JPH10128505A - 溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属から耐火物によって保護されている
各種内部構成体の溶損事故を確実に防止することができ
る溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニング
構造を提供する。 【解決手段】 内部構成体の一例である電磁誘導加熱装
置１２を収納する内筒鉄板３０の外面に耐火物が３１、
３４、３５取付けられると共に、耐火物３１、３４、３
５に溶融金属検知用アンテナ線２２が埋設される目地層
３３が形成されているタンディッシュ１０の耐火ライニ
ング構造において、内筒鉄板３０と耐火物３１との間
に、非水系無機系樹脂をバインダーとして用いる耐熱性
セラミック３６が５〜５０ｍｍの厚みで施工される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属から耐火
物によって保護されている各種内部構成体の溶損事故を
確実に防止することができる溶融金属検知用アンテナ線
を埋設する耐火ライニング構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、連続鋳造する鋼種の一つとして
シームレス鋼のように鋼中のカルシウム添加量が２０ｐ
ｐｍに至るものがある。このようなシームレス鋼の鋳造
時間は、１シリーズで１５０〜１８０分／チャージと長
時間を要し、そのままでは、鋳造末期で溶鋼温度が低下
するおそれがある。そこで、図１、図４及び図５に示す
ように、タンディッシュ１０内における溶鋼の温度を長
時間にわたって保持するため、電磁誘導加熱装置１２を
具備したものがある。

【０００３】即ち、タンディッシュ１０の内部は隔壁１
３によって受湯室１４と出湯室１５に区画形成されてお
り、受湯室１４と出湯室１５とは、隔壁１３の両端部の
下部に設けられた一対の湯道１６を介して連通されてい
る。一方、隔壁１３の中央部に形成された空間１８内に
は、電磁誘導加熱装置１２が配設されている。かかる構
成によって、電磁誘導加熱装置１２に通電することによ
って、溶鋼に通電して誘導加熱を行い、溶鋼の温度を維
持することができ、良好な鋳造作業を行うことができ
る。なお、図１に示すように、出湯室１５内には、溶鋼
注出孔を通して連続鋳造鋳型の各ストランドに注入され
る溶鋼流を制御するための溶鋼流制御用ストッパー１９
が配設されている。

【０００４】ところで、上記したタンディッシュ１０に
おいて、電磁誘導加熱装置１２を収納する空間１８を形
成する耐火ライニング構造は、以下の構成を有する。即
ち、図４〜図７に示すように、空間１８を形成する矩形
断面の内筒鉄板２０の外面には内側パーマれんが（耐火
物）２１が貼着されている。内側パーマれんが２１の外
面には溶融金属検知用アンテナ線２２が埋設されている
目地層２３が形成されている。この目地層２３の外面に
は通し目地にならないように、外側パーマれんが（耐火
物）２４が内側パーマれんが２１と不整合状態に貼着さ
れている。さらに、外側パーマれんが２４の外面には不
定形耐火物（耐火物）２５が吹付施工されている。

【０００５】ここで、溶融金属検知用アンテナ線２２
は、上記した耐火物２１、２４、２５に亀裂が発生した
際、亀裂を通して溶融金属が内筒鉄板２０に達する前
に、亀裂の発生を検出するため設けられている。即ち、
亀裂が発生すると亀裂内に溶融金属が侵入し、この溶融
金属が溶融金属検知用アンテナ線２２まで達すると溶融
金属検知用アンテナ線２２の抵抗値が低下することにな
るので、この低下を検出して、亀裂の発生を未然に検知
することができる。従って、操業を停止することによっ
て、内筒鉄板２０の溶損による大事故を未然に防止する
ことができる。

