JPH07270081A - 溶融金属収容体の内張り耐火物構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は溶融金属収容体の内張り耐火物構造
に関し、特に、転炉や取鍋等の鉄皮の内側の内張り耐火
物に凹状の空気層を形成して耐熱性を持たせ、鉄皮の寿
命を伸ばすことを目的とする。 【構成】 本発明による溶融金属収容体の内張り耐火物
構造は、鉄皮(5)の内側に設けられた内張り耐火物(7)に
凹状の空気層(10,8Ba,8Aa)を形成することにより、溶鋼
の鉄皮(5)への伝熱を防止し、鉄皮(5)の変形防止及びこ
の変形による鉄皮取替え、補修頻度の低減を得るように
した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属収容体の内張
り耐火物構造に関し、特に、転炉や取鍋等の鉄皮の内側
の内張り耐火物に凹状の空気層を形成して耐熱性を持た
せ、鉄皮の寿命を伸ばすための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられているこの種の転炉、脱
ガス槽、取鍋、タンディッシュ等溶融金属処理をする窯
炉または溶融金属を受ける容器等からなる溶融金属収容
体の内張りは、通常鉄皮の内側に１層以上の内張り耐火
物が施工されている。この内張り耐火物は、溶融金属の
熱や、その上にある溶融した酸化物であるスラグの化学
的反応により損耗し、ある期間で張り変えられる。これ
らの炉または容器は、高温の溶融金属を取り扱うため、
耐火物内面から伝達する熱により、外殻を構成する鉄皮
が高温になり、熱歪みにより鉄皮が変形したり、歪みの
繰り返しによりついには亀裂がはいる。一般に鉄皮は３
５０〜４００℃以上になると、小さい応力でも変形する
クリープ現象が発生し、またこのような高温で長時間使
用すると組織が脆弱化し、亀裂が発生する。したがっ
て、これらの対策として、内張り耐火物を施工する段階
で、断熱性の高いレンガ、シート、ボード等断熱耐火物
を施工する方法が採られていた。

【０００３】例えば、９０トンの溶鋼を処理する従来の
転炉（図示せず）の場合、炉の上部である炉頂部につい
ては鉄皮を水を媒体として冷却を実施しているが、炉の
中部以下を冷却を施していない。炉腹部の内張り耐火物
の施工厚みは、鉄皮側から焼成マグネシア質のパーマレ
ンガ１１４ｍｍ、不焼成マグネシアカーボンレンガ質の
ワークレンガが６８８ｍｍとなっており、特にこの部位
の鉄皮温度が炉の初期で４００℃、内張り耐火物が損耗
した炉末期においては５００℃近くに上昇している。一
方、炉の下部である炉床部は耐火物レンガの施工が３層
構造になっているため、鉄皮温度の上昇は３５０℃以下
である。このため、鉄皮変形は著しく、変形速度は２.
００〜５.３×１０^-3ｍｍ／ｃｈとなっており、特に熱
負荷の高い出鋼側においては５.００〜５.３４×１０^-3
ｍｍ／ｃｈと装入側に比べて約２倍程度の変形速度にな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の溶融金属収容体
の内張り耐火物構造は、以上のように構成されているた
め、次のような課題が存在していた。すなわち、これら
の対策では内張り耐火物の施工厚みが厚くなり容器自体
の重量が重くなり、これを支える外殻の鉄皮構造を強靭
なものとする必要が生じることになったり、多層の耐火
物を施工することにより耐火物の原価が上がることにな
っていた。更に、溶融金属を処理する炉は、寿命の延長
を図るために、内張りレンガの損耗の小さいマグネシア
・カーボン系、マグネシア・ドロマイト系、スピネルカ
ーボン系のれんがが使用され、耐用面では優れている
が、熱伝導率が高いため、炉体が新しく損耗の少ない時
には炉体冷却方式では過冷却となり、また損耗が進んで
内張りレンガが薄くなると、転炉等に鉄皮冷却をステー
ブで行う場合、冷却水が少量の場合には蒸気化したり、
ステーブが溶損して炉内に冷却水が漏れる危険性があっ
た。

【０００５】この様に、熱伝導率の良い内張レンガでは
炉の外殻を形成する鉄皮を冷却しても、操業条件によっ
て冷却効果がことなるため鉄皮には大きな熱歪みを与え
るために歪みの大きい箇所の鉄皮は安全性から早期に取
り替え修理をする必要があった。また、冷却をしない取
鍋等の容器においては前述したように耐火物の施工厚み
が厚くするといった対策が講じられていた。

