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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-20
(45)【発行日】2024-05-28
(54)【発明の名称】傾注樋
(51)【国際特許分類】
C21B 7/14 20060101AFI20240521BHJP
【ＦＩ】
C21B7/14 305
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020065250
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021161502
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2023-02-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000220767
【氏名又は名称】東京窯業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100081776
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏
(72)【発明者】
【氏名】麻生 誠二
(72)【発明者】
【氏名】多恵馬 久幸
(72)【発明者】
【氏名】山部 寿美男
(72)【発明者】
【氏名】松井 豊
(72)【発明者】
【氏名】中谷 友彦
(72)【発明者】
【氏名】池内 康
【審査官】池田 安希子
(56)【参考文献】
【文献】登録実用新案第３１９７５３４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００７－２１７７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１５４２１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０７６０９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０７６０９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０６９５１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１５０８５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２１Ｂ ７／００ － ９／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
傾動可能な浅底容器状の傾注樋本体部（２）と、前記傾注樋本体部の内側表面に形成されたキャスタブル材よりなるキャスタブル層（５）と、
上面（３０）が露出した状態で前記キャスタブル層に埋設された、注ぎ込まれる溶銑を前記上面で受ける湯当たり部（３）と、
を有する傾注樋（１）であって、
前記湯当たり部（３）は、注ぎ込まれる前記溶銑が当たるアルミナ－マグネシア－カーボン系，アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系，アルミナ－炭化珪素－ろう石－カーボン系のいずれかの材料で構成された定形レンガよりなるレンガ本体部（３１）と、
前記溶銑がその上面（３６）に沿って流れるとともに前記レンガ本体部を内部に嵌合するアルミナ－スピネル－炭化珪素系，アルミナ－マグネシア－炭化珪素系の材料で構成された枠状のプレキャストブロックよりなる外周ブロック部（３５）と、を有し、
前記外周ブロック部の気孔率は、前記レンガ本体部の気孔率よりも高く前記キャスタブル材の気孔率よりも低い、傾注樋。
【請求項2】
前記レンガ本体部（３１）と前記外周ブロック部（３５）は、還元雰囲気下で１４００℃×５時間での残存寸法変化率が０．１％以上であり、前記レンガ本体部の前記残存寸法変化率と、前記外周ブロック部の前記残存寸法変化率の差の絶対値が０．５％以下である請求項１記載の傾注樋。
【請求項3】
前記レンガ本体部の前記残存寸法変化率は、０．１～１．０％であり、前記外周ブロック部の前記残存寸法変化率は、０．１～１．０％である請求項２に記載の傾注樋。
【請求項4】
前記レンガ本体部（３１）は、前記溶銑が当たる上面（３２）が下面（３３）よりも小さい錐台形状を有する請求項１～３のいずれか１項に記載の傾注樋。
【請求項5】
前記外周ブロック部（３５）は、前記上面（３６）と、下面（３７）と、外周面（３９，４０）と、を有し、前記外周面（４０）は、複数の段部を有する請求項１～４のいずれか１項に記載の傾注樋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、傾注樋に関する。
【背景技術】
【0002】
以前から、高炉から延設した出銑樋を介して出銑した溶銑を受ける傾注樋が提案されている。傾注樋は、溶銑を受け入れた後に傾動することにより、受け入れた溶銑をトーピードカーや溶銑鍋等の搬送容器に投入する。
【0003】
傾注樋は、流動性を持つキャスタブル材を現場で流し込むことにより形成されている。
【0004】
傾注樋は、出銑樋の落ち口よりも低い位置に配置されている。したがって、溶銑が傾注樋に移行する際、出銑樋から落下した溶銑が着地する傾注樋の部分（以下、「湯当たり部」と称する）は、溶銑の熱や溶銑の落下による衝撃によりキャスタブル材の損傷が著しい。その結果、傾注樋の寿命が短くなるため、湯当たり部は耐食性だけでなく耐摩耗性も求められている。
【0005】
この問題に対して、特許文献１には、溶銑を受ける湯当たり部を定形レンガで構成し、他の部分をキャスタブル材とする傾注樋が開示されている。すなわち、特許文献１には、定形レンガがキャスタブル材に埋設されてなる傾注樋が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】実用新案登録第３１９７５３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の傾注樋では、製造上の問題から定形レンガを大型化することが困難であった。つまり、湯当たり部の損傷範囲を定形レンガだけで形成し、傾注樋を保護することが困難となっていた。
