JPS58199785A - 断熱ブロツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、主として溶鋼取鍋、トーピードカー等の溶
融金属容器に用いる断熱材料に関するものである。

近年、転炉装入前の溶銑に、ミルスケール、ＣａＯ等の
７ラツクスを作用させることにより、脱Ｓｔ、脱Ｐ処理
を施す、いわゆる溶銑予備処理が普及しつつある。この
予備処理技術は、転炉スラグ量を大巾に削減できること
により転炉出鋼歩留の向上等の利点がある反面脱８ｉさ
れた溶銑を転炉で吹錬する為転炉内での８ｉの酸化反応
熱がほとんど享受できず、更に脱８４１１Ｐ工程での放
熱により溶銑温度が低下し、転炉処理時に溶銑比率を高
めざるをえないという問題があった。

一方転炉より出鋼した溶鋼は、−且取鍋に注゛入され、
その後造塊場或いは連続鋳造機へ移送され鋼塊或いは鋳
片として半製品化される。この場合従来取鍋内張り耐火
物にはロー石基耐火物が多用されてきたが、溶製鋼種の
高級鋼化に伴ない転炉出鋼温度は上昇の一途を辿ってお
り勢い高温溶鋼を保持する取鍋内張り耐火物の溶損が増
大し取鍋寿命は６０〜８０ｃｈより約４０ｃｈ程度に迄
大巾に低下した。

この為１．耐溶損性にすぐれ・た、　ＭｇＯを主成分と
する塩基性耐火物を取鍋内張り耐火物に適用する方法が
普及しつつあるが、塩基性耐火物の熱伝導率は３．０　
（Ｋｃａｌ　／　ｍｈ　’Ｏ）程度と、ロー石基耐火物
の１．５〜２倍と高い為取鍋半径方向に内張り耐火物を
貫流し鍋鉄皮より大気へ放散される熱量の増大を招き、
この為取鍋内に保持された溶鋼の温度降Ｆ量は増大し、
転炉の出鋼温度を高めさるを得ないといった悪循環を生
じていた。

以−ヒの様な背景より、トーピードカー、取鍋等溶融金
属輸送容器のパーマネントレンガと容器鉄皮間に熱伝導
率が０．２〜０．３　Ｋｃａｌ／　ｍｈ’ｃ程度の断熱
レンガを施工する試みを一時期実施した。この結果トー
ピードカーに於いては転炉への溶銑装入温度を２０°Ｃ
程度増加させることができ、更に取鍋に於いては溶鋼保
持時間中の取鍋内溶鋼温度降Ｆを約１０　’Ｃ抑制しう
ろことが判明した。

（ッかし、かかる溶融金属容器に於いては、内張り面１
大物の熱膨張により容器半径方向に１０〜３０Ｋｐ　／
’　ｔＪ稈度の応力が作用すると共に、断熱レンガ、Ｌ
　昌−−／インドレンガの接面温度は８００〜１０００
（：の高幅になる為、熱間圧縮強度の低い断熱レンガは
バー−２′インドレンガと容器鉄皮間で多数の割４１を
生しとしくは粉化する現φが見られ、築炉構１青体とし
ての機能を全く失ってしまう為、断熱材を施工する方法
は実用化には到らなかった。

本発明は以上述べた従来の断熱レンガの難点に鑑み、極
めて低い熱伝導率を有すると共に充分な熱間強度を有す
る断熱ブロックを提供するものである。

すなわち、本発明は板金母材よりなる多数の匣状突起を
有する板金と平板板金を交互に積層するか、若しくは板
金母材よりなる多数の線状突起を有する板金を一層毎に
線状突起が互いに交差するよう積層し、ビン或いはホル
トナツト等で固着一体化させたことを特徴とした断熱ブ
ロックである。

次に本発明の構成及・び作用について図面を用いて説明
する。

本発明は第１図に示すような板金母材よりなる基本構成
単位となっている。

本出願人はすでに第４図に示すような板金母材よりなる
多数の突起２を有する板金１を複数板積層した後、ビン
或いはホルトナツト等の止め具６て積層物５を固着一体
化した断熱ブロックを提案している。なお第５図は第４
図の側面図を示す。

かかる突起２は板金を積層する際に積層した板金間に薄
い空気層を確保するスペーサとして機能する一方、板金
間の空気層が板金平面に平行して移動する空気層対流を
阻害する障害物としても機能し、更に積層板金は該突起
による点接触状態で保持される為、積層板金平面に対し
垂直に貫流する熱流に対する大きな熱抵抗としても機能
する。

