熔融金属容器的衬里结构体的制造方法及熔融金属容器的衬里结构体技术

本发明专利技术提供在维持耐火性能的状态下能够以比以往低的成本实现的熔融金属容器的衬里结构体及熔融金属容器的衬里方法。本发明专利技术的熔融金属容器的衬里结构体具备夹装于铁皮与永久衬耐火物之间的传热系数为100W/m2K以下的绝热材料，内衬耐火物为如下得到的耐火物：将含有60质量％以上的氧化铝和4质量％以上的氧化镁且氧化镁的50质量％以上为方镁石或煅烧白云石、并且在1500℃下进行3小时热处理后的残留膨胀率为0.8％以上的未煅烧耐火物或不定形耐火物施工到熔融金属容器中后，使氧化铝与氧化镁发生尖晶石化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及熔融金属容器的衬里结构体(lining structure)的制造方法及熔融金属容器的衬里结构体。
技术介绍
混铁车(torpedo car)、高炉(blast furnace)、转炉(steelmaking converter)、钢水锅(molten steel ladle)这样的各种熔融金属容器的衬里结构体在熔融金属容器的最外侧设置有铁皮(outer steel shell)，朝向熔融金属容器的内侧依次由永久衬耐火物、内衬耐火物构成。位于最内侧的内衬耐火物的工作面(working face(of refractory))与熔融金属接触。作为熔融金属容器中的内衬耐火物的特性，要求对熔融金属或作为共存的熔融氧化物的熔渣(slag)的耐腐蚀性(corrosion resistance)和针对伴随温度变化所产生的破裂(spalling)的耐性。一般而言，包含氧化铝(alumina)和氧化镁(magnesia)的内衬耐火物通过在施工后进行烧结而使尖晶石化(spinelization)进行。利用尖晶石化进行时的体积膨胀，耐火物的体积发生膨胀，并且耐火物内存在的空隙减少。由此，能够使耐火物致密化而使气孔率降低，能够防止熔渣向耐火物中的侵入，因此能够使耐火物的损耗速度降低。在熔融金属容器的使用过程中，在内衬耐火物的工作面附近，会产生温度的急剧升高或下降。因此，如上所述，将在内衬耐火物的施工后使氧化铝与氧化镁发生尖晶石化的方法应用于熔融金属容器的情况下，会产生如下所述的问题。即存在如下问题：内衬耐火物的工作面附近的尖晶石化没有充分进行时，因使用过程中来自熔融金属的受热而产生温度升高，从而引起内衬耐火物的热膨胀，因该热膨胀和伴
随尖晶石化所产生的结构性膨胀而使内衬耐火物产生龟裂。对此，在专利文献1中公开了：作为内衬用的耐火物，使用未尖晶石化的氧化铝和氧化镁作为主要材料，在内衬用的耐火物的施工后，在1300℃以上的高温下进行4小时以上的煅烧，由此，在熔融金属容器的使用前使内衬用耐火物尖晶石化。在专利文献2中，提出了添加微量的使熔点降低的二氧化硅(silica)从而使尖晶石化迅速进行的方案。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-167846号公报专利文献2：日本专利4220131号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在专利文献1所公开的方法中，提出了通过在熔融金属容器的使用前使用燃烧器对内衬耐火物的工作面进行1300℃以上且4小时以上的加热来促进内衬耐火物的尖晶石化的方案，但是，为了在1300℃以上对内衬耐火物的工作面进行加热，需要强力的燃烧器设备。另外，在内衬耐火物的内部，温度从工作面朝向永久衬耐火物的方向、即耐火物的背面的方向下降，因此，为了历经4小时以上进行加热而使内衬耐火物的内部充分尖晶石化，需要巨大的能量。因此，应用引用文献1所公开的方法并不经济。在专利文献2中，添加微量的使熔点降低的二氧化硅而局部地产生液相，由此，相对于通常的固相扩散，成为迅速的尖晶石化。但是，因二氧化硅添加引起的耐火性能的降低会损害使耐火物致密化而防止熔渣的侵入这样的尖晶石化的优点，与不添加二氧化硅而花费足够的
时间进行预热的情况相比，存在耐火性能差的问题。本专利技术是针对上述问题而完成的，其目的在于提供无需像以往那样的强力的燃烧器设备而具有充分的耐火性能的熔融金属容器的衬里结构体的制造方法及熔融金属容器的衬里结构体。用于解决问题的方法本专利技术是针对如上所述的问题而完成的，具有如下所述的特征。[1]一种熔融金属容器的衬里结构体的制造方法，其为在外侧具有铁皮、在内侧具有内衬耐火物、进一步在铁皮与内衬耐火物之间具有永久衬耐火物的熔融金属容器的衬里结构体的制造方法，其中，在上述铁皮与上述永久衬耐火物之间设置有传热系数为100W/m2K以下的绝热材料，将含有60质量％以上的氧化铝和4质量％以上的氧化镁并且在1500℃下进行3小时热处理的前后在室温下的线变化率为0.8％以上的未煅烧耐火物(unfired refractory)和/或不定形耐火物(unshaped refractory)作为上述内衬耐火物进行施工，在上述熔融金属容器的使用前，对上述内衬耐火物的工作面进行预热。