その為、従来の傾注樋では湯当たり部周辺のキャスタブル材の先行損傷が発生する。定形レンガ周辺のキャスタブル材が損傷すると、定形レンガは溶銑によって多面からの加熱を受けることとなって割れやすくなり、損傷が加速して傾注樋の大幅な寿命向上には至らなかった。
それだけでなく、キャスタブル材と定形レンガの当接する部分（目地）に溶銑が差し込みやすくなり、定形レンガの下面側まで溶銑が回り込みやすくなる。
その為、従来の傾注樋では湯当たり部周辺のキャスタブル材の先行損傷が発生する。定形レンガ周辺のキャスタブル材が損傷すると、定形レンガは溶銑によって多面からの加熱を受けることとなって割れやすくなり、損傷が加速して傾注樋の大幅な寿命向上には至らなかった。
それだけでなく、キャスタブル材と定形レンガの当接する部分（目地）に溶銑が差し込みやすくなり、定形レンガの下面側まで溶銑が回り込みやすくなる。
【0008】
具体的には、溶銑は、定形レンガ（湯当たり部）に当たった後、定形レンガの上面からキャスタブル材の上面に沿って流れる。溶銑が流れ続けると、定形レンガ及びキャスタブル材の上面が摩耗する。
摩耗量は気孔率の高い材料ほど大きい。キャスタブル材は、定形レンガより気孔率が高い為、キャスタブル材が定形レンガよりも大きな摩耗量で摩耗する。この摩耗により、キャスタブル材の上面がえぐれていく。キャスタブル材の摩耗が進行すると、定形レンガの側面が露出する。この状態で傾注樋に流れる溶銑は、定形レンガの表面（上面及び側面）に沿って流れ、定形レンガとキャスタブル材の目地に溶銑が浸入する。目地に入り込んだ溶銑は、定形レンガの側面に沿って流れ、定形レンガの下面側まで回り込む。そうすると、回り込んだ溶銑により定形レンガが浮き上がる。この結果、傾注樋から定形レンガが外れて、傾注樋の損傷に繋がる。
摩耗量は気孔率の高い材料ほど大きい。キャスタブル材は、定形レンガより気孔率が高い為、キャスタブル材が定形レンガよりも大きな摩耗量で摩耗する。この摩耗により、キャスタブル材の上面がえぐれていく。キャスタブル材の摩耗が進行すると、定形レンガの側面が露出する。この状態で傾注樋に流れる溶銑は、定形レンガの表面（上面及び側面）に沿って流れ、定形レンガとキャスタブル材の目地に溶銑が浸入する。目地に入り込んだ溶銑は、定形レンガの側面に沿って流れ、定形レンガの下面側まで回り込む。そうすると、回り込んだ溶銑により定形レンガが浮き上がる。この結果、傾注樋から定形レンガが外れて、傾注樋の損傷に繋がる。
【0009】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、定形レンガがキャスタブルに埋設された傾注樋において、溶銑を受ける定形レンガ近傍の耐久性に優れた傾注樋を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決する本発明の傾注樋は、 傾動可能な浅底容器状の傾注樋本体部と、傾注樋本体部の内側表面に形成されたキャスタブル材よりなるキャスタブル層と、上面が露出した状態でキャスタブル層に埋設された、注ぎ込まれる溶銑を上面で受ける湯当たり部と、を有する傾注樋であって、湯当たり部は、注ぎ込まれる溶銑が当たるアルミナ－マグネシア－カーボン系，アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系，アルミナ－炭化珪素－ろう石－カーボン系のいずれかの材料で構成された定形レンガよりなるレンガ本体部と、溶銑がその上面に沿って流れるとともにレンガ本体部が内部に嵌合するアルミナ－スピネル－炭化珪素系の材料で構成された枠状のプレキャストブロックよりなる外周ブロック部と、を有することを特徴とする。
【0011】
本発明の傾注樋は、注ぎ込まれる溶銑が当たるレンガ本体部の外周に、レンガ本体部より気孔率が高いが、キャスタブル材よりも気孔率が低いプレキャストブロックよりなる外周ブロック部を有する。この構成により、レンガ本体部と外周ブロック部との目地の損傷が軽減できるとともに、溶銑の目地への差し込みも軽減でき、レンガ本体部の浮き上がりが抑えられる。この結果、湯当たり部の損傷が軽減され、傾注樋の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態の傾注樋の上面図である。
【図4】実施形態１の傾注樋の湯当たり部を示す上面図である。
【図7】実施形態の傾注樋を高炉に用いた場合の構成を示す図である。
【図8】従来の傾注樋の湯当たり部近傍を示す拡大断面図である。
【図9】従来の傾注樋の湯当たり部近傍を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施の形態を用いて本発明の傾注樋を具体的に説明する。なお、実施の形態は、本発明を具体的に説明するための１つの形態を示すものであり、本発明が実施の形態のみに限定されるものではない。
【0014】
［実施形態］
本形態の傾注樋１は、図１～７に示した構成を有する。図１は、本形態の傾注樋１の上面図である。図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線での矢視断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線での矢視断面図である。図４は、湯当たり部の上面図である。図５は、図４中のＶ－Ｖ線での矢視断面図である。図６は、図４中のＶＩ－ＶＩ線での矢視断面図である。図７は、本形態の傾注樋１が高炉からの溶銑を受ける場合の概略構成図である。
