JP2000290079A - 不定形耐火物が放射状にスリットを有する溶湯容器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不定形耐火物が放射状にスリットを有する溶
湯容器を提供する。 【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
が放射状にスリット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、中子を挿入する前にパーマレンガに加熱消失性物質
からなるスペーサーを固定することでできる。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
面または内部にスリット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、固体を取り扱う耐火物工業では、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
の形成の際の焼成時に熱膨張が生ずるため、これに起因
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、わずか
の亀裂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】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は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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
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い。従来は鉄皮の内壁にパー
マレンガを構築し、その内側にウェアレンガを構築して
形成したが、数百〜数千枚のレンガを鉄皮の内壁に１枚
１枚築造しなければならずその作業は時間を要すると共
に熟練を要する作業であったため、ウェアレンガの代わ
りに中子をパーマ部の内側に内設して不定形耐火物を上
方から流し込んでワーク部を形成する、いわゆる流し込
み工法が多用されるようになったからである。これによ
り、ワーク部の全体をレンガで構築する場合と比較して
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。

【０００８】その一方、不定形耐火物を有する溶湯容器
の施工時に上記のごとく亀裂が発生すると、不定形耐火
物は一体物として施工されるために、一体物の全体に損
傷が及ぶことになる。

【０００９】

【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、不定形耐火物にあら
かじめ放射状にスリットを設けることで、不定形耐火物
に発生する熱膨張を緩和して亀裂を抑制し、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。

【００１０】すなわち本発明は、以下の（１）〜（１
２）を提供するものである。

【００１１】（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
耐火物が放射状にスリットを有することを特徴とする溶
湯容器。

【００１２】（２） 該スリットが、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該不定形耐火
物長さの１／３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であることを特徴と
する上記（１）記載の溶湯容器。

【００１３】（３） 該不定形耐火物が、該スリットを
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。

【００１４】（４） 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、中子を挿入する前にパーマレンガに
加熱消失性物質からなるスペーサーを該スペーサーが該
不定形耐火物側に向くように固定することを特徴とする
溶湯容器の製造方法。

【００１５】（５） 該スペーサーを不定形耐火物側に
向くように固定する方法が、予めスペーサーを固定した
パーマレンガを鉄皮の内側に積み上げることによるもの
である上記（４）記載の方法。

【００１６】（６） 該スペーサーを不定形耐火物側に
向くように固定する方法が、パーマレンガを鉄皮の内側
に積み上げながらスペーサーをパーマレンガに固定する
ことによるものである上記（４）記載の方法。

【００１７】（７） 該スペーサーを不定形耐火物側に
向くように固定する方法が、パーマレンガを鉄皮の内側
に積み上げながらパーマレンガとパーマレンガとの間に
該スペーサーを固定することによるものである上記
（４）記載の方法。

【００１８】（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、挿入する中子が加熱消失性物質から
なるスペーサーを固定したものである溶湯容器の製造方
法。

【００１９】（９） 該中子へのスペーサーの固定が、
磁性を介して該スペーサーを中子に固定させたものであ
る上記（８）記載の溶湯容器の製造方法。

【００２０】（１０） 該スペーサーのサイズが、横５
〜最大該不定形耐火物厚さｍｍ、縦該不定形耐火物長さ
の１／３〜最大該不定形耐火物長さ、幅０．５〜５０ｍ
ｍであることを特徴とする上記（４）〜（９）のいずれ
かに記載の方法。

【００２１】（１１） 該加熱消失性物質が、木材、紙
材、布材、軽金属、高分子材料またはこれらの複合物で
あることを特徴とする上記（４）〜（１０）のいずれか
に記載の溶湯容器の製造方法。

【００２２】（１２） 該加熱消失性物質が光分解性物
質である場合に、養生後に該光分解性物質を光照射によ
り分解することを特徴とする上記（１１）記載の溶湯容
器の製造方法。

【００２３】

【発明の実施の形態】溶湯容器の内張りは耐火断熱性や
軽量性に鑑みて選択され、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ ₃、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ等の混合物が使用されるが、材質自体の特性
として熱膨張率が高い。また断熱性を確保する点からも
構成粒子が比較的大きく、各粒子間に間隙が形成され
る。このため不定形耐火物の焼成時に該耐火物が熱膨張
を起こすが、上記イオン結合性物質や共有結合性物質の
共通性質として脆性を有し、外殻を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、その焼成前の不定形耐火物に放
射状にスリットを設けることで、焼成の際の熱膨張を均
等に緩和して亀裂を防止する。不定形耐火物は、上記脆
性のために亀裂が成長し易いが、放射状に設けたスリッ
トによって亀裂の成長を該スリットで止めることができ
る。不定形耐火物の熱膨張は可逆的であるため、温度差
に従い膨張と収縮とを繰り返すが、このような温度差を
被ることが多い溶湯容器においては、放射状スリットが
加熱時の熱膨張を緩和する。その一方、使用する不定形
耐火物によって熱膨張率が異なるため、スリット幅を簡
便に調整できる方法が必要となる。本発明では、パーマ
レンガに特定のスリット部材を挟持させ、または中子に
スリット部材を固定させることで、該スリットを簡便に
形成できる。以下、本発明を詳細に説明する。

【００２５】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
物内に放射状にスリットを有する。円筒状の溶湯容器の
横断面を図１のＡ図に示すが、ここに放射状とは、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スリットを形成するこ
とで、熱膨張を均一に緩和する。

【００２６】該スリットは、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該不定形耐火物長さの
１／３ｍｍ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１０ｍｍ〜最大該不定形耐火物厚
さ、長さ該不定形耐火物長さの１／２〜最大該不定形耐
火物長さ、幅１ｍｍ〜５０ｍｍである。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。上記範囲内で適宜選択し、更に使用する不定形
耐火物の熱膨張率に適する数のスリットを設けること
で、該溶湯容器製造の際の焼成時に生ずる亀裂を防止す
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い。この形状の選択を図２
に示すが、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。Ａ図は角部のない四角を、Ｂ図
は平行四辺形の一部に固定代を設けた形状である。

【００２７】また、該スリットは不定形耐火物内に２〜
１００個、より好ましくは３〜５０個、特には４〜１５
個有する。このスリット数も不定形耐火物の熱膨張率に
応じてスリットサイズを勘案して選択することができ
る。

【００２８】図３は４本のスリットを設けた溶湯容器で
あるが、図３のＢ図に示すように該スリットが溶湯容器
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。またスリットの形状は該
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。膨張率の異なる不定形耐火物を混合使用するなど溶
湯容器の上部と下部とで膨張率が異なる場合には、該上
部と下部とで異なるスリット幅を設けることで、極めて
有効に圧縮クリープによって生ずる亀裂を防止すること
ができる。

【００２９】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、その全体を不定形耐火物で形成するよりも、パーマ
レンガが耐熱性、断熱性、腐食性等に優れるからであ
り、本発明により不定形耐火物の損傷が抑制されるた
め、パーマ部の再構築も少なくなるからである。

【００３０】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、通常の吹付け用不定形耐火物に
使用されるものを用いることができる。より具体的に
は、粒度調整したシャモットに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。

【００３１】上記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し焼成する溶湯容器の
方法において、中子を挿入する前にパーマレンガに加熱
消失性物質からなるスペーサーを該スペーサーが該不定
形耐火物側に向くように構築することで製造できる。こ
れにより、養生後の不定形耐火物に放射状のスリットが
形成され、焼成によって生ずる熱膨張を緩和でき、亀裂
を防止することができるからである。

【００３２】ここに、鉄皮の内側に構築されたパーマレ
ンガにスペーサーを固定する方法としては、（ａ）予め
スペーサーを固定したパーマレンガを鉄皮の内側に積み
上げる方法と、（ｂ）パーマレンガを鉄皮の内側に積み
上げる際にスペーサーをパーマレンガに固定する方法、
（ｃ）鉄皮の内側にパーマレンガを積み上げる際に、パ
ーマレンガとパーマレンガとの間に該スペーサーを固定
する方法などがある。

