(57)【要約】【課題】付着した地金の除去作業時における耐火物の脱落を抑制することができる浸漬部材を提供する。【解決手段】筒状鉄皮１の内外両面を耐火物で被覆した構造を有し、溶融金属中に浸漬して使用される浸漬部材である。筒状鉄皮１の溶融金属中に浸漬される部分に複数の貫通孔６を形成し、これらの貫通孔６に充填された耐火物によって筒状鉄皮１の外側耐火物４と内側耐火物５とを一体化する。貫通孔６に補強パイプ７を挿通し、その内部に耐火物を充填した構造とすることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状鉄皮の内外両面を耐火物で被覆した構造を有し、溶融金属中に浸漬して使用される浸漬部材であって、
筒状鉄皮に複数の貫通孔を形成し、これらの貫通孔に充填された耐火物によって筒状鉄皮の外側耐火物と内側耐火物とを一体化したことを特徴とする浸漬部材。
【請求項２】
前記貫通孔を、筒状鉄皮の溶融金属中に浸漬される部分に形成したことを特徴とする請求項１記載の浸漬部材。
【請求項３】
前記貫通孔に補強パイプを挿通し、その内部に耐火物を充填したことを特徴とする請求項１記載の浸漬部材。
【請求項４】
前記貫通孔を、千鳥状に配列したことを特徴とする請求項１記載の浸漬部材。
【請求項５】
前記貫通孔は、２０〜２００ｍｍの内径を有するものであることを特徴とする請求項１記載の浸漬部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑や溶鋼等の溶融金属中に浸漬して精錬時に使用される浸漬部材の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼の二次精錬設備として、ＲＨ，ＤＨ，ＣＡＳ等が使用されている。これらの精錬設備はその下端部に浸漬管または浸漬槽と呼ばれる溶鋼中への浸漬部材を備えている。
【０００３】
これらの浸漬部材は、高温の溶鋼中に浸漬されて溶鋼と周囲の雰囲気とを遮断する重要な働きをする部材であり、筒状鉄皮の内外両面を耐火物で被覆した構造を有する。耐火物としては不定形耐火物が使用されており、特許文献１に示すように筒状鉄皮の内外両面にＹ字スタッドを溶接し、耐火物を保持させている。
【０００４】
ところがこれらの浸漬部材はその下端に地金が付着し易く、そのまま放置すると次第に成長して、精錬作業開始前の溶鋼鍋移動時、あるいは浸漬時に溶鋼鍋と接触し、耐火物が破損することがある。また、メンテナンス時に付着した地金を除去する作業を行なうが、地金とともに耐火物が筒状鉄皮から剥離して脱落することがある。耐火物が損傷すると筒状鉄皮が剥き出しになり、溶損の危険がある。
【０００５】
なお地金の付着は、先ず加熱冷却の繰り返しにより耐火物に亀裂が発生し、その亀裂内にスラグや溶銑や溶鋼が侵入して次第に成長するためと想定される。成長した地金は耐火物中に根が生えたような状態で一体化しているため、地金を除去する作業時にＹ字スタッドが耐火物を支えられず、耐火物が筒状鉄皮の下端部から脱落し易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１１０２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、付着した地金の除去作業時における耐火物の脱落を抑制することができる浸漬部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、筒状鉄皮の内外両面を耐火物で被覆した構造を有し、溶融金属中に浸漬して使用される浸漬部材であって、筒状鉄皮に複数の貫通孔を形成し、これらの貫通孔に充填された耐火物によって筒状鉄皮の外側耐火物と内側耐火物とを一体化したことを特徴とするものである。
【０００９】
なお、前記貫通孔を筒状鉄皮の溶融金属中に浸漬される部分に形成した構造とすることが好ましい。また、前記貫通孔に補強パイプを挿通し、その内部に耐火物を充填した構造とすることが好ましい。また、前記貫通孔を千鳥状に配列した構造とすることが好ましく、前記貫通孔は、２０〜２００ｍｍの内径を有するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の浸漬部材は、筒状鉄皮に複数の貫通孔を形成し、これらの貫通孔に充填された耐火物によって筒状鉄皮の外側耐火物と内側耐火物とを一体化した構造を有するため、外側耐火物と内側耐火物が強固に筒状鉄皮に保持された状態にある。このため付着した地金の除去作業を行っても地金のみを耐火物から離脱させることができ、耐火物が地金とともに脱落することがなくなる。
【００１１】
なお、前記貫通孔は筒状鉄皮の気密性を損なう可能性があるため、筒状鉄皮の溶融金属中に浸漬される部分のみに形成することが好ましい。貫通孔に補強パイプを挿通した構造とすれば、耐火物の重量を支持する面積が大きくなるのでより強固に耐火物を支持することができる。
【００１２】
また貫通孔を千鳥配列とすれば、同一線上に貫通孔を配置した場合に比べて耐火物の荷重支持点が分散され、耐火物の脱落をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のＣＡＳ浸漬管の断面図である。
【図２】鉄皮の一部展開図である。
【図３】図１の水平断面図である。
【図４】製造工程の説明図である。
【図５】本発明の浸漬部材の利点を示す断面図である。
【図６】従来の浸漬部材の問題点を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１〜図３は本発明の実施形態であるＣＡＳ浸漬管を示す図であり、これらの図において、１は筒状鉄皮、２はその上端部に形成されたフランジ２である。筒状鉄皮１の内外両面には従来と同様のＹ字スタッド３が所定間隔で多数溶接されている。これらのＹ字スタッド３は、外側耐火物４及び内側耐火物５を保持する部材である。
【００１５】
筒状鉄皮１の溶融金属中に浸漬される部分である下半部には、複数の貫通孔６が形成されている。貫通孔６はＹ字スタッド３と位置をずらせて配置することが好ましい。前記したように、浸漬部材は高温の溶鋼中に浸漬されて溶鋼と周囲の雰囲気とを遮断する重要な働きをする部材であるため、筒状鉄皮１の溶鋼に浸漬されない部分に貫通孔６を形成することは好ましくない。
【００１６】
本実施形態では筒状鉄皮１の直径は約１４００ｍｍであり、その周方向を２４等分する位置に上下２段の千鳥状に貫通孔６が形成されている。この貫通孔６の内部に充填された耐火物によって、筒状鉄皮１の外側耐火物４と内側耐火物５とが一体化されている。なおこの実施形態では貫通孔６を上下２段の千鳥状としたが、筒状鉄皮１の溶鋼に浸漬される部分の高さが大きいときには、貫通孔６を３〜４列の千鳥配列とすることも可能である。このような千鳥配列は、応力の分散を図るうえで好ましい。
【００１７】
筒状鉄皮１の外側耐火物４と内側耐火物５とを一体化するという目的のために、貫通孔６の内径は２０〜２００ｍｍとすることが好ましい。これよりも内径が小さいと外側耐火物４と内側耐火物５とを一体化する力が不足し、これよりも内径が大きいと筒状鉄皮１の機械的強度が損なわれるおそれがあるためである。この実施形態では、貫通孔６の内径は６０ｍｍであり、その内部に補強パイプ７が挿通され溶接されている。
【００１８】
本発明において補強パイプ７は必須のものではないが、耐火物の重量を支持する面積を増大させるうえで有効なものである。その長さは外側耐火物４、内側耐火物５のそれぞれの厚みの１０〜５０％程度が好ましく、この実施形態では２５％に相当する片側２５ｍｍ（全長５０ｍｍ）の鋼管（ＳＰＧ）が筒状鉄皮１に対して垂直に溶接されている。その内径は５０ｍｍであり、１個当たり１〜３トンの耐火物重量を保持することができる。このため必要個数は、耐火物重量から計算によって求めることができる。
【００１９】
このような構造の浸漬部材を製造するには、図４の（ａ）に示すように予めＹ字スタッド３及び補強パイプ７を溶接した筒状鉄皮１の上下を反転して定盤８上に載せ、その内外両側に枠９をセットする。次に（ｂ）のようにキャスタブル耐火物を流し込む。このときに補強パイプ７の内部にキャスタブル耐火物が流れ込み、外側耐火物４と内側耐火物５とが一体化される。上端までキャスタブル耐火物を注入した後、キャスタブル耐火物が硬化するまで養生したうえ、（ｃ）のように脱枠する。その後（ｄ）のように上下を反転すればよい。また、前記の注入後にキャスタブル耐火物が硬化する前に、外側耐火物４、内側耐火物５、補強パイプ７の内部の流し込みキャスタブル耐火物に枠９から振動（例えば、電動あるいは空気圧バイブレーター等を使用した振動）を加え、外側耐火物４、内側耐火物５、補強パイプ７の内部の流し込みキャスタブル耐火物中の気泡抜きやキャスタブル耐火物の均一化を行うことが好ましい。
【００２０】
このように構成された本発明の浸漬部材は、貫通孔６に充填された耐火物によって外側耐火物４と内側耐火物５とを一体化した構造であるため、図５に示すように付着した地金１０のみを離脱させることができ、図６に示す従来構造のように耐火物が地金とともに脱落することがなくなる。このため、浸漬部材の使用寿命を大幅に延長させることができる。同時に、筒状鉄皮1の寿命も大幅に延長できる。
【００２１】
上記した実施形態の浸漬部材はＣＡＳ浸漬管であるが、本発明はＳＡＢ浸漬管、ＲＨ浸漬管、ＲＥＤＡ浸漬槽等の各種の浸漬管や浸漬槽に適用することができる。また本発明の浸漬部材は、溶鋼以外でも溶融金属の精錬全般において各種の浸漬管や浸漬槽に適用可能である。 
【符号の説明】
【００２２】
１  筒状鉄皮
２  フランジ
３  Ｙ字スタッド
４  外側耐火物
５  内側耐火物
６  貫通孔
７  補強パイプ
８  定盤
９  枠
１０  地金
【図２】
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【図１】
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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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