JPH0675746B2 - 取鍋用の水冷天井蓋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、殊に精錬用取鍋の開口端部に設けられる耐
火物押え部材の溶損および天井蓋の内張り耐火物の欠落
を防止し、もってその耐久性を向上させ得る取鍋用の水
冷天井蓋に関するものである。

従来技術 製鋼用の電気炉における溶解精錬の過程から、還元精錬
を分離した炉外精錬方法の一環として用いられる取鍋精
錬法（Ledle Furnace 以下「LF法」という）は、鋼の
品質向上および生産性向上の見地から好適に使用されて
いる。この取鍋精錬法は、取鍋底部からアルゴン等の不
活性ガスを強制的に吹込んで溶湯を撹拌し、高次元の脱
硫と脱酸および溶湯温度の均一化を容易になし得るもの
である。そこでこの取鍋精錬法の一例を、第１図を参照
して概略的に説明する。

図示の取鍋精錬機構は、各種の耐火レンガからなる耐火
物10を鉄皮12の内壁に内張りした取鍋14と、この取鍋14
の上部開口部に着脱自在に被着される天井蓋16と、この
天井蓋16に設けた通孔18を介して取鍋中の溶融金属20の
上方に臨ませた３本の電極22と、取鍋底部に設けた不活
性ガス吹込み用のポーラスプラグ24とから基本的に構成
される。

溶解炉で溶解された溶鋼または溶鋼スラグを取鍋14内に
移住し、その上部開口部に前記天井蓋を被せ、前記電極
22に接続した３相電源により電弧（アーク）を発生させ
て、そのアーク熱により溶鋼20および溶鋼スラグ48の加
熱を行なう。溶鋼20が一定温度に保持されたところで、
前記ポーラスプラグ24を介してアルゴン等の不活性ガス
を吹込み、溶鋼の均一な撹拌並びに溶鋼とスラグとの反
応促進を行なう。取鍋精錬中に発生する高温の粉塵含有
ガスは、電極挿入口18および集塵フード28を介して外部
に吸引される。

前記取鍋精錬法に使用される取鍋と天井蓋は、極めて高
温の下に操業されるので、前記天井蓋16には、第２図に
示す如く、耐火物の内張りを外方から強制冷却する水冷
構造が一般に採用されている。例えば天井蓋16の基材と
なる鉄皮30の外面には、多数の水循環室32を内部に画成
した外殻34が配設され、この水循環室32は夫々水供給源
に連通接続して、冷却水の循環供給がなされるようにな
っている。このように構成した取鍋用の水冷天井蓋によ
れば、その内面に内張りした各種の耐火物36は、冷却さ
れて過度の温度上昇が防止される。

しかるに水冷天井蓋16の下部開放端面は、第３図に示す
ように、水循環室32の下部に鋼製の補強リング38が配設
されるだけであって、強制冷却されるようにはなってい
ない。なお補強リング38には、天井蓋内方において水平
に延出するアンカー40が固定され、このアンカー40に高
アルミナ質キャスタブルの如き耐火物36が係止されるよ
うになっている。また補強リング38の下端面には逆台形
状の溝42が周設され、この溝42中にシール材として軟質
の耐火クッション44が嵌合配置されている。

また同じく第３図に示す如く、取鍋14の上部開口端部に
は、耐火物10の膨張および収縮を規制する断面逆Ｌ型の
環状押え部材46が配設されている。この押え部材46は、
前記の水冷天井蓋16の下面部と取鍋16の上面部との間で
硬質の異物を噛み込んでも、該水冷天井蓋16における耐
火物を損傷することのないよう、軟鋼を材質として構成
されている。前記押え部材46は、取鍋精錬時の高温によ
り耐火物10が膨張するのを規制してその浮上がりを防止
し、また取鍋精錬操業の終了による温度低下時の収縮を
許容限界内に規制して、耐火物相互間の目地が開くのを
有効に阻止するために使用される。

