TWI666327B - Water-cooled nozzle - Google Patents

Abstract

一種水冷式噴管，是由噴管本體部與設置在噴管本體部之前端的噴嘴部構成，設置於噴管本體部之最外部的外筒是由線膨脹係數比裸金屬之線膨脹係數大的材料形成。藉此，抑制裸金屬往噴管本體部之外表面堆積。

Description

水冷式噴管

發明領域 本發明是有關於一種將氣體供給到轉爐等之容器內部的水冷式噴管。

發明背景 轉爐的角色之一有將熔鐵中的碳除去的脫碳。脫碳是藉由將噴管放入轉爐的容器內部，從該噴管往轉爐的容器內部供給氧而進行的。例如頂吹轉爐中，對容置在轉爐之容器內而經過預備處理的熔鐵，從頂吹噴管以較高的供給速度噴附純氧。藉此，使熔鐵中的碳與氧直接反應而生成一氧化碳，除去熔鐵中的碳。由於如此之轉爐等的容器內部為高溫，噴管具備有冷卻機構以防止熱造成的損害。例如在專利文獻1，揭示了一種用於轉爐之氧吹入用噴管等之銅鋼裝置的銅製套管，以提高耐熱性、耐撞擊性、耐摩耗性。銅製套管是藉由在銅板的露出面上形成鎳或鎳合金被覆層而構成。 先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本特開昭第58-9906號公報

發明概要 發明欲解決之課題 其中，隨著頂吹噴管進行之氧的供給速度或者在轉爐等之容器內攪拌熔鐵的攪拌速度提高，在容器內產生的飛濺也增加。其結果是，裸金屬附著於容器內壁。又，連插入於容器內之頂吹噴管也有裸金屬附著於噴管本體部即噴管軸。當裸金屬附著並堆積於噴管軸時，在吹煉後從容器取出頂吹噴管之際，堆積之裸金屬卡在容器上部之開口部，使頂吹噴管變得無法從容器取出。為了防止裸金屬堆積於噴管軸，需要噴管之維修保養，增加裸金屬維修保養的作業工時。

進而，若使用副孔噴管，當副孔因為附著於噴管的裸金屬而阻塞時，從副孔噴射之氧之噴流會偏流。在此種情況下，不僅無法得到在噴管設置副孔的效果，噴管本身會熔損，恐有使用壽命降低之虞。又，當附著於噴管軸的裸金屬變多時，雖然可以回收作為廢料，但鐵的產率比會降低。

因此，本發明是有鑒於上述問題而做成者，本發明之目的在於提供一種可抑制裸金屬堆積於噴管本體部的外表面之新穎且經過改良的頂吹噴管。 解決課題之方法

為解決上述課題，根據本發明之觀點，提供一種水冷式噴管，是由噴管本體部與設置於噴管本體部之前端的噴嘴部構成，設置於噴管本體部之最外部的外筒是由線膨脹係數比裸金屬之線膨脹係數大的材料形成。

外筒由具有比12×10^-6 /K大之線膨脹係數的材料形成。

又，外筒是由具有比裸金屬之熱傳導率小之熱傳導率的材料形成。例如，外筒由具有比40W/m・K小之熱傳導率的材料形成。

外筒宜由含有沃斯田鐵相之不鏽鋼形成。

又，宜為至少外筒是由在200℃中之高溫強度為200MPa以上的材料形成。

又，外筒的外表面亦可施行滲鋁處理。

進而，在水冷式噴管內流動之冷卻媒體的流速亦可設定為，外筒之外表面溫度會在σ相脆化溫度即500℃以下。 發明效果

如以上所說明，根據本發明，可抑制裸金屬堆積於噴管本體部的外表面。

較佳實施例之詳細說明 以下一面參照附圖一面詳細說明本發明之較佳實施形態。再者，在本說明書及圖式中，實質上具有相同功能構成的構成要件，則藉由賦與相同的符號而省略重複說明。

[1.頂吹轉爐設備之概要] 首先，參照圖1，說明使用本發明之一實施形態之頂吹噴管之頂吹轉爐設備的概略構成。圖1是顯示使用本實施形態之頂吹噴管之頂吹轉爐設備的概略構成的概略說明圖。

