JPH11267820A - 溶鋼通過孔の内面の補修材とその補修材を使用する溶鋼通過孔の内面の補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶鋼の通過孔の内面を補修するにあたっ
て、簡便安価で、確実な溶鋼の通過孔の内面の補修手段
を提供すること。 【解決手段】筒体３の外面に、溶鋼通過孔の内径と筒体
の外径との隙間以下の厚みを有する可塑性を有するシー
ト状耐火物２を配置し、この筒体を溶鋼通過孔に挿入
し、挿入後に筒体の拘束力が無くなることで、薄板の径
が拡大しようとる力を利用してシート状耐火物を溶鋼通
過孔の内面に押しつけ固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転炉や電気炉の溶
鋼排出孔あるいは取鍋やタンディッシュに装着するスラ
イディングノズル装置に使用する上ノズル、プレートま
たは下部ノズル等の溶鋼通過孔の内面の補修に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような溶鋼通過孔は、排出時の溶鋼
による摩耗や熱衝撃あるいはスラグによる溶損により、
損傷しその内径が拡大してくる。

【０００３】この溶鋼通過孔の内面の損傷がひどくなる
と、例えば、転炉から溶鋼を排出する出鋼孔は、あらか
じめスリーブ状の耐火物を交換可能に装着しておき、損
傷が大きくなるとスリーブ状の耐火物のみを交換すると
いう要領で、新しい耐火物に交換する。

【０００４】たとえば、取鍋の上ノズルにおいても、あ
らかじめ上ノズルが交換できる様にノズル受けれんがに
装着されて、予め、上ノズルが交換できる様にしてい
る。

【０００５】ところが、これの実際の交換作業に際して
は、古い耐火物の解体作業、解体後の清掃作業そして新
しい耐火物の装着作業等の作業が必要で非常に時間を要
することと、耐火物そのもののコストが嵩む。

【０００６】このため、溶鋼の通過孔の内面のみを補修
する方法が検討され、例えば、上ノズルについては、特
開昭５５−５４２６１号公報に、溶損摩耗した上部ノズ
ルの内壁を酸素で洗浄して付着地金を除去した後、ノズ
ル孔内に筒状耐火物を挿入する様にした後、ノズル孔内
壁と筒状耐火物の外壁間にモルタルを充填して，筒状耐
火物をノズル孔に固着嵌合させる方法が提案されてい
る。

【０００７】しかしながら、上ノズルの内壁は均一に溶
損することはむしろ希で、通常は片寄って溶損してい
る。このため、筒状の耐火物が装着しにくい問題があ
る。また、筒状耐火物は肉厚が薄いために高強度なもの
が必要であり、かなり高価になる。

【０００８】また、溶鋼通過孔の内面に不定形耐火物を
吹き付ける方法も考えられるが、上ノズル等の孔径が小
さいものには、吹き付け装置を小さくする必要があり、
その設計が難しく、また、作業も非常に手間がかかる。
そして手間がかかる割には、付着物がはがれやすいとい
う欠点があり、実用的ではない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決すべき課
題は、溶鋼の通過孔の内面を補修するにあたって、簡便
安価で、確実な手段を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、溶
鋼通過孔の内径より小さな外径を有し、加熱により溶
融、焼失または分解する筒体の外面に、シート状耐火物
を配置したことを特徴とする溶鋼通過孔の内面の補修材
である。

