JPH0364409A

JPH0364409A - 溶湯攪拌用インペラー

Info

Publication number: JPH0364409A
Application number: JP20077689A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Numata; 哲始沼田; Masato Iiyama; 飯山　眞人
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1991-03-19

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、溶湯撹拌用インペラーに閃する。

〔従来の技術〕

精錬工僅において、精錬反応の促進のために各種撹１１
！機が使用される。

例えば、溶銑の予備処理の脱流工程のＫ　ＲｊＭ械式溶
鋼撹拌法では、溶銑鍋にカルシウムカーバイト、ソーダ
灰等の脱硫剤を添加し、撹拌機のインペラーを浸請し、
これを同転させる。インペラーの同転により溶銑浴面中
央に渦流陥没部か生じ、脱硫剤を昼き込み脱硫反応の進
行を促進させる。

インペラーは、駆動手段に接続される回転輔と、それに
接続された数枚の翼部を有するインペラからなる。従来
のインペラーの翼部には、撹拌された溶湯による■５モ
托・破損をｌ！／ＪＩｌ−するために、耐火物が使用さ
れている。この耐火物には、焼成耐火物、キャスタブル
およびメタルファイバー入りキャスタブル等が使用され
ている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来の耐火物は、かなり多孔質であり
、気密性が低い。そのため撹１′１！溶易による后損お
よび溶融物の浸透か容易に起こる。浸透した溶融物は、
耐火物と低融点化合物を形成し、インペラーは著しく摩
耗・嫉損する。特に、翼部は、撹拌溶湯によるエロージ
ョンが生じる。

また、インペラーは浸漬、引上げを繰り迦すため、温度
変化が激しく、熱的スポーリングか生じる。

従って、インペラーは短寿命であり、肋繁に交換または
補修か必要である。

以上のような課題を解決するために、この発明は、耐溶
ノ員性、耐ハ的スポーリング性の優れた、長寿命のイン
ペラーを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明に係わるインペ
ラーは、駆動手段に接続される回転軸と、それに接続さ
れた数枚の翼部を有し、また前記インペラーが、耐火物
多孔体に金属を含浸した金属含浸耐火物が少なくとも前
記翼部に設けられることを特徴とするものである。

〔作　用〕

この発明に係わるインペラーにおいて、翼部の耐火物多
孔体の気孔に金属を充填させているので、翼部の密度が
高まり、撹拌溶湯によるエロージョンおよび溶融物の浸
入に強くなる。

また、上記金属含浸耐大物は、耐火物多孔体の気孔か金
具により充填されているため、高温強度を低下させるこ
となく、耐ｐ１的スポーリング性か大幅に向上する。す
なわち、金属を含浸させることにより耐火物の熱伝導性
か向上し、熱の分散性か改善され、耐火物の内外に温度
差か牛（２ω１１＜、熱膨張差による歪みも生じ難い。

この結果、耐熱的スポーリング性が向上する。

また、金属含浸量は、その耐火物の容積に対して１０な
いし８０容積％または、耐火物の気孔に苅し、５０〜１
００谷枯％の札四内て、前圧の効果か１１１られるよう
選択する。このような札囲に１りＬ（定した理由は、耐
火物のインペラーとしてのｌｌ１ｌ＞　遺体強度を維持
しつつ、製遺し得る開気孔量か１５〜６０容私％であり
、その気孔に対して５０容積％以上の金属を含浸する必
要かあるため、含浸量の下限値が１０容積％てあり、最
大値が８０容積％だからである。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照しなからこの発明の実施例につ
いて具体的に説明する。

第１図はこの発明の実施例に関わるインペラを示す斜視
図、第２図は、ＲＦ脱硫法の概略棉成を示す模式図、第
３図、第４図および第５図はこの発明に関わるインペラ
ーの製造方法を説明するために示す模式図である。

回転軸］の光☆；１４にリング６および保持金具７によ
って、回転軸１を中心として対称的に４枚の翼部を有す
るインペラー２が取り付けられている。

第２図において、溶銑鍋３内には所定量の溶銑４が収容
されている。溶銑４には、脱硫剤５が添力目されている
。溶♀先４（こインペラー２かＭ　’／Ａされている。

インペラー２の回転軸１は駆動手段（図示せず）か取り
（１けられている。

次ぎに、インペラーの製造方法の一例について説明する
。

インペラーの製造方法第１図に示されるような４枚の翼部を有する形状の金属
含浸耐火物のインペラーを製造する。耐火物多孔体の気
孔率は、例えば、２０容積％である。これに所定条件下
で約４０容積％のＦｅ−１８ｅｒを含浸させる。含浸後
、外面を切削加工し、所定の寸法の金属含浸耐大物のイ
ンペラーとする。

