(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾倒可能な転炉（２）の湯出し口（３）のためのシールプラグであって、
このシールプラグが転炉（２）の外側から転炉の内側（５）まで湯出し口（３）内に挿入可能であり、かつ湯出し口内に固定可能であり、次いで液状の鋼（６）を介して、液状の鋼と一緒に再度湯出し口（３）から洗い出され、
このシールプラグが粘土成分、結合剤、水および鉱油を含んだ耐火性材料（１０）から成るシールプラグにおいて、
耐火性材料（１０）が、限られた量の水を収容するように形成されたガラス中空球体（１１，１２，１３，１４）と混合されていることを特徴とするシールプラグ。
【請求項２】
ガラス中空球体（１１，１２，１３，１４）が０．２〜５ｍｍの直径を有していることを特徴とする請求項１に記載のシールプラグ。
【請求項３】
ガラス中空球体（１１，１２，１３，１４）の体積比率が耐火性材料（１０）全体の５〜４０％であることを特徴とする請求項１または２に記載のシールプラグ。
【請求項４】
ガラス中空球体（１１，１２，１３，１４）が発泡ガラス球体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のシールプラグ。
【請求項５】
ガラス中空球体（１１，１２，１３，１４）が廃ガラスで製造された発泡ガラスから成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のシールプラグ。
【請求項６】
ガラス中空球体（１１，１２，１３，１４）を含んだ耐火性材料（１０）から成るシールプラグ（１）が成形して円筒形（１５）にされていることを特徴とする請求項請求項１〜５のいずれか一つに記載のシールプラグ。
【請求項７】
シールプラグ（１）が円錐切頭体（１６）の形状を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のシールプラグ。
【請求項８】
シールプラグ（１）は内側孔（１８）と上側および下側の変形板（１９，２０）を備えており、内側孔（１８）内に移行するように形成されている上側の変形板（１９）の肉厚は、内側孔（１８）に向かって増大するように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のシールプラグ。
【請求項９】
上側の変形板（１９）は可撓性あるいは変形に関する安定性が異なる複数の金属環（２３，２４，２５）から構成されており、金属環（２３，２４，２５）の可撓性は外輪部（２６）に向かって減少するように選定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のシールプラグ。
【請求項１０】
上側の変形板（１９）と内側孔（１８）内に挿入される管状部分（２１）がユニットを形成し、下側の変形板（２０）が支持部として使用されるように形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のシールプラグ。
【請求項１１】
シールプラグ（１）あるいは耐火性材料（１０）が、
１０〜３０重量％の発泡ガラスから成る前記ガラス中空球体
２０〜４０重量％の前記粘土成分
２０〜４０重量％の前記ケイ酸アルミナ
１〜２０重量％の前記水
５〜２０重量％の前記鉱油
０，２〜７重量％の前記結合剤
を含むことを特徴とする請求項１に記載のシールプラグ。
【請求項１２】
粘土成分、接合剤、水および鉱油ならびに添加剤を含んだ耐火性材料から成る、傾倒可能な転炉の湯出し口を一時的にシールするために使用すべきシールプラグを製造するための方法において、
添加剤としてガラス中空球体を使用し、このガラス中空球体が他の混合成分と混合する前に水に漬けられ、かつガラス中空体の自重の１００％までの重量の水をガラス中空体に結合することを特徴とする方法。
【請求項１３】
ガラス中空球体として廃ガラスから製造される発泡ガラス球体を使用することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
