒を充填した耐火物粒層
15を配設し、ガス吹込みノズル3や第一の耐火物ブロッ
ク7の取り外しを容易にしたり、必要によりガス吹込み
ノズル3だけを容易に取り替えられるようにしている。
このように構成した炉底部2の外側には、第1図のよ
うにガス吹込みノズル3とその外側の第一の定形耐火物
れんが9とを一体的に挿入して取り付けられるように開
口しており、これらの大きさに対応して取り替え用フラ
ンジ16を着脱可能に炉殻17に取り付けている。必要によ
り、ガス吹込みノズル3部のみを取り替えられるよう
に、上記取り替え用フランジ16に図のように着脱可能に
ノズル部取り替え用フランジ18を二段状に取着してい
る。
しかして、たとえば第3図のようにガス吹込みノズル
3の上辺部が溶損して取り替える必要が生じると、炉底
部2の外側の取り替え用フランジ16を取り外し、第4図
のように電動リフター等の昇降装置19に取り替え用フラ
ンジ16を搭載して下降すると、図のように第一の定形耐
火物れんが9の下方部分を取り出せる。これは、ガス吹
込みノズル3と第一の定形耐火物れんが9、第一の定形
耐火物れんが9と第二の定形耐火物れんが11との間に焼
結しないAl2O3、SiO2、MgO等の耐火物粒をそれぞれ充填
しているため、図のように耐火物粒が落下して流出する
からである。
つづいて、第5図のように、炉内に水冷足場20を設置
し、ガス吹込みノズル3、第一定形耐火物れんが9の上
部をハンマー等で衝撃を加え、図のように炉外へ除去
し、第二の定形耐火物れんが11の内側を清掃する。
そして、第6図のようにガス吹込みノズル3とその周
囲の羽口れんがである第一の定形耐火物れんが9を予め
組み立てて一体化した羽口構造体を昇降装置19に取り替
え用フランジ16を介して搭載して、溶融金属容器1の炉
底部2のガス吹込みノズル3を取り外した所定の位置に
挿入し、炉底部2に取り替え用フランジ16を取り付け
る。
最後に、第7図のように、炉内に設置した水冷足場20
を利用して、第一の定形耐火物れんが9のまわりに耐火
物粒を充填し、その上にキャスタブル等の不定形耐火物
を流し込んで、施工が終了するものである。
ガス吹込みノズルと羽口れんがの定形耐火れんがを予
め組み立てて準備して一体的として取り替え施工できる
ため、ガス吹込みノズルの取り替えを短時間に、安全か
つ軽労働で行えて好ましい。また、炉外へ取り出した溶
損していない定形耐火物れんがは、ガス吹込みノズルに
組み立てて再利用することができ、経済的に補修するこ
とができる。
なお、ガス吹込みノズルのみを取り替えることもで
き、そのときはノズル部取り替え用フランジのみを取り
外し、炉内側に設置した水冷ボックスを利用してガス吹
込みノズルに衝撃を加えれば、ガス吹込みノズルを容易
に取り外せて取り替えることができる。
上記実施例では、第一の定形耐火物れんが、第二の定
形耐火物れんがを円環状に配設したが、多角形の環状に
配設することもでき、また第一の定形耐火物れんが、第
二の定形耐火物れんがをノズル軸方向に複数の分割体と
したが、一体物であってもよいし、円筒形状の一体物の
耐火物で構成することもできるものである。
また、炉外への抜取りを容易にするために、第一の定
形耐火物れんがを炉外側を大きく、炉内側を小さくした
テーパー形状にすることもできる。
以上では、電気炉について説明したが、上底吹き転炉
等の溶融金属容器についても同様に適用できるものであ
る。
考案の効果 以上のように本考案にあっては、ガス吹込みノズルや
その周辺の羽口れんがの定形耐火物れんがが溶損して
も、ガス吹込みノズル、羽口れんがの外周部に装填した
不定形耐火物層、耐火物粒層によって、溶損したガス吹
込みノズルや羽口れんがを容易に取り除くことができ
る。そして、炉底部の取着した羽口れんが部の外径より
大きく開口できる取り替え用フランジを取りはずすこと
によって、予め組み立てたガス吹込みノズルと羽口れん
がを一体的に挿入して所定位置に取り付けられるので、
ガス吹込みノズル、羽口れんがを短時間で、かつ軽労働
で取り替え施工することによって、溶融金属容器の寿命
を延長できるできる。そしてまた、上記耐火物粒層の耐
火物粒の融点が1000℃以上の耐火性を有し、500℃以上
で焼結せず、粒度がそれぞれ10mm以下で、0.1mm以下の
ものが5重量%以下としたので、施工性を悪くせず、ま
た溶鋼が差し込んだときに耐火物粒間に溶鋼が侵入しに
くく、洩鋼等の危険を防止できるとともに、粒度が10mm
以下で、0.1mm以下のものが5重量%以下とすることに
よって、溶融金属の熱により焼結せずに、上記した効果
を十分に発揮させられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例の溶融金属容器のガス吹込み
ノズル部の側断面図、第2図は第1図の矢視A−A平断
面図、第3図〜第7図は同上のガス吹込みノズル部の取
り替え説明用側断面図である。 1……溶融金属容器、2……炉底部、3……ガス吹込み
ノズル、9……定形耐火物れんが、12……不定形耐火物
層、13……耐火物粒層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鷲尾 秀夫 兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の2 川崎炉材株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−24008(JP,A) 特開 昭61−67711(JP,A) 実開 平1−89947(JP,U) 特公 昭61−60126(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】羽口部に装着するガス吹込みノズルからガ
    スを吹き込んで溶融金属を精錬する溶融金属容器のガス
    吹込みノズルの羽口構造において、 ガス吹込みノズルの周囲に羽口れんがを複数段積み重ね
    て、ガス吹込みノズルと一体的に炉底部に装着可能に炉
    殻部に上記羽口れんが部の外径より大きく開口できる取
    り替え用フランジを着脱可能に取り付けているととも
    に、上記羽口れんがの外周部の上部側に不定形耐火物層
    を、その下部側に不焼結の耐火物粒層を配設し、 上記耐火物粒層の耐火物粒の融点が1000℃以上の耐火性
    を有し、少なくとも500℃以上の所定の温度までは焼結
    せず、粒度がそれぞれ10mm以下で、0.1mm以下のものが
    5重量%以下であることを特徴とする溶融金属容器のガ
    ス吹込みノズルの羽口構造。
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