(57)【要約】【課題】高い耐久性を備え、生産性の効率向上との均衡の観点からも現実的且つ妥当なランスパイプを提供する。【解決手段】本考案のランスパイプＬ１は、金属製で円管状の芯金２と、この芯金２の外周面を被覆する耐火物層であるキャスタブル３とを備えて構成される。芯金２の高温になる部分である先端部２２の外側表面２２１には、複数個のスタッド４１が間隔を隔てて固設されている。各スタッド４１は、キャスタブル３の厚さの１／２から１／３まで先端が達するようにキャスタブル３に埋設されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属製で円管状の芯金と、
前記芯金の外周面を被覆する耐火物層とを備えたランスパイプであって、
前記芯金の外側表面の少なくとも高温になる部分に間隔を隔てて固設され且つ前記耐火物層の厚さの１／２から１／３まで先端が達するように前記耐火物層に埋設されている複数個のスタッドを具備することを特徴とするランスパイプ。
【請求項２】
前記スタッドが固設された前記芯金の外側表面には、網材が巻着され且つ前記耐火物層に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のランスパイプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、耐久性を向上させたランスパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶融金属の溶湯中に、酸素やアルゴン等のガスやその他の溶湯処理剤を吹き込む装置として、中空管状のランスパイプが広く知られている。このランスパイプは、金属製で長尺円管状の芯金と、当該芯金の外周面を被覆する耐火物層であるキャスタブルとを備え構成される。ランスパイプには、直管状のものや、側面視が略Ｊ字型あるいはＬ字型の曲管状のランスパイプがある。耐火物層には、アルミナ‐シリカ系低セメントキャスタブル等が用いられる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の直管状のランスパイプでは、先端部分を金属溶湯に浸漬させて使用する。金属浴湯は高温なので、浴湯の熱がキャスタブルを介して芯金に伝導する。芯金の熱膨張率は前記キャスタブルと比較して大きいので、芯金は熱膨張しながらキャスタブルに応力を及ぼす。これにより、キャスタブルに亀裂が発生するおそれがある。この亀裂は、ランスパイプの使用中において、温度上昇に伴って更に拡大するおそれがある。この場合、キャスタブルが剥離、脱落し、芯金の温度が上昇して融解温度にまで達し、ランスパイプが使用できなくなる場合がある。
【０００４】
そこで、このランスパイプの使用耐久性を向上させるために、芯金等に網材を巻着させて、当該網材でキャスタブルを保持することで、キャスタブルの剥離、脱落を防止する方法がある。
【０００５】
しかしながら、上記した網材を巻着させる方法によっても、キャスタブルの剥離、脱落を完全に防止することができず、耐久性の観点から不充分であるという問題がある。
【０００６】
本考案は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、更に高い耐久性を備え、生産性の効率向上との均衡の観点からも現実的且つ妥当なランスパイプ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】
【０００７】
上記課題を解決するために考案された請求項１に係るランスパイプは、金属製で円管状の芯金と、前記芯金の外周面を被覆する耐火物層とを備え、前記芯金の外側表面の少なくとも高温になる部分に間隔を隔てて固設され且つ前記耐火物層の厚さの１／２から１／３まで先端が達するように前記耐火物層に埋設されている複数個のスタッドを具備することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、芯金の外側表面の少なくとも高温になる部分に、耐火物層（キャスタブル）に埋設させながら複数個のスタッドを設けることで、キャスタブルの剥離、脱落を防止することができる。これにより、ランスパイプの使用耐久性を向上させることができる。特に、スタッドの高さを耐火物層の厚さの１／２から１／３までとしたので、スタッドの長さ方向への熱膨張を極力抑えることができ、スタッドの熱膨張に伴うキャスタブルにおける亀裂の発生を防ぐことができる。
【０００９】
また、芯金の外側表面に間隔を隔てて、複数個のスタッドを設けるようにしたので、多数のスタッドを芯金の外側表面全体にわたって設ける場合に比べ、スタッドの芯金への溶接作業を省力化することができ、コストを抑えることができる。なお、スタッドの形状としては、Ｖ字型、Ｙ字型、Ｔ字型などを適宜適用することができる。
【００１０】
