JPS62158655A - 高温バルク材料保持容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 特に、限定する訳ではないが、溶湯を扱うのに使用され
るとりへに関する。

鋳造場にて通常行なわれているのは炉の鉱石および他の
原料を加熱することによって溶湯を作ることである。こ
の溶湯はとりへに注がれてその鋳造場から溶湯が鋳造鋳
型へ注がれるべき場所へ移されろ。

とりへは一般にバケツの形のたとえば鋼製の外側ケーシ
ングを包含し、このケーシングは溶湯との接触に耐える
ことのできる耐火材料によって裏打ちされている。とり
べはそれ自身加熱装置を備えていないが、とりべの温度
は通常、溶湯が炉からとりへに注がれる前の予熱ステッ
プにおいて昇温される。予熱はたとえばとりべの耐火ラ
イニングにガスの炎を当てることによってなされる。好
ましくは、溶湯はとりべ内において代表的には２０ない
し６０分の期間できるだけ一定の温度に保たれるへきで
ある。

耐久耐火材料を溶湯と接触させ、熱絶縁材料の層をその
耐火材料と金属バケツとの間に配置するようにした２層
ライニング装置を使用することが提案されている。この
ようなライニング装置は、ライニング装置の取り替えを
要する館に約５０〜１００回とりべを使用できるという
耐久性とともにライニング装置の低伝熱性なる利点を有
している。

耐久性および低伝熱性のほか溶湯と接している耐火物が
偶然に割れた場合の安全性をもらった別のライニング装
置が提案されている。このような装置においては、バケ
ツと低密度の粒状熱絶縁材料の層との間に更に別の耐火
材料の層を位置さけている。

これら低伝熱性ライニング装置は耐火材料の伝統的な一
層の性能を著しくはないが小さな改善を呈している。す
なわち、バケツの表面温度は大きく下がり、溶湯の温度
降下は一層装置と比べてわずかに小さいにすぎない。し
かし、この温度降下はやはり非常に無視できず、ライニ
ング装置の更なる改善が強く望まれている。

したがって、本発明の目的は高温バルク材料を入れる容
器のための改良されたライニング装置を提供するにある
。

本発明によれば、外側ケーシングと、このケーシングの
内側表面をおおう耐久耐火ライニングと、この耐久耐火
ライニングの内側表面をおおう高密度の微孔性熱絶縁材
料の比較的硬い板の消耗層と、この微孔性熱絶縁材料の
層の内側表面をおおう耐火材料の消耗層とからなる、高
温バルク材料保持容器を提供することができる。

微孔性熱絶縁材料は、平均すき間寸法が物質を置いであ
る空気または他のガスの分子の平均自由パスより小さい
という格子構造を有する材料である。この結果、熱の流
れは材料が使用されている空気または他のガスの分子熱
拡散に原因するものより遅い。格子構造は互いに粘着さ
れた鎖状配置の非常に細かい粒子の粉末を使用すること
によって粉末材料の中に作られる。この構造を与えるに
適した粉末は、池の材料ら使用できるが、シリカエーロ
ゲルおよびパイロゲニソクンリ力と通常参照される形の
細分割ンリカである。粉末はセラミックファイバのよう
な強化ファイバの付加によって強化することかでき、乳
白剤を付加して赤外線不透明体を与えろことができろ。

耐火材料の消耗層の熱容量は耐久耐火ライニングの熱容
量より小さく、好ましくは耐久耐火ライニングの熱容量
の実質上５０パーセントとするのがよい。

熱容量はここではシステムの熱を１度上昇させるに必要
な熱量として定められる。

好適には、耐火材料の消耗層は実質的に非多孔性耐火材
料からつくられている。

耐火材料の消耗層は実質的に非多孔性耐火材料で作って
もよく、比較的高比率のアルミナを含有してもよい。さ
らに、耐火材料の消耗層はシリコンカーバイドを含有し
てもよい。

