(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に貫通する細孔および／またはスリットからなるガス通路を有するガス吹き込み用プラグにおいて、プラグを構成する耐火物の前記ガス通路に干渉しない位置の下端部内に所要高さを有する通気性耐火物を埋設したことを特徴とするガス吹き込み用プラグ。
【請求項２】
前記ガス通路および通気性耐火物の下端部にガスプール部を有している請求項１記載のガス吹き込み用プラグ。
【請求項３】
前記通気性耐火物の高さがプラグの高さに対し３／４〜１／４とされている請求項１記載のガス吹き込み用プラグ。
【請求項４】
上下に貫通する細孔および／またはスリットからなるガス通路を有しプラグを構成する耐火物の前記ガス通路に干渉しない位置の下端から該プラグの高さに対し３／４〜１／４の高さを有する通気性耐火物を埋設したガス吹き込み用プラグを用い、該プラグの損傷により前記通気性耐火物が露出したときガス冷却による黒色変色を識別して交換時期であることを判定するようにしたことを特徴とするガス吹き込み用ブラグの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鋼過程において溶鋼中に各種ガスを吹き込むために用いられるガス吹き込み用プラグおよびその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼過程において用いられる取鍋やタンデイッシュ等の溶融金属容器では、その内部に収容される溶鋼を攪拌するために各種のガスを吹き込むことが行われる。
【０００３】
このガスの吹き込みには、通常図５に一部の断面図を示すように、溶融金属容器１の底部にガス吹き込み用プラグ２が設けられ、ガス供給管３から上記ガス吹き込み用プラグ２を通じて溶融金属容器１内の溶鋼中にガスを吹き込むようになされている。
【０００４】
従来のガス吹き込み用プラグ２は、上記図５に断面を示しているように、下端にガス供給管３が接続された截頭円錐形を有する金属ケース４内にポーラス質耐火物５が装填され、金属ケース４の外周が緻密質耐火物６でカバーされたポーラス式プラグが用いられる。
【０００５】
一般的には、例えば特開平９−１９４９２７号公報にみられるもの（図６（Ａ））が代表的なガス吹き込みプラグであり、このプラグは、矩形の板状耐火物７、７…を重ね合わせ、その接合面間にスリット８、８…を形成し、これら板状耐火物７、７…の下端位置にポーラス質耐火物９を配置してガス供給管３からポーラス質耐火物９、前記スリット８、８…を通じてガスを吹き込むようにしたスリット式プラグ、あるいは図６（Ｂ）に断面図を示すように、緻密質耐火物１０に複数の細孔１１、１１…を上下に貫通して穿設し、これら細孔１１、１１…を通じてガスを吹き込むようにした細孔式プラグが用いられている。
【０００６】
このほかマルチホールタイプでガスの流量変化により使用終点を検出するものとして、実開昭６３−７３３４４号公報、実開昭６３−９０５６２公報に示されるものがある。
【０００７】
またマルチホールタイプであって、ガス吹き込みプラグの判定に耐火材の材質を異ならせて使用終点を検出するようにしたものとして、特開平１０−２１９３３８号公報、特開平１０−２１９３３９号公報に示されるものが提案されている。
【０００８】
なお図５において符号１２は溶融金属容器の鉄皮、１３は上マス煉瓦、１４は下マス煉瓦、１５は炉底耐火物、１６は押え煉瓦を示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のガス吹き込み用プラグは、いずれの構造によるものにおいても使用により溶鋼に接する上端側が損傷し、一定量損傷が進んだときガス吹き込みプラグを交換する必要がある。
【００１０】
しかして前記のポーラス式プラグでは、ポーラス耐火物５の先端面に地金が付着してガスの吹き込みが困難になりやすいのでその地金を酸素洗浄により除去しなければならないが、酸素洗浄を行うとポーラス質耐火物５が溶損されてしまい、早期に耐用期限に至ってしまうと同時にその耐用期限に到達したか否かの判定も困難であり、的確な時期に新規のガス吹き込み用プラグと交換することが難しいという問題点がある。
【００１１】
次に図６（Ａ）のスリット式プラグでは、ポーラス質耐火物９の上部に板状耐火物７、７…が内設されるのでその枚数に制限があり、そのためスリット８、８…の数も制約されてガスの吹き込み量が少なくなる。さりとて所定のガス吹き込み量を得るためにはスリット幅を大きくせざるを得ないが、そのようにするとスリット８、８…に地金が侵入しやすくなってガスの吹き込みが阻害され、そのため地金を酸素洗浄すると前記と同様に溶損を生じ、耐用寿命を短縮する結果となる。
【００１２】
さらに前記スリット８、８…へはポーラス質耐火物９を通じてガスを供給するので、このポーラス質耐火物９の品質のバラツキによりガスの吹き込み量が安定しないことが起きるという問題点がある。
【００１３】
次に図６（Ｂ）の細孔式プラグによるものでは、断面の狭い緻密質耐火物１０に多数の細孔１１、１１…を貫設するために手数が掛り、コストが高く、またガスの吹き込み量を増すためには細孔数を増設しなければならず、益々コスト高になる。また細孔１１の本数を増やさずにガスの吹き込み量を多くしようとすると細孔１１の内径を大きくすることが必要となり、これによると前記と同様に地金の侵入の問題が発生することになる。
【００１４】
本発明は、安定したガスの吹き込みを確保しつつ使用限界を明確に把握することができ、交換時期を逸する危険をなくし、安全操業を達成することができるガス吹き込み用プラグおよびその使用方法を提供することを課題としてなされたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明は、上下に貫通する細孔および／またはスリットからなるガス通路を有するガス吹き込み用プラグにおいて、プラグを構成する耐火物の前記ガス通路に干渉しない位置の下端部内に所要高さを有する通気性耐火物を埋設したことを特徴とする。
【００１６】
こうしたことにより、ガスの吹き込みはプラグの下端面に開口するガス通路を通じ、ポーラス質等の通気性耐火物を経ずして溶鋼中に直接吹き込まれるので、吹き込むガス量が安定化する。
【００１７】
またプラグの上部が損傷して通気性耐火物の上端が露出すると、この通気性耐火物からガスが吹き出し、その上端が黒色に変色することからプラグの交換時期が到来したことを直ちに知ることになって安全性が高められる。
【００１８】
前記ガス通路および通気性耐火物の下端部にガスプール部を設けるようにすることが各ガス通路へのガスの供給量を均一化するうえで好ましい。
【００１９】
また前記通気性耐火物の高さをプラグの高さに対し３／４〜１／４の範囲とすることがプラグの交換時期を確実に把握する上で望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の一形態を参照して説明する。
図１は本発明によるガス吹き込み用プラグ２０の一実施形態の断面図を示すもので、上端が開放された截頭円錐形状を有する金属ケース２１と、この金属ケース２１内に装入された緻密質耐火物２２と、この緻密質耐火物２２の下部内に内装される通気性耐火物２３とからなっており、前記金属ケース２１の下面中央にはガス供給管２４が接続されている。
【００２１】
上記緻密質耐火物２２の材質としては、溶融金属により容易に溶損されることのないものであればよく、例えば高アルミナ質、アルミナ−カーボン質、マグネシア質、マグネシア−クロム質等の材料が用いられる。
【００２２】
前記緻密質耐火物２２の下端面は周辺を残して凹状に凹陥されていてガスプール部２５とされ、このガスプール部２５から上端面２２ａにかけて貫通するスリットまたは細孔、またはその組み合わせからなる複数のガス通路２６，２６…が形成されている。
【００２３】
このガス通路２６は、緻密質耐火物２２の軸方向中心部所要領域を除く範囲に形成されており、スリットによる場合は図３（Ａ），（Ｂ）に示すように水平断面において周方向に継続する形態に設けるか、あるいは図３（Ｃ）に示すように緻密質耐火物２２の半径線上に継続的に整列するように形成される。
【００２４】
またスリットを周方向に継続的に形成する場合も、前記図３（Ａ）のように半径線上に揃うように形成するか、図３（Ｂ）のように半径線上で千鳥配置になるようにするかは任意である。
【００２５】
さらにスリットの形成において、図４（Ａ）の直線状、同（Ｂ）の１箇所が捩れたもの、同（Ｃ）の螺旋状等のいずれであってもよい。またスリットによらず細孔によるものであってもよい。
【００２６】
前記通気性耐火物２３はポーラス質の耐火材からなっていて、ガス吹き込み用プラグ２０の使用限界判定用となるもので、緻密質耐火物２２の下部からガス吹き込み用プラグ２０の高さの３／４〜１／４の高さを有し、その下端が前記ガスプール部２５に露出するように緻密質耐火物２２の軸方向中央に前記ガス通路２６，２６…に干渉せずにガス通路２６，２６…とは隔絶された状態として埋設されている。
【００２７】
上記通気性耐火物２３は緻密質耐火物２２と略相似形の截頭円錐形状とすることが好ましいが、それに限らず円柱状、角柱状、円錐状、多角錐状、台形状等、任意に選定することができる
前記通気性耐火物２３の外周部には凹部２７が形成されており、この凹部２７内に緻密質耐火物２２の一部が入り込むことにより両者が一体化されて通気性耐火物２３がみだりに動くことがなく、安全性が高められている。
【００２８】
次に作用を説明する。
ガス供給管２４を通じて供給されるガスはガスプール部２５に入り、ここから直接ガス通路２６，２６…に均等に分配されて溶鋼中に吹き込まれる。このとき通気性耐火物２３の下端から該通気性耐火物２３内にもガスが入るが、この通気性耐火物２３はその全外周面が緻密質耐火物２２により囲まれているのでガスの流出はない。
【００２９】
使用によりガス吹き込み用プラグ２０の上方部が次第に溶損され、使用限界に近づくと図２に示すように通気性耐火物２３の上端が溶鋼中に露出し、この通気性耐火物２３内に供給されていたガスが通気性耐火物２３の上端から吹き出すことになり、これにより通気性耐火物２３がガスにより冷却作用を受けてその上端面２３ａが黒色に変色するのでガス吹き込み用プラグ２０が使用限界に至ったことを直ちに知ることができる。
【００３０】
したがってガスの吹き込み時には緻密質耐火物２２の上下に貫通する複数のガス通路２６，２６…を通じてガスの安定供給ができ、使用限界に至ったときはそのガスを利用して通気性耐火物２３が変色することを把握して使用限界に達したことを容易迅速に判別することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ガス吹き込み用プラグを緻密質耐火物を主体として構成し、ガス吹き込み用の通路は上記緻密質耐火物の上下に貫通するスリット、細孔からなるガス通路により構成したので、プラグ自体の耐用性が高いプラグとすることができながら供給ガスの安定化を図ることができる。
【００３２】
また使用限界判定用煉瓦として、これを前記緻密質耐火物の下部内に埋設される通気性耐火物で構成し、プラグが使用限界に達したとき通気性耐火物の上端が溶鋼中に露出してそこからガスが吹き出すことによる冷却作用により通気性耐火物が黒く変色することで使用限界を知ることができ、これにより使用限界であることを容易に識別することができる。
【００３３】
そして上記通気性耐火物は、緻密質耐火物に上下に貫通して形成されているガス通路とは隔絶して設けられているので、通気性耐火物の存在にかかわることなく安定したガス量を供給することができるとともに、緻密質耐火物と通気性耐火物とは一体構成となるため製造も容易であり、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガス吹き込み用プラグの一実施形態を示す断面図。
【図２】同、使用限界に至った状態を示す断面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は図１におけるガス通路をスリットで構成する場合の形態例を示す図１のＡ−Ａ相当の拡大断面図。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は図３のスリットの形態例を示す斜視図。
【図５】ガス吹き込み用プラグの設置個所を示す溶融金属容器の一部の断面図。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は従来のガス吹き込み用プラグを示す断面図。
【符号の説明】
２，２０  ガス吹き込み用プラグ
６，１０，２２  緻密質耐火物
５，９  ポーラス質耐火物
２１  金属ケース
２３  通気性耐火物（ポーラス質耐火物）
２５  ガスプール部
２６  ガス通路
２７  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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