JP5620394B2 - 耐火パージプラグまたはスリーブを交換可能に固定する方法および溶融金属用容器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に説明の容器に装着された耐火ノズル煉瓦に対して、耐火パージプラグまたは耐火スリーブを取り付けおよび取り外しするための方法、およびその方法を実施するための溶融金属用容器に関する。

これまで、ガスを溶融金属内に導入する円錐形の耐火パージプラグ（パージスリーブ）、または、それぞれが出口開口部を形成する円錐形の耐火スリーブが、一般的にそれに合わせて形成されたノズル煉瓦開口部内に挿入されていた。それらは、幅狭のモルタル目地（約１〜３ｍｍ幅）によって後者から分離される。磨耗したパージプラグまたはスリーブが、引っ張ったり、空気圧ハンマを使って彫り出したり、焼き出したり、搾り出したりすることにより、破壊して取り外されると、これらの部分は用済みとなり、再び破壊されて、残骸がそれぞれのノズル煉瓦開口部に垂下された状態のまま残る。これらの残骸は、モルタルの残骸やスチール座金と同様、取り除かなければならず、非常に手間がかかる。それらが破壊して取り外される時、そして、その洗浄工程では、ノズルれんがの損傷や破壊が発生し得る。

一般的に時間がかかるノズル煉瓦の修理は、パージプラグやスリーブを交換するたびに必要となる。高温の耐火部品の洗浄工程は、危険であり、重労働である。モルタルをパージプラグまたはスリーブに塗布する際、モルタルの厚みが不均一になることもあり、また、パージプラグまたはスリーブの手動による取り付け中にモルタルが場所によって不均一になると、局所的に完全にはがれてしまうこともある。これにより、ジョイント領域における早期の磨耗、ジョイントへのスチールの侵入、そして破壊の危険性などのような周知の問題へと発展する。

本発明の基礎をなす目的は、耐火パージプラグまたは耐火スリーブを、容器に設備した耐火ノズル煉瓦の中に取り付けたり、それから取り外したりすることを、安価に行う方法と、パージプラグまたはスリーブの交換を著しく容易にするとともに、穴の穿たれた煉瓦が交換によって損傷を受ける危険性を大幅に減らすことができる溶融金属用容器の提供とを実現することにある。

この目的は、請求項１の特徴を有する方法と、請求項７に記載の容器による本発明によって達成される。

本発明による容器および方法のさらなる好ましい構成が、従属請求項囲の要件とされている。

磨耗したパージプラグまたは磨耗したスリーブを取り外すために、手作業で破壊して取り外すことは、危険な重労働であるが、もはや必要ではなく、それらの部品は、適切な工具（掘削またはフライス削りツール）の補助により容易に取り外すことができ、重労働である洗浄工程を無しですませ得るだけでなく、ノズル煉瓦が損傷する危険性もなくなる。重労働である洗浄や修理工程が不要であるということは、莫大な時間の節約となり、さらに、操作上の安全性も改善される。

さらに、交換を自動化することができる。いわゆるモルタルジョイントに付随する問題（ジョイント領域における早期の磨耗、ジョイントへのスチールの進入、あるいは破壊の危険性）も存在しなくなる。ノズル煉瓦の早期磨耗は、パージプラグまたはスリーブを交換すれば、自動的に復元される（ノズル煉瓦開口部と、パージプラグまたはスリーブとの間の間隙を充填する耐火物は、ノズル煉瓦の磨耗領域にも配分される）。

下記において、本発明について、以下に示す図面に基づいてさらに詳しく説明する。

耐火ノズル煉瓦を開口部内に挿入した溶融金属用容器の一部と、交換しようとする耐火パージプラグがノズル煉瓦に取り付けられた状態を示す。 図１による容器の一部であって、新しい耐火パージプラグを有することを示す。 図１に対応する図であり、別の変形例の耐火パージプラグを有することを示す。 ノズル煉瓦を開口部内に挿入し、交換しようとする出口開口部を形成する耐火スリーブがノズル煉瓦に取り付けられた溶融金属用容器の一部。 ノズル煉瓦の別の実施形態であり、新しい耐火スリーブが前記ノズル煉瓦に取り付けられ、出口開口部を形成している。

