7319544 溶融金属撹拌用ガス吹込みプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-25

(45)【発行日】2023-08-02

(54)【発明の名称】溶融金属撹拌用ガス吹込みプラグ

(51)【国際特許分類】

   C21C 7/072 20060101AFI20230726BHJP

   B22D 1/00 20060101ALI20230726BHJP

   C21C 5/48 20060101ALI20230726BHJP

   F27D 3/16 20060101ALI20230726BHJP

【ＦＩ】

C21C7/072 J

B22D1/00 P

C21C5/48 C

F27D3/16 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019215047

(22)【出願日】2019-11-28

(65)【公開番号】P2021085071

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000001971

【氏名又は名称】品川リフラクトリーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100212657

【弁理士】

【氏名又は名称】塚原 一久

(72)【発明者】

【氏名】冨谷 尚士

(72)【発明者】

【氏名】今井 忍

(72)【発明者】

【氏名】藤吉 亮磨

【審査官】國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－０３６６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７１６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２８４５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２１４１２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｃ ５／００

Ｃ２１Ｃ ５／２８－ ５／５０

Ｆ２７Ｄ ３／００－ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方端に接続部を有し、溶融金属を撹拌するガスが流れる導入管と、
前記導入管の前記接続部が接続され、上部に風箱上面を有し、内部が中空に形成されている風箱と、
一方端に固定部と、他方端に開口部とを有する中空管であり、前記風箱上面に前記風箱の内部と連通した状態で各々の前記固定部が固定されている複数の細管を有する細管群と、
前記細管群の少なくとも一部が埋設されて形成されている耐火物と、を備えているマルチホールプラグであって、
前記細管群には、直管部と、少なくとも１つの曲げられて形成されている曲がり部とを含んでいる細管が少なくとも１つ含まれているマルチホールプラグ。

【請求項2】

前記曲がり部は、前記細管が折り曲げられて形成されている折れ部を含む請求項１に記載されたマルチホールプラグ。

【請求項3】

前記曲がり部は、前記細管が滑らかに湾曲されて形成されている湾曲部を含む請求項１に記載されたマルチホールプラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶融金属の精錬時において、溶融金属の撹拌に用いるガス吹込みプラグに関するものである。

【背景技術】

【0002】

溶融金属の精錬において、効率的に精錬を行うには溶融金属の撹拌が効果的である。非引用文献１に開示されている、炉底に設置されたガス吹込みプラグから吐出するガスにより溶融金属を撹拌させる底吹き撹拌技術は、現在の製鋼プロセスにおいて不可欠なものとなっている。ガス吹込みプラグには種々の種類があり、単管、二重管、又は、ＳＡ羽口のように風箱を持たないガス吹込みプラグと、マルチホールプラグに代表されるガス吹込みプラグ自体に金属製の風箱を持つガス吹込みプラグとがある。

【0003】

図９～図１１は、従来のマルチホールプラグ１０Ｆを示している。図９はマルチホールプラグ１０Ｆの上面図、図１０は図８におけるＣ－Ｃ断面図、図１１は図９の細管群３Ｆの拡大図である。従来のマルチホールプラグ１０Ｆは、ガスが導入される導入管２と、中空に形成され導入管２の一方端が固定されている風箱１と、風箱１に固定されており、風箱１からガスが分配供給され、複数の細管からなる細管群３Ｆと、細管群３Ｆが埋設されて形成されている耐火物４と、が組み合わされて形成された複合体として構成されている。図８～図９において、ブロック体５は、炉を構成する部材である。

【0004】

細管群３Ｆは、複数の細管３１～４７を有している。図１１に示されているように、複数の細管３１～４７は、炉の内面である稼働面８に平行な断面で見ると、四角形の各辺上と、各辺で画定された四角形の内部とに配置されており、全体として四角形状に配列されている。四角形の左端の頂点には細管３１が配置されており、そこから四角形の各辺上に、反時計回りに細管３２～４２が配置されている。その内側には、細管４３～４６が四角形の各頂点上に配置されている。左端の頂点には、細管４３が配置されており、そこから反時計回りに細管４４～４６が配置されている。中央には、細管４７が配置されている。中心軸Ｘ－Ｘは、マルチホールプラグ１０Ｆを構成する耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸である。１７本の全ての細管３１～４６は、中心軸Ｘ－Ｘに平行に配置されており、細管３１～４７同士の間隔は、中心軸Ｘ－Ｘに直交するどの位置の断面においても図８と同じである。

