JP2942397B2 - ノズル受けれんがの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば製鉄業で使用
される取鍋、親鍋、タンディッシュ等の溶融金属容器
（以下、単に「取鍋」という。）の溶鋼注出孔に嵌合す
るノズル受けれんがの製造方法、特にその使用中に発生
する亀裂によるライフ短命の防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のノズル受けれんがの一部切
欠斜視図であり、この図において、１はノズル受けれん
がの上面、２はノズル受けれんがの注出孔である。この
ノズル受けれんがは四角柱形状をしており、はい土を特
殊鋼製の成形型に充填し、所要の入子を使用し、油圧プ
レスで高圧成形し型抜きすることによって製造されてい
た。

【０００３】図９は取鍋底部における溶鋼注出孔部位の
縦断面図であり、この図に示すように、上記ノズル受け
れんがは取鍋底部の敷れんが３に設けた四角形の穴に嵌
合され、その下方にインサートノズルれんが４をセット
することによって溶鋼注出孔２が形成される。

【０００４】取鍋は、通常、数百度に内部を予熱した
後、１５００℃以上の溶鋼を受入れ、インサートノズル
れんが４の下方に装着された流量制御装置による注出孔
２の開閉によって所定の量の溶鋼が所定の間隔で下方の
鋳型、タンディッシュ等の容器もしくは連続鋳造鋳型に
注入されるものである。

【０００５】この取鍋の使用に際しては、取鍋の底部に
セットされているノズル受けれんがの上面１とその付近
には、溶鋼の受入れ時の急激な温度上昇によって強い熱
応力が働き、一方、溶鋼受入れ前のノズル受けれんがの
下部は取鍋の予熱を直接受ける上部よりも低温となって
いる。更に、ノズル受けれんがの下部は、注出孔２に満
たされた充填材およびインサートノズルれんが４で被覆
されていることとも重なって低温となっている。

【０００６】次いで、溶鋼を受入れると、さらにノズル
受けれんがの上部の温度が急激に上昇し、この上下の温
度差に加えて溶鋼からの伝熱に伴って更にノズル受けれ
んがの内側と外側間においても大きな熱応力の差が生ず
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような取鍋の操
業において、従来の方法によって製造された一体成形の
ノズル受けれんがでは、その材質内における熱ひずみの
差によって図１０、図１１に示すような亀裂が発生し、
取鍋の使用回数が増す毎に亀裂が成長するとともに下方
に拡大して、図１２、図１３に示すように垂直方向の亀
裂５および水平方向の亀裂６が多数発生してくる。

【０００８】図１３において、付着した地金を撤去しよ
うとするときに剥脱を起す上部損傷部７は、特に水平方
向に発生した亀裂６に起因しかつ促進された損傷で、全
高の２０〜４０％を占める範囲に拡大するようになる。
また、同図における８は、さらに残存れんがの下部に発
生した水平方向の亀裂を示している。なお、これらの亀
裂は大型品ほど発生し易く、また、肉厚の薄い部位に多
く発生する。

【０００９】さらに使用回数が増えると、溶鋼取鍋の場
合使用回数３５〜４０回で最終的に図１４、図１５に示
すような亀裂と剥離が発生してノズル受けれんがが崩壊
し、最悪の場合湯もれ事故となるという問題点があっ
た。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、取鍋の多数回使用に伴うノズ
ル受けれんがの亀裂の発生即ち垂直方向の肉厚の薄い箇
所の亀裂、特に水平方向の亀裂の発生、さらに剥離の発
生を有効に抑制して長寿命を達成できるノズル受けれん
がの製造方法を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係るノズル受
けれんがの製造方法は、施工枠の中に単位ブロックを配
置して不定形耐火物を流し込み、この不定形耐火物の硬
化によって一体物のノズル受けれんがを得るもので、具
体的には対角線で４分割した形状の単位ブロックの１個
もしくは２個を施工枠の中に配置し、施工枠内の空隙部
に不定形耐火物を流し込み、この不定形耐火物を硬化さ
せて、一体物のノズル受けれんがを得るものである。

