JP2000500527A - ガスダクト付き耐火成形板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 耐火ライニングを持つホットチャンバにガスを吹き込むため、および指向性のポロシティを持つガスシンクを作るために、内部にガス貫流ダクト（３）が広がる、圧延された圧粉体でできた成形板を使用することを提案する。これは、圧延操作の間に、寸法安定性のある箔材料であって、溶出または焼尽可能な該材料を圧延するか入れることにより作られる。該圧粉体を一旦圧延すると、該箔を溶出または焼尽する。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスダクト付き耐火成形板 本発明は、耐火ライニングを有するホットチャンバ、または冶金容器内にガス を吹き込む方法であって、ガスダクトが耐火ライニングの高温側領域に通じてい る、指向性のポロシティを持つ耐火ガスダクトエレメントを用いる方法に関する 。 さらに、本発明は、耐火ライニングを有するホットチャンバ、または冶金容器 内に、ガスを吹き込むための耐火成形板を製造する方法、およびこの種の成形板 の使用に関する。 最後に、本発明は、耐火成形品と、該成形品の外周領域を囲む金属ジャケット および該溶融物に面していない該成形品冷間側上の金属底部からなる気密板金ケ ーシングと、該金属底部に連結されたガス供給管とを有する冶金容器用ガスシン 耐火ライニングを有するホットチャンバ、または冶金容器内に、ガスを吹き込 む従来公知の方法および装置では、ノズルレンガ、ガスシンクまたはランスを使 用している。これらは、該当するエレメントが嵌め込まれている局所のみにて、 溶融金属で満たされたホットチャンバまたは容器内にガスを吹き込むことが可能 である。これでは、溶融物がガスに不均一にさらされることになり、その結果と して、例えば、溶融物の精製または均質化における所望の冶金学的効果は、きわ めて長い吹き込み時間の場合にのみ達成され得る。 本発明は、この種のホットチャンバまたは冶金容器中にガスを吹き込む方法が 引き起こす課題に基づき、それにより吹き込み時間を減じることができるもので ある。 この課題は、請求項１に述べる特徴により解決される。この方法で使用する薄 壁耐火成形板は、請求項２で特定する方法により製造することができる。 タンディッシュの耐火ライニング内で、細片の形で集積されたこの種の耐火成 形板を用いると、例えば溶融物全体を、精製用ガスまたは他のガスに極めて均一 にさらすことができる。 この状況では、成形品内部を通るガスダクトは、該耐火成形板の縦方向を通る ことができるが、それらは、櫛のように設計されてもよく、さらに該成形板の隣 接する側面に通じてもよい。さらに、該ダクトは、異なった横断面を有すること ができ、これは、該当する異った厚みの細片を挿入することにより得られる。 本発明に従った内部ガスダクトを有する成形板は、請求項４〜９に記載される ように、指向性のポロシティを持つガスシンクの製造に、きわめて適している。 指向性のポロシティを持つ公知のガスシンクでは、該ガス貫流ダクトの形成は 、例えば、型にペースト状耐火性化合物を満たす際に、圧粉体に糸またはテープ を入れ、それから、それらを該圧粉体から抜き取ることによりなされる。 別の公知ガスシンクでは、ガス貫流ダクトを形成するために、板の表面にいく つかの平行の溝を示すプレートを組み合わせる。 しかし、よくあるガスシンクでは、全体の長さにわたって一定の断面を有する ガス貫流ダクトを製造することは困難であることがわかる。それは、挿入した細 片を引く抜くときに、該ダクトの内部表面が損傷するか、あるいは板に型押しさ れた溝を互いの頂点で正確に位置させることが難しいかのいずれかによる。さら に、ガス貫流ダクトは、圧力のないとき、液状溶融金属がダクトに浸透してそこ で固化しない程度に狭い必要がある。 