JP3679464B2 - 混銑車の多層耐火ライニング構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑の運搬あるいは予備処理等に使用する混銑車のライニング構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、混銑車の稼働面側に使用されるウエアー材としては、耐食性、耐酸化性、耐スポーリング性、容積安定性などの観点から特公昭60−48467号公報や特公昭61−882号公報に開示されたアルミナ・炭化珪素・カーボンれんががあり、また、炉壁形成れんがとしては、特公昭60−33671号公報に開示されているように、カーボン含有体の炉内面を形成する側とは反対側の面にカーボン体より低熱伝導性を有する耐酸化性被覆層を設けたカーボン主体のれんがも知られている。また、これられんが施工に際してのスコアーラインや膨張代の設定によって亀裂の幅や発生位置の制御についての改善効果があることが認められているが、まだ局部的な損耗が生ずることには変わりない。
【0003】
一方では、施工の単純化、施工工数の短縮によるウエアー材の低コスト化を目的として、実開昭61−79198号、特開平3−102190号等に開示されたように、不定形耐火物による内張り施工が実施されるようになった。
【0004】
しかし、不定形耐火物の使用による混銑車の内張りは、形状が魚雷型であることによる形状の特異性と大型であるということから、乾燥時の脱水による収縮や、稼働時の熱サイクルに伴う熱応力の上昇によって、稼働面から背面側に向けて稼働面と垂直な亀裂が生じやすくなる。さらには、その亀裂が、その発生位置やその幅の規則性に乏しく、不定形耐火物と接するパーマれんがまで伸長し、それが、亀裂からの局部的損耗への発展や、溶銑が侵入してしまうという問題がある。
【0005】
この亀裂発生の抑制策としては、不定形耐火物の低水分化施工による乾燥収縮の抑制が考えられるが、10m以上もある長さの混銑車の場合には、乾燥収縮による亀裂発生を防止することは困難であり、また、施工体の緻密化による乾燥時の爆裂が生じやすくなる。
【0006】
さらに、一体施工体の不定形耐火物においては、構造的スポールや酸化により稼働面と平行に亀裂が生じ、パーマれんがから剥離する問題もある。
【0007】
また、稼働時においても、混銑車は異型であるために、熱応力が一部に集中しやすく、引っ張り強度に劣る不定形耐火物に対して、その内部応力に耐える得る強度を持たせることは難しい。そこで、溶融シリカやムライト等低膨張性原料や熱間で軟化変形しやすいロー石原料やガラス粉等を使用することによって、効果的に内部熱応力の上昇を抑えることが考えられるが、亀裂の防止には不十分であり、その上、耐食性の低下がみられる。
【0008】
このように、不定形耐火物が、れんがに匹敵する耐食性、耐酸化性、耐スポール性、容積安定性、耐アブレージョン性等を備えていても、構造的要因による亀裂が生じ易い。その上、その亀裂からくる局部的損耗や溶銑侵入が、ウエアー材のどの位置まで進んでいるかの確認と寿命判断が困難であるために過度の補修を必要とし、ウエアー材の残厚に余裕がある状態においても、張り替えを行うことを余儀なくされていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、不定形耐火物が特徴として有する有する施工が簡単であり、施工工数が少ない等の利点を生かした上に、ウエアー材の損耗状態と耐用寿命の判断が容易で安全性が保たれ、過度の補修や巻替え作業を減少できる混銑車の耐火ライニング構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、不定形耐火物と接するパーマれんがを多層にし、これを熱伝導性の点から規定することにより、パーマライニングの信頼性を向上させ、ウエアー材の寿命見極める判断を容易にする混銑車の構造としたものである。
【0011】
すなわち、本発明は、れんがと不定形耐火物を用いた施工体により形成された混銑車の多層耐火ライニング構造において、鉄皮側から、熱伝導率が0.5〜2.5Kcal/mh℃の本パーマれんがと、熱伝導率が5〜20Kcal/mh℃の準パーマれんがの順に形成し、さらに、溶湯と接する稼働面部を前記準パーマれんがの熱伝導率を越えない熱伝導率を有する不定形耐火物によって形成し、前記本パーマれんがをアルミナ・シリカ系とし、準パーマれんがをアルミナ・炭化珪素・カーボン質としたことを特徴とする。
【0012】
なお、本発明においては、永久内張り(パーマネントライニング)れんが全体のことを「パーマれんが」と称し、この「パーマれんが」を熱伝導率と配設部分により「本パーマれんが」と「準パーマれんが」に区分し、さらに、稼働面部の内張り材を「ウエアー材」と称する。
【0013】
本発明のライニング構造は、全体構造としても、また、局部的な構造としても、いずれに対しても適用できる。
【0014】
このように、パーマれんがを熱伝導率で本パーマれんがと準パーマれんがに分けて複数層にすることで、れんが自体の軽量化が可能となり、これによって、築造作業が容易になる。また、溶湯と接する稼働面部を形成する不定形耐火物の熱伝導率をパーマれんがとの関係で規定することによってパーマ部への溶銑の侵入による弊害を抑制でき混銑車としての保全が容易になる。
【0015】
本パーマれんがの熱伝導率2.5Kcal/mh°Cより高い場合は、耐火ライニングの断熱性が極めて低くなることから、搬送する溶銑の温度低下や鉄皮温度上昇による鉄皮の変形問題が生じ、0.5Kcal/mh°Cより低い場合は、本パーマれんがの耐食性や圧縮或いは曲げ強度が弱くなり、パーマライニングの信頼性が低くなる。
【0016】
さらに、準パーマれんがの熱伝導率を5〜20Kcal/mh°Cと規定することによって、不定形耐火物内の温度勾配を小さくでき、不定形耐火物の熱サイクルによる亀裂の発生を抑えることができる。
【0017】
不定形耐火物の熱伝導率が準パーマれんがよりも高い場合、もしくは準パーマれんがの熱伝導率が5Kcal/mh°Cより低い場合は、不定形耐火物と準パーマれんがの界面温度が高くなり、不定形耐火物に生じる亀裂からの溶銑の侵入があると、不定形耐火物と準パーマれんがの接触部や目地に地金が回り、ウエアー材が脱落するような大きな影響がある。
【0018】
また、準パーマれんがの熱伝導率が20Kcal/mh°Cより高い場合は、不定形耐火物の温度勾配が大きくなりすぎるため、不定形耐火物の熱サイクルによる亀裂の発生が激しくなる。
【0019】
溶湯と接する稼働面部を形成する不定形耐火物から見ると、その熱伝導率を前記準パーマれんがの熱伝導率を越えない熱伝導率に規定し、不定形耐火物より高い熱伝導率を有するパーマれんがを準パーマれんがとして不定形耐火物と接置させることで、不定形耐火物とパーマれんがの界面温度が低下し、不定形耐火物に生じる亀裂からの溶銑の侵入があっても、不定形耐火物に生じる亀裂からの溶銑の侵入が深部まで到達しがたく不定形耐火物とパーマれんがの接触部や目地等に地金が廻ることがなく、パーマれんがや鉄皮への溶銑の侵入を防ぎ、ウエアー材の脱落を防ぐことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する前記熱伝導率を有する本パーマれんがとしては、焼成れんが、不焼成れんがを問わずアルミナ・シリカ系れんがを適用でき、また、耐スポール性や耐食性向上のための酸化物系耐火骨材として、アルミナ、シリカ系骨材以外にジルコニア、マグネシア、スピネル等の耐火原料を、さらに、耐酸化性や強度付与剤として各種金属粉、硼化物、窒化物、ガラス粉末等を含有させることができる。
【0021】
また、準パーマれんがにおいては、熱伝導率を前記の特定範囲内にするためには、焼成れんが、不焼成れんがを問わず、カーボンを含有せしめたアルミナ・炭化珪素・カーボン質れんがを適用し、また、耐スポール性や耐食性向上のための酸化物系耐火骨材としては、アルミナ、シリカ系骨材以外にジルコニア、マグネシア、スピネル等の耐火原料を、更に、耐酸化性や強度付与剤として各種金属粉、硼化物、窒化物、ガラス粉末等を含有させる。
【0022】
さらに、不定形耐火物は、準パーマれんがの熱伝導率である5〜20Kcal/mh°Cを越えない範囲に合わせて、原料、添加剤の配合を調整したものが使用でき、結合形態で、圧送、圧入、流し込みの施工に適用できるものであればとくに制約はない。不定形耐火物の熱伝導率を、準パーマれんがの熱伝導率である5〜20Kcal/mh°Cを越えない範囲に調整することによって、準パーマれんがが露出した後も、その耐火ライニングの信頼性が高く、過度の補修やウエアー材の残厚に余裕がある状態での巻替えを必要としない。
【0023】
準パーマれんがとして水に対して濡れにくい炭化珪素、カーボンを含有せしめることによって、不定形耐火物の施工時、パーマれんがの吸水による流動性の低下が抑制され、充填性が改善されるとともに、不定形耐火物の準パーマれんが境界部付近、すなわち、不定形耐火物側の脆弱な組織の形成が抑制され、不定形耐火物の組織を稼働面から背面まで強固かつ均一にすることができる。
【0024】
また、パーマれんがを構成する本パーマれんがと準パーマれんがの何れか一方或いは各々を多層に設けることことによってその耐用性や信頼性をより高めることも可能である。
【0025】
各パーマれんが間に使用される目地材についての制約はとくにないが、パーマれんがと類似した材質を使用することが熱勾配を大きくしないという点から好ましい。
【0026】
さらに、パーマれんがと鉄皮間には鉄皮温度の上昇を抑制したり、搬送する溶銑の温度低下を防止するため断熱材を配置することもできる。
【0027】
【実施例】
本発明のライニング構造を実施した混銑車の概略図を示す図1において、外側から1は鉄皮、2は本パーマれんが、3は準パーマれんがであり、パーマれんがの炉内面全体に不定形耐火物のウエアー材4を施した例である。
【0028】
図2は、具体的な構造として、鉄皮1と本パーマれんが2、及び本パーマれんが2と準パーマれんが3の間は目地材5により接合され、準パーマれんが3はウエアー材4の不定形耐火物と直に接してライニングされた実施例を示す。図中6はウエアー材4の溶銑と接する炉内面側である。
【0029】
図3は、パーマれんがを3層とし、その中、本パーマれんがを21と22の2層に分け、準パーマれんが3を1層とすることで、準パーマれんが3が完全に消耗されるまで使用することが可能となり、また、鉄皮1と接触する本パーマれんが22を繰り返し使用可能な構造としたものである。
【0030】
図4は、ウエアー材4である不定形耐火物から伝わる準パーマれんがの熱伝導が31と32の2層となっているため段階的に本パーマれんが2に到達するが、熱伝導率の高い準パーマれんが3の層が他のライニング層より厚くなるため鉄皮1への熱が高くなることも考えて、本パーマれんが2と鉄皮1の間に断熱材7として断熱キャスタブルを配設した構造である。断熱材7としては、断熱キャスタブル以外に公知の断熱ボード、断熱シート、断熱モルタル等も使用できる。
【0031】
図5は、パーマれんがの配列は図2の実施例と同様であるが、熱によるライニング材の膨張を吸収し鉄皮1の歪を予防するため、ウエアー材4と準パーマれんが3の間に膨張吸収材8のセラミックウールを配設した構造を示す。
【0032】
次に、表1は、本発明のライニング構造に適用した、ウエアー材4の不定形耐火物についての材質例を示す。
【0033】
【表1】
表2は、本発明のラィニング構造に適用したパーマれんがと比較品の品質例を示す。
【0034】
【表2】
表3は、ライニング構造に使用したパーマれんがの形状を示す。
【0035】
【表3】
前記の表1と表2においては、不定形耐火物とパーマれんがそれぞれの耐火物の特性を併せて示す。表中の耐食性試験は、回転侵食法にて、高炉スラグを用い1500°C×5hの条件で行った。本発明のパーマれんがの熱伝導率である0.5Kcal/mh°Cより低い場合(表2・P5)は、耐食性、圧縮或いは曲げ強度が著しく低いことから、パーマれんがの信頼性が得られない。
【0036】
表1、2に示す耐火物を用いて、図2〜図5に示すライニング構造を形成し、その実施例を表4に、また、比較例を表5に示す。
【0037】
【表4】
【表5】
それぞれの混銑車ライニング構造について、ウエアー材4である不定形耐火物の巻替え修理における耐火物原単位(耐火物総使用量/混銑車総溶銑搬送トン数)の確認を行った。
【0038】
表4、表5中に、不定形耐火物原単位指数と溶銑温度低下指数を示す。それぞれについて、実施例1を100とし、数値が小さい程、耐火物の使用量が少なく、また、溶銑温度の低下が小さい。つまり、それぞれの指数は、小さい程優れていることを示す。
【0039】
本発明の表4における実施例1〜7は、ウエアー材4である不定形耐火物の残存厚がなくなるまで使用でき、且つ搬送する溶銑の温度の低下を抑制できる優れたライニング構造を示している。比較例1、2は、従来から用いられていたライニング構造であり、比較例3〜7は、パーマれんがの熱伝導率が逸脱した例を示す。この様に、ライニング楕造が特許請求の範囲から逸脱している場合は、搬送する総溶銑量に対する不定形耐火物の使用量が高いか、若しくは溶銑温度が低下しやすくなることか判る。
【0040】
【発明の効果】
本発明の混銑車のライニング構造によって以下の効果を奏する。
【0041】
(1) ウエアー材として使用する不定形耐火物施工の利点を生かして、ウエアー材の損耗状態と耐用寿命の判断を容易にし、過度の補修や巻替え作業の減少と安全性に優れている。
【0042】
(2) パーマれんが層を複数にすることで、ウエアー材の性能を十分に生かし、安全性に優れる耐火ライニング構造であることから、混銑車本来の使命である、搬送する溶銑の温度低下を損なうことなくライニングされた不定形耐火物原単位を減少させ、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のライニング構造を適用した混銑車の概略図である。
【図2】 鉄皮側から本パーマれんが、準パーマれんがからなるの2層のパーマれんがと、炉内側を不定形耐火物の順で配設した構造図である。
【図3】 不定形耐火物のウエアーライニング部を薄くし、パーマれんがは3層での鉄皮に近い本パーマれんがを2層にした構造図である。
【図4】 図3同様で、パーマれんが3層の内準パーマれんがを2層とし、本パーマれんがと鉄皮の間に断熱層を配設した構造図である。
【図5】 鉄皮からパーマれんがを本パーマれんが、準パーマれんがの2層で、準パーマれんがと不定形耐火物の間に膨張代を設けた構造図である。
【符号の説明】
1 鉄皮
2 本パーマれんが
3 準パーマれんが
4 ウエアーライニング材
5 目地材
6 炉内面
7 断熱キャスタブル
8 セラミックウール
Claims (1)
- れんがと不定形耐火物を用いた施工体により形成された混銑車の多層耐火ライニング構造において、
鉄皮側から、熱伝導率が0.5〜2.5Kcal/mh℃の本パーマれんがと、熱伝導率が5〜20Kcal/mh℃の準パーマれんがの順に形成し、さらに、溶湯と接する稼働面部を前記準パーマれんがの熱伝導率を越えない熱伝導率を有する不定形耐火物によって形成し、
前記本パーマれんがをアルミナ・シリカ系とし、準パーマれんがをアルミナ・炭化珪素・カーボン質としたことを特徴とする混銑車の多層耐火ライニング構造。
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JP21797095A JP3679464B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 混銑車の多層耐火ライニング構造 |
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JP21797095A Expired - Fee Related JP3679464B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 混銑車の多層耐火ライニング構造 |
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1995
- 1995-08-25 JP JP21797095A patent/JP3679464B2/ja not_active Expired - Fee Related
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