TW201938291A - 風口之設置構造 - Google Patents

Abstract

為了提供一種風口之設置構造，在設置於熔融金屬容器的底部之嘴或插塞，和位於該嘴或插塞的下方的板件等之間、以及和位於嘴或插塞的上方或外周側的風口之間，不讓空隙產生。
風口(2)設置成將用於從熔融金屬容器的底部將熔融金屬往下方排出之嘴(1)或插塞圍繞，風口(2)是藉由螺樁(3)固定在熔融金屬容器的底部之爐殼(4)。

Description

風口之設置構造

本發明是關於風口之設置構造，該風口設置成將用於從熔融金屬容器的底部將熔融金屬往下方排出之嘴(nozzle)或插塞(plug)圍繞。

為了從熔融金屬容器的底部將熔融金屬往下方排出而設置在該熔融金屬容器的底部之嘴包含：用於進行熔融金屬的流量控制之板狀的滑動嘴裝置、浸漬嘴、上嘴等。

例如滑動嘴裝置用的上板，是固定在熔融金屬容器底部的爐殼，設置在上板的上部之上嘴，是透過接縫設置在前述上板和風口之間。該風口，是屬於熔融金屬容器底部的爐殼內側之耐火物層的一部分，且是與上嘴直接接觸。
如此般設置構造的上嘴之下端和上板之邊界，雖是構成為以一定的厚度密合的構造，在使用中該接縫部會脫離而使其間隔擴大，而可能產生空隙。
此外，在上嘴和風口的邊界也是，該邊界部分的接縫部會脫離而使其間隔擴大，有可能產生空隙。
若產生這樣的空隙，可能在該空隙讓熔融金屬侵入，進而讓熔融金屬的漏出事故發生。

為了抑制如此般在上嘴和上板或風口之邊界部分之空隙形成，主要是嘗試對上嘴採取措施。
例如在專利文獻1揭示「一種滑動閘用上嘴，將中空圓錐台形上嘴之外周面錐角設定為未達7°，在位於滑動閘正上方之該上嘴的下端外周設置定位用突起部，該定位用突起部是用於鉤卡在喂槽或盛桶等之熔融金屬保持容器的下部外壁或耐火物」(參照專利文獻1的摘要)。
在專利文獻2揭示「一種鑄造用嘴構造，係具備上嘴20及嘴接納磚，該上嘴20之上部形狀呈截頭圓錐形且下部呈圓筒形，並在軸方向中心具有讓熔融金屬通過的嘴孔；嘴接納磚是設置在熔融金屬容器的底部，且供前述上嘴20從下方插裝，在前述上嘴的下部配設有滑式流量控制裝置(滑閥)4，在前述上嘴20之除下端以外的外周面形成有凹部21及/或凸部24」(參照專利文獻2之摘要)。

為了對熔融金屬容器內吹入氣體、通電等的目的而設置在風口內側之插塞，也是與前述上嘴同樣的，可能在風口和爐殼間產生空隙，引發熔融金屬的漏出事故之危險性高。
[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平11-207457號公報
[專利文獻2]日本特開2002-35926號公報

[發明所欲解決之問題]

在專利文獻1，藉由「鉤卡於熔融金屬保持容器的下部外壁或耐火物之定位用突起部」，可抑制上嘴本身相對於熔融金屬容器的爐殼等往上方移動。然而，上嘴在其和風口之間並不是固定的，此外也沒有將風口固定的功能，當風口往上方移動的情況，上嘴變成可相對於風口移動，在其間形成空隙是不可避免的。

參照圖5來說明該空隙形成的機制(mechanism)。
如圖5所示般，在習知的風口之設置構造，風口2不是直接固定在熔融金屬容器底部的爐殼4。包含風口2之熔融金屬容器底部的耐火物裏襯層，因熱等的原因而從熔融金屬容器底部之爐殼4往熔融金屬容器內側方向、亦即上方移動等，風口2也會與其連動而輕易地往熔融金屬容器內側方向(上方)移動，而在其和熔融金屬容器底部的爐殼4之間產生空隙9。
另一方面，上嘴1可在和其下方的構造物7(在此，是以上板為例)之間移動。亦即，相較於上嘴1和下方的構造物7之接觸面積(接縫部的面積)，上嘴1和風口2的接觸面積較大，此外，在上嘴1的上部，經常發生熔渣、積垢滲入風口2或與風口2反應而產生強固地一體化而成的部分。因為這些原因，上嘴1會以從下方的構造物7離開而與風口2連動的方式往上方移動，而在其和下方的構造物7之間產生空隙6。
又，本發明人等，作為其他方法是採用：將上嘴利用金屬零件卡止在位於爐殼外之下方的滑動嘴裝置的構造。然而在此情況，上嘴會和風口一起上昇，造成前述金屬零件變形或上嘴之前述金屬零件附近破損，仍無法防止在上嘴和上板間之空隙的發生。

