特開 2023-122098 金属溶湯容器用蓋

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023122098

(43)【公開日】2023-09-01

(54)【発明の名称】金属溶湯容器用蓋

(51)【国際特許分類】

   F27D 1/18 20060101AFI20230825BHJP

   F27B 3/16 20060101ALI20230825BHJP

   B22D 41/00 20060101ALI20230825BHJP

【ＦＩ】

F27D1/18 A

F27D1/18 E

F27B3/16

B22D41/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022025526

(22)【出願日】2022-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】320005154

【氏名又は名称】日本製鋼所Ｍ＆Ｅ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000220767

【氏名又は名称】東京窯業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100187791

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 晃志郎

(72)【発明者】

【氏名】浦本 和孝

(72)【発明者】

【氏名】関 佑太

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 忠

(72)【発明者】

【氏名】古澤 栄二

(72)【発明者】

【氏名】柳 憲治

【テーマコード（参考）】

4E014

4K045

4K051

【Ｆターム（参考）】

4E014AB00

4K045AA04

4K045AA06

4K045BA01

4K045RA09

4K045RA16

4K045RB02

4K045RB16

4K045RB29

4K051AA05

4K051AA06

4K051AB09

4K051MA05

4K051MA10

4K051MA12

(57)【要約】

【課題】一体の状態で吊り上げ動作、吊り下げ動作、或いは輸送するときに発生する損傷を低減し、複数に分割可能な金属溶湯容器用蓋を提供すること。
【解決手段】金属溶湯容器用蓋１は、金属溶湯を収納する容器に着脱可能な蓋体であって、複数の蓋部材２と、蓋部材２に形成し、蓋部材２のうちの少なくとも二つを互いに接合する接合部３を備える。さらに、接合部３に形成し、吊具１５を着脱可能な吊具取付部４を備える。接合部３は、上下方向に沿って蓋部材２の側面に形成し、蓋部材２を平面方向に並べて接合可能である。蓋部材２は、接合部３同士を接合することによって一体化が可能である。蓋部材２を一体化すると、金属溶湯容器用蓋１は、容器を覆うように蓋体中心部５の周りに平面方向へ広がる円盤状である。蓋部材２は、接合部３を分離することによって分離可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属溶湯を収納する容器に着脱可能な蓋体であって、
複数の蓋部材と、
前記蓋部材に形成し、該蓋部材のうちの少なくとも二つを互いに接合する接合部と、
前記接合部に形成し、吊具を着脱可能な吊具取付部を備え、
前記容器に設置する底面側を下側とし、前記底面側と反対側である天面側を上側とする上下方向に対して、直交する方向を平面方向とし、
前記接合部は、上下方向に沿って前記蓋部材の側面に形成し、前記蓋部材を前記平面方向に並べて接合可能であり、
前記蓋部材は、前記接合部同士を接合することによって一体化が可能であり、
前記蓋部材を一体化すると、前記容器を覆うように蓋体中心部の周りに前記平面方向へ広がる円盤状であり、
前記蓋部材は、前記接合部を分離することによって分離可能である金属溶湯容器用蓋。

【請求項2】

前記蓋部材を一体化した状態の形状は、前記底面側の外径が前記天面側の外径よりも大きい円錐台状であり、
前記底面側から前記上側に向かって凹部を有する請求項１に記載の金属溶湯容器用蓋。

【請求項3】

前記蓋部材は、鉄皮にキャスタブル耐火物を一体的に形成するものであり、
前記接合部において前記蓋部材が互いに対向する部分は、前記鉄皮同士が接合する部分と、前記キャスタブル耐火物同士が接合する部分を備える請求項１又は２に記載の金属溶湯容器用蓋。

【請求項4】

前記キャスタブル耐火物は、前記上下方向において肉厚部を備え、
前記容器が底面部から前記金属溶湯にガスを吹き込むガス吹き込み口を有するとき、
前記蓋部材を一体化した状態で前記容器に装着すると、前記肉厚部は、前記上下方向において前記ガス吹き込み口に対向する位置にある請求項３に記載の金属溶湯容器用蓋。

【請求項5】

前記接合部の一部は、前記上側に突出するリブを形成し、
前記吊具取付部は、前記リブに形成する請求項１から４のいずれかに記載の金属溶湯容器用蓋。

【請求項6】

前記接合部は、前記平面方向のうちの一方向に沿って延びる請求項１から５のいずれかに記載の金属溶湯容器用蓋。

【請求項7】

前記接合部は、前記平面方向のうちの一方向に沿って少なくとも二つの前記吊具取付部である第一吊具取付部と第二吊具取付部を備え、
前記平面方向において、
前記第一吊具取付部と前記第二吊具取付部とは、前記蓋体中心部を挟んで対称の位置にある請求項６に記載の金属溶湯容器用蓋。

【請求項8】

前記接合部は、少なくとも第一接合部と第二接合部を備え、
前記第一接合部と前記第二接合部は、前記平面方向において前記蓋体中心部を挟んで互いに平行に列をなす請求項６に記載の金属溶湯容器用蓋。