従ってかかる積層板金を板金平面に垂直に貫流する熱移
動はほとんと積層板金間の輻射伝熱と空気層内の熱伝導
によってのみ行われる為、積層板金の見掛の熱伝導率は
０．０７〜０．１　Ｋｃａｌ　／　ｍｈ　’Ｏ程度と、
極めて高い断熱性能が得られる。ここで見掛の執伝導−
ヰλは０式で定義した。

λ＝Ｑ〕／ΔＴ　　・−・・・・・　■（ンは積層板金
を板金平面に対し垂直に貫流する熱流束（Ｋｃａｌ　／
　ｍ’　ｈ）、ノは板金の空気層も含めた積層厚み（ｍ
ｌ、Δ′Ｆは板金積層物の最上面と最下面の板金のＷ、
度差Ｕである。

かかる板金積層物５を溶融金属容器の鉄皮〜パーマネン
トレンガ間に施工する場合について、第１３図を参考に
して説明する。

第１３図は本発明を取鍋に適用した場合の一実施例で取
鍋側面の部分断面図を示し、１２は塩基性耐火物で構成
されるウェアーレンガ、１３は１〕−石基耐火物で構成
されるパーマネントレンガ、１４は本発明による断熱ブ
ロック、１５は取鍋の鉄皮である。

該板金積層物５は第１３図に示すように、トーピードカ
・−１取鍋等の溶融金属容器の鉄皮１５　・（−マ不ン
トレンガ１３間に施工した場合、）＜’　−−’ネット
レンガ１３側の数枚の板金は約１０００°Ｃ程度の高温
状態となり、且つウェアー耐火物１２及びパーマレンガ
１３の熱膨張により容器半径方向への１０〜３０〜／　
ｃｄ程度の圧縮力の作用をうける。この圧縮力は全て板
金に形成された突起に作用する一方、板金母材の強度は
高温になるにつれ著しく小さくなる。この為高温且つ高
圧縮力の作用する場で、該板金積層物を使用する場合は
板金単位表面積当りの突起個数、即ち突起密度（個／ｃ
ｒＡ　）を増大させ、突起−個当りに作用する圧縮力を
軽減し、突起が完全に押潰されないよう配慮する必要が
ある。

例えば丘状突起２を有する板金積層物５の場合、突起が
完全に押潰されない条件を満たす突起密度η（個／、、
りは概ね０式で与えられる。

ここでｄは丘状突起径（＝’ｆｆ＋）、ｔは板金板厚（
備）、Ｐは圧縮力（１＆／ｃｄ）、σアは板金の降伏応
力（１＆／、ｄ）である。従って板金母材として板厚が
０．０４７’Ｉ１１〜０．０５６ｎ程度の薄鉄板で構成
し前述した如き溶融金゛属容器に適用した場合、突起密
度を４〜７個／ｃｌ程度まで増大させる必要がある。か
かる場合、各突起間間隔が接近する為、同一方向に該板
金１゜３を積層した場合、第６図に示す如く、上部板金
の突起陥没部８に下部板金の突起突出部９がくい込み板
金積層物５の形状を悪′：イヒさせる原因になると共に
、各板金間の接触面積を増大させる為断熱性能を低下さ
せる原因となっている。

特に溶融金属容器に該板金積層物５を適用した場合最大
３ｏＴｂ／ｃｄ程度の圧縮力が作用する為、前述した突
起のくい込み現象は著しく、板金積層物の各辺における
積層厚みが２０〜３０％程度も異なる為、内張耐火物の
せり状態が不安定となり著しくは部分崩壊を生じる場合
がある。しかして本発明は以上述べた問題点を次の各方
策によって容易に解決した。すなわち、線状突起を有す
る板金の場合、第２図及び第３図に示す如き板金を線状
突起が互いに交差する様に、積層すれば良い。

第７図は線状突起４を有する板金３を用いた本発明断熱
ブロックの説明図で、第８図は第７図の側面断面図であ
る。この方法により線状突起密度がいかに大きくなろう
とも第６図に示す如き突起のくい込み現象は回避される
。

一方、丘状突起２を有する板金の場合、丘状突起を有す
る板金と平板板金１０を交互に積層することにより解決
で・きる。

第９図は丘状突起２を有す板金１と平板板金１０’とを
交互に積層した本発明の断熱ブロックの説明図である。

この場合第９図に示す如く突起突出し方向をそろえて積
層した板金の間に平板板金１０をはさみ込んだ場合、突
起のくい込み現象は回避でき、為に板金積層物５の形状
は良好に保持てきる。平板板金と線状突起４を有する板
金と積層した断熱ブロックの場合、平板板金と線状突起
４を有す板金間の接触面積が増大する為、板金積層物５
の見掛けの熱伝導率は０．０１〜０．０３程度増加し、
断熱性能が低下する為好ましくない。

