JPH1150132A - 溶鋼処理用浸漬管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶鋼処理用浸漬管において、芯金の熱膨張に起
因した耐火物層の損耗を防止することを課題としてい
る。 【解決手段】上端にフランジ（１）を備えた円筒状芯金
（２）の内外周に耐火物層（３）を設けた溶鋼処理用浸
漬管において、前記円筒状芯金（２）の高さ方向の長さ
を、浸漬管の上端から該浸漬管の全長の４５〜６０％程
度に短くしたのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐用性に優れた溶
鋼処理用浸漬管の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鋼設備において、下端を溶鋼に浸漬し
た状態で溶鋼を流通させる各種の浸漬管が使用されてい
る。例えばＲＨ式、ＤＨ式、ＫＴＢ式などの真空脱ガス
装置あるいはＰＩ式、ＣＡＳ式などの簡易脱ガス装置に
付随する浸漬管である。

【０００３】これらの浸漬管の一般的な構造を図４の断
面図に基づいて説明すると、上端にフランジ（１）を備
えた円筒状芯金（２）の外周および内周に、耐火物層
（３）を設けて構成される。そして、この浸漬管は真空
脱ガス装置あるいは簡易脱ガス装置の下端にフランジ
（１）をもって取り付けられ、耐火物層（３）の損耗が
進むとフランジ（１）から取り外し、新規なものと交換
される。

【０００４】外周の耐火物層は、特開平７−３４１１９
号公報に見られるように定形耐火物が設けられることも
あるが、一般には図のように不定形耐火物（４）であ
る。また、この不定形耐火物は芯金（２）に植設された
スタッド（５ｂ）で支持される。一方、内周の耐火物層
は通常、定形耐火物（６）である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】浸漬管の耐火物層の損
耗は、溶鋼による溶損と、耐火物の脱落とがあるが、浸
漬管の寿命原因は、後者の耐火物の脱落が特に大きい。

【０００６】浸漬管の芯金（２）は、使用時の高温によ
る熱膨張でその径が拡大する。芯金（２）は金属である
ことで膨張率がきわめて大きく、耐火物層（３）の膨張
がこの芯金（２）の膨張に追随できない。このため、耐
火物層（３）は芯金によって押し広げられ、構造的な緩
みや亀裂を生じ、長期の使用においては耐火物層（３）
が脱落する。

【０００７】本発明は溶鋼処理用浸漬管において、芯金
（２）の熱膨張に起因した耐火物層（３）の損耗を防止
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上端にフラン
ジを備えた円筒状芯金の内外周に耐火物層を設けた溶鋼
処理用浸漬管において、前記円筒状芯金の高さ方向の長
さが、浸漬管の上端から該浸漬管の全長の４５〜６０％
であることを特徴とした溶鋼処理用浸漬管を提供するも
のである。

【０００９】芯金の熱膨張は下方が大きい。これは、浸
漬管の下端が溶鋼に浸漬されることで芯金の温度が下方
になるほど高いこと、ならびに芯金の上端がフランジに
よって膨張を拘束されていることが考えられる。そし
て、耐火物層の脱落の原因となる耐火物層の構造的な緩
みや亀裂の発生は、浸漬管のうち芯金の膨張が大きい下
方に集中する。

【００１０】この見地から、本発明では芯金の下方を短
くし、芯金の膨張が大きい部分を除去することで、耐火
物層の脱落原因となる、耐火物層の構造的な緩みや亀裂
を防止したものである。

【００１１】また、芯金は耐火物層の支持機能を持つこ
とから、芯金が短すぎると返って浸漬管の低寿命化を招
く。このことから、芯金は膨張の影響が大きい部分以外
は残す必要がある。この兼ね合いから芯金の長さは、浸
漬管の上端から該浸漬管の全長の４５〜６０％の範囲内
とする。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づいて説明する。図１は一実施例を示す浸漬管の断面図
であり、図２は、図１に示す浸漬管の変形例を示す断面
図、図３は、図２に示す浸漬管の芯金（２）の説明をわ
かりやすくするために、耐火物層（３）を取り除いた状
態を示す側面図である。なお、図１ないし図３におい
て、従来の浸漬管の構成要素に該当する構成要素には、
同一符号を付してある。

【００１３】図１に示すように、この浸漬管は、上端に
フランジ（１）を備えた円筒状芯金（２）の内外周に、
耐火物層（３）を設けて構成される点で従来の浸漬管と
同じであるが、従来のように、芯金（２）が浸漬管の下
端近傍まで延びておらず、芯金（２）を、浸漬管の上端
から、浸漬管全長の４５〜６０％程度に短くした点で、
従来の浸漬管とは異なる。

【００１４】前記耐火物層（３）は、内周をレンガ等に
よって構成される定形耐火物（６）によって覆い、外周
を不定形耐火物（４）によって覆うのが一般的である
が、内外周ともに不定形耐火物あるいは定形耐火物にし
てもよい。また、外周を不定形耐火物にすると共に、そ
のスラグラインを定形耐火物にしてもよい。

