JPH1029056A - 溶融金属容器の羽口部れんが積み構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属容器の各部位のうち、最も損傷の激
しい羽口ノズル部の損傷を防止することにより、溶融金
属容器全体の寿命延長を図る。 【解決手段】 羽口ノズル(1) を囲んで施工された円筒
状の羽口れんが(2) は、円周方向で目地をもたないた
め、羽口ノズル(1) を流れる溶融金属による磨耗を防止
できる。羽口れんが(2) を囲んで施工されたスリーブれ
んが(3) は低熱膨張であり且つ円周方向を分割されると
ともに、その周りには耐火モルタル(6) が施工されてい
るため、羽口ノズル(1) 及び羽口れんが(2) の熱膨張に
よる応力は、耐火モルタル(6) によって吸収するととも
に、スリーブれんが(3) の分割によって分散される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の技術分野】本発明は、溶融金属を収容する容
器、例えば取鍋やタンディッシュ等の溶融金属容器に関
するもので、特に羽口部のれんが積み構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属容器は、溶融金属を収容するた
めの側壁部及び敷部と、収容した溶融金属を排出しなが
らモールド等に注入するための羽口部とで構成されてい
るが、各部の耐火物は溶融金属の収容及び注入を繰り返
す度に溶損、磨耗さらには剥離などによって損傷する。
溶融金属容器は、各部分の耐火物のうち何れかが耐用限
度を超えた時点で、耐火物の張り替えを行うため、溶融
金属容器の寿命を延長させるためには、各耐火物の寿命
を均等に延長させることが必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、側壁部及び
敷部の耐火物は主に高温の溶融金属による溶損によって
薄肉になるのに対して、羽口部の耐火物は溶損に加えて
溶融金属の通過による磨耗によっても薄肉になるため、
羽口部の耐火物は他の耐火物と比べて寿命が短い。ま
た、側壁部及び敷部は容器内面側からのみ熱を受けるの
に対して、羽口部は容器内面側に加えてノズル孔側から
も熱を受ける。その結果、図５に示す縦断面図のよう
に、羽口れんが８には水平方向の亀裂ｂの他に、垂直方
向の亀裂ｃが発生する。そのため、亀裂ｂは亀裂ｃによ
って分断されて剥離し易くなり、羽口れんが８の寿命を
著しく縮めることになる。

【０００４】さらには、羽口部の耐火物は、側壁部及び
敷部と比べて構造が複雑で、且つ肉厚が部位毎で異なる
ため、図４に示す平面図のように、羽口れんが８には肉
厚の薄い部分に熱応力が集中して亀裂ａが発生し易い。

【０００５】羽口れんがの水平方向の亀裂発生を防止す
る方法として、例えば特開平５−５０２１４号公報によ
れば、図６に示すように、羽口れんがの部位を対角線で
４分割し、４分割した施工枠内に耐火れんが９と不定形
耐火材の流し込みブロック９とを施工し、対角線の相互
接触面の方向（垂直方向）の亀裂を発生させることで、
水平方向の亀裂発生を防止する方法が知られている。

【０００６】しかし、この方法では、水平方向の亀裂発
生を十分に防止できないため、水平方向の亀裂が垂直方
向の亀裂によって分断されることになる。また、図４と
同様に肉厚が最も薄い部分に亀裂ａが発生し易いと言う
問題がある他に、羽口ノズル周りの４分割目地部が溶融
金属の流れによる磨耗によって溶損する。

【０００７】本発明は、溶融金属容器の各部分のうち、
最も損傷の激しい羽口部耐火物の亀裂発生を防止するこ
とにより、溶融金属容器全体の寿命延長を図ることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、羽口ノ
ズル(1) を囲んで円筒状の羽口レンガ(2) が施工されて
おり、羽口れんが(2) を囲んで円筒状のスリーブれんが
(3) が施工されており、スリーブれんが(3) は周方向を
３分割以上に分割されていることによって達成される。
また、スリーブれんが(3) を囲んで平断面が四角形の異
形れんが(5) が施工されており、異形れんが(5) は周方
向を薄肉部で４分割に分割されていることによって達成
される。

