JP6730839B2

JP6730839B2 - ガス吹き込み用プラグ

Info

Publication number: JP6730839B2
Application number: JP2016089604A
Authority: JP
Inventors: 裕也内田; 剛平田; 山本　正樹; 正樹山本; 弘樹月ヶ瀬
Original assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-04-27
Also published as: JP2017197818A

Description

本発明は、転炉や電気炉等の溶鋼取鍋（溶鋼容器）において底部からガスを吹き込むために使用するガス吹き込み用プラグの構造に関する。

かかるガス吹き込み用プラグの使用後の取り外しにおいて、その底部に接続したガス導入用パイプに引き抜き装置を接続して、下方に引っ張って抜き取る方法が採用されている。ところが、この引き抜き時に、前記のガス導入用パイプ自体又はその周囲が破壊して、ガス吹き込み用プラグ本体部分のほとんどが取鍋内に残留することがある。

この対策として、例えば特許文献１には、ガス吹き込み用プラグとしてのポーラスプラグの下部に引抜き用補助治具が、引抜き治具兼用としてのガス導入用パイプとは別に設けられていることを特徴とするポーラスプラグが開示されている。

実願昭６３−１１９５８３号（実開平２−４２７５４号）のマイクロフィルム

前記の特許文献１では、ポーラスプラグの下部に設置した引抜き用補助治具が機械的な力を受けることでガス導入用パイプにかかる力が軽減されるので、ガス導入用パイプ自体及びその周囲の破壊は免れることができる。しかしながら引き抜き時に、前記のようなガス導入用パイプ自体又はその周囲の破壊だけではなく、例えば図６に示すように、ガス導入用パイプ１７を溶接したポーラスプラグの底部鉄板１４と側部鉄板１５との接合部（溶接部１６）付近が破壊して、底部より上方の部分が取鍋内に残留することがある。このような形態の破壊は、特許文献１の引抜き用補助治具の設置では解決することができない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、引き抜き時にガス吹き込み用プラグの底部鉄板と側部鉄板との接合部付近が破壊することを防止することにある。

本発明によれば次の１〜３のガス吹き込み用プラグが提供される。
１．外面を鉄板で覆い、底部にガス導入用パイプを接続したガス吹き込み用プラグであって、当該ガス吹き込み用プラグの底部鉄板の内側の一部に不定形耐火物部分を備え、前記不定形耐火物部分の中に、ガス吹き込み用プラグ縦軸方向に対し非平行方向の面を含む底部突出部を、前記底部鉄板に接続して１つ又は複数個設置し、かつ前記底部鉄板と側部鉄板とを前記不定形耐火物部分の内部で連結する連結部を、前記不定形耐火物部分の中に１つ又は複数個設置したガス吹き込み用プラグ。
２．前記底部突出部の少なくとも１つは、前記ガス導入用パイプを接続したガス導入口を囲むように連続して底部鉄板から上方に延びており、その内周側の全ての面及び外周側の全ての面のいずれか又は両方が前記不定形耐火物部分と密着している、前記１に記載のガス吹き込み用プラグ。
３.ガス吹き込み用プラグの側部鉄板からガス吹き込み用プラグ中心方向に延びる側部突出部を、前記不定形耐火物部分の中に１つ又は複数個設置した、前記１又は２に記載のガス吹き込み用プラグ。

本発明によれば、前記の底部突出部により、引き抜き時の力をガス吹き込み用プラグ内の不定形耐火物部分にも分散することができ、引き抜き時にガス吹き込み用プラグの底部鉄板と側部鉄板との接合部付近が破壊することを防止することができる。また、これにより、ほぼ確実にポーラスプラグ全体を引き抜くことができる。さらに、ガス吹き込み用プラグ内の不定形耐火物部分が破壊又は側部鉄板から脱落することを防ぐこともでき、より確実にガス吹き込み用プラグ全体を引き抜くことができる。

