JP7490919B2 - 傾注樋 - Google Patents
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Description
その為、従来の傾注樋では湯当たり部周辺のキャスタブル材の先行損傷が発生する。定形レンガ周辺のキャスタブル材が損傷すると、定形レンガは溶銑によって多面からの加熱を受けることとなって割れやすくなり、損傷が加速して傾注樋の大幅な寿命向上には至らなかった。
それだけでなく、キャスタブル材と定形レンガの当接する部分(目地)に溶銑が差し込みやすくなり、定形レンガの下面側まで溶銑が回り込みやすくなる。
摩耗量は気孔率の高い材料ほど大きい。キャスタブル材は、定形レンガより気孔率が高い為、キャスタブル材が定形レンガよりも大きな摩耗量で摩耗する。この摩耗により、キャスタブル材の上面がえぐれていく。キャスタブル材の摩耗が進行すると、定形レンガの側面が露出する。この状態で傾注樋に流れる溶銑は、定形レンガの表面(上面及び側面)に沿って流れ、定形レンガとキャスタブル材の目地に溶銑が浸入する。目地に入り込んだ溶銑は、定形レンガの側面に沿って流れ、定形レンガの下面側まで回り込む。そうすると、回り込んだ溶銑により定形レンガが浮き上がる。この結果、傾注樋から定形レンガが外れて、傾注樋の損傷に繋がる。
本形態の傾注樋1は、図1~7に示した構成を有する。図1は、本形態の傾注樋1の上面図である。図2は、図1中のII-II線での矢視断面図である。図3は、図1中のIII-III線での矢視断面図である。図4は、湯当たり部の上面図である。図5は、図4中のV-V線での矢視断面図である。図6は、図4中のVI-VI線での矢視断面図である。図7は、本形態の傾注樋1が高炉からの溶銑を受ける場合の概略構成図である。
流路50は、図3に示すように、長手方向に垂直な断面において、上部が底部よりも広く開口した略凹字状をなすようにキャスタブル層5の内周面が形成されている。流路50は、底面及び一対の側面から区画され、各面がそれぞれ平面をなしている。
湯当たり部3は、図4~6に示すように、レンガ本体部31と、外周ブロック部35と、を備えている。湯当たり部3の外周形状は、外周ブロック部35により形成される。
レンガ本体部31の具体的な寸法(例えば、上面32及び下面33の形状や面積、板状の板厚)については、限定されない。傾注樋1に注ぎ込まれる溶銑を受けることが可能な上面32を形成できる形状であればよい。
外周ブロック部35の枠状形状の上面36及び下面37(環状の軸方向の両端面)は、互いに平行な平面をなしている。外周ブロック部35の内部(環状の軸心)にレンガ本体部31が嵌合して湯当たり部3を形成したときに、湯当たり部3の上面30が平面をなすように上面36が形成されている。すなわち、外周ブロック部35の上面36は、内部に嵌合するレンガ本体部31の上面32と一致する平面上に位置する。外周ブロック部35の下面37は、レンガ本体部31の下面33と同一平面を形成しても、形成しなくても、いずれでもよい。二つの下面33,37が平面をなすことが好ましい。
外周ブロック部35において、上面36と下面37をつなぐ側面39は、内周面38と同様に、上下方向に対して傾斜した傾斜面をなしている。側面39は、外周ブロック部35の内周面38と同じ方向に傾斜している。
外周ブロック部35(すなわち、湯当たり部3)の側面40は、図5に示すように、略階段状の断面形状を備えている。図5中の破線は、略階段状をなしていない場合に想定される外周形状を示す。つまり、本形態の外周ブロック部35は、破線で示された想定形状から、欠損した形状をなしている。
本形態では2段の段部を有しているが、段部の数は、限定されない。1段であっても、3段以上であってもよい。界面に溶銑が浸入した場合に浸入をより抑えることができるため、2段以上が好ましい。
外周ブロック部35の上面36と下面37の間隔(上下方向の厚さ)は、レンガ本体部31と同じ厚さで形成されている。
残存寸法変化率とは、所定の温度に加熱した後に放冷し、加熱前と放冷後の寸法の変化の割合を示す。残存寸法変化率は、30mm×30mm×100mmに加工した試料を炭素系粉末で充填した容器に入れて、電気炉を用いて毎分3℃で昇温して所定温度として、試験終了後は自然放冷する方法で試験を行い、試験前後の100mmの部位の寸法で測定する。
湯当たり部3の外周ブロック部35は、上記した残存寸法変化率の特性を備える材料よりなる。この材料は、アルミナ-スピネル-炭化珪素系の材料である。
レンガ本体部31及び外周ブロック部35を構成するこれらの材料は、溶銑との反応性が低く、溶銑に対して高い耐食性を有する。その結果、レンガ本体部31と外周ブロック部35の腐食による損傷が抑えられる。
表1に示すように、アルミナ-炭化珪素-マグネシア-カーボン系の耐火物であって、アルミナ,炭化珪素,マグネシア,カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例2~4,配合例10~12では、残存寸法変化率が0.1~1.0%の好ましい範囲内となる。なお、配合例1,9は、上記の範囲や配合から外れた例である。