混合過程後に混合物が生成され、その際もしくはその後変形板と管状部分が設けられ、次いでフィルムで周囲を包装されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾倒可能な転炉の湯出し口のためのシールプラグであって、このシールプラグが転炉の外側から転炉の内側まで湯出し口内に挿入可能であり、かつ湯出し口内に固定可能であり、次いで液状の鋼を介して、液状の鋼と一緒に再度湯出し口から洗い出され、このシールプラグが粘土成分、結合剤、水および鉱油を含んだ耐火性材料から成るシールプラグに関する。さらに本発明は、粘土成分、接合剤、水および鉱油ならびに添加剤を含んだ耐火性材料から成る、傾倒可能な転炉の湯出し口を一時的にシールするために使用すべきシールプラグを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
傾倒可能な転炉は、転炉を傾倒させる際に液状の鋼をレードルあるいは搬送車内に移すために、転炉壁を貫通する流出開口部あるいは湯出し口を備えている。湯を排出するために、転炉を傾倒させ、したがって、鋼は湯出し口を通って流れ出ることができる。液状の鋼上で、粘度の様々な固有の重量の少ないスラグが常に増えるので、スラグは傾倒過程において不可避的に真っ先に湯出し口内に、したがってかなりもしくは多少多くの量がレードルあるいは搬送車内に達する。後続の多数の冶金学的工程にとって、酸素が多く、燐あるいは硫黄が濃縮された非常に多くのスラグは重大な短所である。このことからシールプラグへの成果が現れた（特許文献１）。このシールプラグは可塑性材料からなり、湯出し口内に挿入され、次いで二つの変形板の間で、シールプラグが自主的に湯出し口の内部に留まるように変形する。上側の変形板は漏斗状に形成されており、かつ管状部分内に移行すし、この管状部分は変形装置のための支持部として使用される下側の変形板にまで達する。
変形装置は引抜き鉤爪部を備えており、この引抜き鉤爪部は管状部分を通って案内され、次いで、二つの変形板の間のシールプラグの可塑性の領域を相応するように変形させるために、相応する力により再度下側の変形板の方向に引張られる。可塑的に形成された耐火性材料は、実質的に、結合粘土、ケイ酸アルミナ、水、可塑剤、結合剤および添加剤を有している。特許文献２によれば、シールプラグの重量を減らし、他方ではシールプラグの改善されかつ一様な変形を得るために、わずかではない量が添加剤としての発泡スチロールの形態で耐火性材料に混合される。しかしながらこの場合、如何なる水も収容しない発泡スチロールが容易に不安定にされるのが短所であり、したがって特にこのようなシールプラグの保管時間は限定されている。さらに、発泡スチロール球体に基づいた耐火性材料は一貫して一様に可塑的に作用しないのが短所であり、これにより工程上に効果を現さないのが不都合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第０６３５０７１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９８４８００４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の根底をなす課題は、貯蔵の安定性が高い、重量的に軽いシールプラグを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は本発明によれば、耐火性材料が、限られた量の水を収容するように形成された鉱物性のガラス中空球体と混合されていることにより解決される。
【０００６】
耐火材料を相応して補充し、かつ軽度に不安定な発泡スチロール球体あるいは発泡スチロール中空球体を使用しないことにより、相応した鉱物性のガラス中空球体を混合する際に、実際に長時間安定している、都合よく弾性的な材料が得られる。ガラス中空球体は、相応した表面を備え、水を収容し、さらに水を適切に保持するので、完成したシールプラグの水のバランスは極めて確実である。貯蔵の適性はほぼ１００％に高められるので、複数の月の貯蔵も問題なく可能となる。
【０００７】