【請求項9】

前記接合部は、前記平面方向のうちの一方向に沿って少なくとも前記吊具取付部である第一吊具取付部と第二吊具取付部を備え、
前記平面方向において、
前記第一吊具取付部と前記第二吊具取付部を結ぶ直線に対して、前記蓋体中心部から前記直線に対して垂線を引くときの交点が、前記第一吊具取付部と前記第二吊具取付部との間に位置する請求項８に記載の金属溶湯容器用蓋。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属溶湯を収納する容器に使用し、複数に分割可能な金属溶湯容器用蓋に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、金属溶湯を収納する容器に使用する炉蓋が提案されている。例えば、特許文献１に記載の電気炉の炉蓋は、電極孔が厚さ方向に貫設された耐火物製の略円形の電気炉炉蓋において、該炉蓋を、中心孔を有した環状の周枠部と、前記電極孔を有し、該中心孔に嵌合された中心ブロックとで構成し、該周枠部を周方向に複数個に分割した扇形ブロックの集合体とし、該扇形ブロックと中心ブロックとの継目に不定形耐火物を介在させたものである。扇形ブロック同士の継目には、膨張吸収代として、人造石綿などの耐火性繊維を挟むのが好ましいと記載されている。

【0003】

これによれば、電気炉の炉蓋において、電極孔の近傍部分が損傷した場合でも、該電極孔を有する中心ブロックだけを交換することができ、その他の周枠部はそのまま使用を継続することができると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平４－１２５１９６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来例では以下の課題があった。金属溶湯を収納する容器に使用する炉蓋は、サイズと重量が大きい場合がある。炉蓋は、容器に装着する時、或いは輸送するときに吊具によって吊り上げ動作と吊り下げ動作を伴うことが多い。すると、炉蓋は吊具によって引き上げられたときに、継目３０に剪断応力が発生して破損するという課題があった。例えば、図１８及び図１９に示す炉蓋１００は、蓋部材２００ａと蓋部材２００ｂとを継目３０において接合している。図１８に示すように、吊具１５を取り付け可能な吊具取付部４０は、継目３０とは異なる位置にある。

【0006】

この場合、図１９に示すように、炉蓋１００を吊具１５によって容器２３から引き上げると、蓋部材２００ａと蓋部材２００ｂのぞれぞれにはたらく重力によって継目３０に剪断応力が働き、継目３０が破断して分離してしまうという課題があった。

【0007】

本発明の目的は、従来の課題を解決すべくなされたものであり、一体の状態で吊り上げ動作、吊り下げ動作、或いは輸送するときに発生する損傷を低減し、複数に分割可能な金属溶湯容器用蓋を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の態様に係る金属溶湯容器用蓋は、金属溶湯を収納する容器に着脱可能な蓋体であって、複数の蓋部材と、前記蓋部材に形成し、該蓋部材のうちの少なくとも二つを互いに接合する接合部と、前記接合部に形成し、吊具を着脱可能な吊具取付部を備え、前記容器に設置する底面側を下側とし、前記底面側と反対側である天面側を上側とする上下方向に対して、直交する方向を平面方向とし、前記接合部は、上下方向に沿って前記蓋部材の側面に形成し、前記蓋部材を前記平面方向に並べて接合可能であり、前記蓋部材は、前記接合部同士を接合することによって一体化が可能であり、前記蓋部材を一体化すると、前記容器を覆うように蓋体中心部の周りに前記平面方向へ広がる円盤状であり、前記蓋部材は、前記接合部を分離することによって分離可能である。

【0009】

これによれば、金属溶湯容器用蓋は接合部によって分離可能なので、蓋部材を複数に分離した状態で輸送することができる。また、吊具取付部は接合部に形成するので、蓋部材を一体化した金属溶湯容器用蓋を、吊具によって吊り上げ動作、吊り下げ動作、或いは輸送するときに接合部が破断することによる損傷を低減することができる。

【0010】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記蓋部材を一体化した状態の形状が、前記底面側の外径が前記天面側の外径よりも大きい円錐台状であり、前記底面側から前記上側に向かって凹部を有してもよい。

【0011】

この場合、蓋部材を一体化した金属溶湯容器用蓋は、円錐台形状であって底面側から上側に向かって凹部を形成するので、吊具によって吊り上げ動作、吊り下げ動作、或いは輸送するときに蓋部材同士が分離しにくく、接合部が破断することによる損傷を低減することができる。

【0012】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記蓋部材が、鉄皮にキャスタブル耐火物を一体的に形成するものであり、前記接合部は、前記鉄皮同士が接合する部分と、前記キャスタブル耐火物同士が接合する部分を備えてもよい。

【0013】

この場合、接合部において前記蓋部材が互いに対向する部分は、鉄皮同士が接合する部分と、キャスタブル耐火物同士が接合する部分を備える。よって、同種材質同士が接合するので、膨張係数の違いによって接合部に破断が生じることを防止する。

【0014】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記キャスタブル耐火物が
前記上下方向において肉厚部を備え、前記容器が底面部から前記金属溶湯にガスを吹き込むガス吹き込み口を有するとき、前記蓋部材を一体化した状態で前記容器に装着すると、前記肉厚部は、前記上下方向において前記ガス吹き込み口に対向する位置にあってもよい。