在專利文獻2，藉由設置在上嘴之除了下端以外之外周面之凹部或凸部，在其和砂漿(mortor)之間使上嘴無法相對移動，如果是具備凸部且該凸部咬入風口之內面的形態，可抑制上嘴相對於風口往上方移動。然而，與前述專利文獻1、圖5所敘述同樣的，在專利文獻2中也是，因為沒有將風口固定住的功能，當風口本身往上方移動的情況，上嘴會與風口連動而進行移動，在其和位於上嘴的下方之板件(plate)等之間形成空隙是不可避免的。

前述般的現象不限於嘴，在為了吹入氣體用或通電等的目的而與前述嘴同樣地設置在風口內側之插塞也可能發生。

本發明所欲解決之問題，是為了提供一種風口之設置構造，在設置於熔融金屬容器的底部之嘴或插塞，和位於該嘴或插塞的下方的板件等之間、以及和位於嘴或插塞的上方或外周側的風口之間，不讓空隙產生。
進而，藉此防止從空隙捲入空氣、熔融金屬的漏出事故等的發生。

[解決問題之技術手段]

依據本發明，是提供以下1~4所記載的風口之設置構造。
1.一種風口之設置構造，該風口設置成將用於從熔融金屬容器的底部將熔融金屬往下方排出之嘴或插塞圍繞，前述風口是藉由螺樁(stud)固定在前述熔融金屬容器的底部之爐殼。
2.如前述1所記載的風口之設置構造，其中，
前述風口，從其內孔中心軸朝半徑方向是由內孔側耐火物層和外周側耐火物層所構成，
前述內孔側耐火物層及前述外周側耐火物層之至少一方，是藉由螺樁固定在前述熔融金屬容器的底部之爐殼，
在前述內孔側耐火物層和前述外周側耐火物層的接觸部分係具備往上方移動阻止部，該往上方移動阻止部是用於制止前述內孔側耐火物層相對於前述外周側耐火物層往上方的移動。
3.如前述2所記載的風口之設置構造，其中，前述內孔側耐火物層或前述外周側耐火物層之至少一方是不定形耐火物。
4.如前述2或3所記載的風口之設置構造，其中，迄1500℃的熱膨脹係數，在相同溫度下滿足前述內孔側耐火物層≧前述外周側耐火物層的關係。

[發明之效果]

依據本發明，因為設置在熔融金屬容器底部的爐殼內側之風口是藉由螺樁固定在熔融金屬容器底部的爐殼，風口不會往上方(熔融金屬容器內側方向)移動。如此，設置在該風口的內孔側之上嘴等的嘴或插塞，在其和風口之間不會往上方相對移動，也不會從設置於下方的板件等往上方移動。如此，可防止在其等相互之間產生空隙，甚至能防止嘴內孔之捲入空氣、熔融金屬的漏出事故等。
如前述本發明2所示般，在風口是由內孔側耐火物層及外周側耐火物層這2個可分離的零件所構成的形態，在內孔側耐火物層和外周側耐火物層之接觸部分具備往上方移動阻止部，該往上方移動阻止部是用於制止內孔側耐火物層相對於外周側耐火物層往上方的移動，藉此可維持內孔側耐火物層部分固定在外周側耐火物層部分的構造。
再者，在由這2個可分離的零件構成的形態，因應其等的損傷形態、程度的差異而進行個別更換變容易，可維持風口的固定構造，並謀求材料的成本降低、修補工事所耗費的時間及成本等的降低。特別是至少一方是採用可在現場施工的不定形耐火物，使得其等之更換、修補變得更容易。
如前述本發明4所示般，在迄1500℃的熱膨脹係數是滿足內孔側耐火物層≧外周側耐火物層的關係之形態，可進一步抑制在其等之間產生空隙、鬆動，可將風口的固定強化。

