JPH05337635A

JPH05337635A - 金属溶湯保持容器

Info

Publication number: JPH05337635A
Application number: JP14587392A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Mizutani; 洋一水谷; Kikuo Ariga; 喜久雄有賀; Eizo Kojima; 榮藏小島
Original assignee: Aichi Steel Corp; TYK Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp; TYK Corp
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】凝固金属による出湯通路２０の詰まりを防止
し、出湯通路２０からの出湯を良好にし得、更に、金属
溶湯を汚染する充填材の使用を廃止し得る金属溶湯保持
容器を提供する。【構成】この金属溶湯保持容器は、金属溶湯を保持する
保持室１２をもつ有底形状の容器本体１と、金属溶湯を
吐出する出湯通路２０を内壁面２ａで形成した筒形状の
発熱体２と、発熱体２の外側に装備され発熱体２に給電
する炭素系の電極部３とで構成されている。発熱体２は
マグネシアとジルコニアとアルミナとの混合体で構成さ
れている。発熱体２、電極部３は容器本体１の耐火物層
１１に埋設され、電気絶縁されている。電極部３を介し
て発熱体２に給電し、発熱体２を発熱させれば、出湯通
路２０における金属は加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属溶湯保持容器に関す
る。この金属溶湯保持容器は、例えば、溶鋼を保持する
取鍋に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】金属溶湯保持容器例えば取鍋は、金属溶
湯を保持する保持室と、底部に設けられた出湯通路とを
もつ。ここで、出湯通路付近は温度が低くなるため、溶
湯が出湯通路付近で凝固することがある。この場合、出
湯通路が詰まって出湯通路の開口が困難となり、出湯で
きなくなる問題がある。

【０００３】これを防止するため、粉粒状の充填材（挂
砂、クローム鉄鉱等又はこれらのカーボンコート材）を
出湯通路に予め詰めておくことが行われている。そし
て、出湯時に、出湯通路の開閉プレートを開き、出湯通
路内の充填材とともに保持室内の溶湯を出湯通路から落
下する。しかしこの場合には、出湯通路に詰められた充
填材が熱でしばしば焼結することがある。この場合、開
閉プレートを開いても、溶湯を出湯できなくなる。更
に、出湯通路から吐出される金属溶湯が充填材で汚染さ
れ、溶湯の清浄化、高品質化の面で好ましくない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した実情
に鑑み開発されたものであり、凝固金属による出湯通路
の詰まりを防止し、出湯通路からの出湯を良好にし得、
更に、溶湯を汚染する充填材の使用を廃止し得る金属溶
湯保持容器を提供することを目的とするにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の金属溶湯保持容
器は、金属溶湯を保持する保持室をもつ有底形状の容器
本体と、容器本体に装備され、保持室の金属溶湯を該保
持室外に吐出する出湯通路を内壁面で形成し給電に伴い
発熱する筒形状の発熱体と、発熱体に給電する少なくと
も２個の電極部とで構成されていることを特徴とするも
のである。

【０００６】容器本体は、有底形状をなし、金属溶湯を
保持する保持室をもつ。発熱体は容器本体に装備されて
おり、その内壁面で出湯通路を形成する。発熱体は導電
性をもつセラミックスを主成分として形成できる。保持
室に保持される金属溶湯が溶鋼の場合においては、発熱
体は、一般的に、マグネシア（ＭｇＯ）、ジルコニア
（ＺｒＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、あるいは、マ
グネシアとジルコニアとの混合体、マグネシアとジルコ
ニアとアルミナとの混合体で構成できる。なお、マグネ
シアは常温度域では電気絶縁材料であるが、鋼の融点付
近の１５００°Ｃ付近では導電性をもち、所要の固有抵
抗値が得られる。

