JPH0726310A - Protecting wall segment for iron shell of furnace body - Google Patents

Protecting wall segment for iron shell of furnace body

Info

Publication number
JPH0726310A
JPH0726310A JP19270293A JP19270293A JPH0726310A JP H0726310 A JPH0726310 A JP H0726310A JP 19270293 A JP19270293 A JP 19270293A JP 19270293 A JP19270293 A JP 19270293A JP H0726310 A JPH0726310 A JP H0726310A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractory
furnace
wall segment
furnace body
protective wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19270293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsusachi Yamamoto
三幸 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP19270293A priority Critical patent/JPH0726310A/en
Publication of JPH0726310A publication Critical patent/JPH0726310A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Blast Furnaces (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the crack and the fall-off of a refractory from being caused by heat stress by forming a specific structure of an iron shell protecting wall segment between an outside iron shell and an inside refractory of a high temp. melting furnace, etc. CONSTITUTION:Heat insulating refractory material 5 is arranged inside of the outside iron shell 20 of a high temp. melting furnace, etc., and the protecting wall segment 10 provided with a cooling pipe 3 is interposed in the intermediate, and the refractory 5 at the furnace inner surface side thereof and the cooling pipe 3 for coolant passage at the furnace outer surface side thereof are integrally constituted with a metallic member 1. In this case, grains composed of ceramic material 7 are dispersed to the inner part of a refractory holding member 1a supporting the refractory 5 at the inner surface side. By reducing the heat conductivity of the refractory holding member 1a with the existence of this ceramic material 7, even when the temp. in the furnace rapidly varies, the large temp. difference between the refractory holding member 1a and the refractory 5 is not developed, and the development of crack caused by the heat stress can be prevented. Further, the fall-off of the refractory 5 is prevented and the protecting wall segment for iron shell of the furnace body capable of bearing against the long term use is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高温溶融炉、高温加熱
炉等の炉体鉄皮を炉内からの熱負荷から保護する炉体鉄
皮保護壁を構成する炉体鉄皮保護壁セグメントに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a furnace body shell protecting wall segment which constitutes a furnace body shell protecting wall for protecting a furnace body shell of a high temperature melting furnace, a high temperature heating furnace or the like from a heat load from inside the furnace. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、高温溶融炉、高温加熱炉等の炉壁
は、炉体を構造的に形成する鉄皮と、その内側で炉内部
の高温部と炉外部の低温部を温度的に隔離する炉体鉄皮
保護壁から構成されている。すなわち、鉄皮に構造物と
しての強度を、保護壁に炉内からの熱負荷を、それぞれ
分担させる構造であり、両者は、例えばボルト止めによ
り、機械的に結合されている。これは、長年にわたる使
用による損傷は保護壁に最も生じ易いが、この場合に保
護壁を構成する保護壁セグメントのみを交換することで
炉壁が修復でき、これに要する経費、時間が節約できる
ためである。
2. Description of the Related Art Generally, a furnace wall of a high-temperature melting furnace, a high-temperature heating furnace, or the like, has a steel shell that structurally forms a furnace body, inside of which a high temperature part inside the furnace and a low temperature part outside the furnace are thermally controlled. It consists of a furnace wall that separates the furnace body. That is, the structure is such that the steel shell shares the strength of the structure as a structure and the protective wall shares the heat load from the inside of the furnace, and the two are mechanically coupled by, for example, bolting. This is because damage to the protective wall is most likely to occur due to long-term use, but in this case the furnace wall can be repaired by replacing only the protective wall segment that constitutes the protective wall, which saves the cost and time required. Is.

【0003】従来の炉体鉄皮保護壁セグメントとして、
例えば特開昭61−37904号公報に示されるよう
な、炉内面側にある耐火物を複数の耐火物保持部にて挟
み込み支持した溶鉱炉用保護壁セグメントがある。すな
わち、図1に示すごとく、保護壁セグメント10の炉内
面側に複数個の耐火物5a,5bを配することともに、
保護壁セグメント外面側に冷却通路形成用のパイプ3を
配設している。
As a conventional furnace body iron skin protection wall segment,
For example, there is a protective wall segment for a blast furnace in which a refractory on the inner surface side of the furnace is sandwiched and supported by a plurality of refractory holding portions as disclosed in JP-A-61-37904. That is, as shown in FIG. 1, a plurality of refractory materials 5a and 5b are arranged on the furnace inner surface side of the protective wall segment 10,
A pipe 3 for forming a cooling passage is arranged on the outer surface side of the protective wall segment.

【0004】このような構成とすることにより、1)炉
内面側の耐火物で断熱性を良好とさせること、2)炉外
面側の金属部の温度を十分に低下させることができ、そ
の外側の炉体鉄皮20を炉内からの熱負荷から保護する
という保護壁としての機能が得られる。
With such a structure, 1) the refractory on the inner surface side of the furnace can be made to have good heat insulation, and 2) the temperature of the metal part on the outer surface side of the furnace can be sufficiently lowered, and the outside thereof. The function as a protective wall that protects the furnace body iron shell 20 from the heat load from the inside of the furnace can be obtained.

