JPH11294964A - 溶融金属窯炉用の耐火物の寿命延長方法 - Google Patents
溶融金属窯炉用の耐火物の寿命延長方法Info
- Publication number
- JPH11294964A JPH11294964A JP9503298A JP9503298A JPH11294964A JP H11294964 A JPH11294964 A JP H11294964A JP 9503298 A JP9503298 A JP 9503298A JP 9503298 A JP9503298 A JP 9503298A JP H11294964 A JPH11294964 A JP H11294964A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融金属窯炉用の耐火物の延命を目的に、ス
ラグラインの溶損速度の低減を図る。 【解決手段】 ２０〜５００KHz の超音波振動を溶融金
属窯炉用の耐火物に加える。超音波振動の印加方法は直
接耐火物に伝えるか、又は、導波管や導波棒を用いて耐
火物へ振動を加えるものである。
ラグラインの溶損速度の低減を図る。 【解決手段】 ２０〜５００KHz の超音波振動を溶融金
属窯炉用の耐火物に加える。超音波振動の印加方法は直
接耐火物に伝えるか、又は、導波管や導波棒を用いて耐
火物へ振動を加えるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属窯炉、Ｔ
Ｄ、浸漬ノズル、取鍋スラグライン、溶銑樋スラグライ
ン、スラグ樋等、あるいは非鉄金属関連の全ての耐火物
についての寿命延長方法に関するものである。
Ｄ、浸漬ノズル、取鍋スラグライン、溶銑樋スラグライ
ン、スラグ樋等、あるいは非鉄金属関連の全ての耐火物
についての寿命延長方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属窯炉において、損耗の律速とな
るのはスラグ−メタル界面であるが、そこでの損耗の主
因としては、物質の濃度差による生じる表面張力差が引
き起こすマランゴニ流が主因とされる。従来は、その溶
損を抑制するために、各種の高価な高耐用性の耐火物が
開発されてきた。
るのはスラグ−メタル界面であるが、そこでの損耗の主
因としては、物質の濃度差による生じる表面張力差が引
き起こすマランゴニ流が主因とされる。従来は、その溶
損を抑制するために、各種の高価な高耐用性の耐火物が
開発されてきた。
【０００３】典型例としては、溶銑樋や取鍋のスラグ−
メタルライン、あるいは、連鋳モールド内部のスラグ−
メタルラインの応用例が挙げられる。ところで、この連
続鋳造に用いられる浸漬ノズルのパウダーラインの損耗
は、中でも特に著しい。このために、浸漬ノズルの高耐
用化を目指した開発が成された。この中で浸漬ノズル関
連の従来の技術を見てみると、特開昭５７−７３６６号
公報には浸漬ノズルのモールドパウダーラインの外周部
にシリカ源と結合剤を配合したジルコニア−黒鉛質混練
物を配置して、焼成、成形することにより、パウダーラ
インの損耗を抑制する方法が開示されている。
メタルライン、あるいは、連鋳モールド内部のスラグ−
メタルラインの応用例が挙げられる。ところで、この連
続鋳造に用いられる浸漬ノズルのパウダーラインの損耗
は、中でも特に著しい。このために、浸漬ノズルの高耐
用化を目指した開発が成された。この中で浸漬ノズル関
連の従来の技術を見てみると、特開昭５７−７３６６号
公報には浸漬ノズルのモールドパウダーラインの外周部
にシリカ源と結合剤を配合したジルコニア−黒鉛質混練
物を配置して、焼成、成形することにより、パウダーラ
インの損耗を抑制する方法が開示されている。
【０００４】また、実開平７−３３４４６号公報には、
浸漬ノズルのモールドパウダーラインの外周部に肉厚の
ＺｒＯ2 −Ｃ質耐火物をはめ込み、パウダーラインの損
耗を抑制する手段が開示されている。さらに、特開昭６
２−２８９３５７号公報には、浸漬ノズルのモールドパ
ウダーラインの外周部に肉厚の耐火物スリーブを施工す
る方法が開示されている。すなわち、いずれも溶融する
ことを抑制するための材料が開発されてきた。
浸漬ノズルのモールドパウダーラインの外周部に肉厚の
ＺｒＯ2 −Ｃ質耐火物をはめ込み、パウダーラインの損
