JPH0348195Y2 - - Google Patents
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- JPH0348195Y2 JPH0348195Y2 JP1650387U JP1650387U JPH0348195Y2 JP H0348195 Y2 JPH0348195 Y2 JP H0348195Y2 JP 1650387 U JP1650387 U JP 1650387U JP 1650387 U JP1650387 U JP 1650387U JP H0348195 Y2 JPH0348195 Y2 JP H0348195Y2
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Landscapes
- Blast Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、竪型還元炉の粉体吹込用羽口に係
り、特に粉体吹込に対する耐摩耗性のすぐれた送
風羽口に関する。
り、特に粉体吹込に対する耐摩耗性のすぐれた送
風羽口に関する。
竪型還元炉例えば高炉の粉体吹込用羽口を第９
図により説明する。高炉鉄皮２にはれんが４が内
張りされており、れんが４には羽口冷却函６を介
して送風羽口８が設けられている。送風羽口８は
環状管１０から送風羽口接続管１２およびブロー
パイプ１４を介して送風される。また、粉体吹込
みは粉体輸送配管１５を経てブローパイプ１４を
斜めに貫通して設けられた粉体吹込用ランス１６
によつて行われる。
図により説明する。高炉鉄皮２にはれんが４が内
張りされており、れんが４には羽口冷却函６を介
して送風羽口８が設けられている。送風羽口８は
環状管１０から送風羽口接続管１２およびブロー
パイプ１４を介して送風される。また、粉体吹込
みは粉体輸送配管１５を経てブローパイプ１４を
斜めに貫通して設けられた粉体吹込用ランス１６
によつて行われる。
粉体の吹込はブローパイプ１４で行われるので
摩耗性のある例えば鉄鉱石粉等を吹込む場合は、
従来第１０図に示す如く粉体吹込用ランス１６か
ら噴射された粉体１８によつて送風羽口８の内面
に摩耗部２０を生じ、送風羽口８の寿命を著しく
短縮していた。
摩耗性のある例えば鉄鉱石粉等を吹込む場合は、
従来第１０図に示す如く粉体吹込用ランス１６か
ら噴射された粉体１８によつて送風羽口８の内面
に摩耗部２０を生じ、送風羽口８の寿命を著しく
短縮していた。
上記の摩耗が進行し送風羽口８の冷却水路部２
２まで摩耗がおよぶと、冷却水が炉内に入り高炉
操業に著しく悪影響を与えるばかりでなく水蒸気
爆発の危険がある。
２まで摩耗がおよぶと、冷却水が炉内に入り高炉
操業に著しく悪影響を与えるばかりでなく水蒸気
爆発の危険がある。
これらの摩耗防止のため送風羽口８の内面に耐
火物を被覆したものとして、実開昭52−66703お
よび実開昭52−97903が開示されている。しかし、
これらの耐火物を被覆した羽口では十分な耐摩耗
性が期待できず、更に熱影響による亀裂や剥離、
脱落を生じる欠点がある。
火物を被覆したものとして、実開昭52−66703お
よび実開昭52−97903が開示されている。しかし、
これらの耐火物を被覆した羽口では十分な耐摩耗
性が期待できず、更に熱影響による亀裂や剥離、
脱落を生じる欠点がある。
また、特開昭53−35608の如く内面にアルミナ
やジルコニアを溶射して被覆層を形成したもの
や、特開昭56−3608の如くCu合金の上にアルミ
ナを被覆した羽口が提案されているが、この場合
においても吹込まれる粉体の激しい衝突を受け、
短期間で摩耗したり亀裂を生じ、ついに剥離する
という問題点がある。
やジルコニアを溶射して被覆層を形成したもの
や、特開昭56−3608の如くCu合金の上にアルミ
ナを被覆した羽口が提案されているが、この場合
においても吹込まれる粉体の激しい衝突を受け、
短期間で摩耗したり亀裂を生じ、ついに剥離する
という問題点がある。
