JPH07260372A

JPH07260372A - 冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ

Info

Publication number: JPH07260372A
Application number: JP7448594A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Matsuo; 和昭松尾; Keisuke Yamazaki; 圭介山崎; Nobuhiro Kurokawa; 伸洋黒川; Minoru Sato; 稔佐藤; Masashi Toyohara; 正士豊原
Original assignee: SUMITOMO SHOJI KK; Sumitomo Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd; Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: SUMITOMO SHOJI KK; Coorstek KK; Sumitomo Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、膨張性プラグの膨張時間の短縮を図
るたることにより、いかなる使用の際においても治金用
容器からのスラグの流出防止することができる膨張性プ
ラグを提供することを目的とする。【構成】少なくとも加熱されると膨張する温度反応成
分と熱により軟化する成分とを含有する膨張性プラグ本
体と、前記プラグ本体の両端部に設けられた鉄板と、前
記膨張性プラグ本体及び前記鉄板を挿通するとともにそ
の一端に前記一の鉄板を係止する鉄棒と、前記鉄棒の他
端側に形成された係止部材と、前記鉄板と係止部材との
間に介装されたスプリングとからなり、前記スプリング
の反発力によって前記膨張性プラグ本体に軸方向の圧縮
力を付与し、径方向の膨張を短時間のうちになすように
したことを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冶金用容器の出鋼口内に
挿入されスラグが受け容器内に流出するのを防止するた
めの冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ
について、その概略を図４及び図５に基づいて説明す
る。図４に示されるように金属を溶融するとその表面に
スラグＳが形成され、その状態で冶金用容器Ａを回転さ
せと出鋼口ＢからスラグＳが受け容器内（図示せず）に
流出する。これに対して、図５に示されるように、冶金
用容器Ａの出鋼口ＢをプラグＰで閉塞し、回転後プラグ
Ｐを抜くか、あるいは消滅せしめれば、スラグＳが浮遊
する湯面は出鋼口Ｂより上方に位置することとなり、ス
ラグＳが受け容器内に流出することはない。即ち、プラ
グＰは冶金用容器Ａ内の金属が受け容器内に出る前にス
ラグＳの先端が流出するのを防ぐために、前記冶金用容
器Ａの回転前に出鋼口Ｂの内部に挿入され、出鋼口Ｂを
閉塞するものである。

【０００３】またプラグの中で膨張性プラグＰは、図６
に示されるように事前に出鋼口Ｂの内部に挿入され、冶
金用容器Ａから熱を受け図７に示されるように膨張す
る。そして、図８に示されるように冶金用容器Ａの出鋼
口Ｂを充填閉塞することによってブロックを形成して、
出鋼口ＢからのスラグＳの流出を防止する。

【０００４】冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグの
従来技術として、特開平２−１１２６２号公報に、冶金
用容器の流出閉塞用閉塞材および冶金用容器の内部スラ
グ洗浄方法が開示されている。これは、不活性プラグと
膨張性プラグを組み合わせたスラグ流出防止方法である
が、現在はスラグＳの先端流出防止方法として膨張性プ
ラグを単独で使用する場合が多くなっている。

【０００５】さて、特開平２−１１２６２号公報に記載
された膨張性プラグ１０は、図９に示すように、加熱さ
れると直ちに膨張する温度反応コア部材１１と、前記コ
アを包み熱により軟化する物質を含み内部膨張コアを収
容するように伸びることのできる外側表面層１２とで形
成されている。尚、温度反応コア部材１１は出鋼口充填
閉塞のために寄与し、外側表面層１２の熱軟化材は膨張
材で形成されるブロックの強度の補強と出鋼口を形成す
る耐火物との接着性に寄与するものである。この膨張性
プラグ１０を図６に示されるように冶金用容器Ａの出鋼
口Ｂ挿入すると、９００〜１０００℃の冶金用容器内熱
を受け、膨張性プラグ１０は図７に示されるように、熱
軟化、膨張し、徐々に体積膨張する。そして、約５〜７
分の時間をかけて、最大３０％の体積膨張し、図８に示
すように出鋼口を充填閉塞する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、特開
平２−１１２６２号公報に記載された膨張性プラグは出
鋼口の充填閉塞に約５〜７分の時間を要する。吹錬前に
膨張性プラグを出鋼口へ挿入する場合は、約５〜７分の
時間で出鋼口を充填閉塞できれば十分である。しかし、
出鋼終了後に膨張性プラグを出鋼口へ挿入する場合に
は、２分以内に膨張性プラグが膨張し、出鋼口を充填閉
塞しないと吹錬のためのスクラップ投入傾動の際、冶金
用容器内側へ膨張プラグが落ち、スラグの流出を防止す
ることが出来なくなるという技術的課題があった。

