JP2004502550A

JP2004502550A - 耐火物質を硬化するための赤外加熱法及び装置

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Publication number: JP2004502550A
Application number: JP2002509051A
Authority: JP
Inventors: コテュック，マーク，ディー．
Original assignee: スペシャルティ　ミネラルズ　（ミシガン）　インク．
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2004-01-29
Also published as: MXPA03000324A; CA2415143A1; BR0112438A; AU2001277873A1; EP1307412A1; CN1441754A; KR20030064734A; WO2002004381A1

Abstract

耐火物質を硬化するための方法及び装置を提供する。該装置は、その内側表面により規定された開口部をその中に有するところのマンドレルを含み、ここで、該マンドレルは、容器内で寸法が合い、かつ容器の耐火ライニングの予め決められた厚さに相当する該マンドレルと該容器との間の間隙を規定するように寸法が決められている。赤外ヒーターが該マンドレルの開口部内に配置され、かつ該赤外ヒーターはマンドレルの内側表面を照射するように配向されている。耐火物質を硬化するための方法が、マンドレルとタンディッシュとの間の間隙に耐火物質を入れること、複数の赤外加熱要素からマンドレルの内側表面に向かって赤外熱エネルギーを照射して、マンドレルを加熱すること、マンドレルを通って耐火物質に伝達された熱を使用して間隙内の耐火物質を硬化して、タンディッシュのための耐火物質のライニングを形成することを含む。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通常、耐火物質を硬化することに使用するための加熱システムに関し、かつより詳細には、耐火物質を硬化することに使用するための赤外加熱システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンディッシュ（ｔｕｎｄｉｓｈ）は、鋳造プロセス、例えば、鋼の連続鋳造において使用される溶融された金属のための大きな中間保持容器である。タンディッシュは、要するに、鉱石の実際の溶融が生じるところの炉を出て行く、搬送レイドルからの多量の溶融された金属を受け取るところの中間のプロセス貯蔵器である。入口及び出口ノズルのシステムは典型的には、タンディッシュの中への溶融された金属の流れ及びタンディッシュの外への溶融された金属の流れを制御する。
【０００３】
タンディッシュ自体は通常、耐火組成物のいくつかの層によりライニングされているところの鋼製容器である。通常耐火レンガの永久ライニングは、該容器を保護するために内側ライニングとして供する。永久ライニングは、一方、ガンで打つこと、スプレーすること、鏝で塗ること、又は乾燥振動により永久ライニングに適用されるところの耐火組成物の使い捨てウエアライニングで通常被覆されている。あるいは、該使い捨てライニングは、ライニングされている特定のタンディッシュに適合するために設計された複数の完成された耐火ボードから構成され得る。そのような完成された耐火ボードは一緒に適合され、かつそれらの隣接するエッジ又はジョイントが注意深くシールされて、タンディッシュのライニングと金属ケーシングとの間における溶融された金属の浸透を回避する。該使い捨てライニングは、タンディッシュ中の溶融された金属と直接に接触し、そして溶融された金属に対する熱的及び化学的バリヤーとして挙動して、溶融された金属に曝されることから永久ライニングを保護する。溶融された鋼の一つ以上の加熱がタンディッシュを通して加えられた後、該使い捨てライニングは交換されなければならない。
【０００４】
耐火物質は通常、しばしば約１０００℃を超える高溶融温度を特徴とする物質、典型的には粉末にされた物質を含む。耐火物質は典型的には、限定されるものではないが、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化チタン、アルミナ、アルミナシリケート、グラファイト、ジルコニア、イットリア、石英（シリカ）、ムライト、又はそれらの混合物を含む。使い捨てライニング物質として使用される慣用の耐火物質はまた典型的には高マグネシア（ＭｇＯ）含有量を有する。マグネシアに基づいたコーティングからのみ成る耐火物は、膨張の速度及び度合におけ相違のために下にある永久ライニングから離れて使い捨てライニングの膨れ上がりをもたらし得るところの好ましくなく高い熱膨張係数を有する故に、種々の添加物、例えば、可塑材及びバインダーが耐火組成物に加えられる。可塑材は、耐火物が施与されるところの表面に接着する耐火物の能力を増加する一方、バインダーは、組成物の横方向の強度特性及びそれに対して垂直に作用する力を取除く能力を増加する。他の添加物は、限定されるものではないが、ホモジナイザー、湿潤剤、湿潤／発泡剤、変性剤、剛化剤、体積安定剤、遅延剤を含み、かつ第二バインダーがまた、当業者に公知の様式で加えられて、所望の適用、硬化、又は操業特性を達成し得る。
【０００５】
通常、使い捨てのタンディッシュ耐火物質として使用される組成物に二つのカテゴリーがある。第一のカテゴリーは、組成物がタンディッシュライニングとして適用されることを可能にするために、液相、最も普通には水の添加を要求するところのそれらの耐火物を含む。液相を要求する組成物は通常、鏝で塗ること、ガンで打つこと、又はスプレーすることにより施与される。スプレーシステムは、タンディッシュの永久ライニングの上に、粒状の耐火フィラー物質、ナトリウムシリケートバインダー、小割合の繊維状物質、焼結助剤、小割合の湿潤剤及び最大約２５％の水を典型的に含むところの耐火物質をスプレーすることを含む。
【０００６】
