JPS5896808A - 溶融金属浴中にガスを導入するための素子 - Google Patents

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】 本発明は、溶融金属浴にガスを導入するための、そして
特には溶鋼中に攪拌用のガスを導入するための透過性素
子に関する。現在、溶鋼の仕上げまたは精製の過程で溶
鋼中に攪拌用ガスを導入するためにノズルあるいは転炉
の底に耐火性ライニングを煉瓦組みするのに用いられる
煉瓦とほぼ同じ形を有する矩形断面の煉瓦が用いられて
いる。これらの透過性煉瓦は薄い金属シート製の画体内
に型込めされあるいは包み込まれた透過性素子によって
形成され、画体の基部において１体に溶接された管を通
して攪拌ガスが吹き出される。

しかしながら、この型式の透過性素子は次のような欠点
をもっている。

ａ）　薄い金属シート上に行なわれた管の溶接部は比較
的脆く、耐火性ライニングを構成する転炉の煉瓦組みが
この転炉外被のシート加工分の底部シートに関し相対的
に転置されることにより、ガス供給管と薄いシート間の
結合が破れる結果となり、薄いシートに割れまたは開孔
部を生じそれを通して攪拌ガスが逃げることになる。さ
らにそ、の洩れたガスは転炉の煉瓦組みの底部に広がり
その中に過圧部をつくり耐火性ライニングを押し上げ破
壊事故を起すことになる。

ｂ）　これまで述べてきた型式の透過素子は通常転炉の
煉瓦組みの中に組み込まれており、ライニングの煉瓦を
一体を構成する薄いシートと密接状態で保持するように
その煉瓦はこれら素子のまわりに非常に強固に組み付け
られている。転炉の操業過程の中で熱的機械的応力の影
響により、底部煉瓦が互に相対的に転置されるというこ
とが起り得、その結果画体したがって内蔵している煉瓦
の形をした透過性素子の一体を構成している薄いシート
がゆるむことになる。このように一体のシートと透過性
素子との間にできる割れは溶融金属の滲透という危険な
始まりとなるものである１゜Ｃ）　透過性素子の底部に
かかる圧力は一体を構成する薄い金属壁をゆがませる傾
向をもち、１体はその中に収納している透過性耐火物素
子から離れることになる。前記したような煉瓦組みが転
置する場合は特にそうである。攪拌ガスの吹き込みの際
、ガスは１体に溢い形成された溝を通り、溶融浴への道
を見出して移動する。この溝の幅が過大になると１次い
で１体の金属シートとその内部に収納されている透過性
素子との間に開かれたこの通路を通り溶融金属の滲透が
生じることになる。これらの滲透は危険である。なぜな
らば、滲透が透過性素子の下部に達しそれを破壊し得る
し７、またガス供給管ｆ入り、さらに転炉の外部、攪拌
用ガス供給パイプにまで達し得るからである。

ｄ）　透過性素子は正確には転炉の耐火ライニングの煉
瓦と同形であるが、この透過性素子のセットバック（す
なわち円錐状勾配）は比較的小さい。

透過性素子の底部域に行きわたって作用する攪拌用ガス
の圧力は１体から透過性素子を転置させそれを転炉底面
のしくルの上に徐々に押し上げるような突き出し作用を
なすものである。このためその摩耗はかなりに促進され
る。この破壊機構は非常に危険である。なぜならば、煉
瓦が完全に摩耗したとき転炉の底部を通って溶鋼が滲透
する結果となり得るからである。

本発明の目的は、これらの欠点をなくすことであり、ま
たこのような透過性素子を収納している提出することで
ある。

従って本発明は、溶融金属浴にガスを導入するための透
過性素子を提供するものであって、上部が開放され、内
部にガスを透過し得る耐火物素子を配置し、そしてその
底部が前記ガスの導入管に繋っているところの一体より
なり、前記素子は上部が開放され、一体内に配置され、
そして内部に第１の耐火物結合剤で保持された耐火物素
子を配置した外被を有し、該外被の底部が一体の底部を
通して伸びるガス導入管に繋った孔を有しており、かつ
該外被が第２の耐火物結合剤によって画体内に固定され
ていることを特徴とするものである。

外被は好ましくは実質的に円錐台形をなした回転体であ
り、その最小径は上部開放部の位置にあり、またその側
面シま内方に突き出している保持手段を有しており、さ
らに１体の底部に面して凸形をなした冠状底面を有して
いる。

保持手段は１つまたはそれ以上の円周溝によってもよい
し、また側面に圧印その他の手段で形成された１群の突
起によって構成してもよい。

本発明を、実施報様を示す付属図面により、さらに詳細
に以下に説明する。

第１図に示された本発明の透過性素子は通常、パラレル
ピ投ディック（各面が平行四辺形である六面体）で上部
が開放されており、平らな底面を有した画体１からなり
、この画体は薄い金属シートからできている。この画体
１の底部はそれを通して伸び、かつ画体の底面に密封式
に溶接されているガス供給用の管２を有している。