【0015】

この場合、蓋部材を一体化した金属溶湯容器用蓋は、容器に装着すると肉厚部が上下方向においてガス吹き込み口に対向する位置にある。金属溶湯容器用蓋は、金属溶湯からガスが吹き上がる場合であっても肉厚部の範囲で損傷を留めることができるので、鉄皮にまで損傷が及ぶことを低減できる。よって、鉄皮にキャスタブル耐火物を一体的に形成する金属溶湯容器用蓋は、鉄皮による剛性を維持できるので、一体の状態で吊り上げ動作、吊り下げ動作、或いは輸送するときに発生する損傷を低減することができる。

【0016】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記接合部の一部が前記上側に突出するリブを形成し、前記吊具取付部を前記リブに形成してもよい。

【0017】

この場合、吊具取付部は接合部の一部であるリブに形成するので、吊具取付部の強度が高くなる。また、吊具取付部は、吊具を容易に着脱することができる。

【0018】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記接合部が前記平面方向のうちの一方向に沿って延びてもよい。

【0019】

この場合、接合部は一方向に沿って延びるので、吊具によって蓋部材を一体化した金属溶湯容器用蓋を引き上げるときに、接合部にかかる剪断応力を低減することができる。

【0020】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記接合部が、前記平面方向のうちの一方向に沿って少なくとも二つの前記吊具取付部である第一吊具取付部と第二吊具取付部を備え、前記平面方向において、前記蓋体中心部は、前記第一吊具取付部と前記第二吊具取付部とは、前記蓋体中心部を挟んで対称の位置にあってもよい。

【0021】

この場合、蓋部材を一体化した金属溶湯容器用蓋における蓋体中心部は第一吊具取付部と第二吊具取付部との間に位置するので、吊具によってバランス良く引き上げることができる。また、各吊具取付部にかかる荷重を分散するので、接合部における損傷を低減することができる。

【0022】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記接合部が少なくとも第一接合部と第二接合部を備え、前記第一接合部と前記第二接合部は、前記平面方向において前記蓋体中心部を挟んで互いに平行に列をなしてもよい。

【0023】

この場合、第一接合部と第二接合部は、平面方向において蓋体中心部を挟んで互いに平行に列をなすので、各接合部に剪断応力が発生することを低減することができる。

【0024】

また、前記金属溶湯容器用蓋は、前記接合部が、前記平面方向のうちの一方向に沿って少なくとも前記吊具取付部である第一吊具取付部と第二吊具取付部を備え、前記平面方向において、前記第一吊具取付部と前記第二吊具取付部を結ぶ直線に対して、前記蓋体中心部から前記直線に対して垂線を引くときの交点が、前記第一吊具取付部と前記第二吊具取付部との間に位置してもよい。

【0025】

この場合、蓋部材を一体化した金属溶湯容器用蓋は、第一吊具取付部と第二吊具取付部を結ぶ直線に対して、蓋体中心部から直線に対して垂線を引くときの交点が、第一吊具取付部と第二吊具取付部との間に位置する。よって、蓋部材を一体化した金属溶湯容器用蓋は、吊具によってバランス良く引き上げることができる。また、各吊具取付部にかかる荷重を分散するので、接合部における損傷を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第一実施形態の金属溶湯容器用蓋１ａを示す斜視図である。

【図2】図１に示す金属溶湯容器用蓋１ａの蓋部材２を、接合部３ａで分離した平面図である。

【図3】図1における断面Ｉ―Ｉを示す断面図である。

【図4】図３に対して、接合部３ａにおいて蓋部材２を分離した状態を示す。

【図5】本発明の第二実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｂを示す斜視図である。

【図6】図５に示す金属溶湯容器用蓋１ｂの平面図である。

【図7】図６に示す金属溶湯容器用蓋１ｂの蓋部材２を、接合部３ｂで分離した平面図である。

【図8】図６における断面ＩＩ―ＩＩを示す断面図である。

【図9】図６における断面ＩＩＩ－ＩＩＩを示す断面図であって、容器２３に装着した状態を示す。

【図10】本発明の第三実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｃを示す斜視図である。

【図11】図１０に示す金属溶湯容器用蓋１ｃの平面図である。

【図12】図１０に示す金属溶湯容器用蓋１ｃの蓋部材２を、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄで分離した平面図である。

【図13】図１１における断面ＩＶ―ＩＶを示す断面図である。

【図14】図１１における断面Ｖ―Ｖを示す断面図である。

【図15】金属溶湯容器用蓋１を真空精錬炉２０に装着した状態を示す断面図である。

【図16】金属溶湯容器用蓋１を電気炉２１に装着した状態を示す断面図である。

【図17】金属溶湯容器用蓋１を取鍋２２に装着した状態を示す断面図である。

【図18】従来例の炉蓋１００を示す斜視図である。

【図19】従来例の炉蓋１００を吊具取付部４０において吊具１５が吊り上げた状態を示す正面図である。

【0027】

以下、図面を参照し、本発明を具現化した金属溶湯容器用蓋１を説明する。参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものである。図面に記載されている装置の構成は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。

