JPH02296783A - 耐火物への金属含浸処理用治具及びその装着装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は耐火物への金属含浸処理用治具及びその治具装
着装置に関する。

［従来の技術］ 耐火物は転炉、取鍋、脱ガス炉等の内壁等に広く用いら
れている。しかしこれらの内壁等は溶湯及びスラグに接
触し、苛酷な条件で用いられるために、溶損や剥離を生
じやすい、そのためこれらの耐火物に要求される条件と
して、耐熱的スポーリング性、耐スラグ浸潤性が挙げら
れる。スボリング性は耐火物が熱衝撃、機械的または構
造的原因により、割れを起こし、損壊する現象を云う、
ここにおいて熱衝撃によるスポーリング性を熱的スポー
リング性と云い、急熱急冷時の熱応力により発生する０
機械的スポーリング性は主に機械の作動による耐火物の
損傷により発生する。構造的スポーリング性は主にスラ
グの浸潤と関連して生じる０機械的スポーリング性は装
置等の改良により改善することが出来る。したがって熱
的スポーリング性と構造的スポーリング性の改善が要求
される。

この場合構造的スポーリング性の改善をするためには、
上記理由から耐スラグ浸潤性を改善しなければならない
、従来から耐火物の熱的スポーリング性と構造的スポー
リング性の改善については種々の検討が行なわれており
、これらの特性に比較的に優れたものとしては、高アル
ミナ質レンガ、シャモットレンガ、マグネシアレンガ、
クロム・マグネシア質レンガ等の焼成耐火物が使用され
ている。また最近では熱的スポーリング性を改善したマ
グネシア・カーボン質レンガ等の黒鉛添加耐火物や、金
属ファイバーを含浸するキャスタブル等が実用化されて
いる。さらに、スラグ浸潤性を改善するために、レンガ
の多孔体にタールを含浸させたタール含浸レンガが転炉
やステンレス精練炉等の内張りに使用されている。ター
ル含浸レンガはレンガの開気孔にタールが充填されてい
るので、スラグの浸潤が防止され、構造的スボリングが
抑制される。タール含浸レンガを製造する一つの方法と
して、ドロマイト粉末をタールを結合剤として混合成形
し、これを焼成して所望の見掛けの気孔率とし、溶媒に
希釈したタールに真空炉内で、常温常圧下で浸漬する方
法である。また、他の方法として、ドロマイト粉末をタ
ールを結合剤として混合成形し、これを焼成して所望の
見掛けの気孔率とし、真空炉内で温度２００〜３００℃
のタールバスに漫潰し、これに３乃至４　ｋｇ／ａｄの
圧力を加える方法がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらタール含浸レンガを炉等に使用した場合に
、高温により、タールが酸化消失してしまい、見掛けの
気孔率が上昇してしまい、このためスラグの浸潤を充分
に防止することが出来ないと云う問題がある。一般に耐
スラグ浸潤性を向上させるためには、耐火物を緻密化す
ればよいが、緻密化し過ぎると熱的スポーリング性が起
こり易くなる。このように耐スラグ浸潤性及び耐熱的ス
ポーリング性の双方を向上させることは困難である。

同一出願人は上記問題点について誠意検討を行い、耐ス
ラグ浸潤性及び耐熱的スポーリング性の双方を満足する
耐火物の製造方法を発明し、出願したく特願昭６３−３
２８１７８号）、この方法は多孔質の耐火物を予熱する
工程と、予熱された耐火物の　開気孔内に存在するガス
を脱気する工程と、脱気された焼成耐火物を溶融金属中
に浸漬する工程と、耐火物が浸漬されている溶融金属中
に０．１〜２０００ｋｇ／ａｄの圧力を加えることによ
り、溶融金属を耐火物の開気孔内に含浸させる工程とを
具備するものである。

第８図は上記予熱された耐火物の開気孔内に存在するガ
スを脱気する工程と、脱気された耐火物を溶融金属中に
浸漬する工程に用いる真空加圧内の状態を示す図である
１図において真空加圧炉２に予熱炉９から挿入された耐
火物１は、ここにおいて脱気される。脱気は吸引管３よ
り真空加圧炉２内を約２０〜１０−’ｔｏｒｒに減圧し
て行なわれる。脱気された耐火物１は金属バスラの溶融
金属中に浸漬する。そして加圧ガス供給管４によって矢
印に示すように加圧ガスを噴射して真空加圧炉２内を加
圧し、耐火物１の開気孔に溶融金属を含浸させる。圧力
は約０．１〜２０００ｋｇ／ｃＩＡが適切である。６は
加熱コイル、８はレールである。金属を含浸した耐火物
１は焼鈍炉で高温から徐々に室温丈で冷却される。

