JPH07266024A - 溶融金属容器炉底構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶銑取鍋、溶鋼取鍋等溶鉄の搬送及び精錬容
器あるいは保持容器として使用される定形耐火物もしく
は定形耐火物と不定形耐火物からなる溶融金属容器炉底
構造において、定形耐火物間の目地部占有面積を減少さ
せ、且つ機械的応力緩和能を充分得られる溶融金属容器
炉底構造の提供。 【構成】 定形耐火物もしくは定形耐火物からなる溶融
金属容器炉底構造において、定形耐火物の稼働面の形状
が、平面図において少なくとも一辺が他辺の長さと等し
くない矩形か、平行四辺形である定形耐火物を複数個組
み合わせ配置したことを特徴とする溶融金属容器炉底構
造を採用することにより、溶融金属容器炉底構造の耐用
性の向上を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶銑取鍋、溶鋼取鍋
等、溶鉄の搬送、精錬容器あるいは保持容器として使用
される溶融金属容器の炉底構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より溶銑取鍋、溶鋼取鍋等溶鉄の搬
送及び精錬容器として使用される溶融金属容器炉底構造
としては、図８から図１０に示すように、主に使用する
定形耐火物の稼働面、すなわち湯当り面の平面形状が正
方形及びまたは長方形のれんがで網代積み、平行積み等
により築造されている。

【０００３】この溶融金属容器炉底は、一般に溶鉄注入
の際の湯当り部となることから、そこに使用される耐火
物は、溶鉄の落下衝撃を受け、また耐火物内部の熱応力
が上昇しやすいため、機械的応力の上昇に起因する局部
異常損耗が著しい。

【０００４】とくに、定形耐火物の目地部は、この機械
的応力の緩和を目的として設けられているため、応力が
集中しやすい部位でもある。また、目地部は一般に耐火
性モルタルによって形成されており、その耐食性、強度
などの特性は定形耐火物のそれより著しく劣っている。
このため、溶融金属容器炉底構造の異常損耗は、主とし
て定形耐火物間の目地部周辺で生じ易い。

【０００５】この対策として、耐火物材質及びあるいは
目地材の改善が試みられているが、未だ不十分である。
また、損傷の激しい目地部分の面積、数を少なくするも
のとして、定形耐火物の大型化、不定形耐火物の適用が
図られているが、前者の場合、目地部により吸収されて
いた機械的衝撃の緩和が不十分となるため、大型定形耐
火物の境界部を形成する目地部は、応力上昇が大きく、
一旦損傷を受けるとその拡大が急速に進行し、致命的と
なる。また、後者の場合、不定形耐火物は定形耐火物に
比較し、機械的衝撃を緩和し易い耐火物ではあるが、溶
鉄の落下の際受ける衝撃による摩耗損耗が激しく、また
溶鉄に対する耐食性に劣り、充分な耐久性を得られな
い。

【０００６】また、実公昭６３−５００７０号公報に記
載されているように、湯当り部に大型耐火ブロックを採
用し、目地なしの一体構造とすることによりモルタル目
地からの地金浸入を防止し、且つ、大型耐火ブロックの
周囲には地金差し込みや地金付着の少ない材料を適用す
ることにより、大型耐火ブロックの溶損スピードを平均
化し、寿命を延長しようとすることも提案されている。

【０００７】しかしながら、これによって、大きくなっ
た耐火ブロックの膨張収縮による亀裂が発生する、取鍋
敷湯当り部に注湯されるとき受ける大きな熱衝撃による
耐火ブロック内に発生する熱応力の緩和策が必要となる
等の問題がある。

【０００８】また、実開昭５８−３３１６６号公報に
は、溶融金属保持容器の底部れんが積みを、溶湯の流れ
方向に対して目地部を傾斜面にして目地部の溶損を保護
し、敷寿命を延長させることも提案されている。

【０００９】これは、溶湯の流れ方向に対して目地を直
通させないことは、目地の溶損対策に有効ではあるが、
れんがの膨張収縮による目地開き、地金浸入のパターン
は従来と同じ損耗の主原因であるれんが内に発生する熱
応力を防止する手段とはなり得ず、れんが自体に鋭角な
コーナーが発生する、溶湯注入時の熱衝撃により、この
鋭角なれんがコーナー部が先行損耗し、かえって目地部
の溶損を早めることになる等の問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の溶融
金属容器炉底構造における問題を解消するもので、定形
耐火物間の目地部の占有面積を減少し、且つ、機械的応
力緩和能が充分得られる炉底構造を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、定形耐火物も
しくは定形耐火物と不定形耐火物の組合せとからなる溶
融金属容器炉底構造、とくに、湯当たり部の構造におい
て、定形耐火物間に形成された目地を直交させないよう
にすることが、機械的応力緩和の上で極めて有効である
ことを見いだした結果完成した。