本形態の傾注樋１は、図１～７に示した構成を有する。図１は、本形態の傾注樋１の上面図である。図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線での矢視断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線での矢視断面図である。図４は、湯当たり部の上面図である。図５は、図４中のＶ－Ｖ線での矢視断面図である。図６は、図４中のＶＩ－ＶＩ線での矢視断面図である。図７は、本形態の傾注樋１が高炉からの溶銑を受ける場合の概略構成図である。
【0015】
本実施形態１の傾注樋１は、図７に示すように、溶鉱炉として機能する高炉６０から出銑した溶銑が出銑樋としての大樋６１及び中樋６２を介して中樋６２の先端出口６３から注がれ、注がれた溶銑を受ける。この溶銑を受けた傾注樋１は、図７の左右端を傾動することによって所望の溶銑鍋６４やトーピードカー（図示しない）等に溶銑を移し替える。傾注樋１は、中樋６２の先端出口６３から注がれる溶銑を受けるように配置される。
【0016】
本形態の傾注樋１は、図１～３に示すように、傾注樋本体部２と、湯当たり部３と、キャスタブル層５と、を備えている。
【0017】
傾注樋本体部２は、傾注樋１の外周形状を形成する。傾注樋本体部２は、底面をもつ浅底容器状をなす鉄製（耐熱性金属）の部材（鉄皮とも称される）よりなる。底面をもつ浅底容器状とは、上方が開口した略槽状の形状を示す。傾注樋本体部２は、長手方向（図１の左右方向）にのびた形状を有する。
【0018】
傾注樋本体部２は、槽状の内側表面のほぼ全体域にキャスタブル層５が設けられる。傾注樋本体部２は、長手方向の先端に向かうにつれて表面が上昇して傾斜する傾斜面部２０，２１と、二つの傾斜面部２０，２１の間に位置して水平方向にのびる水平面部２２と、が形成されている。傾注樋本体部２は、図３に示すように、長手方向に垂直な面での断面が、キャスタブル層５を形成可能な略Ｕ字状（あるいは、略凹字状）にくぼんだ内周形状及び外周形状を有する。
【0019】
傾注樋本体部２は、図２に示すように、長手方向の両端部２３，２４に溶銑吐出口２５が形成される。傾注樋本体部２は、一方の端部２３が矢印Ａ１、Ａ２方向に、他方の端部２４が矢印Ｂ１、Ｂ２方向に、傾動可能に設けられている。
【0020】
傾注樋本体部２は、図示しない移動手段に接続・固定され、所定の位置に移動する。本形態の移動手段は、傾注樋本体部２の両端部２３，２４を傾動する傾動手段を兼ねる。
【0021】
キャスタブル層５は、傾注樋本体部２の内側表面に形成された、キャスタブル材よりなる部材である。キャスタブル層５は、耐火物を主要成分とする流動性をもつキャスタブル材を鋳込み成形して形成される。キャスタブル層５は、傾注樋１において溶銑が流れる流路５０（略溝状の流路）を区画する。
【0022】
流路５０は、図２に示すように、長手方向の両端部側に傾注樋本体部２の傾斜面部２０，２１に対応して傾斜する傾斜面５１，５２により区画されている。傾斜面５１，５２は、溶銑吐出口２５に向かって表面が上昇する面となっている。傾斜面５１，５２のそれぞれの先端側には、溶銑吐出口２５に向かって表面が下降して傾斜する先端面５４，５５がそれぞれ形成されている。傾斜面５１は先端面５４につながり、傾斜面５２は先端面５５につながっている。長手方向の中央部には、傾注樋本体部２の水平面部２２に対応して水平方向にのびる水平面５３が形成されている。
流路５０は、図３に示すように、長手方向に垂直な断面において、上部が底部よりも広く開口した略凹字状をなすようにキャスタブル層５の内周面が形成されている。流路５０は、底面及び一対の側面から区画され、各面がそれぞれ平面をなしている。
流路５０は、図３に示すように、長手方向に垂直な断面において、上部が底部よりも広く開口した略凹字状をなすようにキャスタブル層５の内周面が形成されている。流路５０は、底面及び一対の側面から区画され、各面がそれぞれ平面をなしている。
【0023】
湯当たり部３は、図１～２に示すように、傾注樋本体部２の長手方向の中央の領域（具体的には、キャスタブル層５の水平面５３に対応する領域）に、その上面３０が露出した状態でキャスタブル層５に一体的に埋設されている。湯当たり部３は、傾斜面５１，５２の間に位置している。湯当たり部３の上面３０は、キャスタブル層５の水平面５３と同一の平面をなしている。
湯当たり部３は、図４～６に示すように、レンガ本体部３１と、外周ブロック部３５と、を備えている。湯当たり部３の外周形状は、外周ブロック部３５により形成される。
湯当たり部３は、図４～６に示すように、レンガ本体部３１と、外周ブロック部３５と、を備えている。湯当たり部３の外周形状は、外周ブロック部３５により形成される。
【0024】
レンガ本体部３１は、定形レンガよりなる。定形レンガは、材料を圧縮成形・焼成して形成されたレンガである。レンガ本体部３１を形成する定形レンガの形状は限定されない。本形態では、図４～６に示すように、溶銑が当たる上面３２が下面３３よりも小さい錐台形状（全体として略方形状の板状、略四角錐台形状）を有する。レンガ本体部３１は、注ぎ込まれる溶銑が当たる上面３２、上面３２に背向する下面３３、上面３２と下面３３を接続する４つの側面３４、により区画される。本形態では、上面３２と下面３３は、中心（重心）が重なり合う位置で、互いに平行な平面をなしている。また、下面３３の面積が上面３２の面積より広い。すなわち、レンガ本体部３１は、板厚方向に沿った断面（図５～６に示す断面形状）で、略台形形状をなすように形成されている。このとき、４つの側面３４は、上面３２と下面３３をつなぐように、板厚方向に対して傾斜した傾斜面を形成している。
レンガ本体部３１の具体的な寸法（例えば、上面３２及び下面３３の形状や面積、板状の板厚）については、限定されない。傾注樋１に注ぎ込まれる溶銑を受けることが可能な上面３２を形成できる形状であればよい。
レンガ本体部３１の具体的な寸法（例えば、上面３２及び下面３３の形状や面積、板状の板厚）については、限定されない。傾注樋１に注ぎ込まれる溶銑を受けることが可能な上面３２を形成できる形状であればよい。
【0025】
上面３２及び下面３３の形状は限定されず、全体として円形状、楕円形状、多角形状をあげることができ、方形状をなすことが好ましい。また、角部を有する形状の場合、それぞれの角部は丸められていることが好ましい。
