JPH06304684A - 枠状鉄皮の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は全周にわたって実質状均一に引伸ば
されて、これに焼き嵌めされる耐火物を長さ方向および
幅方向を含めて全ての外周から高強度で保持出来るよう
な枠状鉄皮を得ようとするものである。 【構成】耐火物の外周に嵌挿する枠状鉄皮３´を製造す
るに当たり、帯状板の端部を結合してル−プを形成し、
このル−プの内側にこの中に嵌挿しようとする耐火物の
コ−ナ−部の曲部の数および曲率に応じた複数個の金型
２３、２４を配し、前記複数個の金型を外側に向け二軸
方向に移動させ、前記ル−プの全周を引き伸ばすように
塑性加工することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プレ−ト耐火物、例
えば溶融金属排出装置で用いられるスライドゲ−ト耐火
物の外周に嵌挿される枠状鉄皮の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タンディッシュや取鍋などの溶融金属の
排出装置で用いられるスライドゲ−トプレ−ト、下部ノ
ズルレンガなどの耐火物は、溶融金属の激しい熱応力で
亀裂が発生しやすく早期の破損を生じる。その防止対策
として、これらの耐火物の外周に金属の枠状鉄皮を嵌挿
して拘束しておくことが広く行われている。

【０００３】この方法として、帯状薄鉄板を加熱しなが
らこれに引っ張り力を与え、この状態でこれを耐火物の
外周に巻き付け、その締め付け端を溶接して枠状鉄皮を
形成する（特公昭５８−４８８３５号公報）ものが公知
である。この方法は確かに耐火物を周囲から均一に締付
けるものである。しかしながら、より大きな締付け力を
得るためには、耐火物外周面と適応する所定の締め代を
有する厚さ３mm以上の帯状鉄皮を加熱膨脹させ、前記耐
火物外周に嵌め合わせたのち冷却する焼き嵌め法が有効
である。特公平３−６９６１０号公報はこの方法であ
り、これによると予めル−プに形成された鉄皮の内外側
に金型を配し、これを金型によって鉄皮を部分的に挟持
し、これら金型を外方へ駆動して鉄皮を引き伸ばし塑性
加工するものである。

【０００４】しかしながら、従来のこうした製造方法
は、金型とル−プ状の鉄皮との接触面の摩擦力が非常に
大きく、この部分では鉄皮がほとんど引き伸ばされず、
一方、ル−プ状の鉄皮の内外の金型によって挟持されて
いな部分は大きく引伸ばされ、鉄皮はこの部分で肉厚が
薄くなるとともに、幅も狭くなるといった現象が生じて
いた。しかも、従来は内型と外型とを一軸方向に移動さ
せるだけであったから、そのことによっても、ル−プ状
の鉄皮の伸びが均一になりづらいということがあった。

【０００５】こうして作られたた枠状鉄皮は、当然に大
きく引伸ばされた部分では強度が弱く、嵌められる耐火
物の均一な強度保持が出来なくなる恐れが生じていた。
さらに、上記従来技術の製法によると、枠状鉄皮の形状
を種々に変化させる必要が生じた場合、長さ方向の変化
については中の金型の移動距離を変化することで対応す
ることが出来るが、幅方向のサイズの変動に対してはそ
の都度金型を交換しなければならない、という不都合を
生じていた。

【０００６】スライドゲ−トプレ−トの枠状鉄皮ではプ
レ−ト側面の強度保持が特に重要であるのに、上記の従
来法で得られた枠状鉄皮では側面の肉厚および幅が薄く
なって必ずしも強力でしかも十分な焼き嵌め代が得られ
なかった。このような枠状鉄皮では耐火物の均一な強度
保持ができず、また耐火物の亀裂の拡大防止が確実に出
来ず、極端な場合はプレ−ト耐火物の欠損の発生、拡大
した亀裂からの空気の侵入などを生じ、これに伴って溶
鋼の酸化発熱反応を引起こし、周囲の耐火物をも溶損し
て漏鋼事故を引起こす場合も生じていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は全周にわた
って実質上均一に引伸ばされ、これに焼き嵌めされる耐
火物を長さ方向および幅方向を含めて全ての外周から高
強度で保持出来るような枠状鉄皮を得ようとするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、耐火物の外
周に嵌挿する枠状鉄皮を製造するに当たり、帯状板の端
部を結合してル−プを形成し、このル−プの内側にこの
中に嵌挿しようとする耐火物のコ−ナ−部の曲部の数お
よび曲率に応じた複数個の金型を配し、前記複数個の金
型を外側に向け二軸方向に移動させ、前記ル−プの全周
を引き伸ばすように塑性加工することを特徴とする枠状
鉄皮の製造方法（請求項１）および複数個の金型が回転
可能なロ−ラで構成されていることを特徴とする請求項
１記載の枠状鉄皮の製造方法（請求項２）である。

