JPH09227929A

JPH09227929A - 溶鋼用浸漬管

Info

Publication number: JPH09227929A
Application number: JP5857896A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ito; 秀雄伊藤; Manjiro Tanaka; 万治郎田中; Michio Ishizuka; 道雄石塚; Shigeo Nakamura; 成男中村
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】外周に定形耐火物を設けた溶鋼用浸漬管の耐
火物被覆構造において、外周の定形耐火物のキレツ発生
および脱落を防止する。【解決手段】円筒状芯金の外周および内周を耐火物で
被覆した溶鋼用浸漬管において、該浸漬管の外周の少な
くとも溶鋼湯面以下の耐火物を複数の定形耐火物の周設
で構成し、該定形耐火物の背面に上方に傾斜した穿孔を
設けると共に、前記芯金の外周に上方に向かって傾斜し
た支持棒を突設し、かつ該支持棒を前記定形耐火物の背
面の穿孔に挿通さる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐用性に優れた溶
鋼用浸漬管の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鋼設備において、下端を溶鋼に浸漬し
た状態で溶鋼を流通させる各種の浸漬管が使用されてい
る。例えばＲＨ、ＤＨと称される真空脱ガス装置あるい
はＰＩ、ＣＡＳと称される簡易脱ガス装置などに付随す
る浸漬管である。これらの浸漬管の一端的な構造を、Ｒ
Ｈ真空脱ガス装置の浸漬管を例に挙げて説明する。図１
はその断面図である。（１）は浸漬管、（２）は真空
槽、（３）は溶鋼湯面である。真空脱ガス装置の稼働中
には溶鋼が浸漬管（１）を介し、真空槽（２）内に吸上
げあるいは真空槽（２）から排出されることで、溶鋼が
脱ガス処理される。

【０００３】浸漬管（１）は、上端にフランジ（４）を
有する円筒状の芯金（５）の外周および内周が耐火物で
被覆されている。この耐火物の損傷が進むと浸漬管
（１）はフランジ（４）から取外し、新規なものと交換
される。

【０００４】定形耐火物は加圧成形によって製造される
ことから、流し込み施工される不定形耐火物に比べて組
織強度に優れている。浸漬管（１）に被覆される耐火物
は、耐用性を考えると内外周ともに定形耐火物が好まし
い。しかし、内周の耐火物は外周と違って周方向の迫り
圧が得られず、また、不定形耐火物のようにスタッドに
よる支持もできない。そこで、従来の耐火物の被覆構造
は、内周が定形耐火物、外周は不定形耐火物が一般的で
ある。

【０００５】近年、浸漬管の耐用性を向上させるため
に、例えば特開平７−３４１１９号公報のとおり、浸漬
管の外周にも定形耐火物を使用した構造が提案されてい
る。図５はその部分断面図である。なお、同図は図１の
一点鎖線で囲んだ部分に相当する浸漬管の部分拡大図で
ある。

【０００６】この例では、外周の定形耐火物（６）は溶
鋼湯面（３）の接触部分に設けられている。また、該定
形耐火物（６）は上下面を浸漬管の内側に向けて末広に
し、押え金具（７）と受け金具（８）とでその上下が把
持固定されている。溶鋼湯面（３）はスラグが浮遊しす
るいわゆるスラグラインでもあり、損耗速度が特に大き
い箇所である。したがって、この部分に定形耐火物を設
けたことで、外周耐火物の耐用性が向上する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来構
造では、溶鋼湯面（３）と接触部分は定形耐火物である
が、その下方は不定形耐火物（９）である。不定形耐火
物は定形耐火物に比べて材質的に耐食性に劣る。また、
浸漬管使用中の耐火物の熱膨張収縮に伴い、外周の定形
耐火物（６）とその下部に位置する不定形耐火物（９）
との界面に空隙が生じ、この部分への溶鋼侵入で受け金
具（８）が損傷し、外周の定形耐火物（６）が脱落こと
が懸念される。

【０００８】浸漬管の寿命を向上させるためには、定形
耐火物は溶鋼湯面だけでなく、それ以下の溶鋼浸漬部全
体に設ける必要がある。外周の定形耐火物（６）を浸漬
管の下端まで設けることは、この定形耐火物の下端の支
持が問題となる。すなわち、定形耐火物が下端まで達す
ると受け金具（８）の位置は耐火物中から露出し、溶鋼
との接触でたちまち溶損する。