図１および２には、溶融金属用容器１、例えば、いわゆる溶融金属用の取鍋が示されており、容器の外側スチールジャケット２と耐火内張り３のみが見える。耐火ノズル煉瓦５は、円筒形のノズル煉瓦開口部６を有し、容器１の開口部４内に挿入されている。

図１および２によると、本発明により、一体に形成された（事前組み立てされた）二つの同軸部品１１、１２で構成された耐火パージプラグ１０が、ノズル煉瓦開口部６内に挿入される。従来のパージプラグに相当し、ガスを溶融金属内に導入する際に使用されるガス接続部１３を有する内側部品１１は、円錐形の外面１１ａを有し、外側部品１２は、それに対応する円錐形の内面１２ａを有する。外側部品１２は、ここでは、実際に従来のノズル煉瓦の機能を採用しており、円筒形の外面１２ｂを有する。本発明によると、この外面１２ｂと円筒形ノズル煉瓦開口部６の間には、耐火物を充填した環状の間隙１５が形成されている。間隙の幅は、１０から５０ｍｍが好ましい。

磨耗したパージプラグの取り外しは、破壊して取り外したり、彫り出したり、焼き出したり、搾り出したり、押したりなどして行う必要はなく、むしろ、本発明によれば、耐火物を間隙１５から掘削して取り出し、パージプラグ１０を開放すればよい。環状の間隙１５に対しては、この目的のため、図１に示すような従来のドリル１６、例えば、コアドリルを使用することができる。掘削工程により、ノズル煉瓦５上にきれいな面と正確な幾何学形状を得ることができる。重労働である洗浄および修理工程が必要ではなくなる。

磨耗したパージプラグを掘削により取り出した後、新しいパージプラグ１０を容器１の底の開口部４ａから適当な装置（例えば、吊り具、押し棒、ロボットなど）によりノズル煉瓦開口部６内に導入し、そこに位置させて固定する。機械的戴置により正確に芯だしができる。新しいパージプラグ１０の、ノズル煉瓦開口部６内の位置決めは、例えば、レーザー測定および／または光学的方法によって支持可能である。

図２に示すように、基板１７を容器１上に置き、間隙１５を耐火物で充填する。この作業は、好ましくはポンプ、注入、噴霧、または押し込みによって行う。図２に、耐火物用の供給部１８を示す。ノズル煉瓦５にすでに磨り減った領域がある場合、ノズル煉瓦の修理は必要ない。なぜなら、注入された耐火物は、環状の間隙１５内およびノズル煉瓦５の磨耗領域上に均等に分配されるからである。

図３は、円筒形の外面１０ａを有するノズル煉瓦５’内にパージプラグ１０’を取り付けた様子を示す。この外面１０ａと、ノズル煉瓦５’の円筒形のノズル煉瓦開口部６’の間には、同様に、耐火物で充填可能な間隙１５’を有する。パージプラグ１０’の取り付けおよび取り外しは、上記と同様に行われる。図３では、同様に、環状の間隙１５’からパージプラグ１０’を取り出すため、耐火物を掘削して取り出すことができる掘削ツール１６’を示す。

一方のパージプラグの外面と、他方のノズル煉瓦開口部が円筒形であるので、環状の間隙が生成され有利ではあるが、必ずしも必要なものではない。間隙は、円錐状に先細になるか、または垂直に延在している必要があり、あるいは、水平方向の断面が矩形である必要があり、その場合、掘削工具１６、１６’の代わりに、図１および３に示す、例えばエンドミルのようなフライス削りツールを使用して耐火物を取り除く。

パージプラグと同様に、本発明により、出口開口部を形成する耐火スリーブを、溶融金属用容器のそれに対応する開口部に、あるいは、ここで使用するノズル煉瓦内に取り付けることができる。これらスリーブのそれぞれに隣接してスライド閉鎖装置の最上の閉鎖プレートが設けられており、それにより、出口開口部を閉鎖または開口した状態に保つことができる。