【０００９】

【作用】この発明は、予め帯状板から形成したル−プ
を、この中に嵌挿される耐火物の外周の曲部の数および
曲率に応じて配した金型を、二軸方向に移動させて前記
ル−プの全周を引伸ばすようにし、これによって得られ
た枠状鉄皮の中に嵌挿された耐火物を全周から強力に締
め付ける力が働くようにするものである。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１乃至図５はこの発明の第１の実施例を
示し、図５はたとえば製鉄用るつぼの取り鍋、タンディ
ッシュの湯口を開閉するスライドゲ−トプレ−ト１を示
す。このスライデイングプレ−ト１はセラミックス製長
八角形状の耐火物２の外周側に同形状の枠状鉄皮３を焼
き嵌めにより、嵌設して形成されている。

【００１１】図１乃至図３は上記枠状鉄皮３を塑性加工
するための製造装置１１を示す。この装置１１は矩形盤
状のベ−ス１２を備えている。このベ−ス１２の上面の
幅方向両端部にはアリ溝からなる一対の第１のガイド溝
１３がその長手方向全長にわたって形成されている。上
記ベ−ス１２の上面には、互いの一側面を対向させて矩
形状の一対の可動盤１４が図３に示すようにその下面に
設けられた一対の摺動部１４ａを上記第１のガイド溝１
３にスライド自在に挿入して設けられている。

【００１２】上記ベ−ス１２の長手方向両端部にはそれ
ぞれ同期して駆動される油圧式の第１のシリンダ１６が
軸線を長手方向に沿わせて配設されている。一対の第１
のシリンダ１６のロッド１６ａは、それぞれ各可動盤１
４の他側面に連結されている。したがって、これらシリ
ンダ１６のロッド１６ａが進退駆動されれば、上記可動
盤１４は上記第１のガイド溝１３に沿って接離する方向
に駆動されるようになっている。その駆動方向をＸ方向
とする。

【００１３】一対の可動盤１４の他側面の端部にはそれ
ぞれアクチュエ−タ１７が設けられている。上記一対の
可動盤１４が第１のシリンダ１６によって離反する方
向、つまり後退方向に駆動され、所定の位置に到達した
とき、上記アクチュエ−タ１７は、上記ベ−ス１２の一
側の両端部に設けられた第１のリミットスイッチ１８を
作動させる。それによって、第１のシリンダ１６の作動
が停止し、一対の可動盤１４の後退限が設定される。こ
の後退限は上記第１のリミットスイッチ１８の取付け位
置を変えることで任意に設定可能となっている。

【００１４】なお、可動盤１４の前進限は、この実施例
では第１のシリンダ１６のストロ−クエンドで、これら
の可動盤１４の一側面が当接することで位置決めされる
が、図示しないリミットスイッチによって設定するよう
にしてもよい。

【００１５】上記一対の可動盤１４の上面には、その移
動方向（Ｘ方向）と直交する幅方向（この方向をＹ方向
とする）両端側の端部１９ａに、その端部１９ａを中央
部１９ｂよりも低くするための段部２０が形成されてい
る。上記中央部１９ｂにはＹ方向全長にわたってアリ溝
からなる第２のガイド溝２１と第３のガイド溝２２とが
平行かつＸ方向に直交してそれぞれ形成されている。