発明が解決しようとする課題 この従来公知に係る取鍋用の水冷天井蓋では、取鍋精錬
時に電極22間に生ずるアーク放電からの放射熱および溶
鋼20の上面に浮遊するスラグ（鋼滓）48からの放射熱に
よって、前記スラグ48より上方のレベルに位置する耐火
物10,36は、一般に1500℃以上の高温に直接晒される。
このため第３図に関連して、水冷天井蓋16の水循環室34
による被冷却エリアでは、耐火物36の温度上昇が低く抑
制されるが、該水冷天井蓋16の下部開放端面部は、その
外周を補強リング38により囲繞されているだけなので温
度上昇が激しく、その熱影響により想像線Ｂで示す部位
の耐火物36が徐々に欠落し、放置すればその被害は更に
進行する。この欠落現象は、新規に設置した取鍋の場合
に、５〜６回のチャージで既に発生することが確認され
ている。

このように水冷天井蓋16の内壁下部開口端における耐火
物36の欠落が生ずると、この耐火物36により今迄保護さ
れていた取鍋14の前記耐火物押え部材46は雰囲気に露出
し、取鍋精錬時の高温の熱影響を直接受けることにな
る。このことは、取鍋精錬時に1500℃以上の高温が前記
耐火物押え部材46に熱伝達されることを意味するが、軟
鋼はその溶融温度が1520℃程度であることから、前記耐
火物押え部材46が徐々に溶融して損失される「溶損現
象」が発生する。前記溶損は比較的急速に進行するの
で、耐火物押え部材46の溶損の程度如何によっては、取
鍋14の耐火物10が許容値以上に膨張して浮上がりを生
じ、また収縮時には目地が開放して溶湯の侵入が生ずる
等の事故を招来する。そこで水冷天井蓋16の内面の脱落
したキャスタブル耐火物36の補修や、溶損した耐火物押
え部材46の交換等が必要となるが、その作業は一般に困
難であり、また経済的にも大きな損失を伴うものであ
る。

発明の目的 この発明は、従来実用化されている取鍋用の水冷天井蓋
に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決する
べく提案されたものであって、天井蓋内壁の耐火物の欠
落およびこれに伴う取鍋の耐火物押え部材の溶損を有効
に防止することを目的とする。

課題を解決するための手段 前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため本
発明は、基材となる鉄皮の外面に配設され、内部に多数
の水循環室を画成した外殻と、前記鉄皮に内張りした耐
火物と、該鉄皮の下部開放端面に配設した補助リングと
を備え、前記多数の水循環室はその夫々に水供給源を連
通接続して冷却水を循環供給すると共に、取鍋の開口部
に着脱自在に被着される水冷天井蓋において、 前記補助リングの下面部および耐火物の下面部に、冷却
媒体の循環を許容する中空通路を有する環状ジャケット
を配設し、 前記取鍋の開口部に水冷天井蓋を被着した際に、この環
状ジャケットの下面部が該取鍋の上部開口端部に設けた
耐火物押え部材に当接するよう構成したことを特徴とす
る。

実施例 次に本発明に係る取鍋用の水冷天井蓋につき、70トン取
鍋精錬の好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しなが
ら説明する。第４図に示す如く実施例では、冷各天井蓋
16における前記補助リング38の下面部および耐火物36の
下面部に、冷却媒体の循環を許容する中空通路54を有す
る環状ジャケット50が配設されるようになっている。そ
して水冷天井蓋16を前記取鍋14の開口部に被着すると、
前記環状ジャケット50の下面部が、該取鍋14における上
部開口端部に設けた耐火物押え部材46に当接するもので
ある。すなわち環状ジャケット50は、好ましくは軟鋼を
材質とする環状中空部材として構成され、前記取鍋14の
上部開口端部に配設される環状の耐火物押え部材46と、
外径において略同一で、かつ内径は同一またはこれより
大きい寸法に設定されている。この環状ジャケット50
は、前記水冷天井蓋16の下部開放端面部、すなわち鉄皮
30の下部開放端に位置する補助リング38の下面部および
内張りした耐火物36の下面部に亘って、周方向に配設し
た所要数のブラケット金具52を介して取付けられてい
る。

