JPS5925012B2 - 真空脱ガス装置用浸漬管およびその施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐用性に優れた強固な構造を有する真空脱ガ
ス装置用浸漬管と、これを迅速かつ、容易に施工する方
法に関するものである。

溶鋼の脱ガス化を図る真空脱ガス装置として、ＲＨ式と
ＤＨ式があることはよく知られている。

この装置の下部に付設されている浸漬管は、外周が溶鋼
に浸漬し、内周は溶鋼が流通するという苛酷な使用条件
のため、耐用寿命は著しく短いものテする。

そこで、浸漬管はフランジにより着脱自在に付設され、
損傷が大きくなると別途用意した浸漬管と交換するよう
になっている。

従来の浸漬管の構造を示せば、第１図、第２図のように
、上端にフランジ１を備えた円筒状芯金２の内周面にキ
ャスタブル耐火物層３ａを介して、円筒状に積付けた耐
火レンガ層４を設け、芯金２の外周をキャスタブル耐火
物層３ｂで覆い、かつ、前記耐火レンガ層４を支持する
ため、芯金２の内周面に支持金具５を突設し、最下段耐
火レンガを支持してなっている。

上記従来の浸漬管は、図のように耐火レンガ層４を側面
で支持するために最下段耐火レンガ４ａの背面の周方向
に亘って逆り字形の切欠部６を形成しているが、使用中
の熱応力の集中によってこの切欠部６のコーナーに亀裂
が発生しやすいという問題があった。

第３図は、最下段耐火レンガ４ａの拡大斜視図とそのキ
レツ発生状況（矢印）を示す。

最下段耐火レンガ４ａのうち、支持金具５で支持される
個所より下は構造上、剪断応力を受げるため、切欠部６
のコーナーに発生する亀裂は発達しやすい。

この亀裂が発達して最下段耐火レンガ４ａの切欠部以下
が脱落すると芯金２および支持金具５が露出し、これら
は溶鋼によってたちまち溶失し、浸漬管全体の破損を招
く結果となる。

また、浸漬管の施工はキャスタブル耐火物の鋳込性を考
慮し、倒置して行なっているが耐火レンガ層４と芯金２
との間にキャスタブル耐火物を充ｔＪ−ｊルには、第２
図に見られるように支持金物５゜５′で挾まれた僅かな
間から流し込まねばならず、非能率的で、しかも充填む
らが生じやすかった。

通常の溶融金属容器の内張りは、外殻鉄皮で保持されて
いるから亀裂や充填むらによる多少の空隙が生じていて
も容器寿命にさほど影響しないが、浸漬管は芯金で耐火
物を保持するという不安定な構造体であるのと、使用中
に内部が減圧されるため僅かな空隙があってもこの空隙
が誘因となって空気を引込み、いわゆるガスクリークと
呼ばれる異常溶損を来たすという他では見られない特有
の問題がある。

したがって、浸漬管は気密性に優れ、かつ、強固な構造
体であることが厳しく要求される。

そこで本発明者らは、耐火レンガ層を支持するために最
下段耐火レンガに形成する切欠部を亀裂が生じ難い形状
にすることを考え、種々検討を重ねた結果、切欠部を凹
部、または凹溝にすると良好な結果が得られることを知
った。

また、これと同時に支持金具を従来の板状のものに代え
て支持棒にすると、施工面で気密性の浸漬管が得られ易
いという利点があることを知った。

第１発明は、以上のような事実に基づいて成したもので
あって、その特徴とするところは、上端に７ランジを備
えた円筒状芯金の内周面に、キャスタブル耐火物を介し
て円筒状に積付けた耐火レンガ層を設けるとともに、芯
金の外周をキャスタブル耐火物で覆い、かつ、前記耐火
レンガ層のうち最下段耐火レンガの背面に凹部、または
下面に通じる凹溝を形成し、この四部または凹溝に前記
芯金の内周面に突設した支持棒を当接し、前記最下段耐
火レンガを支持してなる真空脱ガス装置用浸漬管である
。

この第１発明を図面に基づいて説明すると、第４図およ
び第５図において、上端にフランジ１０を備えた円筒状
芯金２０の内周面に例えば１５〜３０ｍ１璧度、好まし
くは２５〜３０ｍｙｒｔの厚さを有するキャスタブル層
３０ａを介して円筒状に積付けた耐火レンガ層４０を設
ける。

