特開 2023-138037 真空脱ガス装置の下部槽における環流管の取付構造

(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】P2023138037

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】真空脱ガス装置の下部槽における環流管の取付構造

(51)【国際特許分類】

   C21C 7/10 20060101AFI20230922BHJP

【ＦＩ】

C21C7/10 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022044520

(22)【出願日】2022-03-18

(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】100124419

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 敬也

(74)【代理人】

【識別番号】100162293

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷 久生

(72)【発明者】

【氏名】寺田 庄吾

(72)【発明者】

【氏名】原田 滉平

(72)【発明者】

【氏名】村上 裕一郎

【テーマコード（参考）】

4K013

【Ｆターム（参考）】

4K013BA07

4K013CE01

4K013CE09

4K013CF19

(57)【要約】

【課題】環流管を覆った鉄皮が熱変形によって傾斜してしまっている場合でも、敷部や環流管を多く切削等することなく、容易に、下部槽の敷部の下面に取り付けることができ、溶損した環流管の交換作業を容易に行うことが可能な下部槽への環流管の取付構造を提供する。
【解決手段】真空脱ガス装置の下部槽１においては、敷部３が環流管５，５との連通孔を穿設してなる肉厚な板状に形成されており、かつ、その敷部３の下面における環流管５，５との連通孔の周囲が凹型の球面状に形成されているとともに、各環流管５，５の上面が、敷部３の下面の凹型の球面と同一の曲率半径を有する凸型の球面状に形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空容器の下部槽の敷部に円筒状の２本の環流管が取り付けられており、それらの環流管が前記下部槽とともに鉄皮で覆われた真空脱ガス装置において、前記下部槽の敷部に環流管を取り付けるための取付構造であって、
前記敷部が、前記環流管との連通孔を穿設してなる肉厚な板状に形成されており、かつ、その敷部の下面における前記連通孔の周囲が凹型の球面状に形成されているとともに、
前記環流管の上端際の外周面が、前記敷部の下面の凹型の球面と同一の曲率半径を有する凸型の球面状に形成されていることを特徴とする真空脱ガス装置の下部槽における環流管の取付構造。

【請求項2】

前記下部槽の敷部が、プレキャストブロックを敷設することによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空脱ガス装置の下部槽における環流管の取付構造。

【請求項3】

前記環流管が、プレキャストブロックの一体品であることを特徴とする請求項１、または２に記載の真空脱ガス装置の下部槽における環流管の取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶鋼処理用の真空脱ガス装置の下部槽において敷部に環流管を取り付けるための取付構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

溶鋼に脱ガス処理を施す真空脱ガス装置として、合金、副原料等を投入するための投入口および排気口を備えた上部槽と、有底の円柱状体の底部に２本の環流管を設置してなる下部槽と、溶鋼に浸漬させるための各環流管の下端に接続された浸漬管とからなるＲＨ式の真空脱ガス装置が知られている。当該真空脱ガス装置の下部槽は、特許文献１の如く、有底の円筒状の鉄皮の内部に、耐火れんがを組み付けることによって、所定の厚みの側壁および敷部（底壁）が形成されており、敷部には、耐火れんがを組み付けてなる２本の円筒状の環流管が、敷部の板面を貫通するように設けられている。そして、それらの環流管の外周が鉄皮によって覆われた状態になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２５４１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の如き真空脱ガス装置においては、一定の期間に亘って使用されると、環流管が溶損してしまうため、下部槽全体（鉄皮の内部の側壁および敷部）、あるいは、環流管のみを定期的に交換する必要がある。しかしながら、特許文献１の如き従来の真空脱ガス装置の下部槽においては、環流管を覆った鉄皮が熱変形によって傾斜してしまっている場合には、図７に示すように、傾斜した鉄皮を挿通させた環流管を、敷部の挿通孔に挿通させることができない。そのため、（環流管を敷部の挿通孔に奥深く挿通させるために）敷部の一部を切削するともに、環流管の上部を切削して、敷部との間に形成された大きな隙間に不定形耐火物を充填しなければならないため、環流管の交換作業に多大な手間が掛かってしまう。