【0005】

細管３１～４７を保護する耐火物４は、耐食性と耐スポーリング性のバランスに優れる材質、例えばＭｇＯ－Ｃれんがで形成されている。導入管２と、風箱１とは、炉内面に露出して配置されていないため、耐熱鋼やステンレス鋼で形成されていることはまれであり、多くの場合、普通鋼で形成されている。一方、細管群３Ｆは炉内面に露出することから、細管群３Ｆを構成する細管には、耐熱性に優れる各種ステンレス鋼や耐熱鋼のパイプが用いられている。精錬の対象となる溶融金属の実際の温度は、常に細管を形成する金属の融点以上であるが、細管から吐出されるガスによって細管が冷却されることで、細管群３Ｆは溶解されることはなく、ガス吹きプラグとしての機能が維持されている。しかし、このようなガス吹きプラグにおいて、細管同士の配置間隔が大きいと、稼働面からの受熱に比べてガスによる冷却が十分でない場合がある。その場合、細管に溶融部分が生じ、その溶融部分を起点に損傷が進んで、細管が大きく損傷することが知られている。細管の先行損傷を抑えるためには、吐出するガスによる細管の冷却を十分効かせることが有効であり、その方法として、細管同士の間隔を小さくし、耐火物に複数の細管を高密度に埋設することが考えられる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】「耐火物手帳（改訂１２版）、第２５７ページ～第２６１ページ［耐火物技術協会編］」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、マルチホールプラグ１０Ｆの製造時には、細管３１～４７と風箱１とを溶接する必要があり、細管溶接時の作業スペースを確保する必要から、隣り合う細管同士の間隔を大きくせざるを得ない状況にある。細管溶接時の作業スペースを十分確保すると、細管３１～４７同士の間隔が大きくなる。この対応策として、非特許文献１には、炭化水素ガスの分解による吸熱反応を利用した冷却方法が開示されているが、この方法では細管を２重構造にする必要があり、細管を多数埋設するマルチホールプラグには適していない。また、細管の２重構造化に対応して付帯設備も大掛かりになるため、設備導入に多額のコストがかかるという問題があった。

【0008】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、細管と風箱との容易な溶接作業性を確保したまま、炉内面側の細管同士の間隔を小さくして細管同士を高密度に配置することで、細管の先行損傷を防ぎ、耐用性に優れる底吹きプラグを得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、一方端に接続部を有し、溶融金属を撹拌するガスが流れる導入管と、導入管の接続部が接続され、上部に風箱上面を有し、内部が中空に形成されている風箱と、一方端に固定部と、他方端に開口部とを有する中空管であり、風箱上面に風箱の内部と連通した状態で各々の固定部が固定されている複数の細管を有する細管群と、細管群の少なくとも一部が埋設されて形成されている耐火物と、を備えているマルチホールプラグであって、細管群には、直管部と、少なくとも１つの曲げられて形成されている曲がり部とを含んでいる細管を少なくとも１つ含まれている。

【0010】

また、本発明は、一方端に接続部を有し、溶融金属を撹拌するガスが流れる導入管と、導入管の接続部が接続され、上部に風箱上面を有し、内部が中空に形成されている風箱と、一方端に固定部と、他方端に開口部とを有する中空管であり、風箱上面に風箱の内部と連通した状態で各々の固定部が固定されている複数の細管を有する細管群と、細管群の少なくとも一部が埋設されて形成されている耐火物であって、上部に耐火物上面を有する耐火物と、を備えているマルチホールプラグであって、細管群には、耐火物上面における各々の開口部と耐火物の鉛直方向に平行な中心軸との間隔が、風箱上面における各々の固定部と耐火物の中心軸との間隔より小さくされている細管を少なくとも１つ含まれている。

【0011】

本発明に係るマルチホールプラグの曲がり部は、細管が折り曲げられて形成されている折れ部を含んでいてもよい。

【0012】

本発明に係るマルチホールプラグの曲がり部は、細管が滑らかに湾曲されて形成されている湾曲部を含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、細管群には、曲がり部を１つ以上含んでいる細管を少なくとも１つ含まれているため、耐火物上面における複数の細管同士の間隔を狭くしてより密集させ、冷却能を向上させることができる。

