JPH08104910A - ハイブリッドステーブの製造方法 - Google Patents

ハイブリッドステーブの製造方法

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JPH08104910A
JPH08104910A JP26438894A JP26438894A JPH08104910A JP H08104910 A JPH08104910 A JP H08104910A JP 26438894 A JP26438894 A JP 26438894A JP 26438894 A JP26438894 A JP 26438894A JP H08104910 A JPH08104910 A JP H08104910A
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JP
Japan
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stave
ceramic
furnace
cooling pipe
hybrid
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JP26438894A
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English (en)
Inventor
Hideo Hiroshige
英男 広重
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭化物系の球状セラミック粒子(5〜50m
m)を鋳物と一体鋳造を行って保持力を上げること、お
よびセラミック粒子を任意に偏析分布させ断熱〜熱伝導
の度合を変化させることを目的としたハイブリッドステ
ーブ。 【構成】 鋳物に対して比重の軽いセラミックを、さら
に任意の分布のまま鋳造でき、「ビーズ方式」,「金網
方式」,「パイプ方式」等がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉等の大型溶解炉や
大型加熱炉等において、炉体の保護、炉命の延長のため
に炉壁を強制冷却するのに用いられる熱交換体(ステー
ブ)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように高炉等の大型溶解炉や各種
大型加熱炉においては、炉体の保護、炉命延長のため炉
壁の強制冷却を行っている。このような冷却手段として
は、図2に示すようにステーブ本体を形成する鋳物4内
部に冷却パイプ5を鋳ぐるんだステーブを、炉壁Fの外
面の鉄皮6と内側の耐火物1との間に設置し、鉄皮に固
定する。しかる後冷却パイプ5に冷却水を通水して炉壁
Fを冷却する方法が知られている(特開昭58−123
805号公報)。
【0003】しかし、この方式では下記の問題点を有し
ている。 (1)内側の耐火物と冷却用パイプを鋳ぐるんだ熱交換
体鋳物(ステーブ)がそれぞれ独立壁として構築されて
いる場合は、スタンプ材2を介して炉内側の耐火物1を
配設するが炉内側の耐火物1の構造安定性が悪く、部分
崩壊または全面崩壊が早期に起こるケースがあり、耐火
物の寿命が著しく短くなる。
【0004】(2)前記耐火物を部分的に鋳物で連結し
た構造、あるいは耐火物全部を鋳ぐるみした構造(実公
平03−043219号公報)があるが、鋳物で耐火物
を支持する能力が弱く、前記(1)より耐火物の寿命は
長いがやはり限界がある。
【0005】(3)前記(1)(2)の現象が起こる
と、炉内プロフィールの急変化が生じて、特に反応炉の
場合操業上好ましくない。
【0006】(4)鋳物中に冷却用パイプを鋳ぐるんだ
ステーブの場合、熱伝導率が高い(冷却能力が大きい)
のが特長であるが、上記(1)(2)の現象が起こると
耐火物の脱落により上記ステーブが炉内に露出してしま
い炉内反応の状況、あるいは炉の部位によっては過冷却
を起こすケースがあり好ましくない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するために提案したハイブリッドステーブであ
