JPS59137163A - 耐火断熱性製品及び溶融金属取扱容器 - 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】 この発明は、耐火断熱性製品に関するものであり、その
ような製品で内張すされた溶融金属取扱容器に関するも
のであり、またそのような容器の使用に関するものであ
る。

金属たとえばスチールの連続鋳造では、溶融金属が取鍋
から、一定の圧力を保持する容器として働らくタンディ
ツシュとよばれる中間容器を経て、連続鋳造鋳型へ注入
される。タンディツシュは、金属製の底と、側壁と、底
または゛側壁に固定された７個又は２個以上のノズルと
を持っている。タンディツシュの金属製の底と側壁とを
溶融金属の作用から保睦するために、タンディツシュの
内部を比較的耐久性の内張材で、しばしば煉瓦でつくら
れた内張材で、内張すするのが普通である。さらに、タ
ンディツシュは、耐火断熱性スラブで作られた内側の消
耗性内張材を付設される。これは、英国特許明細書１ｊ
ｌｓｌｌ＆、５号に記載され非常に有利である。

上記の消耗性内張材は使い捨てが予定されているけれど
も、鋳造の期間中満足に残ることが必要とされ、これは
取鍋一杯分以上の溶融金属が、タンディツシュを通るこ
とを含んでおり、連続鋳造として知られる操作を含んで
いる。内張材は溶融金属の温度に耐えるだけでなく、さ
らに金属による侵蝕と、金属に関連するスラグによる侵
蝕とに、耐えることが必要とされる。

タンディツシュの消耗性内張材の寿命をのばすために、
長年にわたって多くの研究がなされ、内張材の侵蝕抵抗
性を高めることとなった。侵蝕抵抗性を高めるのは、い
ろいろな方法、たとえば内張材の密度を増加させ、及び
／又は侵蝕抵抗性を増大させるに至る材料、例えば黒鉛
の使用によって達成されて来た。侵蝕抵抗性の改良は熱
容量と熱伝導率との増大を伴い、これらの結果は侵蝕抵
抗性の改良のためには不可避であると認められ、許容さ
れて来た。

この発明によると、溶融金属取扱容器の消耗性側壁内張
材に用いられる、予じめ成形された耐火断熱性製品は、
溶融金属及びそれに随伴するスラグの侵蝕に対する抵抗
性の大きい物質の領域を持ち、その領域の表面の一部を
露出させている。

溶融金属取扱容器では、ある部分が他の部分よりも侵蝕
を受けやすく、特に溶融スラグに接触するに至る部分が
、溶融金属に接触するだけの部分よりも、はるかに侵蝕
されやすい傾向がある。この発明の製品を使用すると、
溶融金属取扱容器が侵蝕抵抗性と、その他の特性、たと
えば熱容量、熱伝導特性との貴重な結合をもった消耗性
内張材を得ることができる。

連続鋳造の間、タンディツシュ内の溶融金属の高さは、
比較的あまり変わらないのが普通であり、したがって、
側壁内張材の同じ部分が、溶融金属の表面上のスラグと
長い間接触し、従ってとくに侵蝕を受けやすい。スラブ
の形をしたこの発明の製品は、タンディツシュの側壁を
内張すするのに特に有利であり、この目的のためにスラ
ブの侵蝕抵抗性の大きい領域が、使用時にスラブの上端
又は上端近くに存在している。使用時にスラブの最も上
の部分は、溶融金属とあまり接触しないか、又は、全く
接触しないのが普通であり、したがってスラブの侵蝕抵
抗性の大きい領域は、使用時にスラブの上端からいくぶ
ん離しておくことが一般に望ましい。

