JPS59118822A - 溶融金属容器用ガス吹込みノズル - 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】 本発明は溶融金属容器用ガス吹込みノズルに関する。

周知のごとく溶融金属容器にガスを吹き込むノズルとし
ては多孔質耐火物を用いる場合と、例えば特開昭４７−
４２５３１にて開示されているごとき、稠密組織を有す
る耐火物に積極的に毛細管通孔を設ける場合とがある。

しかしながら多孔質耐火物をガス吹込みノズルとして使
用した時の欠点としては、次の点が挙げられる。

■　多孔質のため溶融金属等による摩耗侵食が大きい。

■　構造上、孔の径には制限があり、ひいては吹込みブ
ｊス量の制約が太きい。

■　ノズルの側面からも吹込みガスが突出し、側面部の
損耗を早めることにより溶融金属の漏洩を引き起す危険
性がある。

又、特開昭４７−４２５３１にて開示されている、稠密
組織を有する耐火物に積極的に毛細管通孔を設けたノズ
ルをカス吹込み用として使用した場合には上記多孔質耐
火物ノズルの欠点を補なうことの効果が得られる反面次
のような欠点も有している。

■　毛細管通路の形成法が、耐火物混線物に、紙又は繊
維等の細長い材料をうめ込み成形し、その後の焼成工程
中に細長い材料が焼失することにより形成されることを
特徴としているため、成形時に、紙又は繊維等が圧縮変
形又は折損する場合が多く発生し、所定の断面積を有す
る毛細管通孔を得ることが困難となシ、ひいては所定ガ
ス圧力下での吹込み流量に大きなバラッ牛を生じ流量側
索に支障をきたしている。特に当ノズルを１本のカス供
給管から並列に複数個配列させ使用する通常の使用法で
は、上記各ノズルの毛細管通孔断面存〔の大きなバラツ
士のため、ガスの出やすいノズル、出にくいノズルの差
が著しく犬きくなシ、ひいては出にくいノズルは所定ガ
ス流量不足のため、重器金属の毛細管通孔への侵入に伴
なうノズル閉塞が多発する。

■　ノズル本体が焼成品であり、そして前項■の欠点を
除去するためには、必らず稠密組織にしなければならな
いことから、溶融金属容器にガスを吹込むノズルの最大
損耗原因と言われている熱着しい低下をきたしている。

■　複数個の毛細管通路を形成させる場合、各毛細管通
路に相当する部に紙又は繊維等の細長い材料をうめ込み
、成形するが、その際個々の細長い材料を単純にうめ込
むだけで圧力をかけて成形すると、これら細長い材料は
、耐火物坏土のラシタムな移動に伴ない、所定の毛細管
通路部から大幅にズした個所に位置し、場合によればこ
れら毛細管通路が多く集まった個所とほとんど存在しな
い、いわゆるノズル断面における毛細管通路の疎密分布
が起きる。この毛細管通路の疎密分布は規則性を持って
均一に分布している場合に比べて局部的な温度分布変化
を起し易く熱スポーリシグによる剥離損耗を速めている
。

本発明は上記■〜■の欠点を解決することを目的とし、
とくにガス通孔としての複数本の金属性パイプを規則性
を持って均一分布し得るようにあらかしめ一体構造物と
し、耐熱スポーリシク性そして耐侵食性さらには耐摩耗
性を有するように考慮された耐火物組成物と共に同時に
一体成形することによシ、安定してかつよシ経済的に溶
融金属容器内へガスを吹込み供給出来るノズルを提供す
るものである。

以下に本発明の一実施例を添附図面にもとづき説明する
と次の通シである。

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であり、（１
）は耐火物組成物から成形されたノズル本体、（２）は
該本体（１）内にガス通孔を形成するために挿設された
複数本の金属性バイづ、（３）はバイづ（２）の規則性
分布と該パイ’１（２）へのカスの均一供給を保障する
ために該パイプ（２）のそれぞれと一体結合された金属
性構造物で、図には構造物（３）としてガス導管（４）
を具備するガスレシーバータンクが示されている。

