(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填すべき耐火配合物のそれぞれの充填回の配合物量を順次モールド内に投入する転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填方法であって、
前記モールドは、下部ライナーを配置したゴム側壁およびその中心に上下方向に配置された芯棒と、この芯棒に沿って、下部ライナーの面と平行な面を保ちながら上下移動できるように吊り棒に取り付けられた中間ライナーを有し、
前記吊り棒を操作することによって、ゴム側壁の上方位置にセットされた中間ライナーを段階的に下げて、その段階毎に投入される配合物の所定分割量を順次、表面を加圧しないフリーな状態で充填することを特徴とする転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填方法。
【請求項２】
充填すべき耐火配合物のそれぞれの充填回の配合物量を順次モールド内に投入する転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填方法であって、
前記モールドは、下部ライナーを配置したゴム側壁およびその中心に上下方向に配置された芯棒と、この芯棒に沿って、下部ライナーの面と平行な面を保ちながら上下移動できるように吊り棒に取り付けられた中間ライナーを有し、
前記吊り棒を操作することによって、ゴム側壁の上方位置にセットされた中間ライナーを段階的に下げて、その段階毎に投入される配合物の所定分割量を順次、表面を加圧しないフリーな状態で充填し、
必要な配合量が充填され、中間ライナーがモールドの最下部まで下降したとき、吊り棒を中間ライナーから離して上方に引き抜くことを特徴とする転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填方法。
【請求項３】
充填すべき耐火配合物のそれぞれの充填回の配合物量を順次モールド内に投入し充填する転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填装置であって、
前記モールドは、下部ライナーを配置したゴム側壁およびその中心に上下方向に配置された芯棒と、この芯棒に沿って、下部ライナーの面と平行な面を保ちながら上下移動できるように吊り棒に取り付けられた中間ライナーを有し、
この中間ライナーには、中間ライナーとモールドとの間の隙間をシールするシール板が設けられ、
前記下部ライナーには、モールド下方空間の空気を逃がす脱気孔が設けられていることを特徴とする転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填装置。
【請求項４】
充填すべき耐火配合物のそれぞれの充填回の配合物量を順次モールド内に投入し充填する転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填装置であって、
前記モールドは、下部ライナーを配置したゴム側壁およびその中心に上下方向に配置された芯棒と、この芯棒に沿って、下部ライナーの面と平行な面を保ちながら上下移動できるように吊り棒に取り付けられた中間ライナーを有し、
前記下部ライナーには、モールド下方空間の空気を逃がす脱気孔が設けられ、
前記中間ライナーには、中間ライナーとモールドとの間の隙間をシールするシール板が設けられ、
前記吊り棒は中間ライナーに取り外し自在に取り付けられていることを特徴とする転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷間静恒圧成形いわゆるＣＩＰによる転炉出鋼口用スリーブの成形に適したモールド内への耐火配合物の充填に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このＣＩＰによる成形法は、均一で、緻密性の高い成形体が得られることから、耐火物の成形、特に、長尺スリーブ形状の耐火物の成形に広く用いられてきた。
【０００３】
このＣＩＰによる成形法を長尺のスリーブ形状の耐火物の成形に適用するためには、耐火配合物を充填するためのモールドは長く、縦位置に置かれたモールドに耐火配合物の投入位置は必然的に高くならざるを得ない。そして、この高いモールド内に耐火配合物を充填するには、高い位置のモールド上端から投入する方法が採られている。
【０００４】
そのため、比重差の大きい材料を配合した耐火物の場合には、その配合物中の例えば黒鉛のように、重量が軽いものは上部に積層し、また、粒径の大きいものは局部的に集積されるようになり、配合物それぞれの比重、粒径などの物理的な特性の差により、モールド内で偏析いわゆるセグリゲーションを生じやすい。このセグリゲーションが生じた状態のままで加圧成形すると、このセグリゲーションに応じて成形体内部での特性の変化が生じる。
【０００５】