請求項２に係るランスパイプは、請求項１に記載のランスパイプにおいて、前記スタッドが固設された前記芯金の外側表面に、網材が巻着され且つ前記耐火物層に埋設されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、スタッドが固設された芯金の外側表面に、耐火物層（キャスタブル）に埋設させながら網材を巻着することで、ランスパイプの使用耐久性を更に向上させることができる。特に、スタッドが固設されていない部分のキャスタブルに亀裂が入った場合でも、各スタッドが網材を介して面状に連続しながら亀裂の拡大を抑制するので、キャスタブルの剥離、脱落をより確実に防止することができる。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、生産性の効率向上と使用耐久性向上との均衡を現実的且つ妥当に考慮したうえで、信頼性の高いランスパイプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の第１実施形態におけるランスパイプの使用状態を示す断面図である。
【図２】ランスパイプの高温部を拡大した断面図である。
【図３】図２のランスパイプのIII−III端面図である。
【図４】芯金の高温部におけるスタッドと網材との係合を示す断面図である。
【図５】芯金の高温部におけるスタッドと網材との係合をＸ方向から見た図である。
【図６】第２実施形態におけるランスパイプの図２相当図である。
【図７】第３実施形態におけるランスパイプの図２相当図である。
【図８】第４実施形態におけるランスパイプの図２相当図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、本考案のランスパイプの具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態のランスパイプＬ１について説明する。ランスパイプＬ１は、図１に示すように、直管状であり、金属製で直管状の芯金２と、当該芯金２の外周面を被覆するキャスタブル３（耐火物層に相当）とを備えて構成される。このランスパイプＬ１は、基端部１１と、この基端部１１から延設される先端部１２とを有している。
【００１６】
芯金２は、基端部２１と、基端部２１から延設される先端部２２とから構成される。基端部２１の全長は、Ｉ１であり、先端部２２の全長は、Ｉ２である（図１参照）。この芯金２の基端部２１上部には、ガスなどが導入される導入口２３が設けられ、先端部２２下部には、ガスなどを吐き出す吐出口２４が設けられている。この芯金２の先端部２２は、ランスパイプＬ１の使用中において、特に高温になる部分であり、上記ランスパイプＬ１の先端部１２に対応して配設されている。
【００１７】
キャスタブル３は、セラミック耐火物からなり、例えばアルミナ‐シリカ系低セメントキャスタブルで構成される。このキャスタブル３は、バインダ（無機系バインダまたは有機系バインダ）を含む流動性をもつスラリー状の耐火物であり、芯金２の全長にわたってその外側表面を被覆し、その状態で乾燥固化させたものである。
【００１８】
芯金２における先端部２２の外側表面２２１には、図２及び図３に示すように、複数個のＹ字型のスタッド４１が間隔を隔てて固設されている。このスタッド４１は、図４に示すように、係止開腕部４１ａと、取付基部４１ｂとから構成される。各スタッド４１は、先端の両方の係止開腕部４１ａを半径方向外側に向けて、取付基部４１ｂを芯金２の外側表面２２１に溶接することにより、芯金２に取付けられている。
【００１９】
各スタッド４１の高さは、外側表面２２１から当該スタッド４１の先端までが、キャスタブル３の厚さの１／２から１／３までになるように設定されている。また、各スタッド４１は、図３に示すように、外側表面２２１の周方向に沿って８列をなして、芯金２の先端部２２に軸方向Ｈ（図１参照）に沿って設けられている。
【００２０】
更に、芯金２における先端部２２の外側表面２２１には、図４及び図５に示すように、金網５（網材に相当）が巻付けられている。この金網５は、鉄線５１を有している。これら金網５と鉄線５１とにより、各スタッド４１の係止開腕部４１ａの先端部分が所々で係止されている。この金網５は、芯金２の先端部１２における外側表面２２１の広い面積を覆っており、キャスタブル３内に一体化し易いため、キャスタブル３から分離し難くなっている。
【００２１】
このようにして、キャスタブル３には、芯金２の先端部２２の外側表面２２１において、各スタッド４１と、このスタッド４１に係止する金網５とが埋設されている。このキャスタブル３は、芯金２の全長にわたって均一な肉厚ｔを有しており、スタッド４１及び金網５がキャスタブル３の外側に露出しないようになっている（図２参照）。
【００２２】
次に、第１実施形態のランスパイプの使用状態について説明する。ランスパイプＬ１は、図１に示すように、容器Ｎに収容された溶融金属Ｍの液中に、先端部１２及び芯金２の吐出口２４を浸漬させて使用する。芯金２の導入口２３からは、ガスなどが吹き込まれる。このガスとしては、例えば、酸素ガス、アルゴン等の不活性ガス、窒素ガスなどが用いられる。このうち、酸素ガスは、溶融金属Ｍ中で酸化反応を行わせるために使用される。不活性ガスは、溶湯処理剤を搬送する媒体、溶融金属Ｍの撹拌、温度制御などのために吹き込まれる。吹き込まれたガスは、芯金２の中空部に形成される流通経路を経由して吐出口２４から溶融金属Ｍ中に吐出される。