本発明の一実施形態に係るガス吹き込み用プラグの設置状態を断面で示すイメージ図である。図１のＡ−Ａ端面を示すイメージ図である。本発明の他の実施形態に係るガス吹き込み用プラグを断面で示すイメージ図である。図３のＢ−Ｂ端面を示すイメージ図である。本発明のさらに他の実施形態に係るガス吹き込み用プラグを断面で示すイメージ図である。同上。同上。従来のガス吹き込み用プラグを断面で示すイメージ図で、（ａ）は設置状態、（ｂ）はポーラスプラグを引き抜いた際の底部鉄板と側部鉄板との間の破壊状態の例を示す。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を述べる。

（実施形態１）
図１は本発明の一実施形態に係るガス吹き込み用プラグの設置状態を断面で示すイメージ図、図２は図１のＡ−Ａ端面を示すイメージ図である。

図１に示すようにガス吹き込み用プラグとしてのポーラスプラグ１０は溶鋼取鍋の底部の羽口れんが３０に嵌め込んで使用される。

ポーラスプラグ１０は、縦軸方向中央部にポーラスれんが１１を備え、このポーラスれんが１１の側部を囲むように不定形耐火物部分１２が設置されており、これらポーラスれんが１１及び不定形耐火物部分１２がプラグ本体１３を構成する。このプラグ本体１３は、底部が円筒状で上部がテーパー状（円錐台状）となっており、プラグ本体１３の外面（少なくとも底部と当該底部外周に接する側部）は鉄板で覆われている。すなわち、プラグ本体１３の底部は底部鉄板１４で覆われ、プラグ本体１３の側部（少なくとも底部外周に接する側部）は側部鉄板１５で覆われており、底部鉄板１４と側部鉄板１５とは溶接部１６により接合している。また、底部鉄板１４の中央部にはガス導入用パイプ１７が接続されており、ガス導入用パイプ１７より導入されるガスは、ガス導入口１８からポーラスれんが１１を通過して、ポーラスれんが１１の上端面から溶鋼取鍋内の溶鋼中に吹き込まれる。このようにポーラスプラグ１０は、ガス吹き込みのためにポーラスれんが１１を備え、その側部を囲むように不定形耐火物部分１２が設置されているから、底部鉄板１４の内側の一部に不定形耐火物部分１２を備えた構造となっている。

このような基本構造において本発明のポーラスプラグ１０は、不定形耐火物部分１２の中に、ポーラスプラグ縦軸方向に対し非平行方向の面を含む底部突出部１９を、底部鉄板１４に接続して１つ又は複数個設置した構造を有する。本実施形態では、底部突出部１９は断面Ｔ字状の形状を有し、そのＴ字の上辺がポーラスプラグ縦軸方向に対し非平行方向の面１９ａとなっている。このように底部鉄板１４に接続（溶接）して設置した底部突出部１９が非平行方向の面１９ａを含むことで、下方に引き抜く力を不定形耐火物部分１２に分散させることができる。したがって、引き抜き時にポーラスプラグ１０の底部鉄板１４と側部鉄板１５との接合部（溶接部１６）付近が破壊することを防止することができる。

このような底部突出部は、不定形耐火物部分１２内において円周方向又は半径方向の任意の場所に１つ又は複数個設置することができるが、底部突出部のうち少なくとも１つは、本実施形態の底部突出部１９のように、ガス導入口１８を囲むように連続して底部鉄板から上方に延び、かつその内周側の全ての面及び外周側の全ての面のいずれか又は両方が不定形耐火物部分１２と密着していることが好ましい。より具体的には本実施形態の底部突出部１９は、ガス導入口１８を囲むように円周方向全周にわたって底部鉄板１４との境界部に隙間のない連続的な構造を有し、しかもその内周側及び外周側の全ての面が不定形耐火物部分１２と密着している。このような構造とすることで、底部鉄板１４が不定形耐火物部分１２と強固に接合して密着するので、ガスのリークをも防止することができる。

（実施形態２）
図３は本発明の他の実施形態に係るガス吹き込み用プラグを断面で示すイメージ図、図４は図３のＢ−Ｂ端面を示すイメージ図である。本実施形態は、側部鉄板１４からホーラスプラグ中心方向に延びる側部突出部２０を不定形耐火物部分１２の中に１つ又は複数個設置したもので、図示の例では、Ｙ字スタッド状の側部突出部２０を４個設置（溶接）している。具体的には、これら４個の側部突出部２０は、側部突出部２０の上部（テーパー状部分）において円周方向に等間隔で設置している。

