JP5611621B2 - 溶湯攪拌用インペラ - Google Patents

Description

本発明は、溶銑脱硫処理等に用いられる溶湯攪拌用インペラに関するものである。

例えば、ＫＲ法による溶銑脱硫は、溶銑鍋に溶銑を入れて上方からインペラを浸漬させ、脱硫剤を投入しつつインペラを高速で回転させることにより、脱硫剤を溶銑中に懸濁させて効率よく脱硫を行う方法である。

一般にこのインペラ５０は、図３のように鉄製の軸部芯金５１a、羽根部芯金５１bの外周にＹ或いはＶ字状スタッド５２を取り付け、キャスタブルを流し込み施工して製作する。インペラ５０の耐火物５３は、加熱冷却が繰り返されるため、耐熱スポーリング性に優れるアルミナ・シリカ・炭化珪素系のキャスタブルが多く使用される。耐食性はあまり問題にならず、通常軸部５０aの耐火物５３aよりも羽根部５０bの耐火物５３bの表面剥離がインペラの寿命を決める。

これは、溶銑５４への浸漬と放冷待機とが繰り返されるため大きな熱衝撃が加わって、特に形状が複雑な羽根部５０bで剥離が起こるためである。耐火物寿命を上げるために、より耐熱衝撃性の高い耐火物が使用されてきた。

しかし、一日当たりの処理回数が多く（例えば１日に５０チャージ）なると、軸部５０aの軸部芯金５１aから耐火物５３aが剥がれ落ちて芯金が溶損し、インペラ先端部が脱落するという問題があった。

上記の問題を解決するために、軸部芯金５１a、羽根部芯金５１b及びスタッド５２と耐火物５３との間に微小空隙を設けてインペラ５０の軸部芯金５１a、羽根部芯金５１bやスタッド５２での耐火物５３との膨張差を吸収できるようにした、インペラが開発された（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−１６６０１１号公報

インペラ５０の羽根部５０bを溶銑５４に浸漬して軸部５０aの軸心回りに矢印A方向に回転させると、溶銑５４も回転しだす。すると、溶銑５４中に渦が発生し、斜め下向き（矢印Aの方向）の溶銑流が生じる。羽根部５０bの耐火物５３bの外縁部は周速が最も高く、溶銑５４の反力が大きく作用するが、下方外縁部（円Ｃで囲む領域）には、さらに前記斜め下向きの溶銑流が当たるため、この部分に亀裂が生じ、脱落することがある。

しかし、上記の芯金及びスタッドと耐火物との間に微小空隙を設けて芯金やスタッドでの耐火物との膨張差を吸収できるようにしたインペラでも円Ｃ内の耐火物が脱落するのを防ぐことが難しかった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、羽根部の下方外縁部の耐火物が脱落することを抑制したインペラを提供することを課題とする。

課題を解決するためになされた本発明に係るインペラは、芯金を耐火物で被覆してなる軸部と羽根部とを備える溶湯攪拌用インペラであって、前記芯金は、前記軸部に埋設される軸芯金と前記軸芯金の下端部から横方向に延びる前記羽根部に埋設される羽根芯金とを備え、前記軸芯金及び前記羽根芯金にはＶ字形状スタッドが設けられ、さらに前記羽根芯金には前記羽根部の下方外縁部に延びるＹ字形状スタッドが設けられていることを特徴とする。

芯金を構成する羽根芯金から羽根部の下方外縁部に延びるＹ字形状スタッドを有するので、下方外縁部の脱落が抑制される。

耐火物とスタッドとの係合が強くなり、羽根部の下方外縁部の脱落が一層抑制される。

脱落しやすい羽根部の下方外縁部にスタッドが深く入り込むので、下方外縁部の脱落がより一層抑制される。

また、前記軸芯金は２重管構造であるとよい（請求項２）。

内側の管の通孔からエアー等の冷媒を導入して、内側の管の外壁と外側の管の内壁との間の間隙を通して排出することで、軸芯金、羽根芯金及びスタッドが冷却される。その結果、軸芯金、羽根芯金及びスタッドの熱膨張が抑制され、下方外縁部の脱落がより一層抑制される。