【0028】

＜各実施形態に共通の構成＞
図１、図２を代表例として参照し、本発明に係る金属溶湯容器用蓋１の各実施形態に共通の構成を説明する。なお、ここでは後述する各実施形態の金属溶湯容器用蓋１ａから１ｃまでを総称して金属溶湯容器用蓋１とする。

【0029】

図１を例に示すように、金属溶湯容器用蓋１は、金属溶湯を収納する容器２３に着脱可能な蓋体であって、複数の蓋部材２と、蓋部材２に形成し、蓋部材２のうちの少なくとも二つを互いに接合する接合部３を備える。さらに、接合部３に形成し、吊具１５を着脱可能な吊具取付部４を備える。ここで、蓋部材２は、後述する各実施形態における第一蓋部材２ａから第七蓋部材２ｇまでを含み、接合部３は、後述する各実施形態における接合部３ａから第二接合部３ｄまでを含む。吊具取付部４は、後述する第一吊具取付部４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇと、第二吊具取付部４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈを含む。

【0030】

容器２３に設置する底面側を下側とし、底面側と反対側である天面側を上側とする上下方向に対して、直交する方向を平面方向とする。接合部３は、上下方向に沿って蓋部材２の側面に形成し、蓋部材２を平面方向に並べて接合可能である。蓋部材２は、接合部３同士を接合することによって一体化が可能である。蓋部材２を一体化すると、金属溶湯容器用蓋１は、容器２３を覆うように蓋体中心部５の周りに平面方向へ広がる円盤状である。図２を例に示すように、蓋部材２は、接合部３を分離することによって分離可能である。

【0031】

図１を例に示すように、蓋部材２を一体化した状態の形状は、底面側の外径が天面側の外径よりも大きい円錐台状である。また、図８を例に示すように、底面側から上側に向かって凹部８を有する。

【0032】

次に、図３及び図４を参照して、接合部３の構成を説明する。蓋部材２は、鉄皮６にキャスタブル耐火物７を一体的に形成するものである。接合部３において蓋部材２が互いに対向する部分は、鉄皮６同士が接合する部分と、キャスタブル耐火物７同士が接合する部分を備える。鉄皮６においてキャスタブル耐火物７を形成する側にはアンカー１１を取付け、成形後にキャスタブル耐火物７が脱落することを防止する。

【0033】

また、鉄皮６同士が接する部分は、間にパッキン１７を挟んだ状態で接合する。キャスタブル耐火物７同士が接する部分は、間にセラミックシート１８を挟んだ状態で接合する。パッキン１７とセラミックシート１８は、接合部３においてドッキングする際のダメージを吸収するためのクッションの働きをする。さらに接合部３において、鉄皮６同士、及びキャスタブル耐火物７同士が擦れ合わないようにする働きをする。なお、鉄皮６同士が接合する部分には、鉄皮６同士が直接接触して接合する場合と、間にパッキン１７を挟んだ状態で接合する場合の双方を含むものとする。キャスタブル耐火物７同士を接する部分には、キャスタブル耐火物７同士を直接接触して接合する場合と、間にセラミックシート１８を挟んだ状態で接合する場合の双方を含むものとする。

【0034】

図３に示すように、接合するときは、ボルト１２とナット１３によって締結し、図４に示すように分離するときは、ボルト１２をナット１３から取り外す。なお、図１の例では一部のナット１３についてのみ符号を付すが、図示のように他の箇所もボルト１２及びナット１３によって接合部３を締結する。

【0035】

金属溶湯容器用蓋１は、蓋部材２が一体になっている状態では、例として直径が約３ｍでありサイズが大きく重量が重い。金属溶湯容器用蓋１は一体の状態で輸送することが困難な場合がある。従来は、金属溶湯を収納する容器がある現場で炉蓋を施工することが多かったが、炉蓋の品質向上のために予め工場でプレキャストブロック製とする場合がある。その際に、金属溶湯容器用蓋１を輸送可能とするために、蓋部材２をプレキャストブロック製としてパーツ化し、現場で組み立てるよう構成している。

【0036】

キャスタブル耐火物７の材料の種類は特に限定されないが、例えば、アルミナ－シリカ質、アルミナ－マグネシア質、アルミナ－カーボン質、アルミナ－マグネシア－カーボン質、アルミナ－スピネル質のキャスタブル耐火材料を使用することができる。

【0037】

また、例として図９に示すように、キャスタブル耐火物７は、上下方向において肉厚部９を備えてもよい。容器２３が底面部から金属溶湯にガス２５を吹き込むガス吹き込み口２４を有するとき、蓋部材２を一体化した状態で容器２３に装着すると、肉厚部９が上下方向においてガス吹き込み口２４に対向する位置にあるよう構成してもよい。