【0026】
本形態では、上面３２及び下面３３が正方形状を有する。上面３２の一辺の長さは、下面３３の一辺の長さの９０％である。上面３２及び下面３３の正方形状の角部は、熱膨張や収縮時の損傷を抑えるためにＲ形状をなしている（丸められている）。上面３２と下面３３の間隔（湯当たり部３の厚み）は、下面３３の一辺の長さの５０％である。下面３３の正方形状は角部が丸められており、一辺の長さの１０％の曲率半径でＲ形状を形成している。
【0027】
外周ブロック部３５は、図４～６に示すように、レンガ本体部３１が内部に嵌合する枠状（環状）のプレキャストブロックよりなる。プレキャストブロックは、材料を圧縮成形して形成されたブロックである。外周ブロック部３５の枠状の形状とは、全体として環状の形状（環が周方向で切れていない形状）であることを示す。外周ブロック部３５は、流れる溶銑に当接する上面３６と、上面３６に背向する下面３７と、上面３６と下面３７とをつなぐ外周面３９，４０と、上面３６と下面３７とをつなぐ内周面３８と、を有する。
【0028】
外周ブロック部３５は、図５～６に示すように、枠状（環状）の内周面３８がレンガ本体部３１の側面３４と一致する形状を有する。すなわち、外周ブロック部３５は、レンガ本体部３１の４つの側面３４と密着する４つの内周面３８を有する。外周ブロック部３５の内周面３８は、レンガ本体部３１の側面３４とすき間なく密着する。
【0029】
本形態の外周ブロック部３５は、図４に示すように、上方から上面３６を見たときの形状が、全体として略方形状（傾注樋本体部２の長手方向が長辺となる略長方形状）の環状をなしている。
外周ブロック部３５の枠状形状の上面３６及び下面３７（環状の軸方向の両端面）は、互いに平行な平面をなしている。外周ブロック部３５の内部（環状の軸心）にレンガ本体部３１が嵌合して湯当たり部３を形成したときに、湯当たり部３の上面３０が平面をなすように上面３６が形成されている。すなわち、外周ブロック部３５の上面３６は、内部に嵌合するレンガ本体部３１の上面３２と一致する平面上に位置する。外周ブロック部３５の下面３７は、レンガ本体部３１の下面３３と同一平面を形成しても、形成しなくても、いずれでもよい。二つの下面３３，３７が平面をなすことが好ましい。
外周ブロック部３５の枠状形状の上面３６及び下面３７（環状の軸方向の両端面）は、互いに平行な平面をなしている。外周ブロック部３５の内部（環状の軸心）にレンガ本体部３１が嵌合して湯当たり部３を形成したときに、湯当たり部３の上面３０が平面をなすように上面３６が形成されている。すなわち、外周ブロック部３５の上面３６は、内部に嵌合するレンガ本体部３１の上面３２と一致する平面上に位置する。外周ブロック部３５の下面３７は、レンガ本体部３１の下面３３と同一平面を形成しても、形成しなくても、いずれでもよい。二つの下面３３，３７が平面をなすことが好ましい。
【0030】
外周ブロック部３５は、枠状形状の上面３６と下面３７とは、内周面３８と、外周面とによりつながれる。外周面は、長方形状の長辺に相当する側面３９と、短辺に対応する側面４０と、からなる。
外周ブロック部３５において、上面３６と下面３７をつなぐ側面３９は、内周面３８と同様に、上下方向に対して傾斜した傾斜面をなしている。側面３９は、外周ブロック部３５の内周面３８と同じ方向に傾斜している。
外周ブロック部３５において、上面３６と下面３７をつなぐ側面３９は、内周面３８と同様に、上下方向に対して傾斜した傾斜面をなしている。側面３９は、外周ブロック部３５の内周面３８と同じ方向に傾斜している。
【0031】
外周ブロック部３５において、上面３６と下面３７をつなぐ側面４０は、段部を備えている。段部とは、上下方向に沿った面での断面において、上面３６及び下面３７（あるいは、上面３６と下面３７の少なくとも一方の面、好ましくは上面３６）と平行な表面４１，４２と、上下方向に沿って広がる側面４３，４４，４５とが交わって角を形成した部分を示す。交差する面の少なくとも一方が湾曲している場合には、接線の交点を示す。
外周ブロック部３５（すなわち、湯当たり部３）の側面４０は、図５に示すように、略階段状の断面形状を備えている。図５中の破線は、略階段状をなしていない場合に想定される外周形状を示す。つまり、本形態の外周ブロック部３５は、破線で示された想定形状から、欠損した形状をなしている。
本形態では２段の段部を有しているが、段部の数は、限定されない。１段であっても、３段以上であってもよい。界面に溶銑が浸入した場合に浸入をより抑えることができるため、２段以上が好ましい。
外周ブロック部３５（すなわち、湯当たり部３）の側面４０は、図５に示すように、略階段状の断面形状を備えている。図５中の破線は、略階段状をなしていない場合に想定される外周形状を示す。つまり、本形態の外周ブロック部３５は、破線で示された想定形状から、欠損した形状をなしている。
本形態では２段の段部を有しているが、段部の数は、限定されない。１段であっても、３段以上であってもよい。界面に溶銑が浸入した場合に浸入をより抑えることができるため、２段以上が好ましい。
【0032】
段部が２段以上である場合に、上面３６及び下面３７に略平行な表面４１，４２同士の間隔や、それぞれの表面４１，４２の広さについても、同じであっても異なっていても、いずれでもよい。段部が１段以上である場合、それぞれの表面４１，４２と上面３６及び下面３７との間隔（上下方向の面の間隔）についても限定されない。
【0033】
段部の側面４３，４４，４５の具体的な形状についても、限定されない。本形態では、段部の側面４３，４４，４５のうち下面に接続する側面４５は傾斜面を形成している。上面３６と接続する側面４３、及び表面４１，４２同士を接続する側面４４は、上下方向に沿って広がる平面を形成している。
【0034】
本形態では、レンガ本体部３１が外周ブロック部３５に嵌合した状態の湯当たり部３は、上面３０及び下面がそれぞれ略長方形状を有する。具体的には、湯当たり部３の下面（下面３３と下面３７）は、図６に示した形状において、レンガ本体部３１よりも両側１０％ずつ（全長で２０％）大きい。図５に示した形状において、両側３０％ずつ（全長で６０％）大きい。下面の角部はレンガ本体部３１の下面の一辺の長さの２０％の曲率半径で丸められたＲ形状をなしている。