【００１６】各可動盤１４の第２のガイド溝２１には、
図２に示すように一対の第１の金型２３がその下面側に
形成された摺動部２３ａをスライド自在に嵌挿させて設
けられ、第３のガイド溝２２には、同じく一対の第２の
金型２４がその下面側に形成された摺動部２４ａをスラ
イド自在に嵌挿させて設けられている。

【００１７】つまり、一対の可動盤１４には、長八角形
状の耐火物２のコ−ナ−部の曲部２ａの数および角度に
応じた形状の、それぞれ一対の第１、第２の金型２３、
２４が配設されている。

【００１８】上記各可動盤１４の両方の端部１９ａに
は、第２のガイド溝２１の両端に対応する部分にそれぞ
れ一対の第２のシリンダ２５、第３のガイド溝２２に対
応する部分に第３のシリンダ２６が軸線をＹ方向に沿わ
せて配設されている。各一対の第２のシリンダ２５およ
び第３のシリンダ２６は同期して駆動されるようになっ
ている。

【００１９】上記第２、第３のシリンダ２５、２６のロ
ッド２５ａ、２６ａはそれぞれ第２、第３のガイド溝２
１、２３に挿通され、先端は各金型２３、２４の摺動部
２３ａ、２４ａに連結されている。したがって、第２、
第３のシリンダ２５、２６のロッド２５ａ、２６ａが駆
動されれば、上記第１、第２の金型２３、２４を各ガイ
ド溝２１、２２に沿うＹ方向にスライドさせることがで
きるようになっている。

【００２０】上記第２のガイド溝２１の側方で、可動盤
１４の下面側には、一対の第１の金型２３が離反する方
向に駆動されたときの後退限を設定する第２のリミット
スイッチ２７が設けられ、上記第３のガイド溝２２の側
方には、同じく一対の第２の金型２４が離反する方向に
駆動されたときの後退限を設定する第３のリミットスイ
ッチ２８が設けられている。これら第２、第３のリミッ
トスイッチ２７、２８はＹ方向に沿う取付け位置を任意
に設定でき、それによって第１、第２の金型２３、２４
の後退限の位置を調整することができるようになってい
る。

【００２１】なお、第１、第２の金型２３、２４の前進
限は、第２、第３のシリンダ２５、２６のストロ−クエ
ンドとなっている。上記第１乃至第３のシリンダ１６、
２５、２６への圧油の供給、つまりこれらシリンダの作
動は、図示せぬ制御バルブを手動あるいは自動で切換え
ることで行われる。この実施例では、図示しない制御盤
に設けられた操作スイッチを操作することで、上記第１
のシリンダ１６と第２、第３のシリンダ２５、２６とは
あらかじめ設定されたシ−ケンスおよび切換え制御弁な
どの制御機器によってそれぞれ所定の速度で後述するご
とく駆動されるようになっている。それによって、第
１、第２の金型２３、２４はベ−ス１２上でＸ方向とＹ
方向、つまり二軸方向に駆動されるようになっている。

【００２２】つぎに、上記構成の製造装置１１を用いて
長円形あるいは楕円状の枠状鉄皮３を長八角形状に塑性
加工する方法を図４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明
する。

【００２３】まず、図４（ａ）に示すように、一対の可
動盤１４およびこの可動盤１４の上面に設けられた各一
対の第１の金型２３と第２の金型２４を、それぞれ前進
限の状態に位置決めしたならば、上記金型２３、２４の
外側にル−プ状の鉄皮３（塑性加工前の枠状鉄皮）を配
置する。このル−プ状の鉄皮３は、所定長さの帯状板を
湾曲させてその両端を正確に突き合わせて溶接し、長円
形のル−プ状に形成されている。

【００２４】ル−プ状の鉄皮３を金型２３、２４の外側
に配置したならば、まず、第２のシリンダ２５を作動さ
せて一対の第１の金型２３の間隔を、この金型２３によ
って形成される八角形状のル−プ状の鉄皮３の図４
（ｄ）にＡで示す部分の辺の長さと同じに設定する。こ
のときの一対の第１の金型２３の間隔は、これら金型を
後退限となるまでＹ方向に駆動することで設定される。

【００２５】ついで、第１のシリンダ１６を作動させる
ことで、一対の可動盤１４を図４（ｃ）に矢印で示す互
いに離反するＸ方向に駆動する。それによって、図４
（ｃ）に示すように第２のシリンダ２５によりＹ方向の
位置決めがなされた一対の第１の金型２３がル−プ状の
鉄皮３の内面に圧接し、このル−プ状の鉄皮３は一対の
第１の曲部ａが形成されながら長手方向に引き伸ばされ
る。

【００２６】ル−プ状の鉄皮３の長さ寸法が図４（ｄ）
にＬで示す最終寸法になる前、つまり第１のシリンダ１
６の動作途中で第３のシリンダ２６が作動し、一対の第
２の金型２４を図４（ｃ）に矢印で示す互いに離反する
Ｙ方向に駆動する。それによって、第２の金型２４はル
−プ状の鉄皮３の内周面に圧接し、図４（ｄ）に示す第
２の曲部ｂを形成する。

【００２７】上記第１のシリンダ１６と第３のシリンダ
２６とがそれぞれ後退限まで駆動されると、これら金型
２４によって図４（ｄ）に示すようにル−プ状の鉄皮３
は、長円形状から長さ寸法Ｌで、幅寸法Ｗの最終形状で
ある、長八角形状に塑性加工されることになる。

【００２８】このように、第１の金型２３と第２の金型
２４とを二軸方向に駆動してル−プ状の鉄皮３を塑性加
工するようにしたことで、上記ル−プ状の鉄皮３を従来
のように一対の内型と外型とで挟持することなく、塑性
加工することができる。つまり、ル−プ状の鉄皮３の内
面に第１の金型２３と第２の金型２４とを部分的に圧接
させてＸ方向とＹ方向との二軸方向に駆動することで、
上記ル−プ状の鉄皮３を長八角形状に塑性加工するよう
にした。

【００２９】そのため、ル−プ状の鉄皮３と第１、第２
の金型２３、２４との接触抵抗は、ル−プ状の鉄皮３の
内外面を一対の金型によって挟持する場合に比べて極め
て小さいから、ル−プ状の鉄皮３は図４（ｄ）に示すＡ
〜Ｃのどの部分の辺においても、均一に引き伸ばされる
ことになる。その結果、ル−プ状の鉄皮３は、一部分の
肉厚が薄くなったり、幅が狭くなったりするということ
なく、長八角形状に塑性加工され、本願発明の枠状鉄皮
となる。

【００３０】上記第１乃至第３のシリンダ１６、２５、
２６による、可動盤１４、第１の金型２３および第３の
金型２４の駆動ストロ−クは第１乃至第３のリミットッ
スイッチ１８、２７、２８によって設定される。そのた
め、予め制御回路のシ−ケンスを組んでおくことによ
り、ル−プ状の鉄皮３を金型２３、２４の外側に配置し
た後は、その塑性加工を自動で行うことが可能である。

【００３１】また、第１、第２の金型２３、２４のＹ方
向のストロ−クを任意に設定できることにより、枠状鉄
皮の幅方向のサイズの変動に際し、従来のように金型を
交換することなく対応できる。

【００３２】なお、ル−プ状の鉄皮３を塑性加工する
際、第１の金型２３をＹ方向に予め位置決めしてからＸ
方向に駆動したが、第２の金型２４と同様、Ｘ方向に駆
動しながらＹ方向の位置決めを行うようにしてもよい。

【００３３】上記一実施例では、矩形状の第１、第２の
金型２３、２４を用いてル−プ状の鉄皮３を塑性加工し
たが、金型としては図６に示すように支軸３０によって
回転自在に支持された第１のロ−ラ３１と第２のロ−ラ
３２を用いるようにしてもよい。

