JPH0629454B2 - 浸漬管の冷却方法 - Google Patents
浸漬管の冷却方法Info
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- JPH0629454B2 JPH0629454B2 JP9577985A JP9577985A JPH0629454B2 JP H0629454 B2 JPH0629454 B2 JP H0629454B2 JP 9577985 A JP9577985 A JP 9577985A JP 9577985 A JP9577985 A JP 9577985A JP H0629454 B2 JPH0629454 B2 JP H0629454B2
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- cooling
- plate
- iron plate
- cylindrical iron
- core metal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶鋼脱ガス処理設備等の浸漬管特に芯金を効
率的に冷却する方法に関する。
率的に冷却する方法に関する。
（従来の技術） 例えば、第８図の回分式の溶鋼真空脱ガス装置の浸漬管
３に示す如く、従来溶鉄の脱硫、脱ガス等の処理に用い
る浸漬管は芯金４の長手方向内外両面に耐火物５，６を
施工したものが一般的である。
３に示す如く、従来溶鉄の脱硫、脱ガス等の処理に用い
る浸漬管は芯金４の長手方向内外両面に耐火物５，６を
施工したものが一般的である。
しかして浸漬管３の芯金４は周囲の耐火物５，６を固定
し構造体として安定させる事がその主な役割である。
し構造体として安定させる事がその主な役割である。
ところで回分式の溶鋼真空脱ガス装置１の処理チャージ
数と芯金４の温度の関係は、１例として第９図に示すと
おり、処理チャージ数の増加に伴い芯金４の温度は次第
に上昇する。しかも周囲の耐火物５，６の溶損が進行す
るに伴い処理時と非処理時において温度が上下振幅を繰
り返す様になる。
数と芯金４の温度の関係は、１例として第９図に示すと
おり、処理チャージ数の増加に伴い芯金４の温度は次第
に上昇する。しかも周囲の耐火物５，６の溶損が進行す
るに伴い処理時と非処理時において温度が上下振幅を繰
り返す様になる。
また、芯金４の温度上昇に伴う芯金４の線膨張は、周囲
の耐火物の線膨張よりも大きく、かつ、耐火物溶損の進
行に伴い発生する処理時と非処理時の温度振幅は、芯金
４と耐火物５及び６の線膨張差による耐火物施工境界の
亀裂発生、スラグ・溶鋼の浸透による損耗の著しい進行
を招き浸漬管耐火物寿命の律速となっていた。
の耐火物の線膨張よりも大きく、かつ、耐火物溶損の進
行に伴い発生する処理時と非処理時の温度振幅は、芯金
４と耐火物５及び６の線膨張差による耐火物施工境界の
亀裂発生、スラグ・溶鋼の浸透による損耗の著しい進行
を招き浸漬管耐火物寿命の律速となっていた。
一方、第１０図〔機械工学便覧（機械材料編）改訂５
版、1968年日本機械学会刊より〕に示す如く普通鋼の場
合、500℃を越えると著しく機械的強度の低下が起こる
ため上述した芯金４の線膨張の他に非処理時に芯金４に
掛る自重によるクリープも耐非物寿命悪化の一つの要因
として考えられる。
版、1968年日本機械学会刊より〕に示す如く普通鋼の場
合、500℃を越えると著しく機械的強度の低下が起こる
ため上述した芯金４の線膨張の他に非処理時に芯金４に
掛る自重によるクリープも耐非物寿命悪化の一つの要因
として考えられる。
この様に温度の上昇による芯金４の延びは浸漬管耐火物
５及び６の施工境界における亀裂発生を招き当該部位よ
り溶鋼及びスラグが浸入するため局部的な耐火物５及び
６の溶損の進行を助長し、均等な耐火物５及び６の溶損
によって浸漬管寿命が終了する前に新たな浸漬管３に交
換する必要が生じ溶鋼等の処理コストの増大及び耐火物
５及び６の補修時間増による処理時間の低下を招いてい
た。
５及び６の施工境界における亀裂発生を招き当該部位よ
り溶鋼及びスラグが浸入するため局部的な耐火物５及び
６の溶損の進行を助長し、均等な耐火物５及び６の溶損
によって浸漬管寿命が終了する前に新たな浸漬管３に交
換する必要が生じ溶鋼等の処理コストの増大及び耐火物
５及び６の補修時間増による処理時間の低下を招いてい
た。
上述したような問題点を解決し、かつ浸漬管芯金４の熱