【００１５】表１は、ＲＨ式真空脱ガス装置に使用する
５種類（Ａ〜Ｅ）の浸漬管を例に挙げ、浸漬管の使用
後、芯金の変形位置の確認試験をしたものである。その
結果、従来の浸漬管に使用される芯金の長さは、浸漬管
の全長に対して７７．３〜８１．１％の範囲であり、ほ
ぼ８０％であるが、芯金の変形が認められる個所は、浸
漬管あるいは芯金の長さに関係なく、浸漬管の上端から
該浸漬管の全長の４５〜６０％の範囲内である。

【００１６】

【表１】

【００１７】表２は、表１における浸漬管Ａについて芯
金の長さのみを変化させ、浸漬管の耐用回数および芯金
の変形率を測定した試験結果である。なお、ここでの変
形率は、芯金の下端の内径の変化率であって、式［芯金
の変形率（％）＝（浸漬管使用後の芯金の内径−使用前
の芯金の内径）×１００］によって求めたものである。

【００１８】

【表２】

【００１９】表２の結果から、芯金の長さを本発明の範
囲内で短くすることで、浸漬管の寿命が約１．５倍以上
向上する。芯金の長さが従来例に相当するＡ及び芯金が
短すぎる４は共に耐用性に劣る。このように、芯金の長
さを特定の範囲で短くしたことによる本発明の効果はき
わめて顕著なものである。

【００２０】芯金（２）の下方を短くすると、芯金
（２）による耐火物層（３）の支持機能の低下は否めな
い。そこで、芯金（２）の膨張の影響を受けず、しかも
芯金（２）より下方の耐火物層（３）の支持を行う手段
として、図２及び図３に示すように、芯金（２）の下端
に棒鋼あるいは帯鉄などで形成したスタッド（５ａ）を
垂下させておくことが望ましい。前記スタッド（５ａ）
は、芯金（２）と違って加熱を受けても隣接するスタッ
ド（５ａ）同士が迫り合うことがないために、耐火物層
（３）を押し広げることもないからである。

【００２１】前記芯金（２）に垂下させるスタッド（５
ａ）は、耐火物層（３）との連結効果をより大きくする
ために、図２及び図３に示すように、先端を例えばＶ字
型に広げる。その数は、芯金（２）の周方向に、例えば
６〜１６個とする。また、このスタッド（５ａ）は、浸
漬管の下端近傍に達するように、長尺にすることが好ま
しい。

【００２２】前記芯金（２）の下端には、さらに内周の
耐火物層（３）を構成する定形耐火物（６）を支持する
受金物（７）を設けることが好ましい。この受金物
（７）は芯金（２）の内側に突設させ、定形耐火物
（６）の背面に形成した段差部（８）に当接させること
で、定形耐火物（６）を支持する。

【００２３】また、浸漬管は溶鋼の流通で孔内が減圧さ
れることから、耐火物層（３）の気孔中を通して空気が
溶鋼中に侵入し、窒素ピックアップによる溶鋼汚染の問
題がある。通常、芯金が空気の侵入を低減させる遮断壁
としての効果を持つが、本発明では芯金（２）が短いこ
とで、空気の侵入を低減させる効果が少ない。

【００２４】そこで、図２及び図３に示すように、空気
侵入の防止を目的として、アルゴン等の不活性ガスを通
すガス管（９）を芯金（２）の外周に設けておくことが
望ましい。このガス管（９）は、ガス供給管（１０）に
接続されており、外周にガス噴出孔となる多数の細孔
（１１）が設けてある。従って、前記ガス供給管（１
０）によって供給される不活性ガスが、このガス管
（９）の細孔１１から耐火物層（３）の気孔中に充満
し、そのガス圧で空気の侵入が阻止され、溶鋼汚染が防
止される。

【００２５】なお、芯金（１）の外周に多数のスタッド
（５ａ）を設けたり、あるいは内周の耐火物層の支持を
より強固にするために定形耐火物（６）の背面に複数の
凹部（１２）を形成して不定形耐火物（４）との摩擦抵
抗を大きくするなどの手段を行ってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
耐火物層の脱落という溶鋼処理用浸漬管における特有の
問題の改善を図ることができる。その結果、浸漬管の寿
命延長により、浸漬管の取り替え工数に低減、それに伴
う真空脱ガス装置等の稼働率の向上など、その産業的価
値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である浸漬管を示す断面図で
ある。

【図２】同上の浸漬管の変形例を示す断面図である。

【図３】図２の浸漬管の芯金を示す側面図である。

【図４】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ フランジ ２ 芯金 ３ 耐火物層 ４ 不定形耐火物 ５ａ，５ｂ スタッド ６ 定形耐火物 ７ 受金物 ８ 段差部 ９ ガス管 １０ ガス供給管 １１ 細孔 １２ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 万治郎 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端にフランジを備えた円筒状芯金の内
   外周に耐火物層を設けた溶鋼処理用浸漬管において、 前記芯金の高さ方向の長さが、浸漬管の上端から該浸漬
   管の全長の４５〜６０％であることを特徴とした溶鋼処
   理用浸漬管。
2. 【請求項２】 前記芯金の下端にスタッドを垂下させた
   請求項１記載の溶鋼処理用浸漬管。
3. 【請求項３】 前記芯金の外周に、不活性ガス噴出管を
   周設した請求項１または２に記載の溶鋼処理用浸漬管。