【０００７】すなわち、出鋼後に膨張性プラグを出鋼口
へ挿入する場合は１〜２分の間で膨張性プラグが膨張充
填して耐火物からなる出鋼口の内壁と接触していない
と、溶銑あるいはスクラップ投入傾動の際、冶金用容器
内側へ膨張性プラグが落ちてしまい、膨張性プラグがス
ラグ流出防止材として役割を果たせないものとなる。従
って、膨張し、出鋼口の閉塞迄に５〜７分間の時間を要
する従来の膨張プラグでは上記使用目的においては、ス
ラグ流出防止材として使用することができないという技
術的課題があった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、膨張性プラグの膨張時間の短縮を図る
たることにより、いかなる使用の際においても治金用容
器からのスラグの流出防止することができる膨張性プラ
グを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる治金用容
器の出鋼口閉塞用膨張性プラグは、冶金用容器の出鋼口
内に挿入されスラグが受け容器内に流出するのを防止す
るための冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグにおい
て、少なくとも加熱されると膨張する温度反応成分と熱
により軟化する成分とを含有する膨張性プラグ本体と、
前記プラグ本体の両端部に設けられた鉄板と、前記膨張
性プラグ本体及び前記鉄板を挿通するとともにその一端
に前記一の鉄板を係止する鉄棒と、前記鉄棒の他端側に
形成された係止部材と、前記鉄板と係止部材との間に介
装されたスプリングとからなり、前記スプリングの反発
力によって前記膨張性プラグ本体に軸方向の圧縮力を付
与し、径方向の膨張を短時間のうちになすようにしたこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に係る膨張性プラグを冶金用容器Ａの出
鋼口Ｂ挿入すると、９００〜１０００℃の冶金用容器内
熱を受け、熱軟化、膨張し徐々に体積膨張してする。こ
の時、プラグ本体が軟化するためにスプリングの反発
力、即ち軸方向の圧縮力がによって、前記膨張性プラグ
本体は軸方向への膨張は阻止され、体積膨張部分は、径
方向のみ膨張に寄与する。そのため、膨張性プラグは短
時間のうちに出鋼口の内壁と接触することができ、溶銑
あるいはスクラップ投入傾動の際においても、冶金用容
器内側へ膨張性プラグが落ちてしまい、スラグ流出防止
材として機能を果たせなくなるということはない。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づ
いて説明する。第１図において、１は膨張性原料を含有
すると膨張材コアであって、２は前記コアを包み熱によ
り軟化する物質を含み内部膨張材コアを収容するように
伸びることのできる外側表面層である。前記膨張材コア
１及び外側表面層２により膨張プラグ本体が形成され
る。

【００１２】ここで、膨張性原料としては、加熱される
ことにより、蒸気を発生して急激に膨張する原料であ
り、例えば蛭石、真珠岩等が使用される前記蛭石は３３
０℃以上の温度で剥離を生じ蒸気を発生する物質であ
り、その体積膨張は約６〜２０倍と言われている。この
蛭石はバーミキュライトの名称でも知られ加熱膨張した
物は園芸用建築用として一般的に広く使用されている。
また、真珠岩はパーライトの名称で広く知れ渡っており
バーミキュライトと同様加熱膨張したものは建築材料や
断熱材として普及して古くから使用されている。膨張性
原料は３０〜８０重量％添加される。添加量が３０重量
％以下だとで鋼口を充填するに必要十分な膨張量が得ら
れず、そのために冶金容器傾動の際に抜け落ちやスラグ
の受け容器内への流出が見られる。また、膨張性原料８
０重量％以上膨張性原料を添加するとブロック体として
の十分な強度が得られず、ブロック体をスラグが追加す
る際に、スラグと同時に受け容器内へ落ちる虞れがあ
り、十分なスラグの流出を防ぎきれない。

