(57)【要約】【課題】精錬用の取鍋蓋において、低コストで且つ、短期間で耐火物施工でき、しかも耐火物寿命を延長できる精錬用耐火物製の蓋、及びそれに代表される耐火物の施工時に使用されるスタッドについて鉄皮との接合力の大きなスタッドを提供すること。【解決手段】精錬用に用いる耐火物性の蓋において、その平坦部が溶融金属湯面よりも１．４ｍ以上離れている精錬用耐火物製蓋。但し、平坦部とは、立ち上がり角度４５°以下の部位を意味する。及び、耐火物の施工の際に使用するスタッドであって、鉄皮への取り付け部が２０ｍｍ以上の長さであり、上記鉄皮への取り付け部に更にＶ字型の棒状鋼を接合した形状（ＬＶスタッド）、あるいは、上記鉄皮への取り付け部の両端部をＵ字状に立ち上がらせた形状（Ｕスタッド）とした耐火物施工時に使用するスタッド。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
精錬用に用いる耐火物性の蓋において、その平坦部が溶融金属湯面よりも１．４ｍ以上離れていることを特徴とする精錬用耐火物製蓋。
但し、平坦部とは、立ち上がり角度４５°以下の部位を意味する。
【請求項２】
耐火物の施工の際に使用するスタッドであって、鉄皮への取り付け部が２０ｍｍ以上の長さであり、上記鉄皮への取り付け部に更にＶ字型の棒状鋼を接合した形状（以下、ＬＶスタッドと称す）としたことを特徴とする耐火物施工時に使用するスタッド。
【請求項３】
耐火物の施工の際に使用するスタッドであって、鉄皮への取り付け部が２０ｍｍ以上長さであり、上記鉄皮への取り付け部の両端部をＵ字状に立ち上がらせた形状（以下、Ｕスタッドと称す）としたことを特徴とする耐火物施工時に使用するスタッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属の精錬の際に精錬容器に使用する精錬用の耐火物製の蓋、及びそれに代表される耐火物施工時に使用するスタッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
取鍋精錬、特に粉体吹き込みあるいは、ＬＦなどの処理の際に溶融金属を入れた取鍋に放熱防止あるいは、ヒュームなどの拡散防止などの目的のために取鍋の上に蓋を使用する。その精錬用の蓋としては、従来、下記特許文献１にあるような水冷式の蓋がある。
【０００３】
下記特許文献１の蓋は、水冷式の鉄皮下面にスタッドのない状態で耐火物を吹き付けて厚み５〜３０ｍｍのコーティング層を形成し、この水冷蓋を用いて取鍋精錬炉の操業を行ない、使用後にはこのコーティング層を剥がし、そして次の処理のために新たに吹き付けてコーティング層を形成するという、精錬毎に耐火物の吹き付け、除去を繰り返すというものである。
【０００４】
しかし、上記の方法では、水冷構造であり、設備的に大掛かりとなり設備費が高い。また、処理ごとにコーティング層を剥離して吹き付けるので、手間も掛りランニングコストも高くなる。それに対し、水冷構造ではなく耐火物からなる精錬用の蓋としては、図２に示すようなものがある。
しかし、図２のような耐火物製蓋は、全体が円錐形であり、蓋の大部分が平坦部（４５°未満）である。このような平坦部が多いと溶湯やスラグからの輻射熱をまともに受ける。耐火物が高熱に晒されると、耐火物に亀裂が発生し、精錬時にその亀裂に地金やスプラッシュ等が入り込み耐火物に付着し、蓋鉄皮とスタッドの溶接部が耐火物と地金の重さにより耐火物が地金と共に脱落してしまう。あるいは、スタッドが耐火物や地金と共に脱落してしまう、という問題が発生していた。耐火物が脱落すると、蓋鉄皮が露出し、鉄皮が直接金属溶湯の高温に晒されて最終的には鉄皮は破孔してしまい操業ができなくなる。
【０００５】
一方、耐火物の施工時に使用されるスタッドとしては図４（ａ）のようなＶ型スタッドあるいは、下記の文献に記載しているような、スタッドの先端に導電性コーティング材で被覆し（図４（ｂ））、高温酸化を防止するもの（特許文献２）などがあった。あるいは、特許文献３に開示されているようなスタッドを鉄皮にねじ込み式とする（図４（ｃ））ことによってスタッドの高さのばらつきを小さくするものがあった。
しかし、図４（ａ）（ｂ）のスタッドでは、Ｖ字あるいはＹ字の縦棒の根元を点付け溶接するのみで、鉄皮との接合力が弱かった。また、図４（ｃ）のスタッドでは、ネジ込みの加工コストが高く、更に、熱を受けて熱変形によって蓋耐火物修理後再度同じネジ孔を使用することは困難であるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−９１３１２号公報
【特許文献２】
特開平０８−２８８６３号公報
【特許文献３】
特開平１１−１４２６６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、精錬用の取鍋蓋において、低コストで且つ、短期間で耐火物施工でき、しかも耐火物寿命を延長できる精錬用耐火物製の蓋、及びそれに代表される耐火物の施工時に使用されるスタッドについても鉄皮との接合力の大きなスタッドを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の主旨は、特許請求の範囲に記載した通りの