更に、実開昭61−111951では羽口先端内面にセ
ラミツクを直接鋳込んだ羽口が提案されている
が、この羽口の製造にあたつては、複雑な形状の
羽口の鋳型にセラミツクを固定して鋳込む必要が
ある。しかし、SiC等のセラミツクを固定して銅
を鋳込む際の予熱温度が低過ぎると、銅の融点は
1080℃以上であるため熱衝撃によりセラミツクが
強度を低下したり亀裂を生じることがある。ま
た、セラミツクの固定方法が困難であり、セラミ
ツクの片寄りあるいは引け巣等の鋳物不良を生
じ、従つて耐摩耗性の向上にセラミツクの特性を
十分に活かすことができない欠点があつた。
ラミツクを直接鋳込んだ羽口が提案されている
が、この羽口の製造にあたつては、複雑な形状の
羽口の鋳型にセラミツクを固定して鋳込む必要が
ある。しかし、SiC等のセラミツクを固定して銅
を鋳込む際の予熱温度が低過ぎると、銅の融点は
1080℃以上であるため熱衝撃によりセラミツクが
強度を低下したり亀裂を生じることがある。ま
た、セラミツクの固定方法が困難であり、セラミ
ツクの片寄りあるいは引け巣等の鋳物不良を生
じ、従つて耐摩耗性の向上にセラミツクの特性を
十分に活かすことができない欠点があつた。
本考案の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、粉体による摩耗を防止できる竪型還元炉の粉
体吹込用羽口を提供するにある。
し、粉体による摩耗を防止できる竪型還元炉の粉
体吹込用羽口を提供するにある。
本考案の要旨とするところは次の如くである。
すなわち、竪型還元炉の炉内に粉体を吹込むセラ
ミツクを埋設した粉体吹込用羽口において、粒塊
状、板状もしくは棒状の前記セラミツクをあらか
じめ鋳込んだ筒体を前記羽口の先端の内面に密着
固定したことを特徴とする竪型還元炉の粉体吹込
用羽口である。
すなわち、竪型還元炉の炉内に粉体を吹込むセラ
ミツクを埋設した粉体吹込用羽口において、粒塊
状、板状もしくは棒状の前記セラミツクをあらか
じめ鋳込んだ筒体を前記羽口の先端の内面に密着
固定したことを特徴とする竪型還元炉の粉体吹込
用羽口である。
本考案の詳細を図示の実施例により説明する。
すなわち、第１図に示す如く羽口本体２３の先端
内面にはあらかじめセラミツク２４を鋳込んだ筒
体２６が密着固定され、筒体２６の後方は不定形
耐火物２８でライニングされている。
すなわち、第１図に示す如く羽口本体２３の先端
内面にはあらかじめセラミツク２４を鋳込んだ筒
体２６が密着固定され、筒体２６の後方は不定形
耐火物２８でライニングされている。
筒体２６は第２図Ａ，Ｂおよび第２図ＡのＣ部
分を拡大した第３図に示される如く、上辺８mm、
底辺10mm、高さ５mmの内径120mmの半円形状のセ
ラミツク２４に母材金属３０を鋳込んだものであ
る。セラミツク２４は熱衝撃に弱いため、注湯す
る際に500℃以上望ましくは800℃以上に予熱後、
母材金属３０を注湯すると、第３図に示す如くセ
ラミツク２４の底辺部の１mmのギヤツプより母材
金属３０はセラミツク２４の間隙に侵入し頂部に
おいて３mmに広がつているため、セラミツク２４
が母材金属３０に強固に固定された筒体２６が形
成される。筒体２６の形状はセラミツク２４を内
蔵した単一の円筒状であるため健全な鋳物とな
る。
分を拡大した第３図に示される如く、上辺８mm、
底辺10mm、高さ５mmの内径120mmの半円形状のセ
ラミツク２４に母材金属３０を鋳込んだものであ
る。セラミツク２４は熱衝撃に弱いため、注湯す
る際に500℃以上望ましくは800℃以上に予熱後、
母材金属３０を注湯すると、第３図に示す如くセ
ラミツク２４の底辺部の１mmのギヤツプより母材
金属３０はセラミツク２４の間隙に侵入し頂部に
おいて３mmに広がつているため、セラミツク２４
が母材金属３０に強固に固定された筒体２６が形
成される。筒体２６の形状はセラミツク２４を内
蔵した単一の円筒状であるため健全な鋳物とな
る。
セラミツク２４の形状は粒塊状、板状あるいは
棒状等が使用されるが、種々の実施態様を第４図
