JPS607688B2 - 取鍋精錬用安全バブリングプラグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、取鍋精練用安全パブリングプラグに関し、
とくにその取鍋の使用途中に不時に施される酸素ガスの
吹付清掃による機能喪失を生じるうれし・がない高い安
全性のもとで使用でき、しかもその安全使用限度が容易
かつ的確に識別できる取鍋精練用安全パブリングプラグ
を提案しようとするものである。

簡易な取鍋精練をその精練をすべき溶融金属に対する不
活性なガスパブリング下に行なうことは既知であり、こ
の方法はたとえば取鍋に出湯した溶鋼中にアルゴンをパ
ブリングを介して取鍋の底から導入し、溶鋼中に生じる
パブリングガスの上昇により、溶鋼中ガス成分や非金属
介在物を帯同的に浮揚排除するとか、また溶銃について
も同機に、たとえばＣａＣ２などの脱硫剤の如きの投入
裡に同様なパブリングを施しつつ燈梓接触させ反応生成
物を浮揚排除して脱硫を行なうとかが、その実際的な一
面である。

ここにパブリングガスの吹込み方には上吹、横吹および
底吹法などがあるが、最近では綾湯嬢梓能や耐火物原単
位の面で優れている底吹法が注目されつつある。ところ
でこの底吹法を利用する場合に最も問題となるのは漏湯
に対する安全性についてである。

すなわち底吹用ガス吹込み部耐火物が精練操業中に耐火
寿命に達して破損に至るとそこに溶湯が漏洩し、この点
とくに蓮銭操業のタンディッシュへ綾鋼を供給する取鍋
に関して適用するような場合において上記漏湯はその途
中で停止させる手段がないのでタンディツシュ溢流事故
のごときが懸念されるが、このような漏湯に対して安全
といえるパブリングプラグについては末だ開発の端緒に
ついたにすぎないのが現状である。すなわち第１図に底
吹法に適用される従来型のポーラスプラグを一例で示す
。

図中１は取鍋の内張りれんが、２は鉄皮、そして３が多
孔費れんがであり、この多孔質れんが３を介して取鍋内
にたとえばアルゴンのごとく溶湯に対し不活性なガスを
供給する。このポーラスプラグの使用限界としては一般
に、図中に鎖線イで示したような鉄皮２の外壁面から２
０仇肋前後の安全残厚を予定し、この限界領域まで溶損
したちそれ以上は使用しないことにより漏湯の危険性を
回避しようとしていた。

この場合、多孔質れんが３の溶損が安全領域まで達した
かどうかの判断は、通常ポーラスプラグの使用経験を経
て得られる多孔質れんが３の平均溶損速度を基にした取
鍋の使用回数によって主に決定されるため、何らかの要
因たとえば酸素ガスの取鋼内吹付清掃のごときによるス
ポーリングによって多孔質れんが３に異常な熔損が生じ
たような場合には安全残厚を超える誤使用のおそれがあ
り、この際漏湯の可能性が極めて高く、非常に危険であ
る。一方第２図に示したようにガス吹込み部を二層に分
け、溶湯に接触する側に面する多孔質れんが３と、複数
の通気細孔４をあげた支持れんが５との組合わせによる
ポーラスプラグにより多孔質れんが３の弱点をカバーす
ることも試みられた。

すなわちこの組合わせポーラスプラグは、二層れんがの
積層構造になるので多孔質れんが３にき裂が発生しても
、それが支持れんが５まで伝播するのを回避しようとす
るものではあるが、所詮そのき裂から漏洩した溶湯が通
気細孔４を通って流出するので漏湯の回避には事実上役
立たず、かような漏湯にはポーラスプラグの破損による
ような決潟流よりは流出の勢いか弱いとは云え、取鍋が
空になるまで継続する点ではかわりがない。なおこの組
合わせポーラスプラグにおいては、支持れんが５に通気
細孔４をあげる成型の過程において、その径が２〜３側
と小さいため不揃いとなり勝ちであり、このためガス流
量のバラッキが大きくなって復りん、Ｍｎドロップなど
の点でも問題を残していた。発明者らは、上記のような
欠点の解消を目指して開発研究を進め、溶融金属を入れ
る取鍋の内面で第３図のように該溶融金属と一端面で接
する多孔質れんが３の他端面に面して、該れんが３の孔
隙に向うバブリングガスの供給に役立つ通気孔４をそな
える支持れんが８を配遣し、とくにこの支持れんが５の
通気孔４には多孔質れんが３の耐久限度で生じる熔融金
属の流出を通気孔内への浸入凝固で塞止する、蜜熱筒７
の内張りをそなえさせることにより、耐久寿命に達した
バブリングプラグの多孔質れんが３をこわして流下しよ
うとする溶融金属を奪熱筒７による冷却作用でもつて凝
固させ、通気孔４を塞止し、これによって通気性の有無
を弁別するだけで次回精練への使用適否を判別すること
として取鍋精練用バブリングプラグの使用限界を検知可
能とした（特願昭５４−１７０６５６号）。