【0005】また、図1で示した従来例は保護壁を実質
的に構成する金属部材1の一部1aにて耐火物、例えば
煉瓦積みを挟み込み、その形状を保持する構造となって
いるが、これにより、耐火物煉瓦の脱落を抑制し、保護
壁の長期使用を可能とするとしている。
Further, the conventional example shown in FIG. 1 has a structure in which a refractory, for example, a brickwork, is sandwiched by a part 1a of a metal member 1 which substantially constitutes a protective wall, and the shape is maintained. This will prevent the refractory bricks from falling off and enable long-term use of the protective wall.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術による炉体鉄皮保護壁セグメントでは、炉内面で
熱伝導率が大きく異なる耐火物保持部1aと耐火物5
a,5bが相接していることによる以下の問題がある。
すなわち、溶鉱炉内では装入原料の降下・移動や高温ガ
ス吹き抜けなどにより、炉内温度の急激な変化が生じる
場合があるが、この時耐火物保持部の温度は、金属の熱
伝導率が高いことから、炉内温度変化に良く追従して変
化するが、耐火物は熱伝導率が低いため、その温度変化
は緩慢となり、両者の間に大きな温度差が生じることに
なる。この大きな温度差は大きな熱応力を発生させ、こ
れにより耐火物と耐火物保持部の界面およびその近傍に
き裂が発生し、耐火物保持部の耐火物保持能力がなくな
り、比較的早期に耐火物が脱落するため、期待どおりの
効果を挙げていないのが現状である。
However, in the furnace shell protection wall segment according to the above-mentioned prior art, the refractory holding portion 1a and the refractory 5 having greatly different thermal conductivities on the inner surface of the furnace.
There are the following problems due to the contact of a and 5b.
That is, in the blast furnace, the temperature inside the furnace may change abruptly due to the dropping and moving of the charged raw materials and the high-temperature gas blow-through. At this time, the temperature of the refractory holding part is high in the thermal conductivity of the metal. Therefore, the temperature changes well following the temperature change in the furnace, but since the refractory has a low thermal conductivity, the temperature change becomes slow and a large temperature difference occurs between the two. This large temperature difference causes large thermal stress, which causes cracks at the interface between the refractory and the refractory holding part and in the vicinity thereof, and the refractory holding capacity of the refractory holding part is lost, resulting in relatively early fire resistance. The current situation is that they do not come out as expected because things fall out.

【0007】また、一方では、このように耐火物が脱落
した後は、保護壁セグメントの炉内面では熱伝導率の高
い金属部材の露出面積が増加するため、炉内を過度に冷
却することになり、保護壁炉内面近傍の温度低下を招
き、炉内装入物、例えば焼結鉱の還元粉化現象を誘発
し、炉内の通気性を阻害するという、いわゆる炉況不調
に陥る危険性がある。
On the other hand, after the refractory has fallen off in this manner, the exposed area of the metal member having high thermal conductivity increases on the inner surface of the protective wall segment in the furnace, so that the inside of the furnace is excessively cooled. Therefore, there is a risk that the so-called furnace condition will fall into the condition that the temperature of the inner wall of the protective wall and the vicinity of the furnace will be reduced, the reduction of the powder inside the furnace, such as sinter, will be reduced and the air permeability in the furnace will be impaired. .

【0008】本発明は、従来技術による保護壁セグメン
トの問題、すなわち熱応力によるき裂の発生、耐火物の
脱落、および過冷却による炉況不調の問題を解消し、長
期の使用に耐え得る保護壁を提供することを目的とす
る。
The present invention solves the problems of the protection wall segment of the prior art, that is, the cracking due to thermal stress, the dropping of refractory, and the problem of the poor reactor condition due to supercooling, and the protection that can withstand long-term use. Intended to provide a wall.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題解決のために、実験と試作と重ね、新規な炉体鉄皮保
護壁セグメントを開発した。課題解決手段としての本発
明の構成は下記のとおりである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have repeated experiments and trial manufactures and developed a new furnace body skin protection wall segment. The structure of the present invention as means for solving the problems is as follows.

【0010】炉内面側にある耐火物と炉体鉄皮側にあ
り、かつ耐火物保持部をもつ金属部材とからなる炉体鉄
皮保護壁セグメントにおいて、該耐火物保持部が金属材
料の内部にセラミック材料を分散させた複合材料で構成
されることを特徴とする炉体鉄皮保護壁セグメント。
In a furnace body iron skin protection wall segment comprising a refractory material on the inner surface side of the furnace and a metal member on the furnace body iron skin side and having a refractory material holding portion, the refractory material holding portion is inside the metal material. A furnace body shell protection wall segment, characterized by being composed of a composite material in which a ceramic material is dispersed in.

【0011】そして、この炉体鉄皮保護壁の製造方法と
しては、以下のとおりである。 (1) 炉内面側の耐火物を天側に、冷媒通路を形成す
る冷却パイプを地側に、それぞれ配し、さらに天側耐火
物の上部を越えてセラミック材料が浮上するのを抑制す
る機構を有する鋳型を用い、耐火物保持部を形成する空
間を充填するに必要な小径のセラミック材料を含む溶融
状態の金属を鋳込むことを特徴とする炉体鉄皮保護壁セ
グメントの製造方法。
The method for manufacturing the furnace body iron shell protection wall is as follows. (1) A mechanism in which the refractory on the inner surface side of the furnace is arranged on the ceiling side, the cooling pipe forming the refrigerant passage is arranged on the ground side, and the ceramic material is prevented from floating above the upper side refractory material. A method of manufacturing a furnace body shell protecting wall segment, characterized in that a molten metal containing a ceramic material having a small diameter necessary for filling a space for forming a refractory holding portion is cast using a mold having the above.

