JPS6313231Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 半分仕上つた鋼の溶湯を仕上げることを目的と
する最近開発された冶金炉は、全体的にベツセマ
ー転炉と類似した形態を有しており、ベツセマー
転炉と同様に垂直位置と水平位置との間で傾動で
きるようにされている。しかしながら、溶鉱炉の
銑鉄を鋼に変えるベツセマー転炉の作用とは対照
的に、溶湯の脱燐等が行われる間に熱を付加する
ことを必要とする仕上げ操作が企てられている。

熱を付加するために、この炉の底部には斜めに
延在するチヤンネル型電気誘導器が備えられてお
り、その為炉が垂直な時には誘導器は溶湯に熱を
加えることができ、炉が水平な時には誘導器のチ
ヤンネルには溶湯が溜つたまゝでありそして炉の
側面即ち炉が水平の時に下向きになつている側面
にはタツプホールがあつてこれは溶湯の仕上り後
湯出し用に開口され得る。

脱燐材、合金材或いは炉内で溶湯を仕上げるの
に必要な添加材を導入するために、炉底部を貫通
してブラストノズルが延在しており、このノズル
を通して粉末形態の仕上げ用材料が、溶湯に対し
て不活性の加圧されたガスによつて搬送されて溶
湯の中へ吹き込まれる。

操業に際して、この最近開発された炉は、例え
ば電気アーク炉である主溶融炉から溶湯を受けと
るために垂直位置にされる。溶湯が前記ノズルを
通つて逆流するのを防止するために、このノズル
に不活性ガスのブラストが供給され、かくて炉へ
の溶湯装入中に溶湯がノズルに進入するのを阻止
する。仕上げ操作中には、ブラストに仕上げ用材
料又は合金材料が供給され、仕上ると炉は湯出し
するために水平位置に回動せしめられ、その時に
はブラストノズルは溶融のレベルより上の位置に
あるが、種々の理由でノズルには加圧ガスが供給
され続けても良い。

炉がその垂直位置にあつて溶融金属のチヤージ
を受け入れている時及び仕上げ期間中に、作業員
の誤操作、ブラスト連結の損傷、電力不足等によ
つて万が一にもブラスト不足が生ずると、溶湯は
ノズルを通つて自由に逆流して炉から逃出するこ
とになる。そのような溶湯の逃出は炉操作員は勿
論炉の囲りの装置に重大な危険を与える。

装入及び精錬段階中に、ノズルは溶湯の熱的及
び浸食性の影響に直接さらされ、従つてノズルが
修理又は対応するノズルとの交換のために容易に
取除かれ得るようにすることが望ましい。勿論、
炉容器は金属シエルによつて取囲まれた耐火性ラ
イニングで出来ていて、これらシエル及びライニ
ングの両者はノズル用の穴（以下、ノズル穴と称
する）を有しており、そして炉のライニングはノ
ズルの除去及び交換に際して損傷されてはならな
い。ノズルの外側端部は金属フランジを有するこ
とができ、このフランジは金属シエルに着脱自在
にボルト締めされるかさもなければ金属シエルに
固定される。

使用中の非常に厳しい操作条件下では、ノズル
が炉のライニングに焼結してしまつて両者が共に
固着してしまうようになることがある。こうした
ことが起こると、先に述べた溶湯の湯もれの可能
性と言う第一の問題の外に、ノズルの除去及び交
換が困難になると言う第二の問題が生ずる。

本考案の目的は、炉内に収容されている溶湯の
中へブラストを噴射することを必要とする如何な
る冶金炉に対しても応用できる構成上の特徴をも
たらすことを認識して、前述の最近開発された炉
の場合において特に上記問題に対処することであ
る。

本考案によれば、ノズルにはノズルを貫通する
ブラスト通路の外側端部に液冷装置が備えられて
おり、その為ブラスト不足に原因して溶融金属が
ブラスト通路を通つて逆流しようとする場合に溶
融金属を凝固させてしまう。ノズルを貫通するブ
ラスト通路は金属パイプで形成されており、そし
て溶融金属凝固作用を増すために該パイプの外側
端部は銅の如き高熱伝導性のかなり大きな金属プ
ラグによつて取囲まれていてこのプラグは、冷却
液通路を有し前記液冷装置を形成している金属フ
ランジと金属対金属関係で直接接触している。ブ
ラスト不足が生じた場合には、逃出する高温の溶
融金属がノズル通路の外側端部に到達すると前記
プラグによつて非常に急速に熱を奪われ、このプ
ラグはフランジ内を流れている冷却液によつて急
速に冷却される。通常、冷却液は水でありそして
この水への間接的熱移動により、水が水蒸気に変
る機会はほとんどなく、一方それと同時に、高熱
伝導性のプラグが逃出してくる溶融金属の温度に
近づくことも防止される。このようにしてノズル
通路の出口端において、溶湯は固体金属に凝固さ
れて該通路は安全に塞がれる。