表1に示すように、アルミナ-炭化珪素-ろう石-カーボン系の耐火物であって、アルミナ,炭化珪素,ろう石,カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例5~8では、残存寸法変化率が0.1~1.0%の好ましい範囲内となる。なお、配合例1,9は、上記の範囲や配合から外れた例である。
表1に示すように、アルミナ-マグネシア-カーボン系の耐火物であって、アルミナ,マグネシア,カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例13~14では、残存寸法変化率が0.1~1.0%の好ましい範囲内となる。なお、配合例1,9は、上記の範囲や配合から外れた例である。
表2に示すように、アルミナ-スピネル-炭化珪素系の耐火物であって、アルミナ,スピネル(マグネシア),炭化珪素のそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例16では、残存寸法変化率が0.1~1.0%の好ましい範囲内となる。なお、配合例15は、上記の範囲から外れた例である。
湯当たり部3は、その製造方法が限定されない。所定の形状の定形レンガを製造し、製造した定形レンガを型内に配置した状態でプレキャストブロックを成型して製造することができる。
湯当たり部3は、上面30が露出した状態でキャスタブル層5に埋設される。湯当たり部3がキャスタブル層5に埋設されることで、湯当たり部3とキャスタブル層5とが界面にすき間なく密着する。
本形態の傾注樋1は、次のように使用される。
図7に示すように、傾注樋1よりも高所に位置する高炉60から溶銑が出銑する。高炉60から出銑した溶銑は、大樋61及び中樋62を介して先端出口63から傾注樋1に流れ落ち、注ぎ込まれる。
先端出口63から流れ落ちた溶銑は、傾注樋1の湯当たり部3の上面30に当たる。詳しくは、レンガ本体部31の上面32に当たる。
本形態の傾注樋1は、レンガ本体部31と外周ブロック部35の残存寸法変化率が0.1%以上であり、レンガ本体部31と外周ブロック部35の残存寸法変化率の差の絶対値が0.5%以下である。
具体的には、本形態の傾注樋1の湯当たり部3のレンガ本体部31の材料として残存寸法変化率が0.5%である表1中の配合例10を用い、外周ブロック部35の材料として残存膨張率が0.5%である表2中の配合例16を用いた場合、溶銑処理量は、図8~9に示した従来の傾注樋1の溶銑処理量を100%としたときに、150%となっており、溶銑処理量が50%も向上している。
2:傾注樋本体部 20,21傾斜面部 22:水平面部
23,24:端部 25:溶銑吐出口
3:湯当たり部 30:上面 31:レンガ本体部
32:上面 33:下面 34:側面
35:外周ブロック部 36:上面 37:下面
38:内周面 39,40:側面
5:キャスタブル層 50:流路 51,52:傾斜面
53:水平面 54,55:先端面
60:高炉 61:大樋 62:中樋
63:中樋先端出口 64:溶銑鍋
Claims (5)
- 傾動可能な浅底容器状の傾注樋本体部(2)と、
前記傾注樋本体部の内側表面に形成されたキャスタブル材よりなるキャスタブル層(5)と、
上面(30)が露出した状態で前記キャスタブル層に埋設された、注ぎ込まれる溶銑を前記上面で受ける湯当たり部(3)と、
を有する傾注樋(1)であって、
前記湯当たり部(3)は、注ぎ込まれる前記溶銑が当たるアルミナ-マグネシア-カーボン系,アルミナ-炭化珪素-マグネシア-カーボン系,アルミナ-炭化珪素-ろう石-カーボン系のいずれかの材料で構成された定形レンガよりなるレンガ本体部(31)と、
前記溶銑がその上面(36)に沿って流れるとともに前記レンガ本体部を内部に嵌合するアルミナ-スピネル-炭化珪素系,アルミナ-マグネシア-炭化珪素系の材料で構成された枠状のプレキャストブロックよりなる外周ブロック部(35)と、を有し、
前記外周ブロック部の気孔率は、前記レンガ本体部の気孔率よりも高く前記キャスタブル材の気孔率よりも低い、傾注樋。 - 前記レンガ本体部(31)と前記外周ブロック部(35)は、還元雰囲気下で1400℃×5時間での残存寸法変化率が0.1%以上であり、
前記レンガ本体部の前記残存寸法変化率と、前記外周ブロック部の前記残存寸法変化率の差の絶対値が0.5%以下である請求項1記載の傾注樋。 - 前記レンガ本体部の前記残存寸法変化率は、0.1~1.0%であり、
前記外周ブロック部の前記残存寸法変化率は、0.1~1.0%である請求項2に記載の傾注樋。 - 前記レンガ本体部(31)は、前記溶銑が当たる上面(32)が下面(33)よりも小さい錐台形状を有する請求項1~3のいずれか1項に記載の傾注樋。
- 前記外周ブロック部(35)は、前記上面(36)と、下面(37)と、外周面(39,40)と、を有し、
前記外周面(40)は、複数の段部を有する請求項1~4のいずれか1項に記載の傾注樋。
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