(57)【要約】【課題】常に新しい状態で再スタートするとともに、ガスの吹出しが安定して、溶鋼成分及び溶鋼温度の均一化が図れ、また、溶鋼による貫通孔の目詰まりが発生し難いガス吹き込みプラグを提供する。【解決手段】ガス吹き込みプラグは、板厚方向へ複数の貫通孔２を設けた緻密質耐火物からなる複数の板状体３と、この板状体３を積層面４で剥離し易く積層してなる積層板状体５と、積層面４に設けられ貫通孔２に連通する中空状の均圧帯５と、この均圧帯５に一端が連通し他端がガス吹きパイプ７に連通する連通路８が形成されたプラグ本体部９と、積層板状体５及びプラグ本体部９の外周及び底部を覆う覆体１１とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚方向へ複数の貫通孔を設けた緻密質耐火物からなる複数の板状体と、この板状体を積層面で剥離し易く積層してなる積層板状体と、前記積層面に設けられ前記貫通孔に連通する中空状の均圧帯と、この均圧帯に一端が連通し他端がガス吹きパイプに連通する連通路が形成されたプラグ本体部と、前記積層板状体及び前記プラグ本体部の外周及び底部を覆う覆体とからなることを特徴とするガス吹き込みプラグ。
【請求項２】
請求項１に記載のガス吹き込みプラグにおいて、前記均圧帯は、前記板状体の下面に設けられることを特徴とするガス吹き込みプラグ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガス吹き込みプラグにおいて、前記均圧帯の厚さは、前記板状体の厚さの１／３より小さいことを特徴とするガス吹き込みプラグ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のガス吹き込みプラグにおいて、前記均圧帯に、ポーラス部材が収納されていることを特徴とするガス吹き込みプラグ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のガス吹き込みプラグにおいて、前記貫通孔の口径は、０．３〜２．０ｍｍであることを特徴とするガス吹き込みプラグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼等の溶融金属にガスを吹き込むガス吹き込みプラグに係わり、特にガス吹き込み用の貫通孔が設けられた板状体を積層面で剥離し易くし、この積層面に中空状の均圧帯を設けたガス吹き込みプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、取鍋底部からガス吹き込みプラグを通して溶融金属中へアルゴンガスあるいは窒素ガス等を吹き込み、溶融金属の攪拌、溶鋼温度の均一化、非金属介在物の浮上除去等を目的とした取鍋精練が多く行われるようになってきた。
【０００３】
この種の従来のガス吹き込みプラグは、溶融金属中に曝されるため、溶融金属と接しガス吹き込み用の貫通孔が設けられた板状体は損耗し、貫通孔に目詰まりが生じ易くなる。
【０００４】
そこで、板厚方向へ複数の貫通孔を設けた緻密質耐火物からなる複数の板状体を、各貫通孔が直線状に連なるように積層し、ガス吹き込みプラグを繰り返して使う毎に、汚れたり目詰まりした最上部の板状体を取り外していき、常に新しい状態で再スタートできるものが考案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、このような従来のガス吹き込みプラグは、ガス吹き込みプラグを繰り返して使う毎に、汚れたり目詰まりした最上部の板状体を取り外していき、常に新しい状態で再スタートすることができるが、複数の板状体が積層して形成される厚い積層板状体に、この積層板状体を貫通する長い貫通孔が多数形成されるため、ガスの吹出しが不安定になり、溶鋼成分及び溶鋼温度の均一化が図り難く、また、溶鋼による貫通孔の目詰まりが発生し易すかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２６８０１１号公報（第２頁、左欄、段落番号［０００５］、［０００６］、図１）
【０００７】
【特許文献２】
特開平８−１４３９４２号公報（第２頁、右欄、段落番号［０００４］、［０００５］、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、常に新しい状態で再スタートできるとともに、ガスの吹出しが安定して、タンディッシュ内の溶鋼成分及び溶鋼温度の均一化が図れ、また、溶鋼による貫通孔の目詰まりが発生し難いガス吹き込みプラグが要望されていた。