上記方法によれば、耐火物について焼成耐火物、不焼成
耐火物に関係なく溶融金属をその耐火物の開気孔内に含
浸させることが出来る（特願平１−２０２０８号、特願
平１−２０２０５号）。

以上のような操作は耐火物の搬送支持アーム７によって
行なわれる。

しかしながら真空加圧炉２内での耐火物への溶融金属を
含浸させる場合は、その善し悪しは脱気と加圧媒体と耐
火物との遮断をいかに充分に行なうかにかかつている。

そのためには金属バスに浸漬している耐火物が完全な開
気孔を有し、溶融金属の含浸を充分に行なうことが出来
るように万全の配慮が必要である。

本発明は上記耐火物への溶融金属を含浸させる工程で用
いる耐火物を支持する治具及びその治具装着装置に着目
して為されたもので、耐火物を金属バスに充分に浸漬さ
せ、かつ金属バス中の耐火物の開気孔に、加圧に用いる
ガスが侵入することのない治具を提供するとともに、真
空加圧炉内での治具の機能を充分に発揮させることの出
来る治具装着装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するなめに１本発明は真空加圧炉内に設
置した金属バス内で耐火物に金属を含浸処理する治具で
あって、上記金属バス内での耐火物の浮上を防止する肩
付き部を有する支持アームを主要な構成とし、その支持
アームの少なくとも一部に、金属バス内の耐火物へのガ
ス侵入を遮断するガス不浸透材を用いるものである。こ
の場合ガス不浸透材としてセラミックスや耐熱合金を用
いることが出来る。

セラミックスとしてはアルミナ、炭化ケイ素（Ｓｉｃｋ
、窒化ケイ素（ＳｉｌＮ４）、ジルコニア（ＺｒＯｚ）
等が適用出来、耐熱合金としてはＮｉ−Ａ１．Ｎ１−Ａ
Ｉ−Ｃｒ等が適当である。

本発明の治具は次ぎのような特徴を加えることが出来る
。

■一対の支持アームの下端部に耐火物載置用アームを対
向して設けること、 ■一対の支持アームの下端部に耐火物載置用台車を支持
する把手を対向して設けること５■支持アームを二又状
のアームとして、二又状のアームの対向する位置に、耐
火物の貫通孔を通したピンの両端と係合する貫通孔を設
けること。

又、本発明の治具は４つのアングルを柱として、上面と
底面とを設けた箱型の支持フレームによる構造とするこ
とが出来る。この場合は上面が上記肩付き部に代わる耐
火物の浮上防止の役割を果たす、支持フレームは金属バ
ス内の耐火物へのガス侵入を遮断するガス不浸透材を用
いる。

又、本発明の治具は押付は機能を有する押付は治具と、
吊り治具とを組合せて構成することが出来る。ここでは
押付は治具のみ、金属バス内の耐火物へのガス侵入を遮
断する、少なくとも一部にガス不浸透材を用いればよい
。

更に本発明は以上のような耐火物に金属を含浸処理する
治具を装着する装置とする。この装置は開閉扉と有する
真空加圧炉内に設置する支柱と、その支柱に一端を軸支
し、他端に上記の治具を装着し、開閉扉の外側まで旋回
出来る旋回アームと、旋回アームを旋回、昇降そして水
平に伸縮させる機構とを具備したものである。

［作用］ 本発明の金属含浸処理用治具は上記のような構成になっ
ているので、該治具を金属含浸耐火物の製造方法に用い
た場合、該耐火物を挟持、又は載置して金属バス内に浸
漬しても、治具の肩付き部等によって、浮上を防止する
ことができる。また治具におけるガス不浸透を必要とす
る部分にガス不浸透材を用いているので、金属バス内で
の支持アームを介した該耐火物へのガスの浸透を完全に
遮断することが出来る。