ガスの圧力に抗するように設計された強固な外被３は画
体１の内部に配置される。この外被は実質的に円錐台形
状をなす本体４と画体の底部に面して凸状の冠状底面５
からなり、本体上部は開放され円錐台形状本体の最小径
はその開口部に相当している。冠状底面は溶接により管
２に密封式に接合されている孔６を有している。

円錐台形状本体４はその側面に沿い外被３の内方に突き
出している２つの円周溝７を有している。

変形として、円周溝７を突起７ａで置き換えてもよい。

また適当な溝７と突起７ａの組合せを用いろこともでき
る。

透過性耐火物素子８は透過性素子の全域に攪拌用ガスを
分散させるのに適合する外被乙の中の粒状耐火物物質９
０床上におかれる。それらは第２図にさらに明瞭に示さ
れている。　　　　　′透過性素子８は第１の耐火物結
合剤１０の中にはめ込まれるが、耐火物結合剤はこれら
透過性素子と外被３の間に前記粒状物質９の床上に位置
する環状空間に振動を与えられながら注入されるもので
ある。

耐火物物質１０は透過性素子８を構成する耐火物物質に
適合し後者の耐火物物質の粗くかつ／またはざらざらし
ている壁に固く接着する。

この方法において、一方では外被乙の円錐台形状ニより
、そして他方ではこの外被３との関係の耐火物物質１０
の転置を防ぐよう上部開口部に平行な面上に位置して設
けられた円周溝および／または外被の内側に形成された
突起によって外被３内部の透過性素子の組立体が転置す
る危険は減少する。外被３はガスの圧力に耐えるだけの
十分な厚さをもった金属シートからつくられ、その冠状
底面はさらにガスの圧力に対する抵抗性を増すのに役立
っている。

耐火性ライニング１０内に埋め込まれた透過性素子８を
内部においている外被６からなる組立体は画体１の中に
配置され、外被３と１体１との間の空いている空間内に
第２の耐火性結合剤１１を詰め込まれることにより画体
と強固に接着されている。この方法で外被６とその中に
収納されている素子および画体１との間で強固で単一の
組立体が得られる。

この一体１は、通常転炉の１体に用いられている煉瓦組
みの形に適合しているｋころの実質的にる。

第２の耐火物１１はたとえば第１の耐火物結合剤１１お
よび転炉の底部を覆う耐火ライニングの煉瓦を形成する
耐火物物質の双方とも適合する耐火物固結剤である。

この方法で配列された本発明のガスを導入するための透
過性素子の構造は次の利点をもっている。

管２と外被６との間の接合が不完全でも転炉の底部の損
傷障害を起こすことがない。何故ならばガスはその割れ
道によって逃げて開放されたとしても画体１を構成する
金属容器内に閉じ込められたままであって耐火物物質１
１を通り転炉に含まれている溶融金属浴にゆっくり拡散
して行くことができるのみだからである。これらのガス
は転炉の底部の煉瓦によって構成されている耐火物塊の
内部には入り得ない。

管２の通路によって導入されたガスの圧力は、たとえば
そのガスが攪拌用ガスであっても、高い値に達しても損
傷を起さない。

何故ならばこのガスはこうした高い圧力に耐えられるよ
うに計算された外被６の中に完全に含まれているからで
ある。攪拌用ガスが透過性素子８やそれらを囲んでいる
耐火物結合剤を押し出したり転置させたりすることはで
きない。何故ならばそれらの構成分は互に強固に接着し
ており、溝７および／または突起７ａによって、そして
この外被の円錐台形状によって外被乙に固く繋ぎ止めら
れているからである。

さらに、この構造は転炉の底部の煉瓦組みの中に配置さ
れなければならない透過性素子８および一体１の双方の
ために最も好ましい幾何学的な形状および断面を利用し
得るのである。

実施例として、透過性素子は小さいプレートの形にされ
た多孔性の焼結粒子耐火物混合物からつくられる。これ
らのプレートは次に組み立てられ外被６の中に垂直に配
置される。

第５図にその１つが詳細に示されているがプレートは特
にパラレルビ投ディックまたは好ましくは台形を基に角
柱形状であって、それらの最も大きい寸法の方向に垂直
に配列され、従ってプレートの主面１３の大きい基面１
２が粒状耐火物物質９の床上に支えられるようになる。

プレート８の側面１４の上に突き出し部１５の形のアン
カ一手段を設けることもできる。

攪拌ガスによるプレート８の押し出しが防止されるよう
に、プレートの主面が梯形形状でこれら側面は耐火物結
合剤１０中へのプレートの確実な喰い込みに寄与してい
る。

隣り合うプレートにより構成される耐火物塊中に微小通
路１６を形成することもできる。該通路は実質的に垂直
でガスの流れを容易にし、そして透過性素子を通るガス
の透過性および速度を増υ口させる。

