JP3310450B2

JP3310450B2 - 羽口の補修方法ならびに補修用治具

Info

Publication number: JP3310450B2
Application number: JP05066994A
Authority: JP
Inventors: 眞治荻原; 啓太古家後; 政信角井
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 2002-08-05
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JPH07260369A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は取鍋、タンディッシュや
転炉などの溶融金属処理容器の溶融金属取出用羽口の損
耗部位を、耐用寿命の延長を図って補修することが可能
な羽口の補修方法ならびに該方法の実施に好適に用いら
れる補修用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属処理容器（以下処理容器と称す
る）における溶融金属取出用羽口の延命対策として、そ
の損耗部位に溶射材を溶射吹付けをする場合、たとえば
耐火物容器の開口部の熱間補修方法として、特開昭５６
−９７７８４号公報に開示されているように、溶融金属
取出用羽口の内孔径部に溶射材が付着しないように、鉄
皮外部から溶融金属取出用羽口の内孔径部へ空気を吹込
みながら、溶融金属取出用羽口上部より溶射吹付けをす
る方法がある。

【０００３】溶融金属取出用羽口は使用毎に、溶融金属
との摩擦によって損耗していき、内孔径部の径も大きく
なっていくが、その径は溶融金属取出用羽口の下部にあ
る上ノズルやスライディングプレートを保護するために
一定の大きさを確保し、それ以上は大きくならないよう
にしておく必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た特開昭５６−９７７８４号公報にて開示された方法で
は、溶融金属取出用羽口の高さ方向への肉盛りのみに限
られており、その内孔径部の径を軸線方向の全長にわた
って一定の大きさに確保することはできなかった。

【０００５】一方前記した公知の方法とは別の対策とし
てインサートリングを使用する補修方法がある。図９に
損耗時の羽口部の概要が示され、図１０にこの補修方法
の態様が示されるが、羽口れんが２が図９の斜線を施し
た部分だけ溶損してくると、その直下部に設けられる上
ノズル６を取外して、図１０に示すように、損耗部分に
嵌まり合う外径を持つインサートリング１３を下方から
羽口２の内孔部に挿入して、モルタルなどにて仮固定し
た後、羽口２とインサートリング１３との隙間に向けて
処理容器１の上方開口部側からたとえばＡｌ₂Ｏ₃から成
るモルタル塊を順次投付けてゆくことによって、羽口２
とインサートリング１３とを一体になるように固め付け
ることが行われている。

【０００６】この補修方法は、インサートリング１３を
挿入することによって、溶融金属取出しのための取鍋に
必要な自然開孔が一応確保されるとしても、モルタル材
をコントロールよく目標個所に投げるのは容易なことで
はなく、ことに羽口２とインサートリング１３との隙間
をモルタル塊で充填することは至難の業であって、した
がってインサートリング１３の安定性が悪くて、結果的
にインサートリング１３の耐用寿命が短くなる。また、
投げたモルタル塊がインサートリング１３の開口周縁部
に盛上がったり、リング内壁部に付着したりすることが
しばしばあって、そのために自然開孔にも悪影響を与え
る結果となり、この方法もまた万全なものとは言い難か
った。

【０００７】本発明の目的は、上述するようなインサー
トリング挿入方式が持つ長寿命の利点を活かしながら、
インサートリングの確実な固定を簡単な手段で実現する
ことによって、補修後の処理容器における自然開孔率の
向上ならびに羽口の長寿命を図ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融金属処理
容器に設けられる溶融金属取出用羽口の損耗部を補修す
る方法であって、この羽口の直下部に取付けられるノズ
ルを外して、羽口内孔部に耐火物から成るインサートリ
ングを挿入し仮固定した後、このインサートリングに耐
火性の棒体を貫挿通して該リングの開口部を塞がせ、溶
融金属処理容器の内方から前記羽口とインサートリング
とに向けて耐火材を吹き付けもしくは溶射し、その後に
前記棒体を抜取ってノズルを取付けることを特徴とする
羽口の補修方法である。

