JPH02259008A - ガス吹込み用ランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、溶湯に攪拌ガスを吹込むために用いられる
バブリングランス及びインジェクションランス等のガス
吹込み用ランスに関する。

［従来の技術］ 製銑・製鋼工程においては、反応促進のために、種々の
ガス吹込み用ランスが用いられる。例えば、溶銑予備処
理では、鍋内の溶銑にランス先端を浸漬し、キャリアガ
スとともに副原料を吹込み、溶銑を攪拌しつつ脱燐・脱
硫等の反応促進を図る。

また、ＬＦ法（取鍋精錬法）では、鍋内の溶鋼をサブマ
ージドアーク加熱しつつ、ランスを介して溶鋼に不活性
ガスを吹込み、精綽反応を促進させる。

従来のガス吹込み用ランスは、金属管からなるガス通路
の溶損防止のために、ガス通路が耐火物で保護されてい
る。保護耐火物には、アルミナ質キャスタブル、ジルコ
ン質キャスタブル及びマグネシア質キャスタブル等が用
いられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のガス吹込み瓜ランスにおいては、
吹込みガスで攪拌された溶湯により保護耐火物が摩耗・
損傷する。特に、スラグライン近傍の部位は、耐火物が
溶融スラグと反応して低融点化合物となり、著しく溶損
する。更に、ガス吹込みランスは、溶湯浸漬と引上げと
を繰返すため、保護耐火物に熱的スポーリングが生じる
。従って、一般にガス吹込み用ランスは短寿命であり、
例えば、ＬＦ法に用いられるバブリングランスにあつて
は、その寿命がせいぜい６〜８チヤージである。

このため、保護耐火物を頻繁に補修する必要があり、耐
火物コストが上昇するという問題点があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、
耐溶湯摩耗性、耐スラグ浸食性、並びに耐熱的スポーリ
ング性に優れ、長寿命のガス吹込み用ランスを提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るガス吹込み用ランスはミ溶湯にガスを吹
込むための管と、このガス吹込み管を保護するための保
護層と、を有し、前記保護層が、耐火物多孔体に金属を
含浸させた金属含浸耐火物からなり、少なくとも溶湯お
よびスラグに浸漬される部位を覆うことを特徴とする。

耐火物多孔体に金属を含浸させる方法は特に限定されな
いが、例えば以下の方法を用いることができる。

先ず、耐火物多孔体を約１０００〜１３００℃に予熱し
て脱気する。その後、溶融金属Ａｆｉを含んだホットメ
タルバス中に浸漬し加圧する。この方法により、耐火物
多孔体に対して５乃至９０重量％の金属を含浸させるこ
とができる。

［作用］ この発明に係るガス吹込み用ランスにおいては、保護層
耐火物の気孔に金属を充填させているので、保護層の密
度が高まり、攪拌溶湯によるエロージョン、および溶融
スラグの浸入に強くなる。

また、上記金属含浸耐火物は、耐火物多孔体の気孔が金
属により充填されているため、高温強度を低下させるこ
となく、耐熱的スポーリング性が大幅に向上する。すな
わち、金属を含浸させることにより耐火物の熱伝導性が
向上し、熱の分散性が改善され、耐火物の内外に温度差
が生じ難く、熱膨脹差による歪みも生じ難い。この結果
、耐熱的スポーリング性が向上する。また、 金属含浸量は、その耐火物の重量に対して１〜９０重量
％の範囲内で、所望の効果が得られるよう選択する。こ
のような範囲に限定した理由は、一般に耐火物は３容積
％以上の気孔を有しており、その気孔を充填するのに必
要な含浸量が１重量％以上であり、また耐火物の成形強
度を維持しつつ含浸し得る金属の最大量が９０重量％だ
からである。

［実施例コ 以下、添附の図面を参照しながら本発明の実施例につい
て具体的に説明する。

第１図はこの発明の実施例に係るガス吹込み用ランスの
先端部を示す縦断面図、第２図はインジェクション法の
概略構成を示す模式図である。

台車（図示せず）に搭載された鍋２が、溶銑予備処理設
備の建屋内に搬入されるようになっている。鍋２内には
所定量の溶銑３が収容されている。

溶銑３はスラグ４で覆われている。一方、ホッパ５が建
屋上部に設けられている。ホッパ５内には脱硫剤として
のソーダ灰が収納されている。ホッパ５の底部及び上部
には、配管６の枝管６ａ。