【０００６】なお、不定形耐火物２５は、施工後、混練
水の脱水を行うため、通常、ＬＰＧやＣＯＧ等による燃
焼方式で４００℃×１２時間程度の加熱・乾燥を行って
いるが、４００℃程度の加熱・乾燥による脱水では、耐
火物結晶水の完全除去は不可能である。そこで、溶融金
属検知用アンテナ線２２を水分から遮蔽するため、溶融
金属検知用アンテナ線２２の外周面はシリコン系チュー
ブやガラスチューブ等によって被覆されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の耐火ライニング構造は、未だ、以下の解決すべき課題
を有していた。 耐火ライニング構造は、電磁誘導加熱装置１２を囲
む内筒鉄板２０と複数層の耐火物２１、２４、２５で構
成されているため、タンディッシュ１０の母材はつり時
の衝撃や、誘導加熱操業時の振動、さらに、内筒鉄板２
０の変形により、耐火物２１、２４、２５の目地間が緩
む可能性がある。さらに、タンディッシュ１０は、シリ
ーズごとに、その内部の整備に入るため、加熱冷却が繰
り返されることになるので、熱スポーリングや、機械ス
ポーリングによる耐火物２１、２４、２５の亀裂が生じ
るおそれがある。そして、この亀裂が発生し、亀裂に溶
融金属が侵入して内筒鉄板２０に達すると内筒鉄板２０
を一部とする電気回路が形成され、この電気回路が発熱
して、耐火物２１、２４、２５を損傷するのみならず、
内筒鉄板２０を溶融して、大事故を起こすおそれがあ
る。

【０００８】 不定形耐火物２５中の混練水の脱水
は、前述したように、バーナーによる４００℃程度の加
熱・乾燥では、耐火物結晶水の完全脱水は困難である。
そのため混練水が溶融金属検知用アンテナ線まで到達す
るおそれがあり、この場合、溶融金属の場合と同様に溶
融金属検知用アンテナ線２２の抵抗値が低下するので、
亀裂が発生していないにもかかわらず、検知出力を出し
て誤検知することになり、タンディッシュ１０の操業を
頻繁に停止しなくてはならず、タンディッシュ１０の稼
働率が低下する。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、溶融金属から耐火物によって保護されてい
る各種内部構成体の溶損事故を確実に防止することがで
きる溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニン
グ構造を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニ
ング構造は、内部構成体の外面に耐火物が取付けられる
と共に、該耐火物に溶融金属検知用アンテナ線が埋設さ
れる溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニン
グ構造において、前記内部構成体の外面と前記耐火物と
の間に、非水系無機系樹脂をバインダーとして用いる耐
熱性セラミックが５〜５０ｍｍの厚みで施工される。請
求項２記載の溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火
ライニング構造は、電磁誘導加熱装置を収納する内筒鉄
板の外面に耐火物が取付けられると共に、該耐火物に溶
融金属検知用アンテナ線が埋設される目地層が形成され
ている溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニ
ング構造において、前記内筒鉄板の外面と前記耐火物と
の間に、非水系無機系樹脂をバインダーとして用いる耐
熱性セラミックが５〜５０ｍｍの厚みで施工される。

【００１１】上記した請求項１及び２において、非水系
無機系樹脂をバインダーとして用いる耐熱性セラミック
とは、高純度アルミナ等の耐火物粉末を主骨材として用
いると共に、金属アルキシド等の非水系無機系樹脂をバ
インダーとして用いるセラミック系コンパウンドをい
う。この非水系無機系樹脂は、施工体との化学結合を起
こすために、ステンレス等の鉄板はもとより、耐火物の
施工においても、接着性において何ら問題を生じないも
のである。

【００１２】また、非水系無機系樹脂は、骨材である高
純度アルミナ等の耐火物粉末に対するバインダー配合比
を適宜選択することにより、従来のパッチング材やモル
タルと同様な流動性を耐熱性セラミックに付与すること
ができ、如何なる複雑な施工体へも塗布又は付着するこ
とができる。耐熱性セラミックの施工厚を５〜５０ｍｍ
としたのは、十分な溶融金属遮断機能、導通誤検知防止
機能及び絶縁機能を確保するためには、溶損速度の著し
いカルシウムを添加した鋼種については３０ｍｍ以上〜
５０ｍｍ以下と厚くする必要があるのに対し、その他の
鋼種については、施工厚を５ｍｍ以上〜３０ｍｍ未満程
度とすれば十分だからである。

【００１３】請求項３記載のタンディッシュの耐火ライ
ニング構造は、請求項２記載のタンディッシュの耐火ラ
イニング構造において、前記溶融金属検知用アンテナ線
が埋設されている前記目地層の稼働面側に前記耐熱性セ
ラミックが施工されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。