【００１２】また、この発明の別の発明に係るノズル受
けれんがの製造方法は、単位ブロックを使用せず、施工
枠内の対角線の位置に予め板状の補助枠をセットしてお
き、施工枠内全体に不定形耐火物を流し込み、上記板状
補助枠を抜き取って不定形耐火物を硬化させて一体物の
ノズル受けれんがを得るものである。

【００１３】

【作用】ノズル受けれんがが、使用時高温にさらされて
内部の温度差によって熱応力が生じる際に、単位ブロッ
クと流し込み材の境界または板状の補助枠の位置部位に
亀裂が優先的に発生して、分割状態にある各単位ブロッ
ク内においては発生する熱応力の絶対値が小さくなる。

【００１４】さらに単位ブロックを使用せず流し込み材
のみで一体化するノズル受けれんがにおいて、板状補助
枠撤去後の相互接触面は、添加するステンレスワイヤが
相互にからみ合うことがなく、強固な結合状態となって
いないので、使用時に発生する亀裂は対角線方向の相互
接触面でのたて亀裂の発生が先行するため応力緩和が生
じ、他の部位における亀裂の発生特に水平方向の亀裂の
発生をほぼ完全に防止する。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明で使用する単位ブロックの一
例の斜視図である。この図において、９は単位ブロッ
ク、１０は単位ブロック９の上面、１１はインサートノ
ズルれんがと接する面、１２は単位ブロック９の分割側
面である。単位ブロック９は耐火れんが製であり、図８
に示すようなノズル受けれんがをその中心と各角部とを
結んだ対角線で４分割した形状となっている。

【００１６】図２はこの発明の一実施例に係るノズル受
けれんがの製造方法を説明するための平面図、図３はこ
の発明で使用する施工枠の一例の斜視図、図４はこの発
明で使用する入子の一例の斜視図である。これらの図に
おいて、１３は施工枠、１４はノズル受けれんがの注出
孔形状の入子である。

【００１７】図２を参照しながらノズル受けれんがの製
造の手順を示す。まず施工枠１３内の相対する位置に２
個の単位ブロック９を配置し、入子１４を施工枠１３の
中心にセットする。

【００１８】次に、施工枠１３内の単位ブロック間の空
隙部に不定形耐火物を流し込み養生硬化させる。この結
果単位ブロックと不定形耐火物の流し込みよりなるブロ
ック１５が形成される。その后入子１４を抜き取り施工
枠１３を脱型して一体物のノズル受けれんがを得る。

【００１９】上記実施例では２個の単位ブロック９を使
用したが、単位ブロック９を１個とし、キャスタブル耐
火物製の流し込みブロック１５が３個からなる一体構造
のノズル受けれんがも同様の手順で製作することができ
る。

【００２０】なお、施工枠１３、入子１４の材質は多数
回使用するものは鋼鉄製が望ましいが、木製でも充分使
用に耐える。

【００２１】図５はこの発明の他の実施例に係るノズル
受けれんがの製造方法を説明するための平面図である。
このノズル受けれんがは、施工枠１３内に図６の斜視図
に示すような板状補助枠１６を４枚対角線の位置に配置
して取り付け、施工枠１３内全体にステンレスワイヤ入
りのキャスタブル耐火物１７を流し込んで一体構造とし
たもので、板状補助枠１６の抜き取り前後に振動を与え
ることによってステンレスワイヤが対角線の分割側面に
集中してくる。このため、この部位に縦亀裂が集中して
も耐火物の肌別れの危険を防止する。

【００２２】図７はこの発明の更に他の実施例に係るノ
ズル受けれんがの製造方法を説明するための平面図であ
る。ステンレスワイヤを混入しないキャスタブル耐火物
１８を薄紙を付帯した板状補助枠１９を用いて同様に流
し込んで板状補助枠を抜き取り薄紙のみを残した一体構
造のノズル受けれんがを製作したものである。

【００２３】この発明で使用する単位ブロック９は耐火
れんが製および不定形耐火物のプレキャスト品の何れも
使用でき、また全体形状のノズル受けれんがを分割切断
したもの、またはそれぞれ単独で製作したものも使用で
きる。

【００２４】なお、単位ブロック９の寸法は板状補助枠
１６および１９を使用する場合はその厚さを考慮して最
終製品のノズル受けれんがの４分割寸法より小さく寸法
調整をする。