[2]如[1]所述的熔融金属容器的衬里结构体的制造方法，其中，施工前的上述内衬耐火物以方镁石(periclase)或煅烧白云石(calcined dolomite)的形式含有上述氧化镁的50质量％以上，在上述熔融金属容器的使用前的预热中，预热至施工前的上述内衬耐火物中作为方镁石或煅烧白云石的氧化镁的一部分与氧化铝发生尖晶石化。[3]一种熔融金属容器的衬里结构体，其通过[1]或[2]所述的熔融金属容器的衬里结构体的制造方法来制造。专利技术效果根据本专利技术，能够提供无需像以往那样的强力的燃烧器设备而具有充分的耐火性能的熔融金属容器的衬里结构体的制造方法及熔融金属容器的衬里结构体。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的熔融金属容器的衬里结构体的图。图2是表示本专利技术例1(有绝热材料)和比较例3(无绝热材料)的距内衬耐火物的工作面的距离与氧化镁的尖晶石化比率的关系的图。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。首先，对本专利技术的概要进行说明。本专利技术发现，在熔融金属容器的衬里结构体的制造中，在内衬耐火物施工后，使用能够使氧化铝与氧化镁尖晶石化的材料作为内衬耐火物，并且在铁皮与永久衬耐火物之间夹装绝热层，由此，能够在不使设备费用、能量成本变差的情况下大幅降低耐火物成本，从而完成了本专利技术。即，将氧化镁的一半量以上以方镁石(periclase)或煅烧白云石(calcined dolomite)的形式配合，利用尖晶石化来实现耐火物的致密化，并且，为了减少因内衬耐火物的使用开始后的急剧的温度升高时的热膨胀与伴随尖晶石化的进行所产生的膨胀的合成膨胀而引起的破裂，在与内衬耐火物相比更靠近铁皮侧设置绝热层。由此，使内衬耐火物的内部的温度梯度平缓，并且提高内衬耐火物的背面以及至背面为止的部位的温度。其结果是，能够在施工后的预热时提高进行尖晶石化的比率，并且能够使尖晶石化进行至足够深的部分，能够相对地降低实际的使用开始后、即内衬耐火物的工作开始后的伴随尖晶石化的进
行所产生的膨胀，从而抑制破裂。由此，能够在不使设备费用、能量成本变差的情况下大幅降低耐火物成本。需要说明的是，内衬耐火物的背面是指相对于工作面、即与熔融金属接触的面相反的一侧的面。图1是表示本专利技术的实施方式的熔融金属容器的衬里结构体的一例的图。在熔融金属容器的最外侧设置有铁皮1。衬里结构体在内侧、即纸面右侧与熔融金属(未图示)接触。该衬里结构体从铁皮1朝向内侧、即熔融金属进入的方向(衬里方向)依次具备绝热材料2、永久衬耐火物3、内衬耐火物4。在永久衬耐火物3与铁皮1之间设置有绝热材料2的上述衬里结构体中，绝热材料2具有100W/m2K以下的传热系数。一般而言，永久衬耐火物3的传热系数为约100W/m2K。在此，传热系数是指针对内衬耐火物4、永久衬耐火物3、绝热材料2等各耐火物层用各热导率除以各层的厚度而得到的值。通过使绝热材料2为具有比永久衬耐火物3低的100W/m2K以下的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融金属容器的衬里结构体的制造方法，其为自铁皮侧起依次具有永久衬耐火物和内衬耐火物的熔融金属容器的衬里结构体的制造方法，其中，在所述铁皮与所述永久衬耐火物之间设置有传热系数为100W/m2K以下的绝热材料，将含有60质量％以上的氧化铝和4质量％以上的氧化镁并且在1500℃下进行3小时热处理的前后在室温下的线变化率为0.8％以上的未煅烧耐火物和/或不定形耐火物作为所述内衬耐火物进行施工，在所述熔融金属容器的使用前，对所述内衬耐火物的工作面进行预热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.23 JP 2014-0102371.一种熔融金属容器的衬里结构体的制造方法，其为自铁皮侧起依次具有永久衬耐火物和内衬耐火物的熔融金属容器的衬里结构体的制造方法，其中，在所述铁皮与所述永久衬耐火物之间设置有传热系数为100W/m2K以下的绝热材料，将含有60质量％以上的氧化铝和4质量％以上的氧化镁并且在1500℃下进行3小时热处理的前后在室温下的线变化率为0.8％以上的未煅烧耐火物和\...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上明彦，清田祯公，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP