(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶湯にガスを吹き込む吹込通路をもつガス吹きプラグであって、前記吹込通路は、
金属溶湯に対する攪拌性を高めるように螺旋状に曲成され且つ前記耐火物のうち金属溶湯に接触する表出面で開口する先端をもつ螺旋通路と、前記螺旋通路の上流に連通すると共にガスプール部に開口する他端をもつ直状通路とを備えていることを特徴とするガス吹きプラグ。
【請求項２】
請求項１において、前記吹込通路をもつ耐火物は、金属溶湯に接触する第１耐火物と前記第１耐火物よりも金属溶湯から離れた第２耐火物とを備えており、
前記第１耐火物は前記螺旋通路を形成し、前記第２耐火物よりも金属溶湯に対する耐消耗性が高い材料で形成されており、
前記第２耐火物は前記直状通路を形成していることを特徴とするガス吹きプラグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属溶湯にガスを吹き込むガス吹きプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、溶鋼等の金属溶湯の処理のため、不活性ガス等のガスを金属溶湯に吹き込む吹込通路をもつガス吹きプラグが使用されている。ガス吹き込みにより、溶鋼等の金属溶湯の攪拌性が高まり、脱ガス処理や脱硫処理などの金属溶湯に対する処理が促進される。ガス吹きプラグでは、吹込通路はガス吹きプラグの軸芯に対して実質的に平行となるように直状に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記したガス吹きプラグにおいては、ガスの吹き込みにより溶鋼等の金属溶湯の攪拌効果が得られるものの、必ずしも満足できるものではなかった。
【０００４】
更に、吹込通路の先端側に進入した溶鋼等の金属溶湯が凝固し、吹込通路を塞ぐことがある。この場合には、吹込通路の先端を塞いだ凝固部に酸素ガスを吹き付けて、ガス吹きプラグを構成する耐火物とともに、凝固部を消失させる必要があり、この結果、吹込通路の先端側を構成する耐火物が早期に消耗してしまい、ガス吹きプラグの長寿命化には不利であった。
【０００５】
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、溶鋼等の金属溶湯の攪拌性の一層の向上、吹込通路を構成する耐火物の長寿命化に有利なガス吹きプラグを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス吹きプラグは、金属溶湯にガスを吹き込む吹込通路をもつガス吹きプラグであって、吹込通路は、金属溶湯に対する攪拌性を高めるように螺旋状に曲成され且つ耐火物のうち金属溶湯に接触する表出面で開口する先端をもつ螺旋通路と、螺旋通路の上流に連通すると共にガスプール部に開口する他端をもつ直状通路とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のガス吹きプラグによれば、吹込通路のうち金属溶湯に対面する先端部は螺旋状に曲成されており、金属溶湯に対する攪拌性が高まる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のガス吹きプラグは、ガスを金属溶湯に吹き込むことにより金属溶湯に対する処理（脱ガス処理、脱炭処理、脱硫処理等）を促進させるものである。
【０００９】
本発明のガス吹きプラグによれば、吹込通路のうち金属溶湯に対面する先端部は、螺旋状に曲成されている。従って、吹込通路のうち金属溶湯に対面する側が螺旋状に曲成されている。
【００１０】
吹込通路の数は特に限定されないが、一般的には、吹込通路は複数本設けられている。この場合、複数本のうちのすべてが螺旋状に曲成されていても良いし、あるいは、複数本のうちの所定の本数だけが螺旋状に曲成されていても良い。
【００１１】
吹込通路の開口幅は、ガス吹きプラグの用途などに応じて適宜選択され、例えば、０．０５〜２ｍｍ程度、殊に０．１〜０．５ｍｍ程度にできるが、これに限定されるものではない。
