JPH061108B2 - 高温接続部のシール材 - Google Patents
高温接続部のシール材Info
- Publication number
- JPH061108B2 JPH061108B2 JP5556989A JP5556989A JPH061108B2 JP H061108 B2 JPH061108 B2 JP H061108B2 JP 5556989 A JP5556989 A JP 5556989A JP 5556989 A JP5556989 A JP 5556989A JP H061108 B2 JPH061108 B2 JP H061108B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing material
- temperature
- connecting portion
- sealing
- connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、高温で使用される機器の接続部のシール材
に関するもので、特に、製鋼工場などで使用される耐火
物構造体の接続部の気密性を高めるために使用するシー
ル材に関する。
に関するもので、特に、製鋼工場などで使用される耐火
物構造体の接続部の気密性を高めるために使用するシー
ル材に関する。
（従来の技術） 高温で使用され接続部の確実なシールが必要とされる機
器は数多いが、特に溶融した金属を取り扱う精錬工場な
どでは、このような装置がよく使われている。その代表
的なものとしては、製鋼工場において溶融した鋼を精錬
するのに使用する真空脱ガス装置がある。以下、このよ
うな装置を例とし説明する。
器は数多いが、特に溶融した金属を取り扱う精錬工場な
どでは、このような装置がよく使われている。その代表
的なものとしては、製鋼工場において溶融した鋼を精錬
するのに使用する真空脱ガス装置がある。以下、このよ
うな装置を例とし説明する。
第１図は、ＲＨ脱ガス装置と呼ばれるものの概略図であ
る。この装置において、精錬されるべき溶鋼４は、吸上
用浸漬管２から真空槽１内に入り、排出用浸漬管３を経
て循環しながら、脱ガスされて清浄な鋼になる。このよ
うな装置は、内部が耐火物でライニングされているので
あるが、その組立、補修などの便宜上、幾つかのブロッ
クに分かれており、それらを接続して一体に構築され
る。第１図に5-1、5-2で示すのがその接続部である。
る。この装置において、精錬されるべき溶鋼４は、吸上
用浸漬管２から真空槽１内に入り、排出用浸漬管３を経
て循環しながら、脱ガスされて清浄な鋼になる。このよ
うな装置は、内部が耐火物でライニングされているので
あるが、その組立、補修などの便宜上、幾つかのブロッ
クに分かれており、それらを接続して一体に構築され
る。第１図に5-1、5-2で示すのがその接続部である。
第２図は、第１図の接続部(5-1,5-2)などをシールする
従来の方法を示す拡大断面図である。その(a)はモルタ
ルでシールする例、(b)はゴムパッキンを使用する例で
ある。分離、組立が頻繁に行われ、しかも高い気密性が
要求される接続部（例えば、第１図の浸漬管と真空槽の
接続部5-2）では、第２図(b)のようなシール方法をとる
ことが多い。この場合、接続部が高温に曝されることを
考慮して、ゴムパッキンの周囲には冷却孔を配する。
従来の方法を示す拡大断面図である。その(a)はモルタ
ルでシールする例、(b)はゴムパッキンを使用する例で
ある。分離、組立が頻繁に行われ、しかも高い気密性が
要求される接続部（例えば、第１図の浸漬管と真空槽の
接続部5-2）では、第２図(b)のようなシール方法をとる
ことが多い。この場合、接続部が高温に曝されることを
考慮して、ゴムパッキンの周囲には冷却孔を配する。
上記のような従来のシール方法は、例えばモルタルを使
用するものでは気密性に劣り、かつ分離が簡単にできな
いという難点があり、ゴムパッキンを使用する場合に
は、熱による損傷を防止するための冷却手段などの複雑
な設計を必要とする。
用するものでは気密性に劣り、かつ分離が簡単にできな
いという難点があり、ゴムパッキンを使用する場合に
は、熱による損傷を防止するための冷却手段などの複雑
な設計を必要とする。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記のような高温で使用される機器の接続部
の気密性を上げ、しかも接続部の分離や組立も容易にで
きるような技術の開発を課題としてなされたものであ
る。
の気密性を上げ、しかも接続部の分離や組立も容易にで
きるような技術の開発を課題としてなされたものであ
る。
（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記のような接続部の使用環境にふさわし
いシール材を見出し、それによって上記の課題を解決し
た。
いシール材を見出し、それによって上記の課題を解決し
た。