製鋼步驟中，藉由轉爐進行將熔鐵中所含的不純物去除的處理。轉爐設備如圖1所示，具備：轉爐本體10及頂吹噴管100。轉爐本體10的外殻以鐵皮構成，且於其內部施工有耐火材。頂吹噴管100將氧供給到容器內。頂吹噴管100構成為可朝上下方向移動。當氧供給到容器內時，從轉爐本體10之上部的爐口12插入到其內部。在氧不供給到容器內的期間，頂吹噴管100從爐口12往轉爐本體10之容器外移動。在轉爐本體10的爐口12，連接有排氣罩20。從轉爐本體10的內部噴出之氣體通過排氣罩20，往轉爐本體10的容器外排出。

容置到轉爐本體10之內部的熔鐵5與從自爐口12往轉爐本體10的內部插入之頂吹噴管100吹入的氧反應、脫碳。其中，隨著頂吹噴管100進行之氧供給速度或者在轉爐本體10之內部攪拌熔鐵5的攪拌速度提高，在轉爐本體10之容器內產生的飛濺增加。其結果是，裸金屬7變得容易對轉爐本體10的內壁或者頂吹噴管100的噴管本體部附著。當裸金屬7附著並堆積於噴管本體部時，在吹煉後從轉爐本體10的容器內取出頂吹噴管100時，堆積於噴管本體部的裸金屬7卡在爐口12或者排氣罩20之開口部(未圖示。)，變得無法從容器內取出頂吹噴管100。

因此，本實施形態之頂吹噴管100是由具有裸金屬難以附著之材質的材料形成噴管本體部之外表面的外筒。藉此，抑制裸金屬7往噴管本體部堆積，減輕噴管之維修保養等的作業負荷。

[2.頂吹噴管] 根據圖2及圖3，更詳細說明本實施形態之頂吹噴管100的構成。圖2是顯示本實施形態之頂吹噴管100之概略構成的說明圖。圖3是顯示本實施形態之頂吹噴管100之構成構件之材質的說明圖。

[2-1.構成] 本實施形態之頂吹噴管100是水冷式噴管，如圖2所示，由配置於同軸上之第1圓筒部110、第2圓筒部120、第3圓筒部130及噴嘴部153構成。以下，將頂吹噴管100之由第1圓筒部110、第2圓筒部120及第3圓筒部130構成之噴管軸，稱為噴管本體部151。又，就第1圓筒部110、第2圓筒部120及第3圓筒部130，以中心側之面為內表面，以外部側之面為外表面來進行說明。

第1圓筒部110是位於頂吹噴管100之最內部的中空構件。第1圓筒部110與頂吹噴管100之前端部的主孔102連通。從氧供給源(不圖示。)送入至頂吹噴管100的氧通過第1圓筒部110，從主孔102供給到處理容器內。

第2圓筒部120是設置成覆蓋第1圓筒部110之外表面的中空構件。藉由第1圓筒部110之外表面與第2圓筒部120之內表面，形成冷卻媒體流通的第1空間V₁ 。冷卻媒體使用例如水。第1空間V₁ 在頂吹噴管100之前端的噴嘴部153中，與後述之第2空間V₂ 連通。

第1圓筒部110及第2圓筒部120是如圖3所示，構成噴管本體部151的內筒151a。

第3圓筒部130是設置成覆蓋第2圓筒部120之外表面的中空構件。第3圓筒部130位於頂吹噴管100的最外部。即，第3圓筒部130是如圖3所示，在噴管本體部151中覆蓋內筒151a的外筒151b。藉由第2圓筒部120之外表面與第3圓筒部130之內表面，形成了冷卻媒體流通的第2空間V₂ 。如上所述，第2空間V₂ 是在噴嘴部153中與第1空間V₁ 連通。在本實施形態之頂吹噴管100中，如圖2所示，冷卻媒體從上部側流入第1空間V₁ ，並流向噴嘴部153，前述上部側是與設置有噴嘴部153之前端相反之相反側。其後，冷卻媒體在噴嘴部153中從第1空間V₁ 往第2空間V₂ 流入，從前端側流往上部側。藉使冷卻媒體在第1空間V₁ 及第2空間V₂ 循環，冷卻頂吹噴管100。藉此，可防止頂吹噴管100熔損。