【０００９】そこで、図６に示すように定形耐火物
（６）の背面に段差（１３）を設け、この段差部分に受
け金具（８）を設けること、定形耐火物（６）を浸漬管
の下端まで延ばし、しかも受け金具（８）を露出するこ
ともない。しかし、外周の定形耐火物（６）は段差（１
３）を設けたことで、その製造中あるいは使用中に段差
部分にキレツが生じやすいという問題がある。段差（１
２）を図のように鋭角にするとなおさらである。

【００１０】浸漬管使用中に外周の定形耐火物（６）の
段差（１３）にキレツが生じると、このキレツ部分から
下方が脱落し、さらに受け金具（８）の露出による溶損
によって受け金具（８）より上方の耐火物も順次脱落す
る。本発明は、外周に定形耐火物を設けた浸漬管の耐火
物被覆構造において、上記問題の解決を図ったものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、まず、外
周の定形耐火物の下方の支持を受け金具ではなく、支持
棒で行うことを考えた。外周の定形耐火物の支持を、そ
の背面に形成した穿孔に挿通した支持棒で行うことで、
外周の定形耐火物が浸漬管の下端まで達する場合でも支
持部材が耐火物部分から露出しない。また、定形耐火物
の背面に形成する穿孔は、段差と違って構造的にキレツ
が生じ難い。さらに、穿孔の形成は容易であり、浸漬管
の生産性の面からもきわめて好ましい。

【００１２】しかし、定形耐火物の背面を単に支持棒で
支持しただけの構造では、外周の定形耐火物と芯金との
間に空隙が生じ、この空隙に溶鋼が侵入して芯金を溶損
させるという問題がある。空隙が生じるのは、浸漬管は
その下方が溶鋼に浸漬して使用されることから、溶鋼熱
を受けて下方が広がり、また休止時には一旦膨張したも
のが冷却に伴って収縮し、この膨張収縮の繰り返しが原
因である。そこで、本発明者らはさらに検討を重ねた結
果、外周の定形耐火物の背面を支持棒で支持した構造に
おいて、支持棒を上方に向かって傾斜させると、外周の
定形耐火物と芯金との間に空隙が生じるのを防止できる
ことを知り、本発明を完成するに至ったものである。

【００１３】本発明は、円筒状芯金の外周および内周を
耐火物で被覆した溶鋼用浸漬管において、該浸漬管の外
周の少なくとも溶鋼湯面以下の耐火物を複数の定形耐火
物の周設で構成し、該定形耐火物の背面に上方に傾斜し
た穿孔を設けると共に、前記芯金の外周に上方に向かっ
て傾斜した支持棒を突設し、かつ該支持棒を前記定形耐
火物の背面の穿孔に挿通させたことを特徴とした溶鋼用
浸漬管である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図２、図３および図４にも
とづいて、本発明の実施の形態を説明する。図２および
図３は、図１の一点鎖線で囲んだ部分に相当する浸漬管
の部分拡大図である。また、図４は図２のＡ−Ａ線断面
図である。

【００１５】図２および図４において、芯金（５）の内
周耐火物は定形耐火物、不定形耐火物のいずれでもよい
が、従来どおり、耐用性の面から定形耐火物が好まし
い。内周の定形耐火物（１０）をここでは上下方向に３
段設けているが、３段以外の複数段あるいは上下に一体
のものでもよい。内周の定形耐火物（１０）は周方向に
複数分割しておくことが好ましい。また、芯金（５）と
内周の定形耐火物（１０）との間は、図のように不定形
耐火物で充填しておくことが好ましい。

【００１６】内周の定形耐火物（１０）の支持構造は特
に限定されない。同図のように定形耐火物（１０）の背
面部に設けた穿孔（１１）に支持棒（１２）を挿通して
支持する他、図５のように受け金具（８）でもよい。内
周のに不定形耐火物を設ける場合は、芯金（５）にスタ
ッド（図示せず）を立設してに不定形耐火物を支持す
る。

