JP6973974B2 - Heat resistant structure - Google Patents

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Description

本発明は、耐熱性構造体に関する。 The present invention relates to a heat resistant structure.

溶融金属を保持する容器の天井や蓋には、保持された溶融金属からの熱にさらされるため、耐熱性が求められている。これらの天井や蓋等の耐熱性構造体は、鉄皮の内周面にブロック状の耐火物を配する構成とされている。すなわち、これらの耐熱性構造体は、鉄皮の内周面にブロック状の不焼成耐火物を吊り下げた構造を有している。 Since the ceiling and lid of the container that holds the molten metal are exposed to the heat from the held molten metal, heat resistance is required. These heat-resistant structures such as ceilings and lids are configured to have a block-shaped refractory on the inner peripheral surface of the iron skin. That is, these heat-resistant structures have a structure in which a block-shaped non-firing refractory is suspended on the inner peripheral surface of the iron skin.

一般的な耐火物の吊り上げ方法としては、耐火物を組み合わせてアーチ状をなすようにして周囲から拘束する方法、耐火物に設けた凹凸部を組み合わせて周囲から拘束する方法、耐火物に金属製の部材(金具)を埋め込んで成形したり、耐火物に後加工で金具を埋め込んだりした後に、鉄皮に金具を溶接して固定する方法、が知られている。 As a general method of lifting a refractory, a method of combining refractories to form an arch and restraining them from the surroundings, a method of combining uneven portions provided on the refractory and restraining them from the surroundings, and a method of restraining the refractory from the surroundings are made of metal. A method is known in which a member (metal fitting) is embedded and molded, or a metal fitting is embedded in a refractory by post-processing, and then the metal fitting is welded and fixed to an iron skin.

耐火物に金具を埋め込んで加工し、金具を鉄皮に溶接する方法では、金具と耐火物の接触面積が広く、大きな力で耐火物を拘束できる。また、この方法では、耐火物に金具を埋め込んで加工しているため、耐火物が受熱して熱膨張しても、それ以上に金具が膨張するため拘束が強まり、金具が耐火物から抜けにくくなっていた。 In the method of embedding the metal fittings in the refractory and welding the metal fittings to the iron skin, the contact area between the metal fittings and the refractory material is wide, and the refractory material can be restrained with a large force. In addition, in this method, the metal fittings are embedded in the refractory and processed, so even if the refractory material receives heat and thermally expands, the metal fittings expand further and the restraint becomes stronger, making it difficult for the metal fittings to come off the refractory material. It was.

この構成の耐熱性構造体は、たとえば特許文献1に記載されている。特許文献1には、耐火物の補修を容易にするために、耐火物に金具を埋め込み、金属製の鉄皮(構造体)に吊り下げる方法が記載されている。この方法は、金具を高炉出銑樋カバー等の天井構造体に摺動自在に吊り下げ、更に吊り下げた耐火物を金属製の側壁部で拘束することで耐火物を固定している。 A heat-resistant structure having this configuration is described in, for example, Patent Document 1. Patent Document 1 describes a method of embedding a metal fitting in a refractory and suspending it from a metal iron skin (structure) in order to facilitate repair of the refractory. In this method, the metal fittings are slidably suspended from a ceiling structure such as a blast furnace pig iron cover, and the suspended refractory is restrained by a metal side wall to fix the refractory.

しかしながら、特許文献1の天井構造体では、耐火物に金具を埋め込んで製造しているため、埋め込まれた金具の位置精度が低くなりやすかった。金具の位置精度が低くなると、耐火物を鉄皮に吊り下げて組み付けたときに、耐火物の間の目地の開き量にバラツキができ、耐火物の目地部先行損傷や、損傷によって開いた目地から熱が浸入し、金属製の吊り金具や表皮部材が変形するおそれがあった。 However, since the ceiling structure of Patent Document 1 is manufactured by embedding metal fittings in a refractory material, the positional accuracy of the embedded metal fittings tends to be low. If the position accuracy of the metal fittings is low, when the refractory material is hung from the iron skin and assembled, the amount of joint opening between the refractory materials will vary, and the joints of the refractory material will be damaged in advance or the joints will be opened due to damage. There was a risk that the metal hanging metal fittings and skin members would be deformed due to the infiltration of heat.

一方、耐火物に金具を埋め込んで加工し、金具を鉄皮に溶接する方法では、耐火物の成形条件によっては、金具を精度よく埋め込むことが難しかった。例えば、プレス成形の定形れんがに金具を埋め込む場合、金型にれんがの原料(原料粉末)を充填し、その過程で金具も金型内に設置し、その後プレス成形(圧縮成形)を行う。この場合、プレス成形時に、れんがの原料粉末が流動し、金具の位置や向きが金型内の設置位置からずれてしまっていた。この耐火物に埋め込まれた金具のずれを抑える為に、金型に金具を固定する固定治具を設置する方法がある。しかし、耐火物の組付け位置により耐火物に埋め込まれる金具の位置を変える必要がある。つまり、耐火物ごとに治具を作製し、取り換える必要がある為に手間と費用がかかっていた。さらに、耐火物の成形体から治具を取り外すこともコストアップの要因となっていた。 On the other hand, in the method of embedding the metal fittings in the refractory and welding the metal fittings to the iron skin, it is difficult to accurately embed the metal fittings depending on the molding conditions of the refractory material. For example, when embedding metal fittings in a fixed form brick for press molding, the mold is filled with a raw material (raw material powder) for bricks, the metal fittings are also installed in the mold in the process, and then press molding (compression molding) is performed. In this case, the raw material powder of the brick flowed during press molding, and the position and orientation of the metal fittings deviated from the installation position in the mold. In order to prevent the metal fittings embedded in the refractory from slipping, there is a method of installing a fixing jig for fixing the metal fittings to the mold. However, it is necessary to change the position of the metal fittings embedded in the refractory depending on the assembly position of the refractory. In other words, it was troublesome and costly because it was necessary to make a jig for each refractory and replace it. Further, removing the jig from the refractory molded body has also been a factor in increasing the cost.