本発明の有利な実施形態によれば、鉱物性のガラス中空球体は０．２〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜１ｍｍの直径を有している。このようなガラス中空球体は安定性があると有利であり、ガラス中空球体に貯蔵の間適切に水を供給する粘土成分と良好に混ざり、かつ抜群に調和し、従って粘土成分はその可撓性を維持する。鉱物性のガラス中空球体により、課題に要求したように、重量減少が著しくなり、しかもさらに要求される直径が相対的に小さいと重量減少が著しくなる。発泡スチロール球体の部分をガラス中空球体で置換えると、シールプラグの全重量は２０％よりもずっと減る。
【０００８】
鉱物性のガラス中空球体の体積比率が耐火性材料全体の５〜４０％、好ましくは１０〜３０％であると、ほぼ正確に２０％の重量減少が達せられる。１０〜３０％の場合に限って、シールプラグは必要不可欠な安定性を、まさに長い貯蔵能力を備えており、従ってシールプラグはその重量が全体的に減少したことにより実質的に良好に取扱え、貯蔵でき、さらに挿入できる。
【０００９】
さらに、限られた量の水を収容するように形成されたガラス中空球体が、特殊な表面を備えていることも指摘しておく。このことは特に鉱物性のガラス中空球体が発泡ガラスである場合である。この発泡ガラスは製造の際に平滑な表面を全く与えられておらず、むしろ水を都合よく貯蔵できる所望の荒い表面を与えられている。
【００１０】
鉱物性のガラス中空球体が廃ガラスで製造された発泡ガラスから成ると特に有利である。なぜなら、それと共にただ適切に発泡ガラスが所望の形態を備えるようになるだけではなく、コストも都合よくとどめることができるからであり、これによりシールプラグを販売する際に有利であることがわかる。
【００１１】
湯出し口は、最後に液状で同時に高温の鋼が貫流することにより異なる形状を与えられない。この場合、鉱物性のガラス中空球体を含んだ耐火性材料から成るシールプラグを成形して円筒形にすることは特に有利であることがわかった。この円筒形は次いで湯出し口内に挿入後、湯出し口の壁部に抗して成形することができる。湯出し口が停止時間の経過において形状を全体的に多少変えたとしても、円筒形状は湯出し口のどの形状にも実際最適に適合する。
【００１２】
そこで、シールプラグが円錐切頭体の形状を備えていると、湯出し口の形状が漏斗状であることが、流出もしくは流入の方向で有利であるかどうかは重要ではない。さらにシールプラグは相応する方向で漏斗状の湯出し口内に挿入され、かつそこで成形されることにより固定される。
【００１３】
公知のシールプラグにおいて、上側の変形板は最初から漏斗状の構造を有している。すなわち上側の変形板は相応するように管状部内に移行する。本発明による他の形態によれば、シールプラグは内側孔と上側および下側の変形板を備えており、内側孔内に移行するように形成されている上側の変形板の肉厚は、内側孔に向かって増大するように構成されている。上側の変形板のこの特別な造形により、確かに差当たりシールプラグの全体あるいは上側は、下側の変形板に抗して動くが、圧力が増大することにより、上側の変形板の中央部分は先行するので、有利な漏斗状体が生じる。シールプラグにそれ自体第一に上側の変形板の移動により圧力が作用し、相応するそれ自体変形した変形板が取付けられた場合はほとんど圧力は作用しない。
【００１４】
他の形態によれば、上側の変形板は可撓性あるいは安定性が異なる複数の金属環から構成されており、金属環の可撓性は外輪部に向かって減少するように選定されている。このような構造の場合は同様に、漏斗状体は中央部で形成され、この漏斗状体は液状の鋼の流出を促進させねばならない。ここで、金属環から成る上側の変形板は管状部分の領域内で変形するが、外輪部は安定したままか、あるいは結局全く変形せず、従ってシールプラグの全体が相応するように変形し、かつ湯出し口に抗して移動し、次いで固定するように配慮されている。
【００１５】