噴嘴部153設置於噴管本體部151之前端。噴嘴部153從軸方向來看是圓形。噴嘴部153具有1個或複數個主孔102。主孔102是形成於頂吹噴管100之前端之噴嘴部153的開口。在噴嘴部153具有複數個主孔102的情況，主孔102從軸方向來看是沿著噴嘴部153的圓周方向呈略等間隔配置。主孔102使第1圓筒部110之內部的中空部分與外界連通。藉此，可使流過第1圓筒部110的氧透過主孔102而排出到外部。從主孔102排出的氧是例如被噴附到容器內的熔鐵。

再者，圖2及圖3中，就頂吹噴管100之排出氧的部分，僅記載主孔102，但本發明不限定於該例。例如，頂吹噴管100亦可在噴管本體部151的側面部具有副孔。

[2-2.材質] 本實施形態之頂吹噴管100是構成內筒151a之第1圓筒部110及第2圓筒部120使用例如碳鋼形成。另一方面，構成噴管本體部151之外筒151b的第3圓筒部130由具有比裸金屬之線膨脹係數大之線膨脹係數的材料形成，以防止裸金屬附著於噴管本體部151。藉此，本實施形態之頂吹噴管100因溫度變化造成外筒151b之膨脹及收縮，而在吹煉結束時，在吹煉時附著於外筒151b之外表面的裸金屬與外筒151b的外表面之間的氣隙會變大。藉由產生該氣隙，附著於外筒151b之外表面的裸金屬變得容易從外筒151b的外表面脫落。

吹煉中，外筒151b之外面溫度成為200℃以上之高溫。因此，在外筒151b膨脹的狀態下，裸金屬附著於其外表面。當吹煉結束時，外筒151b的外面溫度會降低到50℃左右，外筒151b會收縮。因此，在外筒151b膨脹的狀態下附著於外表面之裸金屬與收縮的外筒151b之間，產生空氣層。將頂吹噴管100之徑方向之空氣層的厚度稱為氣隙。例如，使用碳鋼之鋼管而形成噴管本體部151的外筒151b時，在吹煉結束時產生之氣隙以往是300μm左右。此時，在裸金屬卡在外筒151b之外表面的狀態下堆積而不脫落。本案發明人著眼於氣隙的大小，想到藉由加大吹煉結束時之氣隙，來減弱裸金屬卡在外筒151b之外表面的程度，形成裸金屬容易脫落的狀態。

具體而言，外筒151b是由具有比裸金屬之線膨脹係數大之線膨脹係數的材料形成。由線膨脹係數也比裸金屬大的材料形成外筒151b，藉此可使溫度變化造成之外筒151b的膨脹及收縮比裸金屬的膨脹及收縮還大。其結果是，可加大吹煉結束後之氣隙。

圖4顯示Cu、Ni、Cr、Ag、杜拉鋁（duralumin）、黄銅、沃斯田鐵系SUS、二相系SUS、鎳合金、碳鋼、肥粒鐵系SUS的線膨脹係數。圖4中，顯示了在300K(常溫)中的線膨脹係數。再者，一般而言，物性值有溫度依存性，但在使用溫度範圍內，關於線膨脹係數是溫度依存性低。因此，在使用頂吹噴管100的溫度環境內，線膨脹係數視為一定。其中，與純鐵接近的裸金屬具有與碳鋼接近的物性。因此，將碳鋼的線膨脹係數(11.8×10^-6 [/K])視為裸金屬的線膨脹係數。如此，外筒151b只要由線膨脹係數比12×10^-6 [/K]大的材料形成即可。圖4中，線膨脹係數比12×10^-6 [/K]大的材料為Cu、Ni、Ag、杜拉鋁、黃銅、沃斯田鐵系SUS、二相系SUS、鎳合金。