耐火レンガ層４０はタテ・ヨコ複数に分割してなり、そ
の目地部は必要により耐火モルタル、有機質樹脂などを
介在させておく。

芯金２０の外周は例えば６０〜１５０ｍｍ程度、好まし
くは８０龍以上の厚さを有するキャスタブル耐火物層３
０ｂで覆う。

図示していないが、芯金２０の外周面にスタンドを多数
植設し、キャスタブル耐火物層３０ｂを牽引保持してお
くのが好ましい。

耐火レンガ層４０のうち最下段耐火レンガ４０ａの背面
に凹部、または凹溝を形成する。

第６図は、最下段耐火レンガ４０の拡大斜視図であり、
この実施例では凹部として穿孔６０を形成している。

第１図は、最下段耐火レンガ４０の他の実施例を示し、
ここでは最下段耐火レンガ４０の下面に通じる凹溝６０
′を形成している。

これらの凹部６０または凹溝６０′には、芯金２０の内
周面に突設した支持棒５０を当接し、最下段耐火レンガ
４０ａを支持することによって、ひいては耐火レンガ層
４０全体を支持する。

支持棒５０は、断面形状が円形のものが最の好ましいが
、多角形、十字形、７字形等のものでもよい。

支持棒５０の本数は、最下段耐火レンガ４０ａ１つに対
して少なくとも１本で支持するようにするのが好ましい
が、最下段耐火レンガ４０ａが多い場合には１つ置きに
支持するようにしてもよ（、また、最下段耐火レンガ４
０ａの支持に加えて、それより手段の耐火レンガをも支
持してもよい。

なお、前記したキャスタブル耐火物層の材質としては、
例えばアルミナ質、アルミナ−マグネシア質、マグネシ
ア−カーボン質、アルミナ−クロム質などのキャスタブ
ル耐火物等が使用できる。

また、耐火レンガ層としては例えばアルミナ質、マグネ
シア−クロム質、マグネシア−カーボン質、スピネル質
、アルミナ−クロム質などの耐火レンガが使用できる。

以上のように構成した浸漬管は、耐火レンガ層を支持す
るために最下段耐火レンガの背面に形成する切欠部を凹
部または凹溝にしたことにより、使用中の熱応力による
最下段耐火レンガの亀裂発生を防止する。

その理由は、第３図に示すように背面の周方向全体に亘
る逆り字形の切欠部とした従来に比べ、本発明における
凹部または凹溝は容積が小さく、しかも背面の周方向全
体に亘っていないことによって形状的に熱応力が集中し
ないからである。

また、本発明は耐火レンガ層の支持に支持棒を使用して
いるため従来の板状の支持金具のように芯金と耐火レン
ガ層との間を広い幅をもって塞ぐことがなく、この間へ
のキャスタブル耐火物の充填をむらなく確実に行なうこ
とができる。

したがって、本発明による浸漬管は構造的に強固であり
、しかも気密性に富んでいることから優れた耐用性を示
し、施工および補修費の低減、取換え工数の縮減により
真空脱ガス装置全体の稼動率を著しく向上できる。

ところで、従来の浸漬管の施工方法は、キャスタブル耐
火物の鋳込性の面から、芯金が下になるよう倒置し、そ
の内周面に耐火レンガ層を積付けた後、芯金の内周面に
支持金物を溶接することによって最上段耐火レンガ（倒
置して施工するため、実際に浸漬管を付設する際には、
第１図のように最下段となる）を支持しているが、その
溶接作業は芯金と耐火レンガ層とに囲まれた狭い場所で
行なうため非常に困難なものであると同時に、耐火レン
ガ層が溶接による熱衝撃を受けて潜在亀裂が発生するな
どの品質低下を招いていた。

第２発明は、前記第１発明の浸漬管を耐火レンガ層の品
質低下などを招くことなく迅速かつ、容易に施工する方
法であり、その特徴とするところは、フランジが下にな
るよう倒置した円筒状芯金の内周面に、凹部、または上
面に通じる凹溝を背面に形成した耐火レンガが最上段に
位置するように耐火レンガ層を円筒状に積付け、次いで
前記芯金に穿設した透孔に支持棒を貫通し、その先端を
前記耐火レンガの背面に形成した凹部または凹溝に当接
し、一方の基端を前記芯金に固着した後、前記芯金と耐
火レンガ層および芯金とこの芯金の外周に一定の間隔を
もって配設した外枠との間にキャスタブル耐火物を充填
し、このキャスタブル耐火物が硬化すると前記外枠を取
外して乾燥させる真空脱ガス装置用浸漬管の施工方法で
ある。

次ニ、この第２発明を第８図にもとづいて説明すると、
まず、円筒状芯金２０をフランジ１０が下になるよう倒
置し、この芯金の内周に円筒状に積付けた耐火レンガ層
４０を設ける。

それには、予じめ円筒状に積付けた耐火レンガ層４０を
作業台に置せた後、上下逆にした芯金２０を覆せるよう
にしてもよいしまた、芯金を作業台に倒置し、その後で
耐火レンガ層４０を芯金２０の内周面に積付けるか挿入
してもよいが、能率面で前者の方法が好ましい。

