(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記紐状部材を複数本設け、前記紐状部材間に加熱消失性の横架材を架け渡したことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載のタンディッシュの製造方法。
【背景技術】
【0002】
溶鋼の連続鋳造では、取鍋内の溶鋼は一旦タンディッシュに移されてから鋳型に送り込まれる。
タンディッシュは、
図10に示すように、鉄皮の内側に配置されたパーマれんがと、その内側に形成された本体部(キャスタブル)と、本体部の内側に施されたコーティング層を備える。
【0003】
コーティング層はマグネシア質の不定形耐火物よりなるコーティング材を、タンディッシュの整備時に毎回、本体部の内側全体に吹付けてなる。鋳造後コーティング層は解体し除去される。これにより、タンディッシュ内にスラグや地金を残存させることはなく、タンディッシュは、常にフレッシュな状態で溶鋼を受鋼することができる。そのため、鋼中介在物の生成を抑制し、溶鋼の汚染を防止することができる。
【0004】
また、コーティング層は本体部に発生した亀裂への地金差しの防止や、本体部が、直接溶鋼やスラグと接触することで生じる溶損や摩耗などの損傷を防止することができる。更に、溶鋼の保温性を高めることができる。
コーティング層は上記の理由から、吹付け後から乾燥昇熱時、また鋳造中に剥離落下することはあってはならないことであり、それを防止することが重要である。
仮にコーティング層が剥離すると本体部で直に溶鋼を受けることになるため、本体部の損傷が進む。また、本体部に亀裂があれば地金が差しこみ、漏鋼トラブルの危険がある。
【0005】
ここで、流し込み材を流し込むときに用いられる中枠は再使用されるが、前回の施工時の流し込み材等の異物が中枠に付着していると、その異物が今回施工した本体部に噛み込み、脱枠が困難となる。
よって中枠を使用する前にはヘラ等を用いて、中枠に付着した異物が除去される。
そして、脱枠をより容易にするために、異物除去後、中枠には離型剤(グリス等)が塗布される。
【0006】
このため、施工された本体部の表面は滑らかとなり、一方、この本体部の表面の滑らかさのためにコーティング材は本体部に付着し難く、更に、形成されたコーティング層は受鋼前の昇熱乾燥中あるいは鋳造中に本体部から剥離し易い。
【0007】
そこで、コーティング層4を剥離し難くさせる方法が開示されている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
特許文献1に記載の発明では、本体部3の表面に直径100〜200mm、高さ2〜5mmの凹凸部を形成する。この凹凸部は、耐火性のモルタルで構成される。
この凹凸部が引っ掛かりとなるので、コーティング層4が剥離し難くなる。
【0008】
特許文献2又は3に記載の発明では、コーティング材の吹付け条件を工夫することにより、コーティング層4を剥離し難くした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、本体部3に対して凹凸部を一つ一つ塗布しなければならないので、非常に手間が掛かる。
また、特許文献2又は3に記載の発明でも、吹付け条件が詳細に設定されており、施工方法を細かく管理しなければならない。
【0011】
そこで、本発明の目的とするところは、簡便にコーティング層の剥離を防止し得るタンディッシュの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に記載のタンディッシュ(100)の製造方法は、平面視略矩形状に配置された鉄皮(1)と、前記鉄皮(1)の内側に配置されたパーマれんが(2)と、前記パーマれんが(2)の内側に形成された本体部(3)と、前記本体部(3)の内側に施されたコーティング層(4)と、を備えるタンディッシュ(100)の前記本体部(3)を形成するに際し、平面視略矩形状の中枠(10)を前記パーマれんが(2)の内側に配置し前記中枠(10)と前記パーマれんが(2)との間に流し込み材を流し