しかしこのようにしたバブリングプラグの実操業への適
用に際し、その使用寿命に至る間数次にわたる取鍋の反
覆的な注湯に先立って、前回の精練残澄、たとえば地金
やスラグの取鍋内面付着を酸素ガスの吹付けによって除
去する清掃が施されるが、かような作業は一般に粗雑に
行われ勝ちな上に、取鍋の底面の観察はかなりの余熱を
残していることもあって綿密な観察は困難で、とつにポ
ーラスれんが上に堆積した地金およびスラグは、多孔質
れんがが使用寿命に達して奪熱筒内に凝固金属の塞止を
生じているときも、それを覆い隠すので、上記清婦によ
って、折角の通気孔塞止に役立つべき凝固金属が、燃焼
飛散して除去されてしまうおそれがあり、それが清掃後
点検で看過されると、次回精練前の通気試験は当然にフ
リーパスとなるので、このとき漏湯の不所望な決簿流を
生じる危険がなお残されている。

そこでこの発明は、上記清掃がいかに雑駿に行われても
、多孔質れんがが使用限界寿命に達したために生じた蜜
熱筒内における金属凝固塞栓の燃焼飛散に基くような、
ポーラスプラグ通気孔の不所望な再開通を、確実に阻止
できるようにした一層の開発成果を、ここに開示するも
のである。

この発明の構成上の特徴は、上掲特腰昭５４一１７０６
５６号に規定した奪熱筒が、とくに多孔質れんがと向い
合う拡大口径端をもつものとして、清掃用酸素の吹付け
による燃焼飛散につき、奪熱筒中に生じる凝固金属の熱
容量を高めて不所望な通気孔再開を確実に阻止したこと
にある。従ってこの発明により、一旦多孔質プラグが使
用限界寿命に近づいて通気孔が閉塞されたあとでは、ポ
ーラスプラグの交換をしない限り通気孔の再開が絶対に
起らぬ有効な措置を講じて不測の漏湯を生じる機会を封
じ、取鍋精練の安全性を確保したものである。

第３図はこの発明によるポーラスプラグを底吹法に適用
する場合の例を示し、図中３は多孔質れんが、５はその
支持れんがであり、スベーサ６を介した二層構造になっ
ている。

支持れんが５の通気孔４にはステンレス鋼パイプなどか
らなるを可とする奪熱筒７をはめ込むことにより多孔質
れんが３の耐用限度で生じる溶融金属の漏出を防止する
点ではすでにのべたところと同様である。すなわち多孔
質れんが３の溶顔が耐用限度に達した状態あるいは何ら
かの要因で多孔質れんが３に異常溶損をきたした状態で
パブリングガスの通気を停止した場合には、溶融金属は
通気孔４から流出しようとするとき奪熱筒７の冷却作用
により浸入するだけで直ちに凝固して通気孔４を塞止す
る。ここに熔融金属の奪熟筒内侵入はわずかに留まり引
続く漏洩を阻止できる。従ってそれ以後はバブリングガ
スの再通気をすることができなくなり、安全残厚を越え
て使用する危険性はなくなるわけである。しかし乍ら多
孔質れんが３の頂部を含めて取鍋内に付着した地金やス
ラグを酸素吹付けにより燃焼除去する清掃が取鍋への注
湯に先立って施されるとき、上記通気孔４の菱止に役立
っている凝固金属が上記清掃で燃焼除去され、それが要
因で注傷時の通気試験が誤ってフリーパスとなると、次
回精練におけるバブリングガスの通気を停止するや否や
、漏湯を不所望に生じることとなる。

かような奪熱筒７内凝固塞栓の消失は、蜜熱筒７が管径
２肋◇以下の程度の細管が用いられ、このとき塞栓の侵
入は数側にしか達しないために酸素の吹付けによる取鍋
の清掃によって容易に除去されるおそれもあるわけであ
るが、さりとて奪熱筒７の管径を太くすると、浸入溶融
の冷却凝固を生じにくくするので、到底解決にならない
。そこで第４図に示すように、奪熱筒７′として多孔質
れんが３と向い合う拡大口径端を設けて凝固金属塞栓の
熱容量をとくに大きくすることにより、多孔質れんが３
を覆って付着する地金やスラグの除去により該れんが３
の通気性を回復するために施される酸素吹付けによる清
掃によって凝固金属塞栓が燃焼飛散するおそれをなくす
ことができた。ここに奪熱筒７′は、第５図のように下
半を上掲の内径２肋程度のステンレス鋼パイプｐ，とし
てその上端に内径４側程度のステンレス鋼パイプｐ２を
はめ合わせ、両者を溶接により固着一体化した段付筒と
して好成績が得られた。