【０００９】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、常に新しい状態で再スタートできるとともに、ガスの吹出しが安定して、タンディッシュ内の溶鋼成分及び溶鋼温度の均一化が図れ、また、溶鋼による貫通孔の目詰まりが発生し難いガス吹き込みプラグを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、板厚方向へ複数の貫通孔を設けた緻密質耐火物からなる複数の板状体と、この板状体を積層面で剥離し易く積層してなる積層板状体と、前記積層面に設けられ前記貫通孔に連通する中空状の均圧帯と、この均圧帯に一端が連通し他端がガス吹きパイプに連通する連通路が形成されたプラグ本体部と、前記積層板状体及びプラグ本体部の外周及び底部を覆う覆体とからなることを特徴とするガス吹き込みプラグが提供される。これにより、常に新しい状態で再スタートできるとともに、ガスの吹出しが安定して、タンディッシュ内の溶鋼成分及び溶鋼温度の均一化が図れ、また、溶鋼による貫通孔の目詰まりが発生し難いガス吹き込みプラグが実現される。
【００１１】
好適な一例では、前記均圧帯は、板状体の下面に設けられる。これにより、中空状の均圧帯がなく平面状の板状体の上面が、溶鋼に面するので、溶鋼の付着等を減じることができる。
【００１２】
また、他の好適な一例では、前記均圧帯の厚さは、板状体の厚さの１／３より小さい。これにより、板状体の強度が維持され、かつ、溶鋼の均圧帯への流れ込みが抑制される。
【００１３】
また、他の好適な一例では、前記均圧帯に、ポーラス部材が収納されている。これにより、均圧帯に侵入した溶鋼はポーラス部材に取り込まれて、次段の板状体に設けられた貫通孔が塞がれることがない。
【００１４】
また、他の好適な一例では、前記貫通孔の口径は、０．３〜２．０ｍｍである。これにより、目詰まりなく、安定したガス吹き込みができ、溶融金属の十分な攪拌、溶鋼成分及び溶融温度の均一化が実現される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるガス吹き込みプラグの実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明に係わるガス吹き込みプラグの第１実施形態を示す縦断面図である。
【００１７】
図１に示すように、本第１実施形態のガス吹き込みプラグ１は、截頭円錐形状をなし、板厚方向へ複数の貫通孔２（２１、…、２ｎ−１、２ｎ）を設けた緻密質耐火物からなり順次縮径する複数の板状体３（３１、…、３ｎ−１、３ｎ）と、この板状体３を積層面４で剥離し易く、かつ、各貫通孔２が連通するように積層してなる積層板状体５と、積層面４例えば、板状体３の下面３ａに設けられ複数の貫通孔２に連通する中空円板状の均圧帯６（６１、…、６ｎ−１、６ｎ）と、この均圧帯６に一端８ａが連通し他端７ｂがガス吹きパイプ７に連通する連通路８が形成されたプラグ本体部９と、積層板状体５及びプラグ本体部９の外周及び底部を、截頭中空円錐形状の外装耐火物１０を介して覆う覆体１１、例えば鉄皮とを有している。
【００１８】
図２及び図３に示すように、板状体３は、扁平な截頭円錐形状をなし、その下面３ａには上記均圧帯６が設けられており、さらに、板状体３の中央域には、均圧帯６に連通するように、ガス吹き込み用の貫通孔２が複数、例えば５〜３０個均一に配設されている。この貫通孔２の個数は通気量に応じて決定される。また、貫通孔２の口径は０．３〜２．０ｍｍであるのが好ましい。これにより、目詰まりなく、安定したガス吹き込みができ、溶融金属の十分な攪拌、溶鋼成分及び溶融温度の均一化が図れる。０．３ｍｍより小さいと、目詰まりが生じ、また、安定したガス吹き込みができず、溶融金属の攪拌が不十分であり、溶鋼温度が不均一になり、２．０ｍｍを超えると、過剰なガス吹き込みとなり、溶融金属が攪拌され過ぎて、鋳込みに悪影響を与える。
【００１９】
また、板状体３に設けられた均圧帯６は、その厚さ（高さ）ｔは、板状体３の厚さＴの１／３より小さいのが好ましい。これにより、板状体の強度を維持でき、かつ、溶鋼が均圧帯に流れ込むのを抑制できる。厚さｔが１／３Ｔを超えると、板状体の強度が低下し、また、溶鋼が均圧帯に流れ込み易くなる。なお、均圧帯は、中空円板状に限らず、中空矩形状等であってもよい。