り、ステーブ表面に任意に偏析させたセラミック粒子を
ステーブ本体の鋳物に鋳造して一体化させる方法に関
し、鋳造時のセラミック粒子の分離、浮上の防止を目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものでその要旨とするところ
は、 貫通穴を有するセラミック粒子同士を耐熱性の棒を
挿入して連結し、セラミック体を形成し、該セラミック
体をステーブ枠金物のステーブ表面に、ステーブ表面に
対して垂直に複数配置して、表面にセラミック層を形成
し、ステーブ枠金物の裏面に冷却管を設置した後に、ス
テーブ表面にセラミック層を、裏面に冷却管を一体に鋳
造することを特徴とする。
【0009】 ステーブの枠金物のステーブ表面にセ
ラミック粒子を面状に敷き詰めた後、ステーブ表面に対
して平行に、セラミック粒径の3/4の編目を有する耐
熱性の金網を配置し、セラミック層を形成し、ステーブ
枠金物の裏面に冷却管を設置した後に、ステーブ表面に
セラミック層を、裏面に冷却パイプを一体に鋳造するこ
とを特徴とする。
【0010】 金属製パイプ内にセラミック粒子を充
填し、ステーブの枠金物のステーブ表面に該金属パイプ
をステーブ表面に平行に複数積層配置してセラミック層
を形成し、ステーブ金物枠の裏面に冷却管を設置した後
に、ステーブ表面にセラミック層を、裏面に冷却パイプ
を一体に鋳造することを特徴とする。 〜において、セラミック粒子を平均粒径がステ
ーブの表面側程大きくなるように粒度偏析させることを
特徴とする。
【0011】
【作用】ハイブリッドステーブは表面側にセラミック層
を配し、裏面側に鋳物を主体にし、この鋳物部に冷却パ
イプを内蔵させて一体に鋳ぐるんで鋳造した物であり、
前記セラミック層が断熱性、耐摩耗性を有する粒径が5
mmから50mm以下のセラミック粒子で形成されてお
り、ステーブ厚み方向の粒径(密度、配合)分布は炉内
側を強断熱、冷却パイプ側は高伝熱の設計思想に基づい
て断熱〜伝導度合をなだらかに変化させ、セラミック粒
子の平均粒径がステーブ表面側程大きくなるように粒度
偏析させて配合している。上記の目的からセラミック粒
径が5mmから50mm以下の物の組み合わせがよい。
【0012】ハイブリッドステーブのセラミック粒子は
酸化物、窒化物、炭化物系等で断熱性、耐摩耗性を有す
るものでボール状のものが鋳物と一体化させるのに好ま
しい。ハイブリッドステーブのセラミック粒子は鋳物に
よって包み込まれた状態になり、個々のセラミックスの
保持能力(ホールディング)アップにより早期、全面脱
落が防げ長寿命化が期待できる。また、長期間の使用に
よっていずれ摩耗、溶損が進行していくが、その変化が
緩やかであり、鋳物部への熱衝撃および炉内プロフィー
ルの急変化が生じなくて、特に反応炉として好ましい。
【0013】
【実施例】以下に本発明の実施例を図1に基づいて説明
する。図は、本発明のハイブリッドステーブを鉄皮に取
付けた状態を示している。図1において、4はステーブ
本体を形成する鋳物部、5は冷却パイプで、鋳物部4と
の鋳ぐるみ部を有し、その端部は冷却媒体の給・排部と
なっている。6は炉殻を形成する鉄皮で、これにステー
ブ本体を取付けボルト7で固定する。
【0014】ハイブリッドステーブを製造するにあたっ
て留意すべき点は、セラミックと鋳物の比重差である。
セラミックは鋳造時の鋳物より比重が軽いのでフリーな
状態で鋳込んだ場合セラミックは浮上し鋳物と完全分離
して一体構造物とならない。また当初目的の任意のセラ
ミック分布を得ることができない。そこで、本発明は鋳
造時のセラミック粒子の保持方法に関するものである。
【0015】ここに目的とするセラミック分布を成すハ
イブリッドステーブの製造方法を記述する。図3は“ビ
ーズ方式”と称するものである。任意の粒径の穴あきセ
ラミック9は、耐熱性を有する鋼線(SUS等)10を
挿入して連結保持されセラミック体とし、ナット11に
よって固定され、更に枠金物12によって全体補強をし
鋳型の下面にセットされる。ここでセラミック体の先端
はステーブ表面に揃えられている。冷却パイプ5を鋳型
の上面にセットした後注湯して一体鋳造される。
【0016】図4は“金網方式”と称するものである。