【0014】

また、本発明によれば、細管群には、耐火物上面における各々の開口部と耐火物の鉛直方向に平行な中心軸との間隔が、風箱上面における各々の固定部と耐火物の中心軸との間隔より小さくされている細管を少なくとも１つ含まれているため、耐火物上面における複数の細管同士の間隔を狭くしてより密集させ、冷却能を向上させることができる。

【0015】

また、本発明によれば、マルチホールプラグの曲がり部は、折れ部を含むことができる。したがって、細管に折れ部を設けるという容易な方法で、耐火物上面における複数の細管同士の間隔を狭くしてより密集させ、冷却能を向上させることができる。

【0016】

また、本発明によれば、マルチホールプラグの曲がり部は、湾曲部を含むことができる。したがって、１か所で折り曲げる折れより滑らかに細管を加工できる湾曲部を設けるという容易な方法で、耐火物上面における複数の細管同士の間隔を狭くしてより密集させるとともに、折れ部よりも滑らかな湾曲部によりガスの流れの圧力損失を抑えて効率よく流すこととあいまって、冷却能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態１に係るマルチホールプラグの上面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面における断面図である。

【図3】図２のＢ－Ｂ断面における断面図である。

【図4】図１の細管群３Ａの拡大図である。

【図5】本発明の実施の形態２に係るマルチホールプラグにおいて、図２に相当する断面図である。

【図6】本発明の実施の形態３に係るマルチホールプラグにおいて、図２に相当する断面図である。

【図7】本発明の実施の形態４に係るマルチホールプラグにおいて、図２に相当する断面図である。

【図8】本発明の実施の形態５に係るマルチホールプラグにおいて、図２に相当する断面図である。

【図9】従来のマルチホールプラグの上面図である。

【図10】図９のＣ－Ｃ断面における断面図である。

【図11】図９の細管群３Ｆの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１に係るマルチホールプラグ１０Ａについて、図１～図４を参照して詳細に説明する。
図１はマルチホールプラグ１０Ａの上面図である。また、図２は図１のＡ－Ａ断面における断面図である。また、図３は図２のＢ－Ｂ断面における断面図である。また、図４は、図１の細管群３Ａの拡大図であり、細管１３１～１４７の配置を示している。

【0019】

図１～図４に示すように、マルチホールプラグ１０Ａは、溶融金属を撹拌するガスが流れる導入管２と、導入管２が接続され、内部が中空に形成されている風箱１と、複数の細管１３１～１４７を有し、風箱１に固定されている細管群３Ａと、前記細管群３Ａの一部を除く全体が埋設されて形成されている耐火物４とが組み合わされて形成された複合体である。なお、図１～図３、図５～図１０に示されているブロック体５は、マルチホールプラグ１０Ａ～１０Ｆが設置される炉を構成している部材である。

【0020】

導入管２は、図示しないガス供給源から風箱１にガスを供給する中空管である。導入管２の一方端である接続部２ａは、風箱１に接続されている。導入管２の図示しない他方端は、前記図示しないガス供給源に接続されている。導入管２と風箱１とは連通しており、導入管２を流れるガスが風箱１に供給される。導入管２は、普通鋼により形成されている。

【0021】

風箱１は、導入管２から供給されるガスを細管群３Ａに分配供給する中空の部材である。風箱１は、風箱１の上部に風箱上面１ａ、風箱１の下部に風箱下面１ｂを有している。風箱下面１ｂには、導入管２の接続部２ａが接続されている。また、風箱上面１ａには、細管群３Ａが接続されている。風箱１は、普通鋼で形成されている。

【0022】

細管群３Ａは、風箱１内のガスをマルチホールプラグ１０Ａの上部まで導く中空の複数の細管１３１～１４７である。本発明は、細管を密集して配置させることで冷却能を高めることを目的としているため、細管群３Ａは少なくとも２本以上で構成されることが望ましい。また、細管数が多いほど冷却能が増すことから、細管数は３本以上とすることが好ましい。細管群３Ａは、複数の細管１３１～１４７を有している。細管のそれぞれの符号は、細管３０＋ｎ（ただしｎは自然数）と表すこともできる。以下では、それらの何れかで表記する。