耗を抑制する手段が開示されている。さらに、特開昭６
２−２８９３５７号公報には、浸漬ノズルのモールドパ
ウダーラインの外周部に肉厚の耐火物スリーブを施工す
る方法が開示されている。すなわち、いずれも溶融する
ことを抑制するための材料が開発されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭５７−
７３６６号公報記載の方法では、黒鉛分が操業中酸化さ
れる可能性があり、使用条件によっては長寿命化を望め
ない。実開平７−３３４４６号公報記載の手段では、Ｚ
ｒＯ2 −Ｃのコストが高い。また、特開昭６２−２８９
３５７号公報記載の方法では、近年、低粘性の高フッ素
含有型のパウダーが多く、操業によっては、スリーブの
耐用性の向上が望めない。そこで、本発明は、以上のよ
うな問題を解決し、溶融金属窯炉用の耐火物の寿命を更
に向上させる方法を提供することを目的とする。
７３６６号公報記載の方法では、黒鉛分が操業中酸化さ
れる可能性があり、使用条件によっては長寿命化を望め
ない。実開平７−３３４４６号公報記載の手段では、Ｚ
ｒＯ2 −Ｃのコストが高い。また、特開昭６２−２８９
３５７号公報記載の方法では、近年、低粘性の高フッ素
含有型のパウダーが多く、操業によっては、スリーブの
耐用性の向上が望めない。そこで、本発明は、以上のよ
うな問題を解決し、溶融金属窯炉用の耐火物の寿命を更
に向上させる方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意研究を進めた結果、次のような
知見を得た。すなわち、２０〜５００KHz の超音波振動
を耐火物に印加し、その超音波を直接、耐火物に取り付
けたアクチュエータで印加するか、又は、導波管や導波
棒を用いて、耐火物へ間接的に印加し、高価で特殊な耐
火物を適用する事無しに、耐火物の損耗を抑制する。
を解決するために、鋭意研究を進めた結果、次のような
知見を得た。すなわち、２０〜５００KHz の超音波振動
を耐火物に印加し、その超音波を直接、耐火物に取り付
けたアクチュエータで印加するか、又は、導波管や導波
棒を用いて、耐火物へ間接的に印加し、高価で特殊な耐
火物を適用する事無しに、耐火物の損耗を抑制する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。発明者らは、耐火物の機能に限界があり、
高耐食性化は、根本的な解決法とはならないと考えた。
さらに、損耗発生は稼働面に生じる濃度勾配によるマラ
ンゴニ流による損耗が主因と考えた。その概念図を図１
に示す。
に説明する。発明者らは、耐火物の機能に限界があり、
高耐食性化は、根本的な解決法とはならないと考えた。
さらに、損耗発生は稼働面に生じる濃度勾配によるマラ
ンゴニ流による損耗が主因と考えた。その概念図を図１
に示す。
【０００８】耐火物３は溶融金属５とスラグ４と接触し
た場合、耐火物３の成分の溶解２が生じる。この際、ス
ラグ４の表面６と耐火物とスラグ４が接触する界面７
で、濃度勾配が発生し、マランゴニ流１が発生し、耐火
物の損耗を加速することになる。特に耐火物３が炭素含
有系の場合、マランゴニ流１により溶融金属５への炭素
の溶解を増長し、さらに耐火物３の損耗が進行すること
となる。
た場合、耐火物３の成分の溶解２が生じる。この際、ス
ラグ４の表面６と耐火物とスラグ４が接触する界面７
で、濃度勾配が発生し、マランゴニ流１が発生し、耐火
物の損耗を加速することになる。特に耐火物３が炭素含
有系の場合、マランゴニ流１により溶融金属５への炭素
の溶解を増長し、さらに耐火物３の損耗が進行すること
となる。
【０００９】そこで発明者らは、表面６と界面７の濃度
勾配の発生を抑制するために、スラグ内部の耐火物溶解
成分の濃度を均一にする手段を模索した。その結果が、
この発明である。
勾配の発生を抑制するために、スラグ内部の耐火物溶解
成分の濃度を均一にする手段を模索した。その結果が、
この発明である。
【００１０】すなわち、本発明は、従来の方法とは全く
異なり、本発明では、超音波振動を耐火物に加えること
により、耐火物と接触するスラグを泡立たせ、耐火物の
損耗により、その表面で生じる濃度勾配の発生を抑制
し、マランゴニ流を主因とした損耗を抑制するものであ