【０００９】また、他の本発明によれば、羽口ノズル
(1) を囲んで円筒状の羽口れんが(2)が施工されてお
り、羽口れんが(2) を囲んで円筒状の不定形耐火材(4)
が施工されていることによって達成される。また、不定
形耐火材(4) を囲んで平断面が四角形の異形れんが(5)
が施工されており、異形れんが(5) は周方向を薄肉部で
４分割に分割されていることによって達成される。

【００１０】本発明による溶融金属容器の羽口れんが積
み構造は、羽口ノズル１を囲んで施工された円筒状の羽
口れんが２は、円周方向で目地をもたないため、羽口ノ
ズル１を流れる溶融金属による磨耗を防止できる。羽口
れんが２を囲んで施工されたスリーブれんが３は、低熱
膨張であり且つ円周方向を分割されているため、羽口ノ
ズル１及び羽口れんが２の熱膨張によって受ける応力
は、スリーブれんが３の分割面及び内外周の目地に施工
された耐火モルタル６によって吸収するとともに、スリ
ーブれんが３の分割によって分散される。

【００１１】その結果、熱膨張によって各れんが１，
２，３に付加される水平方向の応力が緩和されるため、
垂直方向の亀裂発生を防止できる。そのため、垂直方向
の亀裂が水平方向の亀裂を分断することによる各れんが
の剥離を防止できる。スリーブれんが３を囲んで施工さ
れた平断面が四角形の異形れんが５は、周方向の薄肉部
で４分割されているため、薄肉部への熱膨張応力の集中
を解消し、この部分の亀裂発生を防止できる。

【００１２】また、他の羽口れんが積み構造では、前記
構造と異なる点は、スリーブれんが３の部位に羽口れん
が１を囲んで熱膨張の小さい不定形耐火材４が円筒状に
施工されている。その結果、羽口ノズル１及び羽口レン
ガ２の熱膨張による応力は不定形耐火材４によって吸収
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の溶融金属容器の
羽口れんが積み構造を示す平面図であり、図２は図１の
Ｙ−Ｙ線縦断面図である。図において、１は溶融金属容
器に収容された溶融金属をタンデッッシュやモールド
（何れも図示しない）に供給するための羽口ノズルであ
る。

【００１４】羽口ノズル１は、強度の高い焼成のジルコ
ンれんが、アルミナれんが、スピネルれんがや、不焼成
のアルミナ−カ−ボンれんが、マグネシアカ−ボンれん
が、アルミナれんが、またはアルミナ系のプレキャスト
ブロックれんが等によって造られている。

【００１５】羽口ノズル１の外周囲には、シャモット等
の耐火モルタル６を介して円筒状の羽口れんが２が施工
されており、羽口れんが２は羽口ノズル１と同材質の耐
火れんがを適用できるが、熱膨張率が低く耐スポ−リン
グ性に優れたアルミナ系のプレキャストブロックれんが
の適用が最も好ましい。

【００１６】羽口れんが２の外周囲には、羽口れんが２
の熱膨張応力を吸収するためのスリ−ブれんが３が周方
向で４分割されて円筒状に施工されており、分割面及び
内外周面の目地を耐火物モルタル６によって接合されて
いる。スリ−ブれんが３の周りに施工される耐火物モル
タル６の厚みは、１〜４ｍｍが好ましく、１ｍｍ未満で
は熱膨張吸収効果が不十分であり、４ｍｍ超では目地溶
損が激しくなる。スリ−ブれんが３には羽口れんが２と
同材質の耐火れんがを適用できるが、熱膨張率の低いア
ルミナ系のプレキャストブロックれんがの適用が最も好
ましい。

