JPH0959707A - 混銑車の多層耐火ライニング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不定形耐火物施工の利点を生かし、ウエアー
材の損耗状態と耐用寿命の判断を容易にし、過度の補修
や巻替え作業の減少と安全性に優れた混銑車の耐火ライ
ニング構造の提供。 【解決手段】 パーマれんがを２分し、熱伝導率が０．
５〜２．５Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃの範囲に属する本パーマ
れんがと、熱伝導率が５〜２０Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃの範
囲に属する準パーマれんがを適用し、さらに、パーマれ
んがと接するウエアー材として、準パーマれんがの熱伝
導率を越えない範囲の不定形耐火物を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑の運搬あるい
は予備処理等に使用する混銑車のライニング構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、混銑車の稼働面側に使用され
るウエアー材としては、耐食性、耐酸化性、耐スポーリ
ング性、容積安定性などの観点から特公昭６０−４８４
６７号公報や特公昭６１−８８２号公報に開示されたア
ルミナ・炭化珪素・カーボンれんががあり、また、炉壁
形成れんがとしては、特公昭６０−３３６７１号公報に
開示されているように、カーボン含有体の炉内面を形成
する側とは反対側の面にカーボン体より低熱伝導性を有
する耐酸化性被覆層を設けたカーボン主体のれんがも知
られている。また、これられんが施工に際してのスコア
ーラインや膨張代の設定によって亀裂の幅や発生位置の
制御についての改善効果があることが認められている
が、まだ局部的な損耗が生ずることには変わりない。

【０００３】一方では、施工の単純化、施工工数の短縮
によるウエアー材の低コスト化を目的として、実開昭６
１−７９１９８号、特開平３−１０２１９０号等に開示
されたように、不定形耐火物による内張り施工が実施さ
れるようになった。

【０００４】しかし、不定形耐火物の使用による混銑車
の内張りは、形状が魚雷型であることによる形状の特異
性と大型であるということから、乾燥時の脱水による収
縮や、稼働時の熱サイクルに伴う熱応力の上昇によっ
て、稼働面から背面側に向けて稼働面と垂直な亀裂が生
じやすくなる。さらには、その亀裂が、その発生位置や
その幅の規則性に乏しく、不定形耐火物と接するパーマ
れんがまで伸長し、それが、亀裂からの局部的損耗への
発展や、溶銑が侵入してしまうという問題がある。

【０００５】この亀裂発生の抑制策としては、不定形耐
火物の低水分化施工による乾燥収縮の抑制が考えられる
が、１０ｍ以上もある長さの混銑車の場合には、乾燥収
縮による亀裂発生を防止することは困難であり、また、
施工体の緻密化による乾燥時の爆裂が生じやすくなる。

【０００６】さらに、一体施工体の不定形耐火物におい
ては、構造的スポールや酸化により稼働面と平行に亀裂
が生じ、パーマれんがから剥離する問題もある。

【０００７】また、稼働時においても、混銑車は異型で
あるために、熱応力が一部に集中しやすく、引っ張り強
度に劣る不定形耐火物に対して、その内部応力に耐える
得る強度を持たせることは難しい。そこで、溶融シリカ
やムライト等低膨張性原料や熱間で軟化変形しやすいロ
ー石原料やガラス粉等を使用することによって、効果的
に内部熱応力の上昇を抑えることが考えられるが、亀裂
の防止には不十分であり、その上、耐食性の低下がみら
れる。

【０００８】このように、不定形耐火物が、れんがに匹
敵する耐食性、耐酸化性、耐スポール性、容積安定性、
耐アブレージョン性等を備えていても、構造的要因によ
る亀裂が生じ易い。その上、その亀裂からくる局部的損
耗や溶銑侵入が、ウエアー材のどの位置まで進んでいる
かの確認と寿命判断が困難であるために過度の補修を必
要とし、ウエアー材の残厚に余裕がある状態において
も、張り替えを行うことを余儀なくされていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、不定
形耐火物が特徴として有する有する施工が簡単であり、
施工工数が少ない等の利点を生かした上に、ウエアー材
の損耗状態と耐用寿命の判断が容易で安全性が保たれ、
過度の補修や巻替え作業を減少できる混銑車の耐火ライ
ニング構造を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、不定形耐火物
と接するパーマれんがを多層にし、これを熱伝導性の点
から規定することにより、パーマライニングの信頼性を
向上させ、ウエアー材の寿命見極める判断を容易にする
混銑車の構造としたものである。

