JPH074862A - 不定形耐火物の流し込み施工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取鍋、タンディッシュ等の溶融金属容器のラ
イニングの補修は、中子と称する型枠を容器の一定位置
に設置して、これと容器の永久張り煉瓦との間に水分を
有する不定形耐火物を流し込みにて充填する方法をとる
が、従来不定形耐火物の流し込み時に振動力を利用して
いたものの、振動力の強さは測定されておらず、ために
振動力の過不足を生じ流し込み整形体の長寿命の確保と
コストの低減が困難であったので、これを解決するのを
目的とした。 【構成】 中子枠の上下および水平方向に複数個の振動
子を配設し、予め実験で定めた設定値の振動力を有する
振動を付与し、かつ振動子の発動する振動力を測定し、
この測定値をフィ−ドバックして振動子が設定値の振動
力の範囲内で振動するように制御する不定形耐火物の流
し込み施工方法および、振動子、振動測定子および振動
力を適正に制御する振動力制御部と監視部とを有する不
定形耐火物の流し込み施工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不定形耐火物の流し込
み施工方法および装置に係り、特に溶融金属容器の不定
形耐火物の施工成果の優れた流し込み施工方法および装
置に関し、製鉄において用いられるトピ−ドカ−、溶銑
鍋、取鍋、真空脱ガス炉、タンデッシュ等の溶銑もしく
は溶鋼を収容する容器に広く利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属容器に不定形耐火物を施工する
に際して、容器の所定位置に中子枠（型枠ともいう）を
配置し、該中子枠と永久張り耐火物との間に不定形の耐
火物を流し込んで施工体を形成する、いわゆる流し込み
施工が定形煉瓦積み施工に比べ省人数、省時間、省資源
及び作業環境の改善等の多くの経済メリットが期待でき
るため、数多く行われているが、これらの従来技術は未
だ満足すべき域に達していない。以下これらの従来技術
の概要について説明する。不定形耐火物の流し込み施工
に関しては、例えば特開昭５５−２３８３０では容器及
び流し込み材特性により固定中子に０.７〜６Ｇの加振
力を付与することが適切であると開示されているが、そ
の加振力の測定及びその具体的制御に関してはなんらの
開示がされていない。この発明では、例えば、鍋または
タンディッシュ等の容器により流し込み材が決定され、
設備単位では、加振力を測定せずに固定振動力で流し込
み作業が行われているものと推定される。また、実公昭
６１−４２６７３では、棒状振動子を具備して流し込み
材に振動力を付与することとなっているが、その加振力
の範囲、加振力の測定及びその制御に関しては全く開示
されていない。さらに、特開平２−１２７９６３及び特
開平２−１８７２５４では、固定中子に振動子を具備し
て流し込み材に振動力を付与する構成となっているが、
上記と同様にその加振力の範囲、加振力の測定及びその
制御に関してはなんらの開示もされていない。かくの如
く、従来の先行例では、固定中子に具備した振動子また
は棒状振動子によって流し込み材に振動力を付与してい
るものの、その振動力を逐一測定及び制御しておらず、
取鍋、タンディッシュ等の装置単位では流し込み材の特
性を同一と見なし、固定振動力で流し込み施工が行われ
ているのが一般的であった。

【０００３】一方、不定形耐火物の流し込み材に適切な
振動力を付与することが極めて重要な技術要素であるに
もかかわらず、その測定及び制御を実施しないのでは、
施工後の流し込み材が果たして完全な施工体となっいて
るかどうかが疑問であり、多くの問題を残しているのが
現状である。例えば、加振力が設定値より低い場合は、
得られた施工体の充填密度が不足してポ−ラスな施工体
となり、容器を実機に使用した結果が低寿命となる。ま
た逆に、加振力が設定値より高い場合は、加振時に流し
込み材中の重要なバインダ−等の微細、かつ、微量成分
が浮上し偏析を起すこととなり、均一な施工体は得られ
ず、結果として実機に使用した結果が低寿命となる。ま
た加振力を付与する時期も極めて重要であり、既に流し
込みを完了して凝固を開始している部位に振動を付与す
ることは、却って悪影響を及ぼし問題のあるところであ
るが、従来は、測定を行っておらずまったく不明な点で
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来技術の課題を解決し、得ようとする不定形耐火物
を、設定したとうりの均質で充填密度の高い流し込み施
工体を可能ならしめ、ばらつきの少ない安定した長寿命
施工体を得、ひいては成品コストの低減を図り得る効果
的な不定形耐火物の流し込み施工方法とその装置を提供
するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の如くである。すなわち、 （１） 溶融金属容器の所定位置に配置された中子枠と
永久張り耐火物との間に不定形耐火物を流し込んで施工
体を形成する不定形耐火物の流し込み施工方法におい
て、前記中子枠の上下および水平方向に複数個の振動子
を配設して前記流し込み耐火物に設定値の振動力を有す
る振動を付与する段階と、前記振動子の発動する振動力
を測定する段階と、前記測定した振動力をフィ−ドバッ
クして前記振動子の振動力を予め定めた設定値の範囲に
入るように制御する段階と、を有することを特徴とする
不定形耐火物の流し込み施工方法。 （２） 溶融金属容器の所定位置に配置された中子枠と
永久張り耐火物との間に不定形耐火物を流し込んで施工
体を形成する不定形耐火物の流し込み施工装置におい
て、前記中子枠の上下および水平方向に複数個配置され
前記流し込み耐火物に振動を付与する振動子と、前記振
動子による振動力を測定する振動測定子と、前記振動力
を適正に制御する振動力制御装置と、を有して成ること
を特徴とする不定形耐火物の流し込み施工装置。

