JP5483848B2

JP5483848B2 - 簡易精錬装置用浸漬管

Info

Publication number: JP5483848B2
Application number: JP2008241278A
Authority: JP
Inventors: 公宏安井; 敏一寺島; 邦博小出; 真一後藤; 誠松山; 章弘新保; 敏明伊東
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp; TYK Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; TYK Corp
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: JP2010070822A

Description

本発明は、減圧できる容器の下部に連結された浸漬管を溶鋼に浸漬して溶鋼を吸い上げ、脱ガスを行ったり、合金投入による成分調整、酸素吹き込みによる脱炭、フラックス添加によるスラグ精錬、等を行う簡易精錬装置用浸漬管に関する。

簡易精錬装置は、主に溶鋼中の脱ガス、特に脱水素、脱炭を行うＲＨ（Ruhrstahl-Heraus）脱ガス装置やＤＨ（Dortmunt-Horde）脱ガス装置等である。簡易精錬装置の溶鋼への浸漬部は、浸漬管と称される。浸漬管は、鋼等の金属製円筒状芯金と、その内周、下端及び外周を被覆する耐火物層と、から構成されている。耐火物層の耐火物としては、不定形耐火物と定形耐火物とを組み合わせて使用することが一般的で、例えば、内周と外周の耐火物を煉瓦で構成し、下端部の耐火物を不定形耐火物で構成した浸漬管が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、内周、外周及び下端の耐火物を不定形耐火物で形成した浸漬管も知られている（例えば、特許文献２参照。）。

上記従来の浸漬管においては、芯金の下端部にスタッドを植設してこれに不定形耐火物を固着させて耐火物を支持している。
特開平１１−２１６１５号公報特開平１０−１１０２１３号公報

上記従来の浸漬管は、溶鋼と接する内周、外周及び下端が不定形耐火物で被覆されているか、内周、外周の中間位置以上の部位が定形耐火物で被覆されているものの、下部は全体が不定形耐火物で被覆されているため、耐火物の摩耗損傷が大きかった。また、従来の浸漬管は、芯金の下端部にスタッドを植設してこれに不定形耐火物を固着させて耐火物を支持しているため、耐火物の脱落を防止することが不十分であった。

浸漬管における浸食性と摩耗性とは、浸漬管の内周側と外周側とでは大きく異なる。すなわち、外周側の耐火物は、取鍋の溶鋼表面に浮遊するスラグ層との化学反応によって大きく浸食される。内周側の耐火物は、溶鋼の環流に伴う乱流によるアタックで大きく摩耗される。一般的に、不定形耐火物は定形耐火物に比べ耐食性が劣り、損傷が大きいため、従来の浸漬管は、摩耗損傷が大きかった。

また、従来の浸漬管を繰り返し使用すると、急熱・急冷の熱サイクルによるスポーリングや定形耐火物と不定形耐火物の熱伝導率や熱膨張率の大きな相違から、両者の境界部目地の拡大を引き起こす。さらに、芯金の熱変形で浸漬管の下端がラッパ状に変形し、定形耐火物の押さえ構造を緩ませ境界部目地の拡大を引き起こす。その結果、目地境界部に地金やスラグが差し込み、下端不定形耐火物が欠落し低寿命となる。

本発明は、上記従来の簡易精錬装置用浸漬管の問題に鑑みてなされたものであり、溶鋼と接する下端部の摩耗及び溶損が少ない簡易精錬装置用浸漬管を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の簡易精錬装置用浸漬管は、上部にフラン
ジを持つ円筒状芯金の内周、下端及び外周を耐火物で被覆してなる簡易精錬装置用浸漬管
において、前記浸漬管のうち、溶鋼に浸漬される部位の前記耐火物が塩基性煉瓦であり、前記塩基性煉瓦は、内周、下端及び外周にかけて一体物であることを特徴としている。

また、上記浸漬管は、前記塩基性煉瓦に埋設された吊り上げ金具と、一端が前記フランジに固定され他端が前記吊り上げ金具に固定された連結金具と、を備える塩基性煉瓦吊り上げ部材を有するとよい。

また、前記塩基性煉瓦は、周方向に分割された複数の分割煉瓦からなり、該分割煉瓦は、分割面に該分割煉瓦に埋め込まれた爪をもつ金属板を備えるものとするとよい。

塩基性煉瓦は、不定形耐火物（キャスタブル耐火物）に比べ耐食性に優れるので、溶鋼に浸漬される浸漬管下部の外周、下端及び内周に塩基性煉瓦が配置されている浸漬管は摩耗・溶損が少なく、耐用回数が高い。