【００２３】
ランスパイプＬ１の使用中においては、溶融金属Ｍに浸漬されている先端部１２は、上記したガスの導入に伴う反力作用や、溶銑の振動などによる力を大きく受ける。本実施形態では、この先端部１２において、芯金２の外側表面２２１をキャスタブル３で覆うことで、被覆層３１を構成し、ランスパイプＬ１の耐久性を高めている（図２，３参照）。
【００２４】
そして、芯金２の外側表面２２１には、上述の通り、複数のＹ字型のスタッド４１が所定の間隔を置いて溶接されている。このスタッド４１の係止開腕部４１ａは、充填されたキャスタブル３が外側表面２２１から剥離し、溶融金属Ｍ中に沈降しようとするのを保持する。このように、各スタッド４１の係止開腕部４１ａがアンカー作用を有することによって、被覆層３３であるキャスタブル３の剥離、脱落が防止される（図４参照）。
【００２５】
また、吹き込むガスが酸素の場合、ガスの吹き出し中には、溶融金属Ｍに含まれる一部分の成分が酸化反応を起こして発熱し、高温の溶融金属Ｍの温度が更に上昇する。そして、キャスタブル３を介して芯金２に伝熱することで、芯金２とキャスタブル３とがそれぞれ異なる熱膨張率で熱膨張する。この熱膨張に伴って、被覆層３３には、図４に示すように、亀裂Ｃが生じるおそれがある。
【００２６】
ここで、各スタッド４１の係止開腕部４１ａの先端部分は、金網５の鉄線５１と所々で係止している（図５参照）。すなわち、各スタッド４１は、金網５を介すことで、芯金２の外側表面２２１に連設された状態となっている。このため、外側表面２２１を被覆する被覆層３３は、金網５及びスタッド４１によって面状に保持される。したがって、各スタッド４１の溶接ポイントから離れた部分に亀裂Ｃが生じた場合でも、その拡大が抑制されて、キャスタブル３の剥離、脱落が効果的に防止される。よって、ランスパイプＬ１の耐久性能の向上を図ることができる。
【００２７】
また、芯金２及びキャスタブル３の温度の上昇に伴って、スタッド４１も熱膨張する。この熱膨張によって、スタッド４１における長さ方向の膨張が生じると、キャスタブル３に亀裂が発生するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、スタッド４１の高さを、キャスタブル３の厚さの１／２から１／３までになるように設定しているので、スタッド４１の高さがキャスタブル３の厚さの１／２よりも大きい場合に比べ、スタッド４１の熱膨張のキャスタブル３への影響を抑えることができる。これにより、キャスタブル３における亀裂の発生を防止している。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態のランスパイプＬ１は、金属製で円管状の芯金２と、この芯金２の外周面を被覆するキャスタブル３とを備え、芯金２の高温になる部分である先端部２２の外側表面２２１に間隔を隔てて固設され、且つキャスタブル３の厚さの１／２から１／３まで先端が達するように当該キャスタブル３に埋設されている複数個のスタッド４１を具備することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、芯金２の先端部２２における外側表面２２１に、キャスタブル３に埋設させながら複数個のスタッド４１を設けることで、キャスタブル３の剥離、脱落を防止することができる。これにより、ランスパイプＬ１の使用耐久性を向上させることができる。特に、スタッド４１の高さをキャスタブル３の厚さの１／２から１／３までとしたので、スタッド４１の長さ方向への熱膨張を極力抑えることができ、スタッド４１の熱膨張に伴うキャスタブル３における亀裂の発生を防ぐことができる。
【００３０】
また、芯金２の外側表面２２１に間隔を隔てて、各スタッド４１を設けるようにしたので、多数のスタッド４１を芯金２の外側表面全体にわたって設ける場合に比べ、スタッド４１の芯金２への溶接作業を省力化することができ、コストを抑えることができる。
【００３１】
また、スタッド４１が固設された芯金２の外側表面２２１に、金網５が巻着され且つキャスタブル３に埋設されていることを特徴とする。
【００３２】
この構成によれば、芯金２の外側表面２２１に、キャスタブル３に埋設させながら金網５を巻着することで、ランスパイプＬ１の使用耐久性を、更に向上させることができる。例えば、スタッド４１が固設されていない部分に亀裂Ｃが入ったとしても、各スタッド４１が金網５を介して、キャスタブル３を面状に保持することにより、亀裂Ｃの拡大を抑制することができる。このように、金網５を巻着することで、キャスタブル３の剥離、脱落をより確実に防止できる。
【００３３】
