JPS6057419B2 - 溶湯容器への不定形耐火物の施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶湯容器の内周面に不定形耐火物を内張し、
この不定形耐火物施工体を雰囲気加熱で乾燥する溶湯容
器への不定形耐火物の施工方法の改良に関するものであ
る。

溶湯容器、例えは取鍋等はその外殻を金属枠で構成しそ
の内周面を耐火物でライニングしてある。

この耐火物は耐火レンガを積み上げて形成するか、不定
形耐火物で被覆して形成する。上記不定形耐火物による
溶湯容器の内張耐火ライニングは耐火レンガによるライ
ニングに比べて施工が容易で熟練を要せす、装置による
施工が可能であり、省力化ができ、また目地の形成や本
格的な焼１ゝＬ 、″１ピ゛ ｉ Ａ、゛、に〜０マ、
ご、一■一’＾１−、１、−４−＄書１−＾セ １ ゛
れ菅コの如く溶湯容器の内周面に形成された不定形耐火
物施工体には多量の水が含有されているため、溶湯を受
けるに先つて乾燥しておく必要がある。この不定形耐火
物の乾燥は、ガスバーナーあるいはオイルバーナー等の
火炎によつて数１００℃以上の高温雰囲気を作り、上記
施工体を１００℃以上に加熱することによつて施工体中
の水分を蒸気にして逸出させて乾燥する能率のよい乾燥
方法が採用されており、このときの雰囲気の昇温速度は
２０℃／ｈｒ以上となつている。上記の如く多量の水分
を含んで低強度の不定形耐火物施工体に急激な温度変化
を与えたり、施工体に急激な温度勾配を形成することは
施工体を劣化させ、加熱面に平行な層状のクラック（以
下層状クラックと称す）が発生する場合がある。このよ
うな層状クラックは実溶湯受け入れ時に拡大して施工体
部分が剥落し、ライニング寿命が短かくなるのみならず
、湯漏れ事故につながる危険性を有している。従つて、
上記不定形耐火物施工体には、雰囲気１の昇温速度２０
℃／ｈｒ以上の条件て乾燥される過程で層状クラックを
発生しないことが要求され、このため上記層状クラック
を生成せずかつ安価な成分、粒度の不定形耐火物の研究
開発が行なわれているが、開発された不定形耐火物を、
溶湯容器の丁内張耐火ライニングに採用するかどうか判
定を下すに際しては前記層状クラックが発生するかどう
か調査しなければならない。

従来、上記層状クラックの発生の有無の険知は、次のよ
うにして行なわれている。

１配合耐火材に施工必要水分を添加混練し不定形耐火物
にする。

２不定形耐火物を型枠等を用いて溶湯容器の内周面に内
張りし所定時間養生する。

３ガスバーナーあるいはオイルバーナー等の火炎によつ
て２０あＣ／Ｈｒ以上の昇温速度で数１００■以上の高
温雰囲気を作り、不定形耐火物の全体を１００′Ｃ以上
に加熱し施工体を乾燥する。

４乾燥後の施工体を自然冷却して内張された施工体から
施工厚方向に試料を抜き取り、その試料の断面を観察し
て層状クラックの発生の有無を知る。

以上のような実施工、破壊検査によつて層状クラックの
発生のないことの確認された不定形耐火物が、はじめて
溶湯容器の内張耐火ライニング用の不定形耐火物として
定常的に使用されることとなり、上記不定形耐火物を用
いた溶湯容器の不定形耐火物施工体はライニング寿命が
長く、湯漏れ事故の危険もない。

しかしながら、新しく開発された不定形耐火物を溶湯容
器の内周面に内張し、この不定形耐火物施工体を雰囲気
加熱で乾燥する溶湯容器への不定形耐火物の施工に際し
て、まず実施工条件て実溶湯容器への内張成形、養生、
乾燥、冷却してその不定形耐火物を破壊検査して、層状
クラックの発生の有無を確認してクラック発生のない不
定形耐．火物を用いる溶湯容器への不定形耐火物の施工
方法では層状クラックの発生のないことを確認するため
に大きな手間と大きな確認費用が必要であつた。