【0023】

複数の細管１３１～１４７は、炉の内面である稼働面８に平行な断面で見ると、四角形の各辺上と、各辺で画定された四角形の内部とに配置されており、全体として四角形状に配列されている。図４には、複数の細管１３１～１４７の配置が示されている。四角形の左端の頂点には細管１３１が配置されており、そこから四角形の各辺上に、反時計回りに細管１３２～１４２が配置されている。その内側には、細管１４３～１４６が四角形の各頂点上に配置されている。左端の頂点には、細管１４３が配置されており、そこから反時計回りに細管１４４～１４６が配置されている。

【0024】

稼働面８に平行な断面における細管群３Ａの配列形状は、四角形以外でも可能であり、例えば、円形、または、五角形、六角形のような四角形以外の多角形でもよい。複数の細管３０＋ｎが四角形状以外に配列されている場合でも、複数の細管３０＋ｎのそれぞれは、円形を画定する円上、または多角形を画定する各辺上と、その内部とに配置される。

【0025】

複数の細管１３１～１４７は、一方端に固定部３ａ、他方端に開口部３ｂとをそれぞれ有している。複数の細管１３１～１４７は、固定部３ａを下に、開口部３ｂを上にし、固定部３ａが風箱上面１ａに溶接されて、それぞれ固定されている。

【0026】

細管群３Ａは、曲がり部３ｄを含む１６本の細管１３１～１４６と、まっすぐな細管１４７との合計１７本の細管１３１～１４７を有している。１６本の細管１３１～１４６は、それぞれの固定部３ａと開口部３ｂとの間において、２つの曲がり部３ｄが設けられている。２つの曲がり部３ｄは、折れ部である。細管１３１は、固定部３ａと開口部３ｂとの間に、固定部３ａ側に第１折れ部１３１ｅと、開口部３ｂ側に第２折れ部１３１ｆとを有している。その他の細管１３２～１４６も同様に、固定部３ａ側に第１折れ部１３２ｅ～１４６ｅと、開口部３ｂ側に第２折れ部１３２ｆ～１４６ｆとを有している。複数の細管１３１～１４７のうち、中央に配置されている１本の細管１４７は、曲がり部３ｄがなく直線状に形成されている。

【0027】

細管１３１～１４６は、それぞれ風箱上面１ａから鉛直上方にまっすぐ伸びている。細管１３１～１４６のそれぞれに設けられている第１折れ部１３１ｅ～１４６ｅにより、固定部３ａから延びている細管１３１～１４６がそれぞれ曲げられて、耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘ方向に延びる形状とされている。また、第２折れ部１３１ｆ～１４６ｆより、耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘ方向に延びる形状とされている複数の細管１３１～１４６のそれぞれは、第２折れ部１３１ｆ～１４６ｆから鉛直上方に延びる形状とされている。このような細管１３１～１４６の形状により、細管群３Ａは、耐火物上面４ａにおける開口部３ｂと耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｌが、風箱上面１ａにおける固定部３ａと耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｍより小さくされている。すなわち、耐火物上面４ａにおける細管１３１～１４７同士の間隔は、風箱上面１ａにおける細管１３１～１４７同士の間隔より小さくされている。
なお、耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘを正確に決定しにくい場合は、耐火物４の概略中央付近を通る鉛直方向に平行な直線、または耐火物４の概略中央付近に位置する細管の中心軸を通る鉛直な直線を、耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘとしてもよい。

【0028】

複数の細管１３１～１４７について、中央の１本の細管１４７は曲がり部がないまっすぐな細管である。そのすぐ周囲に配置されている複数の細管１４３～１４６は、曲げ角度が小さい第１折れ部１４３ｅ～１４６ｅと第２折れ部１４３ｆ～１４６ｆとが設けられている。更にそれらの外周に配置されている複数の細管１３１～１４２には、曲げ角度が大きい第１折れ部１３１ｅ～１４２ｅと第２折れ部１３１ｆ～１４２ｆとが設けられている。なお、折れ部の曲がり角度とは、曲げられて形成されている部分と、折れ部がなくまっすぐな直管とのなす角度（狭角）である。すなわち、複数の細管１３１～１４７は、耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘからの距離により、曲げ角度が大きい細管１３１～１４２と、曲げ角度が小さい細管１４３～１４６と、曲げられていない細管１４７とが組み合わせて配置されている。円形あるいは多角形状に配列された細管１３１～１４７の中央付近に配置されている１本の細管１４７は、最初に溶接するので十分な作業スペースが存在することから、曲がり部が設けられている細管を使う必要がない。

