(57)【要約】【課題】耐用寿命の長い脱ガス処理装置用浸漬管を提供する。【解決手段】スタッドは、前記浸漬管の上方に固定された細い第１スタッド６と、該浸漬管の下方に固定された太い第２スタッド７を有する。太い第２スタッド７は、太いため溶損に対して強く、スタッドとして存続し、不定形耐火物を保持し続け、耐用寿命が長くなる。また、第１スタッド６は細いために経済的である。【選択図】図１
2015120955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の芯金と、
該芯金の外周面に複数取付けられたスタッドと、
前記芯金の外周面を被覆し、前記芯金の外周面に取付けられた前記スタッドを介して前記芯金に支持された不定型耐火物と、
前記芯金の内周面に固定保持された定型耐火物とを備えた脱ガス処理装置用浸漬管において、
前記スタッドは、前記浸漬管の上方に固定された細い第１スタッドと、該浸漬管の下方に固定された太い第２スタッドを有することを特徴とする脱ガス処理装置用浸漬管。
【請求項２】
前記第１スタッドはその外径が５〜８ｍｍであり、前記第２スタッドはその外径が８〜１３ｍｍである請求項１に記載の脱ガス処理装置用浸漬管。
【請求項３】
前記スタッドは、第２スタッドより細く、第１スタッドより太い第３スタッドを前記浸漬管の中程に有する請求項１に記載の脱ガス処理装置用浸漬管。
【請求項４】
前記第１スタッドはその外径が５〜７ｍｍ、前記第２スタッドはその外径が９〜１３ｍｍ、前記第３スタッドはその外径が７〜９ｍｍである請求項３に記載の脱ガス処理装置用浸漬管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼過程において溶鋼の真空脱ガス処理を行う脱ガス装置に用いられ、溶鋼に浸漬される脱ガス処理装置用浸漬管に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空脱ガス処理は、一次精錬を終えた溶鋼から、さらに脱炭、脱水素、脱窒素等を行う処理であり、大別してＲＨ法とＤＨ法がある。
【０００３】
ＲＨ法の装置は、排気口を有する真空槽と、その下部に設けられた一対の浸漬管と溶鋼を収容するための取鍋から、主に構成される。ＲＨ法は、真空槽を減圧すると共に、浸漬管の一方に設けられたガス吹き込み口から不活性ガスを吹き込む。これにより、溶鋼はその浸漬管を介して取鍋内に吸い上げられ、真空槽内で脱ガスされる。このように、ＲＨ法は取鍋と真空槽との間で溶鋼を環流させ、脱ガスを行う処理方法である。
【０００４】
ＤＨ法の装置は、真空槽と、その下部に設けられた一本の浸漬管と取鍋から、主に構成される。ＤＨ法は、溶鋼を浸漬管に浸漬した状態で真空槽を減圧する。これにより、溶鋼は、その浸漬管を介して取鍋内から吸い上げられ、真空槽内で脱ガスされる。このように、ＤＨ法は、溶鋼を取鍋と真空槽との間で相対的に上昇および下降させ、脱ガスを行う処理方法である。
【０００５】
一般的に、上記の真空脱ガス処理装置に用いられる浸漬管としては、鋼等の金属製の円管状の芯金と、その内側および外側に被覆された耐火物層とから、主に構成されている。耐火物としては、溶鋼が通過する芯金の内側には、より耐食性の優れる定型耐火物が使用され、芯金の外側には、耐火材料の吹き付けによる補修が行い易い不定形耐火物が使用されることが多い。
【０００６】
このような耐火物層の支持方法としては、定型耐火物については、芯金の下端に設けられる断面Ｌ次型の受け金具などがあり、不定形耐火物については、Ｖ型やＹ型等のスタッドが、芯金に植設されるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２７６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
浸漬管は、１６００〜１７００℃という極めて高温の溶鋼に浸漬されるため、特に芯金の下部程高温となり、熱膨張する。一般的に、金属製の芯金の熱膨張率は耐火物に比べて極めて大きい。このため、熱膨張する芯金に押圧されて、耐火物に亀裂や剥離が生じる。また、定型耐火物層を構成する定型煉瓦においては、目地に開きが生じる。さらに、芯金は、高温となって軟化しているため、耐火物の荷重や溶鋼から受ける浮力によって、下部が外側に開くように変形する。このような芯金の変形も、さらなる耐火物の亀裂、剥離、定型煉瓦の目地開きの原因となる。
【０００９】
そして、一旦、耐火物の亀裂や剥離、定型煉瓦の目地の開きが生じると、溶鋼や溶融スラグと耐火物の反応による化学的な浸食や、流通する溶鋼による物理的な浸食が、より進行し易いものとなる。しかも、浸漬管において、加熱と冷却が所要時間２０〜６０分で連続的に繰り返されることで、耐火物の亀裂等は更に進行する。そして、広がった亀裂や目地等間の間隙等から溶鋼が侵入することにより、芯金やスタッドが溶損し、更には、耐火物層が落脱してしまうことがある。