第１０図は本発明断熱ブロックの一例を示し、表側と裏
側に多数の突起２を形成した板金１を積層し、この板金
の間に平板板金１０をはさみ込んだ場合である。この平
板板金の存在により積層板金間の突起のくい込み現象は
回避され、且つ積層板金間の点接触状態が確保される為
、１０〜３０１５／ｄ程度の圧縮力が作用する場に於い
ても板金積層物の断熱ブロックとしての形状をほとんど
変化させることなく、熱伝導率が０．０７〜０．１　Ｋ
ｃａｌ／７Ｘｈ　℃程度の極めて良好な断熱性能を得る
ことができる。

尚本発明の適用にあたっては板金を積層後冷間プレス等
で適用部位に作用する圧縮力以上の圧縮力を板金積層物
にかけ突起を第１１図に示す如く半ば座屈させた後、ピ
ン或いはボルトナツト等で固着一体化させた断熱ブロッ
クとして使用することが出来る。

第１２図は本発明の他の一例を示し、第１０図に示すよ
うな表側と裏側に多数の丘状突起２を形成した後、突起
を半ば座屈させた突起１１を有する板金と平板板金とを
交互に積して一体となした断熱ブロックである。これに
より突起製作時に生じた突起高さのばらつきが皆無化さ
れる為更に断熱ブロックの形状を整えることがてきると
共に板金の、空気層も含めた積層厚みノが減少できる為
、見掛の熱伝導率λを更に０．０６〜０．０９Ｋｃａ　
１Ａｎｈ’ｃ程度にまで減少させることができる。

また該断熱ブロックの周縁に空気の流入があり更に７０
０℃以上に板金温度が上昇する場合は、高温酸化による
板金強度の劣化等の影響がある為、板金母材としてはス
テンレス−の薄板を使用することが望しい。

第１３図は本発明を取鍋に適用した場合の−実施例て取
鍋側面の部分断面図である。１２は塩基性耐火物で構成
されるウェアーレンガ、１３はロー石基耐火物で構成さ
れるパーマネントレンガ、１４は本発明による断熱ブロ
ック、１５は取鍋の鉄皮である。

以上述べた如く本発明による断熱ブロックは少くとも最
大３０し／−程度の圧縮力が作用し、且つ最大１０００
℃程度迄、温度が上昇する場に於いても０．０６〜０．
１　Ｋｃａｌ／ｎｈ　℃程度の極めてすぐれた断軌性能
を発揮することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図はＲ状突起を有する板金の説明図、第２図は線状
突起を有する板金の説明図、第３図は第２図の線状突起
と交差方向に線状突起を有する板金の説明図、 第４図は丘状突起を有する板金を積層した板金積層物よ
りなる断熱ブロックの説明図、第５図は第４図の断面図
、 第６図は積層された板金の丘状突起のくい込み状態を示
す部分断面説明図、 第７図は線状突起を有する板金を積層した本発明断熱ブ
ロックの説明図、 第８図は第７図の断面図、 第９図は丘状突起を有する板金と平板板金とを積層した
本発明断熱ブロックの部分断面説明図、第１０図は表と
裏に丘状突起を有する板金と、平板板金とを積層した本
発明断熱ブロックの部分断面説明図、 第１１図は丘状突起板金の突起を半ば挫屈せしめた場合
の説明図、 第１２図は第１０図の丘状突起を半ば挫屈せしめた板金
と平板板金を積層した本発明断熱ブロックの部分断面図
、 第１３図は本発明断熱ブロックを適用した取鍋の部分断
面説明図である。 １．３　　板金 ２　　　丘状突起。 ４．７　　　線状突起 ５　　　板金積層物 ６　　　止め具 ８　　　突起陥没部 ９　　　下部板金の突起突出部 １０　　　　平板板金 １１　　　　半は座屈させた突起 １２　　　　　塩基性耐火物製のウェアーレンガ１３　
　　　ロー行系耐火物製のパーマネントレンガ１４　　
　　本発明断熱ブロック １５　　　　鉄皮 第７図 第３回 １％７面 第５Ｚ　　　　　　箒ｇ目 第１／図 第１Ｏ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板金母材よりなる多数の丘状突起を有する板金と平板板
   金を交互に積層するかもしくは板金母材よりなる多数の
   線状突起を有する板金を一層毎に線状突起が互いに交差
   するよう積層し、ピン或いはボルトナツト等で固着一体
   化させたことを特徴とした断熱ブロック。