【００１７】スリ−ブれんが３の外周囲には、耐火物モ
ルタル６を介して平断面が四角形の異形れんが５が施工
されている。異形レンガ５は薄肉部で分割されて４分割
となっており、スリ−ブレンガ３を保持拘束する。異形
れんが５には、羽口れんが２及びスリ−ブれんが３と同
材質の耐火れんがを適用できるが、強度の高い焼成のジ
ルコンれんが、アルミナれんが、スピネルれんがや、不
焼成のアルミナれんがの適用が最も好ましい。異形れん
が５の外周囲には耐火物モルタル６を介して敷れんが７
が施工されている。

【００１８】前記れんが積み構造による溶融金属容器の
使用においては、羽口ノズル１を囲んで施工された円筒
状の羽口れんが２は、円周方向で目地をもたないため、
羽口ノズル１を流れる溶融金属による磨耗を防止でき
る。羽口ノズル１は収容された溶融金属の熱の他に内部
を通過する溶融金属の熱によって膨張する。羽口ノズル
１の熱膨張により羽口れんが２には外側に拡がる方向の
応力Ｆ1 が加わる。

【００１９】その結果、羽口れんが２にも外側に拡がる
方向の応力Ｆ2 が発生するが、羽口れんが２の外側には
円周方向を４分割されたスリ−ブれんが３が施工されて
いるため、スリ−ブれんが３に付加される応力Ｆ2 は分
割面および内外周面に施工された耐火モルタル６によっ
て吸収されるとともに、スリーブれんが３の分割によっ
て分散される。その結果、熱膨張によって各れんがに付
加される水平方向の応力が緩和されるため、垂直方向の
亀裂発生を防止できる。そのため、垂直方向の亀裂によ
る水平方向の亀裂の分断を防止し、亀裂の分断による剥
離を防止できる。

【００２０】スリーブれんが３を囲んで施工された平断
面が四角形の異形れんが５は、周方向の薄肉部で４分割
されているため、薄肉部への熱膨張応力の集中を解消
し、この部分での亀裂発生を防止できる。異形れんが５
は、羽口ノズル１と羽口れんが２及びスリ−ブれんが３
を保持拘束することにより羽口ノズル１と羽口れんが２
及びスリ−ブれんが３の目地の広がりを防止し、目地部
への溶融金属の差し込みによって起こる各れんがの浮き
上がりを防止する。なお、図ではスリーブれんが３は４
分割としたが、スリーブれんが３の分割は３分割以上で
あればよい。

【００２１】図３は、本発明の他の溶融金属容器の羽口
れんが積み構造を示す平面図である。図１及び図２と異
なる点は、スリ−ブれんが３に代えて円筒状の不定形耐
火材４が施工されていること、及び不定形耐火材４の内
外周面への耐火モルタル６の施工を省略している点であ
る。不定形耐火材４は熱膨張率の低いアルミナ系のプレ
キャストブロックれんがの適用が最も好ましい。不定形
耐火材４の施工は粉状耐火材を突き固めたもの、または
流動状耐火材を流し込んだものの何れでもよい。不定形
耐火材４の厚みは１０〜５０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ
未満では応力吸収が不十分であり、５０ｍｍ超では溶損
が大きくなる。

【００２２】図３に示した溶融金属容器の使用において
は、図１及び図２と同様に、羽口ノズル１を囲んで施工
された円筒状の羽口れんが２は、円周方向で目地をもた
ないため、羽口ノズル１を流れる溶融金属による磨耗を
防止できる。羽口ノズル１は収容された溶融金属の熱の
他に内部を流れる溶融金属の熱によって膨張する。羽口
ノズル１の熱膨張により羽口れんが２には外側に拡がる
方向の応力Ｆ1 が加わる。そのため、羽口れんが２にも
外側に拡がる方向の応力Ｆ2 が発生するが、羽口れんが
２の外側には熱膨張を吸収する不定形耐火材４が施工さ
れているため、応力Ｆ2 は不定形耐火材４によって吸収
される。その結果、熱膨張によって羽口れんが２に付加
される水平方向の応力が緩和されるため、垂直方向の亀
裂発生を防止できる。そのため、垂直方向の亀裂による
水平方向の亀裂の分断を防止し、亀裂の分断による剥離
を防止できる。