第１図に示された本発明ガス吹込みノズルに於て、ガス
の通孔を構成する金属性パイＪＪ（２１は、耐火物より
なるノズル本体（１）中に埋設する前に、第２図に一例
を示す如く、あらかじめ金属性構造物（３）例えばカス
レシーバ−タンクの上蓋（８α）に溶接あるいはろう付
けなどの手段の適用により一体に結合され、この一体構
造物は、ノズル本体（１）を耐火組成物から成形するに
際し、この耐火物組成物と同時に一体成形され、このよ
うな同時一体成形により、金属性パイプ（２）は本体（
１）に一体結合される。尚上蓋（８ａ）とそれ以外の構
造物（３）部分とは、このような一体成形後に溶接ある
いはろう付けなどの手段を適用して一体結合してもよい
。本発明に於て耐火物組成物としては、この種用途に用
いられている各種のものを使用でき、例えば酸性耐火物
、中性耐火物、塩基性耐火物、カーポジ耐大物、窒化物
、炭化物、硼化物等の非酸化耐火物、これらを組み合わ
せた耐火物組成物が用いられる。また金属性パイプ（２
）としては鉄管、鋼管、黄銅管、ステシレス管、アルミ
ニウム管などを使用でき、耐火物組成物を焼成する場合
には、之等管のうちから焼成温度に耐え得るものが適宜
選択的に用いられる。

本発明カス吹込みノズルに於ては、カスの通過する細孔
が金属性バイづ（２）から構成されているので、次の通
りの作用効果が得られる。

（Ｉ）　　金属性構造物（３）例えばガス導入パイプ、
ガスレシーバ−タンクを通じて供給された所定量のカス
がまったくノズル耐火物中へ漏れることなく、全て溶融
金属内へ安定して吹込むことが出来る。

（ＴＩ）　　（Ｉ）の結果、耐火物は必ずしも緻密（稠
密）なる組織を有する必要はなく、むしろ耐侵食□　　
　性、耐摩耗性を考慮に入れながらガス吹込みノズルの
最大の１１耗原因とされている耐燃スポーリンク性を付
与させるための組織変更を随意に幅広く行なうことが出
来、ノズルの寿命即ち経済性の著しい向上が計れる。

（ｍ）　　金給性パイづ（２）は成形時にその内径が圧
縮変形し小さくなったり、又折損することがほとんど起
らないため、金属性パイプ（２）の内径と長さ、使用本
数そしてガスの供給圧さえ決めれば、常に一定のガス流
量を確保し得るノズルを作ることが可能であり、その結
果として所定カス流量不足に伴なう溶融金属の毛細管内
への侵入に起因するノズル閉塞は発生しなくなる。

更にまたこのような金属性バイづ（２）は、金属性構造
物（３）にあらかじめ一体結合された状態で、ノズル本
体＋１）の成形時に耐火物組成物と同時一体成形され、
該本体（１）に一体に結合されるような構成になってい
るので、次の通シの作用効果が得られる。

（ＴＶ）　　一体構造物とする時に、パイづの配列は任
意に規則性を持たすことが可能で、そして一体成形時に
は、パイプの位置が一体構造物として固定されているた
め、はとんど所定位置からズレることなく、成形後も所
期の規則性を持ったパイプ配列を維持することが可能と
なる。従って毛細管通路の疎密分布に伴なう熱スポーリ
ングによる剥離損耗を抑えることが出来、ノズルの寿命
即ち経済性の著しい向上が計れる。