込むタンディッシュ(100)の製造方法において、加熱消失性の紐状部材(11)を、少なくとも前記中枠(10)の一方の長辺側側面から底部下面を介して他方の長辺側側面まで沿わせて固定する紐固定工程と、前記紐状部材(11)付きの前記中枠(10)と前記パーマれんが(2)との間に流し込み材を流し込む流し込み工程と、前記流し込んだ流し込み材が硬化した後、前記紐状部材(11)の前記中枠(10)への固定を解除し前記中枠(10)を取り外す脱枠工程と、前記中枠(10)を取り外し前記紐状部材(11)が食い込んだ状態の本体部(3)を加熱し乾燥させるとともに前記紐状部材(11)を消失させる加熱乾燥消失工程と、前記乾燥させた本体部(3)の表面にコーティング材を施し前記コーティング層(4)を形成するコーティング工程と、を備えることを特徴とする。
【0013】
また、請求項2に記載のタンディッシュ(100)の製造方法は、平面視略矩形状に配置された鉄皮(1)と、前記鉄皮(1)の内側に配置されたパーマれんが(2)と、前記パーマれんが(2)の内側に形成された本体部(3)と、前記本体部(3)の内側に施されたコーティング層(4)と、を備えるタンディッシュ(100)の前記本体部(3)を形成するに際し、平面視略矩形状の中枠(10)を前記パーマれんが(2)の内側に配置し前記中枠(10)と前記パーマれんが(2)との間に流し込み材を流し込むタンディッシュ(100)の製造方法において、紐状部材(11)を、少なくとも前記中枠(10)の一方の長辺側側面から底部下面を介して他方の長辺側側面まで沿わせて固定する紐固定工程と、前記紐状部材(11)付きの前記中枠(10)と前記パーマれんが(2)との間に流し込み材を流し込む流し込み工程と、前記流し込んだ流し込み材が硬化した後、前記紐状部材(11)の前記中枠(10)への固定を解除し前記中枠(10)を取り外す脱枠工程と、前記中枠(10)を取り外した本体部(3)に食い込んだ前記紐状部材(11)を取り除く紐取り除き工程と、前記紐状部材(11)が取り除かれた本体部(3)を加熱し乾燥させる加熱乾燥工程と、前記乾燥させた本体部(3)の表面にコーティング材を施し前記コーティング層(4)を形成するコーティング工程と、を備えることを特徴とする。
【0014】
また、請求項3に記載のタンディッシュ(100)の製造方法は、前記コーティング層がマグネシア質であることを特徴とする。
【0015】
また、請求項4に記載のタンディッシュ(100)の製造方法は、前記紐状部材(11)を複数本設け、前記紐状部材(11)間に加熱消失性の横架材(12)を架け渡したことを特徴とする。
【0016】
また、請求項5に記載のタンディッシュ(100)の製造方法は、前記紐状部材(11)はゴム製であることを特徴とする。
【0017】
また、請求項6に記載のタンディッシュ(100)の製造方法は、バネ(13)を介して前記紐状部材(11)を前記中枠(10)に固定することを特徴とする。
【0018】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【0019】
本発明の請求項1に記載のタンディッシュの製造方法によれば、加熱消失性の紐状部材を、少なくとも中枠の一方の長辺側側面から底部下面を介して他方の長辺側側面まで沿わせて固定し、流し込み材を流し込むので、本体部に溝を形成することができる。その溝が引っ掛かりになるので、本体部へ施工したコーティング層が剥離し難くなる。仮に、請求項3に記載のようにコーティング層が、膨張率が大きく膨張により迫り出し易いマグネシア質であっても、剥離し難い。
しかも、脱枠後に本体部を加熱し乾燥させるとともに紐状部材を消失させるので、溝を形成するための手間がほとんど掛からず簡便である。
また、消失する紐状部材は安価であるので、コーティング層を形成するごとに新しい紐状部材を用いてもメリットのほうが大きい。
【0020】
また、請求項2に記載のタンディッシュの製造方法のように、脱枠後にわざわざ紐状部材を取り除いてもよい。
【0021】