【０００９】本発明はまた、耐火性の棒体として、円柱
体の一端側から円錐台が同軸の一体に延長する先絞り円
柱体に形成される棒体が用いられ、インサートリングの
上端部から円錐台および円柱体の一部分が突出するよう
に、インサートリングに貫挿通されることを特徴とする
羽口の補修方法である。

【００１０】本発明はまた、円筒部の一端からテーパ筒
部が同軸の一体に延長して、円筒部の他端およびテーパ
筒部の先端が塞がれている外管と、この外管に軸線を偏
心させて挿通され、一端が外管内でテーパ筒部に臨んで
開口し、他端が外管の外に開口している内管とから成
り、内管の内部、内・外管間の空間部を経て、外管の円
筒部の他端側に設けられる液取出口から冷却水が取出さ
れる水冷構造で先絞り偏心二重管形の棒体に形成される
ことを特徴とする補修用治具である。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、損耗している羽口の内孔部に
インサートリングを挿入して仮固定の後、耐火性の棒体
がインサートリングに貫挿通される。これによってイン
サートリングの開口部は塞がれる。その後、耐火材を処
理容器の内方から溶射ノズル等を用いて機械的に吹き付
けもしくは溶射し、羽口とインサートリングとに向けて
耐火材を吹付けて、それらの間の隙間と、インサートリ
ングの上端面部とに耐火材を密に肉盛りすることがで
き、したがって、インサートリングの固定は確実に行わ
れる。この場合、インサートリングには棒体が貫挿通さ
れているので、溶射材がリング内側に入り込むことがな
い。

【００１２】耐火材の吹き付けもしくは溶射が終わっ
て、固まった状態になると、インサートリングの外面は
耐火材の密着に伴って露出部分が全く存在しなく、か
つ、周囲の羽口れんがと一体化しているため強力に固定
されている。この状態が確認されると、棒体は下方に引
抜かれる。インサートリングの内方部には耐火材が全然
付着していないので、処理容器の自然開孔率は、羽口損
耗前の初期値が確保される。

【００１３】本発明に従えば、前記耐火性棒体として先
絞り円柱体に形成される棒体が用いられ、インサートリ
ングに対して円錐台および円柱体の一部分が突出するよ
うに貫挿通される。

【００１４】このように、先絞り円柱体に形成される棒
体が使用されることによって、耐火材を上方から吹付け
る際、インサートリングの上端部から上方の棒体は円錐
台形になっているために、円柱形に比べて上方空間が広
く展開していて、耐火材が吹き出される個所からの死角
となる部分が極めて少ない状態となり、したがって、イ
ンサートリングの上端面およびインサートリングと羽口
との境界部分の隙間に耐火材をまんべんなく吹付けて確
実に肉盛りさせることが可能であり、さらに、棒体の上
端部は円錐台の小径面であるため、耐火材が乗載し難く
て傘のように溶射材が盛り上がって固着することがな
く、インサートリングから棒体を抜取る際に障害物が存
在しなくスムーズに抜取りできる。

【００１５】さらに本発明に従えば、耐火性の棒体が、
外管と内管とを備える水冷構造で先絞り偏心二重管形に
形成される。前述するように、熱間でインサートリング
挿入による羽口補修を行う際に、棒体内に冷却水を流通
することによって、冷却作用が充分に発揮され、棒体が
熱損傷を受けるのを未然に防止することができる。この
棒体が上部を円錐形でなく円錐台形にしていることによ
って、外管内の上端部まで冷却水が円滑に行きわたっ
て、しかも滞留することがなく、さらに上端部の熱伝達
面積が確保されることによって、この上端部に対する冷
却効果も充分奏されて、棒体の過熱を防止することが可
能であり、棒体自体の耐用性の向上が図れる。