【0029】

なお、それぞれの細管の曲がり方向や角度について、複数の細管１３１～１４７の開口部３ｂを、耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘに寄せるように、曲がり部形状を決定すると、複数の細管１３１～１４７の開口部３ｂを密集させやすい。それ以外でも、それぞれの細管の曲がり方向や角度は、上記以外にも細管１３１～１４６ごとに適宜設定可能である。複数の細管１３１～１４７の配列、または取り合わせの関係上、２回を超えて曲がり部を有する複数の細管１３１～１４６とすることも可能である。また、それぞれの細管の曲がり形状は、直管を加工して曲がり部を設けてもよいし、曲がり部３ｄを有する形状の細管を鋳造してもよい。

【0030】

風箱１の風箱上面１ａにおける複数の細管１３１～１４７同士の間隔は、各々の細管を風箱上面１ａに溶接できる空間を確保した間隔である必要がある。一方、耐火物上面４ａにおける複数の細管１３１～１４７同士の間隔を狭くし、冷却能上、密集させることが好ましい。これを実現するために、上記構成により、風箱上面１ａにおいては細管１３１～１４７同士の間隔を大きくして溶接作業性を確保しながら、耐火物上面４ａにおける複数の細管１３１～１４７同士の間隔を狭くしてより密集させ、冷却能を向上させることができる。また、第１折れ部１３１ｅ～１４６ｅと第２折れ部１３１ｆ～１４６ｆとを含む細管１３１～１４６とすることで、マルチホールプラグ１０Ａの耐火物４に亀裂が発生した場合でも、細管１３１～１４６がアンカーのように作用して耐火物４の剥離を抑制できるという付随効果も期待できる。

【0031】

各々の細管１３１～１４７の内径は１ｍｍ～４ｍｍ、肉厚は０．５ｍｍ～２ｍｍ（片側分）であることが望ましい。この理由については、次のとおりである。細管１３１～１４７の内径が１ｍｍ未満であると、使用中に閉塞が生じて、溶融金属への十分なガス供給ができなくなる可能性がある。また、内径が４ｍｍを超えると、溶鋼静圧によって細管１３１～１４７内に溶融金属が流れ込み、溶融金属のマルチホールプラグ１０Ａからの漏洩を引き起こす可能性がある。

【0032】

複数の細管１３１～１４７は、その用途から高い耐熱性を必要とする。加えて、曲げ加工されることから、耐熱性、及び塑性に優れる各種のステンレス鋼あるいは耐熱鋼により形成されることが最も望ましい。

【0033】

耐火物４は、細管１３１～１４７を保護する部材である。耐火物４は、ＭｇＯ－Ｃ質、Ａｌ２０３－Ｃ質、Ａｌ２０３－ＭｇＯ質、Ａｌ２０３－Ｓｐｉｎｅｌ質等、市販されている各種組成のものから、使用条件によって適した組成の材料が選択されて用いられる。特に、耐火物４は、カーボン含有量が１０～３０％のＭｇＯ－Ｃれんがで形成されることが好ましい。

【0034】

耐火物４の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、以下のように、混合混練工程、成形工程、及び、加熱工程により製造される。

【0035】

混合混練工程では、配合された原料を一括あるいは分割して、混合機、または混練機により混合及び混練する。一般的に、耐火物４の原料の混練には、容器固定型では、ローラー式のＳＷＰ、及びシンプソンミキサー、ブレード式のハイスピードミキサー、加圧式のハイスピードミキサー、及びヘンシェルミキサー、加圧ニーダーと呼ばれる混練機が使用される。また、容器駆動型では、ローラー式のＭＫＰ、ウェットパン、及び、コナーミキサー、ブレード式のアイリッヒミキサー、ボルテックスミキサーなどの混練機が使用される。また、これら混練機に、加圧減圧制御装置、及び／または温度制御装置（加温、冷却、または保温）等を付加する場合もある。混合時間、または混練時間は、原料の種類、配合量、バインダーの種類、温度（室温、原料とバインダーの温度）、混練機の種類や大きさによって異なり、通常数分から数時間である。