耐火物質の第二のカテゴリーは乾燥相において適用され、永久ライナーの表面に該物質をぎっしり詰めるために型を振動することをしばしば要求する。乾燥振動システムは、樹脂バインダー及び小割合の焼結助剤、例えば、ナトリウムシリケートを持つ類似の粒状の耐火フィラー物質を使用することを含む。フォーマ、型、又はマンドレル（ｍａｎｄｒｅｌ）がタンディッシュ内に据えられて、マンドレルとタンディッシュ壁との間の空洞を規定する。マンドレルは通常、タンディッシュの内側寸法の輪郭に対応し、かつより正確には、所望の膨張可能なライニングの形状に対応するところの、マンドレルとタンディッシュとの間の空洞を規定する。該空洞は次いで乾燥されたライニング組成物で満たされ、そしてマンドレルが振動されて該空洞の適切な充填を確保する。マンドレル及びタンディッシュを加熱することは次いでライニング組成物を焼結して、マンドレルを取り外すとタンディッシュの壁にそれが接着されることをもたらす。この方法は、大きな又は複雑な容器における（乾燥振動可能な）所望の厚さのモノリシック耐火物の一様な施与のために可能である。
【０００７】
あるいは、フォーマ又はマンドレルを要求しないところの乾燥相法があり、該方法は約１２００°Ｆ〜約２０００°Ｆで容器を予備加熱することを含み、その後、該容器は乾燥された耐火組成物で完全に満たされる。該耐火物は最大約５分間容器内で硬化することが許され、その後、要求されていない耐火物が再使用のために再生され、かつ硬化された層は実質的に一様な使い捨てライニングを形成した。この方法は、硬化のために許される時間により施与厚さの制御を可能とし、かつ小さな又は複雑ではない容器をライニングするために有用である。
【０００８】
とりわけ、一様な分布及び圧密のために振動を利用して表面に施与される、乾燥振動可能なタイプの耐火組成物は典型的には、無機バインダーが通常好ましいけれども、有機及び／又は無機バインダーの両者又はそれらの混合物を含む、種々の熱的活性化されたバインダーを含む。例えば、ドロマ（ｄｏｌｏｍａ）、か焼ドロマイト、かんらん石、シリカ、アルミナ（か焼されたボーキサイト又はコランダム、クロマイト、シャモット、ジルコン、アルミノシリケート、カルシア、又は他の酸化物即ちシリケートを含む、広い種類の耐火物凝集体又は耐火物フィラーが使用され得る。バインダーは使用の間に耐火組成物を一緒に保持するために使用される。反応性バインダー、例えば、酸性塩は、それがフィラーと反応し得る故に好ましく使用され、又はあるいは、もし、実質的に不活性なフィラーが使用されるなら、反応性物質、例えば、ＭｇＯ又はＣａＯがフィラーと反応させるために加えられ得る。複合バインダーがまた使用されることができ、ここで、例えば、アルミニウム、ケイ素、アルミニウムとケイ素との合金又は混合物、あるいはアルミニウムとマグネシウムとの合金を含む金属粉末、合金又は混合物を典型的には含むところの高温バインダーを活性化する前に、据え付けられると、低温バインダー（例えば、フェノール樹脂）が使用されて施与された組成物を一緒に保持する。伝統的な乾燥振動可能な結合システムは、低温結合剤、通常有機樹脂、及び高温結合剤、通常シリケートを含む。
【０００９】
乾燥振動可能なタンディッシュライニング物質は近年、より長いキャスティングシーケンス、増加された安全ライニング寿命、より高品質の鋼、より良好な熱効率、より迅速なタンディッシュの定期修理、改善されたデスカリング（ｄｅｓｋｕｌｌｉｎｇ）速度、一定のタンディッシュ体積、減じられたエネルギー要求、及びより低いタップ温度を含む、それから生じる利点のために、多数の北米の製鋼所において有利であることが分かった。
【００１０】
耐火物質を硬化するための慣用の方法は、非効率的なガスドライヤーを使用する。その例は簡略化された図１Ａに描かれている。高温空気ブロワ／ガスドライヤー１０は入ってくる空気を加熱し、かつ該加熱された空気を保温された高温空気配管２０を通してマンドレル３０の空洞（プレナム）４０に送り込む。あるいは、高温空気ブロワ／ガスドライヤー１０はマンドレル３０に直ぐに隣接して配置され得、又はマンドレル３０のカバー中に又は該カバー上に組み込まれ得る。簡単に描かれた図１Ｂに示されているように、排気ガスの排出に先立って、熱は、空気から、マンドレル３０に先立って及びマンドレル３０を通って同時にプレナムに移動され、そしてタンディッシュ６０をライニングする耐火物質５０に移動する。マンドレル３０の排気口７０は典型的には、管状バッフル８０、熱電対９０、及びダンパー１００を含んでいる。熱電対９０は、ダンパー１００に隣接する排気口７０の内側の点におけるガス温度を測定するために位置付けられており、かつガスドライヤー１０の温度を制御するところのバーナーコントロール１１０に温度情報を提供する。バッフル８０は、マンドレルの空洞４０を通るガスの移動を妨害することにより排気口７０に熱空気が直接に短絡することを防止する。ダンパー１００はまた、加熱された空気を妨害することを助けて、プレナム４０を規定するマンドレル３０のシェルに熱を移動するためのガスの時間を与える。そのとき、熱は耐火物質５０に移動される。
【００１１】
しかし、上記の方法及び装置は比較的ゆっくりでありかつ非効率的である。高温空気ブロワ１０は、ガスが減速されるときでさえ連続的に働いて、プレナム４０により冷たい空気を運び込み、そこのガスの温度を低減する。また、熱電対９０が排気口７０に備えられて、排気端温度が適切な硬化温度に維持されることを確保する故に、入ってくる空気が出口より更に高い温度に維持されて、プレナム４０における不均一な加熱及びホットスポットを引起す。更に、該ガス法は、作用（ｗｏｒｋｉｎｇ）ライニングを十分に硬化するためにかなりの時間を要し、かつ不均一に硬化された生成物を製造し得、ここで、いくつかの領域はホットスポットのためにより低い低温強度を有する。
【００１２】
乾燥振動可能なタンディッシュライニング物質法はその上種々の欠点を有する。人手による労働がしばしば、マンドレルとタンディッシュ裏打ちライニングとの間の工学的間隙を満たすために吐出口（ｓｐｏｕｔ）を向けるために要求され、それはしばしば１ライニング当り約２０〜３０分間を要する。充填法はまた典型的には、ホッパー又は吐出口バッグを保持するために要求されるタンディッシュ領域のクレーンを要求し、従って、クレーンを要求するところのタンディッシュ領域における他の操作を遅延させる。もし、多数のライニングが作られるべきなら、これは厳しい問題を引起し得る。更に、マンドレルとタンディッシュとの間の間隙が一度満たされるなら、マンドレルは、使用前に耐火物をセットするためにガスヒーターを用いて加熱されなければならない。このプロセスは、タンディッシュ領域にダスト、ヒューム、及び熱を生じさせ、かつ通常２時間より長く要して、非常に時間がかかる。