【００３３】ここに、（ａ）の方法としては、予めスペ
ーサーを固定したパーマレンガを用意するものである
が、パーマレンガの全てが該加熱消失性物質からなるス
ペーサーを固定したパーマレンガである必要はない。該
スペーサー部分がスリットになるため、スリット構築に
必要なスペーサーを固定したパーマレンガを使用すれば
よい。この様にパーマレンガ側にスペーサーを固定する
と、製造された溶湯容器内では、溶湯容器内部からは見
えない場合もある。但し、スペーサーのサイズによって
は、不定形耐火物内をパーマレンガから溶湯容器内に貫
通させることもできる。この様なスペーサーを固定した
パーマレンガを得るには、凹部を有するパーマレンガの
該凹部にスペーサーを挟持させることで簡便に製造でき
る。予めスペーサーを固定したパーマレンガを製造して
おけば、簡便にレンガ積み上げ作業を行うことができ、
レンガ積み立て職人に便宜である。

【００３４】ここに、該凹部を有するパーマレンガは、
方形のパーマレンガに例えばカッターなどで切り込みを
入れたものでも良いが、成型過程で凹部を有する様にレ
ンガを成型して得ることもできる。この際、凹部の形状
に制限はない。図４に平行四辺形のスペーサーを固定し
たパーマレンガの一態様を示す。例えば、図４のＡ図
は、パーマレンガの略中央に線状の凹部を設け、これに
図２のＢ図で示すスペーサーの凸部を嵌合または接着し
て固定したものである。

【００３５】また、該スペーサーを固定したパーマレン
ガの積み立て方も求めるスリット形状が得られる様に組
み立てればよく、特に制限はない。例えば図４のＢ図に
示すスペーサーを固定したパーマレンガを溶湯容器のパ
ーマレンガ部の上部に積み上げ、構築することで、縦方
向に長いスリットを構築することができる。

【００３６】つぎに、（ｂ）パーマレンガの積み上げ中
にスペーサーをパーマレンガに固定する方法を説明する
と、例えば、図４のＡ図に示すパーマレンガを溶湯容器
の上部と下部の少なくとも２カ所に積み上げ、次いでこ
のスペーサーに不織布等をかけて図４のＡ図のスペーサ
ーと該不織布の全体をスペーサーとして構築レンガに固
定させる方法がある。不織布をかけた状態を図４のＣ図
に示す。この様な方法によれば、狭いスリットを形成す
るのに簡便である。この場合、スペーサーは複数のパー
マレンガに固定されることになる。

【００３７】ここに、（ａ）、（ｂ）の方法によるスペ
ーサーのパーマレンガへの固定方法に特に制限はない
が、不定形耐火物の流入時の浮力を受けても変形したり
大きくずれ動いたりしない程度に固定する必要があるた
め、上記のごとく凹部に嵌合するほか、接着剤を広く使
用することができる。例えば、セラミック系接着剤、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が例示できる。し
かしながら、環境保全の観点から、ダイオキシン等を発
生させないために塩素含有接着剤以外の使用が好まし
い。

【００３８】更に、（ｃ）パーマレンガとパーマレンガ
との間に該スペーサーを固定する方法としては、パーマ
レンガ構築時に木片などをレンガ間に挟み込む方法がで
ある。例えば図２のＢ図に示すスペーサーをその固定代
のみパーマレンガ部に挟むことで、パーマレンガ部への
スリットの形成を抑制することができる。

【００３９】ここに、該スペーサーをなす加熱消失性物
質とは、不定形耐火物の焼成時の熱によってその形状を
消失する物質をいう。従って、木材、紙材、布材、軽金
属材、高分子材料またはこれらの複合物が該当する。木
材としてはベニア板、紙材としては、ダンボール紙、布
材としては不織布が例示できる。また、アルミニウムな
どの軽金属でも、加熱によりその形状を消失する場合に
は本発明の目的に一致し、これを使用することができ
る。また、高分子材料とは、一般のエポキシ樹脂、ポリ
アクリル酸樹脂、スチロール樹脂等の高分子樹脂からな
る板が該当し、複合物としては、例えば該高分子樹脂で
裏打ちした紙材や布材が例示できる。更に、上記した木
片に布材を被覆しステープラーで固定して得たものでも
よい。なお、該加熱消失性物質が、ダンボール紙等の紙
や布材である場合には、カッターナイフ、ハサミなどで
簡単に切断できるから施工現場での寸法調整が容易であ
る。本発明では、不定形耐火物の養生後の焼成時に、該
残留した加熱消失性物質がその形状を消失し、これによ
ってスリットが形成される。

