(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉等の炉体の外殻をなす円形の底面を有する炉体鉄皮と、
該底面に径方向及び周方向に沿って配列した、所定形状に成型した耐火材よりなる敷きレンガと、
該敷きレンガよりも大型に形成された耐火材よりなる本体部と、該本体部を貫通して設けられた貫通孔と、を備えた底吹きプラグと、
を有する炉体であって、
該本体部は、径方向の内径側が上底をなし、外径側が下底をなす台形形状の外周形状を有し、
該上底が、対向する該敷きレンガの外周面の外接円と略一致するなめらかな弧状で外径側に凹となり、該下底が、対向する該敷きレンガの内周面と略一致する外径側に角部を有する形状で凸となっていることを特徴とする炉体。
【請求項２】
転炉等の円形の底面を有する炉体の該底面に径方向及び周方向に沿って配列した、所定形状に成型した耐火材よりなる敷きレンガの間に設置する底吹きプラグであって、
該底吹きプラグは、該敷きレンガよりも大型に形成された耐火材よりなる本体部と、該本体部を貫通して設けられた貫通孔と、を備え、
該本体部は、径方向の内径側が上底をなし、外径側が下底をなす台形形状の外周形状を有し、
該上底が、対向する該敷きレンガの外周面の外接円と略一致するなめらかな弧状で外径側に凹となり、該下底が、対向する該敷きレンガの内周面と略一致する外径側に角部を有する形状で凸となっていることを特徴とする底吹きプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に溶鋼等の溶融金属が貯留するとともに、貯留した溶融金属にガスを吹き込む底吹きプラグを備えた炉体及び底吹きプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶鋼の処理には、転炉が用いられている。転炉は、炉体の内部に溶鋼を貯留する。転炉の底部（炉底）には、ガスが通る貫通孔を複数個備えたガス吹込み用の底吹きプラグが配置されている。底吹きプラグは、貫通孔を介してガス（アルゴン等の不活性ガス）を炉底から溶鋼に供給し、溶鋼の攪拌を行う。この攪拌により、炉体内の溶鋼の温度・成分の均一化や清浄化が行われる。同様の処理は、転炉だけでなく、底吹きプラグを備える炉体において行われる。
このような底吹きプラグを有する溶鋼を貯留する炉体としては、例えば、特許文献１（特開平１１−２１７６１３号公報）に記載されている。
特許文献１（特開平１１−２１７６１３号公報）には、炉体鉄皮と、炉体鉄皮内に内張り配設された耐火材レンガと、炉底に設けられた底吹きノズル（底吹きプラグとも称する）と、を備えた炉体が記載されている。【０００３】
一般に、耐火材レンガ（敷きレンガとも称する）は、所定形状を有し、炉底において炉体鉄皮の表面に、径方向及び周方向に並んだ状態で配設される。耐火材レンガの所定形状としては、炉内から炉底を見たときの外周形状が方形状〜外径側が幅広の略台形形状となる形状をあげることができる。【０００４】
底吹きノズルは、耐火材レンガよりも大型の耐火材レンガよりなる本体部に貫通孔が開口した構成を備え、この貫通孔を介してガスを供給することで溶鋼にガスを吹き込む。本体部は、他の耐火材レンガよりも大きな形状（炉内から炉底を見たときの外周形状が大きな形状）である。例えば、本体部は、他の耐火材レンガ３個分の径方向及び周方向での長さを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２１７６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の炉体に用いられる本体部は、その外周形状が外径側が幅広の下底となる台形形状の外周形状を有している。この本体部は、内径側に位置する上底及び外径側に位置する下底とが、径方向に垂直でありかつ互いに平行に延びるように形成されている。この構成では、本体部の内径側の表面と外径側の表面のそれぞれは、通常の耐火材レンガとの間に大きなすき間を生じる。このすき間を解消するために、本体部の形状に対応した調整レンガを用いていた。【０００７】