【００１７】定形耐火物は任意の形状に加圧成形され、
乾燥後、必要により焼成して製造される。これに対して
不定形耐火物は、アルミナセメントなどを結合剤とし、
流し込みによって施工される。不定形耐火物は浸漬管の
形状に見合う型枠に直接流し込むことで、施工が迅速で
しかも容易である反面、多量の施工水が使用され、しか
も加圧成形されないため、定形耐火物に比べて組織強度
に劣る。

【００１８】本発明は、外周の定形耐火物（６）の支持
構造が最大の特徴点である。本発明では、外周の定形耐
火物（６）の背面に設けた穿孔（１１）に、芯金（５）
の外周に突設させた支持棒（１２）を挿通させる。支持
棒（１２）の固着は、例えば芯金（１１）に設けた透孔
に支持棒（１２）を通し、基端部を芯金（５）に溶接す
る。支持棒（１２）の材質は、当然のことながら金属製
とする。また、芯金（５）と外周の定形耐火物（６）と
の間は、図のように不定形耐火物で充填しておくことが
好ましい。

【００１９】穿孔（１１）と支持棒（１２）について、
その長さ方向に対する直角の断面形状は、円形、楕円
形、多角形のいずれでもよいが、穿孔（１１）を穿つ容
易と支持棒（１２）の強度面から、円形が最も好まし
い。また、穿孔（１１）と支持棒（１２）は、少なくと
のそれらの上方面が傾斜していることが必要であり、例
えば穿孔（１１）について、上方面が傾斜して下方面が
水平の形状であっても本発明でいう傾斜した穿孔に含ま
れる。

【００２０】穿孔（１１）と支持棒（１２）は外周の定
形耐火物（６）のすべてに設けることが好ましいが、定
形耐火物（６）同士の迫り圧で充分な支持ができる場合
は、周方向に間隔を開けて設けてもよい。さらに、穿孔
（１１）とそれに挿通した支持棒（１２）の浸漬管に対
する高さ方向の位置は、外周の定形耐火物（６）の高さ
方向の範囲内で、周方向に変化させてもよい。

【００２１】支持棒（１２）と外周の定形耐火物（６）
に設けた穿孔（１１）とは、ともに上方に傾斜させる。
その傾斜角度θは、水平面に対して例えば１５〜６５°
が好ましい。傾斜角度が小さ過ぎると本発明の効果が得
られず、逆に大き過ぎる外周の定形耐火物（６）の損傷
を招きやすい。

【００２２】支持棒（１２）は、この傾斜による摩擦で
外周の定形耐火物（６）を牽引する。その結果、浸漬管
下方の拡大収縮による、外周の定形耐火物（６）と芯金
（５）との間の空隙形成が防止される。定形耐火物
（６）の背面に設ける穿孔（１１）は、ボーリングマシ
ーンシなどで容易に穿つことができる。

【００２３】外周の定形耐火物（６）は、少なくとも溶
鋼湯面（３）以下に設ける。溶鋼湯面（３）の高さは使
用中に推移するので、溶鋼湯面（３）の推移に対応でき
るように、外周の定形耐火物（６）は高さ方向に余裕を
もって設ける。外周の定形耐火物（６）の上端の支持は
従来と同様でもよい。例えば図のように基端を芯金
（５）に固着した押え金具（７）で行う。また、外周の
定形耐火物の（３）上端は、図のように前下がりに傾斜
させることが好ましい。

【００２４】図３は他の実施の形態である。ここでは図
２に示す以外の構成として、浸漬管の外周全体を定形耐
火物（６）にしたものである。押え金具（７）の位置は
特に限定されないが、ここではフランジ（４）の下面に
設けている。また、図２、図３の実施形態ともに、外周
の定形耐火物（６）の外周面を下方に向かって浸漬管の
内側に傾斜したテーパ（１４）を設けている。このテー
パ（１４）によって、外周の定形耐火物（６）が溶鋼か
ら受ける浮力が浸漬管の内側に向けて作用し、外周の定
形耐火物（６）と芯金（５）との間の空隙生成の防止が
より効果的なものとなる。また、熱膨張による芯金
（５）の拡大を抑制するために、例えば芯金（５）の内
外周にリブ（図示せず）を設けるなどの処置をしてもよ
うことはもちろんである。

