JPS5814713A - ガス吹込みプラグの通気孔形成方法 - 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】 この発明は取鍋、転炉等の溶融金属容器に用いるガス吹
込みプラグの通気孔を形成する方法に関するものである
。

溶融金属浴を攪拌させて温度・成分の均一化、非金属介
在物を浮上分離させる等を目的として、溶融金属容器の
炉底、または側壁にガス吹込みプラグを備えることが知
られている。例えば、転炉においては吹錬時、特にその
末期に、炉底に僑えたガス吹込みプラグから不活性ガス
、ＣＯ２ガス等を吹込むと溶鋼の反応が一層促進し、目
標成分の銅を得るのに非常に有効である。

ガス吹込みづラフは、溶融金属容器と接触するため当然
、耐火原料よりなり、従来のものは耐火原料の粒度調整
によって全体を多孔質材質にしたものが一般的である。

この種のプラグは製造が容易であシ、ガス吹込み中止時
においてもプラグ内への溶鋼浸入が少ない利点をもつ反
面、通気孔が耐火原料粒子の間隙であるため通気性が低
く、また多孔質であることによシ組織強度が不十分外た
めに溶融金属流による浸食、摩耗に弱いという欠点があ
る。

そこで最近、緻密質耐火物中に通気孔を直線的に貫通さ
せたものが提案されている。このプラグは高耐食性と高
通気性を兼ね備えていると共に、通気孔の口径または個
数の調整によってガス流量を自由に制御できることによ
シ浴融金属量、適切な成分調整に見合うガス量を吹込む
ことが可能となる。

しかし、このプラグの問題点は、精度の潜ｉい通気孔を
容易に形成することが困難なことにある。

従来知られているＭｍ的通気孔を形成する方法を総括的
に示１と次のとおシである。

■　耐火物を成形後、ドリルで開孔する。

■　耐火罪科の配合物を成形する際に、予じめ通気孔形
成体を配合物中に入れておき、成形後、該通気孔形成体
を引抜く。

■　側面に凹溝を施した板状耐火物を重ね合せる。

■　耐火原料の配合物を、その中に通気孔形成体を入れ
て成形した後、焼成し、該通気孔形成体を焼失させる。

これらの方法の欠点について述べると、■は耐大物の硬
度が大きいうえに、通気孔は口径が小さく、かつ長尺な
ためにその形成は困難をきわめ、しかも損耗によってド
リルの寿命が著しく短かい。

■は緻密成形体を得るために成形圧を高くすると摩擦抵
抗により通気孔形成体の引抜きが容易でなくなり、これ
を無理に引抜くと、通気孔形成体の破損残留？通気孔が
拡大することがある。■は例えは特開昭５５−１４５１
２９号公報に示された方法であり、接着剤を介在させた
貼合せた場合は、その貼合せ部分が耐食性に劣る。１だ
、熱膨張収縮で接合面に間隙が生ずると、この部分へ溶
鋼が浸入する。

そこで本発明者らは、上記欠点のない■の方法を適用す
ることを考えたが、それでも攻お次のような問題があっ
た。すなわち、通気孔形成体として動植物繊維をよじっ
た糸を用いた場合、直線的通気孔を形成するためには糸
に張力を与えた状態で成形しカければならず、別途の装
置が必俊となり、成形方法も畑雑となる。通気孔形成体
を木材にすると、成形圧によって断面形状が例えば真円
の場合は楕円になるがどのように、加圧方向に対して偏
平形状となり、所望の口径を有する通気孔がイ！手られ
ない。また、これは前記の木材の場合も同縁であるが、
プラスチック材を使用すると成形圧で一旦収縮し、成形
圧が解除芒れると弾ニ♂Ｇ膨張（−１通気孔を起点とし
て成形体にうεネーショ／が入る。

成形体の騨、底は、その材質が酸化物系耐火物の場合は
酸化雰囲気で行なわれる。このとき、通気孔形成体かプ
ラスチック材であれば、急激なガス発生によって成形体
の亀裂が一層拡大される。