【００１２】
本発明のガス吹きプラグは、好ましい態様によれば、吹込通路をもつ耐火物と、耐火物を覆う鉄皮とを備えている。耐火物の材質としては、公知のものを採用でき、例えば、マグネシア系、アルミナ系、アルミナ−マグネシア系、ジルコニア系、アルミナ−マグネシア−ジルコニア系、クロムマグネシア系（ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３系）、クロムアルミナ系（Ａｌ２Ｏ３−Ｃｒ２Ｏ３系）等を採用できるが、これらに限定されるものではない。
【００１３】
耐火物を、金属溶湯に近い側と遠い側との複層に分割することもできる。この場合には、金属溶湯に接触する側の耐火物を、金属溶湯に対する耐消耗性が高いものとすることができ、例えば、クロムマグネシア系（ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３系）、クロムアルミナ系（Ａｌ２Ｏ３−Ｃｒ２Ｏ３系）、アルミナマグネシア系（Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ系）を採用できる。
【００１４】
本発明のガス吹きプラグは、好ましい態様によれば、紙等の焼失物質を吹込通路形成物質として用い、流動性をもつキャスタブル耐火材を焼失物質の外側に流しこんで成形し、キャスタブル耐火材を加熱して固化すると共に、加熱により焼失物質を焼失させることにより形成できる。
【００１５】
吹込通路から吹き込まれる代表的なガスとしては、アルゴンガスなどの不活性ガス、酸素ガス、窒素ガス、水素ガス等があげられ、場合によっては、ガスとともに脱硫剤等の粉末を吹いても良い。
【００１６】
本発明のガス吹きプラグによってガスが吹き込まれる金属溶湯としては、炭素鋼の溶鋼、ステンレス鋼などの合金鋼の溶鋼があり、場合によっては、アルミ系等の軽合金系の溶湯であっても良い。
【００１７】
【実施例】
（第１参考例）
以下、第１参考例を図面を参照して説明する。本例のガス吹きプラグ１の一部を断面にした側面図を図１に示す。ガス吹きプラグ１の平面図を図２に示す。、本参考例のガス吹きプラグ１は、高温の溶鋼に不活性ガスを吹き込むガス吹きプラグ１であり、溶鋼を貯留した容器９０の耐火壁に埋設されている。ガス吹きプラグ１は、容器９０内の溶鋼に接触する表出面１０ａをもつ耐火物１０と、耐火物１０を被覆する鉄皮１３とで構成されている。鉄皮１３は筒状部１３ａと底部１３ｂとで形成されている。耐火物１０は、表出面１０ａに向かうにつれて幅が増加する形状をなしている。耐火物１０の径大側にはガスプール部１２が形成されている。ガスプール部１２は通路２０を介してガス供給装置に接続されている。
【００１８】
耐火物１０には複数本の吹込通路３が形成されている。なお図１では吹込通路３は３本のみ図示されており、他は省略されている。各吹込通路３は、ガス吹きプラグ１の軸芯に対して螺旋状に曲成されている。各吹込通路３の先端３ａは耐火物１０の表出面１０ａで開口している。各吹込通路３の他端３ｂは、耐火物１０のガスプール部１２で開口している。
【００１９】
本例によれば、吹込通路３が螺旋状に曲成されており、ガスが溶鋼に吹き込まれる際、ガスの旋回性が向上する。よって溶鋼に対する攪拌性が高まる。従って溶鋼における脱ガス効果や脱硫効果等の向上に有利である。
【００２０】
また、吹込通路３の先端３ａ側に進入した溶鋼が凝固し、吹込通路３を塞いだ場合には、ガス吹きプラグ１の点検時に、吹込通路３の先端３ａを塞いだ凝固部に酸素ガス等の除去用ガスを吹き付けて、凝固部を焼失させるとともに、ガス吹きプラグ１を構成する耐火物１０を消耗させることが行われる。
【００２１】
ここで本例によれば吹込通路３が螺旋状に曲成されているため、先端３ａから吹込通路３に進入した溶鋼の進入距離が大きいときであっても、耐火物１０の軸方向に沿った進入深さとしては、短くて済む。従って、吹込通路３がガス吹きプラグの軸芯に沿った直状である従来技術に比較して、吹込通路３の先端３ａ側を構成する耐火物１０の軸方向における消耗深さを抑えるのに有利であり、耐火物１０の長寿命化に有利である。