以下でインペラーの製造方法を詳細に説明する。

製追例］第３図を参照して説明すると、第３図ａは、回転軸１の
インペラー２内に１）１７人される部分に取り付けられ
た保持金具７と、四転軸］との接続部分にリング６を有
する金属含浸前のインペラーである。第３図すは、前記
金属含浸前のインベニ−を含浸する溶を朋：金ＩＩｊＫ
　９を収容するホットメタル）＜ス８を示す。保持金具
７は、鋳鉄で作られている。

また、リンク６は緻密性セラミ・ンクで作られている。

インペラー２の形状の型（図示せず）、用意し、これに
保持金具７を取り（＝１けた回転軸１を中心にＪＩ人し
、この型に、耐火物原料を流し入れる。これを加圧、焼
成工程で処理し、耐火物多孔体のインペラー２を得る。

このインペラー２を、所定条件下で溶融金属９の中に浸
涜する。

リング６は回転軸１の空転を止めるため、ト１転軸１の
接続部分を固定する。また、リング６は回転軸１を溶湯
から保護するために設けられ−Ｃいる。

製造例２第４図を参ｊり（ｉ、で説明すると、第４図は、回転軸
１の差込むことのできる回転軸柿入孔１１を有する金属
含浸耐大物からなるインペラー１０である。なお、１２
は溶接する箇所である。

予め回転軸］を差し込むための回転軸揮人孔〕１を有す
る金属含Ｂ　ｍＪ火物を用意する。この回転φｄｔ　１
ａｉｒ人孔１１に、回転軸１を差し込み、］２の箇所を
溶接して回転軸］の空転を止める。

製造例３端に取り付けられた本体１４および翼部１５を有するイ
ンペラー１３である。このインペラー１３の本体１４は
、耐火物多孔体であり、翼部１５は金属含浸耐火物であ
る。

耐火物多孔体を製造する際に、インペラー１３の翼部］
５の気孔率を高くし、中心部１４の気孔率を低くする。

すなわち、翼部］５には金属か含浸するが、中心部１４
には含浸しない状態にする。

この耐火物多孔体を金属含浸し、特にｊに耗・１ｆＪｉ
　ｊＭしやすい翼部のみを金属含浸耐火物のインペラー
１３を得る。

以上のような製法で製造されたインペラーの各部の概略
寸法を以下に示す。

インペラー回転軸の直径；　　　　１５０ｍｍインペラ
ー翼部の外径　；　　　　９００　＋ｎ＋ｎインペラー
翼部の厚さ　：　　　　２００　ｍｍインペラー翼部の
長さ　；　　　１Ｂ００ｍｍ以下に、上記各種のインペ
ラーに下記伺質の金属含浸耐火物を用い、試験した拮果
について説明する。

実施例１マグネンア質金属含浸耐火物の製造耐火物原料としてＭｇＯを％重量％を含むマグネシア粉
を用いた。マグネシア粉の粒径は、５０〜２０００ミク
ロンに９Ｎ製しである。

原料粉を滉合し、バインダ剤を添加し、さらに、これを
撹４’ｌ’混合する。泥合物を所定の型に流し込み、こ
れを振動成形する。この成形体を約１３００℃の温度で
焼成し、みかけの気孔率か１０〜５３容枯％で、平均気
孔径が６０ミクロンのマグネシア耐火物多孔体のインペ
ラーを得た。

このインペラーに所定条件下て５ＵＳ３０４を含浸させ
、５ＬＩＳ３０４含ｄ４＜が１５〜７υ容ＩＡ％のマク
ネンア質の金属含浸耐火物インペラーを得た。さらに、
表面をＵＪ削加工し、所定形状に仕」−げる。

上記方法に徒い、繊維量の調整によって得られた各企屈
含没凰の金属含浸耐火物インペラーの緒特性について調
べたｉｉ！ｉ果を下記に示す。

耐スポーリング性上記ブロック体を至？ｊ＋Ｌ　（ｌｉ′ｒ）〜：ｌ　４
００　°Ｃまて加熱し、その後水冷した。この急熱急冷
による温度差（すなわち、熱衝撃）によって、ブロック
体の強度かとのような影響を受けるかを調べた。