【００１３】また、熱軟化性原料としては、板硝子、ビ
ン硝子に代表される硝子屑およびフリット等が使用でき
る。熱軟化性原料は熱膨張した膨張性原料の結合材とし
て添加されて、膨張拡大したブロックの保型性と強度を
つかさどる重要な役割を果たす。また、熱軟化性原料に
は硝子屑やフリットの他に粉末あるいは液体の珪酸ソー
ダも同時に添加される。珪酸ソーダは硝子屑やフリット
と同様な役割を果たすと共に膨張性プラグ製造時の充填
助剤やバインダー的役割も同時に果たす添加原料であ
る。

【００１４】その添加量は、硝子屑並びにフリットを単
独または混合して２０〜７０重量％珪酸ソーダ１０〜５
０重量％である。硝子屑フリットの添加量が２０重量％
以下だと膨張拡大したブロック体の強度が得られず、ま
た７０重量％以上だと熱間での膨張性プラグの粘性が大
巾に上昇し、膨張性原料の膨張を著しく低下させる原因
となる。珪酸ソーダも蒸気硝子屑やフリットと添加量の
増減に於て同様な現像が認められると共に、１０重量％
以下になると膨張性プラグの成形性が低下する原因とな
る。

【００１５】また図中、３は前記膨張材コア１及び外側
表面層２により構成される膨張プラグ本体の両端に取り
つけられた鉄板、４は前記膨張プラグ本体及び前記鉄板
３をの略中心を挿通する鉄棒であって、前記鉄棒４に係
止固定された締めワッシャー６によつて、前記一の鉄板
は前記鉄棒４の一端部に係止される。また前記鉄棒４の
他端側にも、係止用の締めワッシャー５が取りつけら
れ、スプリングを収容する容器８を係止する。前記鉄板
３とスプリングを収容する容器８に当接してスプリング
７が介装されている。即ち、前記スプリング７の一端は
鉄板と当接し、また他端は前記容器８の側壁を介してワ
ッシャー５に係止されている。

【００１６】次にこの膨張性プラグの製造について説明
する。まず、膨張性プラグ本体を所定の材料を用いて混
合、成形し、その両端に鉄板３を取りつけるとともに、
鉄棒４を膨張性プラグ本体の中心部分を挿通し、一端部
にワッシャー６を取りつける。そして前記鉄棒４の他端
部にはスプリング７を挿通するとともに前記スプリング
収容容器８を挿通する。そして、前記スプリング７を圧
縮した状態で前記容器８内に収納し、最終的に鉄棒４に
ワッシャ−５を取り付け、容器８を係止する。ここで、
スプリング７の反発力は膨張性プラグ本体に作用してい
るが、膨張性プラグ本体が熱軟化していないために、ス
プリング７の力によって膨張性プラグの形態が崩れるこ
とはない。

【００１７】次にこの膨張性プラグの動作作用について
説明する。このように形成された膨張性プラグを冶金用
容器Ａの出鋼口Ｂ挿入すると、９００〜１０００℃の冶
金用容器内熱を受け、熱軟化、膨張し徐々に体積膨張し
てする。この時、プラグ本体が軟化するためにスプリン
グ７の反発力、即ち軸方向の圧縮力によって、前記膨張
性プラグ本体は軸方向への膨張は阻止され、体積膨張
は、径方向のみ行われることとなる。更に、軟化が進み
スプリング７の反発力（圧縮力）に膨張性プラグ本体が
抗しきれなくなると、図において右側に示された鉄板３
は軸方向に沿って左に移動し、膨張性プラグ本体を圧縮
する。この圧縮の結果、急激に径方向の膨張が進み、膨
張性プラグ本体は出鋼口の内壁と接触する。そのため、
膨張性プラグは短時間のうちに出鋼口の内壁と接触する
ことができ、溶銑あるいはスクラップ投入傾動の際にお
いても、冶金用容器内側へ膨張性プラグが脱落すること
はない。

