JP2000288718A

JP2000288718A - 多孔質耐火物部を有する溶湯容器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000288718A
Application number: JP11100079A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hirai; 直樹平井; Hidetoshi Terajima; 英俊寺島; Kiyoshi Goto; 潔後藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】多孔質耐火物部を有する溶湯容器およびその
製造方法を提供する。【解決手段】内側から順に不定形耐火物、パーマレン
ガおよび鉄皮からなる溶湯容器において、不定形耐火物
の少なくとも一部に真気孔率２０〜８０容量％の多孔質
耐火物部を有することを特徴とする溶湯容器である。こ
の溶湯容器は、鉄皮の内側にパーマレンガを構築し、次
いで中子を挿入した後に不定形耐火物を流し込み、養生
後脱枠し焼成する溶湯容器の製造方法において、該中子
の外周に凸部を有する中子を挿入し、かつ養生および脱
枠後に該凸部によって生じた不定形耐火物の凹部を加熱
多孔性耐火物で装填した後焼成することで製造すること
でできる。本発明によれば、一体成型された不定形耐火
物の損傷を抑制し、該溶湯容器の寿命を延ばし、製錬コ
ストを安価にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不定形耐火物の表
面または内部に真気孔率２０〜８０容量％の多孔質耐火
物部を有する溶湯容器およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属をはじめとする高温のガス、液
体、固体を取り扱う窯業では、溶湯容器を使用する。溶
湯容器は、製錬炉からでた溶融金属などの運搬容器、溶
融金属の処理時および鋳込み時の保存容器等として使用
されるものであり、数ｔから３００ｔを越える容量をも
つものもある。溶湯容器の一般的な特徴は、高温である
溶鋼を受鋼することに加え、該溶湯容器の使用可能な範
囲で、常に高温と低温との温度差を被ることである。こ
のため、鉄皮の外殻内にパーマレンガによるパーマ部を
構築し、その内部に不定形耐火物によるワーク部を形成
する溶湯容器が多用されているが、不定形耐火物の使用
の際の熱膨張に起因する亀裂が発生しやすくなってい
る。すなわち、耐火物自体が熱膨張性を有する一方、外
殻を構成する鉄皮は形状が固定されているため、熱膨張
の際に生ずる応力によって不定形耐火物内に亀裂が生ず
るのである。

【０００３】また、亀裂は溶湯容器の使用時に耐火物を
急熱または急冷したとき、表面と内部との膨張差による
応力の発生によっても生じるが、溶湯容器はその使用可
能な期間中に複数回の激しい温度差を被るため、亀裂の
成長や損傷により不定形耐火物の損傷がより大きくな
る。更に、溶湯容器としての使用時に、該耐火物がスラ
グなどを吸収し、加熱面と内部面で成分、組織、結晶相
などが異なり、両者の膨張差により亀裂が生ずる場合も
ある。

【０００４】このような不定形耐火物内の亀裂等の損傷
があると、その使用中において該亀裂を通ってパーマレ
ンガに到達した溶鋼はパーマレンガの目地に侵入して鉄
皮まで到達し、最悪の場合、漏鋼トラブルに至る可能性
がある。また、不定形耐火物内面から伝達する熱により
外殻を構成する鉄皮が高温になり、熱歪みにより鉄皮が
変形したり、歪みの繰り返しによりついには亀裂がはい
る場合もある。

【０００５】この様な不定形耐火物の熱膨張を吸収する
技術として、特開平６１−２５２４８６号公報には、耐
火レンガの熱膨張により発生する隣接耐火レンガとの接
触端に発生する応力を、耐火レンガブロックの炉内側内
周寸法（Ｌ）と目地厚（ｄ）との比（ｄ／Ｌ）を＜１．
０あるいは＞２．０に規定することで低下させ、金属溶
融炉の炉底耐火レンガの損傷を防止する方法を開示して
いる。ｄ／Ｌが小さいと熱膨張による接触がブロックの
炉半径方向長さ（ＸＲ）の長い領域でおこり、開放端は
鉄皮よりの低温側に移動することで発生引張応力値が小
さくなる。一方、ｄ／Ｌが大きくなると、周方向への熱
膨張による接触領域量が小さくなり、隣接する耐火物か
らの応力が小さくなることで引張応力は減少するとして
いる。