シールプラグの相応した変形あるいは押付けは、上側の変形板と内側孔内に挿入される管状部分がユニットを形成し、下側の変形板が支持部として使用されるように形成されていると特に良好に達せられる。このような形態においては、上側の変形板を下側の変形板の方向に動かし、その際その中間にある耐火性材料部分を変形させるために、実践上管状部分を引張ることも可能である。このことが有利であるか今まで通り管状部分を通して押付け可能な引抜き鉤爪部により作用させるかどうかは、未定のままであってもよく、いずれにせよ湯出し口内でのシールプラグの所望な固定を達することができる。この構成において、さらに上側の変形板に今まで通り漏斗形状を与えるか、金属環でもって作用させるか、あるいは異なる肉厚の変形板を与えることも可能である。内側縁部のスラグのために場所をほんの少し与えるために、上側の変形板は可能な限り縁部で終わらせる。そのことからできる限り、下側の変形板が可動であるべきである。
【００１６】
前述の装置の請求項によれば、安定性が高く、自重がより少ないシールプラグが保護されている。このようなシールプラグにおいて、上側および下側の変形板の間に設けられる耐火性材料は、
１０〜３０重量％の発泡ガラスから成る鉱物性のガラス中空球体
２０〜４０重量％の特別な品質のケイ酸アルミナ（Ｂｉｎｄｅｔｏｎ）
２０〜４０重量％の結合粘度（Ｔｏｎｅｒｄｅｓｉｌｉｋａｔ）
１〜２０重量％の水
５〜２０重量％の鉱油
０．５〜３重量％の可塑剤（Ｐｌａｓｔｉｆｉｚｉｅｒｅｒ）
０．１〜２重量％の液状化剤（Ｖｅｒｆｌｕｓｓｉｇｅｒ）
０．１〜２重量％の暫定の結合剤
０．１〜５重量％の恒久的結合剤
から構成されている。このように合体した耐火性材料において、耐火性材料が所望の要求をその通りに満たすこと、すなわち耐火性材料が軽減された自重を備えており、さらに良好かつ均一に変形可能であり、さらにそれに加えて長い期間にわたっても保管できることがわかった。このような様式と方法で長い期間にわたり、耐火性材料あるいは耐火性材料で製造されたシールプラグの内部で必要不可欠な可撓性を手に入れるために、使用する発泡ガラスから成る鉱物性のガラス中空球体は、湿気、すなわち水を大量に収容することができるが、場合によっては他の液体も収容することができる。記載された混合は、重要である目的の方向に応じて、先に述べた範囲内で変化しえる。
【００１７】
傾倒可能な転炉の湯出し口を一時的にシールするために設けられているこのようなシールプラグを製造する際、個々の成分、すなわち粘土成分、結合剤、水および鉱油ならびに様々な添加剤は、耐火性材料に対して均一に混合しなければならない。その際、本発明においては、添加剤として鉱物性のガラス中空球体を使用し、このガラス中空球体が他の混合成分と混合する前に水に漬けられ、かつガラス中空体の自重の１００％までの重量の水をガラス中空体に結合する。その前に、このガラス中空球体が特殊な様式のガラス中空球体であること、すなわち特殊な表面を備えた鉱物性を有しており、この表面は、それ自体水かあるいは他の液体に結合するのに適していることがわかっている。この場合、廃ガラスから成る鉱物性の中空球体として製造される発泡ガラス中空球体が使用されることが特別有利であることがわかった。この発泡ガラス中空球体は荒れた表面を有しており、この表面は相応する量の湿気すなわち特に水に結合するのに適しており、かつ他の成分が湿気を必要とし、次いで発泡ガラス中空球体により収容されるまで、残りの成分の内への混入後でも水を保持するのに適している。その際、特に結合粘土とケイ酸アルミナは、それらが長い係留期間あるいは保管期間の後でも、常になおも十分処理できる程度に弾性もしくは撓み易さが維持されている。
【００１８】