ガス貫流ダクトが成形板の内部に位置することにより、ダクトの断面が一定性 しやすくする。 耐火成形板は、圧延された圧粉体から製造することができる。すなわち、用意 した耐火材料を、相対的にかなりの程度まで圧縮する。得られた材料は、低い多 ポロシティ度を有し、それに応じて高い耐磨耗性を示す。 ガスシンクの操作部位を見ると、個々の成形板からなるシンクエレメントは、 好ましくは非指向性のポロシティの持つ多孔性材料のブロックの上に位置する。 この配置により、該多孔性ブロックの領域まで磨耗した際の、ガスシンクの磨耗 の状態を視覚的に認識することが可能となる。これは、流入ガスの冷却効果が増 大することに起因して、トリベの底部に暗い円形スポットが形成されるからであ る。 溶融金属の表面の動きが増大するために、トリベがいっぱいのときにも磨耗の 状態を認識することができる。 便宜的に、該成形品の底面または多孔性ブロックと金属底部との間にガス分布 空間があると、導入されるガスは、多孔性ブロックおよびそれと隣接するシンク エレメントの中に、流れ抵抗なく直接流れ込むことができる。 ガス貫流ダクトを含む気密のシンクエレメントを形成するために、圧粉体の製 造中に、圧延またはプレスして成形板を結合することができる。一方、該成形板 を、例えば耐火性接着剤で結合することも可能である。圧延工程により製造され 、こうしてきわめて平滑で均質な表面を示すことから、個々の成形板を気密に連 結しやすくなる。このようにして連結された成形板は、通常、隣接する板の外側 までも伸びる亀裂として現れるきわめて高い熱応力を吸収する能力も、はるかに 良好である。 個々のエレメントが、実質的にいかなる大きさのガスシンクにも適合できるよ うに、圧延により製造された成形板は、好ましくは１〜１０ｍｍの厚みおよび１ ０〜１００ｍｍの幅を有する。 耐火成形板は、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよびＺｒＯの混合物からなり、そ れは、水で調合され、そして圧延工程で付形できるペースト状コンシステンシー に調整される。 本発明によれば、耐火成形板の内部を通るガス貫流ダクトは、圧粉体またはそ に対応するエンドレスストリップ（圧延後に部片に切断される）を圧延する間に 、箔の細片を所望の数だけ入れることにより製造される。この箔は、焼尽または 溶出可能で、しかも圧延操作の間に生じる変形力の存在下でも相対的に良好な寸 法安定性を有する。これらの箔細片は、続く焼尽または溶出の後、個々の成形板 の内部を極めて正確かつ一定の横断面をもって通るガス貫流ダクトを形成する。 箔細片は、前記圧延工程で、きわめて容易に連続的にロールニップ(Walzenspa lt)へ供給され得る。この状況では、圧延工程は、例えばプレワークされた耐火 材料の二個の別々の細片をロールニップへ供給するか、または、該材料を単スト ランドの形でロールニップに供給することで行われる。この種の圧延工程の例は 、ＥＰ０５３６ ５８４ Ａ２またはＤＥ−ＰＳ４１ ３３ ７１２ Ｃ２に見 ることができる。 得られた成形板は、圧延後、箔の溶出または焼尽を同時に行う熱処理により硬 化し、その後ガスシンクの内部にペースト状耐火材料をそれらの周りに流し込む ことによって、よく知られた方法で嵌め込まれる。 本発明の例を図で示し、この図に基づいて以下に詳細に説明する。図は、以下 のとおり、 図１：櫛のように設計されたガス貫流ダクトを有する成形板の斜視図、 図２：ガス貫流ダクトを３個有する成形板の斜視図、 図３：いくつかの成形板でできたシンクエレメントの斜視図、 図４：シンクエレメントおよび多孔性ボトムブロックを有するガスシンクを通る 断面図、ならびに 図５：図４のガスシンクの部分断面図 である。 図１および２の図は、圧延で製造され、縦方向にガス貫流ダクト３が通る成形 板１および２を示し、ここで、図１の成形板１は、櫛のように設計されたガス貫 流ダクト３を有し、そして、図２の成形板２は、３個のガス貫流ダクト３を有す る。 