【０００６】本発明は、以上のような課題を解決するた
めに、なされたもので、特に、転炉や取鍋等の鉄皮の内
側の内張り耐火物に凹部を形成して断熱性を持たせ、鉄
皮の寿命を伸ばすようにした溶融金属収容体の内張り耐
火物構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による溶融金属収
容体の内張り耐火物構造は、鉄皮の内側に設けられた内
張り耐火物に凹状の空気層が形成されている構成であ
る。

【０００８】さらに詳細には、前記内張り耐火物はパー
マレンガとワークレンガよりなり、前記凹状の空気層は
前記ワークレンガに設けられている構成である。

【０００９】さらに詳細には、前記内張り耐火物はパー
マレンガとワークレンガよりなり、前記凹状の空気層は
前記パーマレンガに設けられている構成である。

【００１０】さらに詳細には、前記内張り耐火物は前記
鉄皮の底部に位置する敷部よりなり、この敷部には前記
凹状の空気層が設けられている構成である。

【００１１】さらに詳細には、前記内張り敷部の下部に
設けられた敷部用パーマレンガには前記凹状の空気層が
設けられている構成である。

【００１２】

【作用】本発明による溶融金属収容体の内張り耐火物構
造においては、鉄皮の内側に設けられた内張り耐火物を
構成するパーマレンガ、ワークレンガ、敷部及び敷部用
パーマレンガの何れかに凹状の空気層が設けられている
ため、この凹状の空気層内の空隙内の空気層により熱伝
導率が従来よりも大幅に低減され、この内張り耐火物を
介して鉄皮に伝導する熱量が大幅に少なくなり、鉄皮の
変形の防止及び鉄皮変形に伴う鉄皮の取替え補修頻度の
低減を達成することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面と共に本発明による溶融金属収容
体の内張り耐火物構造の好適な実施例について詳細に説
明する。まず、図１及び図２に示す構成は、溶融金属収
容体としての転炉を示すもので、この転炉１は、その高
さ方向において炉頂部２、炉腹部３及び炉床部４から構
成されており、この転炉１は転炉の形状をなす鉄皮５か
らなっている。

【００１４】前記鉄皮５の炉頂部２における外周位置に
は、この炉頂部２を冷却するための冷却管６が配設され
ており、この鉄皮５の内側には、内張り耐火物７が設け
られている。

【００１５】この内張り耐火物７は、前記鉄皮５に直接
当接するパーマレンガ８及びこのパーマレンガ８に当接
するワークレンガ９とから構成されており、このパーマ
レンガ８は、図２に示すように、鉄皮５の高さ方向に沿
って長手形状に構成され、その円周方向に複数個並設さ
れていると共に、前記ワークレンガ９はこの鉄皮５の径
方向に沿って長手形状に構成され、その円周方向に複数
個並設されている。

【００１６】前記ワークレンガ９の前記パーマレンガ８
に当接する外面９ａには、空隙よりなる凹状の空気層１
０が形成され、この凹状の空気層１０によって各レンガ
８，９間に空隙による断熱部が形成されている。

【００１７】図３は前記凹状の空気層１０の他の実施例
を示すもので、前記パーマレンガ８の鉄皮５に当接する
外面８ａに形成されており、この凹状の空気層１０によ
り鉄皮５とパーマレンガ８との間に空隙による断熱部が
形成されている。

【００１８】次に、図４及び図５は、前記溶融金属収容
体としてのスラグ１０１が浮遊する溶鋼１００を収容し
た取鍋１Ａを示しており、この取鍋１Ａの鉄皮５の内側
にはパーマレンガ８及びワークレンガ９が図５で示すよ
うに設けられ、このワークレンガ９の一部にはスラグラ
イン部９Ａが形成されている。

【００１９】前記鉄皮５の底部５Ｂ上には敷部用パーマ
レンガ８Ａ及び敷部８Ｂが二層状に設けられ、この敷部
用パーマレンガ８Ａは、図９で示すように凹状の空気層
８Ａａを有し、この凹状の空気層８Ａａが敷部８Ｂの下
面に当接して断熱部を構成している。

【００２０】さらに、前記敷部８Ｂは図８に示すように
角板状に構成されており、一体のプレキャストブロック
でなると共に、凹状の空気層８Ｂａが多数形成され、こ
の凹状の空気層８Ｂａが前記敷部用パーマレンガ８Ａ上
に設けられている。