膨張抑制を狙った冷却方法については、従来より検討さ
れており、例えば、本発明者等の提案による特開昭58-9
6813号公報に示す如く、芯金４をジャケット構造、ある
いは冷却管の接合体とし、若しくは既存の芯金の周囲に
冷却管を巻き該冷却管、あるいはジャケット内に気水混
合流体を送りこみ、該冷却管、ジャケット内部で蒸発さ
せ芯金を冷却する方法、あるいは特開昭５９−1617号公
報のように内部円筒鉄板及び外部円筒鉄板の二重円筒構
造よりなる芯金の二重円筒間隙に内部円筒鉄板と外部円
筒鉄板に当接するよう一定間隔で冷媒供給支管を配置
し、芯金４を効率的に、かつ均一に冷却する浸漬管の構
造がある。
膨張抑制を狙った冷却方法については、従来より検討さ
れており、例えば、本発明者等の提案による特開昭58-9
6813号公報に示す如く、芯金４をジャケット構造、ある
いは冷却管の接合体とし、若しくは既存の芯金の周囲に
冷却管を巻き該冷却管、あるいはジャケット内に気水混
合流体を送りこみ、該冷却管、ジャケット内部で蒸発さ
せ芯金を冷却する方法、あるいは特開昭５９−1617号公
報のように内部円筒鉄板及び外部円筒鉄板の二重円筒構
造よりなる芯金の二重円筒間隙に内部円筒鉄板と外部円
筒鉄板に当接するよう一定間隔で冷媒供給支管を配置
し、芯金４を効率的に、かつ均一に冷却する浸漬管の構
造がある。
しかし、この方法でも冷却面が芯金表面に限られ芯金表
面での対流伝熱による冷却のみである。しかも芯金４が
浸漬管３の耐火物補強用の構造体であるため、厚板材の
使用が必須であり、芯金表面に対流伝熱促進用の突起
物、あるいは冷却面積を増やすためのフイン等の取付け
加工が構造上あるいはコスト面から困難である。
面での対流伝熱による冷却のみである。しかも芯金４が
浸漬管３の耐火物補強用の構造体であるため、厚板材の
使用が必須であり、芯金表面に対流伝熱促進用の突起
物、あるいは冷却面積を増やすためのフイン等の取付け
加工が構造上あるいはコスト面から困難である。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、前述した如き従来法の欠点である浸漬管芯金
の冷却不足による熱膨張に起因した耐火物寿命の低下あ
るいは芯金が厚板材である理由から伝熱促進を図る突起
物、フイン等の取り付け加工が困難で、且つ、製造コス
トが高い等の理由から効果的な抜熱冷却ができないとい
う問題点を容易に解決した浸漬管の冷却方法を提供する
ことにある。
の冷却不足による熱膨張に起因した耐火物寿命の低下あ
るいは芯金が厚板材である理由から伝熱促進を図る突起
物、フイン等の取り付け加工が困難で、且つ、製造コス
トが高い等の理由から効果的な抜熱冷却ができないとい
う問題点を容易に解決した浸漬管の冷却方法を提供する
ことにある。
（問題点を解決するめの手段） 本発明は外周円筒鉄板と内周円筒鉄板とからなる浸漬管
芯金の間隙部にガス流体を供給して冷却する方法におい
て、該間隙部に金属板を介挿したことを特徴とする浸漬
管の冷却方法にある。
芯金の間隙部にガス流体を供給して冷却する方法におい
て、該間隙部に金属板を介挿したことを特徴とする浸漬
管の冷却方法にある。
以下、本発明による浸漬管の冷却方法について図に示す
一実施例に基づいて述べる。
一実施例に基づいて述べる。
第１図は本発明による冷却方法の一実施例を示す浸漬管
の断面図で、二重円筒構造よりなる浸漬管芯金４の外部
円筒鉄板７と内部円筒鉄板８との間隙に鋼板９を装入
し、空気冷却する浸漬管３の正面断面図である。
の断面図で、二重円筒構造よりなる浸漬管芯金４の外部
円筒鉄板７と内部円筒鉄板８との間隙に鋼板９を装入
し、空気冷却する浸漬管３の正面断面図である。
第２図(a)は第１図の芯金４部の水平断面図で、例えば
鋼板、銅板等の金属板あるいは輻射率の高い固形板等
（以下総称して金属板９とする）を外部円筒鉄板７と内
部円筒鉄板８との間隙で、かつ冷却空気供給管１０の間
の介挿する。
鋼板、銅板等の金属板あるいは輻射率の高い固形板等
（以下総称して金属板９とする）を外部円筒鉄板７と内
部円筒鉄板８との間隙で、かつ冷却空気供給管１０の間
の介挿する。
装入した金属板９は芯金４の構造体でないため薄い金属
板でよく、しかも芯金４、あるいは冷却空気供給管１０
に固定する必要がなく、二重円筒構造の間隙に介挿する
だけでよい。
板でよく、しかも芯金４、あるいは冷却空気供給管１０
に固定する必要がなく、二重円筒構造の間隙に介挿する