この製品の一部は、侵蝕抵抗性の大きい領域よりも、小
さい比熱と熱伝導率とを持つものであってもよく、侵蝕
抵抗性の大きい領域は、熱的特性がとくに重要である内
張材の部分で、有利な熱的特性を達成しているという点
で、非常に両値のあるものである。溶融金属が最初に溶
融金属取扱容器に入れられるときには、冷たい内張材と
接触して急冷されるので、内張材の熱的特性がその後に
適当であっても、金属の最初の急冷が問題を生ずる。例
えば、タンディツシュの場合に、最初の急冷が鋳造の初
期に困難をもたらすので、使用のためにタンディツシュ
を準備するのに特別な手段を取る必要があり、及び／又
はもつと高温の金属を供給する必要がある。最初に導入
される溶融金属は、最初容器底の内張材及び側壁内張材
の下部に接触するので、内張材のこれらの部分の熱的特
性は、初期急冷効果の関係でとくに重要である。従って
、この発明による側壁内張スラブは、使用時の下部が比
較的小さい比熱と熱伝導率とを持つので、初期の冷却効
果を低く保つことができ、従ってそのようなスラブはと
くにタンディツシュに有用である。

その代わりに、初期の冷却効果がとくに問題にならない
か、又は溶融金属をタンディツシュ内に入れる前に、内
張材が予しめ加熱される場合には、侵蝕抵抗性の大きい
領域以外の表面部分は、その領域よりも大きい比熱と熱
伝導率のものであってもよい。

この発明のタンディツシュ内張スラブが取る形に影響す
る他の因子は、そのスラブが用いられる製鋼所で行なわ
れる製鋼実務に関係している。

成る場合には、溶鋼から有害なアルミナ介在物を除く目
的で、タンディツシュ中で溶鋼用のカバーとして粘度の
低いスラグを用いることもある。

そのような粘度の低いスラグは、一般に高割合の酸化ナ
トリウムを残存させ、主たる充填材としてマグネサイト
、シリカ、かんらん石又はこれらの混合物を含んでいる
側壁内張スラブと、酸化ナトリウムとが反応し、短時間
のうちにスラグ／スラブ反応界面で激しい侵蝕を起す。

こうしてスラブが破損すると、スラブを取りかえる必要
が起り、従って連続鋳造を中断する必要が起るが、中断
は明らかに好ましくないので、スラブの破損は最も大き
な欠点をもたらす。

タンディツシュ内で遭遇するスラグで、スラブ／スラグ
界面で側壁内張スラブを急激に侵蝕する観点から、とく
に煩わしい他のタイプのスラグは、タンディツシュ内へ
持ち込まれる石灰−螢石スラグであり、石灰−螢石スラ
グは、一般に製鋼業者によって被覆用スラグとしてわざ
わざ加えなくても、２次取鍋製鋼方法の結果として、ま
たタンディツシュ内の溶鋼が塩基性酸素方法を用いて製
造されるときに、タンディツシュ内でよく生ずる大量の
酸化マンガンを含むスラグの結果として、タンディツシ
ュ内に存在するものである。

何れの場合でも、この発明による製品は、侵蝕抵抗性の
大きい領域を溶融金属に向けるように予定された表面に
露出して成形されている。その領域は次のような特性を
持っている。

（１）その領域は、製品の他の面における材料の密度よ
り高い密度を持ち、その場合両者は、とくに耐火性充填
材の含有量及び種類について、実質的に同じ組成のもの
で作られる。又は、（１）　　その領域は、製品の表面
における他の材料よりも高い密度を持ち、その場合、そ
の領域は、とくに耐火性充填材の含有量及び種類につい
て、他の表面とは違った組成物で作られる。又は、（Ｉ
ｎ＞　　その領域は、他の面よりも低い密度を持ち、そ
の場合、その領域は、耐火性充填材の含有量及び種類に
ついて、他の表面とは違った組成物で作られる。

この発明の製品では、侵蝕抵抗性の大きい領域は、製品
の表面に露出されているが、その領域は一般に製品の肉
厚全体に延びていないことが望ましい。

この発明の製品の利点は、全体が侵蝕抵抗性の大きい密
度の高い材料から成る製品に比べて、製品が全体として
低い密度を持ったものとして作ることができ、そのため
製品の取扱いを容易にしている。また、比較的低い比熱
と熱伝導率とを持った材料は、一般に、侵蝕抵抗性の大
きい材料よりも透過性に富み、このため溶融金属が内張
材に接触する結果発生する何等かの有害なガスが、溶融
金属に入るよりも内張材を通して逃げることが容易とな
る。さらに、侵蝕抵抗性の大きい領域を含んでいること
は、厚みの比較的薄い、従って比較的軽くて一層取扱い
やすい製品で、適当な性質を達成できることとなってい
る。

この発明の製品の侵蝕抵抗性の大きい領域は、耐火性充
填材及び結合剤を含むことができる。適当な耐火性充填
材の例は、シリカ、かんらん石、アルミナ、アルミノシ
リケート、及びクロマイトである。耐火性充填材は、■
焼マグネサイト、■焼ボーキサイト、コランダム及びジ
ルコンの一種又は二種以上のものを含むことが好ましい
。結合剤は有機質のものでも、及び／又は無機質のもの
でもよい。適当な有機結合剤の例は、フェノールホルム
アルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂及び澱粉で
ある。有機結合剤だけが用いられる場合には、その量は
３〜２重量％であることが好ましい。適当な無機結合剤
の例は、珪酸塩、とくに珪酸す）　ＩＪウム、及び燐酸
塩である。無機結合剤が用いられる場合には、無機結合
剤は３〜／２重量％存在することが望ましい。

侵蝕抵抗性の大きい領域は、スラリー成形法で作ること
ができ、その方法は、その成分の水性スラリーが適当な
形をした透過性型内で脱水され、その後こうして得られ
た製品を加熱して乾燥し、結合剤を硬化させるのである
。その領域がスラリー成形方法によって作られる場合に
は、領域は無機繊維、例えば珪酸カルシウム繊維、ガラ
ス繊維及びアルミノシリケート繊維を含むことが望まし
く、０．コ〜ｊ重量％量含むことが望ましい。その代わ
りに侵蝕抵抗性の大きい領域は、その成分の湿った混合
物を適当な型又は成形機、又は製品の表面の形に作られ
た窪みの中に搗き込むことによって作ることが望ましい
。

また、侵蝕抵抗性の大きい領域は、セメント質の結合剤
を含む成分の注入可能なスラリー又はペーストを、適当
な型又は成形機内に流し込み、スラリー又はペーストを
固化させることによって作ることもできる。上述のよう
に、この領域は、製品の表面に作られた窪み内に流し込
むことによって作ることができる。上述の方法で流し込
むための成分は、高純度資源のアルミナ、例えばコラン
ダム又はアルミノシリケート例えばボーキサイト、及び
高アルミナセメントを含むものである。

また、製品の他の部分は、耐火性充填材及び結合剤を含
み、同じまたは違った耐火性充填材を用いることができ
、同じ結合剤を用いることができる。軽量耐火性充填材
、例えば膨張パーライトを例えばコないし２重量％の量
含ませることができる。その部分は、スラリー成形方法
によって作るのが好ましく、０．６ないし３％の有機繊
維例えばくず紙を含んでいてもよい。有機繊維が存在し
ない場合には、無機繊維の存在することが望ましく、何
れの場合にも例えばコないし２重量％存在することが望
ましい。適当な無機繊維は、珪酸カルシウム繊維及びガ
ラス繊維を含んでいる。

侵蝕抵抗性の大きい領域及びその他の表面の成形を上で
は別々に述べて来たが、実際には侵蝕抵抗性の大きい領
域を最初に成形し、その後にその周りに残りの表面を成
形することが好ましい。とくに、すべての成分が水性ス
ラリーから成形される場合には、侵蝕抵抗性の大きい領
域を最初に成形するが、それを加熱して乾燥し結合剤を
硬化させることはしないで、その後読に成形された領域
の周りに残りの表面の材料を成形し、製品を加熱し乾燥
して製品全体中の結合剤を硬化させることが望ましい。