【００２３】スリーブれんが３を囲んで施工された平断
面が四角形の異形れんが５は、周方向の薄肉部で４分割
されているため、薄肉部への熱膨張応力の集中を解消
し、この部分での亀裂発生を防止できる。異形れんが５
は、羽口ノズル１と羽口れんが２及びスリ−ブれんが３
を保持拘束することにより羽口ノズル１と羽口れんが２
及びスリ−ブれんが３の目地の広がりを防止し、目地部
への溶融金属の差し込みによって起こる各レンガの浮き
上がりを防止する効果を発揮する。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による溶
融金属容器の羽口れんが積み構造によれば、羽口ノズル
を囲んで目地をもたない円筒状の羽口れんがを施工した
ので、羽口ノズルを流れる溶融金属による目地溶損を防
止できる。羽口れんがを囲んで熱膨張を吸収する分割構
造のスリーブれんがを施工するか、または円筒状の不定
形耐火材を施工したので、羽口ノズル及び羽口れんがの
熱膨張応力による垂直方向の亀裂発生を防止できる。そ
の結果、垂直方向の亀裂による水平方向の亀裂の分断を
防止して、亀裂の分断による剥離を防止できる。スリー
ブれんが又は円筒状の不定形耐火材を囲んで施工された
平断面が四角形の異形れんがは、周方向の薄肉部で４分
割されているため、薄肉部への熱膨張応力の集中を解消
して、この部分の亀裂発生を防止できる。その結果、溶
融金属容器の使用回数を５０回以下から８０回以上に延
長することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融金属容器の羽口れんが積み構造の
平面図である。

【図２】図１のＹ−Ｙ線の縦断面図である。

【図３】本発明の他の溶融金属容器の羽口れんが積み構
造の平面図である。

【図４】従来の溶融金属容器の羽口れんが積み構造の平
面図である。

【図５】図４のＹ−Ｙ線の縦断面図である。

【図６】従来の溶融金属容器の羽口れんが積み構造の平
面図である。

【符号の説明】

１；羽口ノズル ２；羽口れんが ３；スリ−ブれんが ４；不定形耐火材 ５；異形れんが ６ 耐火モルタル ７；敷れんが ８；従来の羽口れんが ９；耐火れんが １０；流し込みブロック

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽口ノズル(1) を囲んで円筒状の羽口れ
   んが(2) が施工されており、羽口れんが(2) を囲んで円
   筒状のスリーブれんが(3) が施工されており、スリーブ
   れんが(3)は周方向を３分割以上に分割されていること
   を特徴とする溶融金属容器の羽口部れんが積み構造。
2. 【請求項２】スリーブれんが(3) を囲んで平断面が四角
   形の異形れんが(5)が施工されており、異形れんが(5)
   は周方向を薄肉部で４分割に分割されていることを特徴
   とする請求項１に記載の溶融金属容器の羽口部れんが積
   み構造。
3. 【請求項３】羽口ノズル(1) を囲んで円筒状の羽口れん
   が(2) が施工されており、羽口れんが(2) を囲んで円筒
   状の不定形耐火材(4) が施工されていることを特徴とす
   る溶融金属容器の羽口部れんが積み構造。
4. 【請求項４】不定形耐火材(4) を囲んで平断面が四角形
   の異形れんが(5) が施工されており、異形れんが(5) は
   周方向を薄肉部で４分割に分割されていることを特徴と
   する請求項３に記載の溶融金属容器の羽口部れんが積み
   構造。