【００１３】
従って、耐火物質を均一にかつ効率的に硬化するためのシステムの必要性がある。とりわけ、より短い硬化時間、より大きなエネルギー効率、より均一に分布された製品の低温強度、短縮された冷却時間、外側のマンドレル表面における減じられたメンテナンス、減じられたマンドレル歪、減じられたクレーンの使用及び移動、並びに例えば、ヒーターカバーのための作業場空間の減じられた利用ための必要性がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を克服しかつ上記の必要性を満たす。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
一面において、本発明は、その内側表面により規定された開口部をその中に有するマンドレルを含む、耐火物質を硬化するための装置を提供し、ここで、該マンドレルは、容器内で寸法が合い、かつ容器の耐火ライニングの予め決められた厚さに相当する該マンドレルと該容器との間の間隙を規定するように寸法が決められている。赤外ヒーターがマンドレルの開口部内に配置されかつマンドレルの内側表面を照射するように配向されている。その一面において、赤外ヒーターはスタンプドフォイル（ｓｔａｍｐｅｄ　ｆｏｉｌ）電気中波長赤外ヒーターである。
【００１６】
他面において、本発明は、第一表面と第二表面との間の間隙に耐火物質を入れること、赤外ヒーターから第一表面に向かって赤外熱エネルギーを照射して、第一表面を加熱すること、及び第一表面を通って耐火物質に移動される熱を使用して間隙内の耐火物質を硬化して、第二表面のための耐火物質のライニングを形成することの段階を含む、耐火物質を硬化するための方法を提供する。
【００１７】
更に他面において、本発明は、マンドレルとタンディッシュとの間の間隙に耐火物質を入れること、複数の赤外加熱要素からマンドレルの内表面に向かって赤外熱エネルギーを照射して、マンドレルを加熱すること、マンドレルを通って耐火物質に伝達された熱を使用して間隙内の耐火物質を硬化して、タンディッシュのための耐火物質のライニングを形成することの段階を含む、耐火物質を硬化するための方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の前述の及び他の特徴、面及び利点は、添付図面と共に解釈されるとき、本発明の次の詳細な説明からより明らかになるであろう。本発明の更なる面は、次の詳細な説明から当業者に容易に明らかになるであろう。ここで、本発明の好ましい実施態様のみが、本発明を実行するために企図された最良の様式の説明により簡単に示されかつ述べられている。理解されるであろうように、本発明は他の及び異なる実施態様を可能にし、かつそのいくつかの詳細は、全て本発明から外れることなしに、種々の明らかな点における変形を可能にする。従って、図及び説明は性質上例とみなされるべきであり、かつ限定するものとしてみなされるべきではない。
【００１９】
本発明の種々の長所及び利点は好ましい実施態様の説明としてより明らかに認識され、かつそれに伴う構造は添付図面に関して与えられている。
【００２０】
本発明は耐火物質を赤外硬化するための方法及び装置を提供する。本発明の一面において、該装置は、予め決められた形状の内側体積を有する容器内に嵌め込まれ、かつ耐火ライニングの予め決められた厚さに、厚さにおいて相当するマンドレルと該容器との間の間隙を規定するために寸法を決められたマンドレルを含む。該装置はまた、マンドレル内に配置された複数の赤外ヒーターを含み、ここで、該赤外ヒーターは、それから照射される赤外エネルギーがマンドレルの内側表面に向かって外側に照射されるように配置されている。
【００２１】
エネルギー伝達を利用する慣用のガスヒーターは、第１出力に対する物質間の温度差の関数である。換言すれば、Ｑ＝ｈｘＡｘｄＴであり、ここで、Ｑは熱伝達速度であり、ｈは流れ方向及び速度の関数であるところの熱伝達係数であり、Ａは加熱される面積であり、かつｄＴは加熱されるべき本体とそれを通過して流れる空気との間の温度差である。対照的に、エネルギー伝達を利用する赤外照射は、第４出力に対する物質間の温度差の関数である。換言すれば、Ｑ＝εσ（Ｔ_Ｓ ^４−Ｔ_ＳＵＲ ^４）であり、ここで、Ｑは熱伝達速度であり、εはエミッターの放射率であり、σはＳｔｅｆａｎ−Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数（σ＝５．６７×１０^−８Ｗ／ｍ^２・Ｋ^４）であり、Ｔ_Ｓはエミッターの絶対温度（Ｋ）であり、かつＴ_ＳＵＲは周囲、即ち本発明におけるマンドレルの温度である。加えて、対流加熱により、熱は、まず熱源からガスにそして次いでガスから加熱されるべき物体（例えば、マンドレル）に二度移動されなければならない。更に、ガスヒーターにより加熱された空気はマンドレルの排気口から排出され、そして利用し得るエネルギーの少しのパーセンテージのみがマンドレルを加熱するために該システム内に保持される。これらの及び他の因子を考慮して、本発明は赤外照射を有利に利用して、マンドレルの加熱及び耐火ライニングの硬化の速度及び効率を改善する。
【００２２】