〜第７図に示した。第４図は球状、第５図はそろ
ばん玉形状、第６図は切頭円錐形状、第７図はつ
づみ形状のセラミツク２４を母材金属３０で一体
として鋳込んでものである。
棒状等が使用されるが、種々の実施態様を第４図
〜第７図に示した。第４図は球状、第５図はそろ
ばん玉形状、第６図は切頭円錐形状、第７図はつ
づみ形状のセラミツク２４を母材金属３０で一体
として鋳込んでものである。
セラミツク２４の材質としては母材金属３０と
の接着性に問題がなく、かつ鋳込み時において急
激な温度変化が与えられても組織脆化もしくは亀
裂が起こり難く、耐熱衝撃性にすぐれたものが好
適である。更に羽口として実際に使用された場合
に粉体の吹込による機械的衝撃あるいは摩耗に対
しても機械強度が大きく、すぐれた抵抗性を有す
る材質が望ましい。
の接着性に問題がなく、かつ鋳込み時において急
激な温度変化が与えられても組織脆化もしくは亀
裂が起こり難く、耐熱衝撃性にすぐれたものが好
適である。更に羽口として実際に使用された場合
に粉体の吹込による機械的衝撃あるいは摩耗に対
しても機械強度が大きく、すぐれた抵抗性を有す
る材質が望ましい。
従つてこれらの条件を満たす材質としては、高
硬度、高強度、高熱伝導などの特性を有する構造
用セラミツク、すなわち窒化珪素（Si3N4）、炭
化珪素（SiC）および硼化ジルコニウム（ZrB2）
などが挙げられる。これらの材料の耐熱衝撃性お
よび抗折強度の関係を第８図に示した。耐熱衝撃
性はそれぞれの焼結体から棒状小試片を切り出
し、所定温度に保持後速かに水中に投入すること
により強制的に熱衝撃を与え、更にこれらの試片
について抗折強度を測定して強度劣化が生じる温
度を熱衝撃温度差（△Ｔ）として求めたものであ
る。
硬度、高強度、高熱伝導などの特性を有する構造
用セラミツク、すなわち窒化珪素（Si3N4）、炭
化珪素（SiC）および硼化ジルコニウム（ZrB2）
などが挙げられる。これらの材料の耐熱衝撃性お
よび抗折強度の関係を第８図に示した。耐熱衝撃
性はそれぞれの焼結体から棒状小試片を切り出
し、所定温度に保持後速かに水中に投入すること
により強制的に熱衝撃を与え、更にこれらの試片
について抗折強度を測定して強度劣化が生じる温
度を熱衝撃温度差（△Ｔ）として求めたものであ
る。
第８図から熱衝撃によつて組織脆化が起こり始
める温度差としてSi3N4，SiC，ZrB2はそれぞれ
600℃，400℃，300℃以下と判断され、Si3N4が
もつとも耐熱衝撃性のすぐれた材質といえる。従
つてセラミツクを母材金属に鋳込む場合にも
Si3N4は亀裂等が発生し難く、本発明の目的とす
る健全な鋳物の作製が可能である。また、セラミ
ツクの耐摩耗性については材質固有の硬度に加え
て焼結に起因する結合強度の影響が大きく、その
意味では抗折強度の大きい材質程、すぐれた傾向
にある。従つてSi3N4は耐摩耗性の面でも好まし
い材質でありセラミツクの鋳込み効果が期待でき
る。
める温度差としてSi3N4，SiC，ZrB2はそれぞれ
600℃，400℃，300℃以下と判断され、Si3N4が
もつとも耐熱衝撃性のすぐれた材質といえる。従
つてセラミツクを母材金属に鋳込む場合にも
Si3N4は亀裂等が発生し難く、本発明の目的とす
る健全な鋳物の作製が可能である。また、セラミ
ツクの耐摩耗性については材質固有の硬度に加え
て焼結に起因する結合強度の影響が大きく、その
意味では抗折強度の大きい材質程、すぐれた傾向
にある。従つてSi3N4は耐摩耗性の面でも好まし
い材質でありセラミツクの鋳込み効果が期待でき
る。
上記の如く、あらかじめセラミツク２４を母材
金属３０で鋳込んだ健全な鋳物である筒体２６を
羽口本体２３にランスの先端位置に応じて取り付
け、焼ばめあるいはろう付けによつて密着固定す
る必要がある。その理由は筒体２６が送風熱によ
り昇温するのを防ぐため、羽口本体２３に昇温防
止用の冷却水を利用する必要があり、筒体２６か
ら羽口本体２３への熱移動を容易にするためであ
る。