本発明の金属含浸処理用治具を装着する装！は、真空加
圧炉開閉扉を開けて、旋回アームを開閉扉の外側まで旋
回し、本発明の治具を用いて、前工程の予熱された耐火
物を挟持、又は載置して、真空加圧炉内に搬送する。開
閉扉を閉めて、予熱された耐火物の開気孔内に存在する
ガスの脱気を行なう、この場合、耐火物を挟持、又は載
置した状態で脱気を行なってもよい、耐火物を挟持して
搬送した場合には、−旦真空加圧炉内に置いて、脱気を
行うことが出来る。脱気した後は、耐火物を挟持、又は
載置して、旋回アームを支柱をガイドとして下降させて
金属バスの溶融金属に浸漬させる。この場合本発明治具
により耐火物は溶融金属中での浮力を防止されて浸漬す
る。金属を含浸した後、耐火物は旋回アームを上昇させ
て、金属バスから取り出される。そして次工程の徐冷炉
に面した開閉扉を開けて、旋回アームを開閉扉の外側ま
で旋回し、本発明の治具で挟持、又は載置されている金
属を含浸した耐火物を徐冷炉に搬送する。そこからは含
浸した耐火物は他の搬送装置によって扱われる。この場
合本発明の装着装置は、旋回アームを水平に伸縮出来る
ので真空加圧炉内での微細な動作が可能である。

［実施例コ 以下に本発明の実施例を図によって説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示す図であ
る。（ａ）図は本発明の治具が耐火物を一対の支持アー
ムで挟持している状態を示す図である０図において一対
の支持アームを構成する支持アーム２１．２２はその対
応する位置にそれぞれ肩付き部２１ａ、２２ａを設け、
それらの一端を挟持機能を有するアーム間隔調整機構２
３に一体的に取付けている。更にこの一対の支持アーム
は後述する図示していない搬送支持フレーム等に取付け
られ、旋回及び昇降が可能とする。この場合支持アーム
２１．２２はガス不浸透材で構成している。ここではガ
ス不浸透材としてアルミナを用いている。

（ｂ）図は本発明の変形した治具が耐火物を一対の支持
アームで挟持している状態を示す図である０図において
一対の支持アームを構成する支持アーム２１．２２はそ
の対応する位置にそれぞれ肩付き部２１ａ、２２ａを設
け、それらの一端を挟持機能を有するアーム間隔調整機
構２０に一体的に取付けている。そして耐火物を挟持す
る支持アーム２１．２２の部分の一部２１ｂ、２２ｂに
、更に複数の突起部２１ｃ、２２ｃを設けて、挟持する
耐火物の脱落を防止出来るようにしている。この一対の
支持アームは（ａ）図の場合と同様に搬送支持フレーム
等に取付け、旋回及び昇降を可能とする。この場合支持
アーム２１　．２２はガス不浸透材で構成している。こ
こではガス不浸透材として耐熱合金Ｎ　ｉ　−Ａ　Ｉを
用いている。

第２図は本発明の他の実施例を示す図である。

図において一対の支持アームを構成する支持アーム２３
．２４はその対応する位置にそれぞれ肩付き部２３ａ、
２４ａを設け、下端部に耐火物載置用アーム２３ｃ、２
４ｃを設けいる。ここでは搬送時に耐火物が振れるの３
防止するための横木２．３ｂ、２４ｂを支持アームの両
側に設けている。ここでは片側しか見えていない、耐火
物１９は一点鎖線で示すように該載置用アーム２３ｃ、
２４ｃに載置されている。支持アーム２３．２４は一端
を挟持機能を有するアーム間隔調整機構２０に一体的に
取付けている。

第３図は本発明の他の実施例を示す図である。

図において本発明の治具の支持アーム２５．２６はその
対応する位置にそれぞれ肩付き部２５ａ、２６ａを設け
ており、一端を挟持機能を有するアーム間隔調整機横２
０に一体的に取付けている。下端部に耐火物載置用台車
２７を支持する把手２５ｃ、２６ｃを設けいる０台車２
７には対応する位置に切り欠き部２８を設けて係合出来
るようにしている。ここでは更に搬送時に耐火物が振れ
るのを防止するための横木２５ｂ、２６ｂを支持アーム
の両側に設けている。ここでは片側しか見えていない、
耐火物１９は一点鎖線で示すように耐火物載置用台車２
７に載置されている。