任意の粒径のセラミック9は、耐熱性を有しセラミック
粒径の3/4相当の網目の保持金網(SUS等)13に
よって保持され、ナット11によって固定され、これを
任意の段数に重ねた後、更に枠金物12によって全体補
強をし鋳型の下面にセットされる。段数は必要とされる
セラミック層の厚さで決定すればよい。冷却パイプ5を
鋳型の上面にセットした後注湯して一体鋳造される。
【0017】図5は“パイプ方式”と称するものであ
る。任意の粒径のセラミック9は、薄肉パイプ(普通炭
素鋼管)14の中に充填され、このパイプを組み合わ
せ、締結材15によって固定された後、更に枠金物4に
よって全体を補強し鋳型の下面に枠金物の表面に平行に
積層してセットされる。冷却パイプ5を鋳型の上面にセ
ットした後注湯して一体鋳造される。上記の実施例にお
いて枠金物すなわちステーブの表面側程セラミック粒子
の粒径が大きくなるよう配置すれば、容易にセラミック
層を粒度偏析させることができる。
【0018】
【発明の効果】上記の方法によって任意の粒径分布に固
定配置されたセラミックは、鋳型のなかにセットされ、
鋳造時にセラミックの分離、浮上が防止されて、鋳造後
も目的の粒径分布を維持したまま鋳物と一体化したハイ
ブリッドステーブが製造される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のハイブリッドステーブ例の模式図を示
す局部断面説明図
【図2】従来のステーブ例を示す局部断面説明図
【図3】本発明のハイブリッドステーブの一実施例を示
す局部断面説明図
【図4】本発明のハイブリッドステーブの他の実施例を
示す局部断面説明図
【図5】本発明のハイブリッドステーブの他の実施例を
示す局部断面説明図
【符号の説明】
1 耐火物 2 スタンプ材 3 鋳込み煉瓦 4 鋳物 5 冷却パイプ 6 鉄皮 7 取付けボルト 8 セラミック+鋳物層 9 セラミック 10 鋼線 11 ナット 12 枠金物 13 保持金網 14 パイプ 15 締結材 F 炉壁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 貫通穴を有するセラミック粒子同士を耐
    熱性の棒を挿入して連結し、セラミック体を形成し、該
    セラミック体をステーブ枠金物のステーブ表面に、ステ
    ーブ表面に対して垂直に複数配置して、表面にセラミッ
    ク層を形成し、ステーブ枠金物の裏面に冷却管を設置し
    た後に、ステーブ表面にセラミック層を、裏面に冷却管
    を一体に鋳造することを特徴とするハイブリッドステー
    ブの製造方法。
  2. 【請求項2】 ステーブの枠金物のステーブ表面にセラ
    ミック粒子を面状に敷き詰めた後、ステーブ表面に対し
    て平行に、セラミック粒径の3/4の編目を有する耐熱
    性の金網を配置し、セラミック層を形成し、ステーブ枠
    金物の裏面に冷却管を設置した後に、ステーブ表面にセ
    ラミック層を、裏面に冷却パイプを一体に鋳造すること
    を特徴とするハイブリッドステーブの製造方法。
  3. 【請求項3】 金属製パイプ内にセラミック粒子を充填
    し、ステーブの枠金物のステーブ表面に該金属パイプを
    ステーブ表面に平行に複数積層配置してセラミック層を
    形成し、ステーブ金物枠の裏面に冷却管を設置した後
    に、ステーブ表面にセラミック層を、裏面に冷却パイプ
    を一体に鋳造することを特徴とするハイブリッドステー
    ブの製造方法。
  4. 【請求項4】 セラミック粒子を平均粒径がステーブの
    表面側程大きくなるように粒度偏析させることを特徴と
    する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のハイブリ
    ッドステーブの製造方法。
JP26438894A 1994-10-05 1994-10-05 ハイブリッドステーブの製造方法 Withdrawn JPH08104910A (ja)

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