JPH0545052U - 高炉送風羽口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉送風羽口は、炉内の溶銑、溶滓、炉内装
入物に接触する等の過酷な環境下にあり、該溶銑等の接
触によって羽口が溶損、摩耗しやすく、これによって羽
口冷却水の漏れに基づく爆発事故が発生したりするた
め、過酷な条件の下にも従来より比較的長期の寿命が得
られる高炉羽口を提供する。 【構成】 内部を水冷した銅製の高炉羽口の少なくとも
先端表面または少なくとも先端の一部表面に、多数の側
面に突起を有した溝の幅または穴の径と略同等あるいは
狭い間隔で形成し、該溝または穴とほぼ同等な形状のセ
ラミックスを挿入配列し、接着剤または銅母材をかしめ
て固定することで、耐久性、耐摩耗性が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、耐久性、耐摩耗性を向上させた高炉送風羽口に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来から溶鉱炉の熱風吹き込みに使用されている高炉送風羽口は、一般に純度 の高い銅を母材として、内部に冷却水を供給する水冷式となっているが、炉内に 突き出た羽口の先端が、炉内の溶銑、溶滓、炉内装入物に接触する等の過酷な環 境下にある。従って、該溶銑等の接触によって羽口が溶損、摩耗しやすく、これ によって羽口冷却水の漏れに基づく爆発事故が発生したりするので、従来からＮ ｉ基自溶性合金の肉盛を施す手段が多く採用されてきた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記Ｎｉ基自溶性合金によって肉盛した羽口において、該溶銑 、溶滓のアタックの他、炉内装入物による機械的摩耗も加わって、耐用寿命が短 いという問題があった。

【０００４】 また、一方において、特開昭５３−１３８９０号に記載されているように、高 炉送風羽口の銅母材表面を、自溶性合金層、サーメット層、セラミックス層で順 次被覆することによって耐熱衝撃性および高温耐摩耗性を向上させた高炉羽口も 提案されているが、比較的コストが高くなり、使用中に割れや剥離が生じるため 大きな効果が得られていないというのが現状である。

【０００５】 この原因としては、耐摩耗性のある自溶性合金、セラミックス等は、通常熱伝 導率が悪いので、溶銑、溶滓等の接触によって表面の温度が急激に上昇し、これ によって繰り返し熱応力が作用すると自溶性合金、セラミックス等に割れや、剥 離が生じることが挙げられる。 本考案は、このような問題に鑑み、過酷な条件の下にも従来より比較的長期の 寿命が得られる高炉送風羽口を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は内部を水冷した銅製の高炉送風羽口において、該羽口の少なくとも先 端表面、または少なくとも一部表面に、多数の溝または穴を設け、該溝または穴 の中にセラミックスを挿入配列したことを特徴とする高炉送風羽口である。

【０００７】

【作用】

本考案は、内部を水冷した銅製の高炉送風羽口の少なくとも先端表面、または 少なくとも先端の一部表面に多数の溝または穴を設け、該溝または穴とほぼ同等 な形状のセラミックスを挿入配列し、接着または銅母材をかしめて固定すること で構成されている。なお、溝へ挿入配列するセラミックスは溝側面の突起により 、穴へ挿入する場合にはセラミックスの底の径より上面の径を僅かに小さくして かしめることにより、強固に銅母材に接合される。

【０００８】 ここで、溝の幅または穴の径は、溝または穴の深さの１〜３倍程度が好ましく 、余り大きいと溝または穴の側面からの熱伝導が悪く、小さいと製作が困難にな る。溝また穴の深さは３〜１０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ以上であると銅母材が 薄くなり、３ｍｍ以下であると銅母材とセラミックスの接合力が小さくなる。ま た、溝または穴の間隔は、溝の幅または穴の径と略同等か１〜１／４倍が好まし く、大きいと露出した銅表面の溶損、摩耗が進行し、小さいとセラミックスの冷 却効果およびセラミックスを保持している銅の強度が低下し、割れや剥離を生じ る。この時、セラミックスを挿入配列した領域の羽口表面積に対するセラミック スの占める面積率は２５％〜６５％となり、これによって耐摩耗性が向上する。

【０００９】 また、セラミックスとしては、例えばＳｉ ₃Ｎ ₄系の化合物、Ｓｉ ₃Ｎ ₄−Ａ ｌＮ−Ａｌ ₂Ｏ ₃−ＳｉＯ ₂系の化合物があるが、他のセラミックスであっても よく、耐摩耗性を有する材料であればセラミックス以外のものでもよい。

【００１０】 前記高炉送風羽口においては、羽口の少なくとも先端の一部表面に、多数の側 面に突起を有した溝または穴を、該溝の幅または穴の径と略同等あるいは狭い間 隔で形成し、溝または穴とほぼ同等な形状のセラミックスを挿入配列し、接着ま たは銅母材をかしめているので、このセラミックスによって補強されることにな る。この場合、セラミックスは溝または穴の底面の銅母材から冷却されるのみで なく、側面の銅母材からも冷却される。従って、セラミックスの表面中心であっ ても温度上昇が抑制され、これによってセラミックスの割れや、銅母材との間の 熱応力が緩和される。