【００２５】

【実施例】２３０ｔ容量のＲＨ真空脱ガス装置の浸漬管
において、本発明を実施した。浸漬管の寸法は内径６５
０ｍｍ、外径１２２０ｍｍ、高さ８００ｍｍである。内
周はマグネシア−クロム鉱質の焼成定形耐火物で内張り
し、外周の耐火物は溶鋼湯面以下にマグネシア−炭素質
の不焼成定形耐火物設け、その上方は流し込み施工によ
ってアルミナ−マグネシア質不定形耐火物を充填した。
外周の定形耐火物は、高さが浸漬管の下端部から６００
ｍｍ、厚さ８０ｍｍとし、浸漬管の外周方向に４０個設
けた。

【００２６】外周の定形耐火物は背面に直径２０ｍｍの
穿孔をボーリングマシーンで形成し、基端を芯金に溶接
した直径１６×長さ６０ｍｍの鋼製支持棒を挿通した。
また、外周の定形耐火物の背面の穿孔、これに挿通した
支持棒は共に水平面に対して３０°に傾斜させた。

【００２７】外周の定形耐火物を溶鋼湯面部のみに設け
た図５の例、外周の定形耐火物を浸漬管の下端部まで延
ばしているが外周の定形耐火物の背面に段差を設けたも
の図６の例、さらには支持棒およびそれを挿通する定形
耐火物背面の穿孔を水平方向とした以外は本発明実施例
と同じにした例について、前記本発明実施例と比較試験
した。なお、浸漬管の寸法、使用条件、耐火物の材質な
どは、本発明実施例および比較例とも同一とした。

【００２８】なお、各例において、不定形耐火物による
施工部分は常法どおり、芯金に立設したスタッドで不定
形耐火物層を支持した。図５の例では外周の下方が不定
形耐火物のために耐食性に劣り、１０チャージの耐用寿
命であった。図６の例では外周の定形耐火物の背面の段
差部分にキレツが生じ、１０チャージの耐用寿命であっ
た。また、支持棒およびそれを挿通する定形耐火物背面
の穿孔を水平方向にした例は、外周の定形耐火物と芯金
との間に生じた空隙に溶鋼が侵入し、これが主原因とな
って１０チャージの耐用寿命であった。

【００２９】これに対し本発明実施例では、前記比較例
で見られる欠陥がなく、溶鋼浸漬部の全体を定形耐火物
にしたことによる耐食性の効果が十分に発揮され、１０
チャージ以上の耐用寿命が得られた。以上の各例はＲＨ
真空脱ガス装置の浸漬管であるが、これ以外のＤＨ真空
脱ガス装置あるいはＰＩ、ＣＡＳと称される簡易脱ガス
装置などの浸漬管においても結果は同じである。。

【００３０】

【考案の効果】以上に説明したように、本発明の浸漬管
は優れた耐用性が得られる。その結果、本発明の浸漬管
を使用した真空脱ガス装置よれば、浸漬管の交換工数の
節減、真空脱ガス装置の稼働率の向上など、その効果は
きわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶鋼用浸漬管の構造の全体を示した断面図。

【図２】本発明実施例の浸漬管における実施の形態の部
分拡大断面図。

【図３】本発明実施例の浸漬管における実施の形態の部
分拡大断面図。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図５】従来例の浸漬管の部分拡大断面図。

【図６】比較例の浸漬管の部分拡大断面図。

【符号の説明】

１浸漬管２真空槽３溶鋼湯面４フランジ５芯金６外周の定形耐火物７押え金具８受け金具９不定形耐火物１０穿孔１１支持棒１２支持棒１３段差１４テーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村成男兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号ハリマセラミック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状芯金の外周および内周を耐火物で
被覆した溶鋼用浸漬管において、該浸漬管の外周の少な
くとも溶鋼湯面以下の耐火物を複数の定形耐火物の周設
で構成し、該定形耐火物の背面に上方に傾斜した穿孔を
設けると共に、前記芯金の外周に上方に向かって傾斜し
た支持棒を突設し、かつ該支持棒を前記定形耐火物の背
面の穿孔に挿通させたことを特徴とした溶鋼用浸漬管。
【請求項２】浸漬管外周の定形耐火物の外周面が、下
方に向かって浸漬管の内側に傾斜したテーパを有する請
求項１記載の溶鋼用浸漬管。