特に極めて良好に保管できるシールプラグは、本発明によれば、混合過程後に混合物が生成され、その際もしくはその後に変形板と管状部分が設けられ、次いでフィルムで周囲を包装されることにより達せられる。このことは、まず一度発泡ガラスから成る鉱物性のガラス中空球体を含めた耐火性材料全体が製造されることを意味する。すなわち、管状部分と変形板を備え、かつフィルムで周囲を封止するために、このことは相応した形状で、例えば円筒形の形状で、あるいは切頭円錐形の形状で行なわれる。このようにして製造されたシールプラグは発送準備ができており、かつ製造業者あるいはユーザのもとで長い期間にわたり、例えば転炉で使用できるように、少なくとも半年までは確実に保管することができる。このような長い保管期間の後でも、シールプラグは十分変形可能であり、上側の変形板が無い実際のシールプラグと管状部分発送し、シールプラグもしくはシールプラグ体が常に十分処理できるかとは無関係に、これらの部分をまず短期間で使えるようにすることは理論的に可能である。シールプラグは最適な安定性を備え、明確に減少した自重を有し、そのことによりさらに良好に取扱いができ、その良好な取扱い性に基づいて湯出し口の端部領域内へ正確に取付けることができ、そしてそこで固定することがででき、従って、固定しているスラグが間違って厚さ限度まで達する割合は減らすことができる。
【００１９】
本発明は特に、シールプラグとこのシールプラグを製造するための方法を提供することにより際立っている。これらは傾倒した転炉内で使用するためのシールプラグを備えており、従ってこのシールプラグは最適に取扱うことができる。なぜなら、シールプラグは長い期間にわたり、必要不可欠な可塑性（Ｐｌａｓｔｉｆｉｚｉｅｒｂａｒｋｅｉｔ）を有しており、その寸法は全体において、必要な湿気と同時に変形性を保持し、そしてその減少された自重に基づき、発泡スチロールで強化された従来技術のシールプラグに比べて、明らかに良好に取扱うことができるからである。本発明によるシールプラグによるこのような特別な特異性と特性は、特に有利であることがわかった。というのも、このシールプラグが長い取外しにわたっても、従って長い期間にわたってもほぼ世界にわたって発送することができることをこれらの性質が可能にしたからである。これらの性質は、安定した性質に基づいて、搬送時においても、使用時の保管においても形状の面で最適に保持することができる。これらの性質により、使用者にとっては使用の際の所定の形状で正確に使用することができ、かつこれらの湯出し口は必要な変形性をいつでも備えている。
【００２０】
本発明の対象の他の詳細と長所を、必要な事柄を備えた好ましい実施例に示した、付属の図を後で詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】転炉内に設けられた湯出し口を通って流れる液状の鋼が流れている間の転炉を示す図である。
【図２】導入されているが、まだ変形していないシールプラグを備えた、湯出し孔の転炉内側領域の断面図である。
【図３】拡大して描写したシールプラグを示す図である。
【図３ａ】〜
【図３ｃ】様々に形成された上側の変形板を断面で示した図である。
【図４】円筒形の横断面と円筒形のシールプラグを備えた湯出し孔を断面で示した図である。
【図５】円錐状に形成されたシールプラグを備えた、内側に向かって調節された漏斗状形状の湯出し孔を示す図である。
【図６】挿入された円筒形のシールプラグと共に、外側に向かって調節された漏斗状形状を備えた湯出し孔を断面で示した図である。
【図７】円錐形のシールプラグが描写されている、Ｘ字状の湯出し孔を断面で示した図である。
【図８】複数の環から構成された上側の変形板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２２】
図１は傾倒姿勢の転炉を示しており、湯出し口３を通って液状の鋼６が噴出するように流れ出ていることが明らかである。転炉２内にある液状のスラグ６上には、この状態では均一に一緒に流出できないスラグ層７が載っている。
【００２３】
湯出し口３は外壁４から転炉の内側５まで達しており、かつここでは少なくとも円筒状に形成されている。液状のスラグ６はここでは搬送車８内に流れ、その後つぎの処理工程に回すことができる。ここには示してないシールプラグ１は、転炉２のこの位置ではすでに長い間流されており、人が搬送車８内に一緒にいる場合にあり、その大きさはローラの遊びが全く無い程度にわずかである。
【００２４】