ガス貫流ダクト３の数および／または寸法は、ガスを吹き込むのに使える面積 および／または必要なガス供給量および圧力により決まる。 図３は、溶融物に面した成形板高温側５に多数のガス貫流ダクト３が現れ出る 状態で、個々の成形板２を結合することにより得られるシンクエレメント４を再 現した概略図である。 図４の断面図に示されるガスシンク６は、側面の周りが円錐形金属ジャケット ８および底が金属底部９で気密に巻かれた耐火性材料７からなる。ガス供給管１ ０が金属底部９に溶接されている。 耐火材料７の下側１１と金属底部９との間には、ガス分布空間１２が存在する 。 ガスシンク６の内部に、多数のガス貫流ダクト３が広がるシンクエレメント４ が設置されている。 シンクエレメント４の下に非指向性のポロシティを有するガス浸透性ブロック １３が設置され、このブロックは、ガスシンク６が磨耗の当該程度を示す際の視 覚的磨耗指標の役割をする。 図５の上面図は、ガスシンク６内部のシンクエレメント４の位置を示す。 ガスダクト付き耐火成形板 参照番号 １ 成形板 ２ 成形板 ３ ガスダクト ４ シンクエレメント ５ 高温側 ６ ガスシンク ７ 耐火性材料 ８ 円錐形金属ジャケット ９ 金属底部 10 ガス供給管 11 下側 12 ガス分布空間 13 ガス浸透性ブロック

【手続補正書】 【提出日】１９９８年５月１５日（１９９８．５．１５） 【補正内容】 明細書（全文訂正） ガスダクト付き耐火成形板 本発明は、可塑的変形可能な耐火性化合物から作られたセラミック圧粉体を圧 延し、圧延後に熱処理することにより製造される耐火成形板に関する。 耐火ライニングを有するホットチャンバ、または冶金容器内にガスを吹き込む はランスを使用している。これらは、該当するエレメントが嵌め込まれている局 所のみにて、溶融金属で満たされたホットチャンバまたは容器内にガスを吹き込 むことが可能である。これでは、溶融物がガスに不均一にさらされることになり 、その結果として、例えば、溶融物の精製または均質化における所望の冶金学的 効果は、きわめて長い吹き込み時間の場合にのみ達成され得る。 本発明は、この種のホットチャンバまたは冶金容器内にガスを吹き込む方法が 引き起こす課題に基づき、それにより吹き込み時間を減じることができるもので ある。 本発明によれば、成形板内部に広がる１またはそれ以上のガスダクトを持つ該 成形板により、この課題を解決することができ、前記ガスダクトは、焼尽または 溶出可能な細片を圧延工程の間に挿入し、圧延後に熱処理を行うことにより形成 される。 タンディッシュの耐火ライニング内で、細片の形で集積されたこの種の耐火成 形板を用いると、例えば、溶融物全体を、精製用ガスまたは他のガスに極めて均 一にさらすことができる。 このような状況では、成形品の内部を通るガスダクトは、該耐火成形板の縦方 向を通ることができるが、櫛のように設計されてもよく、さらに該成形板の隣接 する側面に通じてもよい。さらに、該ダクトは、異なった横断面を有することが でき、これは、対応する異なった厚みの細片を挿入することにより得られる。 本発明に従った内部ガスダクトを有する成形板は、指向性のポロシティを持つ ガスシンクの製造に、きわめて適している。 もはやダクトの断面の性質の一定性を損なわないので、より大きなシンクエレ 立てることができる。 耐火成形板を、圧延された圧粉体から作る際、用意された耐火材料を、相対的 にかなりの程度まで圧縮する。これにより、低ポロシティの材料になり、それに 応じて高い耐磨耗性を示す。 より大きなシンクエレメントまたは吹き込みエレメントを形成するために、圧 粉体の製造の間に、圧延またはプレスにより成形板を前もって接合することがで きる。一方、例えば耐火性接着剤で成形板を接合することも可能である。