【００４０】なお、該スペーサーが高分子材料であって
光分解性物質である場合には、養生後に光照射し、次い
で焼成してスリットを形成することができる。この様な
光分解性物質としては、ポリ（メチルメタクリレー
ト）、ポリ（グリシジルメタクリレート）、ポリ（ブチ
ルメタクリレート）、ポリ（フルオロブチルメタクリレ
ート）、ポリ（メチルイソプロペニルケトン）、ポリ
（イソプロペニルｔ−ブチルケトン）、ポリ（フェニル
イソプロペニルケトン−ｃｏ−メチルメタクリレート）
等が例示できる。これらは、波長２００〜４５０ｎｍの
照射により分解する。従って、不定形耐火物の養生後
に、該光分解性物質からなるスペーサーをその光分解性
物質が分解する波長の光を照射することでスリットを形
成することができる。なお、光照射によって十分に該光
分解性物質が分解されずとも、その後の不定形耐火物の
焼成によっても分解できるためスリットの形成が可能で
ある。

【００４１】本発明で使用する該スペーサーのサイズ
は、横５ｍｍ〜最大該不定形耐火物厚さ、縦該不定形耐
火物長さの１／３〜最大該不定形耐火物長さ、幅０．５
〜５０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは横１
０ｍｍ〜最大該不定形耐火物厚さ、縦該不定形耐火物長
さの１／２〜最大該不定形耐火物長さ、幅１〜５０ｍｍ
である。なお、スペーサーの形状は、上記平行四辺形の
サイズ内で任意に選択可能である。使用する不定形耐火
物の膨張率や、スペーサーの膨張率や弾性率にもよる
が、一般に、溶湯容器の焼成時によって構築されるスリ
ットは、スペーサー容積のおよそ１／２である。従っ
て、求めるスリットサイズに応じてスペーサーサイズを
選択すればよい。

【００４２】本発明の溶湯容器を製造するには、上記の
他に、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、挿入する中子が
スペーサーを固定したものによっても製造できる。

【００４３】例えば、中子にスペーサー嵌合部を設けこ
れにスペーサーを嵌合すれば、中子にスペーサーを固定
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スペーサーを抜き取
る。また、不定形耐火物を流し込んだ後に、養生途中ま
たは養生後に、中子の内側から該嵌合部を不定形耐火物
側に押し込み、スペーサーを不定形耐火物内に埋め込む
ように残しておいてもよい。なお、スペーサーを抜き取
るにはスペーサーのサイズを中子の内側に突出するよう
に選定し、養生後に中子の内側から抜き取ればよい。

【００４４】また、該中子へのスペーサーの固定が、磁
性を介して該スペーサーを中子に固定させたものであっ
てもよい。ここに、磁性を介してとは、スペーサー自体
が磁性体であって中子が鉄製である場合には、中子に直
接スペーサーを付着させることができこれによって容易
にスペーサーを固定することができるからである。ま
た、スペーサー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５のＡ〜Ｄ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。なお、スペーサーが磁性体に結合できる鉄
製等の場合には、不定形耐火物の焼成によってもその形
状が維持されたままであるため、養生後にスペーサーを
取り除く必要がある。

【００４５】中子にスペーサーを取り付ける場合のサイ
ズも、スペーサーのサイズが、横５ｍｍ〜最大該不定形
耐火物厚さ、縦該不定形耐火物長さの１／３〜最大該不
定形耐火物長さ、幅０．５〜５０ｍｍであることが好ま
しく、より好ましくは横１０ｍｍ〜最大該不定形耐火物
厚さ、縦該不定形耐火物長さの１／２〜最大該不定形耐
火物長さ、幅１〜５０ｍｍである。なお、形状は平行四
辺形に限られず、この形内で得られる形状が全て選択可
能である。

【００４６】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
のスリットを有すれば、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。

【００４７】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、温度５００℃以上の高
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。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例により具体的に説明す
る。