較理想的是，外筒151b由具有比裸金屬之熱傳導率小之熱傳導率的材料形成。藉由使外筒151b之熱傳導率比裸金屬之熱傳導率小，外筒151b的熱變得難以往低溫部傳送，在吹煉時可維持外筒151b的高溫狀態。藉此，外筒151b藉由吹煉時而變得容易膨脹。在吹煉結束後，外筒151b從膨脹的狀態收縮時，在外筒151b的外表面與附著於該外表面的裸金屬之間，形成更大的空隙。

圖5顯示Cu、Ni、Cr、Ag、杜拉鋁、黄銅、沃斯田鐵系SUS、二相系SUS、鎳合金、碳鋼、肥粒鐵系SUS的熱傳導率。圖5中顯示了在300K(常溫)中的熱傳導率。再者，熱傳導率也是在使用溫度範圍內的溫度依存性較低。因此，在使用頂吹噴管100之溫度環境中，熱傳導率視為一定。就熱傳導率而言，也是裸金屬具有接近碳鋼的物性值。因此，將碳鋼的熱傳導率(43[W/m・K])視為裸金屬的熱傳導率。如此，外筒151b只要由熱傳導率比40[W/m・K]小的材料形成即可。圖5中，熱傳導率比40[W/m・K]小的材料為沃斯田鐵系SUS、二相系SUS、鎳合金、肥粒鐵系SUS。

有鑑於圖4之線膨脹係數及圖5之熱傳導率，本實施形態之頂吹噴管100的外筒151b宜使用例如沃斯田鐵系SUS、二相系SUS、鎳合金等。例如，若於外筒151b使用由含有線膨脹係數為碳鋼之1.4倍左右之沃斯田鐵相的不鏽鋼(沃斯田鐵系SUS)構成的不鏽鋼管的話，在吹煉結束時會產生600μm左右的氣隙，成為裸金屬容易從外筒151b的外表面脫落的狀態。在沃斯田鐵系SUS當中，特別是外筒151b宜使用SUS310。SUS310在CO環境氣體中的耐滲碳性佳，因此可提高外筒151b的耐久性。

又，從防止頂吹噴管100之損傷的觀點來看，噴管本體部151中，至少外筒151b宜由在轉爐本體10之容器內使用時之外筒151b之溫度中，高溫強度為200MPa以上的材料形成。這是因為當高溫強度低於200MPa時，會產生使用中頂吹噴管100變形，冷卻媒體流通的第1空間V₁ 或第2空間V₂ 變狹小而無法充分進行冷卻等問題。外筒151b在接觸冷卻媒體的內表面與曝曬在容器內之空間的外表面，溫度是不同的(參照圖7)。在此，外筒151b的溫度設定為內表面之溫度與外表面之溫度的平均。

吹煉中，轉爐本體10之容器內的溫度為1000℃以上之高溫。此時，在頂吹噴管100中，被冷卻媒體冷卻之第2圓筒部120的溫度使用常溫(在此設定為27℃(300K)。)的水作為冷卻媒體的話，則維持在100℃以下。另一方面，為外筒151b即第3圓筒部130也是藉由冷卻媒體冷卻，但因未曝曬在轉爐本體10的容器內，故第3圓筒部130會變得比第2圓筒部120高溫。例如，在以往一般所使用之由碳鋼形成的噴管本體的外筒中，外筒溫度為200℃左右。碳鋼在200℃具有245MPa的高溫強度，在400℃具有196MPa的高溫強度。由此，為了確保與以往一般所使用的噴管本體之高溫強度同等、或者比以往還高的高溫強度，噴管本體部151當中，至少外筒151b宜由200℃下之高溫強度為200MPa以上的材料形成。

圖6顯示Cu、沃斯田鐵系SUS、碳鋼、肥粒鐵系SUS的高溫強度。圖6中，顯示了在200℃與400℃下的高溫強度。圖6中，200℃中之高溫強度為200MPa以上的材料為沃斯田鐵系SUS、碳鋼、肥粒鐵系SUS。為了在更高溫區域即400℃也可保持強度，宜使用在400℃中高溫強度也不會小於200MPa的沃斯田鐵系SUS、肥粒鐵系SUS。