高密度微孔性熱絶縁材料はガラスファイバ外皮の中に入
れられているのがよい。複数の板は隣接させられて１つ
のガラスファイバ外皮内に入れられれば好席合である。

以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例について
詳述する。

図面に示した容器は約３，５トンの溶融鋼を入れるよう
設計されたとりべである。このとりへは鋼製のバケツ１
を包含している。このバケツは代表的には厚さ７Ｍ１１
、内側の寸法は高さ約１．ｌＬ直径約１．０９ｍである
。バケツｌの内側には約５０ＩＩ１１１の厚さを有する
耐火材料の耐久外側層Ａか配置されている。この外側層
Ａは後述する他の層を分岐すべき場合に安全層として作
用し、鋼鋳造場にて一般に使用されているタイプの、た
とえば、鋳造可能なノリ力またはシリカ／アルミナ耐火
物とすることができる。

外側層Ａの内側には登録商標ＭＩＣＲＯＴＨＥＲＭにて
販売されているような微孔性熱絶縁材料の消耗層Ｂが与
えられている。しかし、他の微孔性熱絶縁材料も使用で
きる。層Ｂの厚さは約６１１肩である。

多孔性絶縁材料は多くの板の形にされ、１枚の板２はと
りべの底をおおい、細いスラットの形の複数のほぼ同形
の板３は側壁の周りに配置され、とりべの底からそのリ
ムの方へ延びている。板は好適にはガラスファイバ織物
４の外皮の中に含まれるのがよく、細いスラットに関し
ては、隣接するスラット間を縫い込んでスラットの編制
を容易に曲げることができるようにしたガラスファイバ
外皮の中に多くの板を組込むことができる。

微孔性熱絶縁材料の消耗層Ｂの内側には、約２５Ｒ１１
ｒの厚さを有する耐火材料の消耗内側層Ｃが与えられて
いる。使用中、この内側ｆｆｃは溶湯と直接接触される
。層Ｃを成す耐火材料は層Ａを成す耐火材料と同じもの
とすることができる。しかし、その代わりに層Ｃを成す
耐火材料は高いアルミナ耐火物とする。高アルミナ耐火
物は溶融鋼が高アルミナ耐火物を敏速にはおかさないの
で低または中アルミナ含有量の耐火物よりも品質的に優
れているが、このような耐火物は高密度、高伝熱性を有
していることが溶融鋼を望ましくないほど迅速に冷却し
てしまうので一般には使用されていない。

しかし、高アルミナ耐火物は本発明による容器において
うまく使用できることがわかった。層Ｃはまた溶融鋼に
よって耐火物が濡れるのを軽減するシリコンカーバイド
も含んでいる。

板の形で絶縁材料を使用することにより、容易かつ迅速
に設置される絶縁層となる。というのは、板は扱い易く
それらの所望の位置に配置されるからである。粒状材料
というよりも板の分離層を使用することは、板が消耗層
Ｃを設ける前に位置されることを意味する。この方法で
絶縁材料が層Ａの全表面積に分布されるのを保証するこ
とができる。微孔性熱絶縁材料は特に有効であり、とり
べの容積を大幅に減らすことのない比較的薄い層として
使用できる。微孔性絶縁材料の有効性のため、消耗層Ｃ
の厚さは最小に保たれて容器の効果を後述するように大
きく増加させることができる。消耗層Ｃは好適は鋳造ま
たは突き固められて、溶融洞または他の材料に対して連
続した表面にしている。これにより溶融鋼が層Ｂに浸透
する可能性が減る。

本発明による容器の効果は３つのライニング装置の性能
を比較している表を参照して説明する。

第１装置は伝統的に７５ｍｍの厚さを有する耐火材料を
１層だけ有している。第２装置では、伝統的な耐火材料
の層はこの装置からの熱損失を減らすために熱絶縁材料
の層によって裏打ちされている。

このように従来装置のいずれにおいてら、７５．ｖｚの
厚さを有する耐火材料の層は溶融鋼と接触状態にあり、
これは現在、鋳造産業において標準として受は入れられ
ているのである。

第３装置は本発明によるもので耐久安全層、微孔性熱絶
縁材料の薄い消耗層、および溶畿鋼と接触する高アルミ
ナ耐火物の比較的薄い消耗層を含んでいる。高アルミナ
耐火物は第３装置の層Ｃの比熱の高さを証明している。