これら微小通路を形成するため、たとえば以后隣接関係
となるプレートの主面１６の片面または両面に縦に溝付
けすることができ、それによりプレートが重ねられたと
き該溝はこれら縦の微小通路を構成し透過性素子にすぐ
れた透過性を付与し、大量のガスを通すことができるよ
うになる。

このようドして、たとえば約８　ｍｍ厚さ、６５０〜７
５０ｍｍ長さおよび１５０〜２５０ｍｒ／Ｌ幅のプレー
ト々つくることができる。２つの並置されるプレート間
の間隔が０．５　ｍｍ以上となることがないように、プ
レートの表面すなわち主面の片面または両面に形成され
る溝は１　ｍｍのせいぜい十分の幾つでせいぜい０．３
　ｍｍという深さを有する。

この微小通路の寸法制限により、プレートの積層によっ
て形成される透過性素子の透過性を段々に損ねる結果を
斉らすような金属滲透という危険が避けられる。

透過性素子８を構成する耐火物物質は転炉環境によって
加熱され、攪拌用ガスが十分な量で供給されたとき急激
に冷却されるという場合の熱衝撃に耐えるように選ばれ
る。この物質はそこを通って移動するガスの作用に耐え
なければならない。

それらのガスはたとえば窒素やアルゴンのような中性の
もの、−酸化炭素や水素のような還元性のもの、二酸化
炭素またはこれらガスとの共存混合物のような炭化性の
ものである３、これらの物質は攪拌操作時に接触する酸
化した溶融金属や酸化鉄を伴って装入される塩基性スラ
グの腐食作用πも耐えなければならない。

これらの物質は特にはマグネシウムであるが、それらは
攪拌用ガスとして用いられ得るＣＯ２による炭化作用に
は耐えることができない。もし攪拌用ガスとして純ガス
としてでも混合ガスとしてでもＣ０２が用いられる場合
には窒化珪素を結合剤としたアルミニウムまたは酸化ク
ロームを結合剤とする酸化ジルコニウムが推奨される。

透過性素子８が埋め込まれている第１の耐火物結合剤は
、勿論透過性素子と適合したものでなければならず、こ
の目的のために通常用いられる物質である。

第２の耐火物結合剤ｙｌＪ質もまた第１の耐火物結合剤
とも、そして転炉の底部の煉瓦組みを構成する塩基性耐
火物物質とも適合するものとして選ばれる耐火物固結剤
のような通常的な物質である。

確かに、溶融金属と接触すれば、１体１を構成する金属
容器と外被３は少くともその高さまで溶融し除去される
。そして転炉の底部の煉瓦組みを構成する塩基性耐火物
物質が第１の耐火物結合剤１０と接触している第２の耐
火゛物納合剤１１と接触することになるのである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の透過性素子の透視図、第２図は第１
図の断面図。 第６図シま第１図の透過性素子の透視図を示したもので
ある。 １・・・函体、３・・・外被、５・・・冠状底面、７・
・・溝、７ａ・・・突起、８・・・透過性耐火物素子、
１０・・・第１の耐火物物質、１１・・・第２の耐火物
物質。 ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１溶融金属浴にガスを導入するための透過性素子で
   あって、上部が開放され、内部にガスを透過し得る耐火
   物素子が配置され前記ガスのための導入管を繋がれた底
   面を有する画体よりなり、前記透過性素子は上部が開放
   され、画体内に配置されかつ内部に第１の耐火物結合剤
   によって保持された透過性耐火物素子を配置した外被を
   有し、該外被の底面は画体の底面を通して伸びているガ
   ス導ん管に繋がれた孔を有し、さらに該外被は第２の耐
   火物結合剤によって一体内に固定されていることを特徴
   とする溶融金属浴中にガスを導入するための素子。 （２）外被が、キの最も小さい径が上部開放部に位置し
   、側面に内方に突き出した保持手段を有しかつ１体の底
   面に向って凸状をなす冠状底面を有するところの実質的
   に一円錐台形本体からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の素子。 範囲第２項に記載の素子。 （４）画体が実質的にパラレルピ投ディックであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の素子。 （５）透過性素子が最も大きい寸法に沼って垂直に配置
   されたパラレルピＲディックまたは正角柱形状のプレー
   トによって形成され、前記プレートの側面がアンカ一手
   段を有し、さらに縦の微小通路を有し、前記プレートは
   粒状耐火物物質の床上に置かれていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の素子。 （６）微小通路がプレートの面に縦につくられた溝によ
   って形成され、該溝は０．３　ｍｍ以下の深さになるよ
   うになされることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
   記載の素子。 （カ　プレートが窒化珪素結合剤を用いたマグネシウム
   、アルミニウムからつくられ、あるいは酸化クローム結
   合剤を用いた酸化ジルコニウムからつくられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の素子。