本発明の要旨は、『B2O3を主成分とし、接続部の常用温
度において溶融状態になる高温接続部のシール材』にあ
る。
度において溶融状態になる高温接続部のシール材』にあ
る。
B2O3を主成分とするというのは、B2O3単体からなるもの
でもよく、主成分たるB2O3の外に、副成分としてNa20，
SiO2，Al2O3，ZnCl2などを含有してもよい、ということ
である。これらの主成分および副成分の外に、常用温度
で溶融状態になるというシール材の性質を損なわない範
囲で若干量の不純物が存在することも許される。
でもよく、主成分たるB2O3の外に、副成分としてNa20，
SiO2，Al2O3，ZnCl2などを含有してもよい、ということ
である。これらの主成分および副成分の外に、常用温度
で溶融状態になるというシール材の性質を損なわない範
囲で若干量の不純物が存在することも許される。
本発明はシール材は使用温度（シールすべき接続部の常
用温度）において溶融状態のいわゆる溶融塩になること
が特徴である。従って、このシール材は、接続部の常用
温度よりも低い融点と、接続部の常用温度よりも高い沸
点もしくは分解点を持つことが必要である。
用温度）において溶融状態のいわゆる溶融塩になること
が特徴である。従って、このシール材は、接続部の常用
温度よりも低い融点と、接続部の常用温度よりも高い沸
点もしくは分解点を持つことが必要である。
室温で使用される機器のシール材としては、グリースの
ような粘性の高い半固体がある。しかし、高温で使用さ
れる機器では、接続部の常用温度は必ずしも一定ではな
い。例えば、前掲の第１図の装置で見た場合、装置運転
中の接続部5-1の温度は1100℃、5-2の温度は900℃程度
になる。このように、温度変化の激しい接続部にそれぞ
れ適応できるシール材が本発明のシール材である。
ような粘性の高い半固体がある。しかし、高温で使用さ
れる機器では、接続部の常用温度は必ずしも一定ではな
い。例えば、前掲の第１図の装置で見た場合、装置運転
中の接続部5-1の温度は1100℃、5-2の温度は900℃程度
になる。このように、温度変化の激しい接続部にそれぞ
れ適応できるシール材が本発明のシール材である。
接続部の気密性を高めるためには、シール材は装置の常
用温度で溶融状態でなければならない。従って、シール
材の組成は、接続部の常用温度以上の融点を持ち、かつ
その温度以下の沸騰点もしくは分解点を持つものを選
ぶ。
用温度で溶融状態でなければならない。従って、シール
材の組成は、接続部の常用温度以上の融点を持ち、かつ
その温度以下の沸騰点もしくは分解点を持つものを選
ぶ。
例えば、前記の製鋼工場で使用される前記の脱ガス装置
などでは、部分によってことなるが、概ね500〜1550℃
が接続部が曝される温度範囲と考えてよい。このような
接続部のシール材としては、B2O3を主成分とする塩があ
る。
などでは、部分によってことなるが、概ね500〜1550℃
が接続部が曝される温度範囲と考えてよい。このような
接続部のシール材としては、B2O3を主成分とする塩があ
る。
上記の塩として、最も実用的なのは、B2O3単体と不純物
からなる塩、および35重量％以下のNa2Oと残部B2O3およ
び不純物とから塩である。B2O3は2B2O3・Na2O（ほう
砂）の形で安価に入手でき、これを原料としてB2O3単体
の塩、またはB2O3とNa2Oの混合塩を得ることができる。
2B2O3・Na2OにNa2CO3または硼酸を加えて焼成してもよ
い。
からなる塩、および35重量％以下のNa2Oと残部B2O3およ
び不純物とから塩である。B2O3は2B2O3・Na2O（ほう
砂）の形で安価に入手でき、これを原料としてB2O3単体
の塩、またはB2O3とNa2Oの混合塩を得ることができる。
2B2O3・Na2OにNa2CO3または硼酸を加えて焼成してもよ
い。
B2O3は、融点が450℃、沸点が1600℃以上で、溶融状態
では高い粘性を持ち、上記のような接続部の常用温度
で、充分な気密性を保証できるシール材になる。B2O3に
Na2Oを添加すると、溶融塩の粘度が低下するから、その
添加はシール材の粘度の調整に役立つ。しかし、Na2Oが
47重量％以上になると、溶融塩の粘度は10-3ポアズ以下
となり、接続部に保持しおくのが難しくなる。また、Na
2Oが35〜47重量％の範囲では融点が800℃以上となり本
発明の目的にはそわない。従って、B2O3とNa2Oの混合塩
を使用する場合は、Na2Oの配合量を35重量％以下にする
のがよい。
では高い粘性を持ち、上記のような接続部の常用温度
で、充分な気密性を保証できるシール材になる。B2O3に
Na2Oを添加すると、溶融塩の粘度が低下するから、その
添加はシール材の粘度の調整に役立つ。しかし、Na2Oが
47重量％以上になると、溶融塩の粘度は10-3ポアズ以下
となり、接続部に保持しおくのが難しくなる。また、Na
2Oが35〜47重量％の範囲では融点が800℃以上となり本
発明の目的にはそわない。従って、B2O3とNa2Oの混合塩