【００３４】また、第１の金型２３と第２の金型２４と
は、第１のシリンダ１６によって可動盤１４を介してＸ
方向に駆動し、第２、第３のシリンダ２５、２６によっ
てＹ方向に駆動することで、二軸方向となるよう駆動さ
れるが、各金型をＸ方向とＹ方向との合成方向に直接、
駆動するようにしてもよい。つまり、Ｘ方向とＹ方向の
二段階に分けず、一度に二軸方向に駆動するようにして
もよい。 （実験例）厚さ６．０mm、幅４０mmのＳＳ４１相当の材
質の帯状板の端部同志を溶接して、長さ方向の内径570
mm、幅方向の内径200 mmの楕円状のル−プを形成した。
このル−プを上記実施例で示した金型２３、２４を用い
た方法で引伸ばし、図５に示すようなスライドゲ−トプ
レ−ト用の枠状鉄皮とし、この製造方法を実施例Ｉと
し、金型２３、２４に代わり、ロ−ラ３１を用いた場合
を実施例IIとした。

【００３５】比較例は、この発明の従来例で説明されて
いるように、ル−プ状の鉄皮を内型と外型とで挟持して
引き伸ばす方法である。以上の３つの方法によって図５
に示すように成形された、枠状鉄皮３´のＡ、Ｂ、Ｃ各
部分の辺の厚さ、幅を測定したところ表１の通りであっ
た。

【００３６】

【表１】

【００３７】さらに、この中に長さ方向のサイズ575mm
、幅方向のサイズ230mm の長い角形状のスライドゲ−
トプレ−トに焼き嵌めにより嵌挿し、外周に枠状鉄皮を
嵌設してなるスライド盤とした。これを用いて溶鋼の取
鍋の流量制御の実用に供し、耐火物の亀裂の状況および
この摺動盤の寿命を調べた。結果は表２の通りであっ
た。

【００３８】

【表２】

【００３９】以上の実験結果より、枠状鉄皮３´の厚さ
や幅の均一性ではこの発明の方法が従来の方法に比べて
優れており、また実用に供した場合には、亀裂が発生す
るまでの使用回数が長くなることが確認された。

【００４０】なお、この発明は、プレ−ト耐火物のみな
らず、各種溶鋼容器のノズルの外、耐火物以外の破損を
生じやすい物へ適用することが可能である。また、この
発明の実施にあたっては、塑性加工におけるル−プ状の
鉄皮３の膨れを防止するために、ル−プの外側に外型を
配してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、ル−プ状
に形成されたル−プ状の鉄皮の内側に複数個の金型を配
置し、その金型を外側に向けて二軸方向に移動させるこ
とで、上記ル−プ状の鉄皮の全周を引き伸ばして塑性加
工するようにした。

【００４２】そのため、塑性加工された枠状鉄皮は部分
的に肉厚が薄くなったり、幅寸法が狭くなるなどのこと
により、強度低下を招くということがない。しかも、枠
状鉄皮のサイズの変動に際しては金型のストロ−クを変
えるだけでよく、従来のようにその都度、サイズに応じ
た金型に変更するということをせずにすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す枠状鉄皮の製造
装置の平面図。

【図２】同じく側面図。

【図３】同じく図１のＩ−Ｉ線に沿う可動盤の断面図。

【図４】（ａ）〜（ｄ）はル−プ状の鉄皮を塑性加工す
る手順を順次示した説明図。

【図５】一般的なスライデイングプレ−トの斜視図。

【図６】この発明の第２の実施例である、ル−プ状の鉄
皮をロ−ラによって塑性加工する装置の説明図。

【符号の説明】

３…ル−プ状の鉄皮、３´…枠状鉄皮、１６…第１のシ
リンダ、２３…第１の金型、２４…第２の金型、２５…
第２のシリンダ、２６…第３のシリンダ、３１…第１の
ロ−ラ、３２…第２のロ−ラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷田 徹成 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 齊藤 幸治 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 若林 弘己 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐火物の外周に嵌挿する枠状鉄皮を製造
   するに当たり、帯状板の端部を結合してル−プを形成
   し、このル−プの内側にこの中に嵌挿しようとする耐火
   物のコ−ナ−部の曲部の数および曲率に応じた複数個の
   金型を配し、前記複数個の金型を外側に向け二軸方向に
   移動させ、前記ル−プの全周を引き伸ばすように塑性加
   工することを特徴とする枠状鉄皮の製造方法。
2. 【請求項２】 複数個の金型が回転可能なロ−ラで構成
   されていることを特徴とする請求項１記載の枠状鉄皮の
   製造方法。