図４は、溶融金属用容器１の開口部２４に取り付けたノズル煉瓦２５を示し、そのノズル煉瓦２５はノズル煉瓦開口部２６を有する。耐火スリーブ３０は、出口開口部３１を有し、ノズル煉瓦開口部２６内に挿入される。ノズル煉瓦開口部２６と後者の円筒形部品２６ａとスリーブ３０の円筒形外面３０ａの間には、耐火物を充填するための環状の間隙３５を有する。ノズル煉瓦開口部２６は、スリーブ３０とその出口開口部３１より直径が大きく、上側に円錐形に延在して空間３２を封鎖する部品２６ｂを有する。

図５に示す変形例では、この空間３２’がスリーブ３０’内に設けられており、円錐方向に延在する部品３１ａ’が出口開口部３１’に割り当てられている。スリーブ３０’の円筒形外面３０ａ’と、円筒形のノズル煉瓦開口部２６’の間には、同様に、耐火物が充填された環状の間隙３５’が形成されている。

図１および２によるパージプラグ１０と同様、スリーブは、一体化して形成（事前組み立てされた）二つの同軸部品を備える。内側部品は、円錐形の外形を有し、外側部品は、それに対応する円錐形の内形を有する。外側部品は、従来のノズル煉瓦の機能を採用している。容器内に取り付けたノズル煉瓦５；５’；２５；２５’は、装置の安定性を保証する縁取り煉瓦を形成する。

図４および５によるスリーブ３０および３０’の取り付けおよび取り外しは、すでに説明した図１から３によるパージプラグ１０および１０’の取り付けおよび取り外しと同じ方法で行われる。磨耗したスリーブ（図４参照）を引き出すために、耐火物が、掘削ツール３６で環状の間隙から有利に取り外される。間隙が環状に形成されていない場合（例えば、水平方向の断面が矩形）、その耐火物はフライス削りされる。ノズル煉瓦開口部に位置する新しいスリーブの周りの間隙の充填は、同様に、ポンプ、注入、噴霧、または押し込みによって行う（図５の供給部３８参照）のが好ましい。

磨耗したパージプラグや磨耗したスリーブを取り外すための、危険で重労働を伴う、手作業で行う破壊による取り外しはもはや必要ではなく、これらの部品は、適した工具（掘削またはフライス削りツール）の助けにより、容易に取り外すことができ、重労働である洗浄工程が必要なくなるだけでなく、ノズル煉瓦が損傷する恐れもなくなる。重労働である洗浄および修理工程が必要ないということは、時間が大幅に節約できることも意味する。操作上の安全性も向上する。さらに、交換も自動化することができる。いわゆるモルタルジョイントに伴う問題（ジョイント領域の早期磨耗、ジョイントへのスチールの進入、または破壊の危険性）も存在しなくなる。パージプラグまたはスリーブが交換されると、ノズル煉瓦の早期磨耗は、すべて自動的に復元される（ノズル煉瓦開口部と、パージプラグまたはスリーブとの間の間隙を充填する耐火物もノズル煉瓦の磨耗領域上に分配される）。

耐火物の取り除きも、ドリル、フライス削りツールなどを使う代わりに、少なくとも一箇所以上の切開を行うことで実行可能である。この場合、耐火物は、比較的容易に、しかも自動的に全焼できるものを選択すればよい。

１…溶融金属用容器、４，２４…開口部、５，５’，２５，２５’…ノズル煉瓦、
６，６’，２６，２６’…ノズル煉瓦開口部、１０，１０’…耐火パージプラグ、
１５，１５’，３５，３５’…間隙、３０，３０’…スリーブ。

Claims (13)