【００１１】 更に、セラミックスは溝または穴に嵌入して側面にも接合されているので、付 着力が向上し、セラミックスの剥離が抑制される。なお、これによって施工され た羽口先端表面には銅母材が露出している部分があり、溶銑、溶滓等からの熱衝 撃あるいは機械的摩耗により劣化するが、この作用は隣部セラミックスによって 緩和され、これによって、全体として従来の高炉羽口よりも長期の寿命を得るこ とができる。 本羽口は、高炉送風羽口の本体および先端の全周または一部の表面について適 用できる。

【００１２】

【実施例】

本考案の実施例について、図を参照しながら詳細に説明し、本考案の理解に供 する。 まず、図５に示すような銅からなる高炉送風羽口本体７の先端８において、図 ２に示すように溶損、摩耗の最も顕著な上下６０度の範囲に、図１に示すような 側面に突起を有した溝１を形成し、図３に示すような該溝１の側面を切り欠いた 部分６からセラミックス２を挿入配列して、予めセラミックス２および溝１に塗 布しておいた接着剤で接合させ、その後、側面を切り欠いた部分６を肉盛材を溶 接して埋めて、最後に露出した銅表面をポンチで叩きかしめた。

【００１３】 これによってセラミックス２は溝１の底面だけでなく周囲の側面にも接着され 、さらに側面の突起により銅母材５に強固に接合されることになる。そして溝１ に接合されたセラミックス２は、溝底面から冷却されるだけでなく周囲の側面か らも冷却されるので、図６に示すように銅母材５に均一に平板状セラミックス９ を被覆させた場合よりさらに冷却効果が優れることになる。なお、図２に示すよ うな、溶損、摩耗の最も顕著な上下６０度の範囲以外については、従来通りＮｉ 基自溶性合金（Ｃｒ：１３％、Ｍｎ：３％、融点１３５０℃）の肉盛りを施した 。

【００１４】 一方では、図５に示すような銅からなる高炉送風羽口本体７の先端８において 、図８に示すように溶損、摩耗の最も顕著な上下６０度の範囲に図７に示すよう な円筒状の穴３を形成し、該穴３に底の径よりも上面の径を僅かに小さくした円 筒状のセラミックス２を埋め込み、予めセラミックス２および穴３に塗布してお いた接着剤で接合させ、最後の露出した銅表面をポンチで叩きかしめた。

【００１５】 これによって、セラミックス２は穴３の底面だけでなく側面全周に接着され、 さらに底の径より上面の径が僅かに小さいため銅母材５に強固に接合されること になる。そして、穴３に接合されたセラミックス２は穴底面から冷却されるだけ でなく、側面全周からも冷却されるので、図６に示すように銅母材５に均一に平 板状セラミックス９を被覆させた場合より更に冷却効果が優れることになる。な お、図８に示すような溶損、摩耗の最も顕著な上下６０度の範囲外については、 従来通りＮｉ基自溶性合金の肉盛りを施した。

【００１６】 ここで、溝または穴の間隔は、図４に示すように大きいと露出した銅表面の溶 損、摩耗が進行し、小さいとセラミックスの冷却効果およびセラミックスを保持 している銅の強度が低下し、割れや剥離を生じるため、溝または穴の幅または径 と略同様に構成した。

【００１７】 前記実施例においては、接着剤を用いてセラミックスを接合したが、セラミッ クスは銅母材による拘束によっても固定されているので、接着剤は用いなくても よい。

【００１８】 また前記実施例は、底の径よりも上面の径が僅かに小さい円筒状のセラミック スを使用したが、底の径と上面の径は同等でもよく、さらに円筒状でなくても角 柱状等でもよい。なお、溝には側面に突起を有しなくてもよい。

【００１９】 さらには、前記実施例は高炉送風羽口の先端の一部表面について設けた場合に ついて述べたが、羽口本体でも適用でき、また少なくとも全周に設けた場合につ いても適用できる。

【００２０】

【考案の効果】

本考案によれば、高炉送風羽口の少なくとも先端表面または少なくとも先端の 一部表面に、多数の側面に突起を有した溝または穴を、該溝の幅または穴の径と 略同等あるいは狭い間隔で形成し、該溝または穴とほぼ同等な形状のセラミック スを挿入配列し、接着または銅母材をかしめて固定されているので、セラミック スが溝または穴の底面だけでなく側面からも冷却されて、熱応力や割れが発生し にくく、しかも溝または穴の底面および側面からもセラミックスが接合されてい るので、過酷な環境の下での使用によるセラミックスの剥離が減少し、長期の寿 命を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す高炉送風羽口の一部分の
断面図

【図２】本考案の実施例を示す高炉送風羽口の先端部の
正面図

【図３】図１の実施例においてセラミックスを埋め込む
方法を示した羽口表面の図

【図４】本考案における溝または穴の間隔の影響を示し
たグラフ

【図５】高炉送風羽口の断面図

【図６】従来例の高炉送風羽口の先端において均一にセ
ラミックスを被覆させたものの概略図

【図７】本考案の実施例を示す高炉送風羽口の一部分の
断面図

【図８】本考案の実施例を示す高炉送風羽口の先端部の
正面図

【符号の説明】

１ 溝 ２ セラミックス ３ 穴 ５ 銅母材 ６ 溝の突起を切り欠いた部分 ７ 高炉送風羽口本体 ８ 高炉送風羽口先端

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を水冷した銅製の高炉送風羽口にお
   いて、該羽口の少なくとも先端表面、または少なくとも
   一部表面に、多数の溝または穴を設け、該溝または穴の
   中にセラミックスを挿入配列したことを特徴とする高炉
   送風羽口。