コンピューター又はプロセッサーに基づいたコントロールシステムは本発明に著しくは重大ではなく、かつ本発明の方法及び装置は任意のそのようなコントロールシステムとは独立して実行され得るけれども、本発明に従う方法を実行しかつ本発明に従う耐火物質の赤外硬化のための装置をコントロールするためにコンピューター又はプロセッサーに基づいたコントロールシステムを使用することが通常好ましい。図２は、本発明の方法及び装置に従って使用され得るところの一つの適切なコントロールシステムを描いている。そのようなコントロールシステムは、ビデオディスプレー２１０、プリンター２２０、中央処理装置（ＣＰＵ）２３０、インターフェーシングエレクトロニクス２４０、所望ならエレクトロニクスクーリングモジュール２５０及びキーボード又は他のデータエントリー手段２６０を含み得る。ＣＰＵ２３０は、バス２３２又は情報を伝達するための他の通信メカニズム、及び情報を処理するためのバス２３２と結合された一つ以上のプロセッサー、例えば、一つ以上のＩｎｔｅｌ　Ｐｅｎｔｉｕｍ（商標）ＩＶプロセッサーを含む。ＣＰＵ２３０はまた、プロセッサーにより実行されるべき情報及び指令を記憶するためにバス２３２と結合された主メモリー２３６、例えば、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）又は他のダイナミックストレージ装置を含む。主メモリー２３６はまた、プロセッサーにより実行されるべき指令を実行する間に、一時的な変数又は他の中間の情報を記憶するために使用され得る。ＣＰＵ２３０は、プロセッサーのための静的な情報及び指令を記憶するためにバス２３２と結合された読出し専用メモリー（ＲＯＭ）２３８又は他の静的な記憶装置を含む。記憶装置２７０、例えば、磁気ディスク又は光ディスクは、情報及び指令を記憶しかつ提供するためにバス２３２と結合される。
【００２３】
ＣＰＵ２３０は、コンピューターのユーザーに情報を表示するためにモニター２１０にバス２３２を経て結合され得る。英数字又は他のキー又は音声作用を可能にするためのマイクロホンを含む入力装置又はデータエントリー手段２６０は、プロセッサーに情報及びコマンド選択を伝達するためにバス２３２と結合される。ユーザー入力装置の他のタイプは、プロセッサーに指示情報及びコマンド選択を伝達するため及びディスプレー２１０におけるカーソル動作をコントロールするためにカーソルコントロール、例えば、マウス、トラックボール、又はカーソル指示キーを含み得る。
【００２４】
バス２３２を含む、プロセッサー及び結合された装置へのデータ及び該装置からのデータのための伝送装置は、同軸ケーブル、金属ワイヤ又は金属層及び光ファイバーを含み得る。伝送媒体はまた、音波又は光波の形態、例えば、無線周波（ＲＦ）及び赤外（ＩＲ）データ交信の間に発生されるものの形態を採り得る。ＣＰＵ２３０はまた、バス２３２と結合された通信インターフェース２８０を含むことができて、これに結び付けられたネットワーク即ちＬＡＮ２９０に、種々のタイプの情報を示すデジタルデータストリームを運ぶところの電気、電磁気又は光信号を送りかつ受け取ることにより、リンク、例えば、ネットワークリンク２８２に結合される両方向データ通信を提供する。限定されるものではないが、ポジショニング／リフティングクレーン運動のコントロール又は赤外ヒーターのコントロールを含む種々の形態の出力装置が、コントロールされるべき伝送媒体を通してＣＰＵ２３０に作用的に結合され得ることが認識されるであろう。
【００２５】
コンピューター又はＣＰＵ２３０は、本発明に従うタンディッシュライニングの硬化をコントロールするために有利に使用され得る。これによれば、硬化のコントロールは、主メモリー２３６に含まれる指令の一つ以上のシーケンスのプロセッサーによる実行に応答してコンピューター２３０により提供され得る。そのような指令は、コンピューター読み取り可能媒体、例えば、記憶装置２７０から主メモリー２３６に読み込まれ得る。主メモリー２３６に含まれる指令のシーケンスの実行は、プロセッサーが本明細書に記載されたプロセス段階を実行することを引起す。代わりの実施態様において、結線論理回路構成（ｈａｒｄ−ｗｉｒｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）は、ソフトウェア指令の代わりに又はソフトウェア指令と組み合わせて使用され得、かつハードウェア回路構成とソフトウェアとの特定の組み合わせは要求されないことが理解されるべきである。
【００２６】
指令は、任意の数の形態、例えば、ソースコード、アセンブリーコード、オブジェクトコード、機械語、前記のものの圧縮又は暗号バージョン、並びにそれらの任意の及び全ての等価物において提供され得る。「コンピューター読み取り可能媒体」は、実行のためにコンピューター２３０に指令を提供することに関係するところの任意の媒体を言い、かつ「プログラムプロダクト」は、コンピューター実行可能プログラムを伝達するそのようなコンピューター読み取り可能媒体を言う。コンピューター使用可能媒体は、指令がコンピューター使用可能媒体と結合されるところの全ての様式を含むところの指令を「伝達する」ような媒体を言い得る。コンピューター読み取り可能媒体は、限定するものではないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む。不揮発性媒体は、例えば、光又は磁気ディスク、例えば、記憶装置２７０を含む。揮発性媒体はダイナミックメモリー、例えば、主メモリー２３６を含む。伝送媒体は、バス２３２を含むところの電線を含む、同軸ケーブル、銅線及び光ファイバーを含む。伝送媒体はまた、音波又は光波の形態、例えば、無線周波（ＲＦ）及び赤外（ＩＲ）データ交信の間に発生されるものの形態を採り得る。コンピューター読み取り可能媒体の通常の形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを持つ任意の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、及びＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリーチップ又はカートリッジ、下記の搬送波、又はコンピューターが読むことができるところの任意の他の媒体を含む。
【００２７】
図２に示されたような、適切に構成され又はプログラムされたコンピューターコントロールされた硬化システムにより、耐火物硬化のコントロールは、プロセスパラメーターの変化に迅速に適合され得、かつ複数の入れられた耐火物質タイプの任意の一つに従って硬化プロセスをコントロールするために構成され又はプログラムさえされ得る。耐火物質組成又は配合の性質は有意に変化することが知られており、かつ種々の因子、例えば、確かに限定されるものではないが、操作温度範囲、化学活性、予備加熱が溶解された金属に曝す前に所望されるなら所望の予備加熱段階、及び適用効力を考慮して特定の適用のための配合を同定し又は計画する試みがなされる。複数の耐火物質が一度に又は別のときに使用されるなら、コンピューターは、必要なら、別々のコントロールパラメーターによりプログラムされ又は再プログラムされて、複数の異なる耐火物質の自動コントロールを可能にして、プラントスタッフの負荷を軽減しかつ効率を改善する。