【０００７】ここで、発熱体を形成するセラミックスと
して、マグネシアとジルコニアとアルミナとの混合体を
用いる場合には、アルミナは、発熱体の抵抗値を制御す
るのに有効であり、ジルコニアは発熱体の耐熱性、衝撃
性、熱間特性の向上に有効であり、また抵抗値の制御に
も有効である。この場合には、熱衝撃性、熱膨張性、固
有抵抗値等を考慮すると、その配合割合は例えば、重量
％で、マグネシアが６０〜９９％、特に８５〜９５％が
好ましく、ジルコニアが１〜４０％。特に５〜２．５％
が好ましく、アルミナが１〜４０％、特に２．５〜１５
％が好ましい。

【０００８】溶鋼を保持する場合において、発熱体の固
有抵抗値は１５００℃付近で、２０Ωｃｍ以上であるこ
とが望ましく、特に２００Ωｃｍ以上であることが望ま
しい。なお、発熱体を形成するセラミックスの粒度は抵
抗値、電流の偏流化に影響を与えることがあり、そのた
めセラミックス粉末の最大粒径は０．５ｍｍ〜５ｍｍ程
度が望ましく、特に０．７ｍｍ〜３ｍｍ程度が望まし
い。

【０００９】電極部は発熱体に給電するためのものであ
る。電極部の材質は導電率、熱伝達率等を考慮して選択
し、例えば、カーボンペーパー、固形アルミナグラファ
イト系材料、ポーラスな炭素系耐火物を採用できる。電
極部の配置、形状、強度は、発熱体の熱膨張の影響を回
避できる様にすることが好ましい。なお、発熱体の熱膨
張を吸収するためには、電極部の圧縮強度は弱いものが
よい。

【００１０】

【作用】電極部を介して発熱体に給電し、発熱体を発熱
させれば、出湯通路における金属は加熱され、出湯通路
における金属溶湯の凝固は回避される。

【００１１】

【実施例】本発明にかかる金属溶湯保持容器の実施例に
ついて図１〜図３を参照して説明する。この例は、溶鋼
を３００ｋｇ程度保持できる取鍋に適用した場合であ
る。本実施例にかかる金属溶湯保持容器の主要部を図１
に示す。この保持容器は、有底形状の容器本体１と、ノ
ズル型の発熱体２と、発熱体２に給電する炭素系の電極
部３とで構成されている。

【００１２】容器本体１は、底壁部に開口１０ａをもつ
鋼製の鉄皮１０と、鉄皮１０の内壁面に内張された所要
厚みの耐火物層１１と、断熱と鉄皮１０の保護のための
ロー石質レンガからなる裏張材１５と、耐火物層１１に
埋設されたマスレンガ１４とで構成されている。耐火物
層１１はマグネシアカーボンを主成分とし、その厚みは
１００〜１５０ｍｍ程度である。耐火物層１１は、溶湯
を保持する保持室１２を形成している。マスレンガ１４
は、マグネシアカーボンを主成分とし、ノズル型の発熱
体２を装着するために設けられている。容器本体１の開
口１０ａの下方にはスライド式の開閉プレート１３が設
けられている。

【００１３】発熱体２は、開口１０ａ付近のマスレンガ
１４内に装着されている。発熱体２の内壁面２ａで出湯
通路２０が形成されている。発熱体２は、重量％で、マ
グネシア９０％、ジルコニア５％、アルミナ５％、不可
避の不純物を含有する混合セラミックスで形成されてい
る。ここで本実施例では、発熱体２は、軸長が１２０ｍ
ｍ程度、外径が７０ｍｍ、内径が３０ｍｍである。

【００１４】この発熱体２は次のように製造した。即
ち、原料をロールクラッシャー、インペラーブレーカー
等の粉砕により粗、中粒子とし、更にボールミルや振動
ミル等で粉砕し微粒子材料を得て、それぞれを適正な粒
度構成が得られるよう配合して混合し、その粉末に水を
加えてスラリーを形成する調整工程、スラリーを型のキ
ャビティに流し込んで成形する成形工程、成形した成形
体を型から外した後に養生し、乾燥する乾燥工程、乾燥
した成形体を焼結する焼結工程とを順に実施して製造し
た。