なお、上述したランスパイプＬ１は、上記のスタッド４１を溶接し、金網５を巻着した芯金２を型枠内に固定して、型枠内にキャスタブル耐火物を流し込むなどの周知の施工方法で製造される。
【００３４】
また、スタッド４１は、軸方向Ｈに沿って８列固設されている構成を示したが（図３参照）、列の数はこれに限らず、例えば６列でもよい。また、スタッドの係止開腕部４１ａが軸方向Ｈに沿って開腕する例を記載したが、これに限らず、接線方向でもよく、また、軸方向Ｈに開腕するスタッドと、接線方向に開腕するものとの混合でもよく、この点については、後述する他の実施形態についても同様である。
【００３５】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のランスパイプＬ２について説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、第１実施形態のランスパイプＬ１の各部分に対応する同一部分については、同一の符号を付して説明する。
【００３６】
第２実施形態のランスパイプＬ２は、図６に示すように、第１実施形態のランスパイプＬ１と比較して（図２参照）、芯金２に対するスタッド４２の配置は同じであるが、スタッド４２の形状が略Ｖ字型となっている構成が異なると共に、金網５を巻き付ける配置が異なる。すなわち、金網５は、芯金２の先端部２２の外側表面２２１ではなく、基端部２１の外側表面に巻着されている。
【００３７】
この構成によれば、使用中のランスパイプＬ２において、キャスタブル３の剥離、脱落を最も招き易い部位である芯金２の先端部２２において、スタッド４２を配設することにより、キャスタブル３の剥離、脱落を防止することができる。また、このスタッド４２の芯金２への溶接作業は最小限で済むので、効率的に製造することができる。
【００３８】
また、スタッド４２が溶接されていない基端部２１の外側表面に金網５を巻着することで、芯金２の基端部２１において、被覆層３１であるキャスタブル３の剥離、脱落を防止している。また、ランスパイプＬ２の製造時における芯金２への金網５の巻着作業は、溶接作業と比較すると容易である。したがって、スタッド４２の溶接個所を増やすことに比べて容易な作業で、ランスパイプＬ２の全長にわたって、キャスタブル３の剥離、脱落を防止することができる。
【００３９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態のランスパイプＬ３について説明する。この第３実施形態のランスパイプＬ３は、図７に示すように、第２実施形態のランスパイプＬ２と比較して（図６参照）、芯金２に対するスタッド４２の配置は同じであるが、金網５を巻着していない構成である。
【００４０】
この構成によれば、上記した第２実施形態と比較して、金網５を巻き付ける作業が不要であるので、製造効率の向上を図ることができる。また、スタッド４２が取付けられているので耐久性は確保されており、ランスパイプＬ３の製造効率の向上が最優先で強く望まれる場合には、最も妥当なものを提供することができる。
【００４１】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態のランスパイプＬ４について説明する。この第４実施形態のランスパイプＬ４は、図８に示すように、第１実施形態のランスパイプＬ１と比較して（図２参照）、芯金２に対するスタッド４２及び金網５の配置は同じであるが、スタッド４２の形状が略Ｖ字型となっている構成が異なる。
【００４２】
なお、周方向の取付け間隔は第１実施形態と同じで、合計８列のスタッド４２が軸方向Ｈに沿って取付けられている（図３参照）。また、各スタッド４２の軸方向Ｈの配置間隔などは、第１実施形態のランスパイプＬ１と同じである。
【００４３】
このような構成の第４実施形態のランスパイプＬ４においても、第１実施形態のランスパイプＬ１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
以上本考案のいくつかの実施形態について説明したが、本考案は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本考案の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形または拡張を施すことができる。
【符号の説明】
【００４５】
Ｌ１〜Ｌ４：ランスパイプ
２：芯金
３：キャスタブル（耐火物層）
５：金網（網材）
２１：基端部
２２：先端部
２２１：外側表面
４１，４２：スタッド
【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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【図７】
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【図８】
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