侵蝕抵抗性の大きい領域の成形後に代わるものとして、
この領域を加熱して乾燥し、結合剤を硬化させ、その後
に残る表面を侵蝕抵抗性の大きい領域の周りに成形して
楔止めし、加熱して乾燥し、結合剤を硬化させてもよい
。同様に、セメントで成形した材料を予じめ作っておき
、その周りに他の表面を「鍵止め」するように成形する
こともできる。さらに、予じめ成形した侵蝕抵抗性の大
きい領域を、例えば耐火セメント又は接着剤のようなす
べての適当な手段によって、この発明の製品の表面へ接
着することもできる。

この発明の製品は、上記の領域が露出されている表面層
と、その表面層よりも比熱と熱伝導率の小さい背面層と
から成る、成形されたものであってもよい。

この発明のさらに別の面によると、侵蝕抵抗性の大きい
層が、容器の内がわに面するように付設された、７個又
は２個以上のこの発明の製品を含む消耗性側壁内張材を
持った、溶融金属取扱容器が提供される。

この発明は主にタンディツシュについて記載されて来た
が、この発明の製品は、例えば取鍋のような他の溶融金
属取扱容器に用いることもできる。

この発明は、鉄系金属、例えば鋼及び鉄に対してとくに
有用である。容器は、鋼を連続的に鋳造するためのタン
ディツシュ、又は溶融金属を取鍋から鋳型内へ注入する
ことによって鉄又は鋼の鋳物を製造するための取鍋であ
ってもよい。

添付図面を参照しながらこの発明をさらに説明するが、
その場合、第１図は、タンディツシュの側壁を内張すす
るためのこの発明のスラブの垂直断面図である。第２図
は、第１図のスラブの内がわ面の立面図である。第３図
は、タンディツシュの側壁を内張すするためのこの発明
の多層スラブの垂直断面図である。第２図は、タンディ
ツシュの側壁を内張すするためのこの発明のスラブの垂
直断面図であり、そのタンディツシュでは、侵蝕抵抗性
の大きい領域が、使用時のタンディツシュの内部へ延び
ている。第５図は、タンディツシュの側壁を内張すする
ための、この発明の２層スラブの垂直断面図であり、そ
のタンディツシュでは侵蝕抵抗性の大きい領域が、スラ
ブの表面層の面へ接着されている。

第１図及び第２図のスラブは、溶融金属及びそれに随伴
するスラグによる侵蝕に対して抵抗性の大きい領域／を
、スラブ内面の上端の方に備えており、スラブの残りは
、領域／よりも比熱と熱伝導率の小さい部分−である。

第３図のスラブは、スラブ内面の上端の方に、溶融金属
及びそれに伴なうスラグによる侵蝕に対する抵抗性の大
きい領域／を備え、残る内面は領域／と同じ組成である
が密度の小さい部分２であり、部分コの背後は断熱性の
大きい材料３の別の組成物である。

第２図では、スラブが示されているが、そのスラブは、
予じめ成形されたキャスタブルセメント状組成物で成形
された領域／が、スラブの残余部分２に形成された窪み
内に部分的に固定されて作られている。

第５図では、スラブが示されているが、そのスラブは予
じめ成形されたキャスタブルセメント状組成物で成形さ
れた領域／が、背面層３を持った２層スラブ２の表面へ
、耐火セメントによって接着されて作られてりる。

侵蝕抵抗性の大きい領域形成用の適当な組成物の例は次
のとおりである。

鍜焼マグネサイト　　　　　　　　タ／、Ｊ硼　　酸　
　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ０ｊ珪酸カルシウム
繊維　　　　　　　ｊ、０くず紙　　　　　／、θ フェノールホルムアルデヒド１ｍ　脂Ｓｔ、θ２）ジル
コンサンド　　　　　　　　、５ｊ、、２鍜焼ボーキサ
イト　　　　　　　ｊｏ、１珪酸カルシウム繊維　　　
　　　　コ、ｊくず紙　　　　　／、ｊ フェノールホルムアルデヒド樹脂、ｉ、。