一方、成形体の材質が炭素質耐火物、炭化珪素質耐火物
のように酸素と反応すると品質劣化をきたす耐火物の場
合は非酸化雰囲気で焼成されるが、通気孔形成体に糸、
プラスチック、木材等を使用すると、それらは炭化して
成形体中に残留する。

したがって、成形体を焼成した後６、炭化した通気孔形
成体を除去しなければならないが、炭化の際に発泡、あ
るいは分解し、しかも通気孔内周面に付着しているので
その除去は非常に困難であった。また、除去した後の通
気孔内周面は荒れがひどく、ガス通過性が悪かった。

本発明者らは、数次の研究の結果、通気孔形成体のＩ質
として竹材を使用することによシ、上記のようＡ問題を
一挙に解決できることを見いたした。この竹材は、強靭
な繊維組織からなシ、曲従性が少ないので張力を与えな
くとも旧線的な通気孔が形成できると共に、高強度によ
って成形時の高加圧力においても原形を保ち、通気孔の
変形や（５） 成形体中のラミネーションの発生かない。そして、成形
体の焼成時には燃焼、あるいは炭化によって発生するガ
スが竹材に内在する導管組織を通って逸散し、ガス圧に
よシ成形体に亀裂を生じさせることもない。さらに、焼
成が非酸化雰囲気で行なわれた場合は、竹材の炭化は強
度を備えた状態で収縮するので、除去が容易で、通気孔
内周面の荒れもない。

本発明は、ガス吹込みプラグの通気孔形成方法において
、通気孔形成体として以上のような数々のすぐれた効果
をもつ竹材を使用したことを特徴とするものである。

今、本発明の方法を詳述すると、つぎのとおりである。

ガス吹込み用プラグの本体となる成形体の材質は、特に
限定するものではなく、例えばマグネシア、マグネシア
クロム、スピネル、アルミナ、ムライト、ジルコニア、
ジルコン、粘土等の酸化物系原料、あるいは炭素、炭化
珪素、窒化珪素等の非酸化物系原料から選ばれる１種ま
たは２種以上（６） を使用する〇 これらの原料は適切な粒度に調整し、結合剤を添加して
混練し、成形可能な配合物とする。成形はラバープレス
、オイルプレス、フレクシ目ンプレス、振動鋳込み流込
み鋳込み等の任意の方法で行なうことができる。本発明
でに、この成形に際し、配合物中に竹ひごを配列してお
く。

本発明で使用する竹材は、イネ相中のタケ並相に属する
植物で、王として熱帯および亜熱帯に分布し約４０属６
０種くらいあるとはれているが、日本産のもので本発明
に好適なものは、例えばマダケ、モウソウチク、ハテク
等である。材質は弾力性に富んでおシ、割裂きしやず〈
細割しが容易である。

竹材の形状は、要求される通気孔の形状に合せて加工す
る。例えは断面形状が円形の通気孔の場合は竹ひごのよ
うに細円柱状の：ものとする。細円柱状の場合、性態か
ら切出し可能な寸法は約０３〜ｌＯ論φであった。また
、細幅間隙の通気孔を形成するための薄板形状の切出し
可能な寸法は厚み０１〜３■、幅１〜５０１廁であった
。

竹材はそのままの状態で使用する以外に、その表面に酢
酸ビニール、塩化ビニール等を薄くコートする、フェノ
ール樹脂エポキシ樹脂等を含浸する、あるいは紙、布等
を巻伺けてもよい。こうすることによって、竹材が炭化
した後の除去がざらに容易となる。

竹材を配合物中に配列した状態で成形した後、成形体が
酸化物系耐火物の場合は酸化雰囲気で焼成し、竹材を焼
失させて通気孔を形成する。一方、成形体が炭素、炭化
珪素、窒化珪素等の原料を含有する材質の場合は、これ
らの月別が酸化されないように非酸化雰囲気で焼成し、
竹材を炭化させた後で除去する。竹材は炭化するとある
程度の強度を保った状態で収縮するので、通気孔内周へ
の付着もなく容易に除去できる。