【００２５】この発明によって製造されたノズル受けレ
ンガと同一の材質、形状、寸法の従来品とを同一条件の
取鍋で使用した結果、従来品が３２〜４０回の使用寿命
であったのに対し、この発明で製作されたもの３組の使
用寿命は各々４６回、５１回、４９回の長寿命であっ
た。

【００２６】ところで、上記説明では、この発明を外形
が四角柱形状のノズル受けれんがの場合について述べた
が、他の多角形状のもの、もしくは円筒形のものにも応
用できる。

【００２７】

【発明の効果】この発明は以上説明した通り、単位ブロ
ックまたは板状補助枠を配置して不定形耐火物を流し込
んで一体構造とするという簡単な方法により、ノズル受
けれんがの使用中の亀裂発生を対角線に沿って垂直方向
の亀裂を入り易くすることによって他の部位における垂
直亀裂は勿論、特に水平方向の亀裂の発生を防止し、ノ
ズル受けれんがの損傷を抑制するので、その使用寿命を
３０〜４０％延長できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明で使用する単位ブロックの一例の斜視
図である。

【図２】この発明の一実施例に係るノズル受けれんがの
製造方法を説明するための平面図である。

【図３】この発明で使用する施工枠の一例の斜視図であ
る。

【図４】この発明で使用する入子の一例の斜視図であ
る。

【図５】この発明の他の実施例に係るノズル受けれんが
の製造方法を説明するための平面図である。

【図６】この発明で使用する板状補助枠の一例の斜視図
である。

【図７】この発明の更に他の実施例に係るノズル受けれ
んがの製造方法を説明するための平面図である。

【図８】従来のノズル受けれんがの一部切欠斜視図であ
る。

【図９】取鍋底部における溶鋼注出孔部位の縦断面図で
ある。

【図１０】ノズル受けれんがの使用により生ずる亀裂の
発生状態を説明する平面図である。

【図１１】ノズル受けれんがの使用により生ずる亀裂の
発生状態を説明する断面図である。

【図１２】ノズル受けれんがの使用により成長した亀裂
の発生状態を説明する平面図である。

【図１３】ノズル受けれんがの使用により成長した亀裂
の発生状態を説明する断面図である。

【図１４】ノズル受けれんがの使用により生ずる最終的
な亀裂の発生状態を説明する平面図である。

【図１５】ノズル受けれんがの使用により生ずる最終的
な亀裂の発生状態を説明する断面図である。

【符号の説明】

１ ノズル受けれんがの上面 ２ ノズル受けれんがの注出孔 ３ 敷れんが ５ 垂直方向の亀裂 ６ 水平方向の亀裂 ７ 上部損傷部 ８ 下部の水平方向の亀裂 ９ 単位ブロック １０ 上面 １１ インサートノズルれんがの接触面 １２ 分割側面 １３ 施工枠 １４ 入子 １５ 流し込みブロック １６ 板状補助枠 １７ ステンレスワイヤ入りキャスタブル耐火物 １８ キャスタブル耐火物 １９ 薄紙を付帯した板状補助枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−13790（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−251709（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−177068（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 41/52 B22D 41/02 B22D 41/56 C04B 35/76

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対角線で４分割した形状の耐火物製の単
   位ブロックを１個もしくは２個、施工枠内に配置し、こ
   の単位ブロックの周辺の施工枠内に不定形耐火物を流し
   込んで硬化させ、前記単位ブロックを含めて一体化した
   ことを特徴とするノズル受けれんがの製造方法。
2. 【請求項２】 施工枠内の対角線の位置に板状補助枠を
   配置し、前記施工枠内に不定形耐火物を流し込み、この
   不定形耐火物の硬化開始前に前記板状補助枠を抜き取っ
   て硬化させ一体化したことを特徴とするノズル受けれん
   がの製造方法。
3. 【請求項３】 板状補助枠として薄紙を付帯したものを
   用いることを特徴とする請求項２記載のノズル受けれん
   がの製造方法。
4. 【請求項４】 不定形耐火物としてステンレスワイヤ入
   りのものを用いることを特徴とする請求項２記載のノズ
   ル受けれんがの製造方法。