(57)【要約】  本発明は、冶金学的溶融鍋のための湯出しチューブに関する。本発明の目的は、考えられる停止時間を最小化し、湯出しチューブの使用中の本質的に同一な湯出し時間を可能とする湯出しチューブを提供することである。この目的のために、湯出しチューブは機能的に２つの部分、すなわち従来技術によるところの一体化された第１の部分と、この第１の部分に、簡単に交換可能（置換可能）に結合された第２の部分とに分割され、よって完全な湯出しチューブを形成している。本発明によれば、流量に関連する湯出しチューブの部分は出口端である。出口端の断面は流出量を決定し、よって溶融金属の流出時間（湯出し時間）を決定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶融物のための貫流チャネルＤを有する冶金学的溶融容器（１２）のための湯出しチューブ（１０）であって、
該チャネルは流入端Ｅを流出端Ａに接続し、
前記流出端Ａから始まり前記貫流チャネルＤに隣接する前記湯出しチューブ（１０）の結合された円筒状の端部は、その部分が分離した円筒状の部材Ｂからなる前記流出端Ａを備えるように設計され、
前記湯出しチューブ（１０）の第一の端部は保持機構（２２；３４）における前記部材Ｂのための、固定されているが着脱可能な台座を形成するように設計され、
前記部材Ｂの第２の端部は前記流入端Ｅの方に面する前面（２４）を有し、該面は、前記部材Ｂが保持された位置にあるときに、前記湯出しチューブ（１０）の軸方向に隣接する部分（２６）に対して密接して配置されている、湯出しチューブ。
【請求項２】
前記円筒状の部材Ｂは、前記貫流チャネルＤの目標断面に対応する内部断面を有することを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項３】
前記部材Ｂの内部断面は、高さ全体に亘って一定であることを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項４】
前記部材Ｂは、前記湯出しチューブ（１０）の外側の円筒状端部に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項５】
前記部材Ｂは、前記流出端Ａ，に隣接して延在する外側ねじ溝を有することを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項６】
前記部材Ｂは、その外側表面、若しくは前記流出端Ａに、圧縮手段（３４，３６）のための緩衝材（３２）を有し、該圧縮手段（３４，３６）は構成部材Ｂを前記流入端Ｅの方に向かって付勢していることを特徴とする、請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項７】
前記部材Ｂの第２の端部の前記前面（２４）は、所定の表面形状（２４ｒ）を有することを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項８】
前記表面形状（２４ｒ）は、互いに同心円状に、またはらせん状形状に延在する立ち上がったリッジから形成されていることを特徴とする請求項７に記載の湯出しチューブ。
【請求項９】
前記部材Ｂの第２の端部における前記前面（２４）は、球体を想定した環状部分を描いていることを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項１０】
前記部材Ｂの第２の端部における前記前面（２４）と、前記湯出しチューブ（１０）の軸方向に隣接する部分（２６）との間にシール部材（２８）を有することを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項１１】
前記シール部材は、シール用化合物からなることを特徴とする請求項１０に記載の湯出しチューブ。
【請求項１２】
前記シール部材は、一方の側に、若しくは両側に構成された表面を有する環状のシール用の薄板からなることを特徴とする請求項１０に記載の湯出しチューブ。
【請求項１３】
前記構成部材の第２の端部の前面（２４）に隣接する、前記湯出しチューブ（１０）の部分（２６）は、設計上は平面であることを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項１４】
前記部材Ｂの内部断面を一時的に閉塞する遮蔽要素（４０）を有することを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【請求項１５】
前記部材Ｂは、湯出しチューブ（１０）の最も小さい内径の１．５〜３倍に等しい長さを有することを特徴とする請求項１に記載の湯出しチューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冶金学的溶融容器のための湯出しチューブに関する。冶金学的溶融容器は、冶金学的溶融物が生産され、処理され、及び／又は搬送される、例えば転炉又は電気炉のような装置として規定されている。