【００１５】電極部３は発熱体２の外周面に互いに背向
する様に装備されている。電極部３は給電線３ａを介し
て容器外方に配置されている単相電源４に接続されてい
る。この電極部３及び給電線３ａは耐火物層１１に埋設
されて電気絶縁性が確保されている。なお、給電線３ａ
の電気絶縁性を高めるべく、給電線３ａが挿通されたセ
ラミックスパイプを耐火物層１１に埋設することにして
も良い。

【００１６】次に使用する場合について説明する。開閉
プレート１３を閉じた状態で、保持室１２に高温度（１
５５０〜１６００°Ｃ程度）の金属溶湯つまり溶鋼を保
持する。この状態で、単相電源４から給電線３ａ、電極
部３を介して発熱体２に給電する。この場合、一般的
に、電圧は２００〜４００Ｖ程度、電流は２００〜８０
０Ａ程度に設定する。この結果、発熱体２が出湯通路２
０内の溶湯が凝固していた場合でも発熱体２が発熱して
適温に加熱することにより溶湯を溶解するため、発熱を
開始し、溶解に必要な時間経過した後に開閉プレート１
３を開くことにより、溶湯をスムーズに出湯することが
できる。なお、溶湯の吐出が終了するまで、発熱体２を
発熱させれば、溶湯の降温を防止できる。

【００１７】なお、溶湯を保持室１２に保持する前に、
発熱体２に通電して予熱しておけば、溶湯との接触によ
る発熱体２の急熱を防止でき、急熱に起因する発熱体２
の亀裂を防止するのに有利である。また、上記した予熱
により、マグネシアを主成分とし高温度領域で導電性を
帯びる発熱体２の導電性を確保できる。以上説明した様
に本実施例では、発熱体２で出湯通路２０内の金属を加
熱できるので、出湯通路２０内の詰まりを防止できる。
従って、従来より使用していた充填材を廃止できる。

【００１８】（他の例）上記した実施例において、保持
室１２内の溶湯を出湯通路２０から出湯する際に、出湯
通路２０に不活性ガスまたは酸素ガスをバブリングして
出湯通路２０の開口を助けるようにしても良い。また上
記した実施例において、保持室１２に溶湯を保持する前
の状態で、発熱体２の出湯通路２０内に粒状銑鉄（融点
１２００°Ｃ程度）を詰めておき、その後、保持室１２
に溶湯を保持し、出湯直前に発熱体２で粒状銑鉄を加熱
溶融して出湯通路２０を開口するようにしても良い。な
お、粒状銑鉄の融点は鋼よりも低いので、出湯通路２０
の開口の際における発熱体２の発熱を抑え得る。

【００１９】また上記した実施例において、出湯通路２
０の下部は温度がアルミの融点以下であるので、酸化鉄
とアルミ粉末とを混合した混合粉末を発熱体２の出湯通
路２０の下部に予め詰めておき、発熱体２の発熱の他に
テルミット反応による発熱も利用して、出湯通路２０内
の金属を加熱溶融する様にしても良い。本発明の第２実
施例を図４、図５に示す。この場合には、２個１組の電
極部３と２個１組の電極部５を用い、電極部３を発熱体
２の外周面に互いに背向する様に装備するとともに、電
極部５を発熱体２の外周面に位相をずらせて互いに背向
する様に装備している。そして、２個１組の電極部３を
給電線３ａを介して単相電源４に接続し、残りの２個１
組の電極部５を給電線５ａを介して単相電源６に接続し
ている。この例では、発熱体２の全体加熱に有利であ
る。