金属３０で鋳込んだ健全な鋳物である筒体２６を
羽口本体２３にランスの先端位置に応じて取り付
け、焼ばめあるいはろう付けによつて密着固定す
る必要がある。その理由は筒体２６が送風熱によ
り昇温するのを防ぐため、羽口本体２３に昇温防
止用の冷却水を利用する必要があり、筒体２６か
ら羽口本体２３への熱移動を容易にするためであ
る。
筒体２６の羽口本体２３への焼ばめは次の作業
手順で行う。
手順で行う。
(イ) 羽口本体２３の内面を筒体２６の外面と同一
テーパーに加工する。
テーパーに加工する。
(ロ) 羽口本体２３の全体を加熱昇温する。
(ハ) 昇温後の羽口本体２３に常温の筒体２６を挿
入する。羽口本体２３の内面と筒体２６の外面
は同一テーパーであるのでテーパー全面で接触
し、冷却した時点で焼ばめは完了し密着固定す
る。焼ばめのための羽口本体２３の内面加工
は、羽口本体２３の昇温温度との関係で算出さ
れるが、400℃の昇温では羽口本体２３の加工
を径で筒体２６の外面より１mm小さくすればよ
い。
入する。羽口本体２３の内面と筒体２６の外面
は同一テーパーであるのでテーパー全面で接触
し、冷却した時点で焼ばめは完了し密着固定す
る。焼ばめのための羽口本体２３の内面加工
は、羽口本体２３の昇温温度との関係で算出さ
れるが、400℃の昇温では羽口本体２３の加工
を径で筒体２６の外面より１mm小さくすればよ
い。
次にろう付けの場合は次の作業手順による。
(イ) 羽口本体２３の内面を筒体２６の外面と同一
テーパーに加工する。
テーパーに加工する。
(ロ) 筒体２６の外面に置きろう用の溝を加工す
る。
る。
(ハ) 筒体２６の溝にろう材を置き、筒体２６を羽
口本体２３にセツトする。
口本体２３にセツトする。
(ニ) セツトした羽口本体２３を不活性あるいは還
元性雰囲気でろう材の融点以上に昇温する。
元性雰囲気でろう材の融点以上に昇温する。
上記の如き作業手順により筒体２６を羽口本体
２３に焼ばめあるいはろう付けによつて密着固定
できる。
２３に焼ばめあるいはろう付けによつて密着固定
できる。
〔実施例〕
第２図Ａ，Ｂおよび第３図に示す如く、長辺：
10mm、短辺：８mmの断面が台形状の半円形のセラ
ミツク２４を円筒状の中子外周に片側18本、両側
36本を円環状に固定し、これらを羽口の内径に相
当する鋳片内にセツトし、セラミツクと鋳型を
800℃以上に加熱器で予熱し、1150℃の溶銅を注
湯してセラミツク２４を銅の母材金属３０で鋳込
んだ筒体２６を作製した。
10mm、短辺：８mmの断面が台形状の半円形のセラ
ミツク２４を円筒状の中子外周に片側18本、両側
36本を円環状に固定し、これらを羽口の内径に相
当する鋳片内にセツトし、セラミツクと鋳型を
800℃以上に加熱器で予熱し、1150℃の溶銅を注
湯してセラミツク２４を銅の母材金属３０で鋳込
んだ筒体２６を作製した。
この筒体２６を前記の方法で、第１図に示す如
く羽口本体２３に先端から225mmの位置まで焼ば
めにより密着固定し、筒体２６の後部は不定形耐
火物２８を筒体２６の内面と同一面にライニング
した。
く羽口本体２３に先端から225mmの位置まで焼ば
めにより密着固定し、筒体２６の後部は不定形耐
火物２８を筒体２６の内面と同一面にライニング
した。
本考案のセラミツクをあらかじめ筒体に鋳込み
羽口本体に密着固定した粉体吹込用羽口を実際に
使用したところ、第９図に示した従来の羽口に対
して２倍の長寿命を得ることができた。
羽口本体に密着固定した粉体吹込用羽口を実際に
使用したところ、第９図に示した従来の羽口に対
して２倍の長寿命を得ることができた。
本考案は上記実施例からも明らかな如く、セラ
ミツクをあらかじめ鋳込んだ筒体を羽口本体に密
着固定することにより次の効果をあげることがで
きた。
ミツクをあらかじめ鋳込んだ筒体を羽口本体に密
着固定することにより次の効果をあげることがで
きた。
(イ) あらかじめ筒体に鋳込まれ健全な鋳物である
筒体に埋設されたセラミツクは熱衝撃や機械的
衝撃に強いので剥離、脱落がなく、その耐摩耗