【0035】
湯当たり部３の上面３０（上面３２と上面３６）は、図６に示した形状において、レンガ本体部３１よりも両側１０％ずつ（全長で２０％）大きい。上面３０は、図５に示した形状において、レンガ本体部３１よりも両側１０％ずつ（全長で２０％）大きい。
外周ブロック部３５の上面３６と下面３７の間隔（上下方向の厚さ）は、レンガ本体部３１と同じ厚さで形成されている。
外周ブロック部３５の上面３６と下面３７の間隔（上下方向の厚さ）は、レンガ本体部３１と同じ厚さで形成されている。
【0036】
外周ブロック部３５は、長手方向の両端部に、２つの段部（２段の段部）が設けられている。２段の段部を形成する略平行な面４１，４２は、それぞれ長手方向の長さが、レンガ本体部３１の下面の一辺の１０％で形成されている。略平行な面４１，４２は、湯当たり部３の厚みの１／３（上面３２から１／３）、更に１／３（上面３２から２／３）の位置に形成されている。
【0037】
本形態において段部は、上面３６と下面３７をつなぐ外周面のうち、側面４０のみに形成されているが、側面３９にも形成していてもよい。段部は、傾注樋１に溶銑が流れる場合、流れ方向の下流に位置する側面（流れ方向に交差する方向に沿って広がる側面）に形成されることが好ましい。
【0038】
本形態において湯当たり部３は、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の還元雰囲気下で１４００℃×５時間での残存寸法変化率がいずれも０．１％以上であり、レンガ本体部３１の残存寸法変化率と、外周ブロック部３５の残存寸法変化率と、の差の絶対値が０．５％以下である。差の絶対値は、０．４％以下がより好ましく、０．３％以下が更に好ましい。
残存寸法変化率とは、所定の温度に加熱した後に放冷し、加熱前と放冷後の寸法の変化の割合を示す。残存寸法変化率は、３０ｍｍ×３０ｍｍ×１００ｍｍに加工した試料を炭素系粉末で充填した容器に入れて、電気炉を用いて毎分３℃で昇温して所定温度として、試験終了後は自然放冷する方法で試験を行い、試験前後の１００ｍｍの部位の寸法で測定する。
残存寸法変化率とは、所定の温度に加熱した後に放冷し、加熱前と放冷後の寸法の変化の割合を示す。残存寸法変化率は、３０ｍｍ×３０ｍｍ×１００ｍｍに加工した試料を炭素系粉末で充填した容器に入れて、電気炉を用いて毎分３℃で昇温して所定温度として、試験終了後は自然放冷する方法で試験を行い、試験前後の１００ｍｍの部位の寸法で測定する。
【0039】
残存寸法変化率がいずれも０．１％以上となることで、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５のいずれもが受熱した後に放冷しても加熱前よりも膨張する。この結果、放冷後もレンガ本体部３１と外周ブロック部３５の間の目地の広がりが抑えられ、溶銑を再度受けても、溶銑の目地への浸入を抑えられる。
【0040】
そして、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率に差があると、加熱・冷却後に両者３１，３５の膨張後の寸法に差が出て目地の広がりや、耐火物の押し割れによる損傷が生じる。外周ブロック部３５の残存寸法変化率がレンガ本体部３１よりも大きい場合、残存膨張変化率に差があると外周ブロック部３５の方が加熱・冷却後に寸法が大きくなりレンガ本体部３１との目地が広がる。その結果、溶銑が目地へ浸入し易くなる。逆に、外周ブロック部３５の残存寸法変化率がレンガ本体部３１よりも小さい場合、残存膨張変化率に差があるとレンガ本体部３１の方が寸法が大きくなる為に外周ブロック部３５が押し割れて損傷したり、レンガ本体部３１が外周ブロック部３５の拘束力に負けて割れて剥離したりする。その結果、期待する耐久性が得られない。この為、残存寸法変化率の差の絶対値は０．５％以下となることが好ましい。
【0041】
レンガ本体部３１と外周ブロック部３５のそれぞれの残存寸法変化率の具体的な値は限定されない。レンガ本体部３１の残存寸法変化率は、０．１～１．０％であることが好ましく、０．４～０．６％であることがより好ましい。外周ブロック部３５の残存寸法変化率は、０．１～１．０％であることが好ましく、０．４～０．７％であることがより好ましい。
【0042】
湯当たり部３のレンガ本体部３１は、上記した残存寸法変化率の特性を備える材料よりなる。この材料は、アルミナ－マグネシア－カーボン系，アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系，アルミナ－炭化珪素－ろう石－カーボン系のいずれかの材料である。
湯当たり部３の外周ブロック部３５は、上記した残存寸法変化率の特性を備える材料よりなる。この材料は、アルミナ－スピネル－炭化珪素系の材料である。
レンガ本体部３１及び外周ブロック部３５を構成するこれらの材料は、溶銑との反応性が低く、溶銑に対して高い耐食性を有する。その結果、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の腐食による損傷が抑えられる。
湯当たり部３の外周ブロック部３５は、上記した残存寸法変化率の特性を備える材料よりなる。この材料は、アルミナ－スピネル－炭化珪素系の材料である。
レンガ本体部３１及び外周ブロック部３５を構成するこれらの材料は、溶銑との反応性が低く、溶銑に対して高い耐食性を有する。その結果、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の腐食による損傷が抑えられる。
【0043】