【0036】

混合混練工程の次は、成形工程である。混練物の機械成形には、静圧式プレスである、衝撃圧プレスのフリクションプレス、スクリュープレス、ハイドロスクリュープレス等の油圧プレス、トッグルプレス等が使用される。または、振動プレス式、ＣＩＰと呼ばれている成形機、等によって成形することができる。これら成形機には真空脱気装置、及び／または温度制御装置（加温と冷却、または保温）等を付加する場合もある。プレス成形機による成形圧力や締め回数は、成形される煉瓦の大きさ、原料の種類、配合量、バインダーの種類、温度（室温、原料やバインダー）、成形機の種類や大きさ、によって異なるが、成形圧力は通常０．２ｔ～３．０ｔであり、締め回数は１回～数十回である。また、この成形物は、不定形耐火物を流し込んで成形することも可能であり、混練後数分から数時間かけて施工される。施工の際には、必要に応じてバイブレーターまたは振動テーブルを用いて加振し、より緻密な施工体とすることが可能である。

【0037】

成形工程の次は、加熱工程である。成形体は、揮発分の除去と強度発現を促すために熱処理されて、乾燥される。成形後に熱処理することにより、施工に耐えうる強度を発現できる。およそ５００℃以下の加熱の場合には、熱風循環式の乾燥加熱炉を使用する。また、それ以上の温度の場合には、電気加熱式、ガス加熱式、オイル加熱式等のバッチ式単独窯、例えばシャトルキルンやカーベルキルンや、連続式のトンネル窯などが最適である。十分に温度調整可能で均質加熱ができる加熱炉であれば、どのような形式のものでも使用できる。

【0038】

＜実施の形態２＞
続いて、本発明の実施の形態２に係る、マルチホールプラグ１０Ｂについて説明する。実施の形態２は、実施の形態１に対し、細管２３１～２４６に設けられているそれぞれの曲がり部３ｄが１つである点が異なっている。その他は同じである。

【0039】

図５には、細管群３Ｂを備えるマルチホールプラグ１０Ｂの、図２に相当する断面図が示されている。なお、細管２３１～２４７の配置は、実施の形態１に準じている。すなわち、細管２３１～２４７の配置は、図４に示す細管１３１～１４７とそれぞれ同じである。図５には、１つの曲がり部３ｄを含む複数の細管２３１～２４６と、まっすぐな細管２４７とを有する細管群３Ｂが示されている。曲がり部３ｄは、１つの第３折れ部２３１ｇ～２４６ｇである。中央の１本の細管２４７は曲り部３ｄがないまっすぐな細管２４７である。また、そのすぐ周囲に配置されている複数の細管２４３～２４６は、曲がり角度量が小さい第３折れ部２４３ｇ～２４６ｇが設けられている。更にその外周に配置されている複数の細管２３１～２４２は、曲がり角度量が大きい第３折れ部２３１ｇ～２４２ｇが設けられている。

【0040】

上記構成により、細管群３Ｂは、耐火物上面４ａにおける開口部３ｂと耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｌが、風箱上面１ａにおける固定部３ａと耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｍより小さくされている。複数の細管２３１～２４６は、各々の開口部３ｂが固定部３ａより中心軸Ｘ－Ｘに寄っている。すなわち、耐火物上面４ａにおける細管２３１～２４７同士の間隔は、風箱上面１ａにおける細管２３１～２４７同士の間隔より小さくされている。

【0041】

＜実施の形態３＞
続いて、本発明の実施の形態３に係る、マルチホールプラグ１０Ｃについて説明する。実施の形態３は、実施の形態１に対し、細管３３１～３４７には曲がり部３ｄが設けられておらず、細管３３１～３４６の風箱上面１ａに対する固定角度が異なっている。その他は同じである。