前記環状ジャケット50の中空部は、冷却水が供給されて
循環する通路54を構成しており、この通路54は、第５図
および第６図に示すように、給水管56および排水管58に
連通接続している。また前記給水管56は、図示しない冷
却水供給源に接続している。この場合に通路54を平面に
おいて二分する隔壁60が設けられ、供給管56に形成した
斜め開口部56aを前記隔壁60の一方の側面に指向させ、
また排水管58に形成した斜め開口部58aを前記隔壁60の
他方の側面に指向させるようにすれば、冷却水の循環を
より良好になし得る。なお前記環状ジャケット50へ冷却
水を供給する前記給水管56は、水冷天井蓋16の水循環室
32に連通する水供給系から分岐導出させるようにしても
よい。

発明の効果 本発明に係る取鍋用の水冷天井蓋によれば、その補助リ
ングの下面部および耐火物の下面部に、冷却媒体の循環
を許容する中空通路を有する環状ジャケットを配設し、
この環状ジャケットの下面部が取鍋の上部開口端部に設
けた耐火物押え部材に当接するよう構成したものである
ので、次の有益な効果が奏される。すなわち水冷がなさ
れる環状ジャケットの存在によって、該ジャケットの上
方に位置する水冷天井蓋内壁の耐火物（高アルミナ質キ
ャスタブル）の欠落が抑制され、その耐久寿命が向上す
る。

また環状ジャケットに当接する取鍋の耐火物押え部材
は、常にその溶融温度よりも低い温度に冷却保持され、
しかも蓋内壁の耐火物の欠落が抑制される結果として、
前述した溶損が未然に有効に防止される。更に前記環状
ジャケットにより耐火物押え部材を介して、取鍋上部の
耐火物も間接的に冷却されるので、ここに使用する耐火
物の厚みを大幅に節約可能であり、従って製造コストの
低減を図ることができる。加えて環状ジャケットと耐火
物押え部材との間は面接触されるので、シール効果が一
層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、取鍋精錬法に使用される取鍋精錬機構（LF）
の概略構成を示す縦断面図、第２図は、第１図に示す取
鍋に被着される水冷天井蓋の縦断面図、第３図は、従来
技術に係る水冷天井蓋と取鍋との接触部位の構成を、第
２図のサークルＡの部分における拡大図として示す説明
図、第４図および第５図は、夫々本発明の実施例に係る
取鍋用の水冷天井蓋の概略を示す一部縦断面図、第６図
は、本発明の実施例に使用される環状ジャケットの平面
図であって、給水管および排水管の開口状態を示すもの
である。 10……耐火物、12……鉄皮 14……取鍋、16……水冷天井蓋 22……電極、32……水循環室 34……外殻、46……押え部材 50……環状ジャケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材となる鉄皮（30）の外面に配設され、
   内部に多数の水循環室（32）を画成した外殻（34）と、
   前記鉄皮（30）に内張りした耐火物（36）と、該鉄皮
   （30）の下部開放端面に配設した補助リング（38）とを
   備え、前記多数の水循環室（32）はその夫々に水供給源
   を連通接続して冷却水を循環供給すると共に、取鍋（1
   4）の開口部に着脱自在に被着される水冷天井蓋（16）
   において、 前記補助リング（38）の下面部および耐火物（36）の下
   面部に、冷却媒体の循環を許容する中空通路（54）を有
   する環状ジャケット（50）を配設し、 前記取鍋（14）の開口部に水冷天井蓋（16）を被着した
   際に、この環状ジャケット（50）の下面部が該取鍋（1
   4）の上部開口端部に設けた耐火物押え部材（46）に当
   接するよう構成した ことを特徴とする取鍋用の水冷天井蓋。