【００１６】

【実施例】図１には本発明方法の実施による補修完了状
態の羽口部が断面示される。処理容器１としてのたとえ
ば取鍋における溶融金属取出用羽口（以下、羽口と称す
る）の部分は、溶融金属を取出すための内孔部が貫通し
て設けられる羽口れんが２と、この羽口れんが２を囲繞
して固定するために設けられるたとえば３００ｍｍ角の
横断面形状を有する羽口抑え３と、この羽口抑え３の周
りの取鍋内底部に敷設される内張敷き材４と、上ノズル
６、上ゲート７、下ゲート８および下部ノズル９を含ん
で構成されるノズル装置５とロングノズル１０とを備え
る。羽口れんが２は、ＭｇＯ−Ｃを成分とする材料によ
って形成される。以下同様に、上ノズル６はＡｌ₂Ｏ₃−
ＳｉＯ₂、上ゲート７および下ゲート８はＡｌ₂Ｏ₃−
Ｃ、下部ノズル９およびロングノズル１０はＡｌ₂Ｏ₃−
ＳｉＯ₂−Ｃをそれぞれ主成分とする材料によって所定
形状に形成される。

【００１７】上記羽口れんが２は、４０〜５０チャージ
の溶鋼運転が行われた時点では、内孔部の周縁部分が損
耗してくるために、耐火物から成るインサートリング１
３がこの内孔部に介挿される。インサートリング１３
は、化学成分がＭｇＯ７０．８％、Ｆ．Ｃ２２．０％で
ある耐火材料によって、たとえば、内径８０ｍｍ、外径
９０ｍｍ、長さ１００ｍｍの円筒体に形成されるものが
用いられる。インサートリング１３を介挿した後に、耐
火材からなる溶射材１２で固定することによって行われ
る羽口の補修方法について以下説明する。

【００１８】図２には補修を必要とする羽口部が概略示
される。前述するように、溶鋼注入が４０チャージ程度
行われると羽口れんが２の内孔部は周縁部分２Ａが損耗
してきて孔径が大きくなってくる。この状態になると取
鍋内を空にした後、前記ノズル装置５を取外して、取鍋
の下方からインサートリング１３を損耗している内孔部
に挿入する。

【００１９】図３にインサートリング１３の挿入状態が
示されるが、ノズル装置の取付部からインサートリング
１３を内孔部に押込ませた後、モルタル材によって仮固
定される。インサートリング１３が仮固定されると、次
に棒体１４から成る補修治具がインサートリング１３内
に貫挿通される。

【００２０】図４に、棒体１４が貫挿通された状態が概
略示される。棒体１４は、円柱体１４ａの一端側から円
錐台１４ｂが同軸の一体に延長している先絞り円柱体に
形成され、耐火性材料から成る中実体、あるいは内部に
冷却水が流通される中空体と成すことによって、耐火性
を有する棒体に形成される。棒体１４は、円柱体１４ａ
がインサートリング１３に対して隙間がほとんど生じな
い程度に軽く摺接した状態で挿入することができる外径
寸法を有する。このように形成される棒体１４を、先絞
りの部分および該部分に連なる円柱体部の一部分が、イ
ンサートリング１３の上端部から突出するように位置決
めして、動かないように適宜固定する。

【００２１】図５には、本発明の一実施例である棒体１
４の縦断面図が示され、図６には、図５におけるＡ−Ａ
矢視断面図が示される。図５図示の棒体１４は、外管１
５と、この外管１５内に軸線を偏心した平行またはほぼ
平行にさせて挿通される内管１６とから成る偏心二重管
形に形成される。外管１５は、円筒部１５ａの一端から
テーパ筒部１５ｂが同軸の一体に延長して円筒部１５ａ
の他端とテーパ筒部１５ｂの先端とは平板で塞がれる。
この円筒部１５ａの前記他端寄りの胴壁部には液取出口
１８が設けられる。一方、内管１６は先端側となる一端
が外管１５内でテーパ筒部１５ｂに臨んで開口し、他端
が外管１５の外に引出されて開口するように設けられ、
外管１５に対してスペーサ１７を介して固定される。

【００２２】このように形成される棒体１４は、冷却液
としての冷水が、内管１６における外管１５の外方で開
放する開口から送り込まれることによって、内管１６か
ら外管１５内を経て液取出口１８から取出される冷水の
流通路が形成され、水冷構造で先絞りの偏心二重管形を
成している。