炉のライニングを貫通しているノズル穴は内向
きに円錐形にされていてノズルそれ自体もそれに
対応する形にされており、そしてノズルの外側部
分から向側に向つてノズルの長さの相当な範囲に
亘つてノズルは内部に耐火材が充填され外側端部
が前述の液冷されるフランジに固定されている円
錐形金属シエルによつて構成されている。この金
属シエルの大部分は、炉容器金属シエルにボルト
締めされ得る第２の金属フランジを外側端部にお
いて有する液冷される座の中に嵌まつており、ノ
ズル自体の前述の液冷されるフランジはこの第２
の金属フランジの外側にボルト締めされている。
分離可能な全ての金属対金属の表面は液冷されて
おりその為これら表面に掛る熱は大部分これら表
面において低減されてしまう。従つて、部品は必
要な時に何時でも分離され得る。

次に、本考案を実施するのに好適な実施例につ
き図面を参照して説明する。

先ず第２図を参照すると、ベツセマー炉に類似
した容器１を有する前述の炉が示されているが、
この炉はその頂部に装入口２を有しており、精錬
操作中にガスはこの装入口を介して排出され得
る。炉底部には斜めに延在するチヤンネル型電気
誘導器１１及びノズル１２があり、又側壁にはタ
ツプホール１３がある。炉は矢印３の方向に傾動
し、溶湯の中に矢印１４で示されるように噴射が
行われ、精錬材又は合金材或いは他の材料の噴射
された粒子並びにブラストの影響で矢印１６によ
つて示すように循環が生じて急速な仕上げ操作を
保証する。炉が直立している間には、噴射される
ブラスト１４は溶湯１５がノズルを通つて下向き
に逆流するのを防止せねばならないこと、及び何
らかの理由でこのブラストが不足すると湯もれが
起ることが理解されよう。溶湯１５からライニン
グを介して伝熱される熱にノズルはさらされてい
るので、ノズルはその取外しの可能性に関して前
に述べた問題を生ずる条件下で作動することも理
解されよう。

尚、この新規なノズルを用いる炉には１個以上
のノズルが設けられてもよい。又、他のタイプの
炉もブラスト用ノズルの使用に関する同様な問題
を提起するであろう。熱に伴う問題の外に、ノズ
ルは粉状石灰石、金属性合金等の如き固体粒子を
加圧キヤリヤガスによつて搬送せねばならず、従
つてノズルの内部は侵食性又は磨耗性の条件下に
置かれる。

新規なノズルそれ自体は第１図及び第１ａ図に
示されている。炉のライニングは１７に示されて
おり、炉の外側金属シエルの小部分が１７ａに示
されており、ライニング１７の中に形成されてい
るノズル穴１７ｂは内向きに円錐形である。ノズ
ルは炉のライニング内に形成された円錐形ノズル
穴の中に直接挿入され得るが、溶湯側において耐
火レンガ又は焼結耐火化合物製のノズルストーン
１８を用いるのが好ましい。しかし、いずれにせ
よ内側円錐形シート１７ｃが設けられノズルの内
側端部は耐火レンガ又は焼結耐火化合物製のブラ
ストストーン１９によつて構成され、このブラス
トストーン１９は円錐形シート１７ｃにぴつたり
嵌り込む外面１９ａを有する。ブラストを導入す
る金属パイプ２０はブラストストーン１９を貫通
して下向きに炉の外部にまで延在している。円錐
形の鋼シエル２１が前記パイプ２０の長さの大部
分を取囲んでおり、その円錐形状は円錐面１７ｃ
及び１９ａの傾斜角に追従しており、このシエル
２１は鋼板製であるのが好ましくそしてブラスト
ストーン１９の近くから炉壁の外にまで延在して
いる。このシエル２１の内側且つ外側ブラストス
トーン１８の内側で内側ブラストストーン１９に
至るまでの円錐形空間は、Al₂O₃又はMgOから成
り市場で入手可能な流動性耐火化合物によつて充
満される。この化合物２２は湿つた或いは乾燥し
た状態で充満され得るが、もし湿つた状態で充満
されるならば溶湯の熱はこれを乾燥するのに役立
つ。

円錐形シエル２１はかなり大きな環状体２３の
内部に取外し自在に着座している。この環状体の
内部はシエル２１の形状と一致する円錐形に成形
されており、又この環状体には環状水冷通路２４
が設けられている。この環状体２３の外側端部は
フランジ２６に固定されており、このフランジは
炉壁の金属ケーシング又はシエル１７ａに直接ボ
ルト締めされているが、このボルトによる固着の
態様は図示されていない。このフランジ２６には
１個或いは複数個の穴２７が形成されており、こ
の穴を介して耐火ライニング１７によつて形成さ
れる円錐形ノズル穴１７ｂの外側端部内の環状体
２３の周りに前述せる種類の耐火化合物２８が実
際に射出成形されるように押し込められる。円錐
形シエル２１の外側端部はフランジ２９に固着さ
れ、このフランジは複数のボルト３０によつてフ
ランジ２６にボルト締めされている。このノズル
フランジ２９は金属パイプ２０の端部と接触して
これを取囲んでいる銅製高熱伝導性プラグ３１を
受け入れている。このプラグ３１はかなり大きく
そして複数のボルト３２によつてノズルフランジ
２９に対して固く保持されている。プラグ３１及
びノズルフランジ２９は円錐形シエル２１の内部
に通ずる１個或いは複数個の相互に正しく合わさ
る穴３３を有し、この穴を介して耐火化合物２２
が前に述べたように円錐形空間を充満すべく押し
込められるか或いは射出成形される。ノズルフラ
ンジ２９は、該フランジ２９を冷却するため及び
該フランジ２９と直接接触している銅製プラグ３
１から熱を持ち去るための水冷通路３７を有す
る。