を使用する場合は、Na2Oの配合量を35重量％以下にする
のがよい。
本発明のシール材は、使用温度では液体になるものであ
る。従って、機器に接続部にこれを使用する場合には、
液状のシール材が流失しないような配慮が必要になる。
る。従って、機器に接続部にこれを使用する場合には、
液状のシール材が流失しないような配慮が必要になる。
第３図(a)と(b)は、そのような接続部分の構造の一例を
示す断面図である。(a)のように接続部が水平である場
合は、接続部の下側に設けた溝にシール材を入れ、これ
に上側の突起を浸漬するような構造でよい。(b)のよう
に、接続部が垂直であっても、両側から適度の圧力Ｐを
かけることによって、シール材はその粘度によってクリ
アランスに充分保持される。このような使用形態を考慮
すれば、溶融塩の粘度は常用温度において５St以上であ
ることが望ましい。
示す断面図である。(a)のように接続部が水平である場
合は、接続部の下側に設けた溝にシール材を入れ、これ
に上側の突起を浸漬するような構造でよい。(b)のよう
に、接続部が垂直であっても、両側から適度の圧力Ｐを
かけることによって、シール材はその粘度によってクリ
アランスに充分保持される。このような使用形態を考慮
すれば、溶融塩の粘度は常用温度において５St以上であ
ることが望ましい。
なお、本発明のシール材は、前記の構成成分に水または
／および適当なバインダーを混合してプレスなどによっ
ては例えばリング状に成形し、接続部の所定箇所に配置
する。接続部が常用温度まで昇温すると、水、バインダ
ーは揮発して所定組成の溶融塩となる。
／および適当なバインダーを混合してプレスなどによっ
ては例えばリング状に成形し、接続部の所定箇所に配置
する。接続部が常用温度まで昇温すると、水、バインダ
ーは揮発して所定組成の溶融塩となる。
（実施例） 第１表に示す各種組成の塩を調整し、第４図に示す試験
設備を使用してシール性能を試験した。
設備を使用してシール性能を試験した。
第４図の装置による試験は、次のようにして行った。即
ち、内径50mm、外径60mmのアルミナ管２本(6-1,6-2)を
第４図の(b)に示す構造で接続した。第１表の各シール
材をリング状に成形したものを、(b)図の凹みに嵌挿し
その部分をヒーター７で加熱しつつ一端から１／分の
流量の窒素ガス(N2)を導入し、他端から流出させ、出側
と入側の流量比でもって接続部の気密性を評価する。接
続部からのガスのリークがなければ、この流量比は１に
なる。
ち、内径50mm、外径60mmのアルミナ管２本(6-1,6-2)を
第４図の(b)に示す構造で接続した。第１表の各シール
材をリング状に成形したものを、(b)図の凹みに嵌挿し
その部分をヒーター７で加熱しつつ一端から１／分の
流量の窒素ガス(N2)を導入し、他端から流出させ、出側
と入側の流量比でもって接続部の気密性を評価する。接
続部からのガスのリークがなければ、この流量比は１に
なる。
第５図は、第１表のNo.１〜５のシール材を使用した場
合の、接続部の温度と気密性の関係をまとめたものであ
る。（比較のために、通常の耐火モルタルで接続したも
のも試験し、その結果を図中に併記してある。） 第５図に示すとおり、本発明のシール材は、450℃以上
の温度において、完全な気密性をもっている。これに対
して、モルタルのシールでは、500℃以上で急激にシー
ル機能を失い、実用に耐えない。
合の、接続部の温度と気密性の関係をまとめたものであ
る。（比較のために、通常の耐火モルタルで接続したも
のも試験し、その結果を図中に併記してある。） 第５図に示すとおり、本発明のシール材は、450℃以上
の温度において、完全な気密性をもっている。これに対
して、モルタルのシールでは、500℃以上で急激にシー
ル機能を失い、実用に耐えない。
第６図は、接続部の温度が1000℃に達してからの時間と
気密保持性の変化を示したものである。モルタルシール
は、経時劣化も激しいのに対し、本発明のシール材（第
１表のNo.１〜５のシール材）では３時間の経過後も全
く気密保持性に変化がない。
気密保持性の変化を示したものである。モルタルシール
は、経時劣化も激しいのに対し、本発明のシール材（第
１表のNo.１〜５のシール材）では３時間の経過後も全
く気密保持性に変化がない。
（発明の効果） 実施例に示したように、本発明のシール材は、高温にお
ける気密保持性にきわめて優れている。しかもこのシー
ル材は、安価な塩の混合によって使用温度に応じた物性
（融点、沸点、粘度）をもつ組成に調合することができ
る。
ける気密保持性にきわめて優れている。しかもこのシー
ル材は、安価な塩の混合によって使用温度に応じた物性
（融点、沸点、粘度）をもつ組成に調合することができ
る。
本発明のシール材は、製鋼工場をはじめとする金属精錬
の分野のみならず、高温に曝される機器を使用するあら
ゆる分野で、その接続部のシールに使用できるものであ
る。
の分野のみならず、高温に曝される機器を使用するあら
