JPH03500184A - 消耗性ランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 消耗性ランス Ｒ１じとえ丞 本発明は、溶融した液体金属内に浸せぎされる細長い管状装置に係るものである ０本発明は、特に溶鋼内に酸素又はその他のガスを導入するのに用いられる消耗 性ランス（ｌａｎｃｅ）装置の構造に関するものである。

連続鋳造機を用いた冶金作業においては、「熱い」被加熱処理物（ｔｈｅ　ｈｅ ａｔｓ）を炉から漏出しして鋳造機に送る時に十分な温度を確保することが必要 となる。鋳造機の十分な温度確保ができない状態が続発（Ｍｉｓｓｅｄ　ｃａｓ ｔｅｒ　５ｅｑｕｅｎｃｅｓ）　シた場合には、（ａ）その結果として低品質の 鋼をもたらすこととより高い製造コストを必要とすることから溶解金属をインゴ ットとするか、（ｂ）取鍋内の液体鋼の温度を上げるための取鍋再加熱炉を用意 するか或いは（Ｃ）酸素ランスを介して液体鋼内に酸素を吹き込んで液体鋼の温 度を所要の鋳造温度にまで高めるかのいずれかが必要となってくる。今までは、 そのような酸素吹込み再加熱作業中に、水冷式非消耗性ランス或いは耐火性物質 で被包された消耗性ランスのいずれかを用いることが一般に行われている。

従来の消耗性ランスは、いくつかの工夫を利用している。第一の工夫は、保護耐 熱性カバー内に被包された中央の鋼製長尺管状部材を介して溶鋼浴（ｍｏｌｔｅ ｎ　５ｔｅａｌ　ｂａｔｈ）内に酸素を導入するものである。

他の工夫は、米国特許第３，６４５，５２０号に教示されている様に、保護耐熱 性カバー内に被包された多数の銅製うす巻き管状部材を介して溶鋼浴内に酸素を 導入するものである。そのようなうず巻き状通路は、酸素を液体高炭素鋼内に導 入した時のスプラッシュ（ｓｐｌａｓｈ）を少なくしまた排除するために開発さ れたものである。

酸素を液体鋼浴内に導入した時に、高熱と、上述の消耗性ランスの管状通路及び 支持構造体を通過し取り囲む酸素急流とが組み合さって最大１２インチ／分（ｉ ｎｃｈｅｓ／ｌｌ１ｉｎ、）の速度テランス先端ニエローションを生じさせた。

そのような高腐食率のために、極めて長期に亘って消耗し得る先端部を有する再 加熱ランスを製造することが必要となった。例えば、取鍋の再加熱中に、液体鋼 の温度を５０°Ｆまで上げることが必要であるかもしれない、毎分５＠　Ｆ〜１ ０°Ｆの再加熱速度でランス消耗量が最大１２インチ／分であれば、−回の再加 熱作業中に再加熱ランスが１０フイート消耗するかもしれない。

久！しり」票 従って、本発明の目的は、耐耗性を向上させることによりて寿命を延ばした消耗 性ランスを提供することにある。

本発明の別の目的は、管状部材が溶浴の高熱に晒された時に、その管状部材が犠 牲にされる（ｓａｃｒｉｆｉｃｅｄ）に応じて耐熱性通路が形成されるようにな っている消耗性ランスを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、内部構造支持組立て体が、液体鋼浴内に導入された酸 素にほとんど晒されない消耗性ランス或いはその種の装置を提供することにある 。

長尺な構造支持組立て体の回りに放射状に離間配置されて保護耐熱性カバー内に 被包された多数の長尺なガス導管と、溶湯浴内にガスを分散させるためのマニホ ルド装置（ｍａｎｉｆｏｌｄ　ｓｙｓｔｅｍ）を有する上端部と、溶湯浴内に浸 せきされてその溶湯浴によりて消耗される下端部とを有する消耗性ランスによフ て上述の目的を達成することができることがわかった。