この段付筒内における凝固金属塞栓Ｃの生成のありさま
を第５図にあわせ示したように、多孔質れんが３に面す
る大口径端側から、耐久使用寿命に達した多孔質れんが
３のクラックを通してバブリングガス停止の直後に奪熱
筒７′内に侵入する溶融金属は、太径パイプｐ２内を充
分に満たして下半の小径パイプｐ，内にはじまる凝固を
生じて、堅固な凝固塞栓が確実に形成されることになる
。

太径パイプｐ２の最適内径は４〜６脚、細径パイプｐ，
の内径はやはり２肌程度以下が落陽の漏出を防ぐために
必要である。なお両パイプの長さにつき、溶鋼の過熱度
（△Ｔ）との関係で調べた結果によると、△Ｔが４Ｍｅ
ｇのとき、太径パイプｐ２５仇肋程度、紬径パイプｐ，
は５仇舷以上、また△Ｔが７凪ｅｇになると、太径パイ
プｐ２はやはり５比吻程度でよいが、紬蓬パイプｐ，は
１２５肌以上にするのがよく、ただ紬怪パイプｐ，をさ
らに細くすれば、短かめであってもよい。

従ってこの発明によれば、底吹き取鍋精練における溶融
金属の漏湯を不注意な取鍋清掃が行われると否とに拘り
なく完全に阻止でき、効果的な取鍋精練を実際上の安全
性確保の下に実現可能とするものであり、ここにポーラ
スプラグは取鍋壁に埋設されるので取鍋容量を減じるな
どの不利もないのは明らかである。

なおプラグ厚が安全残厚城に達したかどうか、つまり通
気孔がつまったかどうかの検出にはたとえば支持れんが
５の通気孔４に対するバブリングガスの給気配管に、該
通気孔４の導通を検出する計器たとえば圧力計に取り付
けておき、溶湯の注入操業に先立って通気試験を行なえ
ばよい。

そしてこの試験で通気孔がつまっていることが判明した
らバブリングプラグを新しいものと取替えるのはもちろ
んである。またバブリングガスの給気配管に、圧力計を
そなえた通気試験専用の導管を連結し、操業に先立って
通気試験時のみバルブを調整して該導管を用いて通気試
験を行なうようにしても勿論よい。

奪熱筒７として内径２脚のステンレス鋼パイプを全長１
３仇肌こおいて適用した比較例に対して、この発明に従
い内径４側、長さ７仇吻のステンレス鋼パイプｐ２を多
孔質れんが３に向けて開□する大口径端として、内径２
肌全長７仇舷のステンレス鋼パイプｐ，の上端に１仇肋
のはめ込み代で溶接一体化した実施例を用いて、奪熱筒
内に生じる浸入溶鋼の凝固塞栓ｃの長さを対比試験した
結果を第６図ａ，ｂのヒストグラムに示した。第６図の
グラフから明らかなように凝固牽牛全ｃの長さについて
のバラッキは、比較例と比べてこの発明により殆ど皆無
と云えるほどにも激減した。

この成績は、溶鋼過熱度△Ｔが４のｅｇのときの値であ
る。次に取鋼内面とくにバブリングプラグ直上の堆積物
の酸素吹付けによる清掃を普通に行った場合に、耐用寿
命に達したバブリングプラグ３による蓋流効果の成功率
を比較したところ、比較例では、ほぼ８６％であったが
この発明では１００％であつた。

かくしてこの発明によれば、取鍋の使用途次に行われる
手入れ清掃によって通気孔に必要な塞流効果が全く害さ
れることなく、梓湯前の通気試験に全幅の信頼をおく溶
融金属の注入を行っても、漏湯を不測に生じるうれし、
がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来のバブリングプラグの断
面図、第３図は先行的に開発したバブリングプラグの断
面図、第４図はこの発明によるバブリングプラグの実施
例を示す断面図、第５図は溶融金属の漏傷阻止要領の説
明図、第６図ａ，ｂは漏湯阻止塞栓の凝固長さを比較し
たヒストグラムである。 ３・・・多孔質れんが、４…通気孔、５・・・支持れん
が、７・・・奪熱筒、８・・・拡大口径端。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融金属を入れる取鍋の内面で該溶融金属と一端面
   で接する多孔質れんがの他端面に面して、該れんがの孔
   隙に向うバブリングガスの供給に役立つ通気孔をそなえ
   る支持れんがを配置し、この支持れんがの通気孔には多
   孔質れんがの耐用限度で生じる溶融金属の流出を通気孔
   内への浸入凝固で塞止する、奪熱筒の内張りをそなえ、
   この奪熱筒が多孔質れんがと向い合う拡大口径端をもつ
   ことを特徴とする取鍋精練用安全パブリングプラグ。