【0038】

また、図１等に示すように、接合部３の一部は上側に突出するリブ１４を形成する。吊具取付部４は、リブ１４に形成する。

【0039】

＜各実施形態に共通の効果＞
以上説明した各実施形態に共通の構成は、以下の効果を奏する。図２等に示すように、金属溶湯容器用蓋１は、接合部３によって分離可能なので、蓋部材２を複数に分離した状態で輸送することができる。図１等に示すように、吊具取付部４を接合部３に形成するので、蓋部材２を一体化した金属溶湯容器用蓋１を吊具１５によって、吊り上げ動作、吊り下げ動作、或いは輸送するときに接合部３が破断することによる損傷を低減することができる。これは、吊具取付部４が接合部３にあるため、吊具１５を引き上げたときに発生する引張応力は接合部３の鉛直上に作用し、剪断応力となる応力の成分を生じないためである。

【0040】

また、蓋部材２を一体化した金属溶湯容器用蓋１は、円錐台形状であって底面側から上側に向かって凹部８を形成するので、吊り上げ、吊り下げ、及び輸送時に蓋部材２同士が分離しにくく、接合部３が破断することによる損傷を低減することができる。

【0041】

また、図３等に示すように、蓋部材２は、鉄皮６にキャスタブル耐火物７を一体的に形成するので、寸法精度が高くなり、鉄皮６とキャスタブル耐火物７との間の結合強度が高くなる。接合部３は、鉄皮６同士が接合する部分と、キャスタブル耐火物７同士が接合する部分を備える。すなわち、接合部３は同種材料同士が接合するので、異なる材料同士を接合する場合に膨張係数の違いによって生じる破断を防止する。

【0042】

また、例えば、金属溶湯容器用蓋１は、図１５に示す真空精錬炉２０に装着する場合がある。真空精錬炉２０は、収納する金属溶湯に対してガス吹き込み口２４からアルゴンガス等を吹き込む。アルゴンガス等は上昇して金属溶湯容器用蓋１の下側へ吹き上げるため、蓋部材２を構成するキャスタブル耐火物７にダメージを与える場合がある。なお、図１５に示す例の真空精錬炉２０は、外側容器２６の内部に容器２３を挿入する。外側容器２６の上側に外蓋２７に装着する構造で、外蓋２７の内側からチェーン２８によって金属溶湯容器用蓋１を吊り下げている。

【0043】

これに対して、図９に示すように、蓋部材２を一体化した金属溶湯容器用蓋１は、容器２３に装着すると肉厚部９が上下方向においてガス吹き込み口２４に対向する位置にある。仮に、キャスタブル耐火物７がアルゴンガス等によって部分的に損傷を受けたとしても、ダメージを受ける部分は肉厚部９なので、厚み方向の全体が損傷する可能性が低くなる。よって、金属溶湯容器用蓋１は、金属溶湯からガス２５が吹き上がる場合であっても損傷を低減することができる。

【0044】

また、肉厚部９は、仮に部分的な損傷を受けたとしても肉厚部の範囲で損傷を留めることができるので、鉄皮６にまで損傷が及ぶことを低減する。よって、金属溶湯容器用蓋１は、鉄皮６が損傷することを低減できるので、補修によって引き続き使用することができ、交換頻度を低くすることができる。合わせて、鉄皮６にキャスタブル耐火物７を一体的に形成する金属溶湯容器用蓋１は、鉄皮６による剛性を維持できるので、一体の状態で吊り上げ動作、吊り下げ動作、或いは輸送するときに発生する損傷を低減することができる。

【0045】

また、図１等に示すように吊具取付部４は接合部３を形成するリブ１４にあるので、吊具取付部４の強度が高くなる。また、吊具取付部４は、吊具１５を容易に着脱することができる。図３及び図４に示すように、接合部３は鉄皮６を接合してリブ１４を形成するとより強度が高くなる。

【0046】

＜第一実施形態の金属溶湯容器用蓋１ａの構成＞
次に、各実施形態について説明する。なお、各実施形態に共通の構成において説明した内容は説明を省略する。図１及び図２を参照して、本発明の態様に係る第一実施形態の金属溶湯容器用蓋１ａの構成を説明する。金属溶湯容器用蓋１ａは、二つの第一蓋部材２ａと第二蓋部材２ｂを備える。

【0047】

図１に示すように、接合部３ａは、平面方向のうちの一方向に沿って延びる。また、接合部３ａは、平面方向のうちの一方向に沿って少なくとも二つの吊具取付部４である第一吊具取付部４ａと第二吊具取付部４ｂを備える。平面方向において、蓋体中心部５は、第一吊具取付部４ａと第二吊具取付部４ｂとの間に位置する。なお、金属溶湯容器用蓋１ａとして一体となった状態では、第一吊具取付部４ａと第二吊具取付部４ｂとが蓋体中心部５を挟んで均等に位置することが望ましい。なお、ここで説明した構成は、後述する第二実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｂと第三実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｃも同様である。

【0048】

図３及び図４に示すように、金属溶湯容器用蓋１ａは、第一蓋部材２ａと第二蓋部材２ｂとが一体となった状態で、天面側は接合部３ａがリブ１４を形成し、他の部分は面を形成する。より具体的には、リブ１４は鉄皮６を接合することによって形成し、他の部分はキャスタブル耐火物７同士を接合する。なお、ここで説明した接合部３ａの構成は、後述する第二実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｂの接合部３ｂと第三実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｃの第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄも同様である。金属溶湯容器用蓋１ａは、平面方向において、接合部３ａが蓋体中心部５を通り、金属溶湯容器用蓋１ａを二等分する。