【０００６】また、特開昭６０−１７００７号公報に
は、高炉炉壁の耐火レンガ積みに際し、レンガ用モルタ
ルを可縮性の大きなモルタルを使用し、その厚さも炉芯
側を鉄皮側より厚くすることにより、レンガの熱膨張吸
収材を必要とせずに熱膨張による炉内レンガの損傷を低
減させる方法が開示されている。具体的には、高炉の鉄
皮の内側に耐火レンガを積み上げて炉壁を構築し、使用
する耐火モルタル中に有機繊維を添加してモルタルの可
縮性を１０〜２０％にしたものを使用するものである。
また、耐火レンガ間のモルタル厚を炉心側耐火レンガの
モルタル厚を鉄皮側のモルタル厚より厚くし、炉内高温
による耐火レンガの熱膨張をモルタルで吸収可能とし、
従来のようにセラミックファイバー等の熱膨張吸収代を
設けることなく、耐火レンガが熱膨張で損傷するのを防
止するとしている。

【０００７】更に、特開平１０−２２０９６９号公報に
は、窯炉底部の不定形耐火物内張り施工における目地形
成方法が開示されている。熱膨張の吸収代がないために
生ずる窯炉底部の浮き上がりを防止すべく、底部の不定
形耐火物に目地を形成するものである。目地形成方法と
して、ダンボール等の加熱消失板と硬質補強材とを不定
形耐火物施工部位に配置固定した後に不定形耐火物を流
し込み、次いで該硬質補強材を抜き取る旨が記載されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記、
特開昭６０−１７００７号公報および特開平６１−２５
２４８６号公報は、何れもレンガ部の構築を対象とする
ものである。溶湯容器においてはその内部で最も高温の
内容物と接触するのはワーク部であり、しかも近年は該
ワーク部が不定形耐火物で構成されることが多く、これ
により、レンガ積みの熟練を不要とし、工事期間を短縮
・省力化することができ、目地無しの一体施工体が得ら
れるため低コストとなる等の利点を得ることができる。
従って、上記公報が開示するレンガ構築による熱膨張緩
和の方法では、溶湯容器の内、最も高温の内容物を受容
する不定形耐火物の熱膨張を緩和することはできない。
また、特開平１０−２２０９６９号公報のように、硬質
補強材の除去作業を行うのは極めて大きな容量を有する
溶湯容器の施工において手間がかかり実際的でない。該
公報は、溶湯容器側壁の内張りは背面に設けられている
断熱材が熱膨張を吸収するので特に問題はないとしてい
るが、熱膨張は側壁部にも生じ、このため熱膨張による
応力が発生する。更に、目地部に設けた間隙が不定形耐
火物の熱膨張率に適合しない場合には、目地部に高温の
内容物が貫入し、溶湯容器全体の損傷に結びつく。

【０００９】その一方、溶湯容器は高温の内容物を受容
し熱的な損傷を常に受け、これに加えて密度の高い内容
物を受容するための振動等の機械的な損傷や、内容物が
酸性であるか塩基性であるか等による化学的な損傷を受
ける。従って、不定形耐火物内に不定期な亀裂が発生す
るとこの亀裂は容易に成長し、溶湯容器全体の補修が必
要となる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、不定形耐
火物を有する溶湯容器の制作時に、不定形耐火物に多孔
質耐火物部を設けることで、不定形耐火物に発生する熱
膨張を緩和し、不定形耐火物の使用回数を向上させ得る
ことを見出し、本発明を完成させた。

【００１１】すなわち本発明は、以下の（１）〜（１
１）を提供するものである。

【００１２】（１）内側から順に不定形耐火物、パー
マレンガおよび鉄皮からなる溶湯容器において、不定形
耐火物の少なくとも一部に真気孔率２０〜８０容量％の
多孔質耐火物部を有することを特徴とする溶湯容器。

【００１３】（２）該多孔質耐火物部が、該不定形耐
火物稼動面からパーマレンガに向かい深さ５ｍｍから最
大該不定形耐火物厚、該不定形耐火物の長手方向に長さ
５ｍｍから最大該不定形耐火物長さ、該不定形耐火物外
表面に幅０．５〜５０ｍｍにあることを特徴とする上記
（１）記載の溶湯容器。

【００１４】（３）該不定形耐火物が、該多孔質耐火
物部を２〜１００個有することを特徴とする上記（１）
または（２）記載の溶湯容器。

【００１５】（４）該多孔質耐火物部が、アルミナ、
マグネシア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカー
ボンからなる群から選ばれる１種以上の成分からなる上
記（１）〜（３）のいずれかに記載の溶湯容器。

