JPH02163307A - ステイーブクーラの煉瓦鋳込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は溶鉱炉の炉壁等を冷却する為に用いるステイー
ブクーラの煉瓦鋳込み方法に関するものである。

（従来の技術） 従来ステイーブクーラに煉瓦を鋳込む場合、煉瓦に割れ
が発生していた。この割れを解消すべく、煉瓦を鋳込む
時に、断熱性緩衝材を煉瓦の両側面に貼付し製造してい
た（特公昭５２−８２４１号公報、特公昭５２’−３１
８１１号公報に記載の技術）。

これは無垢の煉瓦を１３００℃近辺の溶鉄で鋳込むと煉
瓦の内外面にクラックが発生し、ステーブ用煉瓦として
の安定性を逸するものであることの対策として採用され
てきた方法である。この断熱性緩衝材の役目は熱衝撃の
緩和並びにステイーブクーラ本体の収縮による煉瓦割れ
を回避するものであり、その材質としてセラミックフェ
ルト等が使用されている。

（発明が解決しようとする課題） ステイーブクーラは、一般に耐火煉瓦列が水平となる状
態で炉壁に取付けて使用される。従って上記方法では断
熱性緩衝材は耐火煉瓦の上面と下面にそれぞれ位置する
ことになる。

断熱性緩衝材は鋳込まれた後にも、可縮性能を維持し、
炉内ガスからの熱を受けて耐火煉瓦が熱膨脂する時、そ
の膨脂を吸収する機能を残すものでなければならない。

以上の条件下で、溶鉱炉の炉壁として稼動する場合には
以下のような不都合が生じる。

すなわち、耐火煉瓦の自重、および炉内に充満し、溶銑
生成に伴って炉内を降下する鉄鉱石及びコークス等の原
料から煉瓦に伝えられる垂直下向きの荷重が煉瓦の下面
に位置する可縮性を持った断熱性緩衝材を圧縮し縮める
。これに伴って煉瓦は微少雫、下方に動き、煉瓦の上面
の鋳物との境に隙間が発生する。煉瓦の上面にも断熱材
緩衝材が有るけれども、緩衝材は可縮性は残していると
はいえ、膨張性能を残しているものではないから、煉瓦
と面に発生した隙間は修復されることはない。

煉瓦上面に隙間を残してステイーブクーラが稼動される
場合、この隙間に高温の炉内ガスが侵入する。従って耐
火煉瓦は、稼動面からと上面からの二面加熱を受けるこ
とになる。二面加熱される側の煉瓦侵食が早く進むこと
から、煉瓦は上面と稼動面の角から徐々に侵食され三角
形の形に減耗していき、ついには三角形の頂点が煉瓦背
面に達した時点で、煉瓦の脱落を発生せざるをえない。

このように耐火煉瓦の両側面を断熱材緩衝材で覆って煉
瓦を鋳込む方法は、煉瓦の耐久性の面で欠点を持つもの
である。

一方、耐火煉瓦の背面に着目すると、従来方法では、耐
火煉瓦の背面側に緩衝材の覆いがないために、この面に
ついては無垢の煉瓦を！３００℃近辺の溶鉄で鋳込むの
と同様の熱衝撃を受けることとなり、鋳込時の耐火煉瓦
の割れをなくす＼ことができていなかった。

つまり、煉瓦の背面側に鋳込時の煉瓦割れが顕著に発生
しており、この煉瓦割れは、ステイーブクーラの鋳込煉
瓦保持機能を大巾に低下させるものである。

すなわち、この面についても、従来方法は煉瓦の耐久性
の面で欠点を持つものであった。

（課題を解決するための手段） 本発明はこの従来技術が持つ短所を解消することを目的
になされたもので、溶鉱炉の炉壁等を冷却する為の冷却
パイプを鋳ぐるみ、かつ作用面側に耐火煉瓦を有するス
テイーブクーラの煉瓦鋳込み方法に於いて、鋳込みされ
る鋳物と接する耐火煉瓦の一側面を断熱性緩衝材で他の
側面をメタルウール１覆い、更に耐火煉瓦の背面を断熱
性緩衝１字ｆ材またはメタルウールで覆った後に鋳込む
方法である。

（作　用） 本発明者らがステイーブクーラへ耐火煉瓦を鋳込む方法
について種々研究の結果、適用した緩衝材の種類によっ
て、煉瓦と鋳物の境界に下記のような作用の差が有るこ
とが明確になった。