【0049】

＜第一実施形態の金属溶湯容器用蓋１ａの効果＞
以上説明した第一実施形態の金属溶湯容器用蓋１ａは、各実施形態に共通の効果に加えて以下の効果を奏する。接合部３ａは一方向に沿って延びるので、吊具１５によって第一蓋部材２ａと第二蓋部材２ｂを一体化した金属溶湯容器用蓋１ａを引き上げるときに、接合部３ａにかかる剪断応力を低減することができる。すなわち、金属溶湯容器用蓋１ａを引き上げるときに発生する荷重は、接合部３ａに対して鉛直方向に発生し、剪断する方向に及ばないからである。よって、接合部３ａに生じる損傷を低減することができる。

【0050】

また、第一蓋部材２ａと第二蓋部材２ｂを一体化した金属溶湯容器用蓋１ａにおける蓋体中心部５は、第一吊具取付部４ａと第二吊具取付部４ｂとの間に位置する。よって、金属溶湯容器用蓋１ａは、吊具１５によってバランス良く引き上げることができる。また、金属溶湯容器用蓋１ａを引き上げる荷重は、第一吊具取付部４ａと第二吊具取付部４ｂとに分散するので、局部的な応力集中を防止することで接合部３ａにおける損傷を低減することができる。

【0051】

また、金属溶湯容器用蓋１ａとして一体となった状態では、第一吊具取付部４ａと第二吊具取付部４ｂとが蓋体中心部５を挟んで均等に位置することが望ましい。この場合、第一吊具取付部４ａと第二吊具取付部４ｂは、平面方向において金属溶湯容器用蓋１ａの重心を通る線上であって、重心からの距離が略等しい位置にあるので、吊具１５によって吊り上げたときに吊具取付部４に掛かる応力を均等にすることができる。よって、接合部３ａに偏った応力が発生することを防止し、破断による損傷を低減することができる。金属溶湯容器用蓋１ａは、例として図１７に示す取鍋２２に使用することができる。なお、図１７に示す金属溶湯容器用蓋１は、ガス吹き込み口２４からガス２５を吹き込む例を示すので、後述する円筒部１０を備える。ガス２５を吹き込まない場合は、金属溶湯容器用蓋１ａを使用することができる。

【0052】

＜第二実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｂの構成＞
次に、図５から図９までを参照して、本発明の態様に係る第二実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｂの構成を説明する。金属溶湯容器用蓋１ｂは、金属溶湯容器用蓋１ａに対して、天面部に円筒部１０と鉄皮枠１６を形成する点と、接合部３である接合部３ｂの構成が異なる。

【0053】

図５及び図６に示すように、金属溶湯容器用蓋１ｂは、五つの円筒部１０を備える。円筒部１０は、図１５に示す真空精錬炉２０に使用する場合に、炉内を真空状態にするために円筒部１０から吸入するための開口である。図１６に示す電気炉２１に使用する場合は、炉内に電極を通すための開口である。なお、円筒部１０の数及び位置は任意に形成可能である。使用する炉の種類に応じて、任意の数に形成することができる。

【0054】

また、図９に示すように、金属溶湯容器用蓋１ｂは、第二蓋部材２ｂの一部に肉厚部９を形成する。すでに説明したように、金属溶湯容器用蓋１ｂは肉厚部９を形成することにより、真空精錬炉２０又は取鍋２２に使用したときに、ガス２５によってキャスタブル耐火物７にダメージが加わっても損傷を低減することができる。なお、図１６に示すように、ガス２５を吹き込むタイプの電気炉２１においても同様の効果を奏する。

【0055】

図５及び図６に示すように、接合部３ｂは、金属溶湯容器用蓋１ａの接合部３ａと同様に平面方向のうちの一方向に沿って同一直線上に延びるが、蓋体中心部５の円筒部１０において分断する。金属溶湯容器用蓋１ｂの天面側は、平面視において六角形状に繋がり上下方向に延びるリブ状の鉄皮枠１６を形成する。鉄皮枠１６は、接合部３ｂに繋がって溶接している。図８に示すように、円筒部１０の周りは鉄皮６で覆い、蓋体中心部５における円筒部１０の周りの鉄皮６は、接合部３ｂに繋がって溶接している。なお、円筒部１０は、必ずしも蓋体中心部５に無くてもよい。使用する炉の種類によって任意の位置に形成することができる。

【0056】

なお、図８において、接合部３ｂを締結するボルト１２の符号は一箇所にのみ付しているが、図示の他の箇所も同様にボルト１２及びナット１３によって締結する。後述する図１４も同様である。

【0057】

図５及び図６に示すように、第一吊具取付部４ｃと第二吊具取付部４ｄは、鉄皮枠１６で形成する六角形状の枠の外側に形成する。平面方向において蓋体中心部５は、第一吊具取付部４ｃと第二吊具取付部４ｄとの間の略中心に位置する。なお、鉄皮枠１６は、必ずしも六角形に形成する必要は無く任意の形状にすることが可能である。例えば、円形でもよいが、鉄皮枠１６は平面を繋いだ構成の方が強度は高いので、平面視において直線を繋いだ形状の方が望ましい。