（１）精錬用に用いる耐火物性の蓋において、その平坦部が溶融金属湯面よりも１．４ｍ以上離れていることを特徴とする精錬用耐火物製蓋。
但し、平坦部とは、立ち上がり角度４５°以下の部位を意味する。
（２）耐火物の施工の際に使用するスタッドであって、鉄皮への取り付け部が２０ｍｍ以上の長さであり、上記鉄皮への取り付け部に更にＶ字型の棒状鋼を接合した形状としたことを特徴とする耐火物施工時に使用するスタッド。
（３）耐火物の施工の際に使用するスタッドであって、鉄皮への取り付け部が２０ｍｍ以上長さであり、上記鉄皮への取り付け部の両端部をＵ字状に立ち上がらせた形状としたことを特徴とする耐火物施工時に使用するスタッド。
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
従来の耐火物製の蓋は、図２にもあるように鍋内の溶湯あるいはスラグ面に対し下向きに平行に近い状態で面しているので、溶湯あるいはスラグからの距離が近くしかも輻射熱をまともに受け易く、かなり高温となっている。そのため蓋の内面に使用される不定形の耐火物はその熱のため亀裂が入りやすかった。亀裂が入ると精錬時にスプラッシュなどにより地金がその亀裂に入り込み付着し、その地金が処理ごとに付着成長し、最終的にはその重みのため耐火物と共に落下してしまうのである。
【００１０】
その対応策として本発明は、図１のような形状としている。即ち、蓋の各部位は湯面から１．４ｍ以上離してそれ未満の部位では立ち上がり角度４５°以上としている。そうすることによって、湯面に近い部分は、湯面に対し垂直に近い角度で立ち上がっているので、溶湯あるいはスラグからの輻射熱をまともに受けることなく熱負荷は小さくなる。
また、例え地金が付着したとしても、従来の蓋より立ち上がっているので、耐火物が下へ落下する力に対する抵抗も大きい。従来は、ほとんど湯面と平行に近い角度だったので耐火物は落下し易かった。
この耐火物部分のたち立ち上がり角度が４５°未満ではこの効果は小さい。また、湯面からの距離が１．４ｍ以上の個所では、４５°未満の立ち上げ角度でもあまり耐火物の落下は見られなかった。
【００１１】
次に、耐火物を施工する際のスタッドの形状について述べる。
スタッドは鉄皮に耐火物を強固に固定するのに重要な役割を果たしている。従来のスタッドとしては、前記したように図４（ａ）のようなＶ型スタッドあるいは（ｂ）のようなスタッドの先端に導電性コーティング材で被覆し、高温酸化を防止するもの、更には（ｃ）に開示されているようなスタッドを鉄皮にねじ込み式とするものがあった。しかし、これらのスタッドには、鉄皮との接合力、加工コスト、熱変形の点で問題があった。
【００１２】
これに対し本発明では、図３（ａ）（ｂ）のようにＬＶ型、あるいはＵ型のスタッド（変形Ｖスタッド）を提案している。両者はいずれも鉄皮と接する部分を２０ｍｍ以上の長さ（図では３０ｍｍとしている）を確保することにより、従来の点状に溶接に対して線状に溶接とし、鉄皮との接合力を高めている。
また、特にＵ型スタッドについては、棒線を所定の長さに切断し、その中心部２ケ所を曲げるだけなので、製作コストが非常に安価となる。図４（ｂ）（ｃ）はいずれもＹ字型であり、１本の棒線からは製作できず、スタッド自体の製作にも溶接が必要であり、その分コスト高となっている。
【００１３】
【実施例】
図１の形状の精錬用取鍋蓋を採用し、またスタッドは図３（ｂ）のＵ字型スタッドを採用し、実際の処理に適用してみた。この際の鍋上端からスラグ面までの距離は、３５０〜４００ｍｍ、蓋と鍋の間隙が１００〜１５０ｍｍ、蓋下端から平坦部までの高さ１０５０ｍｍとした。即ち、スラグ面から蓋の平坦部までの距離は、１．５〜１．６ｍであった。また、スタッドの鉄皮との接合部分の長さは３０ｍｍであった。
その結果、従来の精錬用の耐火物製の蓋に対して、本発明の蓋はその寿命がおよそ２倍にまで延びたことが確認された。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係る蓋およびスタッドの採用により、精錬用の取鍋蓋の寿命がおよそ２倍まで延び、修繕費のコスト削減はもちろん蓋を交換するためのライン休止時間も短縮できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による精錬用蓋の全体図である。
【図２】従来の精錬用の蓋を示す図である。
【図３】本発明によるスタッドの例を示し、（ａ）はＬＶスタッド、（ｂ）はＵスタッドの図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来の各種スタッドの例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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