（１）緩衝材で煉瓦を覆わずに鋳込んだ場合、萌記した
様に無垢の煉瓦を溶鉄で鋳込むと煉瓦の内外面にクラッ
クが発生する。このクラックは、鋳込時に煉瓦が受ける
熱衝撃によるものと、煉瓦と溶鉄が固着するために境界
に於ける滑りが妨げられるため発生するものと、境界に
柔らかな膨脂吸収材が存在しないために発生するものの
３種からなる。

熱衝撃による煉瓦のクラック発生は、煉瓦内部に大きな
温度勾配が生じ、内部応力によりクラックが発生するも
のである。

煉瓦と溶鉄の固着現象の原因は、煉瓦表面に微細な気孔
及び凹凸があることにある。この気孔及び凹凸に溶鉄が
侵入したまま冷却、凝固するため煉瓦と鋳物が固着した
状態となり、境界に於ける滑りは許容されない。

また、無垢の煉瓦を溶鉄で鋳込んだ場合、冷却後のそれ
らの境界面は固体の密着状態となり、隙間もないため、
膨脹吸収の役目を果たしえない。

（２）断熱材緩衝材で煉瓦を覆った後に鋳込んだ場合、
溶鉄は断熱材緩衝材（セラミックフェルト）で遮断され
て、煉瓦面まで到達しない。

セラミックフェルトの低熱伝導率（λく０　、０５　Ｍ
ｃａｌ／ｍｈ’ｃ）により、鋳込時の煉瓦の熱衝撃は大
巾に低減されるため煉瓦のクラック発生は防止される。

セラミックフェルトは鋳込後も煉瓦と鋳物の間に残存し
、残存物は残存厚の５０％程度の可縮性能を保持してい
る。またセラミックフェルトの残存物は、大きな断熱性
能（λ〈０　、０５　Ｍｃａｌ／５ｂＴ）を保持してい
る。

（３）メタルウールで煉瓦を覆った後に鋳込んだ場合、
メタルウールとは鋼材から素線径３５μｍ程度の鉄線を
削り出し、密度７００Ｋｇ／ｌ″、厚さ８＋ｓ＋ａ程度
のフェルト状に加圧成型したものである。

メタルウールで煉瓦を覆った後に溶鉄を注入する場合、
溶鉄はメタルウールの素線間の空隙に侵入するが、侵入
途中でメタルウールに熱を奪われるため、凝固してしま
う。この初期凝固膜が、続いて注入される溶鉄に対して
、断熱性緩衝材として働くため煉瓦の受ける熱衝撃は緩
和され、煉瓦にクラックを発生させない。

鋳込後、冷却され、製品となった時のメタルウールは、
溶鉄と完全に融合し、鋳物本来の組織とほぼ同じものに
なっているが、初期凝固膜の効果により、煉瓦と鋳物の
固着は発生しない。

メタルウールで覆った場合に生成される煉瓦と鋳物の境
界は、固体の接触状態となり、隙間はないため膨脹吸収
の役目は果たせないが、煉瓦と鋳物は固着していないた
め、境界での滑りは可能である。尚、膨脂吸収時、境界
での滑りは必須である。また境界の伝熱性能は、セラミ
ックフェルトの場合よりも熱伝達良好である。

以上、３種の緩衝材の作用について述べたが、本発明は
、上記（２）、（３）項の緩衝材の作用の長所を組み合
わせ、ステイーブクーラに要求される機能を満足させた
ことにある。

すなわち、煉瓦の下面側をメタルウールで覆って鋳込む
ことにより、下面側には可縮性能がないため、下向き荷
重により煉瓦が下方へ移動し、上面側に隙間を発生ずる
事がない。

煉瓦の」二重側をセラミックフェルトで覆って鋳込む事
により、上面側に必要量の膨張代を確保することができ
る。

煉瓦の背面側をセラミックフェルトで覆った場合、残存
フェルトの断熱性によりステイーブクーラの受熱を減少
させることができる。

煉瓦の背面側をメタルウールで覆った場合、ステイーブ
クーラの受熱は増加するが、その分鋳込煉瓦の冷却効果
を向上させることができる。

つまり背面の緩衝材については、煉瓦の材質とステイー
ブクーラに要求する機能によって自由に選択ができる。

（実施例） 以下本発明を一実施例で詳述する。（第１図、第２図参
照） ステイーブクーラの作用面側（ステイーブクーラの鋳物
と接しない而）をやや短くした台形の耐火煉瓦Ｉを複数
個で１列としく本実施例では１１個）これを数列並列に
位置させ（本実施例では３列）、耐火煉瓦１の一側面と
背面に断熱性緩衝材２及び、他の側面（本実施例では下
面側）にメタルウール３をそれぞれ張り付けて、この状
態で注湯を行う。