だけでよい。
第２図(b)は第１図の芯金４部の垂直断面図で、冷却空
気供給管１０から吐出された冷却空気は、芯金内冷却空
気流路１１を通過中に、外部円筒鉄板７と内部円筒鉄板
８、および装入金属板９の表面から対流伝熱により熱量
をうばい排気口１２より排出される。
気供給管１０から吐出された冷却空気は、芯金内冷却空
気流路１１を通過中に、外部円筒鉄板７と内部円筒鉄板
８、および装入金属板９の表面から対流伝熱により熱量
をうばい排気口１２より排出される。
金属板９を装入した場合の外部円筒鉄板７、内部円筒鉄
板８よりなる芯金４の冷却メカニズムを従来法との比較
で第３図(a)，(b)に示す。
板８よりなる芯金４の冷却メカニズムを従来法との比較
で第３図(a)，(b)に示す。
第３図(a)は二重円筒構造よりなる芯金において、従来
法の空気冷却を行った場合の外部円筒鉄板７、内部円筒
鉄板８、および冷却空気の温度分布の模式図であり、芯
金４は芯金表面で冷却空気への対流伝熱により熱量Ｑ0
が抜熱される。
法の空気冷却を行った場合の外部円筒鉄板７、内部円筒
鉄板８、および冷却空気の温度分布の模式図であり、芯
金４は芯金表面で冷却空気への対流伝熱により熱量Ｑ0
が抜熱される。
第３図(b)は二重円筒構造よりなる芯金において、本発
明による冷却方法を適用した空気冷却の場合の外部円筒
鉄板７、内部円筒鉄板８、介挿金属板９および冷却空気
の温度分布の模式図であり、高温の芯金４から介挿金属
板９へ輻射伝熱により熱量Ｑ2が伝熱され、その熱量Ｑ2
は、介挿金属板９面で冷却空気へ対流伝熱により抜熱さ
れる。もちろん芯金表面でも冷却空気へ対流伝熱により
熱量Ｑ1が抜熱されているので、芯金表面では冷却空気
への直接の対流伝熱と介挿金属板９への輻射伝熱の両方
で抜熱され、従来法の抜熱量Ｑ0に比べてより大きな熱
量（Ｑ1＋Ｑ2）を抜熱できる。
明による冷却方法を適用した空気冷却の場合の外部円筒
鉄板７、内部円筒鉄板８、介挿金属板９および冷却空気
の温度分布の模式図であり、高温の芯金４から介挿金属
板９へ輻射伝熱により熱量Ｑ2が伝熱され、その熱量Ｑ2
は、介挿金属板９面で冷却空気へ対流伝熱により抜熱さ
れる。もちろん芯金表面でも冷却空気へ対流伝熱により
熱量Ｑ1が抜熱されているので、芯金表面では冷却空気
への直接の対流伝熱と介挿金属板９への輻射伝熱の両方
で抜熱され、従来法の抜熱量Ｑ0に比べてより大きな熱
量（Ｑ1＋Ｑ2）を抜熱できる。
なお、外部円筒鉄板７、内部円筒鉄板８からなる二重円
筒構造の芯金４の間隙への介挿金属板９の設置方法は、
単に冷却空気供給管１０の間に切板を装入するだけでも
よいが、冷却空気流をさまたげないためには、介挿金属
板９が芯金４に接触しない方が、望ましく、第４，５図
に示す様に部分的に突起１３を設けスペーサーとする
か、あるいは抜熱効果を上げる等の方法、第６図に示す
様に金属板９をじゃばら状にする方法、あるいは第７図
に示す様に外部円筒鉄板７、内部円筒鉄板８および冷却
空気供給管１０により囲まれた冷却空気流路１１の対角
線の方向に鋼板９を冷却空気供給管１０を巻きながら装
入する方法等によつても良い。また、冷却用として本法
では空気を用いたがAr，N2等のガス流体を用いても良
く、さらに芯金の間隙に装入する固体は金属板９に限ら
ず固体ならいかなるものでもよく、好ましくは輻射率の
大きいものがよい。
筒構造の芯金４の間隙への介挿金属板９の設置方法は、
単に冷却空気供給管１０の間に切板を装入するだけでも
よいが、冷却空気流をさまたげないためには、介挿金属
板９が芯金４に接触しない方が、望ましく、第４，５図
に示す様に部分的に突起１３を設けスペーサーとする
か、あるいは抜熱効果を上げる等の方法、第６図に示す
様に金属板９をじゃばら状にする方法、あるいは第７図
に示す様に外部円筒鉄板７、内部円筒鉄板８および冷却
空気供給管１０により囲まれた冷却空気流路１１の対角
線の方向に鋼板９を冷却空気供給管１０を巻きながら装
入する方法等によつても良い。また、冷却用として本法
では空気を用いたがAr，N2等のガス流体を用いても良
く、さらに芯金の間隙に装入する固体は金属板９に限ら
ず固体ならいかなるものでもよく、好ましくは輻射率の
大きいものがよい。
（実施例） 以下、本発明の浸漬管冷却方法の一実施例について述べ
る。
る。
実施例１ 処理能力300Ton/ch の回分式溶鋼真空脱ガス処理設備の
浸漬管芯金の空気冷却に本発明の冷却方法を適用して行
った。