【００２３】図５に示される棒体１４を図４図示のごと
くインサートリング１３内に貫挿通した後、羽口れんが
２の損耗部の補修が行われる。

【００２４】図７には、溶射材１２を溶射する補修最終
工程が概略示される。図７において、棒体１４のセット
が終わった時点で棒体１４内に冷却水を流通させなが
ら、取鍋１の内方に溶射ノズル１１を挿入し、そのノズ
ル先を棒体１４の上方部で羽口れんが２とインサートリ
ング１３とに向ける。そして溶射ノズル１１から溶射材
１２を噴射させ羽口れんが２の表面とインサートリング
１３の表面とに向けて溶射材１２を溶射する。

【００２５】溶射材１２としては、たとえばＡｌ₂Ｏ₂か
らなる耐火材が用いられるが、羽口れんが２とインサー
トリング１３との間の隙間の部分に入り込みやすく、か
つ耐摩耗性に優れている材質のものが好ましい。最初
は、回り込み性が良い低融点のものとし、次に耐摩耗性
に優れているものとの２種に別けて使用することがより
好ましい。

【００２６】溶射材１２を溶射している際に、棒体１４
は円柱体の一部がインサートリング１３から突出してい
るので、リング内に空隙が生じないことから、溶射材１
２がインサートリング１３の内側孔に浸入することがな
く、自然開孔率は羽口損耗前の初期値が確保される。一
方、棒体１４は、先端側が円錐台形になっているため、
溶射時に棒体１４の頂部に笠状に溶射材１２が付着する
のを抑えることが可能であり、また、インサートリング
１３と羽口れんが２との境界部分の隙間に対して溶射材
１２がスムーズに回り込むことになって、インサートリ
ング１３の上端縁面部の全面が溶射材１２によって掩わ
れるために、インサートリング１３は強力に固着され
る。

【００２７】溶射されて羽口れんが２およびインサート
リング１３に溶着している溶射材１２が冷やされて固ま
った状態になると、棒体１４を引抜き、次いでノズル装
置５を取付けて、羽口の補修は完了する。

【００２８】溶射中は棒体１４は水冷されていて破損等
は発生しなく、一方、補修直後の羽口れんが２は、高さ
方向については溶射材１２で滑らかに肉盛りされ、内孔
開口部はインサートリング１３によって一定の径が確保
される。また、インサートリング１３は堅固に固定され
ているので、その後の溶鋼流出時にトラブルを生じるこ
となく長期にわたって安定した溶鋼取出しを続けること
が可能である。

【００２９】なお、本発明方法の実施によって補修した
後、溶鋼取鍋を実際に使用したところ、インサートリン
グ１３は１０回の溶鋼注入に耐え、このことから羽口の
補修を１回行う毎に羽口れんがの寿命を１０チャージ分
延長させることが可能となった。

【００３０】この場合の溶射条件を挙げると、溶射補修
用酸素２１０Ｎｍ³／Ｈｒ、キャリア用酸素３０Ｎｍ³／
Ｈｒ、液化石油ガス（ＬＰＧ）６２Ｎｍ³／Ｈｒを供給
した。一方、溶射材１２の成分組成は、Ａｌ₂Ｏ₃：８
３．０重量％、ＭｇＯ：９．５重量％、Ｃｒ₂Ｏ₃：３．
５重量％、ＳｉＯ₂とＦｅ₂Ｏ₃との合計２．８重量％で
あった。また、棒体１４の冷却水量は１．５ｍ³／Ｈｒ
であった。

【００３１】図８には本発明方法に用いられるインサー
トリング１３の第２実施例が部分的に斜視される。図８
に示されるインサートリング１３は、羽口れんが２に挿
入する際の上端部となる端部内周縁部分にテーパ１３Ａ
が付けられている。このようにテーパ１３Ａを付けるこ
とによって、羽口れんが２の表面に層を成して肉盛りさ
れる溶射材１２がインサートリング１３の上端周縁部分
に回り込みやすくなって、リングの固定強度がより大き
くなる利点がある。

