JP3455003B2 - 浸漬管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は鉄鋼等の溶融金属精
錬に用いられる脱ガス設備の浸漬管に関する。 【０００２】 【従来の技術】現状の溶融金属精錬プロセスにおいて、
真空脱ガス設備は高級材の製造に不可欠な設備となって
いる。例えば、鉄鋼精錬におけるＲＨ、ＤＨなどを代表
とした脱ガス設備は、真空槽の下端開口部を溶鋼中に浸
漬してから槽内を真空にして、溶鋼を吸い上げ、精錬す
る。浸漬管とはこれらの設備の下端に位置しており、溶
鋼中に浸漬される部位である。 【０００３】浸漬管は、一般に内周がれんがあるいは不
定形耐火物、外周が不定形耐火物で構成されている。こ
れらの耐火物は芯金と呼ばれる金属製の円筒と、そこに
固定された耐火物受け金物やスタッドによって保持され
る。従って、芯金は、耐火物を安定して保持し、真空槽
内に外気が侵入するのを防ぐ役割を担う大切な部分であ
る。そのため芯金の変形は極力防止されなければならな
い。芯金の変形は多くの場合、浸漬管の寿命を決定する
要因となっている。すなわち、芯金の変形に伴って耐火
物に亀裂が生じたり、場合によっては耐火物が脱落した
りする。 【０００４】浸漬管の芯金は、一般に普通鋼で形成され
ており、厚さは、フランジを除く芯金の全部分を通じて
１２mm程度でほぼ一定である。使用中、すなわち溶鋼中
に浸漬されたり、溶鋼中から引き上げられたりの繰り返
し状態にある芯金の温度は、溶鋼中への浸漬に伴なって
上昇し、６００℃以上に達する場合も多い。ところで、
芯金の素材は一般的に普通鋼であり、その機械的性質は
高温下で低下する。従って、芯金の変形を防止するため
に、その温度を下げる対策が多く取られてきた。例え
ば、特開平５−３３１５２５号公報には、芯金の変形を
抑制するためのミストと特殊な冷却パイプを用いた冷却
方法が、また、特開平６−１４５７６８号公報には、特
殊な構造の芯金を用いた変形抑制方法が開示されてい
る。さらに、特開昭６１−２５３３１８号公報あるいは
実開平３−３４０５３号公報には、芯金を二重円筒構造
の鉄板で形成し、その隙間にガスを流して冷却する方法
が示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】浸漬管の芯金は、溶鋼
からの熱を受けて変形し、その結果、耐火物に亀裂が生
じたり、耐火物が脱落したりする。この変形を抑制する
ために従来より開示されている上述の方法では芯金の構
造が非常に複雑になり、製作に多大の労力を要して、芯
金自体も高価となる。 【０００６】本発明は、脱ガス設備等で用いられる浸漬
管の芯金箇所の剛性を高めて変形を防止し、その結果浸
漬管の長寿命化を図ることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】変形することなく耐火物
を安定して保持できるようにするためには、芯金自体の
剛性を確保する必要がある。しかし、冷却構造に注目し
ようとすると複雑なものになる。そこで、芯金の温度上
昇はやむを得ないものとし、芯金の形状を工夫すること
で、剛性の高い簡単な構造の浸漬管を追求した。その結
果、本発明を得た。 【０００８】すなわち、本発明は使用前後の芯金下端に
おける外径増加が５０mm以下となるように、芯金の下端
から少なくとも幅１００mm以上の範囲に対して芯金の厚
さが１８mm以上の管状となるようにして芯金下端部を補
強した浸漬管である。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
詳細に説明する。本発明者らは、実炉での実験から、芯
金の変形の大きさと耐火物の脱落、あるいは浸漬管の芯
金の厚さと芯金の変形の大きさの間に密接な関係がある
ことを見いだした。 【００１０】図１に示すように、３００ｔＲＨの浸漬管
に対して、下端部をその上方よりも厚くした管状の芯金
を普通鋼を用いて作成した。なお、芯金の内径は１１０
０mm、長さは７００mmである。このとき、芯金上部の薄
い鉄板部分の厚さは１２mmであり、下端部の厚い部分は
１８mmあるいは２５mmとした。また、厚い部分の幅は、
５０mm、１００mm、２００mm、芯金全体の４通りとし、