【００１１】シート状耐火物は、可塑性を有する薄板状
の耐火物であって、常温又は熱間で溶鋼通過孔に挿入し
たときに、押しつけ力により変形し溶鋼通過孔の内面と
十分接触し、押しつけ時の耐火物の保有熱や使用される
までの予熱等により硬化して、溶鋼通過孔の表面に強固
に付着しかつ十分な耐用性を示す耐火物である。具体的
には、連続鋳造用ノズル等を接続するときにパッキンと
して使用されるものが使用でき、例えば特開昭５７−１
２３８７１号公報に開示されているように、耐火粉末の
少なくとも１種以上及び繊維よりなる配合に、低融点金
属及びバインダーを添加して混練、成形されてなるパッ
キンがある。さらに、特開平７−３３０４４８号公報に
開示されているように、装着される温度に応じて、低融
点ガラスを添加しておき、装着時に溶鋼通過孔の熱でよ
り軟化変形しやすくなるタイプもある。これらのシート
状耐火物は、常温でも軟らかく可塑性を有するため、使
用直前にシート状にしたりあるいは必要な大きさに切断
して使用することができる。また、最近は、常温では固
く熱を受けると軟らかくなるタイプも特開平６−１４２
８５９号公報に開示されているが、これも同様に使用す
ることができる。このほか、プラスチック材、パッチン
グ材あるいは固めに練ったモルタル等も使用可能であ
る。また、あらかじめ種々の厚みのシート状耐火物を準
備しておき、損傷の程度に応じて補修厚みを変えること
ができ、さらに偏った損傷に対しては損傷の大きい部分
のみにシート状耐火物を厚く設けることもできる。

【００１２】シート状耐火物は有機バインダーや水分等
を含んでいるため、装着時にガスや蒸気が多く発生する
ために、あらかじめ貫通孔を設けておくと、低温領域か
らガスや蒸気が逃げるために組織をより緻密にすること
ができる。この貫通孔は、筒体の外周面から中心軸方向
に向かって設ける。また、シート状耐火物を筒体に配置
するときに、この貫通孔によりシート状耐火物が滑って
落下することを防止することができる。

【００１３】このシート状耐火物は、損傷した溶鋼通過
孔の内面に押し付けると内面の凹凸に応じて変形する。
そして、常温の場合には、主として内面の凹凸との物理
的絡み合いで、また、熱間の場合には、主に化学結合に
より、広い面積でシート状耐火物が接着することで補修
面を形成する。シート状耐火物は可塑性を有するため、
好きな大きさにすることができ、補修する部位の大きさ
に切って、筒体に貼り付けて装着することで任意の部位
のみを補修することもできる。

【００１４】また、このシート状耐火物の内面は筒体に
接触しているため、溶鋼の流れを乱しにくい滑らかな表
面を持ち、且つ、正確な孔径を有する溶鋼通過孔が形成
できる。

【００１５】このシート状耐火物の溶鋼通過孔への挿入
は、溶鋼通過孔まで作業者が近づけるときには手を使っ
て外面にシート状耐火物を設けた筒体を挿入し、離れて
いるときは冶具を使って行う。

【００１６】筒体を溶鋼の内面により強く押し付けるに
は、シート状耐火物の厚みを、筒体の外径と溶鋼通過孔
の内径との隙間より厚くしたものを使用することによっ
て、押しつけ力が得られる。また、筒体を円錐台形とす
ることで、筒体を挿入するときにシート状耐火物をさら
に強く押しつけることができ、溶鋼通過孔が擂鉢状の場
合にも対応できる。さらに、筒体を、挿入直後にその筒
体形状の拘束が解けて外径が広がる構造にしておくこと
によって、より強い押しつけ力が得られる。

【００１７】この筒体を構成する材料として、加熱によ
り溶融、焼失、または分解する金属、紙、高分子樹脂、
木または黒鉛等の材料を使用することによって、溶鋼の
通過を妨げることがない。この中でも金属は、耐熱性と
強度の面から都合が良く、特に鉄材は、成分的にも溶鋼
に溶け込んでも不純物となりにくいため好ましい。

【００１８】さらに、この筒体は、薄板を巻いたもので
作製すると、運搬や保管面で便利である。例えば、あら
かじめ拘束するためのバンドを準備しておき、使用前に
薄板を巻いてこのバンドで形状を拘束することにより、
所定の外径の筒体を簡単に得ることができ、運搬や保管
時にかさばることもない。