【００１６】（５）鉄皮の内側にパーマレンガを構築
し、次いで中子を挿入した後に不定形耐火物を流し込
み、養生後脱枠し焼成する上記（１）記載の溶湯容器の
製造方法において、該中子の脱枠後に該不定形耐火物表
面に加熱多孔性耐火物を塗布し、その後焼成することを
特徴とする溶湯容器の製造方法。

【００１７】（６）鉄皮の内側にパーマレンガを構築
し、次いで中子を挿入した後に不定形耐火物を流し込
み、養生後脱枠し焼成する上記（１）記載の溶湯容器の
製造方法において、該中子の外周に凸部を有する中子を
挿入し、養生および脱枠後に該凸部によって生じた不定
形耐火物の凹部を加熱多孔性耐火物で装填し、次いで焼
成することを特徴とする溶湯容器の製造方法。

【００１８】（７）該中子の外周に凸部を有する中子
が、該凸部となる部材を磁性を介して中子に固定したも
のである上記（６）記載の溶湯容器の製造方法。

【００１９】（８）鉄皮の内側にパーマレンガを構築
し、次いで中子を挿入した後に不定形耐火物を流し込
み、養生後脱枠し焼成する上記（１）記載の溶湯容器の
製造方法において、中子の外周に凸部部材を嵌合した中
子を挿入した後に養生し、次いで該凸部部材を除去した
後に中子を脱枠し、その後該凸部によって生じた不定形
耐火物の凹部を加熱多孔性耐火物で装填した後に焼成す
ることを特徴とする溶湯容器の製造方法。

【００２０】（９）該加熱多孔性耐火物が、アルミ
ナ、マグネシア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素および
カーボンからなる群から選ばれる１種以上である上記
（５）〜（８）のいずれかに記載の溶湯容器の製造方
法。

【００２１】（１０）該加熱多孔性耐火物が、ＳｉＯ
₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃およびＭｇＯなる群から選ばれる
１種以上の成分を２０〜８０容量％および加熱消失性物
質８０〜２０容量％とを含有する多孔性組成物である上
記（５）〜（９）のいずれかに記載の溶湯容器の製造方
法。

【００２２】（１１）該加熱消失性物質が、木材、紙
材、布材、軽金属、高分子樹脂からなる群から選ばれる
１種以上である上記（１０）記載の溶湯容器の製造方
法。

【００２３】

【発明の実施の形態】溶湯容器の内張りに用いられる不
定形耐火物は、使用時に熱膨張を起こすが、目地無し一
体施工され溶湯容器の外殻が鉄皮で覆われているため熱
膨張に伴う応力の吸収代がなく不定形耐火物内に亀裂が
任意に発生する。

【００２４】本発明はワーク部に不定形耐火物を使用す
る溶湯容器において、不定形耐火物に多孔質耐火物部を
設けるものである。多孔質物質には多数の空気で満たさ
れた気孔が存在するため、この気孔が使用の際の不定形
耐火物の熱膨張によって生ずる応力を吸収する。このた
め該応力によって生ずる亀裂の発生がなくなる。また、
多孔質耐火物部と不定形耐火物との間に不連続層が形成
されることから、この不連続層間の間隙も応力の緩和作
用を奏する。加えて、不定形耐火物は脆性を有するため
に亀裂が成長し易いが、該不連続層で亀裂の成長が止ま
る。これによって、任意に生ずる亀裂の成長が抑制でき
る。

【００２５】この様な多孔質耐火物部を有する溶湯容器
を簡便に製造するには、中子に該多孔質部を予め設ける
ことが簡便であり、中子脱枠後に加熱多孔性耐火物を装
填する。以下、本発明を詳細に説明する。

【００２６】本発明の溶湯容器は、内側から順に不定形
耐火物、パーマレンガおよび鉄皮からなり、不定形耐火
物の少なくとも一部に真気孔率２０〜８０容量％の多孔
質耐火物部を有することを特徴とする。

【００２７】ここに真気孔率とは、ＪＩＳＲ２６１４
−１９８５に規定する耐火断熱れんがの真気孔率の測定
方法によるものをいう。好ましい真気孔率は、使用する
不定形耐火物の熱膨張率や、溶湯容器が受容する内容物
の温度および種類等により適宜選択することができる
が、鉄鋼を受鋼する溶湯容器の場合には、好ましくは２
０〜８０容量％で有り、特に好ましくは４０〜６０容量
％である。また多孔性耐火物の耐火度は、ＪＩＳＲ２
２０４−１９９１に従い、ＳＫ３０以上である。このよ
うな、多孔質耐火物部として、アルミナ、マグネシア、
スピネル、ＺｒＯ ₂、炭化珪素およびカーボンからなる
群から選ばれ１種以上を含有するものがある。