この下端厚肉部の厚さとその幅が芯金変形に与える影響
を調査した。なお、それぞれの芯金の内周にはマグクロ
れんがを、下端及び外周にはアルミナ質キャスタブルを
同じように施工し、これを試作浸漬管として実験に供し
た。 【００１１】従来は芯金の厚さが上端から下端まで１２
mmで均一な浸漬管を使用している。しかし、内周最下端
にあるれんがの一部が、下端および外周にあるキャスタ
ブルと共に脱落することが多く、平均寿命は１３８回で
あった。 【００１２】そこで、試作した浸漬管を１４０回使用し
て、変形の大きさを測定した。すなわち、１４０回使用
した後に、芯金下端部の外径を計測し、使用前の外径を
差し引いて外径の増加量を算出した。図２にその結果を
示す。下端厚肉部の幅が５０mmの場合、浸漬管外周下端
のキャスタブルに大きな亀裂が生じ、内周のれんがが緩
んでいた。しかし、厚肉部の幅が１００mm、２００mm、
及び芯金全体の場合には、キャスタブルに大きな亀裂は
観察されなかった。そこで、芯金下端の外径増加量を測
定したところ、これと耐火物の状況との間には密接な関
係があることが明らかになった。 【００１３】まず、芯金下端の外径増加量が５０mmを超
える場合には耐火物に亀裂や緩みなどの異常が見られた
のに対し、５０mm以下では異常が認められなかった。従
って、芯金下端の外径増加量が５０mm以下であれば、浸
漬管を健全に保つことができる。また、芯金下端の外径
増加量を５０mm以下にするためには、芯金下端から幅１
００mm以上の部分を厚さ１８mm以上にして補強すればよ
いこともわかった。 【００１４】芯金下端部を厚肉にするためには、厚い鉄
板を用いて管状の芯金下端部を形成し、これを、薄い鉄
板を用いて形成した管状の芯金上部の下に溶接等で継ぎ
足す方法、薄い鉄板を用いて形成した管状の芯金の下端
部廻りにもう一枚鉄板を巻く方法などがある。また鉄板
を管状に形成する代わりに鋼管そのものを利用すること
もできる。 【００１５】芯金の材質は普通鋼、耐火鋼、ステンレス
など可能であるが、価格や加工性の面で普通鋼が好適で
ある。浸漬管に使用する耐火物は、通常のものと同様で
差し支えない。たとえば、内周にはマグクロれんが、外
周にはアルミナ質キャスタブルを使用することができ
る。また、外周にれんがを使用することもできる。 【００１６】 【実施例】 （実施例１）芯金の全ての部分の厚さが１８mm及び２５
mmの浸漬管を製作し、同じＲＨで試用した。芯金厚さ１
８mmのものの寿命は１６５回、２５mmのものは２０５回
を記録し、従来の芯金の厚さが１２mmの場合の平均寿命
１３８回を大きく上回った。 【００１７】（実施例２）１６０ｔＲＨ用の浸漬管にお
いて、下端の厚肉部の幅が１００mmで厚さが１８mm、そ
の上部の厚さが１２mmの芯金を普通鋼で製作した。この
とき、芯金の内径は６００mm、長さは６００mmである。
この芯金の内周にマグクロれんが、下端と外周にアルミ
ナ質キャスタブルを施工して浸漬管とし、これをＲＨで
試用した。その結果、芯金の全ての部分が１２mmである
従来の浸漬管の平均寿命が１５３回であるのに対し、こ
の浸漬管の寿命は１７５回であった。 【００１８】 【発明の効果】本発明により、浸漬管の寿命を大きく伸
ばすことができる。しかも芯金は安価かつ容易に作成で
き、鉄鋼の生産コスト削減と生産性向上に寄与するので
本発明は有意義である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の下端部を厚肉にした芯金の構造を示す
図。 【図２】１４０回使用した後の浸漬管芯金下端の外径増
加状況を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−81849（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21C 7/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 使用前後の芯金下端における外径増加が
   ５０mm以下となるように、芯金の下端から少なくとも幅
   １００mm以上の範囲に対して芯金の厚さが１８mm以上の
   管状となるようにして芯金下端部を補強したことを特徴
   とする浸漬管。