塩基性煉瓦が、内周、下端及び外周にかけて一体物であると、塩基性煉瓦の吊り上げ構造が簡単になり且つ浸漬管の組み立て製造が容易になる。

塩基性煉瓦吊り上げ部材を有すると、塩基性煉瓦がフランジによって吊り上げられ、塩基性煉瓦の脱落がなくなり、浸漬管の耐用回数が高くなる。

塩基性煉瓦が、周方向に分割された複数の分割煉瓦からなり、該分割煉瓦は、分割面に該分割煉瓦に埋め込まれた爪を持つ金属板を備えるので、使用時の受熱によって隣り合う分割煉瓦同士の金属板が溶着して連結される。その結果、目地開きが防止される。また、金属板の爪が分割煉瓦に食い込んでいるので、急熱・急冷の繰り返し使用による熱スポールで塩基性煉瓦に亀裂が発生しても脱落を防止することができる。

本発明の実施形態を図面を参照して詳しく説明する。

図１は、本発明の簡易精錬装置用浸漬管の一部断面で示す上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、分割塩基性煉瓦１２３の上面図と側面図である。

浸漬管１２は、上部にフランジ１２１bをもつ円筒状芯金１２１と、芯金１２１の円筒状芯金本体１２１aの内周、下端及び外周を被覆する耐火物被覆部材１２２と、耐火物被覆部材１２２のうち少なくとも溶鋼に浸漬される下部を被覆する複数の分割塩基性煉瓦１２３と、を有している。浸漬管１２は、芯金１２１を収容する凹部１２３bをもつ複数の分割塩基性煉瓦１２３を周方向に全周に渡って配置し、該凹部１２３bに芯金１２１の下部を収容し、芯金１２１と塩基性煉瓦１２３との隙間に耐火物被覆部材１２２を介在させ、芯金１２１の上部を耐火物被覆部材１２２で被覆したものである。

芯金１２１は、円筒状芯金本体１２１aと、その上部に形成されたフランジ部１２１bと、を有している。

１２２は、芯金本体１２１aを被覆する耐火物被覆部材である。耐火物被覆部材１２２は、例えば、ハイアルミナ−マグネシア系の流し込み（キャスタブル）材であり、大略Ａｌ_２Ｏ_３が９割、ＭｇＯが１割の組成であり、微量の流動性調整材、発熱調整材と共に結合材として高アルミナセメントを含み、スチールファイバーは外掛けで添加するものを使用することができる。

分割塩基性煉瓦１２３は、図３に示すように上面視で台形状をしており、先細側を内径側になるように周方向に連結することでリング状になる。分割塩基性煉瓦１２３は、耐火物被覆部材１２２で被覆された芯金本体１２１aを収容する前記リング状の軸方向に延びる凹部１２３bをもつ。また、上面には、上面メタルケース（金属プレートにＶ字の切り込みを入れて頂点を起こして爪を形成したもの）１２３aが、形成された爪を塩基性煉瓦１２３に埋め込んだ状態で固定されており、アングル１２５を介して芯金本体１２１aに溶接されている。さらに、側面には、側面メタルケース１２３cが、その爪を塩基性煉瓦１２３に埋め込んだ状態で固定されている。

図３に示す浸漬管の内周、下端及び外周を一体的に被覆する分割塩基性煉瓦１２３は、プレス成形によって一体形成される。プレス成形する際、型枠内の所定の位置に吊り上げ金具１２４b、上面メタルケース１２３a及び側面メタルケース１２３cをセットすることで、吊り上げ金具１２４bが分割塩基性煉瓦１２３に埋め込まれ、上面メタルケース１２３a及び側面メタルケース１２３cの爪が分割塩基性煉瓦１２３に埋め込まれる。

分割塩基性煉瓦１２３の材質は、例えば高耐食性で耐スポール性に優れるＭｇＯ−Ｃ（マグネシア・黒鉛）材質からなる。

分割塩基性煉瓦１２３には、上記のように吊り上げ金具１２４bが埋め込まれており、ナット１２４cを介して耐火物被覆部材１２２に埋め込まれた連結金具１２４aと連結され、塩基性煉瓦吊り上げ部材１２４を構成している。連結金具１２４aの端部の数カ所は、芯金１２１に溶接されている。