又，亦可在外筒151b的外表面施行滲鋁處理。滲鋁處理是使鋁擴散滲透到材料表面的處理，以耐熱性、耐氧化性、耐摩耗性等為目的而進行。藉在外筒151b的外表面施行滲鋁處理，可更為提高外筒151b的耐滲碳性。又，藉由在外筒151b的外表面施行滲鋁處理，提高外筒151b的耐熱性，並且降低熱傳導率。藉此，外筒151b會變得難以膨脹。其結果是，可在附著於外筒之外表面的裸金屬與外筒之外表面之間使氣隙產生，而可使裸金屬容易自外筒151b的外表面脫落。

進而，亦可將在第1空間V₁ 及第2空間V₂ 流動之冷卻媒體的流速設定成頂吹噴管100之外筒151b的外表面溫度在σ相脆化溫度即500℃以下。當外筒151b的外表面溫度超出σ相脆化溫度時，會在外筒151b的外表面產生碳化。因此，藉使外筒151b的外表面溫度設定在σ相脆化溫度即500℃以下，可提高外筒151b的耐滲碳性。

如此，本實施形態之頂吹噴管100是外筒151b由具有比裸金屬之線膨脹係數大之線膨脹係數的材料形成。藉此，在吹煉結束時，可加大在附著於外筒151b之外表面的裸金屬與該外表面之間形成的氣隙。其結果是，附著於噴管本體部151之裸金屬呈容易脫落的狀態，可防止裸金屬附著於外筒151b的外表面。藉由如此之頂吹噴管100，由於吹煉中附著於噴管本體部151之外筒151b之外表面的裸金屬在每次進料會脫落，因此裸金屬不會堆積在外筒151b的外表面。因此，可減少在吹煉結束後除去附著在噴管本體部151之裸金屬的裸金屬維修保養工時。又，藉使裸金屬從噴管本體部151之外筒151b的外表面脫落，可使裸金屬回到容器內的熔鐵，改善鐵的產率比。

進而，若頂吹噴管100是具備副孔之副孔噴管時，即使在吹煉中，裸金屬附著於噴管本體部151之外筒151b的外表面，塞住副孔，也可在吹煉結束後，裸金屬在每次進料脫落到容器內。因此，副孔不會持續呈被裸金屬阻塞的狀態。其結果是，也不會在從副孔排出之氧之噴流產生偏流，也可以防止噴管熔損，因此可加長噴管本身的壽命。

再者，熔接於噴管本體部151之前端的噴嘴部153宜以熱傳導率高的銅形成。藉此，即使是頂吹噴管100處於轉爐本體10之容器內的高溫環境下，由於容易從噴嘴部153往噴管本體部151傳熱，因此可使噴嘴部153為難以成為高溫的狀態。因此，即使在高溫環境下，噴嘴部153也不會熔融，可提高頂吹噴管100的耐久性。如此的噴嘴部153維持在冷卻的狀態，因此在吹煉中，裸金屬成為難以附著的狀態。 [實施例]

為了顯示本發明之頂吹噴管的有效性，針對使用Cu、碳鋼、沃斯田鐵系SUS構成外筒的情況，藉由模擬來驗證外筒溫度及形成之氣隙的大小。圖7是就各材料顯示了吹煉中之外筒的外表面溫度Ts與內表面溫度Tw。圖8是就各材料顯示了在吹煉結束時，吹煉中附著於外筒之外表面的裸金屬與該外筒的外表面之間形成之氣隙的大小。又，各材料的線膨脹係數及熱傳導率設定為如下述表1。在Cu、碳鋼、沃斯田鐵系SUS當中，線膨脹係數比12×10^-6 [/K]大，且熱傳導率比40[W/m・K]小的材料只有沃斯田鐵系SUS。

[表1] [表1]

本驗證中，將吹煉中之轉爐容器內的溫度設定為1600℃，將吹煉結束後經過預定時間後成為穩定狀態時之外筒的外面溫度設定為25℃。又，在頂吹噴管內流動的冷卻媒體設定為水，冷卻媒體的流速設定為5m/s。