実開昭61−114298号公報Jitsukaisho 61-114298 Gazette

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、耐火物の寸法精度によらず、耐火物を表皮部材に精度良く固定する耐熱性構造体を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat-resistant structure for accurately fixing a refractory material to a skin member regardless of the dimensional accuracy of the refractory material.

上記課題を解決する本発明の耐熱性構造体は、耐熱性の金属よりなる表皮部材と、表皮部材の裏面側に配された耐火物と、を有する耐熱性構造体であって、耐火物は、表皮部材に対向する表面から突出する突出部を有し、突出部は、径方向に広がるフランジ部を一体に有し、表皮部材は、突出部に対応した位置にフランジ部よりも小径の貫通孔が形成されるとともに、貫通孔を覆う状態のフランジ部が溶接されていることを特徴とする。 The heat-resistant structure of the present invention that solves the above-mentioned problems is a heat-resistant structure having a heat-resistant metal skin member and a refractory material arranged on the back surface side of the skin skin member. , The protrusion has a protrusion protruding from the surface facing the skin member, the protrusion integrally has a flange portion extending in the radial direction, and the skin member penetrates at a position corresponding to the protrusion with a diameter smaller than that of the flange portion. It is characterized in that a hole is formed and a flange portion that covers the through hole is welded.

本発明の耐熱性構造体は、耐火物から突出する突出部に、径方向に広がるフランジ部を有している。そして、このフランジ部と表皮部材とが溶接により固定されている。この構成では、フランジ部と表皮部材との位置精度が低くても、溶接固定できる。つまり、本発明の耐熱性構造体は、耐火物を表皮部材に精度良く固定することができる。 The heat-resistant structure of the present invention has a flange portion extending in the radial direction at a protruding portion protruding from the refractory material. Then, the flange portion and the skin member are fixed by welding. In this configuration, welding and fixing can be performed even if the positional accuracy between the flange portion and the skin member is low. That is, the heat-resistant structure of the present invention can accurately fix the refractory material to the skin member.

実施の形態1の天井構造体1の構成を示す部分拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view which shows the structure of the ceiling structure 1 of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の天井構造体1の耐火物4の上面図である。It is a top view of the refractory 4 of the ceiling structure 1 of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の天井構造体1の耐火物4の部分拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view of the refractory 4 of the ceiling structure 1 of Embodiment 1. FIG. 実施の形態2の天井構造体1の構成を示す部分拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view which shows the structure of the ceiling structure 1 of Embodiment 2. FIG. 実施の形態3の天井構造体1の構成を示す部分拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view which shows the structure of the ceiling structure 1 of Embodiment 3. FIG.

以下、実施形態として天井構造体を用いて本発明の耐熱性構造体を具体的に説明する。 Hereinafter, the heat-resistant structure of the present invention will be specifically described using a ceiling structure as an embodiment.

[実施の形態1]
本形態の天井構造体1は、図1に断面を示すように、鉄皮2、断熱材3、耐火物4、ボルト5、溶接小片6を有する。本形態の天井構造体1は、溶融金属を保持する容器の天井や、溶融金属を保持する容器の蓋を形成する構造体である。本形態では、天井構造体1において、溶融金属が位置する側の面を裏面側とし、裏面に背向する面を表面とする。図1中の上下方向の下方側が裏面側となり、上方側が表面側となる。
[Embodiment 1]
As shown in the cross section of FIG. 1, the ceiling structure 1 of the present embodiment has an iron skin 2, a heat insulating material 3, a refractory material 4, a bolt 5, and a welding piece 6. The ceiling structure 1 of the present embodiment is a structure that forms the ceiling of the container that holds the molten metal and the lid of the container that holds the molten metal. In this embodiment, in the ceiling structure 1, the surface on the side where the molten metal is located is the back surface side, and the surface facing the back surface is the front surface. The lower side in the vertical direction in FIG. 1 is the back surface side, and the upper side is the front surface side.

鉄皮2は、表皮部材に相当し、板状の耐熱性の金属を成形して形成される。鉄皮2は、天井構造体1においてその下方側に耐火物4を吊り下げ固定する部材である。鉄皮2の形状は、溶融金属を保持する容器に組み付けることができる形状であれば限定されない。 The iron skin 2 corresponds to a skin member and is formed by molding a plate-shaped heat-resistant metal. The iron skin 2 is a member for suspending and fixing the refractory 4 to the lower side of the ceiling structure 1. The shape of the iron skin 2 is not limited as long as it can be assembled in a container that holds the molten metal.

鉄皮2の板状の耐熱性の金属の厚さは限定されない。従来の天井構造体1と同様な厚さとすることができる。また、耐熱性の金属の材質(金属の組成)についても限定されない。本形態では、6mmの厚さの鉄板から形成される。
鉄皮2は、後述のボルト5に対応する位置に、貫通孔21が形成されている。貫通孔21の形状や大きさは限定されない。本形態では、φ30mmの開口をもつ孔である。
The thickness of the plate-shaped heat-resistant metal of the iron skin 2 is not limited. The thickness can be the same as that of the conventional ceiling structure 1. Further, the material of the heat-resistant metal (metal composition) is not limited. In this embodiment, it is formed of an iron plate having a thickness of 6 mm.
The iron skin 2 has a through hole 21 formed at a position corresponding to the bolt 5 described later. The shape and size of the through hole 21 are not limited. In this embodiment, it is a hole having an opening of φ30 mm.