このように、従来の炉体では、本体部を用いた底吹きノズルを配する場合には、耐火材レンガとは別に調整レンガが必要となっていた。調整レンガは本体部に対応した形状とする必要があり、それ自身の外周形状が異なっており、組み付け性が低下していた。この結果、調整レンガを用いる従来の炉体では、耐火材レンガ及び底吹きプラグの組み付け性が低下するという問題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、敷きレンガ（耐火材レンガ）及び底吹きプラグ（底吹きノズル）の組み付け性に優れた炉体及び炉体への組み付け性に優れた底吹きプラグ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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の炉体は、転炉等の炉体の外殻をなす円形の底面を有する炉体鉄皮と、底面に径方向及び周方向に沿って配列した、所定形状に成型した耐火材よりなる敷きレンガと、敷きレンガよりも大型に形成された耐火材よりなる本体部と、本体部を貫通して設けられた貫通孔と、を備えた底吹きプラグと、を有する炉体であって、本体部は、径方向の内径側が上底をなし、外径側が下底をなす台形形状の外周形状を有し、上底が、対向する敷きレンガの外周面の外接円と略一致するなめらかな弧状で外径側に凹となり、下底が、対向する敷きレンガの内周面と略一致する外径側に角部を有する形状で凸となっていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、台形形状の本体部の上底及び下底が外径側に変形した形状をなしており、径方向内方及び径方向外方に位置する敷きレンガとのすき間を小さくすることができ、従来の調整レンガを使用しなくともよくなる。すなわち、従来の調整レンガを用いることなく炉体を形成でき、調整レンガを用いていたことにより生じる組み付け性の低下という問題が生じなくなっている。この結果、本発明の炉体は、耐火材レンガ及び底吹きプラグの組み付け性に優れた炉体となっている。【００１１】
本発明によると、本体部は、上底がなめらかな弧状をなし、下底が角部を有する形状をなしている。上底と下底のそれぞれがこの形状となることで、径方向内方及び径方向外方に位置する敷きレンガとのすき間（対向する面間の距離）を確実に小さくすることができ、従来の調整レンガのように特別な形状のレンガを配することなく組み付けを行うことができる。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の底吹きプラグは、転炉等の円形の底面を有する炉体の底面に径方向及び周方向に沿って配列した、所定形状に成型した耐火材よりなる敷きレンガの間に設置する底吹きプラグであって、底吹きプラグは、敷きレンガよりも大型に形成された耐火材よりなる本体部と、本体部を貫通して設けられた貫通孔と、を備え、本体部は、径方向の内径側が上底をなし、外径側が下底をなす台形形状の外周形状を有し、上底が、対向する敷きレンガの外周面の外接円と略一致するなめらかな弧状で外径側に凹となり、下底が、対向する敷きレンガの内周面と略一致する外径側に角部を有する形状で凸となっていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、台形形状の本体部の上底及び下底が外径側に変形した形状をなしており、径方向内方及び径方向外方に配置されている敷きレンガとのすき間を小さくすることができ、従来の調整レンガを使用しなくともよくなる。すなわち、従来の調整レンガを用いることなく炉体に組み付けることができ、調整レンガを用いていたことにより生じる組み付け性の低下という問題が生じなくなっている。この結果、本発明の底吹きプラグは、炉体への組み付け性に優れたものとなっている。【００１４】
本発明によると、本体部の上底と下底は、径方向で対向する敷きレンガの対向面の内接円又は外接円と略一致する形状である。この構成によると、底吹きプラグを組み付けたときに、内径側と外径側に位置する敷きレンガとのすき間を確実に小さくすることができる。
【００１６】