耐火レンガ層４０のうち最上段には、凹部、または凹溝
を形成した耐火レンガ４０ａを位置させておく。

この耐火レンガ４０ａは、浸漬管を真空脱ガス装置に実
際に付設する場合は最下段になる。

この耐火レンガ４０ａに形成する凹部または凹溝の形状
は第６図、第７図に示すような穿孔、あるいはレンガ下
面に通じる凹溝の他、楕円、多角形の穿孔などでもよい
が、容積が最も小さく、しかもポーリングマシーンなど
の加工器具で容易に形成することができる真円の穿孔が
最も好ましい。

次に、芯金２０の上端近傍に予じめ穿設した透孔に、そ
の外方から支持棒５０を貫通させ、最上段耐火レンガの
背面に形成した凹部６０または凹溝６０′にその先端を
当接し、一方の基端を芯金２０に固着する。

この固着方法は螺合、溶接の何れでもよいが、確実性か
らすると溶接が好ましい。

また、支持棒５０の基端には図のように鍔を付けておく
と芯金２０に穿設した穿孔が多少大き過ぎても溶接によ
る固着が容易となる。

次に、芯金２０と耐火レンガ層４０、および芯金２０と
この芯金２０の外周に一定の間隔をもって同心円的に配
設した外枠７０との間にキャスタブル耐火物を充填する
。

この充填の際には、外枠７０にバイブレータ−を備え、
キャスタブル耐火物層３０ａ、３０ｂの充填率を向上さ
せるのが好ましい。

また、耐火レンガ層４０の外周面にタールなどの有機質
塗料を塗布してお（と、キャスタブル耐火物中の水分が
耐火レンガ層４０に吸収されるのを防ぎ、キャスタブル
耐火物は鋳込の際中に流動性が失なわれるようなことも
なく、充填性の高いものとなる。

キャスタブル耐火物層３０ａ、３０ｂが硬化して保形性
を有するようになると、外枠７０を取外し、自然乾燥お
よび加熱乾燥を十分に行なって施工を終える。

なお、この浸漬管がＲＨ式真空脱ガス装置の上昇管の場
合は、施工の際に不活性ガス導入管を埋設しておく。

浸漬管の施工を以上のような方法で行なうと、支持金具
の芯金の固着が、芯金の外周面から行なうことができ、
従来のように芯金と耐火レンガ層との狭い個所で行なう
のと異なり迅速、かつ、容易であると共に、溶接による
固着であっても溶接熱は芯金に塞ぎられて耐火レンガ層
に熱衝撃を与えることもない。

第１発明による浸漬管をＲＨ式真空脱ガス装置に実際に
付設し、その耐用性について試験したところ、従来の浸
漬管では１５〜２０チャージ使用した時点で支持金具以
下の耐火レンガ剥落していたが、この第１発明の浸漬管
は６０チヤージ使用後においても耐火レンガの剥落は生
じず、顕著な効果を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来の浸漬管で、第１図は正面断
面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図、第３図は耐火レ
ンガ層のうち最下段耐火レンガの拡大斜視図。 第４図ないし第１図は本発明実施例を示し第４図は正面
断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図、第６図およ
び第７図は耐火レンガ層のうち最下段耐火レンガの拡大
斜視図。 第８図は、本発明による浸漬管の施工方法を示す正面断
面図。 １．１０・・・・・・フランジ、２，２０・・・・・・
芯金、３ ａ 、 ３０ ａ 、 ３ ｂ 、 ３０
ｂ ・・・−キャスタブル層、４．４０・・・・・・耐
火レンガ層、４ａ 、４０ａ・・・・・・最下段耐火レ
ンガ、５・・・・・・支持金具、５０・・・・・・支持
棒、６・・・・・・切欠部、６０・・・・・・凹部また
は凹溝、７０・・・・・・外枠。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上端にフランジを備えた円筒状芯金の内周面に、キ
   ャスタブル耐火物を介して円筒状に積付けた耐火レンガ
   層を設けるとともに、芯金の外周をキャスタブル耐火物
   で覆い、かつ、前記耐火レンガ層のうち最下段耐火レン
   ガの背面に凹部、または下面に通じる凹溝を形成し、こ
   の凹部または凹溝に前記芯金の内周面に突設した支持棒
   を当接し、前記最下段耐火レンガを支持してなる真空脱
   ガス装置用浸漬管。 ２ フランジが下になるよう倒置した円筒状芯金の内周
   面に凹部、または上面に通じる凹溝を背面に形成した耐
   火レンガが、最上段に位置するように耐火レンガ層を円
   筒状に積付け、次いで前記芯金に穿設した透孔に支持棒
   を貢通し、その先端を前記耐火レンガの背面に形成した
   凹部または凹溝に当接し、一方の基端を前記芯金に固着
   した後、前記芯金と耐火レンガ層との間、および芯金と
   この芯金の外周に７定の間隔をもって配設した外枠との
   間にキャスタブル耐火物を充填し、このキャスタブル耐
   火物が硬化すると前記外枠を取外して乾燥させる真空脱
   ガス装置用浸漬管の施工方法。