【００１２】定形耐火物間に形成された目地を直交させ
ないようにするためには、主に使用される定形耐火物の
稼働面の平面形状が、少なくとも一辺が他の辺の長さと
等しくない矩形、例えば、平行四辺形、台形、あるい
は、これに類似の形状の定形耐火物を複数個組み合わせ
配置する。

【００１３】本発明に使用する定形耐火物とは、焼成れ
んが、不焼成れんが、不定形ブロックなどの使用時に定
形をなす成形耐火物を意味する。

【００１４】本発明で使用される定形耐火物は、必ずし
も、炉底面の全面をこれによって形成する必要はなく、
主要部分のみを形成しても充分にその目的は達成され
る。

【００１５】

【作用】少なくとも一辺が他の辺の長さと等しくない矩
形か、平行四辺形である定形耐火物を複数個組み合わせ
配置することによって、その定形耐火物間に形成された
目地は直交型とはならず、これによって機械的応力を緩
和することができる。

【００１６】

【実施例】本発明の炉底構造を、側部断面を示す図１
と、底部平面を示す図２に示す取鍋１の湯当たり部２に
適用した。これらの図に示すように、同取鍋１は外殻３
の底面に永久れんがを施し、湯当たり部２を除く、その
上面と内壁面に不定形耐火物４を施している。図２にお
いて、５Ａはガス吹込み部、５Ｂはノズルれんがを示
す。

【００１７】図２に示すように、炉底構造の湯当たり部
２は、少なくとも一辺が他の辺の長さと等しくない四辺
形の定形耐火物を複数個組み合わせて配置されており、
図２の場合は、複数の台形の定形耐火物６を短辺側と長
辺側とを交互に組み合わせて湯当たり部２を形成してい
る。

【００１８】図３は、この台形の定形耐火物６を示す図
であって、一方側部の短辺の側辺とのそれぞれのコーナ
ー部の角度Ａ，Ｂは鈍角を形成している。このため、図
２に示すこの台形の定形耐火物６の短辺側と長辺側とを
交互に組み合わせて、湯当たり部２を形成したときの目
地線は、図３の７１と７２によって示す方向に形成さ
れ、その交差角度は、直交軸Ｘ，Ｙとはずれた、いわゆ
る非直交の状態を形成する。

【００１９】すなわち、図２に示す湯当たり部２が、そ
の内角が９０度をなす矩形をなす場合、そこに配置する
四辺形の定形耐火物６が、湯当たり部２の各辺と直交あ
るいは平行しない辺を有する場合、この配置によって形
成される目地線は、本発明にいう直交しない、いわゆる
非直交の目地線７を形成することになる。

【００２０】図４は、湯当たり部２が、その内角が９０
度をなす矩形の場合、そこに配置される定形耐火物６に
よって形成される目地線７が直交しないようにするため
の定形耐火物６の配置例を示す。

【００２１】図４（ａ）は、上記図２と図３に示す形状
例であり、同図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、その変更例
を示す。何れの場合も、基本的には少なくとも一つの角
が鈍角であるれんがを直角隅部を有する湯当たり部２に
配置した場合、形成される目地線７は、何れも非直交の
ものとなる。図４（ａ）に示すように湯当たり部２の辺
に対して、傾斜したｘ₁ 方向の目地は、ｘ，ｙ両方向の
機械的応力緩和に寄与し、従来の直交する目地線を有す
る構造と同様の応力緩和能を有する。

【００２２】また、図５（ａ）、（ｂ）は、上記図４に
示す台形定形れんが６以外の例として平行四辺形の定形
れんが６１の例を示す。この場合は、湯当たり部は矩形
に形成されてはおらず、平行四辺形の定形れんが６１を
組み合わせた結果の形状をそのまま湯当たり部２１とし
ている。この場合も、形成される目地線７１は、非直交
のものとなる。

【００２３】さらに、図６は、図４と図５に示すそれぞ
れの台形れんが６と平行四辺形れんが６１を組み合わせ
て配置した形状そのものを湯当たり部２２とした状態を
示す。この場合も、形成される目地線７２は、非直交の
ものとなる。