【００１９】筒体の厚みは、溶鋼の通過を妨げない範囲
で筒体を溶鋼通過孔に挿入する時に変形しないような厚
みが必要であり、金属の場合には０．１〜３ｍｍが好ま
しく、０．ｌｍｍ未満では溶鋼通過孔に装着するときに
保形性がないため、ハンドリングしにくくなり、３ｍｍ
を越えると溶鋼の熱で除去されにくく、溶鋼通過孔の閉
塞の原因になる可能性がある。有機物の場合にはそれぞ
れの素材に応じて決められるものであるが、０．５〜１
０ｍｍ程度である。０．５ｍｍ未満では保形成がなく、
１０ｍｍを越えると溶鋼の通過時の障害になることがあ
る。

【００２０】この筒体は、外面にシート状耐火物を配置
して、溶鋼通過孔に挿入するので、筒体の外径は挿入直
前の溶鋼の通過孔の内径より小さくなくてはならない。
筒体の外径は、補修される溶鋼通過孔の補修後の孔径と
シート状耐火物の厚みに応じて決まる。

【００２１】筒体の形状は、溶鋼通過孔の形状に応じて
決めることができ一般的には円筒や円錐台形をした筒等
である。円錐台形の場合には、シート状耐火物をより強
く溶鋼通過孔の内面に押しつけることができ、より強い
接着力が得られる。

【００２２】筒体の長さは、補修される面の長さに応じ
て決まり、補修部位以上の長さであれば問題無いが、筒
体が長すぎても溶融したり焼失するので特に間題はな
い。

【００２３】補修作業は、筒体の外面にシート状耐火物
を巻き付けつけることで配置して、手で挿入したりある
いは作業用治具で挿入し押しつけるような簡便な操作で
行うことができる。この時に、溶鋼通過孔の内径と筒体
の外径との隙間以上の厚みを有する可塑性を有するシー
ト状耐火物を配置すると、筒体を挿入するときに溶鋼通
過孔の内面にシート状耐火物をより強く押しつけること
ができ、強い接着力が得られる。

【００２４】さらに、筒体が金属の薄板を巻いて拘束し
たものであって、１５０℃〜８００℃の温度で拘束力が
無くなる材料を使って拘束することで、筒体を挿入した
後で拘束が外れ、筒体の外径が広がろうとするために、
溶鋼通過孔の内面にシート状耐火物をより強く押しつけ
ることができ、強い接着力が得られる。

【００２５】１５０℃〜８００℃で拘束力が無くなる材
料としては、例えば紙、高分子樹脂あるいは半田等が使
用でき、紙や高分子樹脂はバンド状にして外周を拘束す
ることができ、半田は部分的に接合するとよい。

【００２６】この筒体の外面に、溶鋼通過孔の内径と筒
体の外径との隙間以下の厚みを有する可塑性を有するシ
ート状耐火物を配置し、この筒体を溶鋼通過孔に挿入
し、挿入後に筒体の拘束力が無くなることで、薄板の径
が拡大しようとする力を利用してシート状耐火物を溶鋼
通過孔の内面に押しつけ固着することもできる。この時
には、溶鋼通過孔の中に挿入するだけで内面にシート状
耐火物を押しつけることができるので、作業がより安全
で簡便である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明の実
施の形態を説明する。

【００２８】

【実施例１】本発明の第１の実施例を図１と図２に示
す。図ｌは取鍋の底に設けた上ノズル５の溶鋼通過孔１
の内面４に、シート状耐火物２を外面に配置した筒体３
からなる補修材を押しつけ治具６を使って挿入した状態
を示す。図２は、１．２ｍｍ厚みの鋼板で形成した筒体
３の外面に厚み５ｍｍのアルミナ質からなるシート状耐
火物２を配置した補修材を示す。このシート状耐火物
は、粒径ｌｍｍ以下のアルミナ質原料、粘土、金属アル
ミと棚珪酸ガラスからなる配合にフェノール樹脂を添加
し、厚み５ｍｍのシート状に成形したものである。