本発明によると、本体部は、上底がなめらかな弧状をなし、下底が角部を有する形状をなしている。上底と下底のそれぞれがこの形状となることで、径方向内方及び径方向外方に位置する敷きレンガとのすき間（対向する面間の距離）を確実に小さくすることができ、従来の調整レンガのように特別な形状のレンガを配することなく炉体への組み付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の炉体の構成を示す断面図である。
【図２】実施形態の炉体の底面を示す上面図である。
【図３】実施形態の炉体における底吹きプラグ近傍の構成を示す上面図である。
【図４】実施形態の底吹きプラグの構成を示す上面図である。
【図５】実施形態の別の形態での底吹きプラグの構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施の形態を用いて本発明を具体的に説明する。
［実施形態］
本形態は、炉底に底吹きプラグ４を備えた炉体である。本形態の炉体１は、転炉に用いられる。
本形態の炉体１は、図１に断面図で示すように、炉体鉄皮２と、敷きレンガ３と、底吹きプラグ４と、を有する。
炉体鉄皮２は、図１に示すように、炉体１の外殻を形成する。炉体鉄皮２は、円形の底面２ａを有する。炉体鉄皮２は、従来の炉体において用いられる鉄皮と同様の構成とすることができる。
【００１９】
敷きレンガ３は、溶鋼等の金属溶湯を貯留するための転炉の炉内空間を区画する。
敷きレンガ３は、所定形状に成型されてなる。敷きレンガ３の所定形状は、軸方向での外周形状が一定の柱状の形状である。敷きレンガ３は、図２〜図３に炉底を示したように、内径側が上底となり、外径が下底となる台形形状の端面形状（外周形状とも称する）を有する。敷きレンガ３の台形形状は、上底と下底とが平行をなしている。なお、図２では、敷きレンガ３が周方向に並んだ状態を同心円で示す。図３では、敷きレンガ３が周方向に並んだ状態での、配列する周方向を破線で示す。図１の断面図は、図２中のＩ−Ｉ矢視断面図に相当する。
敷きレンガ３は、炉体鉄皮２の底面２ａに径方向及び周方向に沿って配列される。図２〜図３に示したように、上底が内径側に、下底が外径側に位置した状態で配列する。なお、図２〜図３は、敷きレンガ３が周方向に沿って配列していることを模式的に示したものであり、敷きレンガ３の境界は省略している。
敷きレンガ３の材質は、限定されるものではない。従来の転炉に用いられる敷きレンガと同じ材質を用いることができる。例えば、高耐用のマグネシア−カーボン質の材質を用いることができる。
【００２０】
底吹きプラグ４は、敷きレンガ３よりも大型に形成された耐火材よりなる本体部４０と、本体部４０を貫通して設けられた貫通孔４１と、を備える。本体部４０は、径方向の内径側が上底をなし、外径側が下底をなす台形形状の外周形状を有する。この外周形状は、貫通孔４１の軸方向において底吹きプラグ４の端面を見た場合の外周形状であり、炉体１の上方から底吹きプラグ４を見た場合の外周形状である。台形形状の上底に対応する上底面４０ａが外径側に凹となり、台形形状の下底に対応する下底面４０ｂが外径側に凸となっている。上底面４０ａと下底面４０ｂとは、台形形状の上底と下底とをつなぐ側辺に対応する一対の側辺面４０ｃ，４０ｃにより接続される。一対の側辺面４０ｃ，４０ｃは、対応する台形形状が直線状をなすように、平面をなしている。本体部４０の外周形状である台形形状とは、上底面４０ａと下底面４０ｂとが平行でない略台形形状を含む。底吹きプラグ４は、外部からのガスが貫通孔４１を介して炉体１に貯留した金属溶湯に吹き込む。
【００２１】
底吹きプラグ４の本体部４０は、敷きレンガ３よりも大型に形成された耐火材よりなる。本体部４０における、敷きレンガ３より大型とは、本体部４０の外周形状の台形形状が、敷きレンガ３の台形形状より、その面積が大きいことを示す。
【００２２】
本体部４０の材質も、限定されるものではない。従来の底吹きプラグの本体部と同じ材料を用いることができる。また、敷きレンガ３に用いられる材質と同じ材質を用いることができる。なお、本体部４０の材質と、敷きレンガ３に用いられる材質とは、同じ材質であっても、異なる材質であっても、いずれでもよい。
【００２３】