【００４９】（実施例１）溶湯容器のアルミナ質の縦２
３０ｍｍ、横１１４ｍｍ，厚さ（幅）５０ｍｍのパーマ
レンガ体表面に、厚さ７ｍｍ、短片２５０ｍｍ、長片２
５００ｍｍの平行四辺形をした木製板状スペーサーをセ
ラミック系接着剤を用いて接着した。スペーサーは、容
器のテーパーに合わせて平行四辺形にした。このスペー
サーを短片が溶湯容器の中心に向くようにパーマレンガ
の表面に接着剤で、９０℃ごとに４枚取り付けた。

【００５０】この容器に中子を挿入し、アルミナ−マグ
ネシア質の不定形耐火物を流し込んで、２４時間養生後
中子を取り除いた。溶湯容器の高さは、２８００ｍｍ，
不定形耐火物の施工厚みは２５０ｍｍであった。このと
きスペーサーは不定形耐火物のアルミナ−マグネシア質
に埋め込まれた状態になっていた。その後、バーナーで
乾燥・焼成作業を行った。バーナーの熱によって、木製
スペーサーは焼き飛び、焼成終了後の不定形耐火物には
スペーサーのあとに縦２５００ｍｍ、横７ｍｍ、深さ２
５０ｍｍのスリットが形成された。この溶湯容器の横断
面を図６に示す。

【００５１】この容器で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、２５０
回連続使用することができた。一方、スペーサーを使用
しない従来の方法で施工した溶湯容器は、５０回の不定
形耐火物表面に亀裂が生じ、７５回、１５０回で継ぎ足
し補修が必要となった。

【００５２】（実施例２）溶湯容器の不定形耐火物施工
用の鉄製中子の表面に、厚さ７ｍｍ、短片２５０ｍｍ、
長片２５００ｍｍの平行四辺形をした板状スペーサーを
マグネットで付着させた。スペーサーは、容器のテーパ
ーに合わせて平行四辺形であり、このスペーサーを短片
が円の中心に向くようにパーマレンガの表面に９０℃ご
とに４枚取り付けた。このスペーサーを固定した中子
は、図５に示すものと同じである。

【００５３】この中子をパーマレンガのみ施工してある
溶湯容器に挿入し、アルミナ−マグネシア質の不定形耐
火物を流し込んで、２４時間養生後、中子を取り除い
た。溶湯容器の高さは、２８００ｍｍ，不定形耐火物の
施工厚みは２５０ｍｍであった。このときスペーサーは
不定形耐火物のアルミナ−マグネシア質に埋め込まれた
状態になっていたが、簡単に不定形耐火物から取り出す
ことができた。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スペーサーのあと
に縦２５００ｍｍ、横７ｍｍ、深さ２５０ｍｍスリット
が形成されていた。

【００５４】この容器で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、２５０
回連続使用することができた。一方、スペーサーを使用
しない従来の方法で施工した溶湯容器は、５０回の不定
形耐火物表面に亀裂が生じ、７５回、１５０回で継ぎ足
し補修が必要となった。

【００５５】（実施例３）溶湯容器のアルミナ質の縦２
３０ｍｍ、横１１４ｍｍ，厚さ５０ｍｍのパーマレンガ
体表面に、厚さ７ｍｍ、短片２５０ｍｍ、長片２５００
ｍｍの平行四辺形をした材質ポリメチルメタクリレート
の光分解性プラスチック製のスペーサーを接着した。ス
ペーサーは、容器のテーパーに合わせて平行四辺形と
し、このスペーサーを短片が円の中心に向くようにパー
マレンガの表面に９０℃ごとに４枚取り付けた。

【００５６】この溶湯容器に中子を挿入し、アルミナ−
マグネシア質の不定形耐火物を流し込んで、２４時間養
生後、中子を取り除いた。溶湯容器の高さは、２８００
ｍｍ，不定形耐火物の施工厚みは２５０ｍｍであった。
このときスペーサーは不定形耐火物のアルミナ−マグネ
シア質に埋め込まれた状態になっていた。その後、溶湯
容器内部に波長２００〜４５０ｎｍの光源を入れ３０分
間を照射した。その結果、スペーサーは分解しスペーサ
ーのあとには縦２５００ｍｍ、横７ｍｍ，深さ２５０ｍ
ｍスリットが形成されていた。この溶湯容器の横断面
は、図５と同じものである。