【００２０】
また、上記のように、均圧帯は積層面である板状体の下面に設けることが好ましい。これにより、中空状の均圧帯がなく平面状の板状体の上面が、溶鋼に面するので、溶鋼の付着等を減じることができる。
【００２１】
なお、溶融金属の種類により、均圧帯は積層面である板状体の上面に設けることも可能である。
【００２２】
さらに、上記均圧帯に、ポーラス部材を収納するようにしてもよい。これにより、均圧帯に侵入した溶鋼はポーラス部材に取り込まれて、次下段の板状体に設けられた貫通孔が塞がれることがない。
【００２３】
さらに、板状体３を形成する緻密質耐火物は、アルミナ質、マグネシア質、ジルコニア質、スピネル質の焼成品または、アルミナ／カーボン質、マグネシア／カーボン質、ジルコニア／カーボン質、スピネル／カーボン質等の還元焼成品であるのが好ましく、板状体３に設けられる貫通孔２は、レーザ加工あるいは焼き捨て材（樹脂材、塩化ビニル、紙、釣り糸）を使用して行う。
【００２４】
さらに、図１に示す積層板状体５を形成するように、板状体３を積層する積層面４は、剥離し易くなっているが、例えば、この易剥離化は、耐火物の各層の上面への薄い油の層を形成するか、耐火物の各層の上面へ耐火物粗粒子を敷設することによって行うのがよい。
【００２５】
また、プラグ本体部９は、耐火物からなり、均圧帯６とガス吹きパイプ７を連通する多数の連通路８が形成され、ガス吹きパイプ７から吹き込まれるガスを最下段の均圧帯６ｎに吹き込むようになっている。なお、プラグ本体部は、耐熱性で連通路が形成されていればよいので、連通路が穿設された耐火物に替えて、連通路の機能を果す多数の孔を有する多孔質ポーラスレンガを用いてもよい。
【００２６】
なお、上記外装耐火物１０は、必ずしも、別個に形成する必要がなく、板状体及びプラグ本体部を覆体に接するまで拡径して、これらで外装耐火物の機能を持たせてもよい。
【００２７】
次に本発明に係わるガス吹き込みプラグを用いた溶鋼を精錬する方法について説明する。
【００２８】
図４に示すように、取鍋２１に収容された溶鋼Ｍを脱ガス精錬するために、真空容器内に設置した取鍋２１の底部に、本発明に係わるガス吹き込みプラグ１を取り付け、このガス吹き込みプラグ１から例えば、アルゴンガスなどのガスを吹き込んで溶鋼Ｍを攪拌する。
【００２９】
このような脱ガス精錬工程では、ガス供給源から送られてくるガスは、図１に示すガス吹きパイプ７、連通路８を通って最下段板状体３ｎの均圧帯６ｎに達する。最下段の均圧帯６ｎに達したガスは、均圧化され、最下段板状体３ｎに設けられた貫通孔２ｎを通って、直ぐ上段の板状体３ｎ−１の均圧帯６ｎ−１に達し、均圧化され、さらに、上段の板状体３ｎ−２の均圧帯６ｎ−２に達する。同様の過程を繰り返し、最上段板状体３１の均圧帯６１に達したガスは、均圧化されて、最上段板状体３１に設けられた貫通孔２１を通って、取鍋１１内の溶鋼Ｍに吹き出して、溶鋼Ｍを攪拌する。
【００３０】
上記のような脱ガス精錬工程において、最上段板状体３１の均圧帯６１からガスが吹き出されるため、ガスは均一かつ安定して吹出され、溶鋼は均一に攪拌されて、溶鋼成分及び溶融温度の均一化が図られ、さらに、例え貫通孔２１に少量の溶鋼が侵入しても、この少量の溶鋼は最上段の均圧帯６１に取り込まれるため、貫通孔２１が溶鋼で塞がれる場合が少なく、ガスの吹出しが確実になる。
【００３１】
また、ガス吹き込みプラグ１を繰り返して使う毎に、損耗した最上段板状体３１を取り外していき、常に新しい状態で再スタートすることができる。
【００３２】
また、本発明に係わるガス吹き込みプラグの第２実施形態について説明する。
【００３３】
上記第１実施形態が、貫通孔及び均圧帯が設けられ順次縮径する扁平な截頭円錐形状の板状体を複数積層するプラグであるのに対して、本第２実施形態は、貫通孔及び均圧帯が設けられ同一形状をなし、係止部が設けられた扁平な円柱形状の板状体を複数積層するプラグである。
【００３４】
例えば、図５に示すように、本第２実施形態のガス吹き込みプラグ１Ａは、積層板状体５Ａを有し、この積層板状体５Ａは、同一形状をなし扁平な円柱形状の複数の板状体３Ａ（３Ａ１、…、３Ａｎ−１、３Ａｎ）を積層して形成され、各々の板状体３Ａは、扁平円柱形状の板状体本体３Ａａと、この板状体本体３Ａａの下部に設けられたリング形状の係止用フランジ３Ａｂとで形成されている。