【００２０】本発明の第３実施例を図６、図７に示す。
この場合には、３個１組の電極部３を用い、各電極部３
を発熱体２の外周面にほぼ均等間隔で装備している。そ
して、各電極部３を給電線３ａを介して三相電源４に接
続している。この例では、発熱体２の全体加熱に有利で
ある。本発明の第４実施例を図８、図９に示す。この場
合には、発熱体２の外周面に筒形の電極部６０を配置
し、発熱体２の出湯通路２０内に棒状の電極部６１を配
置している。そして、電極部６０、６１を給電線３ａを
介して単相電源４に接続している。この例では、電極部
６０は発熱体２の全周に配置されているので、発熱体２
の全体加熱に有利である。

【００２１】本発明の第５実施例を図１０に示す。この
場合には、発熱体２の上部の外周面に電極部７０を配置
し、発熱体２の中央の外周面に電極部７１を配置し、発
熱体２の下部の外周面に電極部７２を配置している。そ
して、電極部７０を給電線７０ａを介して単相電源４０
に接続し、電極部７１を給電線７１ａを介して単相電源
４１に接続し、電極部７２を給電線７２ａを介して単相
電源４２に接続していている。この例では、発熱体２の
上部、中央、下部の発熱を独立して調整できる。例え
ば、電極７０、７１、７２の順に給電を開始すれば、発
熱体２の上部、中央、下部の順に発熱できる。この場合
には、出湯通路２０における凝固金属をその上部から順
に加熱溶融できるので、出湯通路２０内における凝固金
属の熱膨張に起因する発熱体２の割れを回避できる。

【００２２】本発明の第６実施例を図１１に示す。この
場合には、発熱体２と電極部３との間には、炭素粉末等
を装填して形成した導電層８０が介在している。導電層
８０は、発熱体２と電極部３との間において電気的接触
性、熱的接触性を確保するのに役立つ。炭素粉末は例え
ば平均粒径が４０μｍ〜６０μｍのものを採用できる。
本発明の第７実施例を図１２に示す。この場合には、発
熱体２は筒形の外層２５と筒形の内層２６とからなり、
外層２５と内層２６との間には導電層８０が介在し、電
気的接触性、熱的接触性を向上させている。この例の場
合には、外層２５と内層２６との材質、組成を異なるも
のにできる。例えば、外層２５、内層２６との材質、組
成を調整し、溶湯に直接触れる内層２６の発熱性、耐溶
損性等を、外層２５よりも高めることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明にかかる金属溶湯保持容器によれ
ば、出湯通路内の金属を発熱体で加熱できるので、凝固
金属による出湯通路の詰まりを防止でき、出湯通路から
の出湯を良好にし得る。また、出湯終了まで加熱するこ
とにより、出湯中の溶湯の温度低下を防止することもで
きる。

【００２４】従って、溶湯を汚染するおそれがある従来
の充填材の使用を廃止でき、溶湯の清浄化、高品質化に
有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属溶湯保持容器の主要部の縦断面図である。

【図２】電極部を備えた発熱体を模式的に示す縦断面図
である。

【図３】電極部を備えた発熱体を模式的に示す横断面図
である。

【図４】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第２実施
例に係る縦断面図である。

【図５】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第２実施
例に係る横断面図である。

【図６】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第３実施
例に係る縦断面図である。

【図７】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第３実施
例に係る横断面図である。

【図８】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第４実施
例に係る縦断面図である。

【図９】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第４実施
例に係る横断面図である。

【図１０】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第５実
施例に係る縦断面図である。

【図１１】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第６実
施例に係る縦断面図である。

【図１２】電極部を備えた発熱体を模式的に示す第７実
施例に係る縦断面図である。

【符号の説明】

図中、１は容器本体、２は発熱体、２０は出湯通路、３
は電極部を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小島榮藏愛知県東海市加木屋町小家ノ脇４−11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属溶湯を保持する保持室をもつ有底形状
の容器本体と、該容器本体に装備され、該保持室の金属溶湯を該保持室
外に吐出する出湯通路を内壁面で形成し給電に伴い発熱
する筒形状の発熱体と、該発熱体に給電する少なくとも２個の電極部とで構成さ
れていることを特徴とする金属溶湯保持容器。