第３装置の層ＡおよびＣの熱容量の計算（質量×比熱で
与えられる）は層Ｃの熱容量が層Ａの熱容量の約４３％
であることを示している。

溶融鋼がとりべに注がれる前に、とりべを予熱すること
は常套手段である。これは、とりべの寸法にもよるが、
一般に内側層Ｃにガスの炎を約４５分開光てることによ
って行なイつれる。予熱段階のこの結果は表に見られる
。ここに、Ｗはバケツの表面温度を、Ｘは外側層Ａと層
Ｂと間の界面温度、Ｙは層Ｂと内側層Ｃとの間の界面温
度、そしてＺは層Ｃの露出面の温度を表イつしている。

表から見られるように、温度ＷおよびＺは、伝熱性の高
さがＺ値を低く、Ｗ値を高くしている第１装置を除いて
、比較的一定である。

溶融鋼は、伝統的に約１６２０℃の温度で溶融炉から注
がれ、とりべを鋳造場所まで移動して溶湯を１度に鋳造
鋳型に注ぐのであるから４０分以上もの間とりへに保持
されている。とりべに保持されている溶融鋼の結果は表
に示されており、温度は明瞭にするため概略値を与えて
いる。溶融鋼の温度降下はライニング装置の温度上昇お
よび装置からの熱損失によって証明できる。これらの詳
細は表に与えられており、内側層Ｃによって吸収される
熱の減少はいかに重要であるかを示している。最後に、
表は４０分間とりべに保持された後の溶融鋼の温度降下
の正確な数モをも与えており、第３装置は従来装置を越
えて大きく改善されていることを示している。

本発明による容器の利点は多くの異なった方法にて産業
的に具現化できる。たとえば、溶融鋼がとりべに注がれ
る温度を実質的に下げて相当する燃料コストを節約し、
内側層Ｃの使用寿命を延ばすことができる。というのは
、溶融鋼は低い温度では侵食性が低下し、内側層Ｃへの
損傷が軽減されるからである。

本発明による容器の内側層Ｃは従来装置の内側層Ｃと同
様の耐久性は期待されていない。すなわち５０回は使用
できそうにもない。しかし、寿命が短くても、エネルギ
の節約および小量の耐火材料および絶縁材料だけの交替
の低コストが装置を経済的に成長させることができる。

また本発明による容器を予熱せずに使用することもでき
る。容器をこの方法で使用する時の性能は、軽量絶縁材
料が安全ライニングによって裏打ちされている従来の２
層装置と同等である。２層装置は高価ではないが軽量耐
火材料は１回使用した後に捨ててしまわなければならな
いのに対し、本発明による容器は層ＢおよびＣが交換を
要するまで何回も使用することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は高温バルク材料を保持する本発明による容器の
概略断面図、第２図は第１図に示した容器を一部除去し
て示した斜視図である。 ｌ・・バケツ、２．３・・板、４・・ガラスファイバ織
物、Ａ、Ｂ、Ｃ・・層。 −・１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　外側ケーシングと、 このケーシングの内側表面をおおう耐久耐火ライニング
   と、 この耐久耐火ライニングの内側表面をおおう高密度の微
   孔性熱絶縁材料の比較的硬い板の消耗層と、 この微孔性熱絶縁材料の層の内側表面をおおう耐火材料
   の消耗層と からなる、高温バルク材料保持容器。 ２　耐火材料の消耗層の熱容量は耐久耐火ライニングの
   熱容量より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の容器。 ３　耐火材料の消耗層の熱容量は耐久耐火ライニングの
   熱容量の実質上５０％であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の容器。 ４　耐火材料の消耗層は実質的に非多孔性耐火材料で作
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項に記載の容器。 ５　耐火材料の消耗層は比較的高比率のアルミナを含有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   容器。 ６　耐火材料の消耗層はシリコンカーバイドを含有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５
   項に記載の容器。 ７　高密度の微孔性熱絶縁材料はガラスファイバ外皮内
   に入れられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の容器。 ８　板は複数枚隣接させて１つのガラスファイバ外皮内
   に入れられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の容器。