【００２８】該多孔質耐火物部は、不定形耐火物の少な
くとも一部に存在することを要するが、その形状や不定
形耐火物内の位置については特に制限はない。しかしな
がら、不定形耐火物の表面または内部に放射状に有する
ことが好ましい。ここに放射状とは、図１のＡ図に示す
ように溶湯容器の横断面の溶湯容器中心から不定形耐火
物に向かう各線の関係が放射状であることを意味する。
図１のＢ図は溶湯容器の縦断面を示したものである。不
定形耐火物の表面またはその内部に放射状に多孔質耐火
物部を形成することで、熱膨張を均一に緩和することが
できるからである。

【００２９】該多孔質耐火物部は、該不定形耐火物から
パーマレンガに向かい深さ５ｍｍから最大該不定形耐火
物厚、該不定形耐火物の長手方向に長さ５ｍｍから最大
該不定形耐火物長さ、該不定形耐火物外表面に幅０．５
〜５０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、深
さ２０ｍｍから最大該不定形耐火物厚、長さ２０ｍｍか
ら最大該不定形耐火物長さ、幅５〜５０ｍｍである。ま
た、不定形耐火物はその構成成分により熱膨張率が異な
るため、不定形耐火物の施工時または溶湯容器の使用時
における熱膨張率も異なる。従って、多孔質耐火物部の
真気孔率の選択と共に、上記範囲内で多孔質耐火物部の
サイズを適宜選択し、該溶湯容器製造の際の使用時に生
ずる熱膨張を吸収することができる。なお、上記サイズ
は、平行四辺形に限ることを意味するものではなく、上
記範囲の平行四辺形内で形成される全ての形状が選択可
能である。

【００３０】該多孔質耐火物部は不定形耐火物の表面ま
たは内部に２〜１００個、より好ましくは３〜５０個、
特には４〜１５個有する。この多孔質耐火物部数も不定
形耐火物の熱膨張率に応じて多孔質耐火物部サイズを勘
案して選択することができる。

【００３１】図２は多孔質耐火物部を設けた溶湯容器で
ありＡ図はその平面図であるが、同Ｂ図に示すように、
該多孔質耐火物部が溶湯容器の上部から下部に至る一体
物である必要はなく、これが複数に分断されていてもよ
い。また多孔質耐火物部の形状は該容器内の上部から下
部に向かい大きくすることもできる。不定形耐火物の厚
さが異なる場合など、溶湯容器の上部と下部とで膨張率
も相違する場合には、極めて有効に圧縮応力によって生
ずる亀裂を防止することができる。

【００３２】なお、本発明においてパーマレンガとは、
パーマ部を構築するレンガをいい、その形状、材質は問
わず、粘土質レンガ、けい石質レンガ、高アルミナ質レ
ンガ、マグネシア質レンガ、クロム・マグネシア質レン
ガなどを使用することができる。本発明では、鉄皮の内
側で裏張り部にパーマレンガを構築することとしたの
は、不定形耐火物が崩落しても溶鉄が直接鉄皮と接触
し、漏洩を防止できるためである。特に、本発明のよう
に多孔質の耐火物を不定形耐火物に有する場合には、漏
洩に対して有効である。

【００３３】また、本発明で使用する不定形耐火物に使
用する耐火原料の骨材及び微粉は一般に不定形材料とし
て使用されるもので良く特に限定されるものはない。例
えば、電融又は焼結アルミナ、仮焼アルミナ、ボーキサ
イト、電融又は合成ムライト、シリマナイト、アンダリ
ューサイト、カイヤナイト、バン土頁岩、シャモット、
ロー石、珪石、溶融シリカ、電融又は焼結マグネシア、
電融又は焼結スピネル、蒸発シリカ、チタニア、電融又
は焼結ジルコニア、ジルコン、クロム鉱、電融又は焼結
マグネシアーライム、電融ジルコニアームライト、電融
アルミナージルコニア、炭化珪素、窒化珪素、粘土、天
然又は人造の黒鉛、石油コークス、ピッチコークス、無
煙炭、カーボンブラック、ピッチ等の無定形炭素等が挙
げられ、これらの内の１種又は２種以上を使用する。ま
た、結合剤や解膠剤も、通常の不定形耐火物に使用され
るものを用いることができる。例えば、結合剤としてア
ルミナセメントを１０％前後添加したもので、使用現場
で水を加え混練後コンクリートと同様に流し込める耐火
物で、品種としては高アルミナ質、クロマグ質、断熱質
がある。結合剤としてリン酸塩、ケイ酸塩のほか、粘土
などを使用したものの何れもよい。