首先，藉由模擬求得轉爐容器內之溫度為1600℃時之外筒的外表面溫度Ts與內表面溫度Tw。圖7顯示關於外筒的外表面溫度Ts與內表面溫度Tw之模擬結果。如圖7所示，可知在Cu、碳鋼、沃斯田鐵系SUS當中，使用沃斯田鐵系SUS作為形成外筒的材料時，外表面溫度Ts與內表面溫度Tw之溫度差最大。

其次，藉由模擬求出外筒之外面溫度為25℃時之氣隙的大小。圖8顯示關於氣隙之模擬結果。如圖8所示，相對於碳鋼的氣隙(約300μm)，使用Cu、沃斯田鐵系SUS時的氣隙變大。藉此，可說是藉由使用Cu或沃斯田鐵系SUS作為形成外筒，可使附著於頂吹噴管之外筒的裸金屬脫落。又，可說是由於沃斯田鐵系SUS顯示了最高的氣隙，因此使用沃斯田鐵系SUS作為形成外筒的材料，藉此使附著於頂吹噴管之外筒的裸金屬更容易脫落。

氣隙會因為裸金屬與形成外筒之材料的線膨脹係數之差而變大。因此，作為形成外筒的材料，選擇具有比裸金屬之線膨脹係數大之線膨脹係數的材料，藉此可產生更大的氣隙，可使裸金屬容易從外筒之外表面脫落。若為鐵鋼精煉，裸金屬之線膨脹係數可視為接近碳鋼之約12×10^-6 [/K]。藉此，形成外筒之材料宜具有比12×10^-6 [/K]大之線膨脹係數。

又，在熱傳導率高的材料中，熱容易從高溫部往低溫部移動。即，熱傳導率高的材料在與該材料不同之溫度者接觸時，溫度容易變化。因此，若於外筒使用熱傳導率高的材料，則在吹煉時，即使外筒成為高溫狀態，外筒的熱也容易傳往低溫部，因此外筒的膨脹比較小。另一方面，在熱傳導率低之材料中，熱難以從高溫部往低溫部移動。即，熱傳導率低的材料與和該材料不同之溫度者接觸時，溫度難以變化。因此，若於外筒使用了熱傳導率低的材料，由於外筒維持吹煉時呈高溫的狀態，因此膨脹會變得比使用熱傳導率高之材料時還大。當吹煉結束後，外筒從膨脹的狀態收縮時，在外筒之外表面與附著於該外表面的裸金屬之間，會形成更大的空隙。藉此，作為形成外筒之材料，選擇具有比裸金屬之熱傳導率小之熱傳導率的材料，藉此可產生更大之氣隙，可使裸金屬容易從外筒之外表面脫落。若為鐵鋼精煉，裸金屬之熱傳導率可視為接近碳鋼之約40[W/m・K]。因此，形成外筒之材料宜具有比40[W/m・K]小的熱傳導率。

本模擬中，使用Cu或沃斯田鐵系SUS形成外筒時，相較於使用碳鋼形成外筒的情況，附著於外筒之外表面的裸金屬與外筒的外表面之間的氣隙會變大。由該結果顯示出，可以線膨脹係數比12×10^-6 [/K]大之材料形成噴管本體部的外筒，藉此可使附著於頂吹噴管之外筒的裸金屬脫落。再者，如圖4所示，Ni、Ag、杜拉鋁、黄銅、二相系SUS、鎳合金的線膨脹係數也大於12×10^-6 [/K]。因此，即使是使用該等材料形成外筒的情況，會達到與使用Cu或沃斯田鐵系SUS的情況同樣的效果。

進而，若使用沃斯田鐵系SUS形成外筒時，附著於外筒之外表面的裸金屬與外筒的外表面之間的氣隙為最大。由該結果，顯示出藉由以線膨脹係數比12×10^-6 [/K]大且熱傳導率比40[W/m・K]小之材料形成噴管本體部的外筒，在吹煉結束後，可更為加大附著於外筒之外表面的裸金屬與外筒的外表面之間的氣隙，因此可使裸金屬更容易從外筒的外表面脫落。再者，如圖4及圖5所示，二相系SUS、鎳合金的線膨脹係數也是比12×10^-6 [/K]大，且，熱傳導率比40[W/m・K]小。因此，即使是使用該等材料形成外筒時，可發揮與使用了沃斯田鐵系SUS時同樣的效果。