【００２２】
（第２参考例）
以下、第２参考例を図３を参照して説明する。第２参考例は第１参考例と基本的には同様の構成である。ただしこの例では、耐火物１０は、溶鋼に接触する側の第１耐火物１５と、溶鋼から離れた側の第２耐火物１６とで形成されている。第１耐火物１５は、溶鋼に対する耐消耗性が高い材料であるクロム含有耐火材料、具体的にはクロムマグネシア系（ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３系）で形成されている。第２耐火物１６はノンクロム耐火材料、具体的にはＭｇＯ系で形成されている。
【００２３】
（第１実施例）
以下、第１実施例を図４を参照して説明する。第１実施例は第１参考例と基本的には同様の構成である。この例では、耐火物１０は、溶鋼に接触する側の第１耐火物１５と、溶鋼から離れた側の第２耐火物１６とで形成されている。第１耐火物１５は、溶鋼に対する耐消耗性が高いクロム含有耐火材料、具体的にはクロムマグネシア系（ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３系）で形成されている。第２耐火物１６はノンクロム耐火材料、具体的にはＭｇＯ系で形成されている。更にこの例では、各吹込通路５は、表出面１０ａで開口する先端５ａをもつと共に溶鋼に近い側の螺旋通路５０と、螺旋通路５０に連通するとともにガスプール部１２に開口する他端５ｂをもつ直状通路５１とで形成されている。
【００２４】
（適用例）
代表的な適用例を図５に示す。この例は、溶鋼を貯留する８０トン用の取鍋６０の耐火壁６１に埋設された筒構造のマス煉瓦６２の保持孔６３にガス吹きプラグ１が嵌合されて保持されている。金属溶湯である溶鋼を貯留する容器として機能する取鍋６０には３本の黒鉛電極７０（三相交流）が挿入されている。黒鉛電極７０の先端部で発生したアークによって溶鋼７１が加熱されつつ、溶鋼７１の液面に浮遊したスラグ７２により二次精錬が行われる。ガス供給装置２１から送給されたガスは、ガス吹きプラグ１から溶鋼７１に吹き込まれ、これにより溶鋼７１の攪拌性が向上し、ひいては、スラグ７２と溶鋼７１との反応性が高まる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のガス吹きプラグによれば、溶鋼等の金属溶湯に対する攪拌性が一層向上する。特に、金属溶湯に吸収され易いガスを吹き込む場合であっても、例えば、金属溶湯がステンレス鋼系であり、ガスが窒素ガスである場合であっても、攪拌性を確保できる。このように本発明のガス吹きプラグによれば、金属溶湯に対する攪拌性が一層向上するため、脱ガス処理、脱硫処理などの金属溶湯に対する処理の効果を向上させるのに有利である。
【００２６】
吸込通路の先端に進入して凝固した金属溶湯の凝固部を除去する場合であっても、本発明のガス吹きプラグによれば、吹込通路の金属溶湯側が螺旋状に曲成されているため、金属溶湯の進入距離が大きいときであっても、吹込通路の先端側を構成する耐火物の軸方向における進入深さは少なくて済む。従って、吹込通路が軸芯に沿った直状である従来技術に係るガス吹きプラグに比較して、吹込通路の先端側を構成する耐火物の軸方向における消耗深さを抑えるのに有利であり、耐火物の長寿命化に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例に係り、一部を断面して示すガス吹きプラグの側面図である。
【図２】ガス吹きプラグの平面図である。
【図３】第２参考例に係り、一部を断面して示すガス吹きプラグの側面図である。
【図４】第１実施例に係り、一部を断面して示すガス吹きプラグの側面図である。
【図５】適用例を示す断面図である。
【符号の説明】
図中、１はガス吹きプラグ、１０は耐火物、３は吹込通路を示す。
【図１】
0003879794.tif 000002
【図２】
0003879794.tif 000003
【図３】
0003879794.tif 000004
【図４】
0003879794.tif 000005
【図５】
0003879794.tif 000006