【００１１】すなわち、本発明は、れんがと不定形耐火
物を用いた施工体により形成された混銑車の多層耐火ラ
イニング構造において、鉄皮側から、熱伝導率が０．５
〜２．５Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃの本パーマれんがと、熱伝
導率が５〜２０Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃの準パーマれんがの
順に形成し、さらに、溶湯と接する稼働面部を前記準パ
ーマれんがの熱伝導率を越えない熱伝導率を有する不定
形耐火物によって形成したことを特徴とする。

【００１２】なお、本発明においては、永久内張り（パ
ーマネントライニング）れんが全体のことを「パーマれ
んが」と称し、この「パーマれんが」を熱伝導率と配設
部分により「本パーマれんが」と「準パーマれんが」に
区分し、さらに、稼働面部の内張り材を「ウエアー材」
と称する。

【００１３】本発明のライニング構造は、全体構造とし
ても、また、局部的な構造としても、いずれに対しても
適用できる。

【００１４】このように、パーマれんがを熱伝導率で本
パーマれんがと準パーマれんがに分けて複数層にするこ
とで、れんが自体の軽量化が可能となり、これによっ
て、築造作業が容易になる。また、溶湯と接する稼働面
部を形成する不定形耐火物の熱伝導率をパーマれんがと
の関係で規定することによってパーマ部への溶銑の侵入
による弊害を抑制でき混銑車としての保全が容易にな
る。

【００１５】本パーマれんがの熱伝導率２．５Ｋｃａｌ
／ｍｈ°Ｃより高い場合は、耐火ライニングの断熱性が
極めて低くなることから、搬送する溶銑の温度低下や鉄
皮温度上昇による鉄皮の変形問題が生じ、０．５Ｋｃａ
ｌ／ｍｈ°Ｃより低い場合は、本パーマれんがの耐食性
や圧縮或いは曲げ強度が弱くなり、パーマライニングの
信頼性が低くなる。

【００１６】さらに、準パーマれんがの熱伝導率を５〜
２０Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃと規定することによって、不定
形耐火物内の温度勾配を小さくでき、不定形耐火物の熱
サイクルによる亀裂の発生を抑えることができる。

【００１７】不定形耐火物の熱伝導率が準パーマれんが
よりも高い場合、もしくは準パーマれんがの熱伝導率が
５Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃより低い場合は、不定形耐火物と
準パーマれんがの界面温度が高くなり、不定形耐火物に
生じる亀裂からの溶銑の侵入があると、不定形耐火物と
準パーマれんがの接触部や目地に地金が回り、ウエアー
材が脱落するような大きな影響がある。

【００１８】また、準パーマれんがの熱伝導率が２０Ｋ
ｃａｌ／ｍｈ°Ｃより高い場合は、不定形耐火物の温度
勾配が大きくなりすぎるため、不定形耐火物の熱サイク
ルによる亀裂の発生が激しくなる。

【００１９】溶湯と接する稼働面部を形成する不定形耐
火物から見ると、その熱伝導率を前記準パーマれんがの
熱伝導率を越えない熱伝導率に規定し、不定形耐火物よ
り高い熱伝導率を有するパーマれんがを準パーマれんが
として不定形耐火物と接置させることで、不定形耐火物
とパーマれんがの界面温度が低下し、不定形耐火物に生
じる亀裂からの溶銑の侵入があっても、不定形耐火物に
生じる亀裂からの溶銑の侵入が深部まで到達しがたく不
定形耐火物とパーマれんがの接触部や目地等に地金が廻
ることがなく、パーマれんがや鉄皮への溶銑の侵入を防
ぎ、ウエアー材の脱落を防ぐことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に使用する前記熱伝導率を
有する本パーマれんがとしては、焼成れんが、不焼成れ
んがを問わずアルミナ・シリカ系れんがを適用でき、ま
た、耐スポール性や耐食性向上のための酸化物系耐火骨
材として、アルミナ、シリカ系骨材以外にジルコニア、
マグネシア、スピネル等の耐火原料を、さらに、耐酸化
性や強度付与剤として各種金属粉、硼化物、窒化物、ガ
ラス粉末等を含有させることができる。