【0058】

図７に示すように、金属溶湯容器用蓋１ｂは金属溶湯容器用蓋１ａと同様に、平面方向に第三蓋部材２ｃと第四蓋部材２ｄとに分離可能である。

【0059】

＜第二実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｂの効果＞
以上説明した第二実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｂは、各実施形態に共通の効果と第一実施形態の金属溶湯容器用蓋１ａの効果に加えて以下の効果を奏する。金属溶湯容器用蓋１ｂは、開口を有する円筒部１０を備えるので、図１７に示す取鍋２２に加えて図１５に示す真空精錬炉２０と図１６に示す電気炉２１に使用することができる。

【0060】

また、金属溶湯容器用蓋１ｂは鉄皮枠１６によって接合部３ｂと蓋体中心部５の円筒部１０とが連続的に繋がっている。よって、第三蓋部材２ｃと第四蓋部材２ｄのそれぞれに分離した状態と、金属溶湯容器用蓋１ｂとして一体になった状態のいずれにおいても剛性を高めることができる。

【0061】

また、接合部３ｂは金属溶湯容器用蓋１ａと同様に一方向に沿って延びるので、吊具１５によって第三蓋部材２ｃと第四蓋部材２ｄを一体化した金属溶湯容器用蓋１ｂを引き上げるときに、接合部３ｂにかかる剪断応力を低減することができる。すなわち、金属溶湯容器用蓋１ｂを引き上げるときに発生する荷重は、接合部３ｂに対して鉛直方向に発生し、剪断する方向に及ばないからである。よって、接合部３ｂに生じる損傷を低減することができる。

【0062】

また、第一吊具取付部４ｃと第二吊具取付部４ｄは、鉄皮枠１６で形成する六角形状の枠の外側に形成する。よって、吊具１５は容易に着脱が可能となる。また、第一吊具取付部４ｃと第二吊具取付部４ｄは、平面方向においてより外周に近い位置にあるので、より安定して引き上げることができる。

【0063】

＜第三実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｃの構成＞
次に、図１０から図１４までを参照して、本発明の態様に係る第三実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｃの構成を説明する。金属溶湯容器用蓋１ｃは、第五蓋部材２ｅ、第六蓋部材２ｆ、及び第七蓋部材２ｇの三つに分離可能である。金属溶湯容器用蓋１ａ及び金属溶湯容器用蓋１ｂは、接合部３が平面方向のうちの一つの方向に沿って延びる一つの列をなしている。これらに対して、金属溶湯容器用蓋１ｃは、接合部３が第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄによって二つの列をなす。

【0064】

図１０及び図１１に示すように、金属溶湯容器用蓋１ｃは第五蓋部材２ｅ、第六蓋部材２ｆ、及び第七蓋部材２ｇが一体となった状態において、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄは、平面方向において蓋体中心部５を挟んで列をなす。ここで、第一接合部３ｃと第二接合部３ｄとは、互いに平行関係にあることが望ましい。しかしながら、厳密に平行である必要は無く、金属溶湯容器用蓋１ｃにおいて第一接合部３ｃが延びる直線と第二接合部３ｄが延びる直線とが交差しない程度の平行度であってもよい。

【0065】

また、図１０及び図１１に示すように、第六蓋部材２ｆのみが蓋体中心部５及び蓋体中心部５の周辺部を含み、第五蓋部材２ｅと第七蓋部材２ｇは蓋体中心部５を含まない。さらに、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄは、蓋体中心部５及びその周辺部を避けた位置にある。

【0066】

また、図１０及び図１１に示すように、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄは、平面方向のうちの一方向に沿って少なくとも二つの吊具取付部４である第一吊具取付部４ｅ等と、第二吊具取付部４ｆ等を備える。平面方向において、第一吊具取付部４ｅ等と第二吊具取付部４ｆ等を結ぶ直線Ｌに対して、蓋体中心部５から直線Ｌに対して垂線Ｍを引くときの交点Ｐが、第一吊具取付部４ｅ等と第二吊具取付部４ｆ等との間に位置する。第一吊具取付部４ｅ等には、第一吊具取付部４ｅと第一吊具取付部４ｇを含む。第二吊具取付部４ｆ等には、第二吊具取付部４ｆと第二吊具取付部４ｈを含む。なお、直線Ｌは、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄと一致する。

【0067】

また、図１０及び図１１に示すように、金属溶湯容器用蓋１ｃは金属溶湯容器用蓋１ｂと同様に、第六蓋部材２ｆにおいて天面部に円筒部１０と鉄皮枠１６を形成する。鉄皮枠１６は、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄに繋がって六角形を形成する。円筒部１０は、蓋体中心部５を含めて五つである。ここでも、金属溶湯容器用蓋１ｂと同様に、平面視における鉄皮枠１６の形状は必ずしも六角形で無くてもよい。円筒部１０の数と位置は任意である。