レンガ本体部３１は、アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系の耐火物であることがより好ましい。アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系の耐火物は、マグネシア－カーボン系の耐火物より高い強度を有しており、高い耐摩耗性を発揮できる。アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系の耐火物は、質量比でアルミナを７０～８０％、炭化珪素を５．０～７．５％、炭素を７．５～１０．５％、マグネシアを４～１０％で含むことが好ましい。アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系の耐火物の組成物の組成例を表１に示す。なお、表１に示した配合例では、更に従来知られた添加材を含んでいる。表１中の加熱還元後とは、残存寸法変化率の測定にかかる還元雰囲気下での加熱処理（１４００℃×５時間）後の状態を示す。気孔率、嵩比重、圧縮強度のそれぞれは、従来公知の測定装置を用いて測定した。
表１に示すように、アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系の耐火物であって、アルミナ，炭化珪素，マグネシア，カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例２～４，配合例１０～１２では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１，９は、上記の範囲や配合から外れた例である。
表１に示すように、アルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系の耐火物であって、アルミナ，炭化珪素，マグネシア，カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例２～４，配合例１０～１２では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１，９は、上記の範囲や配合から外れた例である。
【0044】
【表1】
【0045】
レンガ本体部３１がアルミナ－炭化珪素－ろう石－カーボン系の耐火物の場合、質量比でアルミナを６５～７４％、炭化珪素を５．０～７．５％、シリカ（ＳｉＯ２）を５～１５％、炭素を７．５～１０．５％で含むことが好ましい。アルミナ－炭化珪素－ろう石－カーボン系の耐火物の組成物の組成例を表１に合わせて示す。なお、ろう石は、ケイ酸塩鉱物を含む化合物であり、表１においては化学成分比で示している。表１に示した配合例では、更に従来知られた添加材を含んでいる。
表１に示すように、アルミナ－炭化珪素－ろう石－カーボン系の耐火物であって、アルミナ，炭化珪素，ろう石，カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例５～８では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１，９は、上記の範囲や配合から外れた例である。
表１に示すように、アルミナ－炭化珪素－ろう石－カーボン系の耐火物であって、アルミナ，炭化珪素，ろう石，カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例５～８では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１，９は、上記の範囲や配合から外れた例である。
【0046】
レンガ本体部３１がアルミナ－マグネシア－カーボン系の耐火物の場合、質量比でアルミナを７５～８１％、マグネシアを４～１０％、炭素を７．５～１０．５％で含むことが好ましい。アルミナ－マグネシア－カーボン系の耐火物の組成物の組成例を表１に合わせて示す。表１に示した配合例では、更に従来知られた添加材を含んでいる。
表１に示すように、アルミナ－マグネシア－カーボン系の耐火物であって、アルミナ，マグネシア，カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例１３～１４では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１，９は、上記の範囲や配合から外れた例である。
表１に示すように、アルミナ－マグネシア－カーボン系の耐火物であって、アルミナ，マグネシア，カーボンのそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例１３～１４では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１，９は、上記の範囲や配合から外れた例である。
【0047】
外周ブロック部３５は、アルミナ－スピネル－炭化珪素系の材料よりなる。外周ブロック部３５は、質量比でアルミナを５．０～３５％、炭化珪素を５．０～２５％、スピネルを４０～８０％で含むことが好ましい。アルミナ－スピネル－炭化珪素系の耐火物の代表的な組成例を表２に示す。なお、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とマグネシア（ＭｇＯ）の化合物であり、表２においては化学成分比で示している。表２に示した配合例では、更に従来知られた添加材を含んでいる。
表２に示すように、アルミナ－スピネル－炭化珪素系の耐火物であって、アルミナ，スピネル（マグネシア），炭化珪素のそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例１６では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１５は、上記の範囲から外れた例である。
表２に示すように、アルミナ－スピネル－炭化珪素系の耐火物であって、アルミナ，スピネル（マグネシア），炭化珪素のそれぞれの割合が上記の範囲内となっている配合例１６では、残存寸法変化率が０．１～１．０％の好ましい範囲内となる。なお、配合例１５は、上記の範囲から外れた例である。
【0048】
【表2】
【0049】