【００２８】
本発明に従う赤外加熱装置構成は図３Ａ〜３Ｃに描かれており、ここで、特定のタンディッシュ又は容器に対応するマンドレル３００は、特定の耐火物質及び特定のタンディッシュライニング配列のために計画されるところの赤外ヒーター３５０によりライニングされる。既に示されたように、マンドレル３００は、特定のタンディッシュ３１０又は容器の内側に配置するために構成されて、図４Ａに示されているように、耐火物質３９５が配置されるところのその間の空洞３２０を規定する。適切な耐火物質は、当業者に普通に知られておりかつ当業者に公知の種々の商標の下に公知の完全な配合又は混合物として慣用的に市販されている任意の耐火物質又は耐火物質の組合わせを含み得る。そのような耐火物配合は、例えば、Ａｄａｍｓに特許された米国特許第５，３００，１４４号明細書、Ｒｕｍｐｅｌｔｉｎらに特許された米国特許第５，３６６，９４４号明細書、又はＤｏｄｙらに特許された米国特許第５，６０２，０６３号明細書に与えられており、ここで、これらの引例は引用することにより本明細書に組み込まれる。この空洞３２０は、所望の消耗し得る耐火物質のライニングの形態に対応する。換言すれば、マンドレル３００の寸法及び形状並びに赤外加熱要素３５０の配列及び選択が、所望の耐火物ライニングの形状、耐火物質３９５の混合又は組成、及びタンディッシュ３１０の内部外形を含む変数に対応する。従って、図３Ａ〜３Ｃは、本発明に従うマンドレル３００のただ一つの実施例を示しており、かついかなる点においても限定されることを意図するものではない。より広い意味において、本発明の赤外加熱装置及び方法は、例えば、実質的にシリンダー状の鋼製容器又はレイドル内に挿入するために配置されたシリンダー状に整えられた赤外加熱装置を含んで作用又は保護ライニングを硬化し得る。
【００２９】
本発明が想定するところの多くの形態のただ一つの実施例のみであるところの、図３Ａ〜３Ｃに描かれたマンドレル加熱システムの構成において、マンドレル３００の上側端は、１４４　７／８インチの長さ、２９　９／１６インチの深さ、及び２９インチのベースからの高さを有する。マンドレル３００のベース又は底３４０は、約１１１インチの長さ及び１５　１／２インチの深さを有する。慣用的に、タンディッシュは樋の形状であり、かつタンディッシュ３１０の内壁３１５は、タンディッシュの内側ベース３２５に対して垂直ではなく、かつその代わりに、内側タンディッシュベース３２５に関して９０°より大きい、ある鈍角αに通常向けられる。同様に、マンドレル３００は樋の形状であり、かつマンドレルの側壁３３５は実質的に、マンドレルベース３４５に関して９０°より大きい、同一の鈍角αに配置されている。図４Ａ〜４Ｂは、当業者に公知の様式でマンドレルの頂部に取り付けられたカバー４００を持つマンドレル３００を示している。トラニオン４１０及びリフトリング４２０が備えられており、それにより、カバーが個々に持ち上げられ得、又は取り付けられた構成においてカバー及びマンドレルが持ち上げられ得る。図４Ｂに示されているように、バイブレーター４３０がカバーに備えられて、マンドレル及び、マンドレル３００とタンディッシュ３１０との間の間隙又は空洞３２０に配置されたコンパクト耐火物質３９５を振動する。
【００３０】
上記のように、個々の赤外加熱要素はマンドレル３００の内部に備えられており、かつ四つの壁の内側表面３３５及びマンドレルの底３４５に面して向けられている。換言すれば、図３Ａ〜３Ｃ及び４Ａ〜４Ｂに通常描かれているように、赤外ヒーター３５０はマンドレル３００の内側表面３３５、３４５の方向に外側に向いて、照射によりこれらの表面を加熱する。図３Ｃに示されているように、赤外ヒーター３５０、例えば、マンドレル３００の頂部に向かって配置された赤外ヒーターがマンドレル３００の壁に平行に配置され得、あるいは例えば、マンドレルの底に向かって配置された赤外ヒーターがある角度で配置されて、マンドレルの一つを超える表面（例えば、３３４、３４５）を照射する。図４Ａに示されているように、熱は、マンドレルの底を含むマンドレルの壁を通して伝導され、そして耐火物質３９５に伝達されて耐火物質３９５を加熱しかつ硬化する。図４Ｃに描かれているように、使用された耐火物質３９５により主として決定されるところの、硬化プロセスの完了に続いて、マンドレル３００は、完成したタンディッシュの作用ライニング５００から取除かれる。
【００３１】
図３Ａ〜３Ｃに描かれている本発明の実施態様において、３２個の電気赤外ヒーターがマンドレル３００の内部に備えられている。８個の３４インチ×８インチ赤外ヒーター、１２個の２７　１／２インチ×８インチ赤外ヒーター、６個の２４インチ×８インチ赤外ヒーター、２個の２１インチ×８インチ赤外ヒーター、２個の１５　１／２インチ×８インチ赤外ヒーター、及び２個の１５　１／２インチ×４インチ赤外ヒーターが図示されているように備えられている。赤外ヒーター３５０は、マンドレル壁の内側表面３３５及びマンドレルの底３４５から約１インチ〜２４インチに据え付けられ得る。マンドレル壁の内側表面３３５及び底３４５から赤外ヒーター３５０の名目上の距離は約３インチ〜４インチである。
【００３２】
マンドレル３００の内部は、赤外ヒーター３５０を支えるところの枠組み、架台、又はトラス（図示されていない）を取り付けられている。枠組みの上部端は、マンドレル３００の側壁３３５の上側エッジに固定して取り付けられ得るか又は該エッジ内に嵌め込まれ得、かつ枠組みの下端部は、隣接する赤外ヒーター３５０の間のマンドレルの底３４５に取り付けられ得る。マンドレルカバー４００のはめ合わせ表面を妨げないように、枠組みはマンドレル３００の頂部表面上に伸びないことが好ましい。慣用の技術に従って枠組みの拡張及び縮小を提供することがもちろん好ましい。アセンブリー及びルーチンのメンテナンスを促進するために、電気赤外ヒーター３５０の夫々は、マンドレル３００の内側枠組み上に赤外ヒーター３５０を据え付けるためにその側又は後側に、限定されるものではないが、スタッド、タブ、ネジ、又は締め付け装置を含む接続装置を含む。赤外ヒーター３５０は、枠組みを通って又は周りに、及びマンドレルカバー４００を通って溝をつけられた可とう性の金属導管に複数のリード線を備えられている。バイブレーター４３０は有利に必要な電気接続の全てを組み込み得て、電気赤外ヒーター３５０に電力を供給し、かつマンドレル３００の内側に据え付けられた熱電対又は他のセンサーからの入力を受け取る。