【００１５】まず、図２を参照して、本発明の一実施の
形態に係る溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ラ
イニング構造について説明する。なお、本実施の形態
は、溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニン
グ構造がタンディッシュの耐火ライニング構造及び溶融
金属流制御用ストッパーの場合である。まず、本実施の
形態に係る溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ラ
イニング構造がタンディッシュの耐火ライニング構造の
場合について説明すると、この場合は、溶融金属検知用
アンテナ線を埋設する耐火ライニング構造は図１を参照
して説明したタンディッシュ１０にそのまま適用できる
ので、本実施の形態においても同一のタンディッシュ１
０を用いる。

【００１６】本実施の形態は、実質的に、図１に示すタ
ンディッシュ１０において、その耐火ライニング構造
に、十分な溶融金属遮断機能、導通誤検知防止機能及び
絶縁機能を持たせるようにしたことに特徴を有する。即
ち、図２に示すように、本実施の形態においても、基本
的な耐火ライニング構造は、従来の耐火ライニング構造
と同様な構成となっている。電磁誘導加熱装置１２が収
納される空間１８を形成する内部構成体の一例である矩
形断面の内筒鉄板３０の外面に耐火物の一例である内側
パーマれんが３１が貼着されている。内側パーマれんが
３１の外面には溶融金属検知用アンテナ線３２が埋設さ
れている目地層３３が形成されている。この目地層３３
の外面には通し目地にならないように、同様に耐火物の
一例である外側パーマれんが３４が内側パーマれんが３
１と不整合状態に貼着されている。外側パーマれんが３
４の外面には耐火物の一例である不定形耐火物３５が吹
付施工されている。

【００１７】本実施の形態に係る溶融金属容器の耐火ラ
イニング構造は、図２に示すように、上記した基本的な
耐火ライニング構造において、内筒鉄板３０と内側パー
マれんが３１との間に耐熱性セラミックの一例である第
１の耐熱性セラミック３６が施工されていると共に、目
地層３３と外側パーマれんが３４との間に耐熱性セラミ
ックの一例である第２の耐熱性セラミック３７が、それ
ぞれ、施工厚５〜５０ｍｍで施工されていることを特徴
とする。

【００１８】ここで、第１及び第２の耐熱性セラミック
３６、３７は、共に、高純度アルミナの粉末を主骨材と
して用いると共に、バインダーとして、耐熱性のある非
水系無機系樹脂の一例である金属アルキシドを用いた。
第１及び第２の耐熱性セラミック３６、３７の施工に際
しては、まず、高純度アルミナの粉末に対して所定の混
合比で金属アルキシドを添加した後、混合して第１及び
第２の耐熱性セラミック３６、３７を製造する。その
後、第１の耐熱性セラミック３６を内筒鉄板３０の外面
に圧密塗布すると共に、第２の耐熱性セラミック３７を
目地層３３の外面に圧密状態に塗布する。

【００１９】タンディッシュ１０の耐火ライニング構造
を上記した構成とすることによって、加熱冷却の繰り返
し等に起因して内側パーマれんが３１、外側パーマれん
が３４、不定形耐火物３５等について亀裂が発生した場
合でも、各耐熱性セラミック３６、３７は十分な物理的
強度を有するので、亀裂が発生せず、溶融金属が内筒鉄
板３０に達するのを確実に遮断することができ、亀裂に
侵入した溶融金属が内筒鉄板３０に達することによって
生じる内筒鉄板３０の溶融事故を確実に防止することが
できる。

【００２０】また、本実施の形態では、第２の耐熱性セ
ラミック３７が溶融金属検知用アンテナ線３２の稼働面
側に配設されているので、不定形耐火物３５中に含まれ
ている混練水が外側パーマれんが３４を通して溶融金属
検知用アンテナ線３２に進入するのを確実に防止するこ
とができ、亀裂発生の誤検知を回避することができ、誤
検知によるタンディッシュ１０の操業停止を無くしてタ
ンディッシュ１０の操業率を高めることができる。