る。この際、２０〜５００KHz の超音波振動を耐火物に
印加する必要がある。発明者らの研究の中で、図１に示
すような溶損モデル試験装置を作成し、２０、１００、
および３００KHz の振動を加えた。耐火物に振動を加え
ない場合は当然、図１のような損耗が生じたが、直接耐
火物試料にアクチュエータを取付け振動させたところ、
図１のような損耗は現れなかった。
異なり、本発明では、超音波振動を耐火物に加えること
により、耐火物と接触するスラグを泡立たせ、耐火物の
損耗により、その表面で生じる濃度勾配の発生を抑制
し、マランゴニ流を主因とした損耗を抑制するものであ
る。この際、２０〜５００KHz の超音波振動を耐火物に
印加する必要がある。発明者らの研究の中で、図１に示
すような溶損モデル試験装置を作成し、２０、１００、
および３００KHz の振動を加えた。耐火物に振動を加え
ない場合は当然、図１のような損耗が生じたが、直接耐
火物試料にアクチュエータを取付け振動させたところ、
図１のような損耗は現れなかった。
【００１１】発明者の研究の結果から、単に稼働面に、
２０KHz 未満の振動を加えた場合には、損耗が逆に進む
傾向があることが判った。また、５００KHz でも、超音
波振動を加えることは問題ないが、超音波振動の発生効
率から考えて、この程度が限度であることが判ってい
る。
２０KHz 未満の振動を加えた場合には、損耗が逆に進む
傾向があることが判った。また、５００KHz でも、超音
波振動を加えることは問題ないが、超音波振動の発生効
率から考えて、この程度が限度であることが判ってい
る。
【００１２】さらに、図２、図３に示すように、超音波
振動を耐火物に加えるには、超音波発生装置あるいは超
音波アクチュエータで発生させた超音波振動を直接に耐
火物に伝えるか、又は、導波管や導波棒を用いて耐火物
へ振動を加える。図２ではタンデッシュ１１下面に冷却
構造を有する大型の超音波発生装置８を据え付け、直
接、浸漬ノズル１０を振動させた例である。図３は、浸
漬ノズル１０に導波棒（導波管）１２を介して超音波ア
クチュエータ８を取付け、耐火物３のスラグラインの寿
命の延長を図ったものである。
振動を耐火物に加えるには、超音波発生装置あるいは超
音波アクチュエータで発生させた超音波振動を直接に耐
火物に伝えるか、又は、導波管や導波棒を用いて耐火物
へ振動を加える。図２ではタンデッシュ１１下面に冷却
構造を有する大型の超音波発生装置８を据え付け、直
接、浸漬ノズル１０を振動させた例である。図３は、浸
漬ノズル１０に導波棒（導波管）１２を介して超音波ア
クチュエータ８を取付け、耐火物３のスラグラインの寿
命の延長を図ったものである。
【００１３】なお、本発明は各種の窯炉設備であるＤ
Ｈ、ＲＨ、ＣＡＳ、ＣＡＢ等だけなく、ＴＤの内張ライ
ニング、取鍋、樋、ＡＯＤ炉、ＶＯＤ炉等各種の窯炉設
備に幅広く適用できる。
Ｈ、ＲＨ、ＣＡＳ、ＣＡＢ等だけなく、ＴＤの内張ライ
ニング、取鍋、樋、ＡＯＤ炉、ＶＯＤ炉等各種の窯炉設
備に幅広く適用できる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに具体的
に説明する。 （実施例１）図２に示すように、溶鋼処理能力１００ｔ
タンディッシュの下に、２０KHz 、５００ｗの超音波発
生装置１基を取り付け、浸漬ノズル自体を振動させた。
その結果、従来ではパウダーラインの異常溶損が原因
で、パウダーラインを肉厚にした、高価なアルミナグラ
ファイト製の浸漬ノズルを利用する必要があったが、パ
ウダーラインの異常溶損が無くなったので、安価なアル
ミナグラファイト製の浸漬ノズルを使用することができ
た。その結果、寿命を従来の１．５倍、コストを１／２
に下げることに成功した。
に説明する。 （実施例１）図２に示すように、溶鋼処理能力１００ｔ
タンディッシュの下に、２０KHz 、５００ｗの超音波発
生装置１基を取り付け、浸漬ノズル自体を振動させた。
その結果、従来ではパウダーラインの異常溶損が原因
で、パウダーラインを肉厚にした、高価なアルミナグラ
ファイト製の浸漬ノズルを利用する必要があったが、パ
ウダーラインの異常溶損が無くなったので、安価なアル
ミナグラファイト製の浸漬ノズルを使用することができ
た。その結果、寿命を従来の１．５倍、コストを１／２