注湯された溶融金属の保有熱は断熱性緩衝材２及びメタ
ルウール３を介し耐火煉瓦１に緩やかに伝導しながら冷
却するので煉瓦の熱衝撃によるクラック発生はない。そ
して出来上がった鋳物４においてメタルウール３と、注
湯された溶融金属との境界部は、メタルウール３が溶融
するので明瞭でなくなり、鋳物４と煉瓦ｌは固体の接触
状態に形成されろ。

従って出来上がった成品であるステイーブクーラの鋳物
４部分にメタルウール３が一体的になり、鋳物４と耐火
煉瓦１の間には異物が存在しないことより、ステイーブ
クーラ使用時に煉瓦が接触而と直角方向下方に移動し煉
瓦上面境界に隙間を発生ずるという不具合を生じること
はない。

また、煉瓦は接触而と平行方向には滑ることができるの
で、膨脂変位を妨げることがない。

更に、耐火煉瓦の他の一側面し背面は、断熱性緩衝材２
で覆った後鋳込まれたため、出来上がりた成品の煉瓦と
鋳物の間には可縮性を維持した緩衝材が残存しており、
ステイーブクーラー使用時に熱膨脂吸収の役割を果たす
ことができる。

断熱性緩衝材としては、溶鉄に対し溶損、耐差し込み性
に優れたもので、鋳込後の可縮性能が残存厚の５０％以
上維持するものを使用する。断熱性緩衝材として使える
市販品としては、力オウールペーパーｍ！、１３００℃
用及びファイバーフラックスペーパー等のセラミックフ
ェルトの厚さｌｌｌ１ｍ〜６ｍｌ１１が挙げられる。

メタルウールは前記した通りのものである。

セラミックフェルト及びメタルウールはいずれも柔軟性
に富んだフェルト状のものであり、裁断性、取扱性に優
れている。セラミックフェルト及びメタルウールは、水
ガラス、耐火骨材等からなる接着ペーストで煉瓦面に張
付けられるため、注湯時のはがれは起こらない。図中５
は耐火煉瓦１間に設けているアスベストである。

（発明の効果） 本発明は上述のような構成作用により、鋳込時の注湯初
期の入熱をある一定の速度で耐火煉瓦へ伝達し、煉瓦が
予熱され、注湯初期の熱衝撃を緩和することができるた
め、煉瓦クラックの全くない良いステーブクーラを製造
することができる。

また断熱性緩衝材、メタルウールと耐火煉瓦は面接触で
あり、固着してないことにより、ステーブクーラの使用
時の熱膨脂挙動を接触面での滑りと、断熱性緩衝材の可
縮性で理想的に吸収することが１１能であり、このため
使用時に煉瓦にクラックが発生し脱落することがない。

煉瓦の下面にメタルウールを使用することにより、下面
側の圧縮による縮みのため上面境界に隙間が生じ、煉瓦
の耐久性を短くする問題もない。

煉瓦背面の緩衝材として、セラミックフェルトとメタル
ウールを使い分けることにより、断熱性に優れたステイ
ーブクーラと冷却性能に優れたステイーブクーラを造り
分けることができる。

本発明の煉瓦鋳込み方法は、従来方法では緩衝材で煉瓦
の二面を覆っていたのに対し、煉瓦の三面を覆うため、
緩衝材のコストと緩衝材張り作業量は１．５倍程度に増
加するけれども、それによって得ることのできるステイ
ーブクーラの機能向」二は大きく、ステイーブクーラの
耐久性を数年間延長できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明により製造したステイーブクーラの正面図、第２図
は同上Ａ−Ａ線断面図、第３図は本発明の他の実施例を
示す断面図である。 ！・・・・・耐火煉瓦 ２・・・・・断熱性緩衝材 ３・・・・・メタルウール ４・・・・・鋳物 ５・・・・・アスベスト 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶鉱炉の炉壁等を冷却する為の冷却パイプを鋳ぐるみ、
   かつ作用面側に耐火煉瓦を有するステイーブクーラの煉
   瓦鋳込み方法に於いて、鋳込みされる鋳物と接する耐火
   煉瓦の一側面を断熱性緩衝材で、他の側面をメタルウー
   ルで覆い、更に耐火煉瓦の背面を断熱性緩衝材またはメ
   タルウールで覆った後に鋳込むことを特徴とするステー
   ブクーラの煉瓦鋳込み方法。