JPS5833287B2 - 溶融金属用樋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉出銑樋等の溶融金属用樋に関する。

近年の大型高炉操業は厖大なる粗鋼生産能力を有してい
る事と同時に生産に係る副資材消耗原単位が比較的小さ
くて経済的である事から、今日の著しい発展と戒ってい
る。

然し、昨今の省エネルギー、省資源の呼びかけから更に
副資材消耗量の低減に対する要求が大きい。

上記、副資材の１つに耐火材料があり高炉操業において
は出銑樋材の占める割合が非常に大きい事は周知の通り
である。

高炉出銑樋における耐火ライニング材の溶損状況は大樋
、中樋、ノロ樋等によってそれぞれ特徴を異にしている
が、就中大樋では溶銑温度が高い上にスラグも多量に含
んでいるので、その溶損は著しい。

使用後の大樋ライニング材の溶損断面は第１図の如きパ
ターンが一般的、である（図においてＡは使用後の溶損
〜線、Ｂはスラグライン部を示す）。

即ち溶損はほぼ上下２段で著しいが、上段は主にスラグ
によって、下段は主に溶銑によって起こると考えられて
いる。

上記の如き溶損に対処すべく研究開発は日進月歩絶ゆま
さる所であるが、その主流はライニング材自身の耐食性
向上研究と施工方法の改善開発である。

然し乍らこれらの研究開発は、一つには経済的要請から
耐火材厚単価をあまり上昇出来ない事と、今一つには炉
前補修を短時間でせねばならず施工精度にバラツキを生
じて所望の効果が得られないことから、現状の樋構造で
は高性能耐火材を使用し得なかった。

なお出銑樋に水冷却構造が使用されていないのは、高温
溶銑の通過する樋に水を使用すると、もし漏水があり水
が溶銑にまき込まれた場合爆発の危険性があるためであ
る。

本発明は、かかる欠点を解消し、溶融金属流路を形成す
るワーキング・ライニング材の溶損速度を低減せしめ、
樋の耐久性向上、耐火材の節減、並びに安全、安定操業
を目的としてなされたものである。

即ち本発明は溶融金属流路を形成するワーキング・ライ
ニング不定形耐火物と外鉄皮との間の一部又は全面に、
冷却用配管を内蔵した高熱伝導性耐火レンガを配設した
ことを特徴とする溶融金属用樋を要旨とするものである
。

以下本発明を実施例に基づき説明する。

まず、本発明者らは実験室的にあるいは実炉テスト的に
得た多数の資料をもとに、種々の高温溶融体による耐火
材の損耗現象を解析した結果、所定の熱間結合強度以上
を有する耐火材、つまり単純な流体摩耗に耐性のある耐
火材に関しては、損耗機構の最も重要な律速段階は温度
であるとの結論に達した。

例えば、高温になれば耐火材構成物質は流路内溶融体へ
の溶解度が増したり、それ自身が液化したりして溶出す
る。

又、反応速度や反応量が増加して低融点化合物を生成す
る。

又、耐火材内部への溶融物の浸透を助長し、反応生成物
を構成して構造的スポーリングを惹起する、等々の現象
はすべて温度律速である。

従って何らかの手段で外部から耐火材を冷却せしめるこ
とによって、その損耗速度を遅延させ更に停止させる事
が※可能であるとの確信を得た。

本発明はかかる知見に基づき種々研究の結果完成したも
のであり、以下第２〜５図に示した高炉出銑大樋への実
施例に基づき説明する。

第２図ａ、ｂは本発明の一実施例を示す正面図及び斜視
図である。

図中１は溶融金属の流路となるワーキング・ライニング
材でスタンプ材、吹付材、流動鋳込材あるいは振動成形
材等不定形耐火物で構成され、流路として耐用性のある
合目的なライニング材であればいずれでも良く、又これ
らが比較的熱伝導率が高い材質（例えば、５ｋｃａｌ／
ｍ、ｈｒ−℃以上）であれば、本発明が主張する冷却効
果の発現を助長するので好ましい。

出銑樋としてのワーキング・ライニング材の材質例を第
１表に示す。

２は冷却用耐火構造体で、空気、蒸気、水等の冷却用熱
媒体配管３を高熱伝導性耐火材４で鋳ぐるんだレンガ構
造体である。

この耐火材４を高熱伝導性とするのは、この材料が十分
なる冷却機能を発揮する必要性の他、万一操業中に起こ
るかも知れない前記ワーキング・ライニング材１の異常
本損傷に対処すべきセイフテイー・ライニング材として
の使命をも果たさんが為である。