性が有効に作用し、吹込粉体による摩耗を防止
し送風羽口の寿命を延長し安定した高炉操業が
できた。
筒体に埋設されたセラミツクは熱衝撃や機械的
衝撃に強いので剥離、脱落がなく、その耐摩耗
性が有効に作用し、吹込粉体による摩耗を防止
し送風羽口の寿命を延長し安定した高炉操業が
できた。
(ロ) 摩耗を懸念する必要がなく、粉体吹込用ラン
スを適正位置に設置できるので粉体吹込効果を
向上することができた。
スを適正位置に設置できるので粉体吹込効果を
向上することができた。
(ハ) 筒体に鋳込まれたセラミツクがすぐれた断熱
効果を有するので送風羽口の冷却水による熱風
の温度降下を防止し省エネルギー効果をあげる
ことができた。
効果を有するので送風羽口の冷却水による熱風
の温度降下を防止し省エネルギー効果をあげる
ことができた。
(ニ) セラミツクを鋳込んだ筒体を羽口本体に焼ば
め、ろう付けで密着固定しているので、長時間
使用により筒体が損耗した場合は、筒体のみを
取替え羽口本体は再使用できるのでコストを低
減できた。
め、ろう付けで密着固定しているので、長時間
使用により筒体が損耗した場合は、筒体のみを
取替え羽口本体は再使用できるのでコストを低
減できた。
第１図は本考案の羽口を示す断面図、第２図
Ａ，Ｂは本考案の筒体を示しＡは断面図、Ｂは正
面図、第３図は第２図ＡのＣ部の拡大断面図、第
４図〜第７図はいずれも本考案のセラミツクの鋳
込み態様を示す断面図、第８図はセラミツクの熱
衝撃温度差と抗折強度との関係を示す線図、第９
図は粉体吹込用羽口の全体を示す断面図、第１０
図は従来の羽口の摩耗状況を示す断面図である。 ２３……羽口本体、２４……セラミツク、２６
……筒体、２８……不定形耐火物、３０……母材
金属。
Ａ，Ｂは本考案の筒体を示しＡは断面図、Ｂは正
面図、第３図は第２図ＡのＣ部の拡大断面図、第
４図〜第７図はいずれも本考案のセラミツクの鋳
込み態様を示す断面図、第８図はセラミツクの熱
衝撃温度差と抗折強度との関係を示す線図、第９
図は粉体吹込用羽口の全体を示す断面図、第１０
図は従来の羽口の摩耗状況を示す断面図である。 ２３……羽口本体、２４……セラミツク、２６
……筒体、２８……不定形耐火物、３０……母材
金属。
Claims (1)
- 竪型還元炉の炉内に粉体を吹込むセラミツクを
埋設した粉体吹込用羽口において、粒塊状、板状
もしくは棒状の前記セラミツクをあらかじめ鋳込
んだ筒体を前記羽口の先端の内面に密着固定した
ことを特徴とする竪型還元炉の粉体吹込用羽口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1650387U JPH0348195Y2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1650387U JPH0348195Y2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63127962U JPS63127962U (ja) | 1988-08-22 |
| JPH0348195Y2 true JPH0348195Y2 (ja) | 1991-10-15 |
Family
ID=30808418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1650387U Expired JPH0348195Y2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0348195Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP1650387U patent/JPH0348195Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63127962U (ja) | 1988-08-22 |
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