尿素ホルムアルデヒド樹脂　　　　　　／、ｊガラス繊
維　　　　　　　　　　　０．６珪酸ソーダ（Ｓｉｎ、
対Ｎ　ａ２０比　　ｊ、θ３．３２対／） Ｊ）■焼マグネサイト　　　　　　　ｌ？ｊ、０炭素（
電極ぐず）　　　　　　　　　７０．０リジウムヘキサ
メタホスフエイト　　　　タ、。

アルミノシリケート繊維　　　　　／、θ組成物／及び
コは、これをスラリー成形方法で成形してそれぞれ密度
が／、２及び／、ｌｆ／ｃｄの成形体にしたが、組成物
Ｊは、これを搗き固め方法により密度が２．／ｐ／ｃｄ
の成形体にした。

侵蝕抵抗性の大きい領域用の適当なキャスタブルセメン
ト状組成物の例は、次のとおりである。

成　　分　　　　　　　　　　重量％ り）アルミナ（コランダム）　　　　　　　　♂３．θ
カルシウムーアルミネートセメント　　　　　／２．θ
ｊ）　　アルミノシリケート（アンダルサイト）　　　
　　７２．０アルミナ（コランダム）　　　　　　　　
　／／、、。

カルシウム−アルミネートセメント　　　　　７７．０
２）アルミナ　　　　　　　　　　　　ｚｔ、。

シ　　リ　　カ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　グ、０カルシウム−アルミネートセ
メント　　　　　／θ、θ組成物ダ、ｊ及びＺは、これ
に充分な水を加えて注入できるスラリー又はペーストを
作って成形し、成形機又は型内で２グ時間固化させて成
形体とした。その後、成形体を７７０℃で２時間乾燥し
、ｇθ０℃に加熱し、長時間かがって室温に冷却すると
、成形体は、それぞれ密度３．０ｙ／ｃｄ。

２、ダｙ／ｄ及び３．ダｙ／ｃｒｌのものとなった。

残りの表面用の適当な組成物の例は、次のとおりである
。

成　　　分　　　　　　　　　　　重量％Ａ）■焼マグ
ネサイト　　　　　　　　ｇ、２．ｊボールクレー　　
　　　　　　　　　、５．７．５フエノールホルムアル
デヒド樹脂　　　　　　　ダ、Ｑくず紙　　　　　、２
．５ 膨張パーライト　　　　　　　　　　グ、２ｊ硼　　　
酸　　　　　　　　　　　　　　　　０８ｊＢ）■焼マ
グネサイト　　　　　　　　２ｊ、３シリカサンド　　
　　　　　　　／ｊ、０澱　　粉　　　　　　　　　　
　　　　　　３．０珪酸カルシウム繊維　　　　　　　
！、０ガラス繊維　　　　　　　　　　　Ｑｌ、２尿素
ホルムアルデヒド樹脂　　　　　　７．５くず紙　　　
　　２．０ 組成物ＡとＢとは、スラリー成形法によって成形して、
それぞれ／、／ｊ及び／、グｙ／ｃｒｌの密度の成形体
にすることができる。