【0005】

本発明の目的は、上記従来の真空脱ガス装置の下部槽が有する問題点を解消し、環流管を覆った鉄皮が熱変形によって傾斜してしまっている場合でも、敷部や環流管を切削したりすることなく、容易に、下部槽の敷部の下面に取り付けることができ、環流管の交換作業を容易に行うことが可能な下部槽における環流管の取付構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の内、請求項１に記載された発明は、真空容器の下部槽の敷部に円筒状の２本の環流管が取り付けられており、それらの環流管が前記下部槽とともに鉄皮で覆われた真空脱ガス装置において、前記下部槽の敷部に環流管を取り付けるための取付構造であって、前記敷部が、前記環流管との連通孔を穿設してなる肉厚な板状に形成されており、かつ、その敷部の下面における前記連通孔の周囲が凹型の球面状に形成されているとともに、前記環流管の上端際の外周面が、前記敷部の下面の凹型の球面と同一の曲率半径を有する凸型の球面状に形成されていることを特徴とするものである。

【0007】

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において 前記下部槽の敷部が、プレキャストブロックを敷設することによって形成されていることを特徴とするものである。

【0008】

請求項３に記載された発明は、請求項１、または２に記載された発明において 前記環流管が、プレキャストブロックの一体品であることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

請求項１に記載のＲＨ脱ガス装置の下部槽における環流管の取付構造（以下、単に、環流管の取付構造という）によれば、溶損した環流管を新しいものに取り替える際に、環流管を覆う鉄皮が熱変形によって傾斜してしまっている場合でも、環流管を傾斜した鉄皮内に奥深く挿入させることができ、上端際の外周面の凸型の球面を敷部の連通孔の周囲の凹型の球面に接合させることができる。したがって、請求項１に記載の環流管の取付構造によれば、敷部や環流管を、多く切削したり、多くの（充填のための）不定形耐火物を用いたり、鉄皮の変形を復元したりすることなく、容易に、敷部３の下面に取り付けることができる。

【0010】

請求項２に記載の環流管の取付構造は、下部槽の敷部がプレキャストブロックを敷設することによって形成されたものであるため、下部槽の敷部の連通孔の周囲を容易に凹型の球面形状に成型することができ、環流管の交換時の現場での作業量を大幅に軽減することができる。また、（小さな耐火れんがを大量に施工する場合と比較して、）多くのモルタルを用いる必要がないため、環流管の交換後に短時間で乾燥させることができるので、乾燥に要する消費電力を軽減することができる。

【0011】

請求項３に記載の環流管の取付構造は、環流管がプレキャストブロックの一体品であるため、環流管の上面を容易に凸型の球面形状に成型することができ、環流管の交換時の現場での作業量をより一層軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】下部槽（ＲＨ脱ガス装置の下部槽）を示す説明図（鉛直断面図）である。

【図2】下部槽の底板に環流管が取り付けられている様子を示す説明図（斜視図）である。

【図3】下部槽の底板に環流管が取り付けられている様子を示す説明図（鉛直断面図）である。

【図4】鉄皮が傾斜している下部槽の底板に環流管を取り付ける様子を示す説明図（鉛直断面図）である。

【図5】環流管の取付構造の変更例を示す説明図（鉛直断面図）である。

【図6】環流管の取付構造の変更例を示す説明図（鉛直断面図）である。

【図7】従来の環流管の取付構造を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る真空脱ガス装置における環流管の取付構造の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

【0014】

＜環流管の取付構造＞
図１は、溶鋼に脱ガス処理を施すための真空脱ガス装置の下部槽を示したものであり、下部槽１は、中空円筒状に形成された側壁２、肉厚な円板状に形成された敷部（底壁）３、当該敷部３の下面に取り付けられた２本の環流管５，５、および、それらの側壁２、敷部３、環流管５，５の外周を覆う鉄皮４等によって構成されている。

【0015】

鉄皮４は、有底の円筒状に形成されており、底板４ｄには、環流管５，５を挿通させるための２つの円筒状の挿通部４ｃ，４ｃが、下向きに突出するように設けられている。そして、鉄皮４の上端には、図示しない上部槽と接続するためのフランジ４ａが外向きに突出するように設けられており、各挿通部４ｃ，４ｃの下端には、それぞれ、図示しない浸漬管と接続するためのフランジ４ｂが形成されている。

【0016】

また、側壁２は、円筒状の鉄皮４の内部において、アルミナ系の耐火材（たとえば、７０～９５質量％のアルミナと５～３０質量％のマグネシアとからなるもの）によって所定の形状（扁平な円筒体を中心軸に対する放射方向に分割した形状等）に形成された複数のプレキャストブロックを組み付けることによって、所定の厚みの中空円筒状に形成されている。そして、組み付けられた側壁２と鉄皮４との間には、図示しない不定形耐火物（キャスタブル材）が充填されている。