本発明は、層状クラックの発生の有無の確認方．法に改
善を加えて、上記手間と費用を軽減して溶湯容器の不定
形耐火物の寿命が延長できると共に湯漏れ事故を有効に
防止てきる溶湯容器への不定形耐火物の施工方法を提供
するものである。

すなわち本発明の要旨は、溶湯容器の内周面に−不定形
耐火物を内張し、この不定形耐火物施工体を雰囲気加熱
で乾燥する溶湯容器への不定形耐火物の施工方法におい
て、上記不定形耐火物は予じめ円弧状鉄皮の内周面に内
張した不定形耐火物施工体をその施工体表面から雰囲気
加熱し乾燥完了時の上記不定形耐火物施工体の施工厚方
向の温度分布が施工厚方向て直線状てあることを確認し
た不定形耐火物であることを特徴とする溶湯容器への不
定形耐火物の施工方法にある。以下本発明について説明
する。

本発明者等は不定形耐火物で施工された溶鋼鍋の内張成
形後、乾燥後、受鋼後の上記不定形耐火物施工体につい
て詳細に調査を行なつた結果、受・鋼後の損傷の主要因
は、乾燥後に既に発生している層状クラックの拡大によ
る剥離損傷てあることが確認されると共に、乾燥工程で
発生する層状クラックは、施工体厚み方向に表面から２
０〜４０ＴＩ０ｎピッチて発生しており、溶鋼鍋鉄皮よ
り２０Ｗｒ１ｎの範囲には発生していないことが確認さ
れた。

そこで、本発明者等は、不定形耐火物施工体の乾燥過程
で層状クラックが生じるという事実に着目すると共に、
乾燥過程で生じた層状クラックは、乾燥過程において施
工体厚み方向では断熱層として作用しているとの推定に
もとづいて、円弧状鉄皮に不定形耐火物を内張した試験
用不定形耐火物施工体を作り、更に施工体厚み方向に所
定ピッチで熱電対を挿入してこの施工体を表面から雰囲
気加熱して、施工体が乾燥完了するまでの施工体厚み方
向の温度分布を測定した。

このときの乾燥完了時については、上記鉄皮より層状ク
ラックが発生しない施工体厚み部近傍に設置した熱電対
の検出温度が１２０〜１８０℃になつたときを乾燥完了
とした。この結果不定形耐火物の種類によつて乾燥過程
、乾燥完了時の施工体厚方向の温度分布が異ることを見
い出した。

また、上記の如くして乾燥完了後の施工体から厚み方向
に試料を採取して、その断面を顕微鏡観察を行なつた結
果、乾燥完了時の厚み方向の温度分布が直線状である施
工体には層状クラックが発生しておらず、一方非直線状
である施工体には層状クラックが発生していることが判
明した。

上記新しい知見について詳しく説明する。第３，４図に
示す円弧半径１５００順、円弧長さ１２００Ｔｆｎ１高
さ６００Ｗ＄ｌの円弧状鉄皮１に円弧状型枠を用いて厚
さ１００ｍの不定形耐火物を内張施工し、不定形耐火物
施工体２を形成し、続いて上記施工体２の表面３から２
０ｍｍピッチで熱電対（図示せず）を鉄皮１に設けた穴
（図示せず）から挿入し埋設して試験用施工体とした。

この施工体の表面３を試験用加熱炉の炉壁の内面として
加熱条件は第５図に示す雰囲気昇温パターンで施工体表
面３から雰囲気加熱すると共に施工体厚み方向の温度分
布を測定した。

第１図及ひ第２図は上記施工体厚み方向の温度分布の実
測結果の一例を示したもので、第１図は表１に示す不定
形耐火物を、第２図は表２に示す不定形耐火物を用いた
不定形耐火物施工体２の厚み方向温度分布を、加熱時間
をパラメーターとしてプロットしたものである。

また第３図及び第４図は第１図及び第２図の温度分布を
示した施工体の断面観察結果を示し同図の４は層状クラ
ックを示している。第４図に示す如く乾燥後に層状クラ
ックのない施工体の厚み方向温度分布は第２図に示す如
く、施工体の乾燥完了直後詳しくは加熱面から８０Ｔ！
Ｒｌｎ位置に埋設した熱電対が１２０〜１８０℃を検知
したとき、すなわち第２図では加熱時間が４時間である
ときの厚み方向温度分布か直線状である。