1. 溶融金属用容器（１）の開口部（４；２４）内に挿入された、ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）を有するノズル煉瓦（５；５’；２５；２５’）に対して、耐火パージプラグ（１０；１０’）または出口開口部（３１、３１’）を形成する耐火スリーブ（３０；３０’）を取り付けおよび取り外しする方法であって、
   前記ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）は円筒形の内面を有し、前記パージプラグ（１０；１０’）または前記スリーブ（３０；３０’）は円筒形の外面（１２ｂ；１０ａ；３０ａ；３０ａ’）を有し、
   新しいパージプラグ（１０；１０’）または新しいスリーブ（３０；３０’）が前記ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）に導入され、そこに位置されて固定され、その後、前記ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）と前記パージプラグ（１０；１０’）または前記スリーブ（３０；３０’）との間の環状の間隙（１５；１５’；３５；３５’）を耐火物で充填し、そして、磨耗したパージプラグ（１０；１０’）または磨耗したスリーブ（３０；３０’）を取り外すためには、前記耐火物を前記環状の間隙（１５；１５’；３５；３５’）から取り除いて該パージプラグまたはスリーブを開放して、このようにして取り外した前記パージプラグまたは前記スリーブを交換することができることを特徴とする方法。
2. 前記耐火物は、ドリル（１６；１６’；３６）、好ましくは、コアドリルによって掘削またはフライス削りして、および／または一箇所以上の切開によって全焼させて、前記磨耗したパージプラグ（１０；１０’）または前記スリーブ（３０；３０’）と、ノズル煉瓦（５；５’；２５；２５’）との間の環状の間隙（１５；１５’；３５；３５’）から取り除くことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記耐火物は、好ましくはエンドミルを使ってフライス削りで、前記磨耗したノズル煉瓦と前記パージプラグまたは前記スリーブとの間の垂直方向円錐状に先細の、もしくは延在する間隙、または水平方向の断面が矩形の間隙から取り除くことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記新しいパージプラグ（１０；１０’）または前記新しいスリーブ（３０；３０’）の前記ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）への導入が、例えば、ロボット、吊り具、または押し棒などのような装置によって実施されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）内の前記新しいパージプラグ（１０；１０’）または前記新しいスリーブ（３０；３０’）の位置決めが、レーザ測定および／または光学的方法によって支持されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記ノズル煉瓦（５；５’；２５；２５’）と、前記新しいパージプラグ（１０；１０’または前記新しいスリーブ（３０；３０’）との間の前記間隙（１５；１５’；３５；３５’）に、ポンプにより、注入、噴霧、または押し込むことによって前記耐火物を充填することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 耐火ノズル煉瓦（５；５’；２５；２５’）の取り付けられた少なくとも一つの開口部（４；２４）を備え、ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）内に挿入される耐火パージプラグ（１０；１０’）、または出口開口部（３１；３１）を形成する耐火スリーブ（３０；３０’）を備えた、請求項１から６のいずれかに記載の方法を実行するための溶融金属用容器であって、
   前記ノズル煉瓦開口部（６；６’；２６；２６’）と、前記耐火パージプラグ（１０；１０’）又は前記スリーブ（３０；３０’）との間に形成され、耐火物で充填された間隙（１５；１５’；３５；３５’）が形成され、前記耐火物は、前記パージプラグ（１０；１０’）または前記スリーブ（３０；３０’）を交換する目的で取り除くことができるような材料から形成されていることを特徴とする容器。
8. 前記間隙（１５；１５’；３５；３５’）の幅が１０から１００ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の容器。
9. 前記パージプラグ（１０）または前記スリーブは、一体に形成された二つの同軸の部品（１１、１２）を備え、前記部品のうちの内側部品は円錐形の外形を有し、外側部品はそれに対応する円錐形の内形を有し、前記耐火物で充填された前記間隙（１５）が前記外側部品（１２）の外面（１２ｂ）と前記ノズル煉瓦開口部（６）の間に形成されることを特徴とする請求項７または８に記載の容器。
10. 外側部品（１２）の前記外面（１２ｂ）は円筒形であり、前記間隙（１５）は環状であることを特徴とする請求項９に記載の容器。
11. 前記パージプラグ（１０；１０’）が、略円筒形の外面（１２ｂ；１０ａ；３０ａ；３０ａ’）を有することを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の容器に用いるための容器用耐火パージプラグ。
12. 前記パージプラグ（１０）が一体に形成された二つの部品（１１、１２）から形成され、前記部品のうちの内側部品は円錐形の外形を有し、外側部品は対応する円錐形の内形を有することを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の容器に用いるための容器用耐火パージプラグ。
13. 前記スリーブ（３０；３０’）は略円筒形の外面（１２ｂ；１０ａ；３０ａ；３０ａ’）を有する請求項７から１０のいずれかに記載の容器に用いるための容器用耐火スリーブ。

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