このように側部突出部２０を設置することで、側部鉄板１５と不定形耐火物部分１２とが一体化するので、引き抜き時に底部鉄板１４とともに不定形耐火物部分１２（プラグ本体１３）のみが抜けて側部鉄板１５が残存するといった事態の発生を防止できる。

なお、側部突出部は１つでも良いが、力を全体に均等に分散させるためには３ヶ所以上分散させて均等設置することが好ましい。

（実施形態３）
図５Ａ〜Ｃは本発明のさらに他の実施形態に係るガス吹き込み用プラグを断面で示すイメージ図である。本実施形態は、底部鉄板１４と側部鉄板１５とを不定形耐火物部分１２の内部で連結する連結部２１を、不定形耐火物部分１２の中に１つ又は複数個設置したものである。

具体的には図５Ａの例では、底部突出部１９を利用して、その非平行方向の面１９ａと側部鉄板１５とを棒材又はリブ材で連結することで連結部２１を形成している。
図５Ｂの例では、底部突出部１９及び側部突出部２０を利用して、これらを棒材又はリブ材で連結することで連結部２１を構成している。
なお、側部突出部２０、及びこれらと棒材又はリブ材で連結した図５Ｂに示す連結部２１の側部鉄板１５側の場所は、側部鉄板１５の傾斜部（テーパー状部分）であることがより好ましい。その理由は、側部鉄板１５の傾斜部を下方に引っ張ることで側部鉄板の傾斜部が内側に多少変形し、その外部の羽口、モルタルから離れやすくなるからである。
図５Ｃの例では、側部突出部２０と底部鉄板１４とを直接連結することで連結部２１を構成している（底部突出部１９を利用することなく連結部２１を構成している。）。

このように連結部２１を設置することで、下方に引き抜く力を側部鉄板１５にも直接分散させることができ、底部鉄板１４と側部鉄板１５の境界（溶接部１６）に力が集中することを避けることができる。なお、連結部は１つでも良いが、力を全体に均等に分散させるためには３ヶ所以上分散させて均等設置することが好ましい。また、連結部は、全周を連続的な板状の面で構成してもよい。

なお、以上の実施形態は、ガス吹き込み用プラグの一形態としてポーラスれんが１１を使用したポーラスプラグ１０としたが、本発明はポーラスプラグ以外のガス吹き込み用プラグにも適用可能である。例えば、ポーラスれんが１１に替えて上下方向に複数本のガス吹き込み管を備えたマルチホールプラグにも適用可能である。

１０ポーラスプラグ（ガス吹き込み用プラグ）
１１ポーラスれんが
１２不定形耐火物部分
１３プラグ本体
１４底部鉄板
１５側部鉄板
１６溶接部
１７ガス導入用パイプ
１８ガス導入口
１９底部突出部
１９ａ非平行方向の面
２０側部突出部
２１連結部
３０羽口れんが

Claims

外面を鉄板で覆い、底部にガス導入用パイプを接続したガス吹き込み用プラグであって、当該ガス吹き込み用プラグの底部鉄板の内側の一部に不定形耐火物部分を備え、前記不定形耐火物部分の中に、ガス吹き込み用プラグ縦軸方向に対し非平行方向の面を含む底部突出部を、前記底部鉄板に接続して１つ又は複数個設置し、かつ前記底部鉄板と側部鉄板とを前記不定形耐火物部分の内部で連結する連結部を、前記不定形耐火物部分の中に１つ又は複数個設置したガス吹き込み用プラグ。
前記底部突出部の少なくとも１つは、前記ガス導入用パイプを接続したガス導入口を囲むように連続して底部鉄板から上方に延びており、その内周側の全ての面及び外周側の全ての面のいずれか又は両方が前記不定形耐火物部分と密着している、請求項１に記載のガス吹き込み用プラグ。
ガス吹き込み用プラグの側部鉄板からガス吹き込み用プラグ中心方向に延びる側部突出部を、前記不定形耐火物部分の中に１つ又は複数個設置した、請求項１又は請求項２に記載のガス吹き込み用プラグ。