【００３３】
図３Ａ〜３Ｃに描かれている電気赤外ヒーター３５０は、３個のコントロール領域、即ち、頂部３５５、底部３６５、及び端部３７５に分類される。しかし、任意の数のコントロール領域が可能である。追加のコントロール領域はより正確には、マンドレル及び耐火物質の外側表面に隣接するマンドレル及び耐火物質のより小さな部分の加熱を隔離しかつコントロールする。これは、容器又はタンディッシュの外形が一様ではないところの適用においてとりわけ重要である。従って、４個、５個、６個、８個、１０個、又は１２個又はより多くの領域が本発明によれば有利であり得る。
【００３４】
赤外ヒーター３５０は中波長電気赤外ヒーターであり、かつより詳細には、スタンプドフォイル中波長電気赤外ヒーター及びその同等物である。スタンプドフォイル中波長電気赤外ヒーター３５０は、約５秒間で加熱及び冷却するところの迅速応答波状箔（ｓｉｎｕａｔｅｄ　ｆｏｉｌ）タイプヒーターである。エミッターと加熱される生成物との間に石英又は他の物質がない故に、これらのヒーターは、類似の適用における殆どの他のヒーターより操作するためにコストは一層小さい。中波長赤外ヒーター３５０は有利に、均一にマンドレル３００を加熱し、非常に迅速に加熱及び冷却し、低コストでプラント人員により現場で非常に容易に修理され得、かつ任意の物理的配置において操作され得る。加えて、赤外ヒーター３５０は、マンドレル３００の特定の形状に適合させるために特別にあつらえられることができ、かつ中波長電気赤外ヒーターは、いくつかの他のタイプの赤外ヒーターより要求される熱出力を提供するためにより小さな電力を必要とする。
【００３５】
中波長赤外ヒーター３５０は、約１．５〜５．６ミクロンの中間赤外領域における波長を有する照射を生ずる。約０．７２ミクロン〜１．５ミクロンの間の波長を有するエネルギーを含む近赤外、及び約５．６〜１，０００ミクロンの間の波長を有するエネルギーを含む遠赤外は、これらの波長における赤外ヒーターがまた使用され得るけれども、中波長赤外エネルギーとして本出願のために理想的に適しているとはいえない。金属表面は典型的には、短波長照射の貧吸収体、とりわけ、非常に反射性の表面である。この理由のために、金属表面は、中波長及び長波長赤外照射によってより効率的に加熱される傾向がある。しかし、マンドレルの内側表面は、反射を減じるため及び吸収及び／又は放射を増加するために、例えば、酸化又は高温に耐性のある物質、例えば、特別のペイント又は仕上げ剤の適用により処理された表面であり得る。更に、特定の範囲の波長のために高度の吸収率及び放射率を示すことが知られている物質が選択され得て、近赤外照射又は遠赤外照射の使用を可能にし、これらの物質がまた、予期されたプロセス温度における所望の物質的及び化学的特性に適合することを提供する。
【００３６】
図３Ａ〜３Ｃに構成されかつ描かれているように、赤外ヒーター３５０は、１００％能力（４８０Ｖにおいて１３７アンペア、三相電源）で操作するとき少なくとも１１４ｋＷ〜１１５ｋＷを提供するところの接続された電力負荷により電力を供給される。３個の領域３５５、３６５、３７５の温度コントロールは、三相シリコン制御整流器（ＳＣＲ）電力コントローラーを用いて電圧を変化させることにより達成される。本発明の示された面において、３０アンペア、６０アンペア、及び１００アンペアの三相ＳＣＲ電力コントローラーが使用され、かつこれは、ニュージャージー州ＷａｙｎｅのＲａｄｉａｎｔ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．により市販されている。
【００３７】
複数の個々の中波長赤外加熱要素（図示されていない）を含む中波長赤外ヒーター３５０アセンブリーは、限定されるものではないが、図５Ａ〜５Ｃにより表された配線図のいずれかを使用し得る。図５Ａは、２４０Ｖにおいて９．３ｋＷのヒーターワット数、３９Ａのヒーターアンペア数、及び６３．６Ｗ／ｉｎのワット密度を提供する２４０Ｖの一相接続を描いている。図５Ｂは、２４０Ｖにおいて９．３ｋＷのヒーターワット数、２２．４Ａのヒーターアンペア数、及び６３．６Ｗ／ｉｎのワット密度を提供する２４０Ｖの三相接続を描いている。図５Ｃは、２４０Ｖにおいて９．３ｋＷのヒーターワット数、１２Ａのヒーターアンペア数、及び６３．６Ｗ／ｉｎのワット密度を提供する４８０Ｖの三相接続を描いている。４８０Ｖの構成のために、必要ではないけれども、約４５５〜４６０ＶにＳＣＲを電圧制限することが好ましい。
【００３８】
追加のＳＣＲコントローラー又は他の慣用のコントローラーが、領域の数及び夫々の領域のエネルギー要求に従って使用され得る。例えば、６０アンペア及び１００アンペアＳＣＲ電力コントローラーに夫々対応する二つの領域３６５、３５５が更に５個又は６個の領域に再分割され得て、別々の３０アンペアＳＣＲ電力コントローラーを使用され得る。該領域及び赤外ヒーター、並びに更に個々の加熱要素は個々にコントロールされ得、あるいは一緒に編成され又は配線されて同時にエネルギーを与えられ及びエネルギーを除去され得る。
【００３９】
領域、赤外ヒーター、及び個々の加熱要素は、選ばれた設定点に対応して単独でコントロールされ得、あるいは入力としての多数のプロセス変数を分析してコンピュータープログラムの出力により適切にコントロールされ得て、測定された変数及びこれらの変数とプロセスの所望の結果との間のプログラムされた実験的関係に従って、一つ以上の領域、ヒーター、個々の加熱要素の熱出力を調節し得る。
【００４０】
図３Ａ〜３Ｃに描かれているように、１個の熱電対３８５が夫々の領域３５５、３６５、３７５のために備えられている。該熱電対は、一領域当り一つの電気赤外ヒーター３５０のエミッター耐火裏打ち物質に据え付けられているところの石英容器又は管の内側に配置される。石英が温度測定において遅れ時間を導くけれども、該遅れ時間は、本発明の方法及び装置により企図される硬化プロセスのために比較的微々たるものであることが観察された。結果において、遅れ時間は単純に所望の設定点に関する温度調節の振幅を増大する。
【００４１】