次に、本発明方法を図面にもとすいて説明する。

第　１　表　　（単位ｗｔ％） 第１表のＡ−Ｃに示す配合物をそれぞれ混練し、第１図
に示す如くガス吹込みプラグの形状に見合う金型（点線
で示す）１に投入し、その際に厚さ；０、５　ａｍ　ｅ
幅；２０■、長さ；金型の内幅のほぼ全長寸法に加工し
た竹材２を配合物３中に水平方向に配列させた。竹材２
０間隔は、配合物３を成形した後に所定の位置になるよ
うに考慮した。オイルプレスで１３００ｋｇ／ｃ＋Ｊ成
彫後、成形体を１５０℃Ｘ　２４　ｈｒ乾燥処理し、さ
らにコークス内で１２００℃Ｘ　５　ｈｒ還元焼成した
。焼成後、炭化収縮した竹材を抜きとり、通気孔を形成
した。

Ａ−Ｃのいずれの配合物で製造したプラグも、容易に通
気孔を形成することができ、その切断面を観察すると通
気孔の精朋か高く、本体組織に亀裂も認められなかった
。この実施例で得られた通気孔は口径０．４８　Ｘ　２
０　ｔｒｒｍのスリット状であった。

これと同時に比較例として通気孔形成材をプラスチック
材とし、他は前記実施例と同様にしてプラグを製造した
ところ、成形体にラミネーションによる亀裂が発生して
いた。焼成後は、炭化したプラスチックは分解し、通気
孔内周に付着していたため、その除去は困難であった。

また、通気孔の内周面が荒れて絞り、ガス透過性に劣る
ものであった。

第２表に示すＤ−Ｆに示す配合物をそれぞれ混練し、第
２図に示す如く、ラバープレスのゴム型（点線で示す）
１に投入し、その際に表面を酢酸ビニールでコーティン
グした０、　８　ｒｒｒｍφの竹ひご２をタテ方向に配
列させた。竹ひど２の間隔に配合物３を成形した後に所
定の位置になるよう考慮した。この状態でラバープレス
１０００ｋｇ／Ｃｄ成形し、得られた成形体を１００℃
Ｘ２４ｈｒで乾燥後、それぞれＤは１７５０℃Ｘ　５　
ｈｒ、　Ｅ　ｎ　１７８０℃Ｘ５ｈｒ、Ｆは１６５０℃
Ｘ５ｈｒで焼成し、竹ひごを焼失させた。形成された通
気孔の口径はＤｏ、９７φ朝、Ｅｌ、００ｍｍφ、ＦＯ
１９５Ｍｎφであシ、いずれも良好なものであった。

第　　３　　表　　　（単位ｗｔチ） 第３表に示すＧ、Ｈの配合物をそれぞれ十分に混練した
。第３図に示す如く全壁（点線で示す）内１に断面が一
辺１■の正方形の竹ひご２を厚さ２謹のナイロン紙４で
連結して植設し、前記の配合物３を金型に振動を伺与し
た状態で鋳んだ。

２４　ｈｒ養生後、脱型して１１０℃Ｘ２ｈｒ乾燥し、
更にＧは１６５０℃Ｘ５ｈｒで酸化雰囲気焼成、Ｈはコ
ークス中で１４００℃Ｘ　５　ｈｒ焼成した。

Ｇのものは竹ひごおよびナイロン紙が完全に焼失し、■
は炭化して残留していたが容易に除去できた。

この場合は、断面が正方形の通気孔と、ナイロン紙の介
在でスリット状の通気孔とが同時に形成できた。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明実施例における成形態様を示す一部破断
斜視図であシ、 第１図はオイルプレスによる成形、第２図はラバープレ
ス成・形、第３図は振動鉄込み成形を示す。 １・・・成形型（点線）２・・・竹　　材３・・・耐火
原料配合物　　４・・・ナイロン紙新部興治 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐火原料の配合物中に、複数本の竹材を通気性をもたせ
   る方向に配列して成形した後、該成形体を焼成すること
   によって前記竹材を焼失、または炭化させることを特徴
   とするガス吹込みプラグの通気孔形成方法。