【0017】

一方、図２は、敷部３を示したものであり、敷部３は、側壁２と同じアルミナ系の耐火材によって形成された複数のプレキャストブロックを組み付けることによって所定の厚みの円板状に形成されている。また、敷部３には、環流管５，５を挿通させるための２つの円形の挿通孔（連通孔）３ａ，３ａが、各中心を敷部３の直径方向に並べて配置させる態様で穿設されている。そして、その挿通孔３ａ，３ａの穿設部分に、環流管５，５が取り付けられている。

【0018】

図３は、敷部３における各環流管５，５の取付構造を示したものである。敷部３に穿設された各挿通孔３ａ，３ａの周囲（内周面）は、挿通される環流管５，５の中心軸Ｃ上の所定の点Ｐを中心とした曲率半径ｒ（すなわち、環流管５の外径の１／２）の球面状（凹型の球面状）に形成されている（球面３Ｓ）。また、点Ｐは、鉄皮４の底板４ｄの上面と環流管５の中心軸Ｃとの交点になっている。

【0019】

一方、各環流管５，５は、側壁２および敷部３と同じアルミナ系の耐火材によって一体的に形成されたプレキャストブロックであり、所定の厚みを有する扁平な円筒状に形成されている。そして、各環流管５，５の上端際の外面（外周面）は、中心軸Ｃ上の所定の点Ｐを中心とした曲率半径ｒ（すなわち、環流管５の外径の１／２）の球面状（凸型の球面状）に形成されている（球面５Ｓ）。そして、各環流管５，５は、上端際の外面を、敷部３の各挿通孔３ａ，３ａの周囲（内周面）に嵌め込んだ状態で、不定形耐火物（キャスタブル材）によって固着されている。

【0020】

＜環流管の取付構造の作用＞
上記の如く構成された真空脱ガス装置の下部槽１は、鉄皮４の上端際のフランジ４ａを利用して上部槽（図示せず）と固着し、鉄皮４の各挿通部４ｃ，４ｃの下端際に設けられたフランジ４ｂを利用して浸漬管（図示せず）と接続した状態で、溶鋼の脱ガス処理を行う真空脱ガス装置として使用される。そして、真空脱ガス装置が一定の期間使用されて、環流管５，５が溶鋼の熱により損傷した場合には、同一形状の新しい環流管５，５に取り替える必要が生じる。

【0021】

そのように溶損した環流管５，５を新しいものに交換する際には、一定期間の使用によって鉄皮４が熱により変形して、底板４ｄに対して傾斜していることが多い。そのような場合でも、各環流管５，５は、上端際の外周面が凸型の球面状に形成されているため、図４の如く、傾斜した鉄皮４の挿通部４ｃ内に深く挿入させて、上端際の外周面５Ｓを、敷部３の挿通孔３ａの周囲の凹型の球面状の周面３Ｓに当接させる（接着可能な距離まで近づける）ことができる。したがって、新しい環流管５，５を取り付ける際に、敷部３や環流管５，５の外周を切削したり、多くの（充填のための）不定形耐火物を用いたり、鉄皮４の変形を復元したりする必要がない。

【0022】

＜環流管の取付構造による効果＞
下部槽１における環流管５，５の取付構造は、上記の如く、敷部３が環流管５，５と連通した挿通孔３ａ，３ａを穿設してなる肉厚な板状に形成されており、かつ、その敷部３の下面における挿通孔３ａ，３ａの周囲が凹型の球面状に形成されているとともに、各環流管５，５の上端際の外周面が、敷部３の下面の凹型の球面と同一の曲率半径を有する凸型の球面状に形成されている。それゆえ、かかる環流管５，５の取付構造によれば、溶損した環流管５，５を新しいものに取り替える際に、環流管５，５を覆う鉄皮４が熱変形によって傾斜してしまっている場合でも、環流管５，５を傾斜した鉄皮４内に奥深く挿入させることができ、上端際の外周面の凸型の球面５Ｓを敷部３の挿通孔３ａ，３ａの周囲の凹型の球面３Ｓに接合させることができる。したがって、環流管５，５の取付構造によれば、敷部３や環流管５，５を、多く切削したり、多くの（充填のための）不定形耐火物を用いたり、鉄皮４の変形を復元したりすることなく、容易に、敷部３の下面に取り付けることが可能となる。