ＳＣＲ電力コントローラーは閉ループシステムによりコントロールされることが好ましく、ここで、温度信号は、夫々の設計された温度領域に配置された一つ以上の熱電対によりＣＰＵ２３０に提供され、そしてそれは次いで、ＳＣＲ電力コントローラーに適切なコントロール信号を提供してその出力を制御する。赤外ヒーター３５０の自動コントロールのために、好ましい閉ループコントロールシステムは高温切断スイッチを含んで、いずれかのマンドレル３００、赤外加熱要素、計装及び配線、耐火物質、又は機械的部品又はシステムに対する損傷を防ぐ。加熱システムのための手動コントロール手段は、例えば、校正ダイヤル及び可変電位差計を含み得る。
【００４２】
図３Ａ〜３Ｃに描かれかつ上で述べられたマンドレル加熱システム構成は、環境温度から、マンドレル３００の温度を２５０°Ｆ〜３００°Ｆに上昇しかつ約１０分間その範囲に温度を保持し、そのときに、マンドレル加熱システムは次いで、マンドレルの温度を６２５°Ｆ〜６７５°Ｆに上昇しかつ最大約６０分間その範囲内に温度を保持するために設計される。
【００４３】
図６は、図３Ａ〜３Ｃに描かれかつ慣用のガス加熱／硬化システムに関して上で述べられたマンドレル加熱システム構成の比較した利点を示している。即ち、図６は、本発明の赤外加熱システム及び慣用のガス加熱システムのためのマンドレルとタンディッシュ３１０との間の間隙３２０における鋼製マンドレル３００とタンディッシュライニング物質との間の界面における温度（°Ｆ）対時間（ｔ）を比較している。最初の１０〜１５分間の暖気操作の後に、該電気赤外加熱システムは全出力（即ち、約１３７アンペア）でほんの約２分間操作され、その後、出力は、５８分間で約半分の出力に減じられる。マンドレル３００と耐火物質３９５との界面の温度が約５６０°Ｆであるとき、電気赤外ヒーター３５０は次いで約ｔ＝７５分で切断され、その後、マンドレル３００は冷えそして収縮し始めそして約ｔ＝９０分で硬化された耐火タンディッシュ３１０のライニングから引き離される。マンドレル３００は次いで、約ｔ＝１２０分でタンディッシュ３１０から引き離され得る。対照的に、ガス加熱システムは必要な温度及び硬化を得るためにｔ＝１５０分まで操作されなければならず、かつマンドレルは約ｔ＝１６５分まで引き離され得ない。
【００４４】
マンドレル３００と耐火物質３９５との界面での加熱の温度及び継続時間は、ほんのいくつかの変数を示すために、耐火物質３９５の組成、ライニングの厚さ、及びライニングの構成、並びに耐火物質の適用の方法に従って有意的に変化するであろう。耐火物質は硬化するために約５００°Ｆを単に要求し得又は硬化するために２０００°Ｆ又ははるかにより高い温度を要求し得る。硬化継続時間はまた有意に変化し得る。本発明の電気赤外加熱システムは、耐火物質３９５におけるそのような変化及びプロセス変数に適切に適合される。要求におけるそのような変化を補償するために、本発明の赤外加熱システムは、所望の温度又は硬化効果を達成するために、最小で、加熱要素による出力（例えば、３０％又は９０％出力）アウトプットにおける変化を要求し、又は多くて赤外ヒーター３５０の再構成を要求する。そのような再構成は、例えば、赤外ヒーター３５０の出力アウトプットに増加、赤外ヒーターとマンドレルのない表面３３５、３４５との間の距離の減少、個々の赤外加熱要素の密度の増加、又はマンドレルの内側の断熱材の増加を含むことができた。
【００４５】
加えて、ヒーター設計のコンパクト化は、慣用のガス加熱硬化システムにおいて現在達成できないところの利用し得る代わりの設計構成を可能にする。特に、質量流量適用ホッパー、マンドレル３００、及び赤外ヒーター３５０を単一のユニットに物理的に統合して、所望されるクレーン移動の数を更に減じそして従って作業場効率を増加する。ガスが、ガス系列のために必要とされかつマンドレルカバーの回りに配置された多量の装置、例えば、熱空気ダクト移送及びコントロール装置のための熱源として使用されるとき、この構成は実行できない。
【００４６】
上記のゆえに、本発明に従う耐火物質を硬化する方法は通常、第一表面と第二表面との間の間隙３２５に耐火物質３９５を入れること、赤外ヒーター３５０から第一表面に向かって赤外熱エネルギーを放射して第一表面を加熱すること、及び第一表面を通って耐火物質に移動される熱を使用して該間隙内の耐火物質を硬化して第二表面のための耐火物質のライニング５００を形成することの段階を含む。照射された赤外熱エネルギー、第一表面温度、第二表面温度、及び耐火物質３９５の温度の少なくともひとつをまたコントロールすることが好ましい。硬化の完了後に、該方法はまた、硬化された耐火物質のライニング５００から第一表面を取り去る段階を含む。マンドレル３００に関して、例えば、第一表面は、マンドレルの外側壁表面を含み得る。同様に、タンディッシュに関して、第二表面はその内部表面３１５を含み得る。
【００４７】
上記によれば、本発明の一つの面は、環境温度から２５０〜３５０°Ｆの第一温度に第一表面の温度を上げること及び約１０分間第一温度に該第一表面温度を保持すること、次いで、６２５〜６７５°Ｆの第二温度に第一の表面温度をあげること、そして約６０分間第二温度に第一表面温度を保持することの段階を含む。
【００４８】
本発明の方法及び装置はまた、慣用のガス加熱硬化システムに優るコスト節約を実現する。ガスユニットにおいて、該システムは１，０００立方フィート／時間の天然ガスを消費して１，０００，０００Ｂｔｕ／時間を産出する。天然ガスの１，０００立方フィート当り２．７５米国ドルの平均価格において完全消費又は完全燃焼における約１４０分間を伴って、天然ガスのコストは耐火ライニング硬化当り約７．００米国ドルである。加えて、電気ブロワモーター、典型的には１ｈｐ、４６０Ｖ、３６０ｒｐｍで操作される３相モーターは約＄０．７５ｋＷ／時間を消費する。合計約２００分間の所望の操作時間で、タンディッシュライニング当り７．１３米国ドルの結合されたコストのために０．０５米国ドル／ｋＷのコストを仮定して、２．５ｋＷは０．１３米国セントを要する。一方、本発明の電気赤外加熱システムは、タンディッシュライニング当り３．１０米国ドル（１３７アンペアでの完全出力で２分間（０．２０米国ドル）＋５０％出力で５８分間（２．９０米国ドル））を要する。この相違は、１年当り見積もられた１２８２個のタンディッシュライニングのために、エネルギー消費のみに基づいて、１年当り約５，１６６米国ドルの正味の節約をもたらす。