【００１８】次に、出鋼口の閉塞に要する時間を測定
し、実施例と比較例とを比較検討する。まず、実施例及
び比較例の膨張プラグを同一の材料及び配合比率で、直
径１４０ｍｍ×長さ３００ｍｍの膨張プラグ本体を製作
した。そして、実施例の膨張プラグ本体には、上記説明
したように、鉄板、鉄棒、スプリング、容器、ワッシャ
−を取りつけた。そして、直径１８０ｍｍの出鋼口へ挿
入し、閉塞に要する時間を測定した。その結果は下表の
通りである。

【００１９】

【表１】

【００２０】上記表から明らかなように、比較例にあっ
ては、挿入前の出鋼口温度９８０℃で５分間を費やして
出鋼口を完全閉塞した。これに対して、実施例にあって
は、挿入前の出鋼口温度が９５０℃と比較例の場合と比
べ低いにもかかわらず７０秒という短い時間で出鋼口を
完全閉塞することができた。

【００２１】尚、本発明は、図３に示されるように膨張
プラグ本体の外周に円筒状の厚紙あるいは、軟鉄からな
る円筒状部材９が形成されたものであっても良い。この
円筒状部材９は、膨張材料、軟化材料等を鋳込充填する
時に利用される。しかも円筒状部材９は膨張プラグ本体
を形崩れ起こすことなく、出鋼口に挿入することができ
るという効果を奏するものである。

【００２２】また、鉄棒と鉄板、鉄棒と容器との係止め
はワッシャ−で行っているが、ナット締め、溶接止め
等、使用中に鉄板、容器が鉄棒から外れず、スプリング
の反発力に対抗して、膨張プラグ本体を十分ホールド出
来る様な対策が施してあれば何れの方法を採用すること
も可能である。更に、圧縮力を付与する手段としては、
図に示したようなコイルスプリング以外に板バネ等を用
いることもできるが、コイルスプリングを用いた場合に
は、その中心を鉄棒が挿通しているために、伸長状態に
おいてスプリングが脱落するようなことはなく、安定し
た圧縮力を付与できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、従来の膨張プラグと比
べて短時間で出鋼口の内壁と接触して閉塞を行うことが
できるため、溶銑あるいはスクラップ投入傾動の際、冶
金用容器内側へ膨張性プラグが脱落することを防止でき
るという効果を奏する。しかも、従来の膨張プラグのよ
うに上記使用目的が限定されず、いかなる使用において
も、有効にスラグ流出を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】図２は図１に示された膨張プラクの径方向に膨
張した状態を示す断面図である。

【図３】図３は本発明の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図４】図４は冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ
の概略を説明するための図である。

【図５】図５は冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ
の概略を説明するための図である。

【図６】図６は冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ
を出鋼口へ挿入状態を説明するためのを示す断面図であ
る。

【図７】図７は冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ
の膨張状態を説明するための断面図である。

【図８】図８は冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ
の閉塞状態を説明するための断面図である。

【図９】図９は従来の冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性
プラグを示す断面図である。

【符号の説明】

１膨張材コア２外側表面層３鉄板４鉄棒５ワッシャ− ６ワッシャ− ７スプリング８容器

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【手続補正書】

【提出日】平成６年７月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】冶金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プ
ラグ

フロントページの続き (72)発明者山崎圭介愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者黒川伸洋茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者佐藤稔東京都千代田区一ツ橋２−１−１如水会ビル住友商事株式会社内 (72)発明者豊原正士東京都千代田区一ツ橋２−１−１如水会ビル住友商事株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冶金用容器の出鋼口内に挿入されスラグが
受け容器内に流出するのを防止するための冶金用容器の
出鋼口閉塞用膨張性プラグにおいて、少なくとも加熱されると膨張する温度反応成分と熱によ
り軟化する成分とを含有する膨張性プラグ本体と、前記
プラグ本体の両端部に設けられた鉄板と、前記膨張性プ
ラグ本体及び前記鉄板を挿通するとともにその一端に前
記一の鉄板を係止する鉄棒と、前記鉄棒の他端側に形成
された係止部材と、前記鉄板と係止部材との間に介装さ
れたスプリングとからなり、前記スプリングの反発力に
よって前記膨張性プラグ本体に軸方向の圧縮力を付与
し、径方向の膨張を短時間のうちになすようにしたこと
を特徴とする治金用容器の出鋼口閉塞用膨張性プラグ。