【０００６】本発明の詳細を添加図面を参照して説明す
る。図１は、ある不定形耐火物の流し込み材に付与する
振動力を変化させた場合の耐火材の気孔率変化を示す実
験結果の一例を示す線図である。なお、実験に使用した
サイズは４００×４００×２００（ｍｍ）で、添加水量
７％の取鍋流し込み用アルミナ・スピネル材質であり、
振動子は４個で加振時間が２０秒であった。なお気孔率
は施工完了後のサンプルを１１０℃乾燥後のデ−タであ
る。図から明らかなように、本実験結果では、振動力が
０.2Ｇ程度では十分なる振動が流し込み材に付与された
とは言えないが、一方、振動力が４.０Ｇでは、サンプ
ルの深さ方向で気孔率の偏差が大きく過剰振動となって
いることが推定され、適切な振動力としては、１.０〜
２.０Ｇ程度が望ましいことが判明した。なお、本実験
の結果は、実験に供した取鍋流し込み用アルミナ・スピ
ネル材質における例であり、取鍋用流し込み材でも材質
がアルミナ系に変化した場合、または同じアルミナ・ス
ピネル材質でもバインダ−が変化した場合には、上記の
適正な振動力はその都度変化することは言うまでもな
い。よって、流し込み材の材質が変化した場合、その都
度適正な振動力を事前実験で把握し、最適な値を求めて
おくべきである。

【０００７】次に、図２、図３は、本発明を取鍋に適用
した場合のそれぞれ平断面図および正面断面図であっ
て、取鍋１の中子２及び振動子３、振動力測定子４の配
置例を示す。本例では、振動子３を４ケ／円周×４段、
振動力測定子４を２個／円周×３段としている。この場
合各段の振動子は位置をずらして設置した方がよい。ま
た、タンディッシュの場合は、浅い箱型形状となるた
め、振動子及び振動力測定子の取付け個数が異なるが、
基本的には同様な考え方で配置すればよい。この時に用
いる振動子及び振動力測定子については、以下のよう構
成することができる。すなわち、振動子に関しては、重
錘をモ−タ−で回転することにより、次式で示すような
振動力を得ることができる。 Ｆ＝Ｗ／ｇ・ｒ・（２πＮ／６０）² ここで Ｆ；振動力の重量（Ｋｇｆ） Ｗ；重錘の重量（Ｋｇ） ｇ；重力の加速度（９．８ｍ／ｓｅｃ） ｒ；回転中心から重錘までの距離（ｍ） Ｎ；重錘の回転数（ｒｐｍ） よって、振動力を制御すれば、個々の振動子をＯＮ／Ｏ
ＦＦとするか、または、上式でも解るように重錘の回転
数（＝モ−タ−の回転数）を、例えば周波数変更方式の
ように電気的にモ−タ−の回転数を変化させることで、
振動力を変化させることができる。また、振動測定子に
関しては、例えば圧電式の加速度測定子を中子鉄皮の極
近傍に取り付けることで、流し込み材の疑似的振動力を
測定することができる。

【０００８】

【作用】上記の如く、本発明における如き構成を有する
ことで、従来技術の課題を解決し、得ようとする不定形
耐火物を、設定したとおりの均質で充填密度の高い流し
込み施工体の施工が可能となり、ばらつきの少ない安定
した寿命を確保することができる。そのための要件は次
の如くである。 （ａ）事前実験による流し込み材の適正な振動力の把握 （ｂ）実機中子における振動力の測定 （ｃ）実機での振動力の測定結果に基ずき、適正な振動
力制御 である。このためには、図４に示すような制御システム
とすることが、自動化の上では望ましい。すなわち、中
子２に具備した振動子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが流し込
みレベルの上昇に伴い、設定時間だけ順次ＯＮ／ＯＦＦ
を行う。この時の振動力は、振動力測定子４ａ、４ｂ、
４ｃで測定する。これらの振動子３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄのＯＮ／ＯＦＦ及び振動力の測定結果は、振動力制御
部５を通じて監視部６で監視する。振動力制御部５を設
けることによって流し込み中に過剰振動とならないこと
は勿論であるが、既に流し込みを完了して凝固を開始し
ている部位に対しては、振動の付与を制限するために、
振動子の停止または振動力の低減を行うことが上記の装
置の構成によって可能となる。

【０００９】

【実施例】本発明を実機の１６０Ｔ転炉の溶鋼取鍋の流
し込み用中子に適用し、比較例として従来の通常の方法
による流し込み用中子の例と比較した。すなわち、不定
形耐火物材質としては、水分７％を含むアルミナ・スピ
ネルキャスタブルを流し込み施工したが、本発明実施例
においては振動子の振動力を測定しながら常に１．５Ｇ
に制御し、更に流し込みレベルの上昇に合わせ振動力を
ＯＮ／ＯＦＦした。一方、比較例は振動力を初期に１．
５Ｇになるように設定したままの状態で流し込み施工を
行い、途中での振動力の制御は実施していない。また、
その実振動力は測定を行っていないので不明であり、運
転方法も流し込みレベルの上昇に合わせた単純なＯＮ／
ＯＦＦであった。両者の施工方法および耐火物寿命なら
びに総合コスト評価は表１のとおりである。

【００１０】

【表１】

【００１１】

【発明の効果】本発明は、溶融金属容器の不定形耐火物
の流し込み施工方法および装置に係り、特に流し込み用
中子を改善したものであって、流し込み材に振動を付与
する振動子を当該中子枠の上下及び水平方向に複数個配
置するとともに、これらの振動力を測定する振動測定子
を適宜配置し、かつ、測定した振動力が適切な範囲に適
合するように当該振動子の運動を制御する制御部を備え
た流し込み施工装置である。本発明の流し込み施工装置
を使用することにより、耐火物寿命のばらつきが大幅に
減少し、かつ、平均寿命も約１０％向上した。このこと
は、耐火物コストの削減のみならず、生産量当たりの施
工工数の削減及び転炉操業から耐火物修理作業への鍋回
転が安定することになり、従来の流し込み方式に比べ
て、約２０％強のコスト低減を達成することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融金属容器の不定形耐火物の流し込み施工に
おける流し込み材への振動力の施工後１１０℃に乾燥し
た耐火物の気孔率に及ぼす影響を示す線図である。

【図２】本発明を適用した溶鋼取鍋の不定形耐火物の流
し込み施工装置を示す平断面図である。

【図３】図２と同様の本発明による流し込み施工装置を
示す正面断面図である。

【図４】本発明による流し込み施工装置を備えた溶鋼取
鍋における中子および中子への振動子、振動測定子、振
動力制御部および監視部を示す模式制御系統図である。 符号の説明 １…取鍋 ２…中子 ３…振動子 ４…振動測定子 ５…振動力制御部 ６…監視部

【手続補正書】

【提出日】平成６年１月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融金属容器の不定形耐火物の流し込み施工に
おける流し込み材への振動力の施工後１００℃に乾燥し
た耐火物の気孔率に及ぼす影響を示す線図である。

【図２】本発明を適用した溶鋼取鍋の不定形耐火物の流
し込み施工装置を示す平断面図である。

【図３】図２と同様の本発明による流し込み施工装置を
示す正面断面図である。

【図４】本発明による流し込み施工装置を備えた溶鋼取
鍋における中子および中子への振動子、振動測定子、振
動力制御部および監視部を示す模式制御系統図である。

【符号の説明】 １ 取鍋 ２ 中子 ３ 振動子 ４ 振動測定子 ５ 振動力制御部 ６ 監視部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属容器の所定位置に配置された中
   子枠と永久張り耐火物との間に不定形耐火物を流し込ん
   で施工体を形成する不定形耐火物の流し込み施工方法に
   おいて、前記中子枠の上下および水平方向に複数個の振
   動子を配設して前記流し込み耐火物に設定値の振動力を
   有する振動を付与する段階と、前記振動子の発動する振
   動力を測定する段階と、前記測定した振動力をフィ−ド
   バックして前記振動子の振動力を予め定めた設定値の範
   囲に入るように制御する段階と、を有することを特徴と
   する不定形耐火物の流し込み施工方法。
2. 【請求項２】 溶融金属容器の所定位置に配置された中
   子枠と永久張り耐火物との間に不定形耐火物を流し込ん
   で施工体を形成する不定形耐火物の流し込み施工装置に
   おいて、前記中子枠の上下および水平方向に複数個配置
   され前記流し込み耐火物に振動を付与する振動子と、前
   記振動子による振動力を測定する振動測定子と、前記振
   動力を適正に制御する振動力制御部と、を有して成るこ
   とを特徴とする不定形耐火物の流し込み施工装置。