レンガ本体部３１がアルミナ－炭化珪素－マグネシア－カーボン系の耐火物（定形レンガ）よりなり、外周ブロック部３５がアルミナ－スピネル－炭化珪素系の耐火物（プレキャストブロック）よりなることがより好ましい。レンガ本体部３１と外周ブロック部３５がこれらの材料よりなることで、上記した残存寸法変化率を有するものとなる。
湯当たり部３は、その製造方法が限定されない。所定の形状の定形レンガを製造し、製造した定形レンガを型内に配置した状態でプレキャストブロックを成型して製造することができる。
湯当たり部３は、その製造方法が限定されない。所定の形状の定形レンガを製造し、製造した定形レンガを型内に配置した状態でプレキャストブロックを成型して製造することができる。
【0050】
例えば、アルミナ、炭化珪素、マグネシア、カーボンのそれぞれの粒子及び粉末、その他の従来知られた添加材を加えてはい土を混練する。はい土をプレス機に投入し、加圧成形して得た成形体を乾燥処理（１００～５００℃での低温での熱処理）して強度発現した後加工することで定形レンガ（レンガ本体部３１）が製造される。得られた定形レンガを所定のキャビティを備えた型内に配置し、アルミナ、スピネル、炭化珪素のそれぞれの粒子及び粉末、その他の従来知られた添加材を加えて混練し、型に流し込んで外周ブロック部３５を成形する。得られた成形体を乾燥処理（１００～５００℃の低温での熱処理）することで、湯当たり部３が製造できる。
湯当たり部３は、上面３０が露出した状態でキャスタブル層５に埋設される。湯当たり部３がキャスタブル層５に埋設されることで、湯当たり部３とキャスタブル層５とが界面にすき間なく密着する。
湯当たり部３は、上面３０が露出した状態でキャスタブル層５に埋設される。湯当たり部３がキャスタブル層５に埋設されることで、湯当たり部３とキャスタブル層５とが界面にすき間なく密着する。
【0051】
キャスタブル層５は、キャスタブル材の材料が限定されるものではなく、例えば、アルミナ－炭化珪素系の耐火物より形成される。キャスタブル層５は、アルミナ－炭化珪素－シリカ系の耐火物であることがより好ましく、アルミナ－炭化珪素－シリカ－カーボン系の耐火物であることが更に好ましい。この耐火物において各成分の質量割合は限定されるものではなく、質量比で、アルミナを６５～８０％、炭化珪素を１０～３０％、シリカを３～７％、炭素を１～５％を含むことが好ましい。
【0052】
（本形態の作用効果）
本形態の傾注樋１は、次のように使用される。
図７に示すように、傾注樋１よりも高所に位置する高炉６０から溶銑が出銑する。高炉６０から出銑した溶銑は、大樋６１及び中樋６２を介して先端出口６３から傾注樋１に流れ落ち、注ぎ込まれる。
先端出口６３から流れ落ちた溶銑は、傾注樋１の湯当たり部３の上面３０に当たる。詳しくは、レンガ本体部３１の上面３２に当たる。
本形態の傾注樋１は、次のように使用される。
図７に示すように、傾注樋１よりも高所に位置する高炉６０から溶銑が出銑する。高炉６０から出銑した溶銑は、大樋６１及び中樋６２を介して先端出口６３から傾注樋１に流れ落ち、注ぎ込まれる。
先端出口６３から流れ落ちた溶銑は、傾注樋１の湯当たり部３の上面３０に当たる。詳しくは、レンガ本体部３１の上面３２に当たる。
【0053】
そして、図示しない傾動手段の稼働により、傾注樋１が傾動する。傾注樋１は、一方の端部２３が矢印Ａ１方向に傾動する。すなわち、一方の端部２３が下方に下がり、他方の端部２４が上方に上がるように傾動することで、レンガ本体部３１の上面３２に当たった溶銑は、外周ブロック部３５の上面３６を経由して、キャスタブル層５の流路５０の水平面５３から鉛直方向の下方に下がった一方の端部２３に向かって、流路５０内を流れる。一方の端部２３まで流れた溶銑は、一方の端部２３（先端面５４）から流れ落ち、傾注樋１（の一方の端部２３）よりも低い位置に配された溶銑鍋６４又はトーピードカーに流れ落ちて移送される。
【0054】
他方の端部２４が矢印Ｂ２方向に、下がるように傾動すると、他方の端部２４から溶銑が流れ落ちる。この場合、上記の一方の端部２３をＡ１方向に傾動した場合と逆に作動する。
【0055】
本形態の傾注樋１は、湯当たり部３のうち、注ぎ込まれる溶銑が当たる部分が、気孔率の低い定形レンガよりなるレンガ本体部３１にて形成されている。このため、湯当たり部３のレンガ本体部３１に落下する溶銑が衝突することによる物理的な損傷（えぐれや欠損）を抑えることができる。
【0056】
本形態の傾注樋１は、上面３０を露出した状態でキャスタブル層５に埋設された湯当たり部３が、レンガ本体部３１及び外周ブロック部３５を備えている。レンガ本体部３１（定形レンガ），外周ブロック部３５（プレキャストブロック），キャスタブル層５（キャスタブル）のそれぞれの気孔率は、レンガ本体部３１＜外周ブロック部３５＜キャスタブル層５の関係を有する。また、レンガ本体部３１＜＜キャスタブル層５の関係を有する。
【0057】
このため、溶銑を受けた時の外周ブロック部３５の損傷量はレンガ本体部３１とキャスタブル層５の中間の損傷量となり、湯当たり部３とキャスタブル層５の間はなだらかな損傷形態を示す。
【0058】
対して、図８の部分拡大断面図で示すように、レンガ本体部３１とキャスタブル層５とが当接して形成されている場合（すなわち、湯当たり部３が外周ブロック部３５を備えず、六面体形状の定形レンガのみから形成される場合）、レンガ本体部３１とキャスタブル層５の気孔率の差が大きいため、キャスタブル層５が先行して摩耗が進行する。この摩耗は、溶銑が流れるにつれて増大し、図９に示すように、湯当たり部３のレンガ本体部３１の側面３４が露出するようになる。そうすると、レンガ本体部３１とキャスタブル層５との界面から溶銑が浸入し、レンガ本体部３１の下面３３側に浸入する。レンガ本体部３１の下面３３側に溶銑が浸入すると、レンガ本体部３１に対して下面３３から上面３２に向かう力が働き、レンガ本体部３１がキャスタブル層５から浮き上がって傾注樋１が損傷する。
【0059】
以上のように、本形態の傾注樋１は、溶銑に対する耐摩耗性が向上したものとなる。この結果、より耐久性に優れた傾注樋１（長寿命な傾注樋）となっている。