第４図は本発明の他の実施例を示す図である。

図において支持アーム２９は分枝して支持アーム３０．
３１を形成して、それぞれ肩付き部３０ａ、３１ａを設
け、途上に貫通孔３０ｂ、３１ｂを設けている。耐火物
の貫通孔１９ａにピン３２を貫通して、そのピン３２の
両端を支持アームの貫通孔３０ｂ、３１ｂに貫通させて
支持している。耐火物の貫通孔１９ａの位置を基準とし
てその貫通孔の下部の耐火物の重量をより重くすること
により、耐火物の振れを防止出来る０貫通孔３０ｂ、３
１ｂを長孔にすることによって、操作を容易にすること
が出来る。

第５図は本発明の他の実施例を示す図である。

図において本発明の治具は支持アーム３３の先端部に底
板３４ｂ及び上板３４ａを有する箱状の耐火物載置フレ
ーム３４で構成している。ここでは４つのアングル３４
ｃによって、底板３４ｂ及び上板３４ａが固定されてい
る。その底板３４ｂに耐火物が載置される。支持アーム
３３の他端は搬送支持フレームに取付けられ旋回及び昇
降が可能となる。この耐火物載置フレーム３４はガス不
浸透材をもちいている。

第６図（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施例を示す図で
ある。（ａ）図は耐火物の搬送状態を示す図であり、（
ｂ）図は耐火物を金属バスに浸漬するための押付は状態
を示す図である。これらの図において、本発明の治具は
４つの押え部材３５からなる押え治具と、吊りり部材３
６からなる吊り治具を組合せて構成されている。１つは
耐火物である。ここでは押え部材３５と吊り部材３６に
分離したのは、その機能を分けることにより、構造を簡
単にするとともに、材質の選択を容易にする。これによ
って押え部材３５の一部のみをガス不浸透材にすること
も出来る。また押え部材３５は必要に応じてその数を決
めることが出来る。

第７図（ａ）、（ｂ）は本発明の耐火物への金属含浸処
理用治具の装着装置の一実施例を示す図である。（ａ）
図は本発明の縦断面を示す図であり、（ｂ）図は本発明
の横断面を示す図である０図において、真空加圧炉３７
はその前段に予熱炉３８を設け、その後段に徐冷炉３９
を設けている。予熱炉３８には耐火物１９を搬送する搬
送機［４０が設けられている。真空加圧炉３７と予熱炉
３８との間には減圧又は加圧による真空加圧炉内雰囲気
と、全熱炉３８内の大気圧の雰囲気との調整をする調整
室４１を設けている。上記搬送機構４０はその調整室４
１まで延びている。４３は開閉扉を示す、真空加圧炉３
７は円筒状の炉である。その内壁よりに金属バス４４を
設置し、その対向する位置に支柱４５を設けている。そ
の支柱４５に旋回搬送フレーム４６を軸支し、その旋回
搬送フレーム４６の先端に、本発明の治具が取付けられ
ている。真空加圧炉３７の開閉扉４３を開放して、旋回
搬送フレーム４６を旋回して、予熱された耐火物１を本
発明の治具で支持して、半連続的に真空加圧炉内に搬送
し、開閉扉４３を閉寒する、耐火物１９を金属バス４４
から離れた位置に保持し、そこで真空ポンプ（図示せず
）等を用いて減圧して、耐火物ｌの開気孔中に存在する
空気を除去する。２０乃至１０−’ｔｏｒｒの減圧が行
なわれる０次ぎに旋回搬送フレーム４６を旋回して脱気
された耐火物１９を金属バス４４の真上に搬送し、昇降
機構により一対の支持アームを降下させて耐火物１９を
金属バス４４に浸漬させる。＃４火物１９は支持アーム
の肩付き部に押えられて、浮上すことが出来ず、金属バ
ス４４中に保持される。そして真空加圧炉内に加圧ガス
を供給してその圧力により、耐火物１９に金属バス４４
中の金属を含浸させる。加圧ガスとしては不活性ガス又
は窒素ガスが用いられる。加圧は０．１乃至２０００ｋ
ｇ／−の範囲が適用出来る。

耐火物の形状、大きさは特に限定されないが、治具につ
いてはそれに適したものを選ぶことが出来る。

金属を含浸した耐火物は旋回搬送フレーム４６を上昇し
て金属バスから引き上げ、旋回搬送フレーム４６を旋回
して開放した開閉扉４３から調整室を介して徐冷炉３９
に搬送される。ここから他の搬送機構によって耐火物は
取り扱われる。

