JP5740226B2 - 真空脱ガス装置の浸漬管 - Google Patents
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Description
縦方向に沿った中心軸線の回りに巡らされた芯金と、中心軸線を通過する縦向きの溶湯通路を形成するように芯金の内周側および外周に筒形状に設けられた耐火物層とを備えており、
耐火物層は上耐火物層と上耐火物層の下側に配置された下耐火物層とを備えており、
更に、上耐火物層および下耐火物層の境界域において上耐火物層および下耐火物層のうちの一方に設けられかつ芯金の内周側および外周側の両側に延びる凸部と、上耐火物層および下耐火物層の境界域において上耐火物層および下耐火物層のうちの他方に設けられ凸部に嵌合しかつ芯金の内周側および外周側の両側に延びる凹部とを備えており、凸部の突出の高さをt1として凸部の突出した部分の幅の長さをD1とするとD1>t1の関係にあり、凸部および凹部の嵌合により上耐火物層および下耐火物層の境界域における溶湯の進入を抑制させることを特徴とする。本発明の真空脱ガス装置の浸漬管によれば、凸部と凹部は芯金の内周側および外周側の両側に延びた形状をもつ。そのため、芯金の内周側および外周側の両側には凸部および凹部の嵌合部分の段差が形成される。
図1〜図3は実施形態1の概念を示す。本実施形態は、真空脱ガス装置に用いられる浸漬管1に適用されている。浸漬管1はリング形状をなしており、縦方向に沿った中心軸線1pの回りに連続的に巡らされた筒形状をなす金属(例えば炭素鋼、合金鋼等の鉄合金)で形成された芯金2と、中心軸線1pを通過する縦向きの溶湯通路30を形成する耐火物層3とを備えている。芯金2は、中心軸線1pの回りを1周する筒形状の芯金本体20と、中心軸線1pの回りを1周するように芯金本体20の上端部に径外方向に連設されたリング状をなすフランジ部21と、中心軸線1pの回りを1周するように芯金本体20の下部に連設された筒形状または棒形状のスタッド22とで形成されている。芯金本体20は内周壁面20iおよび外周壁面20pをもつ。芯金本体20の内周側および外周側には、溶接またはボルト留め等で、複数の断面L字形状の固定部24,25がそれぞれ固定されている。外側の固定部25は締結リング26rで芯金本体20に締結されている。
図4は実施形態2の概念を示す。本実施形態は前記した実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図4に示すように、芯金本体20には、水平方向に沿って延設された金属製(例えば炭素鋼または合金鋼)の横係合部90が結合されており、上耐火物層4に埋設されている。横係合部90には、縦方向に延設された第4係合部94が溶接やボルト留め等で結合されている。第4係合部94は金属製(例えば炭素鋼または合金鋼)であり、上耐火物層4から境界域6を下方に通過し、下耐火物層5の下端5dx近くまで延設されている。副容器26の容器本体27には第3係合部93が結合されている。複数の第3係合部93のうちの一部には、縦方向に延びる金属製(例えば炭素鋼または合金鋼)の第5係合部95が結合されている。第5係合部95は係止部95xをもち、下耐火物層5に縦方向に沿って埋設されており、下耐火物層5の下端5dx付近まで延設されており、下耐火物層5の脱落を抑制させる。
図5は実施形態3の概念を示す。本実施形態は前記した実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図5に示すように、下耐火物層5は、中心軸線1pの回りに巡らされた内周側れんが層50と、中心軸線1pの回りに巡らされた外周側れんが層52とで形成されている。内周側れんが層50と外周側れんが層52との間には、周方向境界域60が形成されている。使用時には、筒形状をなす金属(例えば炭素鋼または合金鋼)製の芯金本体20が高温に加熱されるため、外径方向(図5に示す矢印Dp方向)に拡径する。このとき、万一、外周側れんが層52に亀裂が生成されるときには、その亀裂が内周側につまり溶湯通路30側に進展するおそれがあり、好ましくない。そこで本実施形態によれば、図5に示すように、下耐火物層5は、中心軸線1pの回りに巡らされた内周側れんが層50と、中心軸線1pの回りにほぼ同軸的に巡らされた外周側れんが層52とで形成されている。内周側れんが層50および外周側れんが層52は、互いに周方向境界域60を介して対面している。内周側れんが層50および外周側れんが層52は、第2係合部92および第3係合部93を埋設させているため、不焼成のれんがで形成されている。本実施形態によれば、凸部7の凸外周側面70は外周側れんが層52の上面52uに形成されている。凸部7の凸内周側面72は内周側れんが層50の上面50uに形成されている。このように凸部7の凸外周側面70および凸内周側面72は、互いに独立可能な別部材に形成されているため、熱膨張時に独立して変位することが許容される。このため凸部7および凹部8における亀裂抑制に貢献できる。
図6は実施形態4の概念を示す。本実施形態は前記した実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図6に示すように、耐火物層は、中心軸線1pの回りを1周するようにキャスタブル材料で形成されたリング形状をなす上耐火物層4と、中心軸線1pの回りを1周するように上耐火物層4の下側に配置された不焼成のれんがで形成されたリング形状をなす下耐火物層5とを備えている。筒形状をなす芯金本体20の下端20dxは下方に延びており、下耐火物層5の上面5uに対面している。つまり、芯金2の下部は下耐火物層5に埋設されていない。更に、図6に示すように、上耐火物層4および下耐火物層5の境界域6において、下耐火物層5の上面5uには凹部8が設けられており、上耐火物層4の下面4dには凸部7が設けられている。