【００１０】
また、溶鋼の侵入がない時でも、受熱による芯金やスタッドの劣化が、特にスタッド表層の劣化が起こり、前記の溶鋼侵入時のスタッド溶損に拍車をかける。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、耐火物の亀裂等の生じにくい耐用寿命の長い脱ガス処理装置用浸漬管を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の脱ガス処理装置用浸漬管は、管状の芯金と、該芯金の外周面に複数取付けられたスタッドと、前記芯金の外周面を被覆し、前記芯金の外周面に取付けられた前記スタッドを介して前記芯金に支持された不定型耐火物と、前記芯金の内周面に固定保持された定型耐火物とを備えた脱ガス処理装置用浸漬管において、前記スタッドは、前記浸漬管の上方に固定された細い第１スタッドと、該浸漬管の下方に固定された太い第２スタッドを有することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、温度の高く溶損の生じ易い浸漬管下部において、太い第２スタッドを備えるため、溶損に対して強い。一方、比較的温度の低い溶損の生じにくい浸漬管上部において細い第１スタッドを備えるため不定形耐火物の保持性が高い。
【００１４】
また、前記脱ガス処理装置用浸漬管の前記第１スタッドはその外径が５〜８ｍｍであり、前記第２スタッドはその外径が８〜１３ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
スタッドはその太さが太い程溶損に対して強い。しかし不定形耐火物に対する固定保持性は悪くなる。の太さは上記構成によれば、スタッドの外径が耐久性と経済性を満たす。
【００１６】
さらに、前記脱ガス処理装置用浸漬管の前記スタッドは、第２スタッドより細く、第１スタッドより太い第３スタッドを前記浸漬管の中程に備えることが好ましい。
【００１７】
この場合には、段階的に溶損に対して強くなるように、細い第１スタッド、太さが中程の第３スタッド及び太い第２スタッドが存在する。すなわち、上方の第１スタッドよりも中程の第３スタッドの方が溶損に強く、さらに、中程の第３スタッドよりも下方の第２スタッドの方が溶損に対して強い。
【００１８】
さらにまた、前記脱ガス処理装置用浸漬管の前記第１スタッドはその外径が５〜７ｍｍ、前記第２スタッドはその外径が９〜１３ｍｍ、前記第３スタッドはその外径が７〜９ｍｍであることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、スタッドの外径が耐久性と経済性を満たす。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の脱ガス処理装置用浸漬管は、該浸漬管の上方に固定された細い第１スタッドと、該浸漬管の下方に固定された太い第２スタッドを有する。太い第２スタッドは、細い第１スタッドよりも、耐火物の亀裂等から溶鋼が侵入したとしても溶損に対して強く、スタッドとして存続する。すなわち、第２スタッドは不定形耐火物を保持し続ける。従って、前記脱ガス処理装置用浸漬管は不定形耐火物がより長く剥がれない保持効果があり、耐用寿命が長くなる。また、第１スタッドは細いために経済的である。
【００２１】
さらに、本発明の脱ガス処理装置用浸漬管は、第２スタッドより細く、第１スタッドより太い第３スタッドを前記脱ガス処理装置用浸漬管の中程に有する。太い第２スタッドは、前述のように細い第１スタッドよりも、耐火物の亀裂等から溶鋼が侵入したとしてもスタッドとして存続し、不定形耐火物を保持し続ける。さらに、第３スタッドは、第２スタッドより前記脱ガス処理装置用浸漬管の上方に位置するため、溶鋼による浸食が第２スタッドよりも生じ難く、第３スタッドよりも細いスタッドとすることができる。また、第３スタッドは、第１スタッドより前記脱ガス処理装置用浸漬管の下方に位置するため、溶鋼による浸食が第１スタッドよりも生じ易く、第１スタッドより太いスタッドとすることで、耐火物の亀裂等から溶鋼が侵入したとしても、スタッドとして存続し、不定形耐火物を保持し続けることができる。このように、前記脱ガス処理装置用浸漬管の上下方向において、溶鋼による浸食の生じ易さに応じて、段階的にスタッドの太さを太くすることで、不定形耐火物がより長く剥がれない保持効果がある。ここで、各スタッドとも太い方が溶損に対して強くなることは言うまでも無いが、前記脱ガス処理装置用浸漬管の上方程、細いスタッドを用いることで経済的観点からも優位性を満たす。