【0068】

また、図１３に示すように、金属溶湯容器用蓋１ｃは金属溶湯容器用蓋１ｂと同様に肉厚部９を形成し、円筒部１０の周りは鉄皮６が覆う。

【0069】

＜第三実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｃの効果＞
以上説明した第三実施形態の金属溶湯容器用蓋１ｃは、各実施形態に共通の効果に加えて以下の効果を奏する。金属溶湯容器用蓋１ｃは、第五蓋部材２ｅから第七蓋部材２ｇまでの三つの蓋部材２に分離することができる。よって、二つの蓋部材２に分離する構成に比べて分離可能な数が多いので、より大型の金属溶湯容器用蓋１ｃを形成することができる。

【0070】

また、金属溶湯容器用蓋１ｃは一体の状態において、第一接合部３ｃと第二接合部３ｄが、平面方向において蓋体中心部５を挟んで互いに平行に列をなす。よって、接合部３に剪断応力が発生することを低減することができる。仮に、平面方向において第一接合部３ｃと第二接合部３ｄとが交差すると、交差する部分において応力が集中し、破断が発生しやすくなる。これに対して、第一接合部３ｃと第二接合部３ｄとは互いに交差しないので、応力集中を防ぐことができる。

【0071】

また、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄは、金属溶湯容器用蓋１ａ等と同様に一方向に沿って延びる。吊具１５によって第五蓋部材２ｅと第六蓋部材２ｆ、及び第七蓋部材２ｇを一体化した金属溶湯容器用蓋１ｃを引き上げるときに、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄのそれぞれにかかる剪断応力を低減することができる。すなわち、金属溶湯容器用蓋１ｃを引き上げるときに、第一吊具取付部４ｅと第二吊具取付部４ｆに発生する吊り上げ荷重は、第一接合部３ｃに対して鉛直方向に発生し、剪断する方向に及ばないからである。同様に、第一吊具取付部４ｇと第二吊具取付部４ｈに発生する吊り上げ荷重は、第二接合部３ｄに対して鉛直方向に発生し、剪断する方向に及ばないからである。よって、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄに生じる損傷を低減することができる。

【0072】

また、第六蓋部材２ｆのみが蓋体中心部５及び蓋体中心部５の周辺部を含み、第五蓋部材２ｅと第七蓋部材２ｇは蓋体中心部５を含まない。金属溶湯容器用蓋１は、金属溶湯を収納する容器２３に使用する場合、金属溶湯からの熱によって平面方向の蓋体中心部５がダメージを受けやすい。すなわち、蓋体中心部５が損傷する場合が多い。これに対し、金属溶湯容器用蓋１ｃは、第六蓋部材２ｆのみを交換するか或いは補修することにより、第五蓋部材２ｅと第七蓋部材２ｇはそのまま使用することができる。よって、修理又は交換に要する時間と費用を節約することができる。

【0073】

また、第一接合部３ｃ及び第二接合部３ｄは、蓋体中心部５及びその周辺部を避けた位置にある。上述のように、金属溶湯容器用蓋１は蓋体中心部５及びその周辺において損傷を受けやすいため、蓋体中心部５に接合部３が存在すると破損しやすい場合がある。これに対して、金属溶湯容器用蓋１ｃは第一接合部３ｃと第二接合部３ｄが蓋体中心部５を避けた位置にあるため、接合部３における破損を防止することができる。

【0074】

また、第五蓋部材２ｅから第七蓋部材２ｇまでの三つを一体化した金属溶湯容器用蓋１ｃは、第一吊具取付部４ｅ、４ｇと第二吊具取付部４ｆ、４ｈを結ぶ直線Ｌに対して、蓋体中心部５から直線Ｌに対して垂線Ｍを引くときの交点Ｐが、第一吊具取付部４ｅ、４ｇと第二吊具取付部４ｆ、４ｈとの間に位置する。よって、第五蓋部材２ｅから第七蓋部材２ｇまでの三つを一体化した金属溶湯容器用蓋１ｃは、吊具１５によってバランス良く引き上げることができる。また、各吊具取付部４にかかる荷重を分散するので、第一接合部３ｃおよび第二接合部３ｄにおける損傷を低減することができる。

【符号の説明】

【0075】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 金属溶湯容器用蓋
２ 蓋部材
３、３ａ、３ｂ 接合部
３ｃ 第一接合部
３ｄ 第二接合部
４ 吊具取付部
４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ 第一吊具取付部
４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈ 第二吊具取付部
５ 蓋体中心部
６ 鉄皮
７ キャスタブル耐火物
８ 凹部
９ 肉厚部
１０ 円筒部
１１ アンカー
１２ ボルト
１３ ナット
１４ リブ
１５ 吊具
１６ 鉄皮枠
１７ パッキン
１８ セラミックシート
２０ 真空精錬炉
２１ 電気炉
２２ 取鍋
２３ 容器
２４ ガス吹き込み口
２５ ガス
２６ 外側容器
２７ 外蓋
２８ チェーン
３０ 継目
４０ 吊具取付部
１００ 炉蓋
２００a 蓋部材
２００b 蓋部材
Ｌ 直線
Ｍ 垂線
Ｐ 交点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】