また、請求項4に記載のタンディッシュの製造方法によれば、請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載の発明の作用効果に加え、紐状部材を複数本設け、紐状部材間に加熱消失性の横架材を架け渡したので、コーティング層がさらに剥離し難い。
【0022】
また、請求項5に記載のタンディッシュの製造方法によれば、請求項1乃至4に記載の発明の作用効果に加え、紐状部材はゴム製であるので、中枠に固定したときに紐状部材に緩みが生じ難い。
【0023】
また、請求項6に記載のタンディッシュの製造方法によれば、請求項1乃至4に記載の発明の作用効果に加え、バネを介して紐状部材を中枠に固定するので、中枠に固定したときに紐状部材に緩みが生じ難く、確実に本体部の表面に溝を形成することができる。
【0024】
なお、本発明のタンディッシュの製造方法のように、加熱消失性の紐状部材を、少なくとも中枠の一方の長辺側側面から底部下面を介して他方の長辺側側面まで沿わせて固定する点は、上述した特許文献1乃至3には全く記載されていない。
【発明を実施するための形態】
【0026】
(実施形態)
図1乃至
図5、及び
図10を参照して、本発明の実施形態に係るタンディッシュ100の製造方法を説明する。
このタンディッシュ100は、
図10に示すように鉄皮1と、パーマれんが2と、本体部3と、コーティング層4を備える。
そして、特にコーティング材の施工方法を特徴とするものである。
従来例で示したものと同一部分には同一符号を付した。
【0027】
コーティング層4の剥離はタンディッシュ100の形状にも左右され、
図1(a)に示すような側壁が平面で面積の広い箱型タンディッシュ100で発生しやすい。箱型タンディッシュ100では平面が広いため、材料の膨張による迫出しが生じ易く、剥離が起きやすい。
一方、
図1(b)に示すような側壁が膨れた形状をした舟型タンディッシュ200では、その構造上、材料の膨張による迫出しが起きにくいため剥離することは少ない。
本実施形態では
図1(a)の箱型タンディッシュ100について説明する。
【0028】
鉄皮1は、平面視略矩形状に配置され、底部は上方開口部よりも面積が狭くなっており、風呂桶状(開口箱型)である。
【0029】
パーマれんが2は、耐熱性・断熱性を有するれんがであり、鉄皮1の内側に配置され、漏鋼の防止と断熱性を高めることを目的に二層構造となるように配置されるのが一般的である。
【0030】
本体部3は、パーマれんが2の内側に、流し込み材を流し込んで形成される。
本体部3の内側表面には複数の溝が形成されている。なお、図ではこの溝は省略している。
図2に示すように、上端における内寸は、長さ8000mm、幅1400mmであり、底面における内寸は、長さ7000mm、幅700mmである。また、内寸高さは1500mmである。
【0031】
コーティング層4は、本体部3の内側にマグネシア質のコーティング材を吹付け施工することで形成される。
コーティング材はマグネシア材質のため熱膨張率が大きい。1300℃での膨張率は1.2〜1.3%と大きく、膨張により迫り出し易い。
マグネシア質コーティング材を使用し、鋳造後の整備時に毎回、解体除去され再び本体部3の内側に吹付け施工されることで、次のキャストにスラグや地金の持ち込みを防止できる。
またコーティング層4があるため、基本的には本体部3に直接溶鋼が触れないので、本体材の保護になる。
【0032】
このように構成されるタンディッシュ100の製造方法、特に、本体部3の形成以降の製造方法について説明する。
このタンディッシュ100の製造方法は、紐固定工程と、流し込み工程と、脱枠工程と、加熱乾燥消失工程と、コーティング工程を、この記載の順に備える。
【0033】
まず紐固定工程では、
図3及び
図4に示すように、加熱消失性の紐状部材11を複数本、それぞれ中枠10の一方の長辺側側面から底部下面を介して他方の長辺側側面まで沿わせて固定する。
図3〜
図5の黒丸は、結び付けた固定部分を意味する。
詳しくは、
図5に示すように中枠10の上端には突起物10aが設けられており、その突起物10aに対して紐状部材11の端部を結び付ける。このとき、紐状部材11に緩みが生じないように中枠10に密着した状態で固定する。