本体部４０は、上底面４０ａが２つ（１以上、複数）の敷きレンガ３の外周面３ｂと対向する。本体部４０の上底面４０ａは、径方向外方に凹となる形状をなしており、詳しくは、対応する台形形状の上底がなめらかな弧状をなすように形成されている。上底面４０ａの弧状形状は、上底面４０ａに対向する２つの敷きレンガ３の外周面３ｂの外接円と略一致する円弧状である。
【００２４】
本体部４０は、下底面４０ｂが４つ（上底面４０ａよりも多い数の複数）の敷きレンガ３の内周面３ａと対向する。本体部４０の下底面４０ｂは、径方向外方に凸となる湾曲形状をなしており、詳しくは、角部を有する形状（具体的には、３つの角部を有する形状）をなしている。下底面４０ｂの湾曲形状は、下底面４０ｂに対向する４つの敷きレンガ３の内周面３ａと略一致する形状である。なお、下底面４０ｂは、その外接円が、下底面４０ｂに対向する４つの敷きレンガ３の内周面３ａの内接円と一致する。
【００２５】
一対の直線状の側辺面４０ｃ，４０ｃは、台形形状の敷きレンガ３の同様な側面３ｃ，３ｃと一致する直線状をなす。本形態において、一対の直線状の側辺面４０ｃ，４０ｃの長さは、３つの敷きレンガ３が径方向に並んだ長さと一致する。
【００２６】
貫通孔４１は、本体部４０を貫通してもうけられる。貫通孔４１は、底吹きプラグ４において、外部からのガスを炉体１の内部に吹き込むときのガスが流れる。貫通孔４１は、本体部４０の表面において、ガスを吹き出す吹出口を形成する。貫通孔４１は、従来の底吹きプラグ４においてガスが流れる貫通孔と同様に形成される。すなわち、貫通孔４１は、具体的な構成についても限定されるものではない。従来の底吹きプラグ４と同様の形態とすることができる。本形態では、本体部４０を貫通した状態で埋設された管路（パイプ）により形成される（区画される）。なお、管路は、本体部４０を貫通して炉体１の内部側に突出していてもよい。
貫通孔４１は、本体部４０の中央部４２にもうけることが好ましい。
【００２７】
本体部４０に、複数の貫通孔４１を有する形態（図４に示した、貫通孔４１が複数の形態）であっても、１つ貫通孔４１を有する形態（図５に示した、貫通孔４１が１つの形態）であっても、いずれでもよい。好ましくは、複数の貫通孔４１を有する形態である。
【００２８】
複数の貫通孔４１を有する場合、それぞれの貫通孔４１の配置は限定されない。所定の間隔（等間隔）で配置することが好ましい。また、それぞれの貫通孔４１の孔径等についても限定されない。異なる径の貫通孔４１を配しても、同一径の貫通孔４１を配しても、いずれでもよい。好ましくは同一径である。
（効果）
【００２９】
本形態の炉体１は、転炉等の炉体１の外殻をなす円形の底面を有する炉体鉄皮２と、底面に径方向及び周方向に沿って配列した、所定形状に成型した耐火材よりなる敷きレンガ３と、敷きレンガ３よりも大型に形成された耐火材よりなる本体部４０と、本体部４０を貫通して設けられた貫通孔４１と、を備えた底吹きプラグ４と、を有する。本体部４０は、径方向の内径側が上底をなし、外径側が下底をなす台形形状の外周形状を有し、上底が外径側に凹となり、下底が外径側に凸となっている。
【００３０】
この構成によると、本体部４０の径方向の内周の内径側の上底及び径方向の外周側の下底とがそれぞれ径方向外側に膨らんだ形状をなしており、それぞれの面に対向する敷きレンガとのすき間を小さくすることができる。この結果、従来の調整レンガを使用しなくともよくなる。本形態の炉体１では、従来の調整レンガを用いないこととなり、敷きレンガ３及び底吹きプラグ４の組み付け性に優れた炉体１となっている。
【００３１】
本形態によると、本体部４０の上底面４０ａと下底面４０ｂは、なめらかな弧状、角部を有する形状のいずれかである。本体部４０の上底面４０ａと下底面４０ｂがこれらの形状となることで、径方向内方及び径方向外方に位置する敷きレンガ３とのすき間を確実に小さくすることができる。
【００３２】
本形態によると、本体部４０は、上底面４０ａがなめらかな弧状をなし、下底面４０ｂが角部を有する形状をなしている。本体部４０の上底面４０ａと下底面４０ｂがこれらの形状となることで、径方向外方に位置する敷きレンガとのすき間を確実に小さくすることができる。特に、曲率半径が大きな径方向外方に位置する下底面４０ｂと、径方向外方に位置する敷きレンガ３とのすき間を確実に小さくすることができる。
【００３３】