【0012】(2) 上記(1)に記載の鋳型を用い、
耐火物保持部を形成する空間を充填するに必要な小径の
セラミック材料を予め鋳型内に投入あるいは配置させた
後、溶融状態の金属を鋳込むことを特徴とする炉体鉄皮
保護壁セグメントの製造方法。
(2) Using the mold described in (1) above,
After the ceramic material having a small diameter necessary for filling the space forming the refractory holding portion is put or placed in the mold in advance, the molten metal is cast into the furnace body shell protection wall segment. Production method.

【0013】(3) 小径のセラミック材料を内部に分
散させた金属と耐火物を相接して、また冷却通路を形成
する冷却パイプを前記の金属と耐火物とは別に、それぞ
れ配した鋳型を用い、溶融状態の金属を鋳込むことを特
徴とする炉体鉄皮保護壁セグメントの製造方法。
(3) A mold in which a metal having a small-diameter ceramic material dispersed therein and a refractory are in contact with each other and cooling pipes forming a cooling passage are arranged separately from the metal and the refractory, respectively. A method of manufacturing a furnace body shell protection wall segment, characterized in that a molten metal is cast into the furnace body.

【0014】(4) 耐火物と冷却パイプを配した鋳型
を用い、溶融状態の金属を鋳込んだ後、別途製作した小
径のセラミック材料を内部に分散させた金属部を耐火物
を挟み込むように接合することを特徴とする炉体鉄皮保
護壁セグメントの製造方法。
(4) Using a mold in which a refractory and a cooling pipe are arranged, a molten metal is cast, and then a metal part in which a separately manufactured small-diameter ceramic material is dispersed is sandwiched between the refractory. A method for manufacturing a furnace body skin protection wall segment, which is characterized by joining.

【0015】[0015]

【作 用】先ず、本発明による炉体鉄皮保護壁セグメン
トの構成について説明する。本発明は図2に示すごとく
保護壁セグメント10の炉内面側には耐火物5を、また
炉外面側には冷媒通路を形成する冷却パイプ3を、金属
部材1にて一体的に構成するという基本的な構造を有し
ており、この基本構造は従来技術と同じである。本発明
の特徴は、図3に示すように、炉内面側の耐火物5を支
持する耐火物保持部1aの内部にセラミック材料7から
なる小径の粒子を分散させたことにある。この耐火物保
持部は保護壁セグメントを実質的に構成する金属部材1
の一部であっても、あるいはそれとは異なる金属であっ
てもよい。
[Operation] First, the structure of the furnace shell protection wall segment according to the present invention will be described. According to the present invention, as shown in FIG. 2, the refractory 5 is integrally formed on the furnace inner surface side of the protective wall segment 10 and the cooling pipe 3 forming a refrigerant passage is integrally formed on the furnace outer surface side by the metal member 1. It has a basic structure, and this basic structure is the same as the conventional technique. A feature of the present invention is that, as shown in FIG. 3, small-diameter particles of the ceramic material 7 are dispersed inside the refractory holding portion 1a supporting the refractory 5 on the inner surface side of the furnace. This refractory holding portion is a metal member 1 which substantially constitutes a protective wall segment.
Or a different metal.

【0016】これは、耐火物保持部1aの熱伝導率を減
少させ、耐火物5のそれとの差を低減させるためであ
る。例えば、本発明の耐火物保持部1aが、球状黒鉛鋳
鉄中にSiO2のセラミック粒子を分散させた材料であ
るとすると、当材料の熱伝導率は、図4の実線に示すよ
うにSiO2の体積率の増加とともに減少し、体積率5
0%では球状黒鉛鋳鉄の約20%となる。このように熱
伝導率を大幅に低減することにより、炉内温度が急激に
変動しても耐火物保持部1aと耐火物5の間に大きな温
度差が生じないようにでき、熱応力に起因したき裂の発
生を防止することができる。
This is to reduce the thermal conductivity of the refractory holding portion 1a and reduce the difference from that of the refractory 5. For example, assuming that the refractory holding portion 1a of the present invention is a material in which ceramic particles of SiO 2 are dispersed in spheroidal graphite cast iron, the thermal conductivity of this material is SiO 2 as shown by the solid line in FIG. The volume ratio decreases as the volume ratio of
At 0%, it is about 20% of that of spheroidal graphite cast iron. By greatly reducing the thermal conductivity in this way, it is possible to prevent a large temperature difference between the refractory holding portion 1a and the refractory 5 even if the temperature inside the furnace fluctuates rapidly, and it is possible to reduce the thermal stress. It is possible to prevent the occurrence of cracks.