次に、上記の分割塩基性煉瓦１２３を用いて本発明の浸漬管１２を作製する方法を説明する。
（成形工程）
先ず、例えば、電融マグネシアの粗粒、中粒、微粉と天然黒鉛及び酸化防止剤を混合してフェノール樹脂を加えて混練する。次いで、その混練物を短辺側金型、長辺側金型及び下型で形成されるキャビティーに充填する。なお、充填する前に、キャビティーの所定の位置に側面メタルケース１２３cを配置する。また、混練物を所定の位置まで充填した後に吊り上げ金具１２４bを配置して更に混練物を充填する。その後、上面メタルケース１２３aを載せて上型を下降させ加圧成形する。本実施形態ではフリクションプレスを用いたが、油圧プレスを使用してもかまわない。
（加工工程）
次に、型枠から成形体を取り出し、所定の加熱処理を行った後、凹部１２３bを機械加工で形成して図３に示す分割塩基性煉瓦１２３を得る。
（セッティング工程）次に、分割塩基性煉瓦１２３を周方向に配置してリング状に接着し、凹部１２３bに芯金本体１２１aを所定の深さまで挿入する。次いで、上面メタルケース１２３aと芯金本体１２１aとをアングル１２５を介して溶接する。また、吊り上げ金具１２４bと連結金具１２４aとを連結し、連結金具１２４aを芯金１２１に溶接する。
（鋳込み工程）次に、分割塩基性煉瓦１２３の外周面と内周面に型枠（不図示）を配置し、不定形耐火物を充填し、図１及び図２に示す浸漬管１２となる。

本発明の浸漬管１２においては、溶鋼に接するのは高耐食性を示す塩基性煉瓦１２３であり、溶損が少なく耐用回数が高い。

また、耐火物被覆部材１２２は、溶鋼に接しないので耐食性が低くてもよい。そのため耐火物被覆部材１２２として、上記のようにキャスタブル耐火物を採用することができ、浸漬管１２の製作が容易になる。

また、分割塩基性煉瓦１２３が一体物であるので、塩基性煉瓦１２３の吊り上げ構造が簡単になり且つ浸漬管の組み立て製造が容易になる。

また、吊り上げ部材１２４をもつので、耐火物被覆部材１２２と塩基性煉瓦１２３が連結され、更に連結金具１２４aの端部の数カ所がフランジ１２１bに溶接されているので塩基性煉瓦１２３は耐火物被覆部材１２２を引っ張ることなく、フランジ１２１bで吊られている。したがって、芯金１２１と耐火物被覆部材１２２及び塩基性煉瓦１２３との結合が強くなり、浸漬管１２の耐用回数が高くなる。

また、塩基性煉瓦１２３が上面メタルケース１２３aを持ち、そのメタルケース１２３aと芯金１２１とが連結されているので、塩基性煉瓦１２３の固定は、より確実になる。

また、分割塩基性煉瓦１２３が側面メタルケース１２３cを持ち、隣り合う分割塩基性煉瓦１２３が側面メタルケース１２３c同士で溶着されているので、目地開きを防止することができる。また、上面メタルケース１２３cの爪が分割塩基性煉瓦１２３に食い込んでいるので、急熱・急冷の繰り返し使用による熱スポールで塩基性煉瓦に亀裂が発生しても脱落を防止することができる。

また、分割塩基性煉瓦１２３が凹部１２３bをもち、不定形耐火物１２２との目地がイ−ロ−ハと長く迂回するので（図２参照。）、浸漬管１２を溶鋼に浸漬して内周側を減圧した際、外気のリークが少ない。

上記実施形態の浸漬管と、芯金の内周、下端及び外周を不定形耐火物のみで被覆した従来の浸漬管と、を比較した結果、従来の浸漬管（キャスタブル）の溶損速度が約１０ｍｍ／チャージであるのに対し、本発明の浸漬管の溶損速度は１ｍｍ／チャージ以下であった。

本発明の浸漬管の上面図（一部断面で示す）である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２の塩基性煉瓦の上面図と側面図である。

符号の説明

１２・・・・・・・・・・浸漬管
１２１・・・・・・・・円筒状芯金
１２１b・・・・・フランジ
１２２・・・・・・・・耐火物被覆部材
１２３・・・・・・・・塩基性煉瓦
１２４・・・・・・・・塩基性煉瓦吊り上げ部材
１２４a・・・・・連結金具
１２４b・・・・・塩基性煉瓦吊り上げ金具

Claims

上部にフランジを持つ円筒状芯金の内周、下端及び外周を耐火物で被覆してなる簡易精
錬装置用浸漬管において、
前記浸漬管のうち、少なくとも溶鋼に浸漬される部位の前記耐火物が塩基性煉瓦であり、
前記塩基性煉瓦は、前記内周、下端及び外周にかけて一体物であることを特徴とする簡易精錬装置用浸漬管。
前記塩基性煉瓦に埋設された吊り上げ金具と、一端が前記フランジに固定され他端が前
記吊り上げ金具に固定された連結金具と、を備える塩基性煉瓦吊り上げ部材を有する請求
項１に記載の簡易精錬装置用浸漬管。
前記塩基性煉瓦は、周方向に分割された複数の分割煉瓦からなり、該分割煉瓦は、分割
面に該分割煉瓦に埋め込まれた爪をもつ金属板を備える請求項１または２に記載の簡易精錬装置用浸漬管。