本形態の傾注樋１は、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率が０．１％以上であり、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率の差の絶対値が０．５％以下である。
具体的には、本形態の傾注樋１の湯当たり部３のレンガ本体部３１の材料として残存寸法変化率が０．５％である表１中の配合例１０を用い、外周ブロック部３５の材料として残存膨張率が０．５％である表２中の配合例１６を用いた場合、溶銑処理量は、図８～９に示した従来の傾注樋１の溶銑処理量を１００％としたときに、１５０％となっており、溶銑処理量が５０％も向上している。
本形態の傾注樋１は、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率が０．１％以上であり、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率の差の絶対値が０．５％以下である。
具体的には、本形態の傾注樋１の湯当たり部３のレンガ本体部３１の材料として残存寸法変化率が０．５％である表１中の配合例１０を用い、外周ブロック部３５の材料として残存膨張率が０．５％である表２中の配合例１６を用いた場合、溶銑処理量は、図８～９に示した従来の傾注樋１の溶銑処理量を１００％としたときに、１５０％となっており、溶銑処理量が５０％も向上している。
【0060】
湯当たり部３のレンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率が０．１％以上であることから、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５は、いずれも高温にさらされた後に冷却しても加熱前より収縮しない。この残存熱膨張により、溶銑が流れるときにレンガ本体部３１と外周ブロック部３５の界面に目地開きの発生が抑えられ、目地からの溶銑の浸入（差し込み）が抑えられる。また、湯当たり部３とキャスタブル層５との界面においても、同様にすき間の発生が抑えられる。
【0061】
さらに、湯当たり部３のレンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率が０．１％以上であることから、傾注樋１の繰り返しの使用においても、目地からの溶銑の浸入（差し込み）が抑えられる。より具体的には、傾注樋１は、溶銑を流した後、次の溶銑を流すまでの間に、放冷して全体の温度が低下する場合がある。このような場合、放冷したレンガ本体部３１と外周ブロック部３５の間に目地開きが生じるおそれがある。そして、目地開きが存在した状態で、次の溶銑を流すと、目地から溶銑が浸入する可能性がある。レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率が０．１％以上となると、この放冷時の目地開きの発生が抑えられる。
【0062】
また、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率の差の絶対値が０．５％以下であることで、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率の差が過剰に大きくならなくなり、湯当たり部３の損傷が抑えられる。残存寸法変化率に差があると、加熱・冷却後に両者３１，３５の膨張後の寸法に差が出て目地が広がる。その結果、溶銑が目地へ浸入し易くなり、傾注樋１の損傷に繋がる。
【0063】
本形態の傾注樋１は、レンガ本体部３１の残存寸法変化率が０．１～１．０％であり、外周ブロック部３５の残存寸法変化率が、０．１～１．０％である。レンガ本体部３１と外周ブロック部３５の残存寸法変化率が、この範囲となることで、湯当たり部３の残存寸法変化率が過剰に大きくなることが抑えられる。
【0064】
本形態の傾注樋１は、レンガ本体部３１が、溶銑が当たる上面３２が下面３３よりも小さい錐台形状を有し、外周ブロック部３５がレンガ本体部３１が嵌合する枠状を有する。この構成によると、レンガ本体部３１と外周ブロック部３５が目地開きを生じることなく密着しており、湯当たり部３のレンガ本体部３１に落下した溶銑による損傷（えぐれや溶損）を抑えることができる。
【0065】
本形態の傾注樋１は、外周ブロック部３５が、溶銑が当たる上面３６と、上面３６に背向する下面３７と、上面３６と下面３７とをつなぐ側面のうち径方向外方に面した外周面４０と、を有し、外周面４０が、枠状形状の上面３６又は下面３７に平行な面と、枠状形状の軸方向に沿った面とが交差する段部を複数段で有する。この構成によると、上面３６側から、外周ブロック部３６の外周面４０に沿って溶銑が仮に浸入したとしても、溶銑は外周面３９に沿って流れることとなる。複数の段部を有することで、溶銑が流れる距離が長くなり、溶銑が湯当たり部３の下面に流れ込みにくくなる。この結果、溶銑による湯当たり部３の浮き上がりが抑えられ、傾注樋１の損傷が抑えられる。
【符号の説明】
【0066】
１：傾注樋
２：傾注樋本体部 ２０，２１傾斜面部 ２２：水平面部
２３，２４：端部 ２５：溶銑吐出口
３：湯当たり部 ３０：上面 ３１：レンガ本体部
３２：上面 ３３：下面 ３４：側面
３５：外周ブロック部 ３６：上面 ３７：下面
３８：内周面 ３９，４０：側面
５：キャスタブル層 ５０：流路 ５１，５２：傾斜面
５３：水平面 ５４，５５：先端面
６０：高炉 ６１：大樋 ６２：中樋
６３：中樋先端出口 ６４：溶銑鍋
２：傾注樋本体部 ２０，２１傾斜面部 ２２：水平面部
２３，２４：端部 ２５：溶銑吐出口
３：湯当たり部 ３０：上面 ３１：レンガ本体部
３２：上面 ３３：下面 ３４：側面
３５：外周ブロック部 ３６：上面 ３７：下面
３８：内周面 ３９，４０：側面
５：キャスタブル層 ５０：流路 ５１，５２：傾斜面
５３：水平面 ５４，５５：先端面
６０：高炉 ６１：大樋 ６２：中樋
６３：中樋先端出口 ６４：溶銑鍋
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】