【0017】しかし、ここで注意すべきことは、セラミ
ック粒子の体積率が熱伝導率のみで決定されるものでは
なく、強度特性も考慮して決定されるべきであることで
ある。すなわち、熱伝導率は前述の如く体積率とともに
低減されるが、引張強度も図4の破線に示すように低下
するため、き裂の発生に対する抵抗が小さくなる。この
ため、熱伝導率と引張強度とが適切となるような体積率
を選ぶ必要がある。例として示した球状黒鉛鋳鉄とSi
2の組み合わせでは、SiO2の体積率を40〜50%
とすると、生成するセラミック分散合金の強度は約10
0MPaにまで低減し、それを炉内に組み込んで操業温度
に曝したときには、20〜30MPa程度まで低下する。
そして、もしこれ以下に強度が低下すると、耐火物を安
全に保持できなくなるので、SiO2の体積率はその上
限を40〜50%とすることが好ましい。
However, what should be noted here is that the volume ratio of the ceramic particles is not determined only by the thermal conductivity but also by considering the strength characteristics. That is, the thermal conductivity decreases with the volume ratio as described above, but the tensile strength also decreases as shown by the broken line in FIG. 4, and thus the resistance to crack initiation decreases. For this reason, it is necessary to select the volume ratio such that the thermal conductivity and the tensile strength are appropriate. Spheroidal graphite cast iron and Si shown as an example
With the combination of O 2 , the volume ratio of SiO 2 is 40 to 50%.
Then, the strength of the resulting ceramic dispersion alloy is about 10
It is reduced to 0 MPa, and when it is incorporated into the furnace and exposed to the operating temperature, it is reduced to about 20 to 30 MPa.
If the strength is reduced below this value, the refractory cannot be held safely, so the upper limit of the volume ratio of SiO 2 is preferably 40 to 50%.

【0018】なお、これまでの説明では、球状黒鉛鋳鉄
とSiO2粒子の組合せについて述べたが、金属とセラ
ミック粒子の組合せはこれに限定されるものではなく、
本発明の保護壁セグメントを適用する炉壁の温度環境に
より適宜選択できる。例えば、繰業温度がより高温とな
る場合には、使用する金属としてCo基耐熱合金のよう
に高温強度特性に優れた材料を、また炉内の温度変動が
大きい場合には、セラミック粒子としてより耐熱衝撃性
に優れたSiCを、逆に温度が比較的低い場合には、セ
ラミック粒子としてより低コストなAl23粒子を、そ
れぞれ用いることができる。このように異なる金属とセ
ラミック粒子の組合せとした場合にも、適正なセラミッ
ク粒子の体積率は、上述のように、熱伝導率と強度を考
慮して決定されるべきであることはいうまでもないこと
である。
In the above description, the combination of spheroidal graphite cast iron and SiO 2 particles has been described, but the combination of metal and ceramic particles is not limited to this.
It can be appropriately selected depending on the temperature environment of the furnace wall to which the protective wall segment of the present invention is applied. For example, when the operating temperature is higher, a material having excellent high-temperature strength characteristics such as a Co-based heat-resistant alloy is used as the metal to be used, and when the temperature fluctuation in the furnace is large, it is more preferable as the ceramic particles. SiC, which has excellent thermal shock resistance, and conversely, when the temperature is relatively low, lower cost Al 2 O 3 particles can be used as the ceramic particles, respectively. Even in the case of combining different metals and ceramic particles in this way, it goes without saying that the appropriate volume ratio of the ceramic particles should be determined in consideration of the thermal conductivity and the strength as described above. That is not the case.

【0019】つぎに、本発明の保護壁セグメント製造法
について説明する。本発明では、保護壁セグメントの炉
外面側の内部に冷媒通路を形成するのに、パイプを鋳込
む方法が最も経済的であることから、保護壁セグメント
の基本的な構造を鋳込み法によって製造する。このと
き、保護壁の炉内面側に金属部材の耐火物保持部1aを
形成する方法として次の4つの方法を適宜採用する。
Next, the protective wall segment manufacturing method of the present invention will be described. In the present invention, since the method of casting a pipe is the most economical method for forming the refrigerant passage inside the furnace outer surface side of the protective wall segment, the basic structure of the protective wall segment is manufactured by the casting method. . At this time, the following four methods are appropriately adopted as a method of forming the refractory holding portion 1a of the metal member on the furnace inner surface side of the protective wall.

【0020】第1の方法は、図7に示すように、セラミ
ック粒子7と共に金属部の溶融金属40も同時に鋳込む
ものであり、セラミック材料7の比重が溶融金属40よ
り小さいことを利用して内部にセラミック粒子を分散さ
せた耐火物保持部を形成する方法である。このため炉内
面側に相当する耐火物5を天側に、冷媒通路を形成する
パイプ3を地側に、それぞれ配置し、さらに天側耐火物
の上部を越えてセラミック粒子が浮上するのを抑制する
機構31を有する鋳型30を用いる。このとき、セラミ
ックの浮上抑制機構31としては、例えば多孔質のスポ
ンジセラミックあるいはセラミックフィルターを用い
る。この材質は鋳込む溶融金属の温度以上の耐熱性を有
するものであれば良く、分散粒子と同一でも異質でも良
い。
In the first method, as shown in FIG. 7, the molten metal 40 of the metal part is cast at the same time as the ceramic particles 7, and the fact that the specific gravity of the ceramic material 7 is smaller than that of the molten metal 40 is utilized. This is a method of forming a refractory holding part in which ceramic particles are dispersed. For this reason, the refractory 5 corresponding to the inner surface side of the furnace is arranged on the ceiling side, and the pipe 3 forming the refrigerant passage is arranged on the ground side, respectively, and the ceramic particles are prevented from floating above the upper portion of the refractory material on the ceiling side. A mold 30 having a mechanism 31 is used. At this time, as the ceramic floating suppression mechanism 31, for example, a porous sponge ceramic or a ceramic filter is used. This material may be one having heat resistance equal to or higher than the temperature of the molten metal to be cast, and may be the same as or different from the dispersed particles.