本実施形態は前記した実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図1〜図3を準用する。以下、相違する部分を中心として説明する。上耐火物層4を形成する材料の熱膨張係数をλuとし、下耐火物層5を形成する材料の熱膨張係数をλdとするとき、λd>λuの関係にできる。これにより境界域6の外周側のシール性を高め得る。また場合によっては、λu>λdの関係にできる。これにより境界域6の内周側のシール性を高め得る。勿論、λu=λd、λu≒λdの関係にすることもできる。
本実施形態は前記した実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図5を準用する。以下、相違する部分を中心として説明する。外周側れんが層52を形成する材料の熱膨張係数をλpとし、内周側れんが層50を形成する材料の熱膨張係数をλiとするとき、λp>λiの関係にできる。この場合、径方向において、内周側れんが層50の熱膨張は、外周側れんが層52の熱膨張よりも低減される。従って、内周側れんが層50の熱膨張に起因して外周側れんが層52が破損することが抑制される。
本実施形態は前記した実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図5を準用する。以下、相違する部分を中心として説明する。外周側れんが層52を形成する材料の熱膨張係数をλpとし、内周側れんが層50を形成する材料の熱膨張係数をλiとするとき、λi>λpの関係にできる。この場合、径方向において、内周側れんが層50の熱膨張により、内周側れんが層50が外周側れんが層52に対する密着性を高め得るため、周方向境界域60への溶湯進入を抑制させることができる。
図7は適用形態を示す。図7に示すように、真空脱ガス装置は環流式であり、高い真空状態に真空される上部槽100と、下部槽110と、互いに並設された2個一対の浸漬管1R,1Lとを有する。操業時には、浸漬管1R,1Lが取鍋200にセットされる。この状態で、容器としての取鍋200の溶湯230(溶鋼)は、一方の浸漬管1L(上昇管)の溶湯通路30を上昇し、他方の浸漬管1R(下降管)の溶湯通路30を下降して取鍋200に戻るように溶湯230が環流される。このように浸漬管1R,1Lを介して取鍋200内の溶湯を環流させることにより、取鍋200内の溶湯の脱ガスが進行する。溶鋼等の溶湯から排出されガスは矢印W方向に排出される。
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。上耐火物層4および下耐火物層5の材質は上記したものに限定されるものではない。下耐火物層5は、不焼成のれんが53で形成されているが、焼成されたれんがで形成されていても良い。
Claims (5)
- 真空脱ガス装置に用いられる浸漬管であって、
縦方向に沿った中心軸線の回りに巡らされた芯金と、前記中心軸線を通過する縦向きの溶湯通路を形成するように前記芯金の内周側および外周に筒形状に設けられた耐火物層とを備えており、
前記耐火物層は上耐火物層と前記上耐火物層の下側に配置された下耐火物層とを備えており、
更に、前記上耐火物層および前記下耐火物層の境界域において前記上耐火物層および前記下耐火物層のうちの一方に設けられかつ前記芯金の内周側および外周側の両側に延びる凸部と、前記上耐火物層および前記下耐火物層の境界域において前記上耐火物層および前記下耐火物層のうちの他方に設けられ前記凸部に嵌合しかつ前記芯金の内周側および外周側の両側に延びる凹部とを備えており、
前記凸部の突出の高さをt1として前記凸部の突出した部分の幅の長さをD1とするとD1>t1の関係にあり、
前記凸部および前記凹部の嵌合により前記上耐火物層および前記下耐火物層の当該境界域における溶湯の進入を抑制させることを特徴とする真空脱ガス装置の浸漬管。 - 請求項1において、前記凸部および前記凹部は、前記上耐火物層および前記下耐火物層の境界域において前記中心軸線の回りを少なくとも1周するようにそれぞれ設けられており、
前記中心軸線に沿った断面において、前記凸部は、凸外周側面と凸内周側面とを有しており、且つ、前記凹部は、前記凸部の前記凸外周側面に対面する凹外周側面と、前記凸部の凸内周側面に対面する凹内周側面とを有することを特徴とする真空脱ガス装置の浸漬管。 - 請求項2において、前記中心軸線に沿った断面において、前記凸部の凸外周側面と凸内周側面とは凸部が断面台形を形成するように中心軸線と平行な仮想線に対して互いに反対方向に傾斜しており、凹部の凹外周側面は凸部の凸外周側面と同じ向きとなるように傾斜しており、凹部の凹内周側面は凸部の凸内周側面と同じ向きとなるように傾斜していることを特徴とする真空脱ガス装置の浸漬管。
- 請求項1〜3のうちの一項において、前記下耐火物層は、前記芯金の外周側に位置する外周耐火物層と、前記外周耐火物層とほぼ同軸的に設けられ前記芯金の内周側に位置する内周耐火物層とを備えていることを特徴とする真空脱ガス装置の浸漬管。
- 請求項1〜4のうちの一項において、前記上耐火物層はキャスタブル材で形成されており、下耐火物層はれんがで形成されていることを特徴とする真空脱ガス装置の浸漬管。
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