【0042】

図６には、細管群３Ｃを備えるマルチホールプラグ１０Ｃの、図２に相当する断面図が示されている。なお、細管３３１～３４７の配置は、実施の形態１に準じている。すなわち、細管３３１～３４７の配置は、図４に示す細管１３１～１４７の配置とそれぞれ同じである。図６には、折れ部等の曲がり部３ｄが設けられていない細管３３１～３４７を有する細管群３Ｃが示されている。細管群３Ｃが有する複数の細管３３１～３４７は、全てまっすぐな細管３３１～３４７である。細管３３１～３４７は、各々の固定部３ａが風箱上面１ａに溶接されて固定されているが、それぞれの細管３３１～３４７の位置に応じた固定角度を有して溶接固定されている。

【0043】

細管３３１～３４７の固定角度について、中央に位置する配管３４７は、風箱上面１ａに対し垂直、すなわち鉛直上方になるように固定されている。また、中央に位置する配管３４７以外の複数の配管３３１～３４６は、その位置に応じて、鉛直上方に対して傾けて配置されている。中央の１本の細管３４７のすぐ周囲の複数の細管３４３～３４６は、耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘ側に少し傾いて固定されている。その外周の複数の細管３３１～３４２は、複数の細管３４３～３４６より中心軸Ｘ－Ｘ側にさらに傾いて固定されている。それにより、複数の細管３３１～３４６は、各々の開口部３ｂが固定部３ａより耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘ側に近づけて配置されている。すなわち、耐火物上面４ａにおける細管３３１～３４７同士の間隔は、風箱上面１ａにおける細管３３１～３４７同士の間隔より小さくされている。

【0044】

＜実施の形態４＞
続いて、本発明の実施の形態４に係る、マルチホールプラグ１０Ｄについて説明する。実施の形態４は、実施の形態１に対し、２つ設けられている曲がり部３ｄが、折れ部ではなく、２つの湾曲部である点が異なっている。その他は同じである。

【0045】

図７には、細管群３Ｄが備えるマルチホールプラグ１０Ｄの、図２に相当する断面図が示されている。なお、細管４３１～４４７の配置は、実施の形態１に準じている。すなわち、細管４３１～４４７の配置は、図４に示す細管１３１～１４７の配置とそれぞれ同じである。図７には、２つの曲がり部３ｄを含む複数の細管４３１～４４６を有する細管群３Ｄが示されている。細管群３Ｄは、２つの曲がり部３ｄを含む１６本の細管４３１～４４６と、まっすぐな細管４４７との合計１７本の細管４３１～４４７を有している。１６本の細管４３１～４４６は、それぞれの固定部３ａと開口部３ｂとの間において、２つの曲がり部３ｄが設けられている。２つの曲がり部３ｄは、滑らかに湾曲している２つの湾曲部である。細管１３１は、固定部３ａと開口部３ｂとの間に、固定部３ａ側に第１湾曲部４３１ｈと、開口部３ｂ側に第２湾曲部４３１ｊとを有している。その他の細管４３２～４４６も同様に、固定部３ａ側に第１湾曲部４３２ｈ～４４６ｈと、開口部３ｂ側に第２湾曲部４３２ｊ～４４６ｊとを有している。複数の細管１３１～１４７のうち、中央に配置されている１本の細管１４７は、曲がり部３ｄがなく直線状に形成されている。

【0046】

複数の細管４３１～４４７は、風箱上面１ａも鉛直方向になるように固定されている。複数の細管４３１～４４６は、第１湾曲部４３１ｈ～４４６ｈにより、固定部３ａから延びている各々の細管４３１～４４６が曲げられて、耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘ方向に延びる形状とされている。また、第２の湾曲部４３２ｊ～４４６ｊにより、第１湾曲部４３２ｈ～４４６ｈで耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘ方向に曲げられて延びる形状とされている複数の細管４３１～４４６の各々は、鉛直上方に延びる形状とされている。中央の１本の細管４４７は湾曲部を含まないまっすぐな細管である。中央の１本の細管４４７のすぐ周囲に配置されている細管４４３～４４６は、曲率が大きい第１湾曲部４４３ｈ～４４６ｈと第２湾曲部４４３ｊ～４４６ｊとが設けられている。その外周に配置されている細管４３１～４４２は、曲率が小さい第１湾曲部４３１ｈ～４４２ｈと第２湾曲部４３１ｊ～４４２ｊとが設けられている。