以上のように本発明の治具、及び治具装着装置を用いれ
ば、上記実施例から明かなように真空加圧炉を中心とし
て、脱気を充分にし、耐火物を加圧ガスと金属バスの中
で完全に遮断することが出来る。そのため金属バス中の
耐火物の開気孔に、充分に溶融金属を含浸することが出
来る。

［発明の効果］ 本発明の治具によれば、金属バス内での耐火物の浮上を
防止する肩付き部を有する支持アームを主要な構成とし
、その支持アームの少なくとも一部に、金属バス内の耐
火物へのガス侵入を遮断するガス不浸透材を用いるとい
う簡単な構造によって、耐火物への金属含浸処理を充分
に行なうことが出来、その場合本発明の治具装着装置を
用いれば、本発明の治具の機能を充分に発揮することが
出来、産業上効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
治具が耐火物を載置する場合に対応する実施例を示す図
、第３図は本発明の治具が台車に載置した耐火物に対応
する実施例を示す図、第４図は本発明の治具がピンで支
持した耐火物に対応する実施例を示す図、第５図は本発
明の治具が箱状の耐火物載置フレーム３４で構成した場
合の実施例を示す図、第６図は本発明の治具が押え治具
と吊り治具を組合せて構成した場合の実施例を示す図、
第７図は本発明の治具装着装置の一実施例を示す図、第
８図は真空加圧炉内で耐火物に金属を含浸する場合の説
明図である。 ２０・・・アーム間隔調整機構、２１，２２，２３゜２
４．２５．２６・・・支持アーム、２１ａ、２２ａ２３
ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ・・・肩付き部、２７・・
・台車、３７・・・真空加圧炉、３８・・・予熱炉、４
１・・・ｆｌ［Ｉ整置、４３・・・開閉扉、４４・・・
金属バス、４５・・・支柱、４６・・・旋回搬送フレー
ム。 第１図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空加圧炉内に設置した金属バス内で耐火物に金
   属を含浸処理する治具であつて、該治具は前記耐火物を
   挟持する機能と肩付き部を有する一対の支持アームで構
   成し、その支持アームの少なくとも一部に、金属バス内
   の耐火物へのガス侵入を遮断するガス不浸透材を用いて
   なる耐火物への金属含浸処理用治具。
2. （２）一対の支持アームの下端部に耐火物載置用アーム
   を対向して設けてなる請求項１記載の耐火物への金属含
   浸処理用治具。
3. （３）一対の支持アームの下端部に耐火物載置用台車を
   支持する把手を対向して設けてなる請求項１記載の耐火
   物への金属含浸処理用治具。
4. （４）真空加圧炉内に設置した金属バス内で耐火物に金
   属を含浸処理する治具であって、該治具は二又状にして
   肩付き部を形成した支持アームで構成し、それらの支持
   アームの対向する位置に、耐火物の貫通孔を通したピン
   の両端と係合せしめる貫通孔を設け、支持アームの少な
   くとも一部に、金属バス内の耐火物へのガス侵入を遮断
   するガス不浸透材を用いてなる耐火物への金属含浸処理
   用治具。
5. （５）真空加圧炉内に設置した金属バス内で耐火物に金
   属を含浸処理する治具であつて、該治具は４つのアング
   ルを柱としてその上面と底面とを設けた箱型の支持フレ
   ームからなり、該支持フレームは金属バス内の耐火物へ
   のガス侵入を遮断するガス不浸透材を用いてなる耐火物
   への金属含浸処理用治具。
6. （６）真空加圧炉内に設置した金属バス内で耐火物に金
   属を含浸処理する治具であって、該治具は金属バス内の
   耐火物へのガス侵入を遮断するガス不浸透材を少なくと
   も一部に有する４つの押付け部材と、該部材を一体的に
   支持するフレームからなる押付け治具と、前記耐火物を
   吊持する吊り治具とを組合せてなる耐火物への金属含浸
   処理用治具。
7. （７）開閉扉を有する真空加圧炉内に設置する支柱と、
   該支柱に一端を軸支し、他端を請求項１乃至請求項６の
   いずれか一つに記載した治具を装着し、開閉扉の外側ま
   で旋回可能な旋回アームと、該旋回アームを旋回、昇降
   そして水平に伸縮させる機構とを具備してなる耐火物へ
   の金属含浸処理用治具の装着装置。