（Ｖ）　　一体成形することにより、金属性パイプと耐
火物組成物との密着が非常に良好となる。そのため耐火
物組成物のみをあらかじめ成形し、その後穴明は加工等
にてパイプ挿入部を作り、その内にパーｒづを挿入させ
て作る等、いわゆる一体成形を行なわなかった場合のノ
ズルに認められている第３図の模式図のごとき、パイプ
（２）と耐火物との隙間（５）を通じ−で吹込みガスが
ノズルの非使用面側へ逆流して行く現象が起らなくなる
。従って安定したガスの供給が計れるのと、とくにガス
の種類が００２．０２、空気など酸化性の気体を含み、
耐火物組成物が、酸化物以外の例えば炭素、炭化物、窒
化物、硼化物など酸化損耗していく物で構成されている
場合には、吹込みカスの逆流を一体成形にて防止するこ
とにより、耐火物の酸化損耗を著しく低減でき、ノズル
の寿命即ち経済性の著しい向上が計れる。

以下に本発明品と比較品との性能試験結果を示すＯ 〈本発明１〉 内径１ｍａφ、外径３関φ、長さ１．０００Ｍのステシ
レスバイ′５５０本を、第２図のごとく直径１５０ｍ、
厚さ１５酵のステシレス製レシーバータンク上蓋に１０
ｗ間隔で規則性を持たせながら配列させ、溶接し一体構
造物とした。当一体構造物とＭｇＯ７２チ、カーボン２
０チの組成を有するｕｇｏ　−ｃ系耐人物組成物を一緒
にノズル成形用のｔ−ルド内にｔットし、アイソスタテ
イクプレスにて１０００Ｋｙｊ／Ｊ圧にて成形し、その
後は常法に従って、牛ニアリンク処理そしてノズル表面
の研削加工処理を施した。得られたノズルは長さ１００
ＯＮで一端面の直径が１５０鰭φそして他端面の直径が
１９４ｕφのテーパーを持つ構造で、最終的にはこのノ
ズルにガス導入用パイプが接続されたステシレス製の直
径＋５０８φ、高さ３０間のレシーバ−タンクを溶接し
、第１図のごときノズルとした。このノズルをＩ　８０
Ｔｏｎ転炉の炉底に４本築炉し１本のガス供給管につな
いだ後転炉吹錬時７　Ｋｇ　ｆ　／　ｃｒ＆圧のＮ２ガ
スを２．５　Ｎｄ／　ｒＩＬｉｎ吹込んだ。

５００　ＣＨ使用した時点迄で、当ノズルに起因するト
ラブルは１件も起らず、ノズルの損耗もとくに熱スポー
リシクによる剥離は認められず、又ガス漏れ等による異
常溶損も認められなかった。さらにガス流量はガス圧を
変えることにより任意にコツト０−ルできたことから冶
金特性上においても所期の目的を十分に満足することが
出来た。

本発明１で用意したのと同じノズル４本を１８０Ｔｏｎ
転炉の炉底に築炉し、１本のガス供給管につないだ後、
転炉吹錬時７　Ｋｇ　ｆ　／ｃｎｌ圧のＣＯ２ガスを１
．６ＮＪ／ｍｉｍ吹込ンタ。

５００　ＣＨ使用した時点迄で当ノズルに起因するトラ
ブルは全く起らず、ノズルの損耗もとくに熱スポーリシ
クによる剥離は認められず、又ガス漏れ等による異常溶
損そしてＣＯ２ガスの逆流にょるＭＩＯ−Ｃ系耐大物の
酸化損耗も認められなかった。

さらにガス流量はガス圧を変えることＫより任意にコツ
ト０−ルできたことから冶金特性上においても所期の目
的を十分に満足することが出来た。

〈比較例１〉 Ｍｇ０７２％、カーボ：Ｊ２０％ｏ組成を有するｕｇｏ
　−ｃ系耐大物組成物をアイソスタテ４りづレスにて１
０００　Ｋｆｆ　／ｌｒｉ圧にて成形し、その後は常法
に従って＋ユアリシク処理そして成形体表面の研削加工
処理を施こし、長さ１０００ｕで一端面の直径が１５Ｑ
＋ｕ＋φ、そして他端面の直径が１９４鰭φのテーパー
を持つ構造の耐火物体を得た。