６ｂがそれぞれ連通している。この配管６の基端側は、
流量調整弁を備えたアルゴンガス供給源（図示せず）に
連通されている。ランス１０の金層管１１が、ホッパ５
の底部枝管６ａに連通している。ランス１０の先端部は
、鍋内の溶銑３に浸漬されている。

第１図に示すように、ランス１０の先端部１４では、金
属管１１は、その外周が先端に至るまで耐火物１．５．
１６により覆われており、先端開口１２からガスが噴出
すようになっている。第１の耐火物１５は、１対の第２
の耐火物１６により挟まれでいる。この場合に、第１の
耐火物１５は金属含浸耐火物で構成され、第２の耐火物
１６はアルミナ質キャスタブルで構成されている。なお
、第２の耐火物１６は、金属管１１の側周より突出する
保持金具１３で保持されている。

次に、ガス吹込み用ランスの製造方法の一例について説
明する。

ガス吹込み用ランスの製造方法 筒状の耐火物多孔体を準備する。耐火物多孔体の気孔率
は、例えば、４０％である。これに所定条件下で約５５
重量％の溶融鉄を含浸させ、含浸後に外面を切削加工し
、所定長さ及び径の金属含浸耐火物リングとする。次い
で、このリングを金属管１１の一端に嵌め込み、保持金
具１３を金属管１１の所定部位に溶接し、アルミナキャ
スタブルを金具１３の取付は領域に吹付ける。これによ
り、金属含浸耐大物リング（第１の耐火物１５）の上下
にキャスタブル層（第２の耐火物１６）が形成される。

このようにして製造されたガス吹込み用ランスの各部の
概略寸法を以下に示す。

金属含浸耐火物リングの厚さ＋　　１００　ｍ１ｌｌ金
属含浸耐大物リングの長さ；２ｏｏｏＩｌｌＩ１１金属
含浸耐人物リングの外径；　　２５０ｍｍガス通路の径
；　　　　　　　　　　６０ｍｍ以下に、ランス先端に
はめ込まれるリングとして用いることができる各種の金
属含浸耐大物を実際に製造し、試験した結果について詳
細に説明する。

実施例１ マグネシア質金属含浸耐火物の製造 耐火物原料としてＭｇＯを９５重置火含むマグネシア粉
を用いた。マグネシア粉の粒径は、０．５〜４０００ミ
クロンに調製しである。耐火物リングの気孔率を調製す
るための配合材料として、１００ミクロン径のビニール
繊維を用いた。

原料粉および繊維を体積比で４：１になるように混ぜ合
わせ、バインダ剤を添加し、更に、これを攪拌混合する
。混合物を所定形状の型に流し込み、これを振動成形す
る。この成形体を約１２００℃の温度で焼成し、見掛は
気孔率が３５体積％で、平均気孔径が６０ミクロンのマ
グネシア質耐火物多孔体リングを得た。

このリングに所定条件下で鉄を含浸させ、鉄含浸率が４
０〜５０重量％のマグネシア質の金属含浸耐大物リング
を得た。更に、リングを表面切削加工し、所定形状に仕
上げる。

上記方法に従い、繊維量の調整によって得られた各金属
含浸量の金属含浸耐火物リングの諸特性について調べた
結果を下記に示す。

耐スポーリング性 上記ブロック体を０乃至１６００℃まで加熱し、その後
水冷した。この急熱急冷による温度差（すなわち、熱衝
撃）によって、ブロック体の強度がどのような影響を受
けるがを調べた。