圧延工 程により製造すると、それによりきわめて平滑で均質な表面を示すことから、個 々の成形板を気密に連結しやすくなる。このようにして接合された成形板は、通 常、隣接する板の外側までも伸びる亀裂として現れるきわめて高い熱応力を吸収 する能力も、はるかに良好である。 圧延により製造された成形板は、好ましくは、１〜１０ｍｍの厚み、および１ ０〜１００ｍｍの幅を有する。 耐火成形板は、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよびＺｒＯの混合物からなり、そ れは、水を用いて調合され、そして圧延工程で付形できるようペースト状コンシ ステンシーに調整される。 本発明によれば、耐火成形板の内部を通るガス貫流ダクトは、圧粉体またはそ れに対応するエンドレスストリップ（圧延後に部片に切断される）を圧延する間 に、箔の細片を所望の数だけ入れることにより製造される。この箔は、焼尽また は溶出可能で、しかも圧延操作の間に生じる変形力の存在下では、相対的に良好 な寸法安定性を有する。これらの箔細片は、続く溶出または焼尽の後、個々の成 形板の内部を極めて正確かつ一定の横断面をもって通るガス貫流ダクトを形成す る。 箔細片は、前記圧延工程で、きわめて容易に連続的にロールニップ(Walzenspa lt)へ供給することができる。この状況では、圧延工程は、例えばプレワークさ れた耐火材料の二個の別々の細片をロールニップへ供給するか、または、該材料 を単ストランドの形でロールニップに供給することで行われる。この種の圧延工 程の例は、ＥＰ ０ ５３６ ５８４ Ａ２またはＤＥ−ＰＳ ４１ ３３ ７ １２ Ｃ２に見ることができる。 得られた成形板は、圧延後に、箔の溶出または焼尽後を同時に行う熱処理によ り硬化し、その後、シンクエレメントの内部にペースト状耐火性材料をそれらの 周りに流し込むことによって、よく知られた方法で嵌め込まれる。 成形板をより大きな耐火ブロックと結合することが可能になるため、本発明の 成形板を用いて、冶金容器またはホットチャンバを完全に耐火ライニングするこ と、またはこの種の成形板ブロックから耐火ライニングを組み立てることが本質 的に可能となる。 本発明の例を図に示し、そしてこの図に基づいて以下に詳細に説明する。図は 、以下のとおり、 図１：櫛のように設計されたガス貫流ダクトを有する成形板の斜視図、 図２：ガス貫流ダクトを３個有する成形板の斜視図、 図３：いくつもの成形板から作られたシンクエレメントの斜視図、 図４：シンクエレメントおよび多孔性ボトムブロックを有するガスシンクを通る 断面図、ならびに 図５：図４のガスシンクの部分断面図 である。 図１および２の図は、圧延により製造され、縦方向にガス貫流ダクト３が通る 成形板１および２を示し、ここで、図１の成形板１は、櫛のように設計されたガ ス貫流ダクト３を有し、そして、図２の成形板２は、３個のガス貫流ダクト３を 有する。 ガス貫流ダクト３の数および／または寸法は、ガスを吹き込むのに使える面積 および／または必要なガス供給量および圧力により決まる。 図３は、溶融物に面した成形板高温側５に多数のガス貫流ダクト３が通じた状 態で、個々の成形板２を結合することにより得られるシンクエレメント４を、再 現した概略図である。 図４の断面図に示されるガスシンク６は、側面の周りが円錐形金属ジャケット ８および底が金属底部９で気密に巻かれた耐火性材料７からなる。ガス供給管１ ０が金属底部９に溶接されている。 耐火材料７の下側１１と金属底部９との間には、ガス分布空間１２が存在する 。 ガスシンク６の内部に、多数のガス貫流ダクト３が広がるシンクエレメント４ が設置される。 シンクエレメント４の下に、非指向性のポロシティを有するガス浸透性ブロッ ク１３が設置され、このブロックは、ガスシンク６が磨耗の当該程度を示す際の 視覚的磨耗指標の役割をする。 