断熱材3は、鉄皮2の裏面側(図1中の上下方向の下方側)に配された所定の厚さの板状の部材である。本形態の断熱材3は、鉄皮2の裏面2aと当接して配される表面断熱材31と、表面断熱材31の裏面側に当接して配される裏面断熱材32と、を有する2層が積層した構造を有している。断熱材3は、耐火物4と鉄皮2との間に配され、耐火物4から鉄皮2への伝熱を抑える。
本形態では、断熱材3が表面断熱材31と裏面断熱材32の2層が積層して形成されているが、この構造に限定されない。1層であっても、3層以上であってもよい。
さらに、本形態では断熱材3を鉄皮2と耐火物4の間に配した構成としているが、断熱材3を配さない構成としてもよい。
断熱材3の有無や積層数については、要求される耐熱性や断熱性に応じて適宜決定される。
The heat insulating material 3 is a plate-shaped member having a predetermined thickness arranged on the back surface side (lower side in the vertical direction in FIG. 1) of the iron skin 2. The heat insulating material 3 of the present embodiment has a front surface heat insulating material 31 arranged in contact with the back surface 2a of the iron skin 2, and a back surface heat insulating material 32 arranged in contact with the back surface side of the surface heat insulating material 31. It has a structure in which layers are laminated. The heat insulating material 3 is arranged between the refractory material 4 and the iron skin 2, and suppresses heat transfer from the refractory material 4 to the iron skin 2.
In this embodiment, the heat insulating material 3 is formed by laminating two layers of the front surface heat insulating material 31 and the back surface heat insulating material 32, but the structure is not limited to this. It may be one layer or three or more layers.
Further, in the present embodiment, the heat insulating material 3 is arranged between the iron skin 2 and the refractory material 4, but the heat insulating material 3 may not be arranged.
The presence or absence of the heat insulating material 3 and the number of layers are appropriately determined according to the required heat resistance and heat insulating property.

断熱材3の表面断熱材31と裏面断熱材32のそれぞれの厚さ、材質等は、限定されない。従来の天井構造体1の断熱材と同様とすることができる。本形態では、裏面断熱材32と表面断熱材31は、結晶質アルミナ短繊維の板状成形体が用いられた。本形態では、裏面断熱材32と表面断熱材31に同じ材質の断熱材を用いたが、それぞれ異なる材質としてもよい。より高い温度の熱にさらされる裏面断熱材32が、表面断熱材31より高い耐熱性及び断熱性を有することが好ましい。 The thickness, material, and the like of the front surface heat insulating material 31 and the back surface heat insulating material 32 of the heat insulating material 3 are not limited. It can be the same as the heat insulating material of the conventional ceiling structure 1. In this embodiment, as the back surface heat insulating material 32 and the front surface heat insulating material 31, a plate-shaped molded body of crystalline alumina short fibers was used. In this embodiment, the heat insulating material of the same material is used for the back surface heat insulating material 32 and the front surface heat insulating material 31, but different materials may be used. It is preferable that the back surface heat insulating material 32 exposed to heat of a higher temperature has higher heat resistance and heat insulating property than the front surface heat insulating material 31.

断熱材3は、溶接小片6に対応した部分に、溶接小片6を収容可能に空間33,34が形成されている。表面断熱材31には溶接小片6のフランジ部62を収容する空間33が、裏面断熱材32には溶接小片6のナット部61を収容する空間34が、それぞれ形成されている。空間33,34は、溶接小片6を収容したときに、溶接小片6が嵌入可能なように形成されている。 In the heat insulating material 3, spaces 33 and 34 are formed in a portion corresponding to the welding piece 6 so as to accommodate the welding piece 6. The front surface heat insulating material 31 is formed with a space 33 for accommodating the flange portion 62 of the weld piece 6, and the back surface heat insulating material 32 is formed with a space 34 for accommodating the nut portion 61 of the weld piece 6. The spaces 33 and 34 are formed so that the welding pieces 6 can be fitted when the welding pieces 6 are accommodated.

耐火物4は、断熱材3の裏面側(図1中の上下方向の下方側)に配された所定の厚さのブロック状の部材である。本形態の天井構造体1において、耐火物4は、容器に保持された溶融金属に対面する部材である。耐火物4は、溶融金属からの熱が鉄皮2へ向けて伝わることを抑える。 The refractory material 4 is a block-shaped member having a predetermined thickness arranged on the back surface side (lower side in the vertical direction in FIG. 1) of the heat insulating material 3. In the ceiling structure 1 of the present embodiment, the refractory material 4 is a member facing the molten metal held in the container. The refractory material 4 suppresses the transfer of heat from the molten metal toward the iron skin 2.

耐火物4は、図2に上面図で、図3に断面図で示したように、袋ナット41が埋め込まれて固定されている。袋ナット41は、片面が閉じたナットであり、閉じた片面が裏面側(図1中の上下方向の下方側)に位置し、開いた逆の片面が耐火物4の表面4b側(図1中の上下方向の上方側)に開口した状態で、耐火物4に埋め込まれている。袋ナット41は、耐火物4を貫通しない。すなわち、袋ナット41の裏面側の端部42は、耐火物4内に埋設した状態で設けられている。袋ナット41は、外周面に凹凸形状を有することが好ましい。この構成となることで、表面積が増加し、耐火物4に固定する拘束力が増加する。
袋ナット41は、ボルト5の下方側の端部51が螺合して固定される。
As shown in the top view in FIG. 2 and the cross-sectional view in FIG. 3, the refractory material 4 is fixed with a cap nut 41 embedded therein. The cap nut 41 is a nut with one side closed, one closed side is located on the back surface side (lower side in the vertical direction in FIG. 1), and the opposite open side is the surface 4b side of the refractory material 4 (FIG. 1). It is embedded in the refractory 4 in a state of being opened (upper side in the vertical direction inside). The cap nut 41 does not penetrate the refractory material 4. That is, the end portion 42 on the back surface side of the cap nut 41 is provided in a state of being embedded in the refractory material 4. The cap nut 41 preferably has an uneven shape on the outer peripheral surface. With this configuration, the surface area increases and the binding force fixed to the refractory 4 increases.
The cap nut 41 is fixed by screwing the lower end portion 51 of the bolt 5.

耐火物4における袋ナット41の数は、限定されない。ブロック状の耐火物4を鉄皮2に固定できるように、袋ナット41の数、配置間隔等が決定される。本形態では、略方形状の表面4bをもつ耐火物4のひとつに4つの袋ナット41が等間隔で方形をなす状態で設けられている。 The number of cap nuts 41 in the refractory 4 is not limited. The number of cap nuts 41, the arrangement interval, and the like are determined so that the block-shaped refractory 4 can be fixed to the iron skin 2. In this embodiment, four cap nuts 41 are provided in a rectangular shape at equal intervals on one of the refractory objects 4 having a substantially rectangular surface 4b.

耐火物4は、厚さ、材質等の具体的な構成は、限定されない。従来の天井構造体1の耐火物と同様とすることができる。本形態では、耐火物4は、耐熱性無機材料粉末(セラミックス粉末)を型成形(プレス成形)して形成される。本形態の耐火物4は、上下方向の厚さが100mm以上の方形状のブロック形状に形成されている。 The specific configuration of the refractory material 4, such as thickness and material, is not limited. It can be the same as the refractory material of the conventional ceiling structure 1. In this embodiment, the refractory material 4 is formed by molding (press molding) a heat-resistant inorganic material powder (ceramic powder). The refractory material 4 of this embodiment is formed in a rectangular block shape having a thickness of 100 mm or more in the vertical direction.

ボルト5は、下方側の端部51が、袋ナット41に螺合して固定される棒状の部材である。ボルト5は、袋ナット41に螺合することで、耐火物4に一体に固定される。ボルト5は、耐火物4と固定された状態で、上方側の端部52が耐火物4の表面4bから突出する。ボルト5は、突出部に相当する。 The bolt 5 is a rod-shaped member whose lower end portion 51 is screwed and fixed to the cap nut 41. The bolt 5 is integrally fixed to the refractory material 4 by being screwed into the cap nut 41. The bolt 5 is fixed to the refractory material 4, and the upper end portion 52 protrudes from the surface 4b of the refractory material 4. The bolt 5 corresponds to a protrusion.

ボルト5は、螺合した状態の溶接小片6が一体に固定される。溶接小片6は、後述のようにフランジ部62を有しており、ボルト5に溶接小片6が固定した状態では、フランジ部62は、ボルト5(突出部)の径方向に沿って広がる。
溶接小片6は、ナット部61と、フランジ部62と、を有する。
ナット部61は、ボルト5と螺合する。これにより、溶接小片6がボルト5に固定される。
The bolt 5 is integrally fixed with the welded piece 6 in a screwed state. The weld piece 6 has a flange portion 62 as described later, and when the weld piece 6 is fixed to the bolt 5, the flange portion 62 spreads along the radial direction of the bolt 5 (protruding portion).
The weld piece 6 has a nut portion 61 and a flange portion 62.
The nut portion 61 is screwed with the bolt 5. As a result, the weld piece 6 is fixed to the bolt 5.

フランジ部62は、ナット部61の上面に沿って広がる板状を有する。フランジ部62は、溶接小片6がボルト5に固定された状態では、ボルト5の径方向(ボルト5の軸方向に垂直な方向)に沿って両面が広がる板状を有する。 The flange portion 62 has a plate shape extending along the upper surface of the nut portion 61. The flange portion 62 has a plate shape in which both sides extend along the radial direction of the bolt 5 (the direction perpendicular to the axial direction of the bolt 5) when the weld piece 6 is fixed to the bolt 5.

板状のフランジ部62は、貫通孔21より大径の形状を有する。この形状によると、鉄皮2を耐火物4の上にかぶせたときに、フランジ部62の少なくとも一部が鉄皮2の貫通孔21の開口縁部にかかる形状となり、後述のように溶接固定が可能となる。本形態のように、フランジ部62は、ボルト5が貫通孔21を挿通したときに、貫通孔21を塞ぐ形状(貫通孔21の開口を覆う形状。すなわち、貫通孔21より大きい形状)であることが好ましい。フランジ部62は、貫通孔21を完全に塞ぐ形状であることがより好ましい。 The plate-shaped flange portion 62 has a shape having a diameter larger than that of the through hole 21. According to this shape, when the iron skin 2 is placed on the refractory material 4, at least a part of the flange portion 62 is formed so as to cover the opening edge of the through hole 21 of the iron skin 2, and is fixed by welding as described later. Is possible. As in this embodiment, the flange portion 62 has a shape that closes the through hole 21 when the bolt 5 inserts the through hole 21 (a shape that covers the opening of the through hole 21, that is, a shape larger than the through hole 21). Is preferable. It is more preferable that the flange portion 62 has a shape that completely closes the through hole 21.

溶接小片6は、ナット部61とフランジ部62を有する構成であれば、具体的な構成は限定されない。本形態では、ナット部61を形成する金属製のナット(具体的には、JIS B 1181規定のM12六角ナット)に、フランジ部62を形成する金属板(具体的には、厚さ6mm、φ50mm)を溶接して一体に固定した構成を有する。
なお、ナット部61とフランジ部62を有する溶接小片6は、金属製のナットを金属板に溶接して固定しているが、金属板にねじ切りした構成としてもよい。
The specific configuration of the welded piece 6 is not limited as long as it has a nut portion 61 and a flange portion 62. In this embodiment, a metal plate (specifically, thickness 6 mm, φ50 mm) forming a flange portion 62 is formed on a metal nut (specifically, an M12 hexagon nut specified in JIS B 1181) forming the nut portion 61. ) Is welded and fixed integrally.
The welding piece 6 having the nut portion 61 and the flange portion 62 is fixed by welding a metal nut to a metal plate, but it may be configured to be threaded on the metal plate.

溶接小片6は、フランジ部62の表面62bが断熱材3の表面3bと一致する位置に固定される。この状態では、耐火物4の表面4bと溶接小片6のフランジ部62の間に断熱材3が挟持・固定される。 The weld piece 6 is fixed at a position where the surface 62b of the flange portion 62 coincides with the surface 3b of the heat insulating material 3. In this state, the heat insulating material 3 is sandwiched and fixed between the surface 4b of the refractory material 4 and the flange portion 62 of the welded piece 6.

溶接小片6のフランジ部62は、表面断熱材31と同様に、その表面62bが鉄皮2の裏面2aに当接した状態で、貫通孔21を閉塞した状態で配される。このとき、ボルト5が貫通孔21を貫通した状態となる。そして、フランジ部62は、鉄皮2に溶接固定されている。また、フランジ部62と鉄皮2とを溶接固定するとき(溶接加工するとき)に、溶接小片6とボルト5とを合わせて溶接固定してもよい。 Similar to the surface heat insulating material 31, the flange portion 62 of the welded piece 6 is arranged in a state where the surface 62b is in contact with the back surface 2a of the iron skin 2 and the through hole 21 is closed. At this time, the bolt 5 is in a state of penetrating the through hole 21. The flange portion 62 is welded and fixed to the iron skin 2. Further, when the flange portion 62 and the iron skin 2 are welded and fixed (when welding is performed), the welding small pieces 6 and the bolts 5 may be welded and fixed together.

(本形態の製造方法)
本形態の天井構造体1は、その製造方法が限定されない。例えば、以下の方法で製造することができる。
(Manufacturing method of this embodiment)
The manufacturing method of the ceiling structure 1 of the present embodiment is not limited. For example, it can be manufactured by the following method.

まず、耐火物4を製造する。耐火物4の製造は、袋ナット41を成形型内の所定の位置に配置し、セラミックス粉末を成形型内に投入する。そして、所定の圧縮条件で圧縮成形する。これにより、袋ナット41が埋め込まれて固定された所定のブロック形状の耐火物4が製造される。
なお、耐火物4は、必要に応じて、種々の添加材を加えたり、焼成工程を施したりしてもよい。
First, the refractory material 4 is manufactured. In the production of the refractory material 4, the cap nut 41 is placed at a predetermined position in the mold, and the ceramic powder is put into the mold. Then, compression molding is performed under predetermined compression conditions. As a result, a refractory material 4 having a predetermined block shape in which the cap nut 41 is embedded and fixed is manufactured.
The refractory material 4 may be added with various additives or subjected to a firing step, if necessary.

そして、複数のブロック形状の耐火物4を配列するとともに接合材(樹脂モルタル)で接合する。本形態では、25個のブロック形状の耐火物4を、5×5個で配列させている。このとき、表面4bが上方に面するように配列・接合する。 Then, a plurality of block-shaped refractories 4 are arranged and joined with a joining material (resin mortar). In this embodiment, 25 block-shaped refractories 4 are arranged in a size of 5 × 5. At this time, the surfaces 4b are arranged and joined so as to face upward.

また、耐火物4の配列体の上に、裏面断熱材32と表面断熱材31を重ねて配置する。このとき、裏面断熱材32と表面断熱材31は、空間34,33が袋ナット41の位置に対応した状態で、それぞれが貼り付けられて固定される。なお、空間34,33は、裏面断熱材32、表面断熱材31のそれぞれに予め形成しておいても、貼り付けた後に切削や穿孔等により形成しても、いずれでもよい。
その後、空間33,34に溶接小片6を挿入配置する。このとき、袋ナット41と溶接小片6のナット部61は同軸となる。
溶接小片6を貫通した状態で、袋ナット41にボルト5を挿入し、螺合する。溶接小片6は、ボルト5に一体に固定される。ボルト5は、袋ナット41(耐火物4)に一体に固定される。
Further, the back surface heat insulating material 32 and the front surface heat insulating material 31 are arranged on the array of the refractory material 4 in an overlapping manner. At this time, the back surface heat insulating material 32 and the front surface heat insulating material 31 are attached and fixed in a state where the spaces 34 and 33 correspond to the positions of the cap nuts 41. The spaces 34 and 33 may be formed in advance on each of the back surface heat insulating material 32 and the front surface heat insulating material 31, or may be formed by cutting, drilling, or the like after being attached.
After that, the welding pieces 6 are inserted and arranged in the spaces 33 and 34. At this time, the cap nut 41 and the nut portion 61 of the welding piece 6 are coaxial.
With the welding piece 6 penetrating, the bolt 5 is inserted into the cap nut 41 and screwed. The weld piece 6 is integrally fixed to the bolt 5. The bolt 5 is integrally fixed to the cap nut 41 (refractory material 4).

そして、鉄皮2を形成する金属板をかぶせるように配置する。このとき、溶接小片6のフランジ部62の表面62b、および表面断熱材31の表面31bは、鉄皮2の裏面2aに当接した状態で配されている。 Then, it is arranged so as to cover the metal plate forming the iron skin 2. At this time, the surface 62b of the flange portion 62 of the welded piece 6 and the surface 31b of the surface heat insulating material 31 are arranged in contact with the back surface 2a of the iron skin 2.

それから、溶接小片6のフランジ部62と鉄皮2とを溶接して接合する。本形態では、フランジ部62の表面62bと貫通孔21の内周面とが交わる部分を溶接する。また、溶接小片6のフランジ部62とボルト5も合わせて溶接する。
その後、必要に応じて、ボルト5を、フランジ部62から突出した部分で切断する。好ましくは、鉄皮2の表面2bより突出しないように切断する。
以上により本形態の天井構造体1が製造される。
Then, the flange portion 62 of the welding piece 6 and the iron skin 2 are welded and joined. In this embodiment, the portion where the surface 62b of the flange portion 62 and the inner peripheral surface of the through hole 21 intersect is welded. Further, the flange portion 62 of the welding piece 6 and the bolt 5 are also welded together.
Then, if necessary, the bolt 5 is cut at a portion protruding from the flange portion 62. Preferably, it is cut so as not to protrude from the surface 2b of the iron skin 2.
As described above, the ceiling structure 1 of this embodiment is manufactured.

(本形態の作用効果)
本形態の天井構造体1は、耐熱性の金属よりなる鉄皮2(表皮部材)、鉄皮2の裏面2a側に配された断熱材3、断熱材3の裏面3a側に配された耐火物4を有する。そして、耐火物4は、断熱材3と対向する面である表面4bから突出するボルト5(突出部)を有する。ボルト5は、径方向に広がるフランジ部62を一体に有する。鉄皮2は、ボルト5に対応した位置にフランジ部62の外形よりも小径の貫通孔21が形成されるとともに、ボルト5の軸が貫通孔21を貫通した位置にある状態でフランジ部62が溶接されている。
(Action and effect of this embodiment)
The ceiling structure 1 of the present embodiment has an iron skin 2 (skin member) made of heat-resistant metal, a heat insulating material 3 arranged on the back surface 2a side of the iron skin 2, and a fire resistance arranged on the back surface 3a side of the heat insulating material 3. It has a thing 4. The refractory material 4 has a bolt 5 (projecting portion) protruding from the surface 4b, which is a surface facing the heat insulating material 3. The bolt 5 integrally has a flange portion 62 extending in the radial direction. In the iron skin 2, a through hole 21 having a diameter smaller than the outer shape of the flange portion 62 is formed at a position corresponding to the bolt 5, and the flange portion 62 is in a state where the shaft of the bolt 5 penetrates the through hole 21. It is welded.

この構成によると、耐火物4の固定が、耐火物4に一体に固定されているフランジ部62を鉄皮2に溶接することで行われる。そして、フランジ部62と鉄皮2とを互いに位置決めした状態で溶接が行われる。つまり、本形態の天井構造体1は、耐火物4の寸法精度によらず、耐火物4を鉄皮2に精度良く固定することができる。 According to this configuration, the refractory 4 is fixed by welding the flange portion 62 integrally fixed to the refractory 4 to the iron skin 2. Then, welding is performed in a state where the flange portion 62 and the iron skin 2 are positioned with each other. That is, the ceiling structure 1 of the present embodiment can fix the refractory 4 to the iron skin 2 with high accuracy regardless of the dimensional accuracy of the refractory 4.

本形態では、フランジ部62と鉄皮2とを互いに位置決めした状態で溶接が行われることから、耐火物4の形状にバラツキがあったり(耐火物4の寸法精度が低かったり)、袋ナット41およびそれに螺合するボルト5の位置にバラツキがあったり、ボルト5の突出方向にバラツキがあったり(ボルト5が傾斜して突出していたり)しても、設計通りに鉄皮2に耐火物4を配置・固定することができる。 In this embodiment, since welding is performed with the flange portion 62 and the iron skin 2 positioned with each other, the shape of the refractory material 4 may vary (the dimensional accuracy of the refractory material 4 may be low), or the cap nut 41 may be used. And even if the position of the bolt 5 screwed to it varies, or the bolt 5 protrudes in the protruding direction (the bolt 5 tilts and protrudes), the refractory material 4 on the iron skin 2 as designed. Can be placed and fixed.

本形態では、鉄皮2と耐火物4の間に断熱材3が配されている。この構成によると、耐火物4から鉄皮2への伝熱をより確実に抑えることができる。
本形態の天井構造体1は、フランジ部62が、鉄皮2の裏面2aに近接した状態(例えば、フランジ部62の表面62bが鉄皮2の裏面2aに当接又はすき間なく密着した状態)で溶接される。
本形態の天井構造体1は、ボルト5が、貫通孔21を貫通する位置に設けられる。この構成によると、ボルト5と貫通孔21で位置決めを行うことができる。
In this embodiment, the heat insulating material 3 is arranged between the iron skin 2 and the refractory material 4. According to this configuration, heat transfer from the refractory material 4 to the iron skin 2 can be suppressed more reliably.
In the ceiling structure 1 of the present embodiment, the flange portion 62 is in close proximity to the back surface 2a of the iron skin 2 (for example, the front surface 62b of the flange portion 62 is in contact with or in close contact with the back surface 2a of the iron skin 2). Will be welded in.
The ceiling structure 1 of the present embodiment is provided at a position where the bolt 5 penetrates the through hole 21. According to this configuration, positioning can be performed by the bolt 5 and the through hole 21.

本形態の天井構造体1は、ボルト5が、耐火物4に埋設した袋ナット41に下方側に位置する端部(一方の端部)が螺合して固定した棒状を有する。この構成によると、袋ナット41を埋設した耐火物4を製造し、ボルト5を螺合させることで、ボルト5が一体になった耐火物4を製造できる。ボルト5を埋設した耐火物4を製造する場合と比較して、製造に要するコストを低減できる。
本形態の天井構造体1は、耐火物4が、プレス成形されてなる。この構成によると、所定の形状の耐火物を簡単に製造できる。
The ceiling structure 1 of the present embodiment has a rod shape in which a bolt 5 is fixed by screwing an end portion (one end portion) located on the lower side to a cap nut 41 embedded in a refractory material 4. According to this configuration, the refractory material 4 in which the cap nut 41 is embedded can be manufactured, and by screwing the bolt 5, the refractory material 4 in which the bolt 5 is integrated can be manufactured. Compared with the case of manufacturing the refractory material 4 in which the bolt 5 is embedded, the cost required for manufacturing can be reduced.
The ceiling structure 1 of this embodiment is formed by press-molding a refractory material 4. According to this configuration, a refractory material having a predetermined shape can be easily manufactured.

[実施の形態2]
本形態の天井構造体1は、図4に断面を示すように、溶接小片6のフランジ部62が鉄皮2の表面2b側に配された状態で溶接されていること、及び断熱材3が1層であること以外は、上記の形態1と同様な構成を有する。具体的に言及しない構成等は、上記の形態1と同様である。
本形態の天井構造体1は、上記の形態1と同様に、鉄皮2、断熱材3、耐火物4、ボルト5、溶接小片6を有する。なお、本形態では、ボルト5の上方側の端部52が鉄皮2の表面2bから突出している。
断熱材3は、上記の形態1の裏面断熱材32のみから形成されている一体の板状の部材よりなる。
[Embodiment 2]
In the ceiling structure 1 of the present embodiment, as shown in the cross section in FIG. 4, the flange portion 62 of the welded piece 6 is welded in a state of being arranged on the surface 2b side of the iron skin 2, and the heat insulating material 3 is provided. It has the same configuration as the above-mentioned form 1 except that it has one layer. The configuration and the like not specifically mentioned are the same as those in the above-mentioned form 1.
The ceiling structure 1 of the present embodiment has an iron skin 2, a heat insulating material 3, a refractory material 4, a bolt 5, and a welding piece 6 as in the above embodiment 1. In this embodiment, the upper end portion 52 of the bolt 5 protrudes from the surface 2b of the iron skin 2.
The heat insulating material 3 is made of an integral plate-shaped member formed only of the back surface heat insulating material 32 of the above-mentioned embodiment 1.

本形態の天井構造体1は、耐火物4に断熱材3を積層し、ボルト5を袋ナット41に螺合させる。その後、鉄皮2を所定の位置に配置し、ボルト5に溶接小片6を組み付ける。そして、フランジ部62の裏面62aが鉄皮2の表面2bに当接した状態とし、フランジ部62とが鉄皮2とを溶接し、固定する。
本形態の天井構造体1は、フランジ部62が鉄皮2の表面2b側に配された状態で溶接されていること以外は、上記の形態1と同様な構成であり、同様な効果を発揮する。
In the ceiling structure 1 of the present embodiment, the heat insulating material 3 is laminated on the refractory material 4, and the bolt 5 is screwed into the cap nut 41. After that, the iron skin 2 is placed at a predetermined position, and the welding piece 6 is assembled to the bolt 5. Then, the back surface 62a of the flange portion 62 is in contact with the surface 2b of the iron skin 2, and the flange portion 62 and the flange portion 62 are welded to and fixed to the iron skin 2.
The ceiling structure 1 of the present embodiment has the same configuration as that of the above-mentioned embodiment 1 except that the flange portion 62 is welded in a state of being arranged on the surface 2b side of the iron skin 2, and exhibits the same effect. do.

本形態の天井構造体1は、フランジ部62が、鉄皮2の表面2bに密着した状態で溶接されている。この構成によると、フランジ部62の外周の全周が鉄皮2の表面2b側に位置している。 In the ceiling structure 1 of the present embodiment, the flange portion 62 is welded in a state of being in close contact with the surface 2b of the iron skin 2. According to this configuration, the entire circumference of the outer periphery of the flange portion 62 is located on the surface 2b side of the iron skin 2.

[実施の形態3]
本形態の天井構造体1は、図5に断面を示すように、ボルト5が貫通孔21を貫通しない位置に設けられていること以外は、上記の形態1と同様な構成を有する。具体的に言及しない構成以外は、上記の形態1と同様である。
本形態の天井構造体1は、上記の形態1と同様に、鉄皮2、断熱材3、耐火物4、ボルト5、溶接小片6を有する。
[Embodiment 3]
The ceiling structure 1 of the present embodiment has the same configuration as that of the above-described first embodiment except that the bolt 5 is provided at a position where the bolt 5 does not penetrate the through hole 21, as shown in the cross section in FIG. It is the same as the above-mentioned mode 1 except for the configuration not specifically mentioned.
The ceiling structure 1 of the present embodiment has an iron skin 2, a heat insulating material 3, a refractory material 4, a bolt 5, and a welding piece 6 as in the above embodiment 1.

本形態の天井構造体1では、ボルト5の上方側の端部52の端面が溶接小片6のフランジ部62の表面62bと一致するように形成されている。すなわち、ボルト5の上方側の端部52は、フランジ部62の表面62bから突出していない。ボルト5の上方側の端部52は、フランジ部62の表面62bより表面側であってもよい。
フランジ部62は、天井構造体1を形成したとき(すなわち、鉄皮2を耐火物4の上にかぶせたとき)に、貫通孔21を塞ぐ形状(貫通孔21の開口を閉塞できる形状。すなわち、貫通孔21より大きい形状)である。
In the ceiling structure 1 of the present embodiment, the end surface of the upper end portion 52 of the bolt 5 is formed so as to coincide with the surface 62b of the flange portion 62 of the welded piece 6. That is, the upper end 52 of the bolt 5 does not protrude from the surface 62b of the flange 62. The upper end 52 of the bolt 5 may be on the surface side of the surface 62b of the flange portion 62.
The flange portion 62 has a shape that closes the through hole 21 (that is, a shape that can close the opening of the through hole 21) when the ceiling structure 1 is formed (that is, when the iron skin 2 is put on the refractory material 4). , A shape larger than the through hole 21).

本形態の天井構造体1は、耐火物4に断熱材3を積層し、ボルト5を袋ナット41に螺合させる。その後、ボルト5に溶接小片6を組み付ける。そして、鉄皮2をかぶせてフランジ部62の表面62bが鉄皮2の裏面2aに当接した状態とする。このとき、ボルト5は、貫通孔21と重ならない位置にある。そして、フランジ部62と鉄皮2とを溶接し、固定する。
本形態の天井構造体1は、ボルト5が貫通孔21を貫通しない位置に設けられていること以外は、上記の形態1と同様な構成であり、同様な効果を発揮する。
In the ceiling structure 1 of the present embodiment, the heat insulating material 3 is laminated on the refractory material 4, and the bolt 5 is screwed into the cap nut 41. After that, the welding piece 6 is assembled to the bolt 5. Then, the iron skin 2 is put on the surface 62b of the flange portion 62 so as to be in contact with the back surface 2a of the iron skin 2. At this time, the bolt 5 is in a position where it does not overlap with the through hole 21. Then, the flange portion 62 and the iron skin 2 are welded and fixed.
The ceiling structure 1 of the present embodiment has the same configuration as that of the above-described first embodiment except that the bolt 5 is provided at a position where the bolt 5 does not penetrate the through hole 21, and exhibits the same effect.

[その他の形態]
上記の形態では、本発明を天井構造体1に適用した構成を説明している。本発明の耐熱性構造体は、天井構造体1に限定されない。たとえば、金属溶湯の容器や加熱炉の炉壁や炉底に用いてもよい。この場合、耐火物4が金属溶湯や炉内に対向した状態で使用される。
[Other forms]
In the above embodiment, the configuration in which the present invention is applied to the ceiling structure 1 is described. The heat-resistant structure of the present invention is not limited to the ceiling structure 1. For example, it may be used for a container for molten metal, a furnace wall or a furnace bottom of a heating furnace. In this case, the refractory material 4 is used in a state of facing the molten metal or the inside of the furnace.

1:天井構造体
2:鉄皮 21:貫通孔
3:断熱材 31:表面断熱材 32:裏面断熱材
4:耐火物 41:袋ナット
5:ボルト
6:溶接小片 61:ナット部 62:フランジ部
2a,62a:裏面
2b,3b,31b,4b,62b:表面
1: Ceiling structure 2: Iron skin 21: Through hole 3: Insulation material 31: Front surface insulation material 32: Back surface insulation material 4: Refractory material 41: Cap nut 5: Bolt 6: Welded small piece 61: Nut part 62: Flange part 2a, 62a: Back surface 2b, 3b, 31b, 4b, 62b: Front surface

Claims (6)

耐熱性の金属よりなる表皮部材と、
前記表皮部材の裏面側に配された耐火物と、
を有する耐熱性構造体であって、
前記耐火物は、前記表皮部材に対向する表面から突出する突出部を有し、
前記突出部は、径方向に広がるフランジ部を一体に有し、
前記表皮部材は、前記突出部に対応した位置に前記フランジ部よりも小径の貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔を覆う状態の前記フランジ部が溶接されていることを特徴とする耐熱性構造体。
A skin member made of heat-resistant metal and
The refractory material arranged on the back surface side of the skin member and
It is a heat-resistant structure having
The refractory material has a protrusion protruding from the surface facing the skin member.
The protruding portion integrally has a flange portion extending in the radial direction.
The skin member has heat resistance, characterized in that a through hole having a diameter smaller than that of the flange portion is formed at a position corresponding to the protrusion, and the flange portion that covers the through hole is welded. Structure.
前記表皮部材と前記耐火物の間に断熱材が配される請求項1記載の耐熱性構造体。 The heat-resistant structure according to claim 1, wherein a heat insulating material is arranged between the skin member and the refractory material. 前記フランジ部は、前記表皮部材の裏面に近接した状態で溶接される請求項1〜2のいずれか1項に記載の耐熱性構造体。 The heat-resistant structure according to any one of claims 1 to 2, wherein the flange portion is welded in a state of being close to the back surface of the skin member. 前記フランジ部は、前記表皮部材の表面に近接した状態で溶接される請求項1〜2のいずれか1項に記載の耐熱性構造体。 The heat-resistant structure according to any one of claims 1 to 2, wherein the flange portion is welded in a state of being close to the surface of the skin member. 前記突出部は、前記耐火物に埋設したナットに一方の端部が螺合して固定したボルトを有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐熱性構造体。 The heat-resistant structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the protruding portion has a bolt whose one end is screwed and fixed to a nut embedded in the refractory. 前記耐火物は、プレス成形されてなる請求項1〜5のいずれか1項に記載の耐熱性構造体。 The heat-resistant structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the refractory is press-molded.
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