浸漬管芯金の空気冷却に本発明の冷却方法を適用して行
った。
冷却空気には、圧縮空気を300Nm3/Hr 使用し、冷却空気
供給管の取付ピッチは200mm、冷却空気供給管は１０Ａ
のＳＧＰ鋼管を２０本取り付け、第１図に示す様に二重
円筒構造芯金の間隙に、厚さ0.2mmの鋼板を装入した。
供給管の取付ピッチは200mm、冷却空気供給管は１０Ａ
のＳＧＰ鋼管を２０本取り付け、第１図に示す様に二重
円筒構造芯金の間隙に、厚さ0.2mmの鋼板を装入した。
この場合、芯金温度は非冷却時が1,000〜1,200℃程度で
あり、従来の冷却方法では 700〜800℃程度であったも
のが、本発明の適用により 500〜 600℃程度までに低下
させることができ、従来 500〜 600回程度の浸漬管寿命
であったものが、 650〜 700回程度の寿命まで延長する
ことが可能となった。
あり、従来の冷却方法では 700〜800℃程度であったも
のが、本発明の適用により 500〜 600℃程度までに低下
させることができ、従来 500〜 600回程度の浸漬管寿命
であったものが、 650〜 700回程度の寿命まで延長する
ことが可能となった。
実施例２ 実施例１において装入鋼板に対流伝熱を促進するため高
さ3mm程度の突起１３を２０mmピッチでもうけ、二重円
筒構造芯金の間隙に装入した。
さ3mm程度の突起１３を２０mmピッチでもうけ、二重円
筒構造芯金の間隙に装入した。
（第４図に鋼板の模式図を示す。） この場合、装入鋼板表面での対流伝熱により抜熱が実施
例１に比べて更に大きくなり、すなわち芯金表面からの
抜熱が大きくなり、芯金温度が450〜550℃程度までに低
下した。
例１に比べて更に大きくなり、すなわち芯金表面からの
抜熱が大きくなり、芯金温度が450〜550℃程度までに低
下した。
浸漬管寿命は 650〜700回程度と実施例１と大差なかっ
たが、芯金の冷却能がアップした事により、冷却用の圧
縮空気を200Nm3/Hrに下げても充分な冷却能が得られる
ため、圧縮空気のコスト切下げが可能となった。
たが、芯金の冷却能がアップした事により、冷却用の圧
縮空気を200Nm3/Hrに下げても充分な冷却能が得られる
ため、圧縮空気のコスト切下げが可能となった。
（発明の効果） 以上述べたように二重円筒構造よりなる芯金の空気冷却
において、芯金の間隙に鋼板等の固体物を装入する事に
より芯金表面から装入鋼板あるいは固体物への輻射伝熱
を生ぜしめ冷却空気により装入鋼板固体物等の表面から
の対流伝熱を行う事により冷却能がアップし、大幅な浸
漬管芯金寿命のアップおよび冷却空気のコスト切下げが
可能となった。
において、芯金の間隙に鋼板等の固体物を装入する事に
より芯金表面から装入鋼板あるいは固体物への輻射伝熱
を生ぜしめ冷却空気により装入鋼板固体物等の表面から
の対流伝熱を行う事により冷却能がアップし、大幅な浸
漬管芯金寿命のアップおよび冷却空気のコスト切下げが
可能となった。
第１図は本発明の一実施例を示す浸漬管の断面図。 第２図(a)，(b)はそれぞれ第１図の水平断面図のＢ−
Ｂ′の部分断面図、および芯金部の垂直断面図。 第３図(a)は従来法の空気冷却を行った場合の芯金と冷
却空気の温度分布の模式図。 第３図(b)は第３図(a)に本発明を適用した場合の芯金と
冷却空気の温度分布の模式図。 第４図は対流伝熱促進のため突起をもうけた装入鋼板の
模式図。 第５図はスペーサーとしての突起をもうけた装入鋼板の
模式図。 第６図はじゃばら状の鋼板を装入した場合の芯金部の一
部水平断面図。 第７図は冷却空気流路の対角線の方向に鋼板を冷却空気
供給管に巻きながら装入した場合の芯金部の一部水平断
面図。 第８図(a)は回分式の溶鋼真空脱ガス装置の正面断面
図。 第８図(b)は第８図(a)の矢視Ａ−Ａ′断面図。 第９図は回分式の溶鋼真空脱ガス装置の処理チャージ数
と芯金の温度の関係を示すグラフ。 第１０図は普通鋼の機械的強度と温度との関係を示した
グラフである。 １……真空脱ガス装置、２……真空槽 ３……浸漬管、４……芯金 ５，６……耐火物、７……外部円筒鉄板 ８……内部円筒鉄板、９……金属板 １０……空気供給管、１１……空気流路
Ｂ′の部分断面図、および芯金部の垂直断面図。 第３図(a)は従来法の空気冷却を行った場合の芯金と冷
却空気の温度分布の模式図。 第３図(b)は第３図(a)に本発明を適用した場合の芯金と
冷却空気の温度分布の模式図。 第４図は対流伝熱促進のため突起をもうけた装入鋼板の