ゆる分野で、その接続部のシールに使用できるものであ
る。
第１図は、高温で使用される機器の例としての鋼の真空
脱ガス装置の概略図、 第２図(a)および(b)は、従来の接続部のシール方法を説
明する概略断面図である。 第３図は、本発明のシール材を使用する場合の機器接続
部の例を示す断面図、 第４図は、シール材の性能を試験する方法を説明する図
で、(a)が全体図、(b)は接続部の拡大断面図である。 第５図および第６図は、本発明のシール材と従来のモル
タルシール材のシール機能の試験結果を示す図である。
脱ガス装置の概略図、 第２図(a)および(b)は、従来の接続部のシール方法を説
明する概略断面図である。 第３図は、本発明のシール材を使用する場合の機器接続
部の例を示す断面図、 第４図は、シール材の性能を試験する方法を説明する図
で、(a)が全体図、(b)は接続部の拡大断面図である。 第５図および第６図は、本発明のシール材と従来のモル
タルシール材のシール機能の試験結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 宣文 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 中井 健 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−18759（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】B2O3を主成分とし、接続部の常用温度にお
いて溶融状態になる高温接続部のシール材。 - 【請求項２】B2O3単体と不純物とからなる特許請求の範
囲第１項記載のシール材。 - 【請求項３】35重量％以下のNa20と、その残部のB2O3お
よび不純物とからなる特許請求の範囲第１項記載のシー
ル材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5556989A JPH061108B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 高温接続部のシール材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5556989A JPH061108B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 高温接続部のシール材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236064A JPH02236064A (ja) | 1990-09-18 |
| JPH061108B2 true JPH061108B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=13002349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5556989A Expired - Lifetime JPH061108B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 高温接続部のシール材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061108B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009174026A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Nisshin Steel Co Ltd | 真空脱ガス槽底部の環流管と浸漬管との接続構造 |
| JP2013167026A (ja) * | 2013-05-24 | 2013-08-29 | Nisshin Steel Co Ltd | 真空脱ガス槽底部の環流管と浸漬管との接続構造 |
| JP6819338B2 (ja) * | 2017-02-13 | 2021-01-27 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量検出装置および電子機器 |
| CN112941270B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-12-12 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种rh炉顶枪密封气囊保护装置及方法 |
-
1989
- 1989-03-08 JP JP5556989A patent/JPH061108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02236064A (ja) | 1990-09-18 |
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