【００２１】さらに、図３に、本発明に係る溶融金属検
知用アンテナ線を埋設する耐火ライニング構造を、溶鋼
注出孔を通して連続鋳造鋳型の各ストランドに注入され
る溶鋼流を制御するための溶鋼流制御用ストッパー１９
に適用した場合を示す。即ち、溶鋼流制御用ストッパー
１９は、図３に示すように、その基本的構造として、長
尺の内部構成体の一例である芯金４０の周囲に螺旋状の
溶融金属検知用アンテナ線４１が巻き付けられると共
に、芯金４０のほぼ全長にわたって耐火物の一例である
不定形耐火物４２が筒状に施工されている。また、芯金
４０の先部には雄ネジ部４３が設けられており、この雄
ネジ部４３には、アルミナ−カーボン質のヘッドれんが
４４の雌ネジ部４５が螺着されている。なお、４６は不
定形耐火物４２とヘッドれんが４４との間に挿入される
ボトムれんがである。

【００２２】上記した溶鋼流制御用ストッパー１９の基
本構成において、本実施の形態では、不定形耐火物４２
内に、螺旋状の溶融金属検知用アンテナ線４１の外周面
を囲繞する状態で筒状の耐熱性セラミック４７が埋設さ
れている。この耐熱性セラミック４７は、図２を参照し
て説明した第１、第２の耐熱性セラミック３６、３７と
同一の組成を有する、即ち、高純度アルミナの粉末を主
骨材として用いると共に、バインダーとして、耐熱性の
ある非水系無機系樹脂の一例である金属アルキシドを用
いている。従って、不定形耐火物４２中に含まれている
混練水が、不定形耐火物４２を通して溶融金属検知用ア
ンテナ線４１に進入するのを、耐熱性セラミック４７に
よって確実に防止することができ、亀裂発生の誤検知を
回避することができ、誤検知によるタンディッシュ１０
の操業停止を無くしてタンディッシュ１０の操業率を高
めることができる。

【００２３】以上、本発明を、一実施の形態を参照して
説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記
載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施
の形態や変容例も含むものである。

【００２４】

【実施例】本発明の実施の形態に係る溶融金属検知用ア
ンテナ線を埋設する耐火ライニング構造をタンディッシ
ュの耐火ライニング構造に適用した場合の耐熱性セラミ
ックの性質を調べるため実験を行ったので、その実験結
果を、表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から明らかなように、本発明の実施の
形態に係る溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ラ
イニング構造の形成に用いる耐熱性セラミックは、圧縮
強度及び曲げ強度が、それぞれ１３．２ＭＰａと１０．
７ＭＰａとなっており、従来品であるパッチング材の圧
縮強度及び曲げ強度０．２ＭＰａと０．１５ＭＰａ及び
従来品であるモルタルの圧縮強度及び曲げ強度５．０Ｍ
Ｐａと３．０ＭＰａより著しく高くなっている。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の溶融金属検知用アンテナ
線を埋設する耐火ライニング構造においては、内部構成
体の外面に耐火物が取付けられると共に、該耐火物に溶
融金属検知用アンテナ線が埋設される溶融金属検知用ア
ンテナ線を埋設する耐火ライニング構造において、前記
内部構成体の外面と前記耐火物との間に、非水系無機系
樹脂をバインダーとして用いる耐熱性セラミックが５〜
５０ｍｍの厚みで施工されている。

【００２８】従って、加熱冷却の繰り返し等に起因して
耐火物に亀裂が発生した場合でも、耐熱性セラミックは
十分な物理的強度を有するので亀裂が発生せず、溶融金
属が内部構成体に達するを確実に遮断することができ、
亀裂に侵入した溶融金属が内部構成体に達することによ
って生じる内部構成体の溶融事故を確実に防止すること
ができる。

【００２９】請求項２及び３記載の溶融金属容器の耐火
ライニング構造においては、電磁誘導加熱装置を収納す
る内筒鉄板の外面に耐火物が取付けられると共に、耐火
物に溶融金属検知用アンテナ線が埋設される目地層が形
成されているタンディッシュの耐火ライニング構造にお
いて、内筒鉄板の外面と耐火物との間に、非水系無機系
樹脂をバインダーとして用いる耐熱性セラミックが５〜
５０ｍｍの厚みで施工されている。