この耐火物体に、本発明１にてステシレスパイプを配列
させたのと全く同じ位置に直径３−５ｍ５φの穴をあけ
、ガス吹込み用ノズルの本体を得た。

一方、内径１　＊ａ　（ｆｉ　１外径３ｕφ、長さｌ０
００ｍのステシレスパイ′５５０本を直径１５０　ｔａ
ｘφ、厚み１５勲のステシレス製しシーバータシク上蓋
に本発明１と同様にｌｏｔｐｔｘ間隔で規則性を持たせ
ながら配列させ溶接し、さらに加えてガス導入用パイプ
が接続されたステシレス製の直径１５０ｉａφ、高さ３
ＯＮのレシーバータンクを溶接した、ガス供給バイづ構
造体を用意し、このガス供給パイプ構造体を上記穴のあ
いたガス吹込み用ノズル本体に装着した。得られたノズ
ルを、ｌ　８ＱＴｏｎ転炉の炉底に４本築炉し１本のガ
ス供給管につないだ後転炉吹錬時７　Ｋｌ　ｆ　／　ｃ
Ｊ圧のＮ２ガスを２　、５　Ｎｔｔ？　／　ｍｉ　ｎ吹
込んだ。

５００ＣＨ使用した時点迄で、尚ノズルは熱スポーリ、
７りによる剥離は認められなかったが、Ｎ２カスの逆流
のためか溶鋼中に所定のガス量を吹込むことが困難とな
シ冶金特性上の効果は少なかった。

〈比較例２〉 比較例１で用意したのと同じノズル４本を１８０に転炉
の炉底に築炉し、１本のガス供給管につないだ後転炉吹
錬時７〜ｆ／　ｃｔ／Ｉ圧のＣＯ２ガスを１．６Ｎ　ｍ
’　／　ｍｉ　ｎ吹込んだ。

当ノズルはＣＯ２ガスの逆流のため、ノズル本体のＭｆ
Ｏ−Ｃ系耐大物が酸化され異常損耗を起し、僅か１２０
　ＣＨの時点にてガス供給をストップせざるを得なかっ
た。

なおｌ　２　ＯＣＨ迄に於ても、比較例１と同様溶鋼中
に所定のガス量を吹込むととが困難となシ、冶金特性上
の効果は少なかった。

上記のごとく本発明によるノズルは溶融金属容器用とし
てその経済性そして安定使用性に於て優れていることが
確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は金
属性パイプとガスレシーバータシク上蓋からなる金属性
一体構造物の一例を示す説明図、第３図は吹込みカスの
逆流現象を示す模式図である。 図に於て、（１）はノズル本体、（２）は金属性パイづ
、（３）は金属性構造物、（４）はガス導入パイプであ
る。 Ｃ以　上） 代理人　弁理士　三　　枝　　英　　二第１区（ 小　２　図 第３　ｒｍ 倉敷市水島用崎通１丁目番地な し川崎製鉄株式会社水島製鉄所 内 （か発　明　者　小笠原−紀 倉敷市水島用崎通１丁目番地な し川崎製鉄株式会社水島製鉄所 内 ０発　明　者　横井誠 倉敷市水島用崎通１丁目番地な し川崎製鉄株式会社水島製鉄所 内 （ｎ）出　願　人　川崎製鉄株式会社 神戸市中央区北本町通１丁目１ 番２８号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　耐火物組成物から成形されたノズル本体が、ガス通
   孔としての複数本の金属性パイプを含み、この複数本の
   金属性パイプは所定配列をとるように金属性構造物に一
   体に結合された状態で、ノズル本体を構成する耐火物組
   成物と同時に一体成形されていることを特徴とする溶融
   金属容器用ガス吹込みノズル。