圖1係顯示本發明的第1實施形態的風口之設置構造的縱方向剖面之示意圖。在本實施形態中，風口2是由單層所構成且設置在熔融金屬容器底部之爐殼4，藉由在風口2內部延伸之螺樁3固定在爐殼4。

圖2係顯示本發明的第2實施形態的風口之設置構造的縱方向剖面之示意圖。在本實施形態中，風口2是由內孔側耐火物層2a及外周側耐火物層2b這2層所構成且設置在熔融金屬容器底部的爐殼4，藉由在外周側耐火物層2b內部延伸之螺樁3固定在爐殼4。此外，在內孔側耐火物層2a和外周側耐火物層2b之接觸部分具備朝向下方擴徑之錐狀嵌合部2c，錐狀嵌合部2c是作為用於制止內孔側耐火物層2a相對於外周側耐火物層2b往上方的移動之往上方移動阻止部。

圖3係顯示本發明的第3實施形態的風口之設置構造的縱方向剖面之示意圖。在本實施形態中，風口2是由內孔側耐火物層2a及外周側耐火物層2b這2層所構成且設置在熔融金屬容器底部的爐殼4，藉由在內孔側耐火物層2a內部延伸之螺樁3固定在爐殼4。此外，在內孔側耐火物層2a和外周側耐火物層2b之接觸部分具備朝向下方擴徑之錐狀嵌合部2c，錐狀嵌合部2c是作為用於制止內孔側耐火物層2a相對於外周側耐火物層2b往上方的移動之往上方移動阻止部。

圖4係顯示本發明的第4實施形態的風口之設置構造的縱方向剖面之示意圖。在本實施形態中，風口2是由內孔側耐火物層2a及外周側耐火物層2b這2層所構成且設置在熔融金屬容器底部的爐殼4，藉由在外周側耐火物層2b內部延伸之螺樁3固定在爐殼4。此外，在內孔側耐火物層2a和外周側耐火物層2b的接觸部分具備被覆部2d，被覆部2d是將內孔側耐火物層2a上端部用外周側耐火物層2b覆蓋並接觸而構成，而作為用於制止內孔側耐火物層2a相對於外周側耐火物層2b往上方的移動之往上方移動阻止部。

如此般在各實施形態的風口2，是設置成固定在熔融金屬容器底部的爐殼4，且是藉由在風口2內部延伸之螺樁3固定在爐殼4。為了如此般讓螺樁3存在於風口2內部，可在熔融金屬容器底部之耐火物裏襯中，在形成風口的位置設置相當於該風口的大小、形狀之空間，在該空間事先設置螺樁，在此進行耐火物的施工。形成該風口之耐火物，基於作業面、風口品質面的觀點，較佳為選擇澆鑄、填入、噴入等的不定形耐火物。

風口是單層或2層皆可。在風口會產生：熔渣、氧洗淨等所造成的沖蝕、熔融金屬所造成的摩耗、與設置在其和上嘴等的其他耐火物間之砂漿等的接縫材反應及其除去作業所帶來的損傷等。其等的損傷程度，是按照風口的部位而有差異。對於如此般按照部位而有差異的損傷，為了保護熔融金屬容器而防止發生風口的損傷或熔融金屬的漏出等的事故，或為了進行各部位的壽命調整等，會有對每個損傷部分進行最佳或最低限度的修補、更換等的情況。為了對應於這樣的修補、更換，也能將風口形成為2層化。形成為2層化的情況可採用以下方式：(1)相對於風口的縱方向中心軸，朝半徑方向形成2層，：(2)以前述的2層化構造為基礎，進一步將內孔側耐火物層的上部用外周側耐火物層覆蓋等。

在該等2層構造的情況，為了不讓嘴往上方移動，必須至少將內孔側耐火物層固定成不致往上方向移動。用於此固定之螺樁的固定部位，可在內孔側耐火物層及外周側耐火物層之任一方或雙方。該等層間，可利用砂漿等的具有接著功能的耐火物成為一體化，或讓雙方直接接觸而成為一體化。後者的情況，可將一方事前成形為定形物，另一方則使用不定形耐火物並讓其直接接觸，利用其接著力將2層間進行固定。