すなわち、前記脱ガス処理装置用浸漬管は経済性も満足した上で不定形耐火物が剥がれない保持効果があり、耐用寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施例を示す脱ガス処理装置用浸漬管の簡略な断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す脱ガス処理装置用浸漬管の簡略な断面図である。る。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の脱ガス処理装置用浸漬管の第１の実施例について図１を用いて説明する。この脱ガス処理装置用浸漬管は、管状の芯金１と、芯金１の内周面を被覆する定型耐火物２と、芯金１の外周面を被覆する非定型耐火物３を備えている。ここで、芯金１は、鋼からなり、その断面形状は略円形である。また、芯金１は、その上方に円筒形からはみ出した部分であるフランジを備える。さらに、芯金１は、その下方に、円筒内側の定型耐火物２が自重で落下しないように支えるための支持部を備える。一方、定型耐火物２は、マグネシア−クロム質から成る。また、不定型耐火物３は、アルミナ質から成る。さらに、芯金１と定型耐火物２の隙間はモルタル１０によって固定されている。図１に示すように脱ガス処理装置用浸漬管の上方が細い第１スタッド６となり、脱ガス処理装置用浸漬管の下方が太い第２スタッド７となっている。これらスタッドの形状は、図１に示すようにＶ字型である。これらスタッドはパイプ材を加工したもので、その断面は略円形である。
【００２４】
本実施例では、第１スタッド６の太さを６ｍｍとし、第２スタッド７の太さを９ｍｍとした。このとき、脱ガス処理装置用浸漬管の耐用寿命は８０ｃｈであった。比較のため、全てのスタッドの太さを６ｍｍとした。この場合、脱ガス処理装置用浸漬管の耐用寿命は５０ｃｈであった。すなわち、細い第１スタッドの下方に固定された太い第２スタッドを有することで、脱ガス処理装置用浸漬管の耐用寿命が飛躍的に向上した。ここで、ｃｈとは、脱ガス処理装置用浸漬管が耐えられなくなるまでの取鍋の回数、すなわちチャージ数を示す。
【００２５】
本発明の脱ガス処理装置用浸漬管の第２の実施例について図２を用いて説明する。この脱ガス処理装置用浸漬管は、管状の芯金１と、芯金１の内周面を被覆する定型耐火物２と、芯金１の外周面を被覆する非定型耐火物３を備えている。ここで、芯金１は、鋼からなり、その断面形状は略円形である。さらに、芯金１は、その上方に円筒形からはみ出した部分であるフランジを備える。また、芯金１は、その下方に、円筒内側の定型耐火物２が自重で落下しないように支えるための支持部を備える。一方、定型耐火物２は、マグネシア−クロム質から成る。さらに、不定型耐火物３は、アルミナ質から成る。また、芯金１と定型耐火物２の隙間はモルタル１０によって固定されている。図２に示すように脱ガス処理装置用浸漬管の上方が細い第１スタッド６となり、脱ガス処理装置用浸漬管の下方が太い第２スタッド７、脱ガス処理装置用浸漬管の中程が第３スタッド８となっている。これらスタッドの形状は、図２に示すようにＶ字型である。これらスタッドはパイプ材を加工したもので、その断面は略円形である。
【００２６】
なお、芯金１の材質は、鋼以外にもその他合金等の金属であっても良い。さらに、芯金１の断面形状は略円形以外にも、楕円形であっても良い。
【００２７】
また、定型耐火物２の材質は、マグネシア−クロム質以外にもマグネシア−カーボン質、アルミナ−クロム質、アルミナ−カーボン質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−マグネシア−カーボン質、アルミナ−スピネル−カーボン質等であっても良い。
【００２８】
さらになお、不定型耐火物３の材質は、アルミナ質以外にもスピネル質、アルミナ−シリカ質、アルミナースピネル質、アルミナ−マグネシア質等であっても良い。また、不定形耐火物は、いわゆる定型煉瓦を耐火モルタル等で接合したもの及び空目地施工して接合したものであっても良い。
【００２９】
なお、スタッドの形状についてもＶ字型以外にもＴ字型、Ｙ字型等であっても良い。すなわち、パイプ材以外にも棒状のものを加工したものであれば何でも良い。さらになお、スタッドの断面形状については略円形以外にも、楕円形、多角形のいずれであっても良い。
【符号の説明】
【００３０】
１  芯金
２  定型耐火物
３  不定形耐火物
６  第１スタッド
７  第２スタッド
８  第３スタッド
９  流通経路
１０  モルタル
【図１】
2015120955.tif 000003
【図２】
2015120955.tif 000004