第３図は、横軸に耐火物の急冷温度差をとり、縦軸に耐
火物の強度指数をとって、金属含浸耐火物リングの耐ス
ポーリング性について調査したグラフ図である。この場
合に、耐火物の強度指数とは、急冷処理しない耐火物の
曲げ強度を１００とした場合に対する急冷処理したとき
の各急冷温度差における曲げ強度を指数で表わしたもの
であり、耐火物の耐スポーリング性を間接的に表現しだ
ものである。図中にて、黒丸、自問角、黒四角はマグネ
シア質耐火物にそれぞれ１０重間％、１５重瓜％、２０
重量％の鉄を含浸させた結果を示すものである。なお、
白丸は、比較例として鉄が含浸されない状態のマグネシ
ア質耐火物の結果を示すものである。図から明らかなよ
うに、耐火物に鉄を含浸させることにより、鉄を含浸さ
せない場合に比較して、かなりの熱衝撃に耐えられるこ
とがわかった。また、鉄の含浸量が多いほど、強度指数
の低下が少なく、耐熱的スポーリングが向上することが
確認された。

耐摩耗性および耐溶損性 第４図は、横軸に金属含浸量をとり、縦軸に溶融スラグ
による金属含浸耐火物の侵食指数をとって、鉄を含浸さ
せたマグネシア質金属含浸耐大物の耐摩耗性および耐溶
損性について間接的に調査したグラフ図である。この場
合に、侵食指数とは、金属を含浸させない状態のマグネ
シア黒鉛質耐火物の出鋼溶鋼による侵食（溶損）量を１
００とした場合に対する被検体の侵食量を指数で表わし
たものである。図から明らかなように、鉄の含浸量は少
なすぎても多すぎても所望の効果を得ることができず、
含浸量が２０〜７０重量％の範囲にあるときに侵食指数
が３０以下に低減することがわかった。

第１表に、上記第１の実施例の金属含浸耐火物リングを
具備するランスをインジェクション法に実際に使用した
結果を示す。第１表には、金属含浸耐火物の組成（単位
：重量％）およびランスの寿命（単位二時間）を示した
。なお、ランスの寿命は金属管の変形を以て終了したも
のと判ｊ析した。

第 表 実施例２ アルミナ質金属含浸耐火物リングの製造耐火物原料とし
てＡｇ２Ｏ３を９５重足％含む粉を用いた。原料粉の粒
径は２〜１ｏｏｏミクロンに調製しである。耐火物リン
グの気孔率を調製するための配合材料として、１００ミ
クロン径のビニール繊維を用いた。

原料粉および繊維を体積比で２：１になるように混ぜ合
わせ、バインダ剤を添加し、更に、これを攪拌混合する
。混合物を所定形状の型に流し込み、これをプレス成形
する。この成形体を約１６００℃の温度で焼成し、見掛
は気孔率が３゜体積％で、平均気孔径が１００ミクロン
のアルミナ質耐火物多孔体リングを１！すた。

このリングに所定条件下でステンレス鋼（ＳＵＳ３０４
）を含浸させ、金属含浸率が３５〜４０重瓜％のアルミ
ナ質の金属含浸耐大物リングを得た。

第２表に、上記第２の実施例の金属含浸耐大物リングを
具備するランスをＬＦ法のバブリングランスとして実際
に使用した結果を示す。第２表には、金属含浸耐火物の
組成（単位：重量％）およびランスの寿命（単位二時間
）を示した。なお、ランスの寿命は金属管の変形を以て
終了したものと判断した。

第２表 ［発明の効果］ 本発明によれば、耐スポーリング性、耐摩耗性、耐溶損
性のいずれにも優れ、長寿命のガス吹込み用ランスを提
供することができる。このため、ランスの、耐火物コス
トを大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るガス吹込み用ランスの先
端部を示す縦断面図、第２図はランスが使用されたイン
ジェクション法を説明するための模式図、第３図および
第４図はそれぞれ実施例の効果を説明するためのグラフ
図である。 １０、ランス、１１；金属管、１２；ガス吹込み口、１
３；保持金具、１５；第１の耐火物（金属含浸耐人物）
　１６；第２の耐火物（キャスタブル）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １も冷温攬麦（△Ｔ”Ｃ） 第３因 金嬰含侵量（重量０１０） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶湯にガスを吹込むための管と、このガス吹込み管を保
   護するための保護層と、を有し、前記保護層が、耐火物
   多孔体に金属を含浸させた金属含浸耐火物からなり、少
   なくとも溶湯およびスラグに浸漬される部位を覆うこと
   を特徴とするガス吹込み用ランス。