【0047】

上記構成により、複数の細管４３１～４４６は、各々の開口部３ｂが各々の固定部３ａより中心軸Ｘ－Ｘに寄って配置されている。すなわち、細管群３Ｄは、耐火物上面４ａにおける開口部３ｂと耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｌが、風箱上面１ａにおける固定部３ａと耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｍより小さくされている。その結果、耐火物上面４ａにおける細管４３１～４４７同士の間隔は、風箱上面１ａにおける細管４３１～４４７同士の間隔より小さくされている。

【0048】

＜実施の形態５＞
続いて、本発明の実施の形態５に係る、マルチホールプラグ１０Ｅについて説明する。実施の形態５は、実施の形態１の２つの曲がり部３ｄに対し、１つの曲がり部３ｄである点が異なっている。その他は同じである。

【0049】

図８には、細管群３Ｅが備えるマルチホールプラグ１０Ｅの、図２に相当する断面図が示されている。なお、細管５３１～５４７の配置は、実施の形態１に準じている。すなわち、細管５３１～５４７の配置は、図４に示す細管１３１～１４７の配置とそれぞれ同じである。１つの曲がり部３ｄとは、細管５３１～５４７の全長にわたって形成されている湾曲部である。図８には、細管５３１～５４７の固定部３ａから開口部３ｂまで、すなわち細管５３１～５４７の全長にわたって第３湾曲部５３１ｋ～５４６ｋとされている複数の細管５３１～５４６を有する細管群３Ｅが示されている。中央に配置されている細管５４７は、第３湾曲部を含まないまっすぐな細管５４７である。中央の１本のまっすぐな細管５４７のすぐ周囲に配置されている細管５４３～５４６は、湾曲の曲率が大きい第３湾曲部５４３ｋ～５４６ｋが設けられている。更にその外周に配置されている細管５３１～５４２は、湾曲の曲率が小さい第３湾曲部５３１ｋ～５４２ｋが配置されている。

【0050】

この構成により、細管群３Ｅは、耐火物上面４ａにおける開口部３ｂと耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｌが、風箱上面１ａにおける固定部３ａと耐火物４の中心軸Ｘ－Ｘとの間隔Ｍより小さくされている。すなわち、細管群３Ｅにおいて、耐火物上面４ａにおける複数の細管５３１～５４７同士の間隔は、風箱上面１ａにおける複数の細管５３１～５４７同士の間隔より小さくされている。

【0051】

なお、実施の形態５では、細管５３１～５４６の全長にわたって第３湾曲部５３１ｋ～５４６ｋとされているが、複数の細管５３１～５４６の固定部３ａから開口部３ｂまでの間において、全長ではなく部分的に、すなわち一部分が第３湾曲部５３１ｋ～５４６ｋとされていてもよい。

【0052】

本発明に係るマルチホールプラグ１０Ａが備える細管群３Ａには、曲がり部３ｄである第１折れ部１３１ｅ～１４６ｅと第２折れ部１３１ｆ～１４６ｆと含んでいる細管１３１～１４６が１６本含まれている。そのため、本発明に係るマルチホールプラグ１０Ａが備える細管群３Ａは、耐火物上面４ａにおける各々の開口部３ｂと耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘとの間隔が、風箱上面１ａにおける各々の固定部３ａと耐火物４の鉛直方向に平行な中心軸Ｘ－Ｘとの間隔より小さくされている。

【0053】

したがって、細管と風箱１との容易な溶接作業性を確保したまま、炉内面である耐火物上面４ａにおける、細管同士の間隔を小さくし、細管同士を高密度に配置することで、細管の先行損傷を防ぎ、耐用性に優れる底吹きプラグを得ることができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 風箱、１ａ 風箱上面、２ 導入管、２ａ 接続部、３Ａ～３Ｆ 細管群、３ａ 固定部、３ｂ 開口部、３ｄ 曲がり部、４ 耐火物、４ａ 耐火物上面、３１～４７，１３１～１４７，２３１～２４７，３３１～３３７，４３１～４３７，５３１～５４７ 細管、１３１ｅ～１４６ｅ 第１折れ部、１３１ｆ～１４６ｆ 第２折れ部、２３１ｇ～２４６ｇ 第３折れ部、４３１ｈ～４３６ｈ 第１湾曲部、４３１ｊ～４３６ｊ 第２湾曲部、５３１ｋ～５４６ｋ 第３湾曲部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】