通常は水である冷却液は、導管２４ａを介し空
間２４を通つて、そして導管３７ａを介して空間
３７を通つて夫々循環される。第１ａ図は、いず
れの場合にも環状空間にはデイバイダ３４が設け
られており、水はこのデイバイダの一方の側の空
間３５に導入されデイバイダ３４の他方の側の空
間３６から排出され、かくて部品冷却用の水の環
状循環が行われることを示している。

ブラスト不足が起つた場合には、ライニング１
７の内側にある溶融金属はパイプ２０を通つて下
向きに流れるであろうが、この金属パイプ２０の
銅製プラグ３１と直接金属接触している部分に到
達すると溶湯は急速に凍結即ち凝固され、プラグ
３１に与えられた熱は該プラグの水冷フランジ２
９との金属接触によつて急速に除去される。

ノズルを取外すために、部品１８と１９及び外
側ブラストストーン１８を含む耐火物２２の部分
は、これら全てが耐火材で出来ているので相互に
固着する傾向をほとんど有さない。金属パイプ２
０は金属フランジ２０ａによつて耐火物２２の上
方部分に固定される。２１と２３間及び２９と２
６間の金属対金属表面は全て水冷の恩恵を受け、
従つてこれら表面は熱の影響下で相互に溶接又は
焼結する傾向はない。

従つて、ボルト３０を解除すれば内側ブラスト
ストーン１９、耐火物２２とそのシエル２１、及
びフランジ２９は勿論銅製プラグ３１と共に一体
をなして取外すことができ、外側ブラストストー
ン１８は所定の位置に残存する。銅製プラグ３１
はノズルフランジ２９から別個に取外されるが、
所望ならばより良好な熱伝導を与えるためにこの
フランジにろう付けされてもよい。ノズルの除去
に際して環状体２３と耐火化合物２８は所定位置
に残存する。勿論ノズルの交換は逆の順序で行わ
れ、もし必要ならば耐火化合物２２は穴３３を介
しての注入によつて新しくされる。

第３図及び第４図に示す実施例においては、供
給管又はパイプ３８は長いレンガ４０，４１間の
２個の切り取られた短いレンガ３９の間に取付け
られている。これら短いレンガは本実施例におい
てブラストストーン３９を形成すべく楔形にされ
ている。楔形の短いレンガはパイプ３８と連通す
る供給チヤンネル４２を形成しており、この供給
チヤンネルの内部は耐火材で作られている。短い
レンガ３９の後部には大きな金属体４３があり、
これは図示してないがやはり液冷されるのが好ま
しく、又言うまでもなく供給パイプ３８が金属対
金属接触にて挿入される適当な穴を有している。
ノズル又は供給パイプ３８は取外し可能なエンド
ピース４４によつて装架されており、このエンド
ピースは炉が第３図でみて左に傾動された時に頂
部となる炉シエル４５の部分と同様に水冷されて
いる。チヤンネル型誘導器が取付けられる開口部
は４６に示されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉壁及びノズルを通る垂直断面図で、
作動状態にて示されている。第１ａ図は第１図の
一部分を詳細に示す横断面図。第２図は前述の最
近開発された炉で用いられているノズルを概略的
に示す垂直断面図。第３図は修正された形態のノ
ズルを有する修正された形態の前記炉の底部を示
す図。第４図は第３図の−線に沿う横断面
図。 １７……ライニング、１７ｂ……ノズル穴、１
８……ノズルストーン、１９……ブラストストー
ン、２０……金属パイプ、２１……金属シエル、
２２，２８……耐火化合物、２３……環状体、２
６，２９……フランジ、３１……プラグ、３８…
…供給パイプ、４３……金属体、４４……エンド
ピース、４５……炉シエル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冶金転炉、溶融炉又は同様な溶湯容器用のノズ
   ルであつて、金属製後方ノズル部分と、当該ノズ
   ルの後端部から前端部へ向う方向に内向きに先細
   になつているくさび形又は円錐台形をした耐火材
   料製前方ノズル部分と、前記後方及び前方ノズル
   部分間に位置する中間ノズル部分と、該中間ノズ
   ル部分を取囲んでいる円錐台形金属製ライニング
   と、当該ノズルの後端部から前端部まで前記各ノ
   ズル部分を貫通して延びている供給通路と、当該
   ノズルの使用中に前記各ノズル部分が相互に完全
   に焼結してしまうのを防止するために、前記円錐
   台形金属製ライニングを取囲んでいる金属体と前
   記後方ノズル部分とに設けられている液冷手段と
   を包含するノズル。