本形態の底吹きプラグ４は、転炉等の円形の底面を有する炉体１の底面に径方向及び周方向に沿って配列した、所定形状に成型した耐火材よりなる敷きレンガ３の間に設置する底吹きプラグ４であって、敷きレンガ３よりも大型に形成された耐火材よりなる本体部４０と、本体部４０を貫通して設けられた貫通孔４１と、を備え、本体部４０は、径方向の内径側が上底をなし、外径側が下底をなす台形形状の外周形状を有し、上底が外径側に凹となり、下底が外径側に凸となっていることを特徴とする。
【００３４】
この構成によると、台形形状の本体部４０の上底及び下底が外径側に変形した形状をなしており、径方向内方及び径方向外方に配置されている敷きレンガ３とのすき間を小さくすることができ、従来の調整レンガを使用しなくともよくなる。すなわち、従来の調整レンガを用いることなく炉体１に組み付けることができ、調整レンガを用いていたことにより生じる組み付け性の低下という問題が生じなくなっている。すなわち、本形態の底吹きプラグ４は、炉体１への組み付け性に優れたものとなっている。
【００３５】
本形態によると、本体部４０の上底と下底は、径方向で対向する敷きレンガ３の対向面の内接円又は外接円と略一致する形状である。具体的には、本体部４０の上底（上底面４０ａ）は、径方向で対向する敷きレンガ３の対向面の外接円と略一致する形状であり、本体部４０の下底（下底面４０ｂ）は、径方向で対向する敷きレンガ３の対向面の内接円と略一致する形状である。この構成によると、底吹きプラグ４を組み付けたときに、内径側と外径側に位置する敷きレンガ３とのすき間を確実に小さくすることができる。
【００３６】
本形態によると、底吹きプラグ４の本体部４０の上底と下底は、なめらかな弧状、角部を有する形状のいずれかである。本体部４０の上底面４０ａと下底面４０ｂがこれらの形状となることで、径方向内方及び径方向外方に位置する敷きレンガ３とのすき間を確実に小さくすることができる。
【００３７】
本形態によると、底吹きプラグ４の本体部４０は、上底がなめらかな弧状をなし、下底が角部を有する形状をなしている。本体部４０の上底面４０ａと下底面４０ｂがこれらの形状となることで、径方向外方に位置する敷きレンガとのすき間を確実に小さくすることができる。特に、曲率半径が大きな径方向外方に位置する下底面４０ｂと、径方向外方に位置する敷きレンガ３とのすき間を確実に小さくすることができる。
［変形形態］
【００３８】
上記の実施形態では、底吹きプラグ４の一つの形態を具体的に示したが、図１〜図２に示したように、複数の底吹きプラグ４を有する場合には、それぞれの底吹きプラグ４の大きさが異なっていてもよい。例えば、図２に示したように、径方向の位置が異なる場合、底吹きプラグ４の大きさが異なっていてもよい。底吹きプラグ４の大きさとは、本体部４０の大きさに相当する。
【００３９】
また、複数の底吹きプラグ４を有する場合には、それぞれの底吹きプラグ４の貫通孔４１についても、同様に任意に設定できる。すなわち、炉体１の内部に、目的のガスを吹き込むことができるように、それぞれの底吹きプラグ４に形成される。例えば、貫通孔４１の孔径が底吹きプラグ４１ごとに異なっていても、複数の複数の貫通孔４１を有する場合にその数が底吹きプラグ４１ごとに異なっていても、これらを組み合わせた形態であってもよい。
【００４０】
また、上記の実施形態では、敷きレンガ３及び底吹きプラグ４を炉体鉄皮２の底面２ａに配列した構成を示したが、敷きレンガ３及び底吹きプラグ４の間に両者を接合する接合材（定形又は不定形耐火材よりなる）を配した構成としてもよい。同様に、敷きレンガ３や底吹きプラグ４と炉体鉄皮２の底面２ａとの間に、接合材（定形又は不定形耐火材よりなる）を配した構成としてもよい。
また、敷きレンガ３についても、炉体鉄皮２の底面２ａ上で、複数層を形成していてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１：炉体
２：炉体鉄皮
３：敷きレンガ
４：底吹きプラグ
４０：本体部  ４１：貫通孔
【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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