区里！版里 ′ｉ４１図は、従来のランスの断面図で、鉄製管状部材を酸素通路として用いた 場合のランスの先端におけるエロージョンを示した図である。

′ｓ２図は、従来のランスの第１図に類似の断面図で、うす巻き管状部材を酸素 通路として用いた場合のランスの先端におけるエロージョンを示した図である。

第３図は、本発明の好ましい具体例の断面正面図である。

第４図は、第３図の４−４線断面図である。

第５図は、本発明のランスの先端における改良されたエロージョン特性を説明す るための３４１．２図の断面図に類似した断面図である。

ましい　体側の詳細な説 本発明に係る消耗性再加熱ランスの特有の構成を説明する前に、従来技術の問題 点を検討することは有益である。

第１図を参照すると、消耗性再加熱ランスの先端１０は保護耐熱性カバー１２内 に収容された１本又はそれ以上の細長い鋼製管状部材１１を有していることがわ かる。その管状部材１１は図示されていない酸素源に接続されて通路を構成し、 その通路を介して酸素１３が溶鋼浴内に導入されるようになっている。再加熱作 業における現実の使用中に、酸素１３と鋼製管状部材１１とが反応して再加熱作 業における高熱と組み合わさってランス先端において極端に窪んだエロージョン を生じさせ、その結果ランスが５．５インチ／分から１５．４インチ／分の割合 で消耗したことがわかりた。また、第１図示の如き「直線貫通ランスＪ　（ｓｔ ｒａｉｇｈｔ　ｔｈｒｏｕｇｈ　１ａｎｃｅｓ）は、低炭素品質のｔｌ（約０． ５０％Ｃ以下）を再加熱した時には満足のいくものであったが、より高炭素品質 の鋼を再加熱した時には猛烈なスプラッシュを生じさせることがねかりた。

高炭素鋼（約０．５０％Ｃ以上）の再加熱中に発生する猛烈なスプラッシュの問 題を克服するべく努力して、米国特許’４３，６４５．５２０号に述べられてい るような第二のデザインが試みられた。第２図に示されたこの第二のデザインは 、保護耐熱性力）＜−１２ａ内に収容された１本あるいはそれ以上のうす巻き管 状部材１１ａを備えた消耗ランス先端１０ａを有している。うす巻き管状部材１ １ａの角度は、ランスが消耗した時に酸素１３ａが所定の選択された角度で溶ｉ 内に導入されるよう調整される。米国特許第３，６４５．５２０号は、垂直線か ら１５°−９０°のガス噴出角度でスプラッシュ結果をほとんど生じさせないこ とを教示している。然しながら、上述の選択された角度で酸素な溶浴内に導入し た場合には、第２図中に符号１４ａで示した如く保護耐熱性カバーに不均一なエ ロージョンが生じることがわかった。このエロージョンの結果、管状部材１１ａ は溶浴に晒され、管状部材１１ａには上り線状の溶落ち１５　（ｕｐ　１ｉｎｅ 　ｂｕｒｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ）が生じそれによって保護カバーのエロージョンを 促進させることとなる。そのようなランスは約９．４インチ／分の割合で消耗し た。

本発明に係る再加熱ランスを示した第３．４図を参照すると、消耗性ランス１６ は保護耐熱性カバー１８内に被包された長尺な構造支持組立て体１７と、消耗性 下端部１９と上側マニホルド端部２０とを有している。

長尺な構造組立て体１７は、最も内側に配置された長尺部材２１にて成り、この 長尺部材２１は下端部１９から第一のマニホルドカバープレート２５の下面まで 延在している。その最も内側に配置された長尺部材２１は管状のものでも中実な ものでありてもよく、この長尺部材２１はプレート２５の下面に溶接又はその他 の手段によフて取付けられ、上端部２０のマニホルド装置と下端部１９との間で ガス導管即ちガス流路として用いられるのを防止するためマニホルドチャンバー ２６から完全に閉塞されている。最も内側に配置された長尺部材２１を取り囲む に十分な大静さの中央穴を有する一組の環状スペーサ部材２２が最も内側に配置 された長尺部材２１に沿って間隔を置いて配置されて溶接又はその他の手段によ って最も内側に配置された長尺部材２１に固定されている。下端部１９と上端部 ２０との間には多数本の長尺な棒状あるいはロッド状部材２４が延在しており、 これら棒状あるいはロッド状長尺部材２４は最も内側に配置された長尺部材２１ の回りに放射状に間隔を置いて配置され溶接又はその他の手段によって管状スペ ーサ部材２２に固定されている。

長尺な構造支持組立て体１７の回りには多数本の細長い犠牲管状部材（ｓａｃｒ ｉｆｉｃｉａｌ　ｔｕｂｕｌａｒｍｅｍｂｅｒｓ）　２３が間隔を置いて放射状 に配置され、環状スペーサ部材２２の周囲に取付けられている。その犠牲管状部 材２３とロッド状部材２４とは、最も内側に配置された長尺部材２１の回りに交 互に間隔を置いて配置され、管状部材２３は下端部１９から延びて第一のマニホ ルドカバープレート２５を貫通してマニホルドチャンバー２６内に延在しそれに よって上端部２０のマニホルド装置と下端部１９との間にガス導管即ちガス流路 が構成されている。

好ましい具体例における細長い犠牲管状部材２３は銅にて形成されている。然し 、この犠牲管状部材２３は約２０００°Ｆ以下の溶融点を有する何らかの同種の 材料で形成してもよい。

図示されていないランス昇降装置のロッド２９に取付けるためのネジ付き連結部 ２８を備えた第二のマニホルドカバー２７が上端部２０のマニホルド装置の上側 を閉塞している。酸素は図示されていない酸素供給源に接続された供給管３０を 介してマニホルドチャンバー２６に供給され、細長い犠牲管状部材２３を通って 下端部１９へ配分される。

第５図を参照すると、下端部１９が溶湯浴３１内に浸せきされた時に細長い犠牲 管状部材２３を介して溶湯浴内に酸素３４が導入される。再加熱工程での高熱に 晒された犠牲管状部材２３の下端部は、高温域から後退するように溶解して下端 部１９内に耐熱性通路３３が生成される。犠牲管状部材２３のそのような溶解後 退および耐熱性通路３３の生成とその耐熱性通路３３が長尺な構造支持組立て体 １７から可能な限り隔たフて位置していることが組み合って、その結果消耗性ラ ンス１６の下端部１９に均一な二ローションパターンが生じてランスの消耗率が 約３．３インチ／分まで減少したことがわかった。

従来技術の説明において述べたと同様の再加熱パラメータ（ｒｅｈｅａｔｉｎｇ 　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）を用いると、浴温度が所要の５０”Ｆに上昇された場 合に、本発明に係るランスは１．５〜３フイート消耗するにすぎない。そのよう な消耗率は本発明に係るランスの寿命を著しく延長させることとなる。

好ましい具体例における最も内側に配置された長尺部材２１と長尺な棒状あるい はロッド状部材２４は円形の横断面を有するものとして示されているが、そのよ うな部材として何らかの適当な横断面を有するものを用いることができることが 理解されるべきである。また、好ましい具体例における長尺な棒状或いはロッド 状部材２４は環状スペーサ部材２２の周囲に取り付けられるものとして示されて いるが、その長尺な棒状或いはロンド状部材２４はそのような環状スペーサ部材 の半径に沿ったいずれかの点において環状スペーサ部材に取り付けることができ ることも理解されるべきである。

特表千３−５００１８４（４） 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．保護耐熱性カバー内に被包された長尺な構造支持組立て体と、前記耐熱性カ バー内に収容されて前記構造支持組立て体の回りに間隔を置いて放射状に配列さ れた多数本の長尺なガス導管と、溶湯浴内に浸せきされてその溶湯浴によって消 耗されるようになっている下端部と、前記導管を通して溶湯浴内にガスを分散さ せるためのマニホルド装置を備えた上端部とを有する溶湯浴内へガスを導入する ための消耗性ランスであって、前記長尺な構造組立て体が、前記下端部と前記上 端部との間に延在して最も内側に閉塞配置された長尺構造部材と、前記の最も内 側に閉塞配置された長尺構造部材の長さ方向に沿って離間配置された一組の環状 スペーサ部材と、前記の最も内側に閉塞配置された長尺構造部材の回りで放射状 に離間配置されしかも隣接したガス導管の間に位置すると共に前記環状スペーサ 部材の外周に固定された多数本の長尺な棒状部材とを有することを特徴とする消 耗性ランス。
2. ２．前記多数本の長尺なガス導管が、長尺な構造支持組立て体の環状スペーサ部 材の外周に接触していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．前記長尺なガス導管が、約２，０００°Ｆ以下の溶融点を有する材料にて形 成された犠牲管状部材であることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。
4. ４．前記犠牲部材が、銅にて形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項 記載の装置。
5. ５．前記長尺な支持組立て体の犠牲管状部材と棒状部材とが、前記長尺な支持組 立て体の最も内側に配置された長尺構造部材の回りに交互に放射状に離間配置さ れていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。
6. ６．前記犠牲管状部材が、環状スペーサ部材の外周に固定されていることを特徴 とする請求の範囲第３項記載の装置。
7. ７．ランスが溶湯浴内に浸せきされた時に前記犠牲管状部材が、下端部から後退 する如く溶解することによって耐熱性導管即ち通路が生成され、該通路を介して ガスが前記溶湯浴内に導入されるようになっていることを特徴とする請求の範囲 第３項記載の装置。