【００３４】上記の溶湯容器を製造するには、鉄皮の内
側にパーマレンガを構築し、次いで中子を挿入した後に
不定形耐火物を流し込み、養生後脱枠乾燥して使用する
溶湯容器の製造方法において、該中子の脱枠後に該不定
形耐火物の表面に加熱多孔性耐火物を塗布し、不定形耐
火物と加熱多孔性耐火物とを焼成することで製造するこ
とができる。この方法によれば、溶湯容器の内で最も高
温の内容物を受容する不定形耐火物の表面部に多孔質耐
火物部を形成することができる。上記したごとく、溶湯
容器は高温の内容物を受容し熱的な損傷を常に受け、こ
れに加えて密度の高い内容物を受容するための振動等の
機械的な損傷や、内容物が酸性であるか塩基性であるか
等による化学的な損傷を受ける。従って、不定形耐火物
の表面部に該多孔質耐火物部を形成することで、これら
熱的、機械的、化学的損傷を全て該多孔質耐火物部が吸
収し、不定形耐火物の損傷を予防することができるので
ある。この点、この様な多孔質部を鉄皮とパーマ部との
間に設けたり、パーマ部とワーク部との間に設ける方法
では、不定形耐火物自体の損傷を抑制することができず
溶湯容器の長期使用は達成されず、不定形耐火物の補修
が必要となり製品単価を上昇させることになる。不定形
耐火物表面に多孔質耐火物部を有する溶湯容器は、使用
時の不定形耐火物の損傷を軽減できる。

【００３５】ここに加熱多孔性耐火物とは、焼成時に生
ずる熱によって多孔性となる耐火物をいい、アルミナ、
マグネシア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカー
ボンからなる群から選ばれる１種以上の成分からなるこ
とができる。これらの中でも炭化珪素やカーボンなどの
カーボン含有系が好ましい。

【００３６】また加熱多孔性耐火物として、アルミナ、
マグネシア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカー
ボンなる群から選ばれる１種以上の成分を２０〜８０容
量％および加熱消失性物質８０〜２０容量％とを含有す
る多孔性組成物を使用することができる。アルミナ、マ
グネシア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカーボ
ン等は、加熱多孔性耐火物の骨格をなすもので、それ自
体は焼成時に不定形耐火物の熱膨張を吸収することがで
きない。従って、加熱消失性物質を配合した。加熱消失
性物質としては、不定形耐火物の焼成時の熱によってそ
の形状を消失する物質をいい粉体状、繊維状もしくは粒
子状の木材、紙材、布材、軽金属材、並びに粉体状、繊
維状、粒子状もしくは液状の高分子樹脂およびこれらの
複合物が該当する。木材、紙材、布材、またはアルミニ
ウム等の軽金属を粉砕して粉体状や粒子状したものや、
粒子状やフェノール樹脂や脂肪酸系樹脂等の液状の高分
子樹脂等をＳｉＯ₂等に混合して該多孔性組成物を得る
ことができる。本発明では、これらの加熱消失性物質の
中でも軽金属や高分子樹脂であることが好ましい。気孔
率に優れると共に、アルミナ、マグネシア、スピネル、
ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカーボンなどの粒子間の結合
作用を有し、多孔質耐火物自体の強度を向上させること
ができるからである。

【００３７】本発明で使用する多孔性組成物は、不定形
耐火物の表面または内部に装填するものであるため装填
しやすい泥状とすることが好ましく、上記多孔性組成物
を装填に適するよう水や、デキストリンやアラビアゴム
他の結合剤等を混合することもできる。また、多孔性組
成物は、その装填時において多孔質である必要はない。
焼成によって気孔を形成し、これによって多孔質となれ
ばよいからである。

【００３８】なお、本発明で使用する加熱消失性物質
は、焼成時の加熱により炭化したりまたは溶融によりＳ
ｉＯ₂等の表面を被覆すると共に、ＳｉＯ₂等の粒子間に
間隙を形成する。従って、焼成によって得られる溶湯容
器の不定形耐火物に多孔性物質部を形成することができ
るのである。

【００３９】本発明の溶湯容器は、鉄皮の内側にパーマ
レンガを構築し、次いで中子を挿入した後に不定形耐火
物を流し込み、養生後脱枠、乾燥して使用する溶湯容器
の製造方法において、該中子の外周に凸部を有する中子
を挿入し、不定形耐火物を流し込み養生し、次いで脱枠
後に該凸部によって生じた不定形耐火物の凹部を加熱多
孔性耐火物で装填し、その後焼成することでも製造でき
る。