この固定位置は、流し込み工程において流し込み材が流し込まれる上端面よりは高い位置である。つまり、その固定位置は流し込み材で埋没しない。
また、流し込み材は粘度が高いので、流し込み時に紐状部材11が中枠10から外れない程度に強固に固定する必要がある。
【0034】
そして、
図4に示すように、紐状部材11間に加熱消失性の横架材12を互い違いに架け渡し、縦の紐状部材11に結び付けて固定した。本実施形態では横架材12も縦方向と同じ紐状部材とした。
ここで、この後の工程である加熱乾燥消失工程において、一般的にタンディッシュ100内雰囲気の最終温度は500℃以上となるため、紐状部材11の材質を500℃未満で消失する綿製とした。
【0035】
なお、流し込み前は中枠10の表面に付着した異物(前回の流し込み材)をヘラで除去する。中枠10の表面を平滑にした後は、離型材(グリス等)を塗布し、脱枠を容易にする。
【0036】
次に流し込み工程では、紐状部材11付きの中枠10をパーマれんが2の内側に配置し、中枠10とパーマれんが2との間に流し込み材を流し込む。
【0037】
次に脱枠工程では、約1日養生し流し込んだ流し込み材が硬化した後、紐状部材11の中枠10への固定を解除し、中枠10を上方に引き上げて取り外す。このとき、紐状部材11は硬化した本体部3(流し込み材)の表面に食い込んだ状態である。
【0038】
次に加熱乾燥消失工程では、紐状部材11が食い込んだ状態の本体部3を加熱し乾燥させる。
ここでは、500℃まで昇温させるが、従来のタンディッシュ100の製造方法においても脱枠後の本体部3の乾燥では500℃まで昇温させるものであって、本工程は従来の工程と何ら変わるものではない。
そして、この昇温状態で紐状部材11が自然発火して消失する。
【0039】
最後にコーティング工程では、乾燥させた本体部3の表面に対し自動吹付け装置によってコーティング材を吹付け施工し、均一の厚みのコーティング層4を形成する
【0040】
以上のように構成及び製造されたタンディッシュ100によれば、加熱消失性の紐状部材11を、中枠10の一方の長辺側側面から底部下面を介して他方の長辺側側面まで沿わせて固定し、流し込み材を流し込むので、本体部3に溝を形成することができる。その溝が引っ掛かりになるので、本体部3へ施工したコーティング層4が剥離し難くなる。
しかも、脱枠後に本体部3を加熱し乾燥させるとともに紐状部材11を消失させるので、溝を形成するための手間がほとんど掛からず簡便である。
また、消失する紐状部材11は安価であるので、コーティング層4を形成するごとに新しい紐状部材11を用いてもメリットのほうが大きい。
【0041】
また、紐状部材11を複数本設け、紐状部材11間に加熱消失性の横架材12を架け渡したので、コーティング層4がさらに剥離し難い。
【0042】
(実施例1)
次に、横架材12を用いない場合、紐状部材11の間隔によってコーティング層4の脱落率(剥離脱落の発生比率)がどのように変化するかを実験した。
図6及び7に示すように、用いた紐状部材11(ロープ)の寸法はφ10mm、コーティング材の吹付け厚は20mmである。ロープは断面円形である。
そして、ロープ間隔を、ロープなし、2000mm、1000mm、500mmとした。
図6に示す、本体部3の開口部を横切る黒い線は実際に紐状部材11が横切っているわけではなく、紐状部材11がタンディッシュ100長手方向(左右方向)においてどの位置に配置されているかを示したものである。
また、
図6各図の中枠10の上の数字は、中枠10内側左端からの距離の目安とするために示している。
実験結果は
図7の通りである。
【0043】
(実施例2)
次に、扁平形状のロープを使用した。これも実施例1と同様に横架材12は用いていない。
図8に示すようにロープの寸法は10mm×30mm、コーティング材の吹付け厚は20mmである。
そして、ロープ間隔を、ロープなし、2000mm、1000mmとした。
その結果、断面円形のものより、広いロープ間隔で脱落率が0%となったことがわかる。
【0044】
(考察)
次に、上記実験結果をふまえた考察を行う。
1.溝の形成について
溝に吹付け材料を確実に充填し、壁に吹付けた材料全体と一体となった引っ掛かり部を形成するために、溝の深さと幅の寸法とその溝の本数は重要となる。
溝の幅と深さが小さ過ぎる場合、材料の充填が不十分となり、引っ掛かり部が形成されない。
溝の深さが深過ぎる場合、その形成された溝が起点となり本体材に亀裂が生じる可能性がある。
【0045】
2.溝の幅(紐状部材11の外径寸法)
溝の幅は最低でも吹付け材料の最大粒径の2倍以上、理想は5倍以上とする。
例えば、最大粒径が2mmであれば4mm以上、理想は10mm以上必要である。溝の幅が材料の最大粒径より小さいと、溝への材料の充填が不完全なものとなる。溝の幅が最大粒径の2倍以上あれば、最大粒を含めた材料全体が溝に充填されるが、強固な引っ掛かり構造とするためには、5倍以上の幅が理想である。
【0046】
溝の幅の最大寸法は、吹付け厚みの3倍とする。例えば、吹付け厚みが20mmの場合、溝の最大幅は60mmとする。溝の幅が広すぎると引っ掛かりとしての機能が低下する。
また、溝の部分は本体部3の厚みが薄くなっているので、本体部3の寿命低下につながる。
【0047】
3.溝の深さ(紐状部材11の外径寸法)
溝の深さは最低でも吹付け材料の最大粒径の2倍以上とする。例えば、最大粒径が2mmであれば4mm以上とする。
溝の深さが浅いとコーティング材の引っ掛かり構造が不完全なものとなる。溝の最大深さは吹付け厚みの1/2とする。例えば、吹付け厚みが20mmの場合、10mmの深さの溝とする。
深さが深すぎると、引っ掛かりの点では良好であるが、鋳造後の使用済みの吹付け材の解体除去が困難となる。
【0048】
幅と深さの両方とも極端に小さい溝を形成するためには、それに応じた紐状部材11を使用する必要があるが、その場合、紐状部材11は細いものとなるため、強度的に低く、流し込み時に破断する可能性がある。
以上より溝の形状は深さに比べ幅が広い溝が適しており、その溝を形成するロープの形状は偏平状のものが理想である。
【0049】
4.溝の間隔
溝の深さが浅く、溝の幅が小さい場合、一つの溝でのコーティング材の引っ掛りが小さいので溝と溝の間隔は狭くし、溝の本数を増やす必要がある。
逆に溝の深さが深く、溝の幅が広い場合は、一つの溝での引っ掛かり力が大きいので、溝の間隔を広くできる。
【0050】
なお、本実施形態において、紐状部材11を長辺側側面から底部下面を介して他方の長辺側側面まで配置したが、これに限られるものではなく、短辺側側面の面積が大きい場合には、短辺側側面から底部下面を介して他方の短辺側側面まで配置した紐状部材11を追加してもよい。
【0051】
また、紐状部材11として燃焼温度(自然発火温度)が500℃未満のものであれば他の材質(例えばビニール系)でもよいが、これに限られるものではない。紐状部材11の燃焼温度がそれ以上の場合、乾燥終了時に、その燃焼温度以上に温度を上げることで、紐状部材11の消失が可能となる。
さらには、脱枠した後、加熱乾燥させる前に、本体部3に食い込んだ紐状部材11を取り除く紐取り除き工程を設けてもよい。
【0052】
また、紐状部材11の材質をゴム製にすると、中枠10に固定したときに紐状部材11に緩みが生じ難い。
また、
図9に示すようにバネ13を介して紐状部材11を中枠10に固定してもよい。これによっても、紐状部材11に緩みが生じない。
【0053】
また、横架材12として綿の紐を用いたが、これに限られるものではなく、例えば木材の棒であってもよい。このとき、縦の紐状部材11にその棒を食い込ませたり、紐状部材11で棒を中枠10に押さえつけることができる。
横架材12は、タンディッシュ100が大型で高さが高い場合に必要になってくるが、流し込み材の流動性を考慮して、充填不良を避けるために可能な限り少なくする。これは、横架材12ほどの影響は無いが、縦の紐状部材11にも言えることである。
【0054】
また、紐状部材11として、事前に縦横に紐が編まれた網でも良いが、コストや流し込み材料の流動性を考えると、紐状部材11が優れる。
【0055】
また、コーティング層をマグネシア質としたが、これに限られるものではない。