【００２１】また、準パーマれんがにおいては、熱伝導
率を前記の特定範囲内にするためには、焼成れんが、不
焼成れんがを問わず、カーボンを含有せしめたアルミナ
・炭化珪素・カーボン質れんがを適用し、また、耐スポ
ール性や耐食性向上のための酸化物系耐火骨材として
は、アルミナ、シリカ系骨材以外にジルコニア、マグネ
シア、スピネル等の耐火原料を、更に、耐酸化性や強度
付与剤として各種金属粉、硼化物、窒化物、ガラス粉末
等を含有させる。

【００２２】さらに、不定形耐火物は、準パーマれんが
の熱伝導率である５〜２０Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃを越えな
い範囲に合わせて、原料、添加剤の配合を調整したもの
が使用でき、結合形態で、圧送、圧入、流し込みの施工
に適用できるものであればとくに制約はない。不定形耐
火物の熱伝導率を、準パーマれんがの熱伝導率である５
〜２０Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃを越えない範囲に調整するこ
とによって、準パーマれんがが露出した後も、その耐火
ライニングの信頼性が高く、過度の補修やウエアー材の
残厚に余裕がある状態での巻替えを必要としない。

【００２３】準パーマれんがとして水に対して濡れにく
い炭化珪素、カーボンを含有せしめることによって、不
定形耐火物の施工時、パーマれんがの吸水による流動性
の低下が抑制され、充填性が改善されるとともに、不定
形耐火物の準パーマれんが境界部付近、すなわち、不定
形耐火物側の脆弱な組織の形成が抑制され、不定形耐火
物の組織を稼働面から背面まで強固かつ均一にすること
ができる。

【００２４】また、パーマれんがを構成する本パーマれ
んがと準パーマれんがの何れか一方或いは各々を多層に
設けることことによってその耐用性や信頼性をより高め
ることも可能である。

【００２５】各パーマれんが間に使用される目地材につ
いての制約はとくにないが、パーマれんがと類似した材
質を使用することが熱勾配を大きくしないという点から
好ましい。

【００２６】さらに、パーマれんがと鉄皮間には鉄皮温
度の上昇を抑制したり、搬送する溶銑の温度低下を防止
するため断熱材を配置することもできる。

【００２７】

【実施例】本発明のライニング構造を実施した混銑車の
概略図を示す図１において、外側から１は鉄皮、２は本
パーマれんが、３は準パーマれんがであり、パーマれん
がの炉内面全体に不定形耐火物のウエアー材４を施した
例である。

【００２８】図２は、具体的な構造として、鉄皮１と本
パーマれんが２、及び本パーマれんが２と準パーマれん
が３の間は目地材５により接合され、準パーマれんが３
はウエアー材４の不定形耐火物と直に接してライニング
された実施例を示す。図中６はウエアー材４の溶銑と接
する炉内面側である。

【００２９】図３は、パーマれんがを３層とし、その
中、本パーマれんがを２１と２２の２層に分け、準パー
マれんが３を１層とすることで、準パーマれんが３が完
全に消耗されるまで使用することが可能となり、また、
鉄皮１と接触する本パーマれんが２２を繰り返し使用可
能な構造としたものである。

【００３０】図４は、ウエアー材４である不定形耐火物
から伝わる準パーマれんがの熱伝導が３１と３２の２層
となっているため段階的に本パーマれんが２に到達する
が、熱伝導率の高い準パーマれんが３の層が他のライニ
ング層より厚くなるため鉄皮１への熱が高くなることも
考えて、本パーマれんが２と鉄皮１の間に断熱材７とし
て断熱キャスタブルを配設した構造である。断熱材７と
しては、断熱キャスタブル以外に公知の断熱ボード、断
熱シート、断熱モルタル等も使用できる。

【００３１】図５は、パーマれんがの配列は図２の実施
例と同様であるが、熱によるライニング材の膨張を吸収
し鉄皮１の歪を予防するため、ウエアー材４と準パーマ
れんが３の間に膨張吸収材８のセラミックウールを配設
した構造を示す。