【００３５】
従って、脱ガス精錬工程において、ガスは均一かつ安定して吹出され、溶鋼は均一に攪拌されて、溶鋼成分及び溶融温度の均一化が図られ、さらに、ガスの吹出しが確実になる。また、ガス吹き込みプラグ１Ａを繰り返して使う毎に、損耗した最上段板状体３Ａ１を取り外していき、常に新しい状態で再スタートすることができる。また、ガス吹き込みプラグ１Ａの板状体３Ａは、製造時覆体１１Ａに充填され硬化する外装耐火物１０Ａにより、係止用フランジ３Ａｂを介して強固に覆体１１Ａに保持されるため、使用時に板状体３Ａが脱落することがない。
【００３６】
他の構成は図１に示すガス吹き込みプラグと異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００３７】
なお、図６〜図８に示す板状体は、図５に示す第２実施形態のおける板状体の変形例を示す。
【００３８】
図６に示すように、各々同一形状をなす板状体３Ｂは、略々扁平円柱形状の板状体本体３Ｂａと、この板状体本体３Ｂａの中央部に設けられたリング形状の係止用フランジ３Ｂｂとで形成されている。これにより、ガス吹き込みプラグ１Ｂの板状体３Ｂは、製造時覆体１１Ｂに充填され硬化する外装耐火物１０Ｂにより、係止用フランジ３Ｂｂを介して強固に覆体１１Ｂに保持されるため、使用時に板状体３Ｂが脱落することがない。
【００３９】
図７に示すように、各々同一形状をなす板状体３Ｃは、略々扁平円柱形状の板状体本体３Ｃａと、この板状体本体３Ｃａの上部及び下部に設けられた２個のリング形状の係止用フランジ３Ｃｂ、３Ｃｃとで形成されている。これにより、ガス吹き込みプラグ１Ｃの板状体３Ｃは、製造時覆体１１Ｃに充填され硬化する外装耐火物１０Ｃにより、係止用フランジ３Ｃｂ、３Ｃｃを介して強固に覆体１１Ｃに保持されるため、使用時に板状体３Ｃが脱落することがない。
【００４０】
図８に示すように、各々同一形状をなす板状体３Ｄは、略々扁平円柱形状の板状体本体３Ｄａと、この板状体本体３Ｄａの周壁に設けられたリング形状の係止用テーパ部３Ｄｂとで形成されて、扁平截頭円錐形状をなしている。これにより、ガス吹き込みプラグ１Ｄの板状体３Ｄは、製造時覆体１１Ｄに充填され硬化する外装耐火物１０Ｄにより、係止用テーパ部３Ｄｂを介して強固に覆体１１Ｄに保持されるため、使用時に板状体３Ｄが脱落することがない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係わるガス吹き込みプラグによれば、常に新しい状態で再スタートできるとともに、ガスの吹出しが安定して、溶鋼成分及び溶鋼温度の均一化が図れ、また、溶鋼による貫通孔の目詰まりが発生し難いガス吹き込みプラグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるガス吹き込みプラグの第１実施形態の縦断面図。
【図２】本発明に係わるガス吹き込みプラグ第１実施形態に用いられる板状体の縦断面図。
【図３】本発明に係わるガス吹き込みプラグの第１実施形態に用いられる板状体の平面図。
【図４】本発明に係わるガス吹き込みプラグの使用状態を示す概念図。
【図５】本発明に係わるガス吹き込みプラグの第２実施形態の縦断面図。
【図６】本発明に係わるガス吹き込みプラグの第２実施形態に用いられる板状体の第１変形例の平面図。
【図７】本発明に係わるガス吹き込みプラグの第２実施形態に用いられる板状体の第２変形例の平面図。
【図８】本発明に係わるガス吹き込みプラグの第２実施形態に用いられる板状体の第３変形例の平面図。
【符号の説明】
１  ガス吹き込みプラグ
２  貫通孔
３  板状体
４  積層面
５  積層板状体
６  均圧帯
７  ガス吹きパイプ
８  連通路
９  プラグ本体部
１０  外装耐火物
１１  覆体
【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】
2004162122.tif 000008
【図７】
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【図８】
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