【００２４】図７は、図１〜図４に示す矩形状の湯当た
り部２の変更例で、非直交の目地線７を形成するために
配置された定形れんがによって形作られた面形状をその
まま湯当たり部２３とした例を示すもので、湯当り部２
３の外形は長円のように任意にでき、また、その境界も
外周との関係で凹凸のように単純直線でない場合も生じ
る。

【００２５】このように、本発明を実施するに当たっ
て、形成される湯当たり部分２、２１、２２および２３
のそれぞれは、任意の形状に形成できる。

【００２６】さらに、この湯当たり部は、定形耐火物の
みで形成されず、不定形耐火物との組合せによって形成
することができる。

【００２７】図８は、その一例を示すもので、湯当たり
部２の外周を不定形耐火物９で形成した例を示し、この
不定形耐火物９で形成することによって、湯当たり部２
の形成は、配置する定形れんがの形状に左右されること
なく、取鍋の湯当たりの現状に対応した任意の形状のも
のとすることができる。このようにして、湯当り部の外
囲に隣接する通常のれんがとの境界の目地厚さは、通常
の目地厚さとしてもよいし、不定形耐火物が充填できる
広さに拡げることもできる。

【００２８】なお、定形耐火物を複数個組み合わせる場
合、炉底に通常法により築造するか、該複数個を金属等
のケースあるいは帯、線状のもので固定あるいは接着
剤、モルタル等で接合し予め一体にして築造することも
できる。

【００２９】上記、本発明の実施例に示す底部炉構造を
有する２５０ｔ溶鋼取鍋を用いて、実炉に供し、その耐
用性を調べた。表１にその結果を示す。比較のために、
図９に示す通常の形状れんが１０を用いて湯当たり部２
を形成し、直交型の目地線１１を有する従来の底部炉構
造の取鍋を比較例１とし、これの従来れんがを大型とし
た図１０に示すものを従来例２としてその耐用性を比較
した。

【００３０】

【表１】 同表において、目地／定形耐火物の面積比指数は、平面
図において、目地と定形耐火物が占める面積の比であ
り、従来例２を１００として、指数化したものである。
目地部応力緩和能指数とは目地の可縮性を指数化したも
ので、その数値はｘ軸ｙ軸方向のそれの平均値であり、
数値の低いもの程緩和能が小さい。

【００３１】同表から、本発明は、目地／定形耐火物比
率が少ないにもかかわらず、機械的応力緩和能に優れて
おり、鉄綱容器敷部の寿命延長効果が絶大であることが
わかる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によって、以下の効果を奏するこ
とができる。

【００３３】（１） 目地部に期待される機械的応力緩
和能を確保しつつ、かつ湯当り部れんがの目地占有面積
を最小に抑えることを可能とした。

【００３４】（２） これによって、溶融金属容器炉底
構造の異常損耗を抑制し、寿命を飛躍的に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した取鍋の断面構造を示す。

【図２】 図１の底面の平面構造を示す。

【図３】 本発明における定形れんがの中の台形形状の
ものを示す。

【図４】 台形定形れんがによる湯当たり部の配置構造
を示す。

【図５】 平行四辺形定形れんがによる湯当たり部の配
置構造を示す。

【図６】 台形定形れんがと平行四辺形定形れんがとを
組み合わせて配置した湯当たり部の配置構造を示す。

【図７】 湯当たり部の形状の他の例を示す。

【図８】 湯当たり部に定形れんがと不定形耐火物を組
み合わせて形成した例を示す。

【図９】 第１の従来例を示す。

【図１０】 第２の従来例を示す。

【符号の説明】

１ 取鍋 ２，２１，２２，２
３ 湯当たり部 ３ 取鍋外殻 ４ 不定形耐火物 ５Ａ ガス吹込み部 ５Ｂ ノズルれんが ６ 台形の定形耐火物 １０ 従来の通常定
形れんが １１ 直交型の目地線 ７，７１，７２ 目
地線 ６１ 平行四辺形の定形れんが

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝部 有人 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 堂原 武美 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 吉田 正明 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 桑原 明夫 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 城口 弘 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定形耐火物もしくは定形耐火物と不定形
   耐火物からなる溶融金属容器炉底構造において、稼働面
   の平面形状が、少なくとも一辺が他辺の長さと等しくな
   い矩形か、平行四辺形である定形耐火物を複数個組み合
   わせて配置した溶融金属容器炉底構造。