この領域以外の製品の部分が複数の層から成る場合には
、背面層は次のような断熱性の大きい組成物で作ること
ができる。

かんらん石　　　　　　　　　　２ダ１．２紙　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　ｚ、３フ工ノールホ
ルムアルデヒドｔｓｔｍ　　　　　　　　！、２スラグ
ウール　　　　　　　　　　　ｇ、ｊ上述のスラリー成
形された組成物の密度は、７２０℃でダ時間乾燥したの
ちに、ｏ、ｚ７り／ｃｒＩであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るスラブの垂直断面図で蔓る。 第２図は、第１図のスラブの内がわ面の立面図である。 第３図は、この発明に係る多層スラブの垂直断面図であ
る。第７図は、この発明に係る他のスラブの垂直断面図
である。第５図は、この発明に係るさらに他の、２層ス
ラブの垂直断面図である。 特許出願人　　７オセコ・トレーディング・ニー・ジー
図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書 特許庁　　　長　　　　官　　　殿 １、　事件の表示 昭和５り年　特　　許　願第　　ｇタタ３　号２、発明
の名称 耐火断熱性製品及び溶融金属取扱容器 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代理人 ｊ、補正の対象 （１）願　書 （２）図　面 （３）委任状 （４）優先権書類 ｇ、補正の内容 ｆｉｌ願　書 別紙のとおり （２）図　面 別紙のとおり （３）委任状 別紙のとおり （４）優先権書類 別紙のとおり ２　添付書類 ｆｉ＋願　書　　　　　　７通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、溶融金属及びそれに随伴するスラグの侵蝕に対し、
   抵抗性の大きい物質の領域が、一部表面に露出されてい
   ることを特徴とする、溶融金属取扱容器における消耗性
   側壁内張用の予じめ成形された耐火断熱性製品。 コ、前記領域が製品の端から離れていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載する製品。 Ｊ、前記領域の露出されている製品表面の一部が、侵蝕
   抵抗性の大きい層よりも小さい比熱と熱伝導率とを持っ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載する製品。 グ、前記領域がその露出されている表面の残余部分より
   も高い密度を持っていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１−３項の何れか一つの項に記載する製品。 ｊ、前記領域とその余の表面とが、実質的に同じ割合及
   び種類の耐火性充填材から成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第ダ項に記載する製品。 ｇ、前記領域とその余の表面とが、異なった割合及び／
   又は種類の耐火性充填材から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１−６項の何れか一つの項に記載する製品
   。 ２、前記領域が製品の厚みの一部を占めていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１−１項の何れか一つの項に
   記載する製品。 ！、前記領域が、シリカ、かんらん石、アルミナ、アル
   ミノシリケート、クロマイト、■焼マグネサイト、鍜焼
   ボーキサイト、コランダム、及びジルコンから選ばれた
   一種又は二種以上の耐火性充填材を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１−２項の何れか一つの項に記載す
   る製品。 り、　　前記領域が、フェノールホルムアルデヒド樹脂
   、尿素ホルムアルデヒド樹脂、澱粉、りん酸塩、珪酸塩
   、及びカルシウムアルミネートセメントから選ばれた、
   一種又は二種以上の結合剤を含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第１−２項の何れか一つの項に記載する製品
   。 ／θ、前記領域がスラリー成形法によって成形されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１−タ項の何れか一つ
   の項に記載する製品。 ／／、前記領域が耐火性の流し込みのセメント成形体で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１−７０項の何
   れか一つの項に記載する製品。 ／、２．その余の部分がスラリー成形法で作られている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１θ又は７７項に記
   載する製品。 ／３．前記領域の全部又は一部が製品表面の窪みの中に
   入っていることを特徴とする特許請求の範囲第１−７２
   項の何れか一つの項に記載する製品。 ／グ、前記領域が接着剤によって製品の表面に付設され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１−７３項の
   何れか一つの項に記載する製品。 ／　ｊ、　　前記製品は、前記領域が表面に露出してい
   る表面層と、表面層よりも比熱及び熱伝導率の小さい背
   面層とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１−
   ７７項の何れか−っの項に記載する製品。 ／　１．　　少なくとも侵蝕抵抗性の大きい領域部分、
   及び少なくとも表面材部分が容器内へ向くように、特許
   請求の範囲第１−７５項の何れか一つの項に記載する、
   少なくとも一つの製品が付設されてなる、消耗性側壁内
   張材を備えていることを特徴とする、溶融金属取扱容器
   。 ／２．容器が冶金用取鍋であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１ｇ項に記載する溶融金属取扱容器。 ／　／、　　容器が連続鋳造用タンディツシュであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７ｇ項に記載する溶融
   金属取扱容器。