【００４０】この様な外周に凸部を有する中子として
は、該凸部を有する一体成型された中子でもよいが、こ
のような凸部のない中子にその後に凸部部材を連結され
たものであってもよい。このような凸部部材を連結させ
た中子として、図３のＡ図に示す構成が例示でき、同Ｂ
図は該中子の平面図を示したものである。この中子を用
いて不定形耐火物を流し込むと図３のＣ図に示すような
不定形耐火物の表面から内部に向かう直線状の凹部が形
成される。そこで、この凹部に該多孔質組成物を装填す
れば、焼成後に多孔質耐火物部を４カ所に有する溶湯容
器が製造できる。この方法によれば、中子の使用によっ
て簡便に不定形耐火物を形成できると共に、多孔質組成
物の装填場所が線状に形成されるために、該多孔質組成
物の装填が簡便である。装填は吹き付けによってもコテ
等で塗ってもよい。この方法によれば、放射状に該多孔
質耐火物部が形成されるために不定形耐火物の熱膨張を
均等に吸収することができる。

【００４１】上記で使用する外周に凸部を有する中子
は、中子の外周部に凸部部材を何らかの方法で固定した
ものを使用することができる。従って、この様な凸部の
ない中子に樹脂製品の棒状、板状等の凸部部材を、酢酸
ビニル樹脂エマルジョン接着剤、セルロース系接着剤、
ポリレタン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、フェノー
ル樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、エチレン共重
合樹脂系接着剤、アクリル酸樹脂接着剤、アルキド樹脂
接着剤、塩化ビニル樹脂接着剤等の接着剤で固定して製
造することができる。

【００４２】また、該中子への該凸部部材の固定は、磁
性を介してなされたものであってもよい。ここに、磁性
を介してとは該凸部となる部材が磁性体であって中子が
鉄製である場合には、中子に直接該凸部部材を付着させ
ることができるからである。また、凸部部材や中子自体
は磁性を有しないものであるが、磁性体に結合できる場
合には、図４のＡ、Ｂ図に示すように磁性を有するシー
ト等を介して中子に固定することもできる。

【００４３】更に、本発明では、何等凸部のない中子に
凸部部材嵌合部を設けこれに該凸部部材を嵌合すれば、
中子に該凸部を形成することができる。不定形耐火物を
流し込んだ後に、養生させ、該養生後に中子の内側から
この凸部部材を抜き取るのであるが、このような嵌合に
よる場合には、より複雑な形状に不定形耐火物内に多孔
質耐火物部を形成することができる。このような中子を
図５に示すが、棒状の凸部部材が中子本体に嵌合して形
成されたものである。不定形耐火物の養生後に凸部部材
をはずし、これによって形成される不定形耐火物内の凹
部に多孔性組成物を吹き付けや注入によって装填すれ
ば、簡便に多孔質耐火物部を形成することができる。

【００４４】本発明の溶湯容器は、上記の様に不定形耐
火物の側壁部に該多孔質耐火物部を設ける他に、底部に
のみ該多孔質耐火物部を設けたり、底部と側壁部の双方
に該多孔質耐火物部を設けても良い。この様な底部に設
けた該多孔質耐火物部としては、図６に示すように敷部
の中央を貫通するように線状に多孔質耐火物部を形成す
ることができる。その形状は線状に限られず、同図に示
すように敷部の表面に半楕円形に形成してもよい。

【００４５】本発明は、鉄皮、パーマレンガ、不定形耐
火物からなる溶湯容器であるが、不定形耐火物内に上記
の多孔質耐火物部を有すれば、鉄皮に構築するパーマレ
ンガの形状やその向き、溶湯容器底部を構成する部材に
ついては問わない。また、不定形耐火物の施工方法とし
ては、溶湯容器の上部から混練した不定形耐火物をベル
トコンベアー等を用いて流し込むいわゆる流し込み方法
を行うことができる。