【0021】このように準備した鋳型30に、耐火物保
持部を充填する必要なセラミック粒子7を含む溶融状態
の金属40をとリベから、湯留り、湯道32をへて鋳込
むことにより、保護壁セグメントを製造する。このとき
耐火物保持部にセラミック粒子を均等に分散させるに
は、例えば鋳型3の下部より下注ぎ法で鋳込むことによ
り湯面変動を抑制することが好ましい。本方法には最も
低コストであるという利点がある。このような鋳込み方
法により、セラミック粒子7は溶融金属40より比重が
小さいために浮上して、耐火物保持部1aに集まり、そ
こで鋳鉄中に分散した状態となり、鋳鉄はそのまま凝固
する。これによって、金属部1が球状黒鉛鋳鉄のみ、耐
火物保持部1a,1bがセラミック粒子を均一に分散さ
せた球状黒鉛鋳鉄からなる保護壁セグメントが製造でき
る。
The molten metal 40 containing the necessary ceramic particles 7 for filling the refractory holding portion is poured into the mold 30 prepared in this way from the rivet, and the molten metal 40 and the runner 32 are cast. , To manufacture protective wall segments. At this time, in order to uniformly disperse the ceramic particles in the refractory holding portion, it is preferable to suppress the fluctuation of the molten metal surface by, for example, casting from the lower portion of the mold 3 by the down pouring method. This method has the advantage of the lowest cost. By such a casting method, the ceramic particles 7 have a smaller specific gravity than the molten metal 40, and thus float up and collect on the refractory holding portion 1a, where they are dispersed in the cast iron, and the cast iron solidifies as it is. This makes it possible to manufacture a protective wall segment in which the metal part 1 is made of spheroidal graphite cast iron only, and the refractory holding parts 1a, 1b are made of spheroidal graphite cast iron in which ceramic particles are uniformly dispersed.

【0022】第2の方法は、その大部分は第1の方法と
同じであるが、第1の方法での鋳込み作業における若干
の不具合を解決するものである。すなわち、第1の方法
では予めセラミック粒子7を含む溶融金属40を鋳込む
ため、ややもすると、鋳込み湯道32の途中でセラミ
ック粒子が引っかかり鋳型30内に流入しない場合や、
複数の耐火物保持部1a,1b毎にセラミック粒子7
の充填個数が異なる場合が生じる。
The second method is, for the most part, the same as the first method, but it solves some problems in the casting operation in the first method. That is, in the first method, since the molten metal 40 containing the ceramic particles 7 is cast in advance, the ceramic particles may be caught in the middle of the casting runner 32 and may not flow into the mold 30.
Ceramic particles 7 are provided for each of the plurality of refractory holding portions 1a and 1b.
There may be cases where the number of fillings of the different.

【0023】これを回避するため、本方法では、図8に
示すように耐火物保持部1aを充填するに必要なセラミ
ック粒子7を予め鋳型30内に投入あるいは耐火物保持
部を形成する空間に配置した後、溶融金属40を鋳込む
ことにより、上記方法1で得たと同様な保護壁セグメン
トを製造する。このとき、セラミック粒子7を鋳型30
内に投入する方法は上記の不具合を解消してセラミッ
ク粒子7のつまり、引っ掛りを防ぐのに有効であるが、
上記のセラミック粒子7の不均一な充填の問題をも含
めて同時に解決するためにはセラミック粒子7を予め耐
火物保持部を形成する空間に配置しておく方法が好まし
い。
In order to avoid this, in the present method, as shown in FIG. 8, the ceramic particles 7 necessary for filling the refractory holding portion 1a are previously charged into the mold 30 or the space for forming the refractory holding portion is formed. After placement, the molten metal 40 is cast to produce a protective wall segment similar to that obtained in Method 1 above. At this time, the ceramic particles 7 are placed in the mold 30.
The method of throwing in is effective in eliminating the above-mentioned problems and preventing clogging of the ceramic particles 7, that is,
In order to solve the above-mentioned problem of non-uniform filling of the ceramic particles 7 at the same time, it is preferable to arrange the ceramic particles 7 in advance in the space for forming the refractory holding portion.

【0024】耐火物保持部は、例えば、金属ワイヤある
いはセラミックファイバ−製のメッシュ(網)にて作製
したかごであって、この中にセラミック粒子を入れ、上
から吊すことにより空間に配置する。このとき、金属ワ
イヤは鋳ぐるみにより溶融、消失して鋳物の1部となる
が、セラミックファイバ−はそのまま鋳物の中に残るこ
ととなる。
The refractory holding portion is, for example, a cage made of a mesh made of metal wire or ceramic fiber, and ceramic particles are placed in the cage and suspended from above to be placed in the space. At this time, the metal wire melts and disappears due to the cast to form a part of the casting, but the ceramic fiber remains as it is in the casting.

【0025】また、セラミック粒子7に高温の溶融金属
40が接触するとき、セラミック粒子7が熱衝撃により
破損する可能性があるため、セラミック粒子7を予熱す
るのが好ましい。使用するセラミック粒子の耐熱衝撃性
により予熱温度は異なり、耐熱衝撃性の低いAl23
は1200〜1300℃以上、耐熱衝撃性の高いSiC
では500〜600℃以上に予熱する。予熱方法として
は、ガスバ−ナ−加熱が最も簡単な手法である。このよ
うに、予熱のための費用が掛かる分だけ、第2の方法の
製造コストは第1の方法より若干高くなる。
When the high temperature molten metal 40 comes into contact with the ceramic particles 7, the ceramic particles 7 may be damaged by thermal shock, so it is preferable to preheat the ceramic particles 7. The preheating temperature varies depending on the thermal shock resistance of the ceramic particles used. For Al 2 O 3 having low thermal shock resistance, SiC having high thermal shock resistance of 1200 to 1300 ° C. or higher.
Then, preheat to 500 to 600 ° C. or higher. Gas burner heating is the simplest preheating method. Thus, the manufacturing cost of the second method is slightly higher than that of the first method due to the higher cost for preheating.

【0026】第3の方法は、図6に示すように、セラミ
ック粒子7と金属材料からなる耐火物保持部1aを予め
鋳ぐるみあるいは熱間等方圧加工法(HIP法)により
作製することに特徴がある。これは、第1、第2の方法
では耐火物保持部1aの製造方法が保護壁セグメントの
製造と同時の鋳ぐるみ法に限定されるが、本方法ではこ
れにとらわれることがないため、特性のより優れた耐火
物保持部1aを得ることができるという利点を生む。
The third method, as shown in FIG. 6, is to prepare the refractory holding portion 1a made of the ceramic particles 7 and the metal material in advance by casting or hot isostatic pressing (HIP method). There are features. In the first and second methods, the method for manufacturing the refractory holding portion 1a is limited to the cast-molding method simultaneously with the manufacturing of the protective wall segment, but the present method is not limited to this, and therefore the characteristic This produces an advantage that a more excellent refractory holding portion 1a can be obtained.

【0027】すなわち、 使用する金属材料として保護壁セグメントを実質的に
構成する金属より耐熱特性に優れた異質材料を選択でき
るため、第1、第2の方法で製造した保護壁セグメント
より耐久性に優れた保護壁セグメントを製造できる。
That is, since it is possible to select, as the metallic material to be used, a heterogeneous material having a higher heat resistance than the metal that substantially constitutes the protective wall segment, it is more durable than the protective wall segment produced by the first and second methods. An excellent protective wall segment can be manufactured.

【0028】第1、2の方法では、天側耐火物の上部
を越えてセラミック粒子が浮上するのを防止する機構3
1が必要であるが、この機構として例えば多孔質のスポ
ンジセラミックあるいはセラミックフィルターを用いる
と、孔の直径以上の粒径のセラミック粒子しか使用でき
ないという制約が生じる。しかし本方法では、より粒径
の小さい、例えば粉末状の、セラミック材料も使用する
ことができ、これによりセラミックの充填体積率を粒子
を用いる場合以上に高めることができるため、耐火物保
持部の熱伝導率をさらに低減できる。
In the first and second methods, a mechanism 3 for preventing the ceramic particles from floating above the upper part of the refractory on the ceiling side.
However, if a porous sponge ceramic or a ceramic filter is used as this mechanism, there is a restriction that only ceramic particles having a diameter larger than the diameter of the pores can be used. However, in this method, it is possible to use a ceramic material having a smaller particle size, for example, in the form of powder, and the filling volume ratio of the ceramic can be increased more than that when particles are used. The thermal conductivity can be further reduced.

【0029】支持金属部の製造において金属粉末およ
びセラミック粉末を用いたHIP法を使用すると、上記
で述べた熱伝導率の低減とともに金属母材の強度向上
が得られ、より耐久性に優れた保護壁を製造できるとい
った利点がある。すなわち、金属粉末およびセラミック
粉末の混合粉末をカプセルに充填し、真空中で脱ガス処
理し、これを例えば、温度1300℃、圧力2000気
圧で熱間等方圧加工する。
When the HIP method using the metal powder and the ceramic powder is used in the production of the supporting metal portion, the thermal conductivity is reduced and the strength of the metal base material is improved as described above, and the protection having more excellent durability is obtained. It has the advantage of being able to manufacture walls. That is, a mixed powder of metal powder and ceramic powder is filled in a capsule, degassed in a vacuum, and hot isostatically processed at a temperature of 1300 ° C. and a pressure of 2000 atm, for example.

【0030】また、他の方法としは、例えば図9に示す
ように予め製作した耐火物保持部と耐火物を相接して配
置した鋳型を用い、溶融状態の金属を鋳込むことによ
り、保護壁セグメントを鋳ぐるみ法によって製造する。
As another method, for example, as shown in FIG. 9, protection is performed by casting a molten metal by using a mold in which a prefabricated refractory holding portion and a refractory are arranged in contact with each other. The wall segment is manufactured by the cast-in-roll process.

【0031】第4の方法は、第3の方法と同じ利点が得
られるものであるが、図10に示すような鋳型30に鋳
込んだ後に金属部の耐火物保接部1aを金属部材1に機
械的に接合することを特徴としている。本方法は耐火物
保持部1aに用いた金属と鋳込みに用いた金属が異なる
場合に適用されるものであり、特に両金属が溶融温度に
近い極めて高い温度で接触するときに極めて脆化した金
属間化合物を形成する組み合わせである場合に有効であ
る。この場合、耐火物保持部と金属部材との接合には溶
接等の高温となる接合方法は使用すべきではなく、例え
ば図6に示すようにボルト止め等の機械的接合方法を用
いるのが好ましい。
The fourth method has the same advantages as the third method, but after the refractory-holding portion 1a of the metal portion is formed on the metal member 1 after being cast in the mold 30 as shown in FIG. It is characterized by mechanically joining to. This method is applied when the metal used for the refractory holding portion 1a and the metal used for casting are different, and particularly when the two metals are extremely brittle when they come into contact with each other at an extremely high temperature close to the melting temperature. It is effective when it is a combination that forms an intercalation compound. In this case, a high temperature joining method such as welding should not be used for joining the refractory holding portion and the metal member, and it is preferable to use a mechanical joining method such as bolting as shown in FIG. 6, for example. .

【0032】[0032]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。本
発明の保護壁セグメントの一例は既に図2、図3に示し
たとおりである。この例では保護壁セグメントの炉内面
側の最上部および最下部がその内部にセラミック材料7
を分散させた耐火物保持部1aとなっている。図5に他
の保護壁セグメントの例を示す。この例では保護壁炉内
面側の最上部および最下部の他に中央部にも耐火物保持
部1bを設けており、これによる耐火物の支持効果を高
めている。このように、本発明では耐火物保持部の数は
金属部材両端の2個に限らずそれらの中間に任意の数だ
け設けてもよい。また、図2、図3、図5に示した例で
は耐火物保持部が本体の金属部材1と冶金的に一体とな
っているが、例えば図6に示すように両切りボルト6に
よって両者が機械的に接合されたものでもよい。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described. An example of the protective wall segment of the present invention is as shown in FIGS. 2 and 3. In this example, the uppermost and lowermost portions of the protective wall segment on the inner surface side of the furnace have the ceramic material 7 inside.
Is a refractory holding portion 1a having dispersed therein. FIG. 5 shows an example of another protective wall segment. In this example, the refractory holding portion 1b is provided in the central portion as well as the uppermost portion and the lowermost portion on the inner surface side of the protective wall furnace, thereby enhancing the refractory substance supporting effect. As described above, in the present invention, the number of refractory holding portions is not limited to two at both ends of the metal member, and any number may be provided in the middle thereof. Further, in the examples shown in FIGS. 2, 3 and 5, the refractory holding portion is metallurgically integrated with the metal member 1 of the main body. For example, as shown in FIG. They may be joined together physically.

【0033】次に、上述の方法にて製造した本発明の保
護壁セグメントの性能について説明する。図5に示した
構造の保護壁セグメントを表1に示す製造法および材料
にて製造した。このとき、以下のことはすべての保護壁
について等しくした。
Next, the performance of the protective wall segment of the present invention manufactured by the above method will be described. The protective wall segment having the structure shown in FIG. 5 was manufactured by the manufacturing method and materials shown in Table 1. At this time, the following was made the same for all protection walls.

【0034】・保護壁セグメント寸法:幅1m、高さ1
m、厚さ400mm ・耐火物:耐火煉瓦、幅50mm、幅100mm、長さ30
0mm ・金属部の鋳込み条件:湯温1500℃、下注ぎ ・SiO2粒子:粒子径1mm ・SiO2粒子粉末:250メッシュ粉末
Dimension of protective wall segment: width 1 m, height 1
m, thickness 400 mm ・ Refractory: fire brick, width 50 mm, width 100 mm, length 30
0 mm ・ Casting condition for metal part: Hot water temperature 1500 ° C, downward pouring ・ SiO 2 particles: particle diameter 1 mm ・ SiO 2 particles powder: 250 mesh powder

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】このように製造した保護壁セグメントの熱
サイクル試験を行い、その耐久性を評価した。試験条件
を以下に示す。 ・炉内面側環境:最高1000℃、最低200℃の間の
加熱・冷却繰り返し。 ・炉外面側環境:室温大気中に放置。 ・炉外面側冷却:パイプ3に工業用水を10l/分流
す。 ・評価方法:特定加熱繰り返し数毎に炉内面側の耐火物
保持部と耐火物の界面近傍の状況を目視視察。 表2に試験結果を示す。
A thermal cycle test was conducted on the protective wall segment thus manufactured, and its durability was evaluated. The test conditions are shown below.・ Furnace inner surface environment: Repeated heating and cooling between maximum 1000 ℃ and minimum 200 ℃.・ Environment on the outside of the furnace: Leave it in the room temperature atmosphere. -Cooling on the outer surface of the furnace: Industrial water is flown through the pipe 3 at 10 l / min.・ Evaluation method: Visual inspection of the condition near the interface between the refractory holding part and the refractory on the inner surface of the furnace for each specified number of heating cycles. Table 2 shows the test results.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】表2から分かるように、従来技術による保
護壁セグメントでは10回の繰り返しでき裂が発生し、
20回では耐火物が部分的に剥離、脱落していた。一
方、本発明による保護壁セグメントは少なくとも30回
まで耐火物が剥離することなく、従来技術の保護壁セグ
メントに比べ耐久性が著しく向上している。特に、保護
壁Dは40回の繰り返し使用によってもき裂が発生する
ことなく、極めて優れた耐久性を有している。
As can be seen from Table 2, the protective wall segment according to the prior art can be repeatedly cracked 10 times,
At 20 times, the refractory was partially peeled off and dropped off. On the other hand, the protective wall segment according to the present invention does not peel off the refractory material at least 30 times, and the durability is remarkably improved as compared with the prior art protective wall segment. In particular, the protective wall D has extremely excellent durability without cracking even after repeated use 40 times.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来技術の問題点、すなわち耐火物の脱落および過冷却に
よる炉況不調の問題を解決し、長期の使用に耐え得る炉
体鉄皮保護壁セグメントを提供できる。その長期の耐用
性に基づく炉体の寿命の長期化は実用上極めて大きい効
果をもたらすものである。
As described above, according to the present invention, the problem of the prior art, that is, the problem of the furnace condition due to the dropout and supercooling of the refractory material, can be solved, and the furnace body iron that can withstand long-term use. A skin protection wall segment can be provided. Prolonging the life of the furnace body based on its long-term durability has an extremely large practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来技術による溶鉱炉用保護壁セグメントの断
面を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a cross section of a protective wall segment for a blast furnace according to the prior art.

【図2】本発明による炉体鉄皮保護壁セグメントの一実
施例の断面を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cross-section of an embodiment of a furnace body shell protection wall segment according to the present invention.

【図3】図2の保護壁セグメントにおける金属部材の耐
火物保持部近傍の拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the refractory holding portion of the metal member in the protective wall segment of FIG.

【図4】熱伝導率と引張強度に及ぼすセラミック体積率
の影響を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the effect of ceramic volume fraction on thermal conductivity and tensile strength.

【図5】本発明による炉体鉄皮保護壁セグメントの他の
実施例の断面を示す図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment of the furnace body shell protection wall segment according to the present invention.

【図6】本発明による炉体鉄皮保護壁セグメントの他の
実施例における耐火物保持部と本体金属との接合例を示
す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of joining the refractory holding portion and the main body metal in another embodiment of the furnace body shell protecting wall segment according to the present invention.

【図7】本発明の炉体保護壁セグメントの製造法の一つ
を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing one of the methods for manufacturing the furnace body protective wall segment of the present invention.

【図8】本発明の炉体保護壁セグメントの製造法の他の
一つを示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing another one of the methods for manufacturing the furnace body protective wall segment of the present invention.

【図9】本発明の炉体保護壁セグメントの製造法の他の
一つを示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing another one of the methods for manufacturing the furnace body protective wall segment of the present invention.

【図10】本発明の炉体保護壁セグメントの製造法の他
の一つを示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing another one of the methods for manufacturing the furnace body protection wall segment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金属部材 1a,1b 耐火物保持部 3 冷却用パイプ 5a,5b 耐火物 6 両切りボルト 7 セラミック材料 10 保護壁セグメント 20 鉄皮 30 鋳型 31 セラミック粒子の浮上防止機構 32 湯道 40 溶融金属 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal member 1a, 1b Refractory holding part 3 Cooling pipe 5a, 5b Refractory 6 Double cut bolt 7 Ceramic material 10 Protective wall segment 20 Iron crust 30 Mold 31 Ceramic particle floating prevention mechanism 32 Runway 40 Molten metal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炉内面側にある耐火物と炉体鉄皮側にあ
り、かつ耐火物保持部をもつ金属部材とからなる炉体鉄
皮保護壁セグメントにおいて、該耐火物保持部が金属材
料の内部にセラミック材料を分散させた複合材料で構成
されることを特徴とする炉体鉄皮保護壁セグメント。
1. A furnace body skin protection wall segment comprising a refractory material on the furnace inner surface side and a metal member on the furnace body steel skin side and having a refractory material holding portion, wherein the refractory material holding portion is made of a metal material. A furnace body skin protection wall segment characterized by being composed of a composite material in which a ceramic material is dispersed inside.
JP19270293A 1993-07-08 1993-07-08 Protecting wall segment for iron shell of furnace body Pending JPH0726310A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19270293A JPH0726310A (en) 1993-07-08 1993-07-08 Protecting wall segment for iron shell of furnace body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19270293A JPH0726310A (en) 1993-07-08 1993-07-08 Protecting wall segment for iron shell of furnace body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0726310A true JPH0726310A (en) 1995-01-27

Family

ID=16295632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19270293A Pending JPH0726310A (en) 1993-07-08 1993-07-08 Protecting wall segment for iron shell of furnace body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0726310A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180113537A (en) Wear resistant composite material, its application in cooling elements for a metallurgical furnace, and method of manufacturing same
KR101277112B1 (en) Cooling element and method for manufacturing the same
JPS60200948A (en) Composite material for supporting member of heating furnace
JPH0726310A (en) Protecting wall segment for iron shell of furnace body
US4368038A (en) Refractory pads for walking beam furnaces
JP3151653B2 (en) Special cast steel for sinter cake support stand
JP2713023B2 (en) Furnace body protection wall for metallurgical furnace and repair method thereof
JPH01215923A (en) Heat resistant support member
EP2211133A1 (en) Tuyere structure of smelting furnace
JPS6233714A (en) Skid button
JP2778348B2 (en) Furnace protection wall with slow cooling stove cooler
JP2021161502A (en) Tilting trough
JP2778339B2 (en) Stave cooler with thermal stress relaxation type functionally gradient material
JPH0841513A (en) Stave cooler and its manufacture
CN113337658B (en) Blast furnace iron runner construction method and iron runner
JPH01272707A (en) Stave for cooling furnace wall in blast furnace
JP7192360B2 (en) converter
JP3309512B2 (en) Copper refining furnace
MacRae New technology for the manufacture of cast copper cooling blocks
JPS6217118A (en) Skid button
JPH04301049A (en) Heat resisting alloy for support surface member for steel material to be heating in heating furnace
JP3714697B2 (en) Blast furnace outlet
RU2139773C1 (en) Lining of vessel for transporting and pouring liquid aluminium and its alloys
JPH0347913A (en) Skid button for heating furnace
JPS6220819A (en) Skid button