に下げることに成功した。
【００１５】（実施例２）図３に示すように、実施例１
の低コスト化を図るために溶鋼処理能力１００ｔタンデ
ィッシュの下に、１００KHz 、５００ｗの超音波発生装
置と導波管を取付け、浸漬ノズル自体を振動させた。そ
の結果、パウダーラインの異常溶損が原因で、パウダー
ラインを肉厚にした、高価なアルミナグラファイト製の
浸漬ノズルを利用する必要があったが、パウダーライン
の異常溶損が無くなったので、安価なアルミナグラファ
イト製の浸漬ノズルを使用することができた。その結
果、寿命を従来の１．５倍、コストを１／２に下げるこ
とに成功した。
の低コスト化を図るために溶鋼処理能力１００ｔタンデ
ィッシュの下に、１００KHz 、５００ｗの超音波発生装
置と導波管を取付け、浸漬ノズル自体を振動させた。そ
の結果、パウダーラインの異常溶損が原因で、パウダー
ラインを肉厚にした、高価なアルミナグラファイト製の
浸漬ノズルを利用する必要があったが、パウダーライン
の異常溶損が無くなったので、安価なアルミナグラファ
イト製の浸漬ノズルを使用することができた。その結
果、寿命を従来の１．５倍、コストを１／２に下げるこ
とに成功した。
【００１６】（実施例３）溶鋼処理能力２５０ｔ取鍋の
スラグラインに、５００KHz 、１００ｗの超音波発生装
置３基と内蔵電源装置と共に取り付けた。なお、超音波
発生装置のホーン部はチタン酸バリウムを用いた圧電素
子を内蔵したもので、空冷ファンを用いて強制冷却し
た。その結果、今までスラグラインの耐火物の異常溶損
が原因で、鍋の交換となっていたものが、スラグライン
の溶損が無くなり、その寿命を従来の２倍に延ばすこと
ができた。
スラグラインに、５００KHz 、１００ｗの超音波発生装
置３基と内蔵電源装置と共に取り付けた。なお、超音波
発生装置のホーン部はチタン酸バリウムを用いた圧電素
子を内蔵したもので、空冷ファンを用いて強制冷却し
た。その結果、今までスラグラインの耐火物の異常溶損
が原因で、鍋の交換となっていたものが、スラグライン
の溶損が無くなり、その寿命を従来の２倍に延ばすこと
ができた。
【００１７】（実施例４）溶鋼処理能力３００ｔＲＨの
外周キャスタブルに、２０KHz 、２５ｗの超音波発生装
置８基を等間隔で取り付け、キャスタブル自体を振動さ
せた。その結果、スラグラインの異常溶損が無くなり、
安価なアルミナグラファイト製の浸漬ノズルを使用する
ことができた。その結果、寿命を従来の３倍にすること
に成功した。以上により、本発明はいずれも良好な効果
を発現した。
外周キャスタブルに、２０KHz 、２５ｗの超音波発生装
置８基を等間隔で取り付け、キャスタブル自体を振動さ
せた。その結果、スラグラインの異常溶損が無くなり、
安価なアルミナグラファイト製の浸漬ノズルを使用する
ことができた。その結果、寿命を従来の３倍にすること
に成功した。以上により、本発明はいずれも良好な効果
を発現した。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
溶融金属窯炉内面の寿命を延長することができ、炉材コ
ストの低減を図ることができるだけでなく、連続操業率
を向上できるため製造コストも下げることでき、本発明
は、工業的に価値の高い発明であるといえる。
溶融金属窯炉内面の寿命を延長することができ、炉材コ
ストの低減を図ることができるだけでなく、連続操業率
を向上できるため製造コストも下げることでき、本発明
は、工業的に価値の高い発明であるといえる。
【図１】マランゴニ流発生の概念図。
【図２】本発明の適用例であって、超音波振動を直接に
連鋳用タンディッシュに印加する例を示す概略斜視図。
連鋳用タンディッシュに印加する例を示す概略斜視図。
【図３】本発明の適用例であって、超音波振動を導波管
を用いて連鋳用タンディッシュに印加する例を示す概略
斜視図。
を用いて連鋳用タンディッシュに印加する例を示す概略
斜視図。
１：マランゴニ流 ２：耐火物の成分の溶解 ３：耐火物 ４：スラグ ５：溶融金属 ６：スラグ表面 ７：スラグ−耐火物接触界面 ８：超音波発生装置あるいは超音波アクチュエータ ９：連鋳モールド １０：浸漬ノズル １１：タンディッシュ １２：導波管（導波棒）
Claims (2)
- 【請求項１】 ２０〜５００KHz の超音波振動を溶融金