【背景技術】
【０００２】
溶融容器中の金属溶融物は、湯出しチューブを介して下流の装置へ供給される。例えば、鋼は取り鍋を介して転炉から下流の連続鋳造設備へ供給される。
【０００３】
金属溶融物は搬送されるときに可能な限り不純物を含有しないようにされなければならない。例えば、周囲環境（酸素、窒素）との接触は、スラグ含有物との接触と同様に避けられなければならない。
【０００４】
転炉の湯出し口は特許文献１から知られており、軸方向に互いに結合された、複数の耐火煉瓦又はディスクを含んでいる。また、転炉の湯出し口は同じ寸法を有する一体物とすることもできる。図１は、この従来技術を示し、長期間に亘ってその商業的な価値を立証してきた。金属溶融材料のための中央貫流チャネルは、円錐形状、円筒形状、または流入端から流出端へ段状に縮径された形状とすることができる。どの場合においても、金属溶融物が通過するとき、金属溶融物は貫流チャネルの外側壁部の腐食を引き起こし、その断面は図２に図示するように、作業の間には絶えず拡張されている。
【０００５】
貫流チャネルの断面が変化するにつれて、単位時間に湯出しチューブを通じて流れる金属溶融物の量もまた変化する。また、耐火材料の取り外しはほとんど制御不可能であるため、この湯出しチューブを通じて流れる金属溶融物の量の変化はほとんど制御不可能である。
【０００６】
従って、記述された種類の湯出しチューブを、所定の湯出し時間の後に、修理する試みが行われた。これは、例えば腐食によって広げられた貫流チャネルの中に円筒状のテンプレートを導入し、このテンプレートの後ろに耐火性を有する物質をスプレーすることによって行われる。この方法は時間がかかるとともに、熱い炉の構成部分では重大な困難性を伴っている。
【特許文献１】欧州特許第００５７９４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、生産を停止している時間を最小化しつつ、使用している期間全体で可能な限り湯出し時間を一定にすることのできる湯出しチューブ（湯出し口）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主な発想は、湯出しチューブを２つの機能部分、すなわち従来技術に従って構成することのできる第１の部分と、第１の部分に接続することができ、完全な湯出しチューブを形成し、簡単に置換可能な（交換可能な）第２の部分と、で構成することである。
【０００９】
本発明は、流れの本質を決定する湯出しチューブの部分は流出端であることの実現に基づいている。流出端での断面は流出量を決定し、よって金属溶融物の流出時間（湯出し時間）をも決定する。流出端は“外側の”部分、すなわち冶金学的容器中の溶融浴から最も離間した部分であり、比較的最低温が生じ、対応する湯出し部品を交換することを容易としている。
【００１０】
基本的な発明の概念は、図１及び図２に基づいた図３に示されている。流入端Ｅから始まる湯出し装置の上部部分は、従来技術からの変更無しに取り入れられ、図２に示される消耗の近似された条件は図３に反映されていることに注意すべきである。
【００１１】
従来技術と比較した本質的な差異は、湯出しチューブの流出側の端部Ａが分離され、置換可能なアセンブリＢとして設計されており、詳細に後述されるように、湯出しチューブの隣接する部分に密に結合していることである。
【００１２】
置換可能な構成部材Ｂは、本質的には円筒形状であり、貫流チャネルＤ１を有し、この貫流チャネルＤ１の断面積は消耗していない貫流チャネルの目標とする断面積に対応している。
【００１３】
勿論、貫流チャネルＤ１の領域における耐火材料の消耗は同様に生じ、この領域の断面も同様に時間の経過に伴って増加する。
【００１４】
しかし、この断面の増加が所定の値に達するとすぐに、アセンブリＢは流れの方向における上流の部分（以下において上部部分という）にいかなる変更も生じさせずに迅速に交換される。新しいアセンブリＢが装着されると、環状の肩部Ｓが湯出しチューブの上部への遷移領域に形成されるが、これは計画的なものとして許容される。これは、湯出しチューブの上部部分の修理は上述の理由のために許容できず、また、湯出し時間及び湯出しされる金属溶融物の流量は、流出端Ａにおける貫流チャネルの断面によってのみ決定されるので、技術的な面からも必要ではないからである。
【００１５】
勿論、置換可能な構成部材Ｂと湯出しチューブの固定部分との間の結合領域は、耐漏性を有していなければならないが、また、構成部材Ｂは容易に着脱容易であるように設計されなければならない。この目的のために、以下に提案される解決法が記述されている。
【００１６】
また、“取り外し自在の”構成部品Ｂが、図３に示す位置に堅固に固定され、湯出しチューブの上部部分から外れないことが確実でなければならない。この目的のために、本発明はいくつかの異なる解決法を提供しており、これらもまた、後述に示されている。
【００１７】
よって、その最も一般的な実施形態においては、本発明は、以下の特徴を有する冶金学的な溶融容器のための湯出しチューブに関する。
−  湯出しチューブは金属溶融物のための貫流チャネルを有し、このチャネルは流入端及び流出端に結合している
−  湯出しチューブは、流出端から始まり、貫流チャネルに隣接する分離した円筒状部分として構築された円筒状端部を囲んでいる
−  部材の第１の端部であって、湯出しチューブの流出端を備える端部は、部品の保持装置への、固定されているが着脱自在な嵌合を確実とするように構築され、部材の第２の端部は流入端に面する前面を有し、この面は、部品が保持位置にあるときに、湯出しチューブの軸方向の隣接する部分に対して密接して配置されている
【００１８】
円筒状という文言は円状の断面を有する部分を含むが、また、他のすべての断面形状をも含む。
【００１９】
このチューブは内部及び外部の部分の両方に対して適用される。軸方向（金属溶融物の流れの方向）において、チューブは円筒状又は円錐状とすることができる。また、例えば段状の表面のような、他の形状も可能である。円状の断面以外に、内部及び外部の断面は多角形状又は長円形状とすることができる。いかなる多角形状も可能である。
【００２０】
本発明の湯出しチューブの最も重要な点は、置換可能な部材が貫流チャネルＤ（Ｄ１）を外周的に区切っているということである。
【００２１】
本発明の湯出しチューブは、図３に示すような実施形態を含んでおり、部材Ｂは湯出しチューブの断面全体上に延在している。しかしながら、この湯出しチューブは、後述に示すように、部材が湯出しチューブの下端（流出側の）部分に設けられている実施形態をも含んでいる。
【００２２】
円筒状の部材はいかなる内部断面を有しても良い。例えば、貫流チャネルは、部材のこの領域に円形状の又は長円形状の断面を有する。断面積は、望ましい流量及び湯出し時間を確保するための目標断面積に相当する必要がある。
【００２３】
部材のこの領域の貫流チャネルは、部材の上部から見た場合に、一定の内部断面を有することができるが、また、流出端に向かってわずかに円錐状、若しくは段状になるようにすることができる。
【００２４】
既に述べたように、円筒形状の構成部品（部材）は、外側の湯出しチューブの円筒状端部内に嵌合することができる。このように、湯出しチューブの目標長さは変わらないように維持されている。取り替え用スリーブのみが流出端に着脱自在に配置されている。
【００２５】
しかし、図３に示すように、取り替え用スリーブは湯出しチューブの前もって決められた長さに対して短くすることもでき、この場合、置換部材が導入されたときに、湯出しチューブはその当初の長さに復帰する。
【００２６】
置換可能な構成部材（部材）は、湯出しチューブの別の部材の上若しくは中に様々な方法で固定することができる。１つの可能性は、外側ねじ溝を切った部材を構成し、対応する内側ねじ溝と協働させることである。内側ねじ溝は、結合された冶金学的溶融容器における湯出しチューブの流出領域の分離した部材として配置することができる。また、内側ねじ溝は、特に上述したような挿入された部材の場合には、湯出しチューブの流出端の一体的な構成部材とすることもできる。
【００２７】
また、ねじ結合の代わりにバヨネット（ｂａｙｏｎｅｔ）結合も可能である。
【００２８】
一の実施形態によれば、円筒形状の置換部材は、外側表面、または流出端に沿って、入り口端の方向へこの部材上に作用する圧縮手段のための緩衝材を有している。
【００２９】
圧縮手段は、例えば保持機構の上に配置されたスプリングとすることができ、これもまた、冶金学的溶融容器の外側に固定されている。
【００３０】
決定的特徴は、湯出しチューブの残りの部材との耐漏性結合部が生成されるように、置換可能な構成部材が湯出しチューブの流入端に向かって付勢されていることである。よって、対応する保持手段は、特に部材の自由な下部前面に、若しくは外側の周囲に配置されている。
【００３１】
シールの品質は、部材が取り付けられている端部の前面が所定の表面を有している場合、すなわち滑らかではないときには、改良することができる。このような形状は個別の、分離したこぶまたは隆起部からなっていても良い。また、形状は同心円状に又はらせん状に配置されたリブ状の突起からなっていても良い。
【００３２】
代替的に若しくは付加的に、交換可能な構成部材の前面が押し付けられる湯出しチューブの表面もまた同様に一致させられている。
【００３３】
更なる代替案は、湯出しチューブの対応する表面と構成部材との間にシールを置いたものを提供する。特に、耐火材料からなる、対応する表面部分が多少平面状である場合には、通常は環状のシールを前述のような表面形状に沿わせることが常識的である。
【００３４】
これらの形状が耐火材料の中に形成される、及び／又はシール用の構成部材からなる部材であるかどうかにかかわらず、これらの形状は、所定の弾性を有することを可能とし、よって、部材が湯出しチューブの残りの部材上に取り付けられるとき、変形能を有することをも可能とする。
【００３５】
好適なシール材料はグラファイトであり、これは、例えば、グラファイトが対応する熱抵抗をも有するからである。また、シールはシール用化合物から生成することもでき、これは例えばフレーク状のグラファイトと油との乳化物のようなものである。
【００３６】
湯出しチューブの他の部分のセラミックの部分を有する前述した部材の接触表面は、平面状（特に湯出しチューブの長さ方向の軸に垂直な状態の）又は凸面状、特に、反った状態、すなわち流入端に向かってアーチ状とすることができる。
【００３７】
同時に、部材は“最初のスラグ”のための一時的な遮蔽材を含むことができる。最初のスラグは、転炉が傾けられたときに湯出しチューブの中に（そして、次に下流の冶金学的溶融容器の中に）流入するが、これは好ましいことではない。よって、本発明は、一時的に内部の断面（貫流チャネル）を閉塞する遮蔽要素を有して構成されている構成部材を提供している。ここで、”一時的”は遮蔽効果が、金属溶融物が湯出し工程において湯出しチャネルの中に流入する前の非常に短い間、例えば数秒間だけ必要とされることを意味している。
【００３８】
このような遮蔽要素は例えば薄い金属性の平板若しくはカップ状とすることができ、構成部材の貫流チャネルの中に、たとえばスプリングアーム（かぎつめ状のもの）を介して構成部材の円周表面上に配置されている。
【００３９】
構成部材は一般的にいかなる長さにすることもできる。最も重要なのは、上述したように、流出端における流出断面である。しかし、部材の動作寿命は、構成部材の長さが最も小さい内部の直径の長さの少なくとも１．５倍（１．５〜３の比率が通常十分である）である場合には延長することができる。また、この長さは流出する溶融物の望ましい特性を得るために重要である。特に、溶融物の均一な流出が達成される。
【００４０】
末端部は容易に交換可能であるので、記述された湯出しチューブは高度に一定の湯出し時間を達成することを可能とし、よって溶融物の有用性を改善することを可能とする。端部の構成部材の置換は自動とすることができる。端部の構成部材は外側から置換されるので、置換は容易かつ迅速に行うことができる。端部の構成部材は、湯出しチューブの流出端が冶金学的溶融容器の外壁とほぼ同じ平面にあるように固定される。
【００４１】
端部の部材は湯出しチューブの残りの部材と同じ材料から作ることができる。又は、二つの部材は異なる材料から生産することもできる。例えば、部材は高度に耐消耗性を有する等級の材料から構成することができる。
【００４２】
異なる材料の異なる熱膨張は前述のシール領域によって、及び／又は構成部材のための弾性的な保持機構によって補整することができる。
【００４３】
本発明の追加的な特徴は、従属請求項及び他の出願書類に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
後述には、本発明がさまざまな実施形態を参照しつつより詳細に説明されている。
【００４５】
図において、同一の又は同等の部分は同じ参照符号を付されている。
【００４６】
図４は湯出しチューブ１０の下部部分を示し、外側の金属性の外囲容器１４上に示されている転炉の耐火ライニングに嵌合されている。これらの特徴はすべて従来技術に示されており、よってこれ以上は説明しない。
【００４７】
湯出しチューブの端部１８は、貫流チャネルＤの流出端１６から始まり、拡張された内部の凹部２０を有し、この場合この凹部２０は円筒状の壁面を有している。金属製の環状部材２２は、端部１８の壁領域に、流出端１６に隣接して直接接着され、内部ねじ溝を有している。
【００４８】
この内部ねじ溝は取り付け構成部材Ｂの周辺に設けられた外部ねじ溝と協働している。構成部材Ｂは円筒状である。構成部材Ｂの外形は凹部２０の内径に対応している。このことは、構成部材Ｂが、凹部２０の中に上述のねじに沿って、端部１８及び金属製の外囲容器１４に流出端１６で密着した状態で同じ高さに位置するまで挿入することを可能としている。
【００４９】
構成部材Ｂは円形状の断面を有する中心部貫流チャネルＤ１を有し、このＤ１は湯出しチューブ１０の流出端における貫流チャネルＤの目的とする断面に一致している。
【００５０】
グラファイトシール２８は、構成部材Ｂの上部前面２４と部分１８の対応する接触表面２６との間に配置され、構成部材Ｂがねじ込まれるときに凹部２０の中に圧縮されており、よってシール２８の大きさは図面では誇張されている。
【００５１】
湯出しチューブが、図２、図３に示したように消耗した場合、構成部材Ｂもまた消耗すると考えられるが、構成部材Ｂのみは取り替えられ、よって図３の構成に本質的に対応する構成を生成する。これらの状況において、構成部材Ｂは凹部２０からねじを緩めて取り外され、貫流チャネルＤ１を形成された新しい構成部材が代わりに挿入される。