【００４６】本発明の溶湯容器とは、鉄皮、パーマレン
ガおよび不定形耐火物からなり、高温内容物を収容する
容器一般を広く意味する。内容物は流体に限らない。例
えば高炉からの溶銑を製鋼炉に挿入するまでの運搬と溶
銑の貯蔵工程に使用される桶、溶銑鍋もしくは混銑車、
混銑炉、製鋼炉からの溶鋼を鋳造設備まで運搬するため
の運搬容器である取鍋、更にキュポラ、転炉、電気炉、
真空脱ガス炉、連続鋳造用タンディシュ等の溶鋼を精錬
または運搬する炉や容器が対象となる。また鉄鋼に限ら
ず、アルミニウム精錬、銅製錬、鉛製錬、亜鉛精錬その
他の合金製造、精錬等の炉やガラス溶解炉等であっても
よい。更に、ごみ焼却炉、溶融式焼却炉、旋回流溶融
炉、コークスベッド溶融炉、表面溶融炉、電気抵抗式溶
融炉などを対象とすることもできる。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の実施例により具体的に説明す
る。

【００４８】（実施例１）鉄皮の内側にパーマレンガ２
層を構築後、図３に示す中子を挿入し、次いでアルミナ
−マグネシア質不定形耐火物を流し込んだ。所定時間放
置し、硬化したのを確認し中子を除去した。不定形耐火
物の表面に形成された凹部に、加熱多孔性物質としてア
ルミナ−マグネシア質（成型後の気孔率４０容量％）を
泥状にして注入した。その後、バーナーで乾燥・焼成作
業を行った。焼成終了後の不定形耐火物には該凹部に、
不定形耐火物の縦方向に１０００ｍｍ、円周方向に横２
０ｍｍ、パーマ部に向かい深さ２５０ｍｍの多孔質耐火
物部が形成された。なお、該多孔質耐火物部の真気孔率
は、４０容量％であった。

【００４９】この容器で１６５０℃の溶鋼を受鋼したと
ころ、不定形耐火物の側壁部分に関しては亀裂や剥離が
無く、１００回連続使用することができた。このような
多孔質耐火物部のない溶湯容器は、２０回の不定形耐火
物表面に亀裂が生じ、５０回で一度継ぎ足し補修が必要
となった。また、ＪＩＳＲ２６５８−１９９５に準拠
した圧縮クリープ性を評価した。結果を表１に示す。

【００５０】（実施例２）鉄皮の内側にパーマレンガ２
層を構築後、図３に示す中子を挿入し、次いでアルミナ
−マグネシア質不定形耐火物を流し込んだ。所定時間放
置し、硬化したのを確認し中子を除去した。不定形耐火
物の表面に形成された凹部に、アルミナを４０容量％と
加熱多孔性物質（フェノール樹脂）を６０容量％とから
なる加熱多孔質組成物を泥状にして注入した。その後、
バーナーで乾燥・焼成作業を行った。焼成終了後の不定
形耐火物には該凹部のあとに、不定形耐火物の縦方向に
１０００ｍｍ、円周方向に横２０ｍｍ、パーマ部に向か
い深さ２５０ｍｍの多孔質耐火物部が形成された。な
お、該多孔質耐火物部の真気孔率は、４０容量％であっ
た。

【００５１】この容器で１６５０℃の溶鋼を受鋼したと
ころ、不定形耐火物の側壁部分に関しては亀裂や剥離が
無く、１００回連続使用することができた。このような
多孔質耐火物部のない溶湯容器は、２０回の不定形耐火
物表面に亀裂が生じ、５０回に一度継ぎ足し補修が必要
となった。なお、実施例１と同様に圧縮クリープ性を評
価した。結果を表１に示す。

【００５２】（比較例１、２）加熱多孔性物質として表
１に示すものを使用した以外は、実施例１と同様にして
溶湯容器を製造した。結果を表１に示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【発明の効果】本発明の不定形耐火物内に多孔質耐火物
部を有する溶湯容器によれば、該不定形耐火物使用時に
おける熱膨張を吸収し、亀裂の発生を抑制することがで
きる。しかも不定形耐火物に間隙が無いために高温の内
容物を受容した場合に、その熱がパーマ部に伝達されな
い。このため不定形耐火物自体の損傷を防止できると共
にパーマ部の損傷も予防できる。特に、溶湯容器は、そ
の使用時において高温と低温とを繰り返すために僅かに
生じた亀裂が成長しやすいのであるが、該多孔質耐火物
部を設けることで、亀裂の発生自体を抑制できると共
に、その成長を抑制でき、一体成型された不定形耐火物
の損傷が抑制される。これによって溶湯容器の寿命を延
長でき、ひいては鉄鋼の製造コストを下げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａ図は線状の多孔質耐火物部を有する溶湯容
器の横断面図であり、Ｂ図は溶湯容器の縦断面図であ
る。