図５の上面図は、ガスシンク６内部のシンクエレメント４の位置を示す。 ガスダクト付き耐火成形板 参照番号 １ 成形板 ２ 成形板 ３ ガスダクト ４ シンクエレメント ５ 高温側 ６ ガスシンク ７ 耐火性材料 ８ 円錐形金属ジャケット ９ 金属底部 10 ガス供給管 11 下側 12 ガス分布空間 13 ガス浸透性ブロック 請求の範囲１ ．可塑的変形可能な耐火性化合物で作られたセラミック圧粉体を圧延し、圧延 後に熱処理することにより製造される耐火成形板において、成形板（１，２）は 、成形板内部に広がる１またはそれ以上のガスダクト（３）を有し、前記ガスダ クトは、焼尽または溶出可能な細片を圧延工程の間に挿入し、圧延後に熱処理を 行うことにより形成されることを特徴とする、前記耐火成形板。２ ．シンクエレメントを形成するために、二つ以上の成形板（１，２）を、圧延 、プレスまたは接着剤で接合することにより結合することを特徴とする、請求項 １の成形板。３ ．該成形板（１，２）が、１〜１０ｍｍの厚みおよび１０〜１００ｍｍの幅を 有することを特徴とする、請求項１の成形板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．耐火ライニングを有するホットチャンバ、または冶金容器にガスを吹き込む 方法であって、ガスダクトが耐火ライニングの高温側に通じた指向性のポロシテ ィを有する耐火ガスダクトエレメントを用いる前記方法において、成形板（１， ２）の狭側に通じた内部ガスダクト（３）を有する薄壁の耐火成形板（１，２） をガスダクトエレメントとして用い、耐火ライニング構築の間に、該成形板（１ ，２）を互いに間隔を置いておよび／または互いに隣接して挿入し、そして耐火 ライニングの内側または冷間部に作られかつ圧力下のガスで満たされるガス供給 空間に、該ガスダクト（３）を連結することを特徴とする該方法。 ２．耐火ライニングを有するホットチャンバまたは冶金容器にガスを吹き込むた めの耐火成形板を製造する方法において、可塑性耐火性化合物を圧延して圧粉体 を製造し、ここで、相対的に寸法安定性の箔であって焼尽または溶出可能な箔か らなる平坦な細片を該圧粉体に圧延の間に入れ、続いてガスダクト（３）を形成 するために熱をかけてこれらの細片を焼尽または溶出することにより、成形板（ １，２）を形成することを特徴とする該方法。 ３．請求項２で製造された耐火成形板の、指向性のポロシティを持つ冶金容器用 ガスシンクの製造への使用。 ４．耐火成形品と、成形品の外周領域を囲む金属ジャケットおよび溶融物に面し ていない成形品冷間側の金属底部からなる気密板金ケーシングと、該金属底部に 連結されるガス供給管とを有し、指向性のポロシティを達成するために高温側に 通じるガスダクトが該成形品内部に設けられた冶金容器用ガスシンクにおいて、 該成形品内部に位置し、請求項２に従って製造される成形板（１，２）から、気 密構造に組み立てられたシンクエレメントに、ガスダクト（３）が広がることを 特徴とする、該冶金容器用ガスシンク。 ５．該シンクエレメント（４）が、非指向性ポロシティを持つガス透過性耐火性 材料からなるブロック（１３）の上に位置していることを特徴とする、請求項４ のガスシンク。 ６．ガス分布空間（１２）を、耐火性材料（７）の下側（１１）と金属基部（９ ）との間に設けることを特徴とする、請求項４または５のガスシンク。 ７．シンクエレメント（４）を形成するために、圧粉体を圧延またはプレスして 該成形板（１，２）を互いに結合することを特徴とする、請求項４〜６のいずれ か一項のガスシンク。 ８．該成形板（１，２）を耐火性接着剤で結合することを特徴とする、請求項４ 〜６のいずれか一項のガスシンク。 ９．該成形板（１，２）が、１〜１０ｍｍの厚みおよび１０〜１００ｍｍの幅を 有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項のガスシンク。