従ってこの耐火材４はセイフテイー・ライニング材とし
て耐用性がある事と、少なくとも１０ ｋｃａ＃ ７ｍ
−ｈ ｒ −ｄｅｇＣ以上の熱伝導率を有している事が
特に望ましく、その材質例を第２表に示した。

５は従来のセイフテイー・ライニング材で主にカーボン
質レンガを用いる。

６は通常のシャモツト質やアルミナ質等の耐火材を敷設
し、セイフテイー・ライニング材５から伝達される熱を
遮断して鉄皮７を保護する。

以上第２図の実施例は、ワーキング・ライニング材１の
局部溶損部の背面に冷却管内蔵耐火構造体２を配置し、
ワーキング・ライニング材全体の溶損バランスをとるよ
うにしたものである。

第３〜４図は本発明の他の実施例を示し、うち第３図は
ワーキング・ライニング材１の背面全体に冷却管内蔵耐
火構造体２を配置し、ワーキング・ライニング材全体の
溶損抑制を図ったものである。

また第４図はワーキング・ライニング材１の局部溶損部
の背面に冷却管内蔵耐火構造体２を、かつその外側にセ
フティ−・ライニング材６、例えばシャモツト質レンガ
を配した例であり、冷却管内蔵耐火構造体２が万一異常
溶損しても鉄皮の溶損を防止することができる。

本発明は、上記のような構成とすることにより、耐火材
１及び４の熱伝導率が高く、冷却管による冷却力が強い
から、これら耐火材の耐食性が著るしく向上する。

しかも耐火材４自体に耐食性の高い材質を使用するから
、たとえワーキング・ライニング材１が損耗しても長期
使用に充分耐えることができ、漏水の危険性を回避し得
る。

従って樋の寿命を大幅に延長せしめて安全、安定操業を
可能ならしめ、耐火材消耗量も著るしく節減できる。

なお本発明は出銑樋に限らず各種の溶融金属樋に適用可
能である。

実施例 ４０００ｍ級高炉の貯銑式大樋において、出銑口から２
〜６ｍ部のいわゆる湯当り部を含んだ箇所に、本発明第
２図と同一構造の樋を設置し実操業に供した。

これに用いた各耐火材の材質を第３表に示す。

なお樋の冷却管に１ｍ３／−・の送水を行なうと共に、
側壁部には稼動面から５０．５０，１００゜１００ｍｍ
間隔に熱電対ａ、ｂ、ｃ、ｄを埋設して温度を測定した
。

この態様で約３万ｔ（４０ｔａｐ）受銑した後、出銑口
から４ｍ地点での溶損状態を第５図左半分に示す。

また比較のため、第３表記載のものと同一の組成及び熱
伝導率のワーキングライニング材からなる従来の大樋で
、予め同一の場所及び受銑量による溶損状態を調査した
ので、これを第５図右手分に示す。

この従来樋における熱電対ａ、ｂ’。Ｃ／ 、 ｄ／の
埋設位置は本発明実施例の位置と同じである。

図においてＣは溶損部を示す。この結果、樋側壁部の受
銑量（ｔａｐ数）による温度変化は、第６図に記載の如
く本発明実施例の実線ａ、ｂ、ｃ、ｄと、従来樋の破線
ａ’、ｂ’、ｃ’。

ｄ′とでかなりの差異が認められた。

以上の結果により通銑量ｉ、ｏｏｏｔ当りの平均溶損速
度で比較すると、従来樋はスラグ部が６．５朋溶銑部が
３．５關であったのに対し、本発明実施例では夫々３．
１ ｍｍ、 ２．６ ｍｍとなり、本発明により樋の
溶損を著るしく低減し得ることが実証された。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉の貯銑式大樋における一般的な溶損断面図
、第２〜４図は本発明の実施例であり、うち第２図ａは
正面図、ｂは斜視図、第５図は本発明と従来例との溶損
断面比較図、第６図は同じく側壁部温度比較図である。 １・・・・・・ワーキング・ライニング材、２・・・・
・・冷却管内蔵耐火構造体、３・・・・・・冷却用配管
、４・・・・・・高熱伝導性耐火材、５・・・・・・セ
フティ−・ライニング材、６・・・・・・断熱性耐火材
、７・・・・・・鉄皮。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融金属流路を形成するワーキング・ライニング不
   定形耐火物と外鉄皮との間の一部又は全面に、冷却用配
   管を内蔵した高熱伝導性耐火レンガを配設したことを特
   徴とする溶融金属用樋。