【００２１】従って、前述の図１及び図４に示した溶融
金属収容体を構成する転炉１と取鍋１Ａに形成された凹
状の空気層１０，８Ａａ及び８Ｂａを用いることによ
り、内部に収容された溶融金属の熱が鉄皮５に伝熱する
熱伝導率が従来構成より大幅に低減されて鉄皮５の変形
の防止、鉄皮の取替えの補修頻度の低減を達成すること
ができる。

【００２２】

【実験例１】９０トン転炉を用いた図１の構成を図面に
基づいて説明する。転炉１の炉頂部２と炉床部４は従来
のライニングと同様であるが、炉腹部３については図２
に示す形状のワークレンガ９で施工をした。このワーク
レンガ９は背面に１０ｍｍの切り欠き状の凹状の空気層
１０を設けたものである。この結果、鉄皮５の温度は炉
初期で３２０〜３４０℃で従来より６０〜８０℃の温度
を下げる効果があり、更に炉末期においては３６０〜３
８０℃に低下する事ができた。この結果、鉄皮５の変形
速度も１.０×１０^-3ｍｍ／ｃｈ 以下の変形速度とな
り、亀裂の発生時期が大幅に延長され、鉄皮５の取替え
修理頻度を減少することができた。

【００２３】

【実験例２】９０トンの溶鋼を受ける図４の取鍋１Ａを
用いた場合について説明する。ワークレンガ９の背面に
６ｍｍの凹部１０を設けて施工したところ、鉄皮５の温
度は従来、４００〜４５０℃も達していたが３６０〜３
８０℃に低下することができ、取鍋１Ａ内の溶鋼温度低
下も３.０℃／分になり従来より０.２℃／分の温度低下
を防ぐ事が可能となった。また、施工時間に関しても従
来方法では、断熱シートを施工するために約２０分要し
ていたが本発明の構成によりこのシートを付設する時間
が不要となり、作業時間の大幅な短縮化を得ることがで
きた。なお、図４の取鍋１Ａの場合、敷部８Ｂ又は敷部
用パーマレンガ８Ａに形成した凹部を併用した場合に
は、さらに、その効果が顕著となる。

【００２４】

【発明の効果】本発明による溶融金属収容体の内張り耐
火物構造は以上のように構成されているため、次のよう
な効果を得る事ができる。すなわち、内張り耐火物に凹
部を設けたことにより鉄皮温度の上昇を抑制する事が可
能となり、鉄皮変形やこれに伴う鉄皮の取替え補修頻度
が低減できた。また、転炉または取鍋内部の溶鋼の温度
降下を抑制する事も可能となり、更に、断熱レンガ等の
施工作業も不要となり作業性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶融金属収容体の内張り耐火物構
造を示す断面図である。

【図２】図１の炉腹部３の要部の拡大斜視図である。

【図３】図２の他の実施例を示す斜視図である。

【図４】取鍋を示す断面図である。

【図５】図４の要部を示す拡大斜視図である。

【図６】図４の他の実施例を示す断面図である。

【図７】図６の敷部の平面図である。

【図８】敷部の拡大斜視図である。

【図９】図６の敷部用パーマレンガを示す一部の拡大斜
視図である。

【符号の説明】

５ 鉄皮 ５Ｂ 底部 ７ 内張り耐火物 ８ パーマレンガ ９ ワークレンガ １０，８Ｂａ，８Ａａ 凹状の空気層 ８Ｂ 敷部 ８Ａ 敷部用パーマレンガ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄皮(5)の内側に設けられた内張り耐火
   物(7)に凹状の空気層(10,8Ba,8Aaの何れか)が形成され
   ていることを特徴とする溶融金属収容体の内張り耐火物
   構造。
2. 【請求項２】 前記内張り耐火物(7)はパーマレンガ(8)
   とワークレンガ(9)よりなり、前記凹状の空気層(10)は
   前記ワークレンガ(9)に設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の溶融金属収容体の内張り耐火物構造。
3. 【請求項３】 前記内張り耐火物(7)はパーマレンガ(8)
   とワークレンガ(9)よりなり、前記凹状の空気層(10)は
   前記パーマレンガ(8)に設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の溶融金属収容体の内張り耐火物構造。
4. 【請求項４】 前記内張り耐火物(7)は前記鉄皮(5)の底
   部(5B)に位置する敷部(8B)よりなり、この敷部(8B)には
   前記凹状の空気層(8Ba)が設けられていることを特徴と
   する請求項１記載の溶融金属収容体の内張り耐火物構
   造。
5. 【請求項５】 前記内張り敷部(8B)の下部に設けられた
   敷部用パーマレンガ(8A)には前記凹状の空気層(8Aa)が
   設けられていることを特徴とする請求項４記載の溶融金
   属収容体の内張り耐火物構造。