図２には転炉２の壁の断面図が示してあり、湯出し口３内にはここではシールプラグ１が挿入されている。このシールプラグ１は耐火材料１０から成り、この耐火材料は、さらに後で明らかにされるようにガラス中空球体により強化されている。耐火材料は、円柱１５の形状を備えており、かつ内側孔１８内に収納された管状部分２１により穿孔され、したがって固化装置（Ｓｅｔｚｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）７は、図示した位置で上側の変形板１９を下側の変形板２０の方向に作用させ、そして湯出し口３の壁部２８に押当たるように、上側の引抜き鉤爪部２２により貫通して押出すことができる。シールプラグが変形した後、引抜き鉤爪部２２は対応する部材が動かないことにより、再度管状部分２１により取除くことができ、従ってシールプラグが液状の鋼６により押流されるまでシールプラグは湯出し口３を封止する。
【００２５】
図３には耐火材料１０から成るシールプラグ１が示してある。この耐火材料１０には１０〜３０重量％のガラス中空球体１１，１２，１３，１４が混入しており、これらのガラス中空球体は廃ガラスから製造されており、かつ発泡ガラスを生出しており、この発泡ガラスは湿気、すなわち特に水が貯蔵できる荒れた表面を備えている。ここでもシールプラグ１は円筒１５の形状を備えている。管状部分２１が挿入されており、かつ上側の変形板１９が様々な金属環２３，２４，２５から構成されているように上側の変形板１９が下側の変形板２０と接続している内側孔１８が識別可能であり、金属環の可撓性は害輪舞２９に向かって減少し、したがって管状部分２１を引く際、まず一度内側の金属環２５の変形が始まり、かつ外側の環２３の前の環として形成され、それと共に漏斗部分が形成され、このことは液状の鋼６の流出にとっては後に有利である。
【００２６】
図３ａ，３ｂ，３ｃには上側の変形板１９のための様々な材料構成が示してある。図３ａによれば、肉厚は内側から外側に向かって減少し、従ってこれによっても上側の変形板１９が干渉されると、漏斗形状が生じる。同じことは異なる可撓性の金属環２３，２４，２５を備えた、図３ｂによる構成によっても得られる。図３ｃによれば、異なる材料が相応する上側の変形板１９に組立てられており、この上側の変形板により同じように、上側の変形板１９はまず中央で変形し、次いで外輪部２６の領域で変形するか、あるいはその逆の向きで変形することが可能になる。
【００２７】
図４〜７により、本発明によるシールプラグ１を使用して、このシールプラグを湯出し口３の形状に合わせることができることが示してある。図４によれば、湯出し口３は初めから終わりまで同じに形成されており、従って円筒の形状が生じる。相応して形成されるこの湯出し口３内には、円筒１５の形状のシールプラグ１が挿入される。図５および７によれば、シールプラグ１の形状のために、このシールプラグに円錐切頭体１６，１６’の形状を与えることが提案され、したがってこのシールプラグは湯出し口３の壁部２８に対して最適に規定することができる。同じことが図６にも当てはまり、それによりシールプラグ１を湯出し口３内に確実に挿入できるためにはこの円筒形状が有利である。
【００２８】
最後に図８には上側の変形板１９が示してあり、この上側の変形板は様々に形成された金属環２３，２４，２５から構成されており、かつたとえ所望の通り中央に、液状の鋼６がさらに後の処理において有利に流出できる漏斗状部が設けられても、外輪部２６からシールプラグ１の一様な変形可能であるように保障している。
【００２９】
図から読取れる上記の特徴は全て、単独でかつ組合わせて本発明の本質をなすものとしてみなされる。
【図１】
0005554333.tif 000002
【図２】
0005554333.tif 000003
【図３】
0005554333.tif 000004
【図３ａ】
0005554333.tif 000005
【図３ｂ】
0005554333.tif 000006
【図３ｃ】
0005554333.tif 000007
【図４】
0005554333.tif 000008
【図５】
0005554333.tif 000009
【図６】
0005554333.tif 000010
【図７】
0005554333.tif 000011
【図８】
0005554333.tif 000012