属のスラグ−メタルライン近傍の耐火物に印加すること
を特徴とする溶融金属窯炉用の耐火物の寿命延長方法。 - 【請求項２】 前記の超音波振動を、直接、耐火物に取
り付けたアクチュエータで印加するか、又は、導波管や
導波棒を用いて、耐火物へ間接的に印加することを特徴
とする請求項１記載の溶融金属窯炉用の耐火物の寿命延
長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9503298A JPH11294964A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 溶融金属窯炉用の耐火物の寿命延長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9503298A JPH11294964A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 溶融金属窯炉用の耐火物の寿命延長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294964A true JPH11294964A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14126757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9503298A Withdrawn JPH11294964A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 溶融金属窯炉用の耐火物の寿命延長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11294964A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474649B1 (ko) * | 2002-11-08 | 2005-03-08 | 주식회사 포스코 | 침적관 외부의 이물질 부착 방지장치 |
| US20110030914A1 (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Sovema S.P.A. | Continuous casting machine for forming a lead alloy strip of large thickness |
| CN103252459A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-08-21 | 王海军 | 一种通过超声波提高钢水洁净度和细化晶粒的方法 |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP9503298A patent/JPH11294964A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474649B1 (ko) * | 2002-11-08 | 2005-03-08 | 주식회사 포스코 | 침적관 외부의 이물질 부착 방지장치 |
| US20110030914A1 (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Sovema S.P.A. | Continuous casting machine for forming a lead alloy strip of large thickness |
| US8322399B2 (en) * | 2009-08-07 | 2012-12-04 | Sovema S.P.A. | Continuous casting machine for forming a lead alloy strip of large thickness |
| CN103252459A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-08-21 | 王海军 | 一种通过超声波提高钢水洁净度和细化晶粒的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |