JPS6160126B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は窯炉（取鍋、タンデイツシユ、混銑
車、精錬炉、樋等も含む）における溶融金属中に
ガス等を吹込むためのガス吹込部（ポーラスプラ
グを含む）の構造、及びその形成方法に関する。

ガス吹込部を介して溶融金属中にガス等を吹込
み、脱硫あるいは脱ガス、非金属介在物の分離を
行い、銅の品質の向上を図るガス吹込部は撹拌す
る溶融金属流及びプラグとの接触、及び炉の冷
却、プラグ交換時の破損等によつて、侵食、摩
耗、スポーリングを招き、損傷する。従つてプラ
グ交換時等による損傷に対しては、外側筒体と内
側筒体よりなる２層構造にするとか、溶鋼流や荷
重及びプラグとの接触に対しては、熱間強度の付
与等のため材質の調整と焼結化が図られている。
又、プラグ交換時期を適切にし、安全を計るた
め、溶鋼に接する面側と、接しない面側とに分け
て、焼結レンガを２個、上段と下段とし、１個の
ポーラスプラグに組立てたものがある。

これらのものは、それぞれ独自の特徴を有する
が、使用にあたつては損傷が進み、一般に原形の
半分位の大きさ迄になると、新品と交換されるも
のである。

しかし、このようにして交換により破棄される
使用済プラグ（レンガ）は、マグネシア、高アル
ミナ、ジルコン等の高級材質等の焼結品であり、
この時点で破棄するのは経済的でなく、又、プラ
グ交換に要する時間も無視できない等の問題があ
る。

本発明の目的は、高い熱間強度を必要としない
で安全性を付与し、かつ安価なものとすると共に
ガス吹込部の補修により、延命化を計るもので、
その要旨とするところは、ガス吹込部を溶融金属
接触面側の不焼成耐火物又は不定形耐火物と、溶
融金属非接触面側の焼成あるいは、不焼成耐火物
よりなる、少なくとも２段構造とすることにあ
る。

なお、本発明のガス吹込部は、窯炉の底部ある
いは側壁に設けられるのが対象とされる。

本発明のガス吹込用不焼成又は不定形耐火物、
あるいは焼成耐火物（レンガ、不定形耐火物共）
は、常法によつて得られるものであり、即ち粗粒
と中間粒を用いた粒度構成によつて、粒子間に通
気性の気孔を形成するもの、あるいは加熱（焼成
や炉使用時の熱等）により消失してしまう金属線
状物や有機フアイバーや粒子を耐火物中に整列さ
せるか、混入して、耐火物の加熱時に通気孔を形
成するもの、あるいは耐火物の硬化後孔を開ける
ものをいう。

なおここで不焼成通気性耐火物の１例をあげれ
ば、骨材の粒径が、１mm以上（好ましくは３〜１
mm）を30〜80％（好ましくは60〜80％）、１mm以
下（好ましくは１〜0.2mm）を20〜70％（好まし
くは20〜40％）よりなるか、あるいは全部が１mm
以下よりなる粒度構成がとられ、材質としてはマ
グネシア、マグネシアクロム、コランダム、ムラ
イト、ジルコン、ジルコニア、カーボン、粘土質
の一種又は二種以上より構成されている。又、結
合剤等としてはフエノール樹脂、アルミナセメン
ト、リン酸塩、ニガリ、アルミナゾル、金属シリ
コン、Al粉等が選ばれ、150〜800℃、３〜８時
間で乾燥される。

次に本発明を添付図（第１図から第７図）を参
照して具体的に説明する。

第１実施例（第１図） 第１図に本発明に係るガス吹込部をレンガ状耐
火物にて形成した場合を示しており、図中１は取
鍋底部に設けられているガス吹込レンガ受部、２
は鉄皮、３はポーラスプラグ、そして４はポーラ
スプラグ３をガス吹込レンガ受部１に固着するた
めの目地モルタルである。またポーラスプラグ３
は上面に溶融金属接触面を有する不焼成耐火物レ
ンガ又は不定形耐火物よりなる上位プラグ３ａと
下面に溶融金属非接触面を有する焼成もしくは不
焼成の耐火物レンガよりなる下位プラグ３ｂより
なる。

このような構成を有するガス吹込部の形成方法
としては、あらかじめ、上位プラグ３ａと下位プ
ラグ３ｂを一体的に組立て、まずポーラスプラグ
３を形成し、同ポーラスプラグを目地モルタル４
にてガス吹込レンガ受部に固着してもよいし、ま
た上位プラグ３ａ、下位プラグ３ｂを別個に順
次、ガス吹込レンガ受部１に取付けることとして
もよい。

窯炉にセツトする場合、炉外側よりセツトして
もよく、炉内側よりセツトしてもよい。溶融金属
接触面の通気性耐火物及び、又は溶融金属非接触
面の通気性耐火物の外周ライニングとの間には通
気性がないか、通気性の低いモルタル等の不定形
耐火物で、充填閉塞する。

第２実施例（第２図） 第２図に本発明に係るガス吹込部、特に溶融金
属接触面を有する不焼成通気性耐火物又は不定形
耐火物（以下通気性不定形耐火物という）よりな
る上位プラグ３ａにて形成した場合を示してい
る。この場合、窯炉にガス吹込部を形成するに当
つて溶融金属非接触面を有し、通気性耐火物より
なる下位プラグ３ｂを窯炉にセツトした後、炉内
側あるいは炉外側より通気性不定形耐火物を、流
込み、圧入、スタンプ、吹付、溶射等によつて充
填し、上位プラグ３ａを形成する。

またこの通気性不定形耐火物によるガス吹込孔
部の形成は、ガス吹込部の新設の場合と、補修
（熱間あるいは冷間）の場合とが一般に考えられ
る。

そして、熱間補修の場合、第３図イ〜ニに示す
要領にてガス吹込部の損傷部及びその周囲を酸洗
い５し（冷間のときはアセチレン、プロパン等の
熱焼噴射によつて）、地金やスラグ６を取除いた
後、できた空間部へ通気性不定形耐火物を充填し
ているガス吹込孔を有する不焼成性耐火物又は溶
射耐火物層を形成するのが好ましく、酸洗いに当
り、不活性ガス導入管７より酸素を吹込んで行う
こともできる。

なお、上記補修形態は第１実施例にも応用でき
るものであり、この場合、第４図に示すごとく、
清浄化された空間へ通気性不焼成レンガ３ａを挿
入し、溶融金属非接触面側の耐火物の溶融金属接
触面に近い方に当てがい、この通気性レンガと周
囲ライニングとの間にもモルタル４ａ等を充填
し、レンガを固定することによつてガス吹込部を
形成する。

また補修の場合、最初のガス吹込部が、上述の
ごとく最初から２段になつておらず、通常のガス
吹込部の一段式であつてもよいことは勿論であ
る。この場合、一段式の損傷されない残部（溶融
金属非接触面側）が２段目となり、これに密接し
て充填した溶融金属非接触面側の通気性不定形耐
火物が一段目となるのである。（第５図イ〜ニ参
照）。さらに側壁にガス吹込部を設けた窯炉ある
いは、底部にガス吹込部を設けた窯炉を倒し、底
部を垂直状等の状態でセツト作業を行うものの場
合、通気性不定形耐火物、及び目地用モルタルが
落下しない様に板枠を当接する。

本発明に係るガス吹込部及びその形成方法に
関するその他の実施例（変容例）について述べ
れば下記のごとくなる。

(a) 本発明の溶融金属接触面側の通気性不焼成
耐火物又は不定形耐火物は溶融金属が入つた状
態の時、比重差により、浮上しない様に第４図
及び第６図、第７図、第８図に示すごとく溶融
金属接触面の通気性耐火物（焼成レンガの場合
でも）、及び／又は周囲のライニング及び又は
溶融金属非接触面側の通気性耐火物に凹凸８を
つけたりテーパ９をつけたりして浮上防止を計
る。

(b) 溶融金属接触面側と溶融金属非接触面側の耐
火物の層は周囲ライニング炉内面と平行が好ま
しいが、これらに限らず、又その層の厚さは、
炉操業条件に合わせて、補修の場合は補修条件
も考慮して決められる。

一般の場合、1/4〜2/4の範囲が望ましい。段
層は２層に限らず所望の複層とすることができ
る。

(c) ガス吹込部外周のガス吹込レンガ受部１と接
触する部分又はガス吹込レンガ受部分は従来の
不焼成あるいは焼成耐火物で、炉外側や炉内側
に取出されるようにガス吹込部を取巻く外周層
３ａ−１，３ｂ−１を形成させてもよい。（第
８図参照）この場合、ガス吹込レンガ受部１の
傷みも少なく、かつ取換えも迅速に行われ、本
発明の特徴が更に追加される。

(d) 溶融金属接触面側通気性耐火物及び、溶融金
属非接触面側通気性耐火物の材質としては、酸
性、中性、塩基性の耐火物より作られる。又、
炭素を含有した組成とすることによつてその耐
久性を向上させることができるとともに、補修
時の酸洗いや燃焼ガス等による地金、スラグ取
りに適しており、即ち含有炭素の燃焼により迅
速簡単かつきれいに洗浄でき、それにより酸洗
い空間へ補修用交換の溶融金属接触面側通気性
耐火物を、地金、スラグ、耐火物クズを介する
ことなく溶融金属非接触面側通気性耐火物へ当
てがうこと、及び溶融金属接触面側通気性耐火
物にレンガ状のものを用いるときにも同様であ
り、この場合のガス吹込レンガ受部と通気性レ
ンガの間に充填するモルタルも、その空間に前
述の不純分を残すことなく充填がおこなえる。
従つて、通気性耐火物及びモルタルを強固に充
填でき、これにより新設及び補修が良好に行え
る。

(e) 特に、溶融金属接触面側通気性耐火物として
炭素含有耐火物を用い、一方溶融金属非接触面
通気性耐火物には、炭素を含有しない耐火物を
用いて、この両方を組合わせたものは、溶融金
属接触面通気性耐火物の補修の際、非常に有利
となる。即ち、残り少なくなつた炭素含有の溶
融金属接触面通気性耐火物を酸洗いにより燃焼
吹飛ばし、簡単迅速かつ確実に不要物の取除き
ができる。

なお、この場合の炭素含有通気性耐火物はレ
ンガでも不定形耐火物のどちらも含み、レンガ
の時は、ガス吹込レンガ受部との間の目地に、
炭素含有目地材を充填すると好ましい。又、溶
融金属非接触面通気性耐火物とガス吹込レンガ
受部との間の目地材は、炭素を含有しない耐火
物の方が、酸洗い時に侵されず好都合である。
しかし、溶融金属非接触面通気性耐火物を取替
える時は、炭素含有目地材を用いた方が離れ易
い。

(f) 溶融金属接触面通気性耐火物をレンガの状態
で用いる場合は、通気性の度合をある程度、あ
るいは、確実に制御できるが、不定形耐火物の
状態で用いる場合、ナベ等の炉に直接、流込み
やスタンプ、圧入、吹付、溶射等で、充填し形
成するので、綿密な作業ができない場合もある
かも知れないが、この場合は所期の通気性が得
られない時もあり、又通気性を付与する方法自
体によつても所期のものが確実に得られない場
合がある。このような場合には、溶融金属接触
面通気性耐火物の通気度合を溶融金属非接触面
通気性耐火物より大としておけばよい。即ち、
通気度は溶融金属非接触面通気性耐火物で制御
し、溶融金属接触面通気性耐火物は、単に保護
用とするものとし、又、ガスは溶融金属接触面
通気性耐火物を通る際抵抗が小さいので、通過
し易く、該耐火物の浮上がりをも有効に阻止す
ることとなる。なお、溶融金属接触面通気性度
合を大にする範囲、通気度が多少バラついても
よい様に予め設定しておけばよい。

(g) 直接ガス吹込部を炉に形成する場合に、溶融
金属接触面側と溶融金属非接触面側の２段に分
けることなく不焼成の一体物としてのガス吹込
部とすることももちろん可能である。

(h) 摺動式ガス吹込部へも適用できる。

以上述べてきたごとく本発明に係るガス吹込部
およびその形成方法は下記の効果を奏する。

１ 溶融金属接触面側を必ず不焼成とし、溶融金
属非接触面側と少なくとも２段構造とすること
により、 (イ) ２段目が待機した形態で接しているため、
１段目を不焼成として耐スポーリング性を大
として耐久性を持たせることにより、大きな
熱間強度をもつ耐火物、即ち、焼成品や高級
材質とする必要がなく経済的である。

(ロ) １段目が破壊しても１段目と２段目の継目
で止まり２段目に伝達しないので安全であ
る。

(ハ) １段目を取替用として使用する場合、ガス
吹込部の許容損傷限界を１段目の容積で合わ
せておけばより経済的になる。

(ニ) １段目の取壊しが容易となりガス吹込部の
補修を可能としコスト低減が図れる。

(ホ) 溶融金属接触面側を必ず不焼成とし、溶融
金属非接触面側と少なくとも２段構造とする
ことにより、正確な形状のガス吹込部を安価
にかつ迅速に製造できる。

２ １段目を不焼成とし、２段目を焼成レンガと
することにより、ガス吹込部を経済的に製造で
き、かつ補修も容易となすことができる。

３ １段目を不定形耐火物にすることにより、即
ち、炉体に直接現場打ちすることもできること
より、 (イ) レンガの成形工程を省略できる。

(ロ) 複雑な形状でもつくれる。

(ハ) １段目と２段目の組合せが容易となる。

(ニ) 炉の操業途中、炉が空の時、不定形耐火物
を充填して補修をすることができる。

(ホ) 炉の保有熱を利用して乾燥が行える。

４ ２段式にし、かつ炭素を含有する耐火物とす
ることによつて、取替えを容易にすることがで
き、かつ寿命も延ばすことができる。

５ １段目を炭素含有耐火物、２段目を炭素を含
有しない耐火物とすることによつて、 (イ) 酸洗いがよくでき、補修を良好に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガス吹込部をレンガ状耐
火物にて形成したものの断面正面図、第２図は不
定形耐火物にて形成したガス吹込部の断面正面
図、第３図イ〜ニは不定形耐火物による形成方法
説明図、第４図はレンガ状耐火物による形成され
た他の態様のガス吹込部の断面正面図、第５図イ
〜ニは不定形耐火物による他の態様の形成方法の
説明図、第６図及び第７図は浮上防止機能を有す
るガス吹込部の断面正面図、第８図は外周層を有
するガス吹込部の断面正面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス吹込部を有する窯炉において、ガス吹込
   部が溶融金属接触面を有する不焼成通気性耐火物
   又は不定形耐火物と溶融金属非接触面を有する焼
   成あるいは不焼成通気性耐火物よりなるガス吹込
   部構造。 ２ ガス吹込部を有する窯炉において、溶融金属
   が入つてない時、ガス吹込部の空間あるいは損傷
   部に不焼成又は不定形の通気性耐火物を充填して
   なるガス吹込部の形成方法。