在此，特別是當將外周側耐火物層藉由螺樁固定而內孔側耐火物層不用螺樁固定的情況，僅利用其等的層間接著是不夠的，內孔側耐火物層有往上方移動的可能性。於是較佳為，在內孔側耐火物層和外周側耐火物層的接觸部分具備往上方移動阻止部，該往上方移動阻止部是用於制止內孔側耐火物層相對於外周側耐火物層往上方的移動。該往上方移動阻止部，是幾何或機械構造地制止內孔側耐火物層相對於外周側耐火物層往上方的移動。
作為該往上方移動阻止部，除了前述的錐狀嵌合部2c、被覆部2d以外，也能採用：在從上端到下端的範圍內之任意位置的一部分具備橫向的凹凸部、段差部等的構造。

此外，這樣的往上方移動阻止部，不僅是制止內孔側耐火物層相對於外周側耐火物層往上方的移動，在熔融金屬通過嘴內孔時，內孔側耐火物層的溫度變得比外周側耐火物層的溫度更高，當兩者具有相同程度的熱膨脹特性的情況，內孔側耐火物層會朝向外周側耐火物層側膨脹而能將其接觸面壓接。
為了將該功能提高，在嘴的情況更佳為，以迄1500℃的熱膨脹係數在相同溫度下滿足內孔側耐火物層≧外周側耐火物層之關係的方式，選擇各自的耐火物的材質。為了獲得如此般熱膨脹特性不同的構造，可採用例如：改變氧化鋁含量、改變膨脹性不同的礦物之含有比例等的方法。
在氣體吹入用插塞的情況，插塞的內孔側因為氣體通過而被冷卻，關於前述的熱膨脹係數的關係較佳為，比起前述嘴的情況，設定成內孔側耐火物層的熱膨脹係數比外周側耐火物層的熱膨脹係數變得更高的關係。

1‧‧‧上嘴

2‧‧‧風口

2a‧‧‧內孔側耐火物層(風口的一部分)

2b‧‧‧外周側耐火物層(風口的一部分)

2c‧‧‧錐狀嵌合部(往上方移動阻止部)

2d‧‧‧被覆部(往上方移動阻止部)

3‧‧‧螺樁

4‧‧‧熔融金屬容器底部的爐殼

5‧‧‧上嘴和風口間的接縫部

6‧‧‧上嘴和其下方的構造物(上板)間的接縫部(空隙)

6S‧‧‧在前述6產生空隙時之厚度

7‧‧‧上板(上嘴的下方之構造物)

8‧‧‧內孔

9‧‧‧在風口和熔融金屬容器底部的爐殼之間產生的空隙

9S‧‧‧前述9的厚度

圖1係顯示本發明的第1實施形態的風口之設置構造之縱方向剖面的示意圖。

圖2係顯示本發明的第2實施形態的風口之設置構造之縱方向剖面的示意圖。

圖3係顯示本發明的第3實施形態的風口之設置構造之縱方向剖面的示意圖。

圖4係顯示本發明的第4實施形態的風口之設置構造之縱方向剖面的示意圖。

圖5係顯示習知的風口之設置構造的例子之縱方向剖面的示意圖。

Claims (4)

1. 一種風口之設置構造，該風口設置成將用於從熔融金屬容器的底部將熔融金屬往下方排出之嘴或插塞圍繞，前述風口是藉由螺樁固定在前述熔融金屬容器的底部之爐殼。
2. 如請求項1所述之風口之設置構造，其中， 前述風口，從其內孔中心軸朝半徑方向是由內孔側耐火物層和外周側耐火物層所構成， 前述內孔側耐火物層及前述外周側耐火物層之至少一方，是藉由螺樁固定在前述熔融金屬容器的底部之爐殼， 在前述內孔側耐火物層和前述外周側耐火物層的接觸部分係具備往上方移動阻止部，該往上方移動阻止部是用於制止前述內孔側耐火物層相對於前述外周側耐火物層往上方的移動。
3. 如請求項2所述之風口之設置構造，其中， 前述內孔側耐火物層或前述外周側耐火物層之至少一方是不定形耐火物。
4. 如請求項2或3所述之風口之設置構造，其中， 迄1500℃的熱膨脹係數，在相同溫度下滿足前述內孔側耐火物層≧前述外周側耐火物層的關係。