JP5245640B2 - 転炉出湯孔スリーブおよび溶湯の製造方法 - Google Patents
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Description
(i)特許文献1により開示された転炉出湯孔スリーブのように軸方向の全域で内壁面をテーパ状に形成するのではなく、溶湯が流入する入口側の内壁面がテーパ状に形成されずに通常のストレート状に形成されるとともに、入口から出口への途中から出口へ向けての内壁面がテーパ状に形成されるスリーブ(本明細書ではこのような形状のスリーブを「ストレート及びテーパスリーブ」ともいう)を用いることによって、全長テーパスリーブよりも、寿命を延長しながら出湯速度を高めることができること、及び
(ii)ストレート及びテーパスリーブの出湯速度の向上には、その軸方向について内壁面をテーパ状に形成する範囲に、好適な範囲があること
を知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
(a)第1の開口4aの直径R1が150mm以上300mm以下であり、
(b)第2の開口5aの直径R2に対する第1の開口4aの直径R1の比(R1/R2)が1.10以上1.50以下であり、かつ、
(c)筒状体3の軸方向への長さLに対する第1の開口4aの直径R1の比(R1/L)が0.12以上0.17以下であること
を特徴とする転炉出湯孔スリーブ1である。
図1は、本実施の形態の転炉出湯孔スリーブ1を示す断面図である。
この筒状体3は、その軸方向(図1における上下方向)について第1の部分4と第2の部分5とからなる。第1の部分4は、円筒であって筒状体3の軸方向の一方の端部に形成されて転炉内の溶湯が流入する第1の開口4aを含んで構成される。また、第2の部分5は、溶湯流出方向へ向けて先細りであって第1の部分4に連続するとともに筒状体3の軸方向の他方の端部に形成されて溶湯が流出する第2の開口5aを含んで構成される。
このように、転炉出湯孔スリーブ1は、円筒に溶湯流出方向へ向けて先細りの筒状体を継ぎ足した形状を有するストレート及びテーパスリーブである。ここで、第1の部分4は直円筒を基本とするが、それが溶湯流出方向へ向けて内壁2のテーパが1°など多少先細りであっても、実質的に本発明と同一の目的を達成することができ、かつ同一の効果を奏することができる。
第1の開口4aの内壁2の縁に面取り部6を形成することにより、転炉内の溶湯が転炉出湯孔スリーブ1に流入する際に第1の開口4aの内壁2の縁に衝突して転炉出湯孔スリーブ1の内部に円滑に流入しなくなることに起因して出湯速度が低下することを、防ぐことができる。
次に、本発明者が行った水モデル試験について説明する。
詳細な機構は現段階では不明であるが、出口の開口部5aから吐出する水流を観察すると、全長ストレートスリーブでは水流の状態(水流表層部の乱れ、等)がある頻度で変化していた。この水流の乱れが抵抗となり、浴面の低下速度が小さいものと推定される。
図4のグラフに示すように、面取り部6を形成することにより、水流が入側開口部の内壁2の縁に衝突せずにスリーブ内へスムーズに流入できるようになったため、水浴面の低下速度が約10%程度向上することがわかる。
(a)第1の開口4aの直径R1を150mm以上300mm以下とすること、
(b)第2の開口5aの直径R2に対する第1の開口4aの直径R1の比(R1/R2)を1.10以上1.50以下とすること、
(c)内壁面2aと、筒状体3の半径方向に平行な方向とがなす角度を、第1の部分4ではθ1=90°とするとともに第2の部分5ではθ2を90°よりも小さい角度のテーパ管とすること、及び
(d)筒状体3の軸方向への長さLに対する第1の開口4aの直径R1の比(R1/L)を0.12以上0.17以下とすること
が有効であり、さらに
(e)筒状体3の軸方向への長さLに対する第2の部分5の軸方向への長さYの比(Y/L)を0.10以上0.90以下とすること
が望ましいことがわかる。
転炉で溶鋼280トンを溶製した後、以下に示す形状を有する2種の転炉出湯孔スリーブを用いて、溶鋼の排出時間を比較した。
(2)図1に示す断面形状のストレート及びテーパスリーブ(第1の開口4aの内径R1:225mm、第2の開口5aの内径R2:177mm、全長L:1600mm、距離Y:800mm)
なお、両スリーブともに、入口の開口の内壁縁にR30(mm)で面取り部6を形成してあるとともに、外径は310mmで一定である。
図5にグラフで示すように、全長テーパスリーブでは、孔回数(スリーブ使用回数)が少ない時期の出鋼時間が、本発明に係るストレート及びテーパスリーブを用いた場合よりも長いこと、すなわち溶鋼の排出速度が遅いことがわかる。すなわち、本発明に係るストレート及びテーパスリーブは、全長テーパスリーブよりも、転炉内の溶湯の出湯速度を高められることがわかる。
2 内壁
2a 内壁面
3 筒状体
4 第1の部分
5 第2の部分
6 面取り部
Claims (3)
- 筒状体により構成される転炉出湯孔スリーブであって、
該筒状体は、その軸方向の一方の端部に形成されて転炉内の溶湯が流入する第1の開口を含む第1の部分と、該第1の部分に連続するとともに前記軸方向の他方の端部に形成されて溶湯が流出する第2の開口を含む第2の部分とからなり、
前記第1の部分は円筒であってその第1の開口の直径(R1)は150mm以上300mm以下であり、
前記第2の部分は溶湯流出方向へ向けて先細りであってその第2の開口の直径(R2)に対する前記第1の開口の直径(R1)の比(R1/R2)は1.10以上1.50以下であり、かつ、
前記筒状体の前記軸方向への長さ(L)に対する前記第1の開口の直径(R1)の比(R1/L)は0.12以上0.17以下であること
を特徴とする転炉出湯孔スリーブ。 - 前記筒状体の前記軸方向への長さ(L)に対する前記第2の部分の前記軸方向への長さ(Y)の比(Y/L)は0.10以上0.90以下である請求項1に記載された転炉出湯孔スリーブ。
- 請求項1または請求項2に記載された転炉出湯孔用スリーブを装着された転炉から、該転炉出湯孔スリーブを介して溶湯を排出する工程を含むことを特徴とする溶湯の製造方法。
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