【００２９】また、筒体３として図３に示す円錐台形と
した筒体３１を使用することができる。そして、この筒
体３１の径の大きい方に切り込み７を軸方向に３本入れ
た例を示し、これによって、筒体３２の外面にシート状
耐火物を巻き付けて溶鋼通過孔に挿入するに当たって、
切り込み７を設けた端部を広げることで、シート状耐火
物をより強く押し付けることができる。

【００３０】補修材の挿入作業は、溶鋼を排出した後上
ノズル５の溶鋼通過孔１を酸素で洗浄した後、ノズル孔
の溶損状況を観察して、シート状耐火物２を筒体３の外
面に巻き付けたものを、押しつけ治具６を使って溶鋼通
過孔１に挿入する。

【００３１】この治具６は鉄製で、先端を溶鋼通過孔の
テーパに合わせて円錐台形としたものである。このと
き、作業中に筒体が冶具から落下しないように、取鍋を
傾斜して、ノズル孔を作業者から見て斜め上方に位置さ
せて、斜め上方に向かって冶具を動かして、ノズル孔へ
筒体を押しつけた。

【００３２】この押しつけ治具６で、約１分間押し付け
た後、押しつけ治具を外した。この時上ノズル５の溶鋼
通過孔の表面温度は約８００度であり、シート状耐火物
２を押しつけると、シート状耐火物は軟化し、溶鋼通過
孔の表面の凹凸に応じて変形し、その表面に十分接着し
た。

【００３３】１０個の上ノズルを５回使用する毎に補修
作業を実施した結果、溶鋼通過孔の平均耐用回数が従来
の２２．５回から３１．７回に向上した。

【００３４】

【実施例２】この例の場合は、実施例１において、上ノ
ズルの溶鋼通過孔１が直線状になっている部分のみを補
修するもので、取鍋の底面側から円筒形状の筒体３２を
使用して補修する例を示す。

【００３５】図４はこの筒体３２を示す。この筒体３２
は、０．４ｍｍの四角形に切ったスチール製の薄板８を
準備し、これに厚み０．６ｍｍ、幅１０ｍｍのスチール
製のバンド９を巻いて成形したものである。この筒体３
２を現場で組み立てれば、薄板８の保管は嵩張らずにで
きる。このバンド９として、スチール製に代えて化学繊
維（ポリエステル）製のものも使用できる。この筒体３
２には、直径３ｍｍの貫通孔１０を８個設けている。こ
れによって、シート状耐火物が加熱されることによって
発生するガスをシート状耐火物が硬化する前に逃がすこ
とできるため、補修した組織が緻密になる。さらにシー
ト状耐火物の滑り止めにもなる。

【００３６】図５は、取鍋の底に設けた上ノズル５の溶
鋼通過孔１の内面４に、シート状耐火物２を外面に配置
した筒体３２を挿入した状態を示す。補修作業は以下の
手順にて行なった。

【００３７】まず、溶鋼を排出した後、上ノズル５の溶
鋼通過孔１を酸素で洗浄し、溶鋼通過孔の溶損状況を観
察して、溶鋼通過孔の内径を測定した。

【００３８】この時、ストレート部７の内孔の最小径は
５８ｍｍであった。次に、厚み３ｍｍの実施例１と同材
質のアルミナ質のシート状耐火物２を、前記筒体３の外
面の全面に巻き付け（外径５６ｍｍ）、取鍋の底側から
手で挿入した。挿入後、数分でバンドの強度が低下し切
れたため拘束がなくなり、筒体３２の外径が広がり、シ
ート状耐火物２を溶鋼通過孔の内面４に強く押しつける
ことができた。そして、この状態のまま、取鍋内に溶鋼
を受け通常の作業を支障なく行うことができた。