【００３０】従って、加熱冷却の繰り返し等に起因して
内側パーマれんが、外側パーマれんが、不定形耐火物等
の耐火物に亀裂が発生した場合でも、耐熱性セラミック
は十分な物理的強度を有するので亀裂が発生せず、溶融
金属が内筒鉄板に達するを確実に遮断することができ、
亀裂に侵入した溶融金属が内筒鉄板に達することによっ
て生じる内筒鉄板の溶融事故を確実に防止することがで
きる。

【００３１】特に、請求項３記載の溶融金属容器の耐火
ライニング構造においては、溶融金属検知用アンテナ線
が埋設されている目地層の稼働面側に耐熱性セラミック
が施工されている。従って、不定形耐火物等に含まれて
いる混練水が耐火物を通して溶融金属検知用アンテナ線
に進入するのを確実に防止することができ、亀裂発生の
誤検知を回避することができ、誤検知によるタンディッ
シュの操業停止を無くしてタンディッシュの操業率を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る溶融金属検知用ア
ンテナ線を埋設する耐火ライニング構造が適用可能なタ
ンディッシュの平面図である。

【図２】本発明に係る溶融金属検知用アンテナ線を埋設
する耐火ライニング構造が適用されたタンディッシュの
耐火ライニング構造の横断面図である。

【図３】同タンディッシュに用いられる溶鋼流制御用ス
トッパーの一部側断面図である。

【図４】従来の電磁誘導加熱装置を収納可能な隔壁の斜
視図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ線による断面図である。

【図６】従来のタンディッシュの耐火ライニング構造の
側断面図である。

【図７】同正断面図である。

【符号の説明】

１０ タンディッシュ １２ 電磁誘導
加熱装置 １３ 隔壁 １４ 受湯室 １５ 出湯室 １６ 湯道 １８ 空間 １９ 溶鋼流制
御用ストッパー ３０ 内筒鉄板（内部構成体） ３１ 内側パー
マれんが（耐火物） ３２ 溶融金属検知用アンテナ線 ３３ 目地層 ３４ 外側パーマれんが（耐火物） ３５ 不定形耐
火物（耐火物） ３６ 第１の耐熱性セラミック（耐熱性セラミック） ３７ 第２の耐熱性セラミック（耐熱性セラミック） ４０ 芯金（内部構成体） ４１ 溶融金属
検知用アンテナ線 ４２ 不定形耐火物（耐火物） ４３ 雄ネジ部 ４４ ヘッドれんが ４５ 雌ネジ部 ４６ ボトムれんが ４７ 耐熱性セ
ラミック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末松 政史 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 鐘ケ江 繁光 福岡県北九州市八幡東区大谷１丁目３番１ 号 株式会社アステック入江内 (72)発明者 種生 昭春 福岡県北九州市八幡東区大谷１丁目３番１ 号 株式会社アステック入江内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部構成体の外面に耐火物が取付けられ
   ると共に、該耐火物に溶融金属検知用アンテナ線が埋設
   される溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニ
   ング構造において、 前記内部構成体の外面と前記耐火物との間に、非水系無
   機系樹脂をバインダーとして用いる耐熱性セラミックが
   ５〜５０ｍｍの厚みで施工されることを特徴とする溶融
   金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニング構造。
2. 【請求項２】 電磁誘導加熱装置を収納する内筒鉄板の
   外面に耐火物が取付けられると共に、該耐火物に溶融金
   属検知用アンテナ線が埋設される目地層が形成されてい
   る溶融金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニング
   構造において、 前記内筒鉄板の外面と前記耐火物との間に、非水系無機
   系樹脂をバインダーとして用いる耐熱性セラミックが５
   〜５０ｍｍの厚みで施工されることを特徴とする溶融金
   属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニング構造。
3. 【請求項３】 前記溶融金属検知用アンテナ線が埋設さ
   れている前記目地層の稼働面側に前記耐熱性セラミック
   が施工されていることを特徴とする請求項２記載の溶融
   金属検知用アンテナ線を埋設する耐火ライニング構造。