【００３２】次に、表１は、本発明のライニング構造に
適用した、ウエアー材４の不定形耐火物についての材質
例を示す。

【００３３】

【表１】 表２は、本発明のラィニング構造に適用したパーマれん
がと比較品の品質例を示す。

【００３４】

【表２】 表３は、ライニング構造に使用したパーマれんがの形状
を示す。

【００３５】

【表３】 前記の表１と表２においては、不定形耐火物とパーマれ
んがそれぞれの耐火物の特性を併せて示す。表中の耐食
性試験は、回転侵食法にて、高炉スラグを用い１５００
°Ｃ×５ｈの条件で行った。本発明のパーマれんがの熱
伝導率である０．５Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃより低い場合
（表２・Ｐ５）は、耐食性、圧縮或いは曲げ強度が著し
く低いことから、パーマれんがの信頼性が得られない。

【００３６】表１、２に示す耐火物を用いて、図２〜図
５に示すライニング構造を形成し、その実施例を表４
に、また、比較例を表５に示す。

【００３７】

【表４】

【表５】 それぞれの混銑車ライニング構造について、ウエアー材
４である不定形耐火物の巻替え修理における耐火物原単
位（耐火物総使用量／混銑車総溶銑搬送トン数）の確認
を行った。

【００３８】表４、表５中に、不定形耐火物原単位指数
と溶銑温度低下指数を示す。それぞれについて、実施例
１を１００とし、数値が小さい程、耐火物の使用量が少
なく、また、溶銑温度の低下が小さい。つまり、それぞ
れの指数は、小さい程優れていることを示す。

【００３９】本発明の表４における実施例１〜７は、ウ
エアー材４である不定形耐火物の残存厚がなくなるまで
使用でき、且つ搬送する溶銑の温度の低下を抑制できる
優れたライニング構造を示している。比較例１、２は、
従来から用いられていたライニング構造であり、比較例
３〜７は、パーマれんがの熱伝導率が逸脱した例を示
す。この様に、ライニング楕造が特許請求の範囲から逸
脱している場合は、搬送する総溶銑量に対する不定形耐
火物の使用量が高いか、若しくは溶銑温度が低下しやす
くなることか判る。

【００４０】

【発明の効果】本発明の混銑車のライニング構造によっ
て以下の効果を奏する。

【００４１】（１） ウエアー材として使用する不定形
耐火物施工の利点を生かして、ウエアー材の損耗状態と
耐用寿命の判断を容易にし、過度の補修や巻替え作業の
減少と安全性に優れている。

【００４２】（２） パーマれんが層を複数にするこ
とで、ウエアー材の性能を十分に生かし、安全性に優れ
る耐火ライニング構造であることから、混銑車本来の使
命である、搬送する溶銑の温度低下を損なうことなくラ
イニングされた不定形耐火物原単位を減少させ、耐久性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のライニング構造を適用した混銑車の
概略図である。

【図２】 鉄皮側から本パーマれんが、準パーマれんが
からなるの２層のパーマれんがと、炉内側を不定形耐火
物の順で配設した構造図である。

【図３】 不定形耐火物のウエアーライニング部を薄く
し、パーマれんがは３層での鉄皮に近い本パーマれんが
を２層にした構造図である。

【図４】 図３同様で、パーマれんが３層の内準パーマ
れんがを２層とし、本パーマれんがと鉄皮の間に断熱層
を配設した構造図である。

【図５】 鉄皮からパーマれんがを本パーマれんが、準
パーマれんがの２層で、準パーマれんがと不定形耐火物
の間に膨張代を設けた構造図である。

【符号の説明】

１ 鉄皮 ２ 本パーマれんが ３ 準パーマれんが ４ ウエアーライニング材 ５ 目地材 ６ 炉内面 ７ 断熱キャスタブル ８ セラミックウール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 泰次郎 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 山田 淳二 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 れんがと不定形耐火物を用いた施工体に
   より形成された混銑車の多層耐火ライニング構造におい
   て、鉄皮側から、熱伝導率が０．５〜２．５Ｋｃａｌ／
   ｍｈ°Ｃの本パーマれんがと、熱伝導率が５〜２０Ｋｃ
   ａｌ／ｍｈ°Ｃの準パーマれんがの順に形成し、さら
   に、溶湯と接する稼働面部を前記準パーマれんがの熱伝
   導率を越えない熱伝導率を有する不定形耐火物によって
   形成したことを特徴とする混銑車の多層耐火ライニング
   構造。
2. 【請求項２】 本パーマれんがをアルミナ・シリカ系と
   し、準パーマれんがをアルミナ・炭化珪素・カーボン質
   としたことを特徴とする請求項１に記載の混銑車の多層
   耐火ライニング構造。