模式図。 第５図はスペーサーとしての突起をもうけた装入鋼板の
模式図。 第６図はじゃばら状の鋼板を装入した場合の芯金部の一
部水平断面図。 第７図は冷却空気流路の対角線の方向に鋼板を冷却空気
供給管に巻きながら装入した場合の芯金部の一部水平断
面図。 第８図(a)は回分式の溶鋼真空脱ガス装置の正面断面
図。 第８図(b)は第８図(a)の矢視Ａ−Ａ′断面図。 第９図は回分式の溶鋼真空脱ガス装置の処理チャージ数
と芯金の温度の関係を示すグラフ。 第１０図は普通鋼の機械的強度と温度との関係を示した
グラフである。 １……真空脱ガス装置、２……真空槽 ３……浸漬管、４……芯金 ５，６……耐火物、７……外部円筒鉄板 ８……内部円筒鉄板、９……金属板 １０……空気供給管、１１……空気流路
Claims (1)
- 【請求項１】溶鋼に浸漬され耐火物で被服された外周円
筒鉄板と内周円筒鉄板とからなる浸漬管芯金の間隙部に
ガス流体を供給して冷却する方法において、該間隙部に
金属板を介挿したことを特徴とする浸漬管の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9577985A JPH0629454B2 (ja) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | 浸漬管の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9577985A JPH0629454B2 (ja) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | 浸漬管の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253318A JPS61253318A (ja) | 1986-11-11 |
| JPH0629454B2 true JPH0629454B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=14146964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9577985A Expired - Lifetime JPH0629454B2 (ja) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | 浸漬管の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629454B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2674316B2 (ja) * | 1990-12-10 | 1997-11-12 | 住友金属工業株式会社 | 精錬装置の浸漬管の冷却方法 |
| PL204157B1 (pl) * | 2005-08-16 | 2009-12-31 | Zak & Lstrok Ady Magnezytowe R | Króćce urządzenia do próżniowego odgazowywania stali |
| JP4676927B2 (ja) * | 2006-07-04 | 2011-04-27 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融金属処理用浸漬管及びその製造方法並びに真空脱ガス方法 |
| WO2012154714A1 (en) | 2011-05-11 | 2012-11-15 | Tyk America, Inc. | Degasser snorkel with serpentine flow path cooling |
| US9644246B2 (en) | 2011-05-11 | 2017-05-09 | Tyk America, Inc. | Degasser snorkel with serpentine flow path cooling |
-
1985
- 1985-05-04 JP JP9577985A patent/JPH0629454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61253318A (ja) | 1986-11-11 |
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