一方第３図に示す如く乾燥後に層状クラックの発生して
いた施工体の厚み方向の温度分布は第１図に示す如く施
工体の乾燥完了直後、即ち加熱時間が４時間の厚み方向
温度分布が非直線である。

このように施工体の乾燥完了直後の温度分布が非直線状
になる理由は、乾燥過程（加熱面から８０ｒ７７！位置
の熱電対が１２０〜１８０′Ｃを検知するまての過程）
て施工体内に層状クラックが発生すると、その層状クラ
ックにより空気断熱層が形成され、施工体の熱伝導率が
部分的に低下するため直線状温度分布が乱れるためであ
ると考えられる。以上の試験結果から円弧状鉄皮の内周
面に内張施工した不定形耐火物施工体をその表面から雰
囲気加熱し、乾燥完了時の温度分布が直線状である施工
体内には層状クラックが発生していないと判断できるこ
とが明らかとなつた。

そこで本発明者等は上記試験結果より判断した層状クラ
ックの有無が、実機取鍋に不定形耐火物を施工した際に
対応するかどうかを調査した。

このために前記直線状温度分布の表２の不定形耐火物と
上記非直線状温度分布の表１の不定形耐火物・を使用し
て、直径３ｍφ、高さ３ｍの実機取鍋に施工して（施工
体平均厚み１００ｍ）、バーナーを用いて加熱条件は第
６図に示す雰囲気昇温パターンで加熱乾燥した。そして
施工体の自然冷却後破壊検査を行なつた。その結果、試
験結果で直線状温）度分布を示した表２の耐火物からな
る不定形耐火物施工体には層状クラックの発生が見られ
ず、一方非直線状温度分布を示した表１の耐火物からな
る不定形耐火物施工体には層状クラックが発生していた
。７ 本発明は、以上の調査結果にもとづきなされたも
のであり、不定形耐火物を溶湯容器の内周面に内張し、
この不定形耐火物施工体を雰囲気加熱で乾燥する溶湯容
器への不定形耐火物の施工に際して、円弧状鉄皮の内周
面に内張した不定形耐火物フ施工体を雰囲気加熱し、乾
燥完了時の上記不定形耐火物施工体の施工厚方向の温度
分布が直線となつた不定形耐火物を使用することにある
。

この本発明の施工方法によれば、前述の温度分布と施工
体内層状クラックの発生の有無との関係から、容器の不
定形耐火物施工体の内部に層状クラックが発生せずその
結果、前述の層状クラックの有無と施工体損傷速度の関
係から施工体寿命がながくなる。更に従来の実施条件で
不定形耐火物を実溶湯容器へ内張成形、養生、乾燥、冷
却してその不定形耐火物施工体を破壊検査して、層状ク
ラックの発生の有無を確認してクラック発生のない不定
形耐火物を用いる施工方法に比較して、本発明法では温
度分布を測定するだけであり破壊検査の必要がなく、ま
た検査のための冷却工程が不要であり、手間が大巾に軽
減できると共に確認試験に使用される不定形耐火物の量
も、本発明法ては円弧状鉄皮に施工するのに対し従来法
では実溶湯容器の内周全面に施工するものであるから本
発明法は大巾に減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は層状クラックを有する施工体の断面温度分布図
、第２図は層状クラックのない施工体の断面温度分布図
、第３図は第１図の施工体の断面を顕微鏡て観察した結
果の模式図、第４図は第２図の施工体の断面観察結果の
模式図、第５図は試験用施工体の加熱パータン図、第６
図は実機取鍋の加熱パターン図である。 １・・・円弧状鉄皮。 ２・・・不定形耐火物施工体、３・・・施工体表面、４
・・・層状クラック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶湯容器の内周面に不定形耐火物を内張し、この不
   定形耐火物施工体を雰囲気加熱で乾燥する溶湯容器への
   不定形耐火物の施工方法において、上記不定形耐火物は
   予じめ円弧状鉄皮の内周面に内張した不定形耐火物施工
   体をその施工体表面から雰囲気加熱し、乾燥完了時の上
   記不定形耐火物施工体の施工厚方向の温度分布が施工厚
   方向で直線であることを確認した不定形耐火物であるこ
   とを特徴とする溶湯容器への不定形耐火物の施工方法。