【図２】Ａ図は断片状の多孔質耐火物部を有する溶湯
容器の横断面図であり、Ｂ図は縦方向に複数の多孔質耐
火物部を有する溶湯容器の縦断面図である。

【図３】Ａ図は、凸部を有する中子を示し、Ｂ図はそ
の平面図を示し、Ｃ図は中子脱枠後の溶湯容器の平面図
を示す。

【図４】Ａ図は、磁性シートを介してスペーサー取り
付けた中子の一部を示す図であり、Ｂ図は、スペーサー
を取り付けた中子の縦断面図の一部である。

【図５】中子の外周に凸部を形成する部材を嵌合して
取り付けた図である。

【図６】溶湯容器の底部に該多孔質耐火物部を設けた
図である。

【付号の説明】

１鉄皮２パーマレンガ３不定形耐火物４多孔質耐火物部５凸部部材６中子７マグネット８凹部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２７Ｄ 1/16 Ｆ２７Ｄ 1/16 Ｒ // Ｃ２１Ｂ 7/14 ３０４Ｃ２１Ｂ 7/14 ３０４ (72)発明者後藤潔千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内Ｆターム(参考） 4E014 BA00 BC01 4K015 EC08 4K051 AA06 AA09 BA01 BB03 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側から順に不定形耐火物、パーマレン
ガおよび鉄皮からなる溶湯容器において、不定形耐火物
の少なくとも一部に真気孔率２０〜８０容量％の多孔質
耐火物部を有することを特徴とする溶湯容器。
【請求項２】該多孔質耐火物部が、該不定形耐火物稼
動面からパーマレンガに向かい深さ５ｍｍから最大該不
定形耐火物厚、該不定形耐火物の長手方向に長さ５ｍｍ
から最大該不定形耐火物長さ、該不定形耐火物外表面に
幅０．５〜５０ｍｍにあることを特徴とする請求項１記
載の溶湯容器。
【請求項３】該不定形耐火物が、該多孔質耐火物部を
２〜１００個有することを特徴とする請求項１または２
記載の溶湯容器。
【請求項４】該多孔質耐火物部が、アルミナ、マグネ
シア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカーボンか
らなる群から選ばれる１種以上の成分からなる請求項１
〜３のいずれかに記載の溶湯容器。
【請求項５】鉄皮の内側にパーマレンガを構築し、次
いで中子を挿入した後に不定形耐火物を流し込み、養生
後脱枠し焼成する請求項１記載の溶湯容器の製造方法に
おいて、該中子の脱枠後に該不定形耐火物表面に加熱多
孔性耐火物を塗布し、その後焼成することを特徴とする
溶湯容器の製造方法。
【請求項６】鉄皮の内側にパーマレンガを構築し、次
いで中子を挿入した後に不定形耐火物を流し込み、養生
後脱枠し焼成する請求項１記載の溶湯容器の製造方法に
おいて、該中子の外周に凸部を有する中子を挿入し、養
生および脱枠後に該凸部によって生じた不定形耐火物の
凹部を加熱多孔性耐火物で装填し、次いで焼成すること
を特徴とする溶湯容器の製造方法。
【請求項７】該中子の外周に凸部を有する中子が、該
凸部となる部材を磁性を介して中子に固定したものであ
る請求項６記載の溶湯容器の製造方法。
【請求項８】鉄皮の内側にパーマレンガを構築し、次
いで中子を挿入した後に不定形耐火物を流し込み、養生
後脱枠し焼成する請求項１記載の溶湯容器の製造方法に
おいて、中子の外周に凸部部材を嵌合した中子を挿入し
た後に養生し、次いで該凸部部材を除去した後に中子を
脱枠し、その後該凸部によって生じた不定形耐火物の凹
部を加熱多孔性耐火物で装填した後に焼成することを特
徴とする溶湯容器の製造方法。
【請求項９】該加熱多孔性耐火物が、アルミナ、マグ
ネシア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカーボン
からなる群から選ばれる１種以上の成分からなる請求項
５〜８のいずれかに記載の溶湯容器の製造方法。
【請求項１０】該加熱多孔性耐火物が、アルミナ、マ
グネシア、スピネル、ＺｒＯ₂、炭化珪素およびカーボ
ンなる群から選ばれる１種以上の成分を２０〜８０容量
％および加熱消失性物質８０〜２０容量％とを含有する
多孔性組成物である請求項５〜９のいずれかに記載の溶
湯容器の製造方法。
【請求項１１】該加熱消失性物質が、木材、紙材、布
材、軽金属、高分子樹脂からなる群から選ばれる１種以
上である請求項１０記載の溶湯容器の製造方法。