【００３９】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。

【００４０】（１）非常に簡便で安価な方法で溶鋼通過
孔を補修することができ、その耐用性も向上する。

【００４１】（２）挿入時の押しつけ力でシート状耐火
物を溶鋼通過孔の内面に接着することで、より強い押し
つけ力が得られ、シート状耐火物が強固に接着するので
耐用性が向上する。

【００４２】（３）筒体が薄板を巻く構造とすること
で、輪送や保管の際に嵩張ることがない。

【００４３】（４）筒体の一端側に、筒体の軸方向に複
数の切り込みを設けることで、溶鋼の表面にシート状耐
火物を強く押しつけることができるのでより高い接着強
度が得られる。

【００４４】（５）筒体の材質を鉄とすることで、溶鋼
の通過時点で筒体は確実に溶融するので溶鋼通過孔が詰
まる可能が少なく、しかも溶鋼や耐火物に対して悪影響
を及ぼす成分がないので、溶鋼の品質や補修材の耐用性
に対する悪影響がほとんどない。

【００４５】（６）筒体を、厚み０．１〜３ｍｍのスチ
ール製薄板から製造することで、より安定したハンドリ
ング作業ができ、かつ鉄の残留を起因とする介在物の付
着等のトラブルを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を上ノズルの溶鋼通過孔の補修に適用
した実施例を示す。

【図２】 本発明の補修材の実施例を示す。

【図３】 本発明の補修材のための筒体の構造例を示
す。

【図４】 本発明の補修材のための筒体の他の構造例を
示す。

【図５】 本発明を上ノズルの溶鋼通過孔の直線部分の
補修に適用した実施例を示す。

【符号の説明】

１ 溶鋼通過孔 ２ シート状耐火物 ３、３
１、３２ 筒体 ４ 溶鋼通過孔の内面 ５ 上ノズル ６ 押し
つけ治具 ７ 筒体の切り込み ８ スチール製の薄板 ９
バンド １０ 貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 敏秀 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶鋼通過孔の内径より小さい外径を有
   し、加熱により溶融、焼失または分解する筒体の外面に
   シート状耐火物を配置した溶鋼通過孔の内面の補修材。
2. 【請求項２】 シート状耐火物が、溶鋼通過孔の内径と
   筒体の外径との隙間以上の厚みを有する請求項１に記載
   の溶融金属通過孔の内面の補修材。
3. 【請求項３】 筒体が、薄板を巻き、その外周面をバン
   ドで拘束したものである請求項１または請求項２に記載
   の溶鋼通過孔の内面の補修材。
4. 【請求項４】 筒体が、一端側に、筒体の軸方向に複数
   の切り込みを設けた請求項１から請求項３の何れかに記
   載の溶鋼通過孔の内面の補修材。
5. 【請求項５】 筒体の材質が、鉄材である請求項１から
   請求項４の何れかに記載の溶鋼通過孔の内面の補修材。
6. 【請求項６】 筒体が、０．１〜３ｍｍの厚みを有する
   請求項５に記載の溶鋼通過孔の内面の補修材。
7. 【請求項７】 筒体に外周面から中心軸方向に向かって
   貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６
   の何れかに記載の溶鋼通過孔の内面の補修材。
8. 【請求項８】 筒体が薄板を巻いて拘束したものであっ
   て、その薄板が１５０℃〜８００℃の温度で拘束力が無
   くなる材料からなる請求項１から請求項７の何れかに記
   載の溶鋼通過孔の内面の補修材。
9. 【請求項９】 筒体の外面に、溶鋼通過孔の内径と筒体
   の外径との隙間以下の厚みを有する可塑性を有するシー
   ト状耐火物を配置し、この筒体を溶鋼通過孔に挿入し、
   挿入後に筒体の拘束力が無くなることで、薄板の径が拡
   大しようとする力を利用してシート状耐火物を溶鋼通過
   孔の内面に押しつけ固着する溶鋼通過孔の内面の補修方
   法。