【００５２】
図５は、同心状の立ち上がったリブ２４ｒを有する構成部材Ｂの前面２４の構造の（底部）断面図及び（上部）平面図を示しており、リブ２４ｒの間に形成された凹部の中にシール２８を圧入することができ、よってシール効果を高めている。
【００５３】
図６の実施形態においては、構成部材Ｂは、湯出しチューブ１０の端部１８の凹部２０の中には配置されていない。湯出しチューブ１０の上部部分は、構成部材Ｂの長さ（高さ）だけ短くされており、構成部材Ｂに対する接触表面２６はチューブ１０の壁の厚み全体の上に延在している。
【００５４】
（円形状の断面を有する）中央貫流チャネルＤ１を有する構成部材Ｂの外形は円錐台形であり、対応する金属製のスリーブ３０中に配置され、スリーブ３０は半径方向に伸びるリッジ３２を有して提供されている。
【００５５】
保持アーム３４はこのリッジ３２に当接し、圧縮ばね３６を介して、湯出しチューブ１０の上部部分に向かって付勢されている。ばね３６はアーム３８上に支持されており、アーム３８は、（詳細には示されていない）冶金学的溶融容器の金属製の外囲容器１４に固定されている。突出部分は構成部材Ｂのための保持機構を形成している。
【００５６】
このように、構成部材Ｂの上部前面２４は、ばね３６の効果の下で、湯出しチューブ１０の上部部材の合わせ接触表面２６に対して押し付けられている。また、例えばグラファイトの薄板のようなシールは、表面２４、２６の間に配置することができ、表面２４、２６もまた輪郭を描くことができる。
【００５７】
消耗が生じるにつれて（破線Ｌで示されている）、構成部材Ｂは保持機構を取り外すことによって迅速に交換することができる。新しい（貫流チャネルＤ１を有する）構成部材Ｂは、次いで保持機構に固定され、よって後続の湯出し作業のための目標直径を形成した流出断面を提供する。
【００５８】
たとえ、湯出しチューブの消耗が、（点線Ｐで示すように）より進んでいたとしても、湯出しチューブ１０の上部部分は交換されない。しかし、構成部材Ｂは破線Ｌに対応する消耗条件に達するや否や、再度取り替えられる。
【００５９】
また、図６は鍋状の形状の遮蔽要素４０を表わす図を示しており、これは薄いシート状の金属から生産され、構成部材が、対応する接触表面２６に押圧されているときに、遮蔽要素４０の周囲のリップが構成部材Ｂの上部前面２４に位置している。遮蔽要素４０は、金属溶融物が貫流チャネルＤに沿って湯出しされるときに、最初のスラグが下流の溶融容器の中に入るのを防止している。少量のスラグのみが遮蔽要素４０まで貫流チャネルＤを進むことができる。
【００６０】
最初のスラグが、溶融容器を傾けることによって湯出しチューブ１０の流入端を通って搬送されるとすぐに、金属溶融物のみが流入端の最上部に残存する。湯出しチューブ１０の流入部分のスラグは、上に浮遊するか、又は閉塞要素４０が溶融したときにスラグの一部分として排出することができる。その後、金属溶融物のみが湯出しチューブ１０を通過する。
【００６１】
図示された遮蔽要素は、可能性のある一つの設計解決法を示しているにすぎない。本質的な特徴は、構成部材Ｂが取り替えられたときに、同じ機能を有する新しい遮蔽要素を同時に設置でき、貫流チャネルを一時的に閉鎖するということである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来技術の湯出しチューブの断面図である。
【図２】金属溶融物によって貫流チャネルの外側壁部の腐食が引き起こされた、図１に示したチューブの断面図である。
【図３】本発明の湯出しチューブの金的な概念図である。
【図４】湯出しチューブの末端部の部分断面図である。
【図５】図４の湯出しチューブの置換可能な構成部材の平面図及び表面２４の透過断面図である。
【図６】湯出しチューブの別の実施形態の部分断面図であり、下部部分のみが示されている。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ・・・流出端
Ｂ・・・部材、構成部材
Ｄ、Ｄ１・・・貫流チャネル
Ｅ・・・流入端
１０・・・湯出しチューブ
１２・・・冶金学的溶融容器
２２・・・保持機構
２４・・・前面
２４ｒ・・・表面形状
２６・・・（隣接する）部分
２８・・・シール部材
３２・・・緩衝材
３４、３６・・・圧縮手段
４０・・・遮蔽要素
【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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【国際調査報告】
2008516772.tif 000009
2008516772.tif 000010
2008516772.tif 000011
2008516772.tif 000012