第６図は、横軸に耐火物の加熱温度（’Ｃ）をとｌり、
縦軸に耐火物の強度指数をとって、金属含浸耐火物イン
ペラーの耐スポーリング性について調査したグラフ図で
ある。この場合に、耐火物の強度指数とは、急冷処理し
ない耐火物の曲げ強度を１００とした場合に対する急冷
処置したときの各加熱温度から急冷した後における曲げ
強度を指数として表したものであり、耐火物の耐スポー
リング性を間接的に表現したものである。図中で、白丸
、白四角、黒四角は、マクネンアｊＩυＪ火物に１５．
３０．４５容稍％の５ＩＪＳ３０４を含浸させた桔東を
示す物である。なお黒丸は金属を含浸していないマグネ
シア耐火物である。国から明らかなように、耐火物に５
ＵＳ３０４を含浸させることにより、５ＵＳ３０４を含
浸させない場合に比較して、かなりの熱衝撃に１ｌｊＪ
えられることか分かった。また、５ＵＳ３［］４の含Ｕ
足か多いほど、強度指数のＩ＋’（下か少なく　、１ｉ
ｉＪ　）Ａ的スポーリンク性か向上することが確認され
た。

耐摩耗性および耐溶損性第７図は、横軸に金属含浸足をとり、縦紬に溶解するス
ラグによる金属含浸耐大物の浸Ｍ；指数をとって、５Ｕ
Ｓ３０４を含浸させたマグネシア質金属含浸耐大物の耐
摩耗性および耐溶損性について間接的に調査したグラフ
図である。この場合浸良指数とは、金属を含浸させない
状態のマグネシア耐火０物の高炉スラグによる浸食（溶損）量を１００とした場
合に対する被検体の浸食量を指数で表したものである。

図から見て門らかなように、５ＩＪＳ３０４の含／３：
量は少なすぎても多すぎても所望の効果を１１７ること
かてきす、含浸量か２０〜６０容ｆＡ％の範囲にあると
きに浸食指数か二分の一以下に低減することかわかった
。

第１表に、上記第１の丈施同の金属音Ｎ　＋ＩｕＪ大物
インペラーをＫ　Ｒ脱硫法に実際に使用した結果を示す
。第１表には、金属含浸耐大物の組成（−ｔＩｉ位：容
積％）およびインペラーの寿命（単位・時間）を示した
。なお、インペラーの寿命は翼部の損耗ｍ　１００　ｍ
ｍをもって終了したものとツーリ断じた。

第　　１　　人］　１実施例２アルミナ質金属含浸耐火物インペラーの製込耐火物原料
としてＡＲ２０：ｉを９７重量％含む粉を用いた。原料
粉の粒径は１〜２０００　ミクロンに、Ｊ、！Ｊ整しで
ある。１制大物多孔体のシ（孔・↑１イビ調斃するため
の配合刊料として、１．００ミクロン径ビニール繊維を
用いた。

原料粉および繊維を体積比で９：］〜６・４になるよう
に混ぜ合わせ、バインダ剤を添加し、さらに、これを撹
拌混合する。ｌＩＸ　’９物を所定のパ２に流し込み、
これをプレス成形する。この成形体を約１５５０°Ｃの
温度で焼成し、みかけ気孔率か２５〜６０容積％て、平
均気孔径が９０ミクロンのアルミナ質耐火物多孔体のイ
ンペラーを？′また。

このインペラーに所定条件下Ｇｒ−ＡＩ合金を訝浸させ
、含浸率か、３５〜８０谷債％のアルミナ質の金属含浸
耐火物インペラーを得た。

第２表に、上記第２の実施例の金属含浸耐火物インペラ
ーをＲＦ脱硫法に実際に使用した島５果を示す。第２表
には、金属含浸耐火物の組成（！Ｆ−［立：２容仙％）およびインペラーの寿命（単位：　ＩＩ！ｒ　
ｌ！：Ｊ　）を示し、た。なお、インペラーの寿命は翼
部の損耗ｍ　１００　ｍ＋＋ｎをもって終了したものと
判断した。

第２表を示す模式図、第３図、第４図および第５図はそれぞれ
のインペラーの製迭方法を説明するためインペラーの模
式図、第６図および第７図はそれぞれの実施例の効果を
説明するためのグラフ図である。

１・・・回転軸、２・・・インペラー　６・・・リング
、７・・・保持金具、８・・・ホットメタルバス、１１
回転輔押入孔、］４・・本体、］５・・・翼部。

〔発明の効果〕

上記で説明したこの発明によって、耐スポーリング性、
耐摩耗性、嗣溶損性のいずれにも優れ、長寿命のインペ
ラーをｔａ　（Ｍくすることができる。これにより、イ
ンペラーの耐火物コストを大幅に低減することかできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に関わるインペラーを万くず
斜祖図、第２図は、ＲＦ脱硫法の概略構成　３出痴人代理人　弁理士　鈴江式彦］　４

Claims

【特許請求の範囲】

　耐火物多孔体に１０ないし８０容積％の割合で金属を
含浸させた金属含浸耐火物が少なくとも翼部に設けられ
ることを特徴とする溶湯撹拌用インペラー。