芯金から羽根部の下方外縁部に延びるスタッドを有するので、下方外縁部の脱落が抑制される。

実施形態の溶湯攪拌用インペラの断面図である。 図１のA−A線断面図である。 従来のインペラの断面図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。

本発明の溶湯攪拌用インペラは、図１及び図２に示すように、軸部１の下部に羽根部２が設けられている。

芯金１２は、２重管構造の軸芯金１aとその下部外周に所定角度（９０度）をなすように溶接された複数（４枚）の羽根芯金２aを備えている。

そして、インペラは、羽根芯金２aから羽根芯金２aの下方且つ外方に延びるＹ字スタッド３を羽根部２の下方外縁部２bに備えている。

軸芯金１aの外周には、向きが９０度異なる（Ｖ字状に見える紙面と平行な向きとＩ字状に見える９０度向きを変えた向きの）Ｖ字スタッド４a、４bが複数溶接されている。

羽根芯金２aの外周にも向きが９０度異なるＶ字スタッド５a、５bが複数溶接されている。

インペラは、スタッド４a、４bが溶接された軸芯金１aとスタッド５a、５b及び３が溶接された羽根芯金２aの回りに不定形耐火物（キャスタブル耐火物）１b、２cが流し込まれてできている。

不定形耐火物１b、２cは、例えば、ハイアルミナ−マグネシア系キャスタブル材であり、大略組成は、アルミナが９０質量％、マグネシアが１０質量％である。

軸芯金１aの内側の管１１aの上方から冷却用の空気が導入され、下方から排出される空気が内側の管１１aと外側の管１２aの間を通って上方の排出口１a1から排出される。

実施形態のインペラは、羽根芯金２aから羽根部２の下方外縁部２bに延びるＹ字スタッド３を備えているので、脱落しやすい羽根部２の下方外縁部２bの脱落が抑制される。

また、軸芯金１aが２重管構造をしており、軸芯金１aを空冷することで羽根芯金２aも冷却され、スタッド３、４a、４b、５a、５bが有効に冷却される。その結果、軸芯金１a、羽根芯金２a及びスタッド３、４a、４b、５a、５bの熱膨張が抑制され、不定形耐火物１b、２cに亀裂が発生することが抑制される。

本実施形態では、冷却用の空気を軸芯金１aの内側の管１１aの上方から導入したが、外側の管１２aに連通する排出口１a1から導入して内側の管１１aの上方から排出するとよい。外側の管１２aが先に冷却されるので外側の管１２aに溶接されている羽根芯金２aがより低温に冷却される。その結果、羽根芯金２aに溶接されているスタッド３もより低温に冷却される。よって、熱膨張が一層抑制され下方外縁部２bに亀裂が発生することが益々抑制される。

１・・・・・・・・軸部
２・・・・・・・・羽根部
２b・・・・・ 下方外縁部
３・・・・・・・・スタッド
１２・・・・・・・芯金
１a・・・・・・軸芯金
２a・・・・・・羽根芯金

Claims (2)

1. 芯金を耐火物で被覆してなる軸部と羽根部とを備える溶湯攪拌用インペラであって、
   前記芯金は、前記軸部に埋設される軸芯金と、前記軸芯金の下端部から横方向に延びる前記羽根部に埋設される羽根芯金と、を備え、
   前記軸芯金及び前記羽根芯金にはＶ字形状スタッドが設けられ、さらに前記羽根芯金には前記羽根部の下方外縁部に延びるＹ字形状スタッドが設けられていることを特徴とする溶湯攪拌用インペラ。
2. 前記軸芯金は２重管構造である請求項１に記載の溶湯攪拌用インペラ。

Images