【００３２】一方、以上説明した本発明方法の実施例と
同様な方法によって、Ａｌ₂Ｏ₃９５％，Ａｌ４％を成分
とする溶射材を用いて、酸素流量４０Ｎｍ³／Ｈｒと共
に溶射補修をした。この結果、インサートリング１３は
７回の溶鋼注入に耐え、このことから羽口補修を１回行
うごとに羽口れんがの寿命を７チャージ分延長させるこ
とが可能となった。

【００３３】また、本発明の前記実施例と同様な方法
で、溶射材の替りにＭｇＯ９５％、ＳｉＯ₂４％を主成
分とする吹付材を水分外数で５％加えて吹付け補修をし
た。この結果、インサートリング１３は７回の溶鋼注入
に耐え、これから羽口補修を１回行えば羽口れんがの寿
命は７チャージ分延長させることが可能となった。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、損耗
した羽口内孔部にインサートリングを挿入し、これを耐
火材で確実に固め付けることによって、補修後の自然開
孔率を低下させることなく、さらに溶融金属注入時のト
ラブルを発生させることなく、羽口の寿命を一層引延ば
すことができる。しかも本発明によれば、耐火材の吹き
付けもしくは溶射時に先絞り円柱体の棒体をインサート
リング内に貫挿通することによって溶射材がリング内に
浸入するのを確実に防止するとともに、羽口とインサー
トリングとの間に溶射材を万遍なくゆきわたらせて固定
強度を増大させることが可能である。また、前記棒体を
水冷構造とすることによって冷却性能を高め棒体の反復
使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施による補修完了状態の羽口部
の断面示正面図である。

【図２】補修を必要とする損耗した羽口部の略示断面図
である。

【図３】本発明方法を説明するためのインサートリング
１３挿入状態の断面図である。

【図４】本発明方法を説明するための棒体１４挿入状態
の断面図である。

【図５】本発明の一実施例である棒体１４の縦断面図で
ある。

【図６】図５におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図７】本発明方法における溶射材１２溶射時の最終状
態の断面図である。

【図８】本発明の実施例にかかるインサートリング１３
の部分示斜視図である。

【図９】従来の羽口部の損耗状態を示す概要図である。

【図１０】従来の羽口補修方法の説明図である。

【符号の説明】

１溶融金属処理容器２羽口れんが５ノズル装置１１溶射ノズル１２溶射材１３インサートリング１４棒体１４ａ円柱体１４ｂ円錐台１５外管１５ａ円筒部１５ｂテーパ筒部１６内管１７スペーサ１８液取出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−42716（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−81912（ＪＰ，Ａ) 特開平７−214292（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−163550（ＪＰ，Ｕ) 特公平１−40890（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27D 1/16 B22D 11/10 310 B22D 41/02 C21C 5/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属処理容器に設けられる溶融金属
取出用羽口の損耗部を補修する方法であって、この羽口
の直下部に取付けられるノズルを外して、羽口内孔部に
耐火物から成るインサートリングを挿入し仮固定した
後、このインサートリングに耐火性の棒体を貫挿通して
該リングの開口部を塞がせ、溶融金属処理容器の内方か
ら前記羽口とインサートリングとに向けて耐火材を吹き
付けもしくは溶射し、その後に前記棒体を抜取ってノズ
ルを取付けることを特徴とする羽口の補修方法。
【請求項２】耐火性の棒体として、円柱体の一端側か
ら円錐台が同軸の一体に延長する先絞り円柱体に形成さ
れる棒体が用いられ、インサートリングの上端部から円
錐台および円柱体の一部分が突出するように、インサー
トリングに貫挿通されることを特徴とする請求項１記載
の羽口の補修方法。
【請求項３】円筒部の一端からテーパ筒部が同軸の一
体に延長して、円筒部の他端およびテーパ筒部の先端が
塞がれている外管と、この外管に軸線を偏心させて挿通
され、一端が外管内でテーパ筒部に臨んで開口し、他端
が外管の外に開口している内管とから成り、内管の内
部、内・外管間の空間部を経て、外管の円筒部の他端側
に設けられる液取出口から冷却水が取出される水冷構造
で先絞り偏心二重管形の棒体に形成されることを特徴と
する補修用治具。