又，若以沃斯田鐵系SUS形成噴管本體部之外筒時，藉由模擬求出使在頂吹噴管流動之冷卻媒體之流速變化時之，外筒之外表面溫度Ts與內表面溫度Tw。將該模擬結果顯示於圖9。如圖9所示，可知將冷卻媒體的流速加大為5m/s、10m/s、15m/s時，外筒之外表面溫度Ts在維持500℃以下會漸漸降低的傾向。因此，可知冷卻媒體的流速若為5m/s，可使外筒之外表面溫度為500℃以下，可維持外筒之耐滲碳性高的狀態。

以上，一面參照附圖一面詳細說明本發明之較佳的實施形態，但本發明不限定於該例。若為本發明所屬之技術領域中具有通常知識者，可知在申請專利範圍所記載之技術思想之範疇內，想到各種變更例或修正例，該等當然也屬於本發明之技術範圍。

例如，在上述實施形態中，已說明轉爐設備的頂吹噴管，但本發明不限定於該例。例如，本發明之水冷式噴管也可適用於轉爐設備以外。例如，本發明之水冷式噴管亦可在熔融爐之熔融還原處理、熔鐵車(Torpedo car)之熔鐵預備處理、使用真空爐之二次精煉等。又，上述實施型態中，已就在頂吹轉爐設備中，從上方對熔鐵噴附氧之頂吹噴管為例進行說明，但本發明不限定於該例。例如，浸漬於熔鐵使用之浸漬噴管等也可適用本技術。

5‧‧‧熔鐵

7‧‧‧裸金屬

10‧‧‧轉爐本體

12‧‧‧爐口

20‧‧‧排氣罩

100‧‧‧頂吹噴管

102‧‧‧主孔

110‧‧‧第1圓筒部

120‧‧‧第2圓筒部

130‧‧‧第3圓筒部

151‧‧‧噴管本體部

151a‧‧‧內筒

151b‧‧‧外筒

153‧‧‧噴嘴部

V₁‧‧‧第1空間

V₂‧‧‧第2空間

Ts‧‧‧外表面溫度

Tw‧‧‧內表面溫度

圖1是顯示使用本發明之一實施形態之頂吹噴管的頂吹轉爐設備之概略構成的概略說明圖。 圖2是顯示同實施形態之頂吹噴管之概略構成的說明圖。 圖3是顯示同實施形態之頂吹噴管之構成構件之材質的說明圖。 圖4是顯示各種材料之線膨脹係數的圖表。 圖5是顯示各種材料之熱傳導率的圖表。 圖6是顯示各種材料之高溫強度的圖表。 圖7是就實施例顯示各材料之外筒的外表面溫度與內表面溫度的模擬結果的圖表。 圖8是就實施例顯示各材料之氣隙大小的模擬結果的圖表。 圖9是顯示使在頂吹噴管流動之冷卻媒體之流速變化時之由沃斯田鐵系SUS構成之外筒的外表面溫度及內表面溫度的模擬結果的圖表。

Claims (6)

1. 一種水冷式噴管，是由噴管本體部與設置於前述噴管本體部之前端的噴嘴部構成，設置於前述噴管本體部之最外部的外筒是由線膨脹係數比裸金屬之線膨脹係數大且具有比裸金屬之熱傳導率小之熱傳導率的材料形成。
2. 如請求項1之水冷式噴管，其中前述外筒是由含有沃斯田鐵相之不鏽鋼形成。
3. 如請求項1或2之水冷式噴管，其中至少前述外筒是由在200℃中之高溫強度為200MPa以上的材料形成。
4. 如請求項1或2之水冷式噴管，其中前述外筒的外表面施行有滲鋁處理。
5. 如請求項1或2之水冷式噴管，其中在前述水冷式噴管內流動之冷卻媒體的流速設定為：前述外筒之外表面溫度會在σ相脆化溫度即500℃以下。
6. 如請求項1之水冷式噴管，其中前述外筒是由具有比40W/m‧K小之熱傳導率的材料形成。