【００５７】この溶湯容器を乾燥・焼成した後この容器
で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、２５０回連続使用することが
できた。一方、スペーサーを使用しない従来の方法で施
工した溶湯容器は、５０回のウエア表面に亀裂が生じ、
７５回、１５０回で継ぎ足し補修が必要となった。

【００５８】

【発明の効果】本発明の不定形耐火物内に放射状にスリ
ットを有する溶湯容器によれば、該不定形耐火物製造時
における熱膨張を緩和し、亀裂の発生を抑制することが
できる。また、本発明の方法によれば、簡便に該スリッ
トがある溶湯容器を製造することができ、一体成型物た
る不定形耐火物の損傷を抑制することができる。溶湯容
器は、不定形耐火物が最も高温の溶鋼を受鋼するため熱
膨張率も大きいため、亀裂に原因する損傷も大きい。従
って、受鋼部たる不定形耐火物内に膨張を緩和するスリ
ットを設けることで、一体成型された不定形耐火物の損
傷を緩和し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、スペーサーの角のない形状を示す図
であり、Ｂ図は、接着代のある形状のスペーサーを示
す。

【図３】 Ａ図は溶湯容器の横断面図であり、Ｂ図は縦
方向に複数のスリットを有する溶湯容器の縦断面図であ
る。

【図４】 Ａ〜Ｃ図は、パーマレンガにスペーサーを固
定した図である。

【図５】 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り、Ｃ図は、ス
ペーサーを取り付けた中子の立面図であり、Ｄ図はその
平面図である。

【図６】 実施例１および３で得た溶湯容器の横断面図
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 スリット ５ スペーサー ６ 中子 ７ マグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 淳二 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 (72)発明者 中川 仁 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） 4G033 AA09 4K051 AA00 AB03 BB02 BB03 BD01 BD07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   が放射状にスリットを有することを特徴とする溶湯容
   器。
2. 【請求項２】 該スリットが、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該不定形耐火物長
   さの１／３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であることを特徴とする
   請求項１記載の溶湯容器。
3. 【請求項３】 該不定形耐火物が、該スリットを２〜１
   ００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。
4. 【請求項４】 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、中子を挿入する前にパーマレンガに加熱消失性
   物質からなるスペーサーを該スペーサーが該不定形耐火
   物側に向くように固定することを特徴とする溶湯容器の
   製造方法。
5. 【請求項５】 該スペーサーを不定形耐火物側に向くよ
   うに固定する方法が、予めスペーサーを固定したパーマ
   レンガを鉄皮の内側に積み上げることによるものである
   請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 該スペーサーを不定形耐火物側に向くよ
   うに固定する方法が、パーマレンガを鉄皮の内側に積み
   上げながらスペーサーをパーマレンガに固定することに
   よるものである請求項４記載の方法。
7. 【請求項７】 該スペーサーを不定形耐火物側に向くよ
   うに固定する方法が、パーマレンガを鉄皮の内側に積み
   上げながらパーマレンガとパーマレンガとの間に該スペ
   ーサーを固定することによるものである請求項４記載の
   方法。
8. 【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、挿入する中子が加熱消失性物質からなるスペー
   サーを固定したものである溶湯容器の製造方法。
9. 【請求項９】 該中子へのスペーサーの固定が、磁性を
   介して該スペーサーを中子に固定させたものである請求
   項８記載の溶湯容器の製造方法。
10. 【請求項１０】 該スペーサーのサイズが、横５ｍｍ〜
    最大該不定形耐火物厚さ、縦該不定形耐火物の長さの１
    ／３〜最大該不定形耐火物長さ、幅０．５〜５０ｍｍで
    あることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 該加熱消失性物質が、木材、紙材、布
    材、軽金属、高分子材料またはこれらの複合物であるこ
    とを特徴とする請求項４〜１０のいずれかに記載の溶湯
    容器の製造方法。
12. 【請求項１２】 該加熱消失性物質が光分解性物質であ
    る場合に、養生後に該光分解性物質を光照射により分解
    することを特徴とする請求項１１記載の溶湯容器の製造
    方法。