【００４９】
従って、本発明は、最高のエネルギー効率（即ち、約９０％以上）及慣用のガス加熱適用より均一に耐火物質を硬化しうるところの加熱及び硬化システムを迅速に実行すること及び慣用のシステムより短い硬化時間において生成物のより堅実な硬化された低温強度を生み出すことを可能にする。該方法及び装置はまた、装置寸法の低減及び付随する利用し得る貯蔵空間の増加、慣用の硬化技術に必要ないくらかのクレーン移動の除去、及びタンディッシュ領域におけるダスト及びヒュームの減じられた発生を含む他の利点をもたらす。より更に、ガス加熱硬化システムとは異なって、電気赤外硬化システムの操作の管に熱又はヒュームは発生されず、かつ殆ど割れがなくかつ増加された強度を有する設置されたライニングの表面状態は上等である。
【００５０】
本発明は、種々の他の組み合わせ及び環境での使用が可能であり、かつ本明細書に開示された本発明の概念の範囲内での変化又は変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１Ａ及び１Ｂは、耐火タンディッシュライニングのための慣用のガス加熱法の例である。
【図２】
図２は、本発明に従って使用可能なコンピューターコントロールシステムを描いている。
【図３】
図３Ａ〜３Ｃは、本発明の一面の平面図、正面図、及び側面図を描いている。
【図４】
図４Ａ及び４Ｃは、夫々、硬化中及び硬化後のタンディッシュに関する本発明に従うマンドレルの簡略化された断面図を提供する。図４Ｂは、本発明に従うマンドレルの簡略化された等軸図を提供する。
【図５】
図５Ａ〜５Ｃは、本発明のある面に従う赤外ヒーターアセンブリーのための種々の配線構成を描いている。
【図６】
図６は、慣用のガス加熱システムに対して本発明に従う電気赤外マンドレル加熱システムを比較したところの利点を示している。

Claims

その内側表面により規定された開口部をその中に有するところのマンドレル（ここで、該マンドレルは、容器内で寸法が合い、かつ容器の耐火ライニングの予め決められた厚さに相当する該マンドレルと該容器との間の間隙を規定するように寸法が決められている）；及び
該マンドレルの開口部内に配置された赤外ヒーター（ここで、該赤外ヒーターはマンドレルの内側表面を照射するように配向されている）
を含むところの耐火物質を硬化するための装置。
マンドレルの開口部内に配置された複数の赤外ヒーター（ここで、該赤外ヒーターはマンドレルの少なくとも一つの内側表面を照射するように配向されている）
を更に含むところの請求項１記載の耐火物質を硬化するための装置。
該複数の赤外ヒーターが複数の温度コントロール領域を規定するようにマンドレルの開口部内に分布され、該温度コントロール領域の夫々が、温度信号を出力する少なくとも一つの熱電対を含むところの請求項２記載の耐火物質を硬化するための装置。
夫々の熱電対がコンピューターに基づいた閉ループコントロールシステムに温度信号を出力し、かつ該複数の赤外ヒーターの夫々が、コンピューターに基づいた閉ループコントロールシステムに接続されかつそれによりコントロール可能であるところの請求項４記載の耐火物質を硬化するための装置。
該マンドレルが実質的に樋の形状であるであるところの請求項４記載の耐火物質を硬化するための装置。
該複数の赤外ヒーターが中波長電気赤外ヒーターであるところの請求項４記載の耐火物質を硬化するための装置。
該複数の赤外ヒーターがスタンプドフォイル中波長電気赤外ヒーターであるところの請求項６記載の耐火物質を硬化するための装置。
該複数の赤外ヒーターが、マンドレルの該少なくとも一つの内側表面から約３〜４インチで配置されているところの請求項７記載の耐火物質を硬化するための装置。
マンドレルの開口部をシールするよう構成された断熱カバーを更に含むところの請求項５記載の耐火物質を硬化するための装置。
該マンドレルの該少なくとも一つの内側表面が、赤外照射の吸収率を増加させるように仕上げられている請求項２記載の耐火物質を硬化するための装置。
第一表面と第二表面との間の間隙に耐火物質を入れること；
赤外ヒーターから第一表面に向かって赤外熱エネルギーを照射して、第一表面を加熱すること；
第一表面を通って耐火物質に伝達された熱を使用して間隙内の耐火物質を硬化して、第二表面のための耐火物質のライニングを形成すること
の段階を含むところの耐火物質を硬化するための方法。
照射される赤外熱エネルギー、第一表面の温度、第二表面の温度、及び耐火物質の温度の少なくとも一つをコントロールすることの段階を更に含むところの請求項１１記載の耐火物質を硬化するための方法。
硬化された耐火物質のライニングから第一表面を取除くことの段階を更に含むところの請求項１２記載の耐火物質を硬化するための方法。
環境温度から約２５０〜３００°Ｆの第一温度に第一表面の温度を上昇すること；
約１０分間第一表面の温度を第一温度に保持すること；
約６２５〜６７５°Ｆの第二温度に第一表面の温度を上昇すること；
約６０分間第一表面の温度を第二温度に保持すること
の段階を更に含むところの請求項１２記載の耐火物質を硬化するための方法。
マンドレルとタンディッシュとの間の間隙に耐火物質を入れること；
複数の赤外加熱要素からマンドレルの内側表面に向かって赤外熱エネルギーを照射して、マンドレルを加熱すること；
マンドレルを通って耐火物質に伝達された熱を使用して間隙内の耐火物質を硬化して、タンディッシュのための耐火物質のライニングを形成すること
の段階を含むところの耐火物質を硬化するための方法。
照射される赤外熱エネルギー、マンドレルの温度、タンディッシュの温度、及び耐火物質の温度の少なくとも一つをコントロールすることの段階を更に含むところの請求項１５記載の耐火物質を硬化するための方法。
硬化された耐火物質のライニングからマンドレルを取除くことの段階を更に含むところの請求項１６記載の耐火物質を硬化するための方法。
環境温度から約２５０〜３００°Ｆの第一温度にマンドレルの温度を上昇すること；
約１０分間マンドレルの温度を第一温度に保持すること；
約６２５〜６７５°Ｆの第二温度にマンドレルの温度を上昇すること；
約６０分間マンドレルの温度を第二温度に保持すること
の段階を更に含むところの請求項１７記載の耐火物質を硬化するための方法。