【0023】

また、下部槽１における環流管５，５の取付構造は、敷部３がプレキャストブロックを敷設することによって形成されたものであるため、敷部３の連通孔３ａ，３ａの周囲を容易に凹型の球面形状に成型することができ、環流管５，５の交換時の現場での作業量を大幅に軽減することができる。また、多くのモルタルを用いる必要がないため、環流管５，５の交換後に短時間で乾燥させることができるので、乾燥に要する消費電力を軽減することも可能となる。

【0024】

さらに、下部槽１における環流管５，５の取付構造は、環流管５，５がプレキャストブロックの一体品であるため、環流管５，５の上端際の外周面を容易に凸型の球面形状に成型することができ、環流管の交換時の現場での作業量をより一層軽減することができる。

【0025】

＜環流管の取付構造の変更例＞
本発明に係る環流管の取付構造は、上記した実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、下部槽、環流管、鉄皮等の材質、形状、大きさ等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

【0026】

たとえば、本発明に係る環流管の取付構造は、上記実施形態の如く、敷部の連通孔（挿通孔）の周囲を、鉄皮の底板の上面と環流管の中心軸との交点を中心とした環流管の外径の１／２の曲率半径の凹型の球面状とし、環流管の上端際の外周面を、凹型の球面と同じ点（すなわち、鉄皮の底板の上面と環流管の中心軸との交点）を中心とした凹型の球面と同じ曲率半径（すなわち、環流管の外径の１／２の曲率半径）の凸型の球面状としたものに限定されず、敷部の連通孔の周囲に付与する凹型の球面、および、環流管の上端際の外周面に付与する凸型の球面の形状を、必要に応じて適宜変更することができる。

【0027】

たとえば、図５の如く、敷部の連通孔の周囲を、鉄皮の底板の上面と環流管の中心軸との交点より下側の位置Ｐ’を中心とした環流管の外径の１／２の曲率半径ｒの凹型の球面状とし、環流管の上端際の外周面を、凹型の球面と同じ位置Ｐ’を中心とした凹型の球面と同じ曲率半径ｒの凸型の球面状とすることによって、敷部の連通孔の上端際に鉛直な円筒状部分を形成するとともに鉄皮の挿通部内に敷部の一部を突出させたものや、図６の如く、敷部の連通孔の周囲を、鉄皮の底板の上面と環流管の中心軸との交点より下側の位置Ｐ”を中心とした環流管の外径の１／２より大きい曲率半径ｒ’の凹型の球面状とし、環流管の上端際の外周面を、凹型の球面と同じ位置Ｐ”を中心とした凹型の球面と同じ曲率半径ｒ’の凸型の球面状としたもの等でも良い。

【0028】

加えて、本発明に係る環流管の取付構造は、上記実施形態の如く、敷部の連通孔の周囲に付与する凹型の球面、および、環流管の上端際の外周面に付与する凸型の球面を、厳密に同一の曲率半径を有するものとする必要はなく、敷部の連通孔の周囲の凹型の球面に環流管の上端際の外周面の凸型の球面を固着させる際の接着剤の厚み等を考慮して、敷部の連通孔の周囲に付与する凹型の球面の曲率半径を、環流管の上端際の外周面に付与する凸型の球面よりわずかに（５％以下となるように）大きくすることも可能である。

【0029】

また、本発明に係る環流管の取付構造は、上記実施形態の如く、側壁、敷部が、同じアルミナ系の耐火材からなるプレキャストブロックを組み付けることによって形成されており、環流管が側壁、敷部と同じアルミナ系の耐火材からなるプレキャストブロックであるものに限定されず、側壁、敷部、環流管の形成材料を必要に応じて適宜変更することができ、側壁の一部あるいは全部、敷部、環流管の一部を耐火れんがや不定形耐火物で代替することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0030】

本発明に係る環流管の取付構造は、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、真空脱ガス装置の下部槽を製造、補修する際に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0031】

１・・真空脱ガス装置の下部槽
２・・側壁
３・・敷部
３ａ・・挿通孔（連通孔）
３Ｓ・・凹型の球面
４・・鉄皮
５・・環流管
５Ｓ・・凸型の球面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】