このセグリゲーションの発生を緩和する方法として、充填の都度、それぞれの充填回の配合物量を別途準備された撹拌機で撹拌して均一化することが行われている。  しかしながら、この方法によっても充填後成形した成形体相互間のバラツキの発生は防ぐことはできず、また、撹拌によって、逆に、粒径差による新たなセグリゲーションが生じ、その部分に空隙が発生することになり、充填密度が低下する問題が生じる。そのため、充填後、撹拌し、ランマースタンプによって予備加圧を施し、必要な量の配合物を補充する操作を繰り返し行なう必要がある。
【０００６】
しかしながら、この予備加圧を施した場合、加圧面は平滑となり、また幾分の固さを有するため、その上に補充充填される配合物は先に予備加圧を施した部分と混じり込み難く、成形後もその境界が断層を形成することになる。さらに、この断層部位は、とくに、ＣＩＰ成形においては、加圧後表面に波状を形成し、それがそのまま、成形体に凹凸が生じる原因ともなり、製品段階では外表面の加工が必要とされる。
【０００７】
さらには、モールドに高い位置から粉末配合物を投入するために、また一定量の充填毎に配合を撹拌するために配合物中の微粉の舞い上がりによる粉塵の問題を生じ、さらにはランマースタンプによる振動が人体に悪影響を及ぼす問題もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、このような長尺の耐火物のために耐火配合物を成型用モールドに投入充填するにあたってのセグリゲーション発生を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、充填すべき耐火配合物のそれぞれの充填回の配合物量を順次モールド内に投入する転炉出鋼口用スリーブのＣＩＰ成形における配合物充填方法であって、前記モールドは、下部ライナーを配置したゴム側壁およびその中心に上下方向に配置された芯棒と、この芯棒に沿って、下部ライナーの面と平行な面を保ちながら上下移動できるように吊り棒に取り付けられた中間ライナーを有し、前記吊り棒を操作することによって、ゴム側壁の上方位置にセットされた中間ライナーを段階的に下げて、その段階毎に投入される配合物の所定分割量を順次、表面を加圧しないフリーな状態で充填することを特徴とする。
【００１０】
本発明によって、順次、充填される耐火配合物の表面は加圧されないフリーな状態にあるので、次に充填される配合物との間の境界に境界層を形成することがなく、順次、充填される耐火配合物内に形成される偏析の程度はきわめて小さいものとなる。
【００１１】
上記本発明のＣＩＰ成形における耐火配合物の充填方法は、モールド内に上下方向に芯材を配置し、これに中間ライナーを底部ライナーに平行に移動可能に設け、また、配合物を充填する際、中問ライナーと芯棒間、及び中間ライナーとモールド内壁間の隙間から配合がこぼれ落ちることを防ぐために、隙間をシールするシール板を中間ライナー上に設け、さらに、配合充填毎に中間ライナーを下降させるときに中間ライナー下方の空気をモールド外に逃がすための脱気孔を下部ライナーに設けた装置を用いることができる。
【００１２】
そして、この装置は、中間ライナーが最下部に降りた後、中間ライナーを吊り下げていた吊り棒を簡単に取り外せるようにすることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
実施例１
図１は、本発明による耐火配合物の充填前の中間ライナーのセット状態を示す。同図において、モールド１は、下部ライナー２を配置したゴム側壁３およびその中心に配置された芯棒４を有し、この芯棒４に沿って、下部ライナー２の面と平行な面を持ちながら上下移動できるように吊り棒６に取り付けられた中間ライナー５を有する。そして、吊り棒６を操作することによって、中間ライナー５をゴム側壁３の上方位置にセットしている。
【００１５】
図２から図４は、この図１に示すモールドの各部の構造を示す図であり、図２は、図１に２として示すモールドの下部ライナーの構造を示し、図３は、同じく中間ライナー５の取り付け固定構造を示し、また、図４は同じく中間ライナーへのシール板の取り付け構造を示す。
【００１６】
図２において、下部ライナー２はゴム側壁３の下端に取り付けられた板状体からなるもので、その上面には芯棒４が固定され、その板状体にはモールド内から外部に通じる脱気孔２２が設けられている。この脱気孔２２がなければ、中間ライナー下方の空気は圧縮され、中間ライナー上方に出てきて、中間ライナー上部に充填された配合粒の均一な分散状態を壊すことになる。この脱気孔２２は、配合物の充填作業が完了した後、メクラネジ２３で塞ぐ。
【００１７】
また、中間ライナー５の取り付け固定構造を示す図３において、中間ライナー５は、中心に芯棒を通すための穴５１を有する環状体に形成されており、底部に設けた溝７にナット８を装着し、先端のネジ切り部分と螺合して吊り棒６に取り付けられる。吊り棒６は、配合物の充填作業に支障をきたさないように、しかも、中間ライナー５を安定して移動させるためには４本であることが好ましい。吊り棒６と中間ライナー５との接続をネジ構造としたのは、吊り棒を引き抜く際に充填された配合を乱さないようにできるだけ小さくする必要があるためである。吊り棒６の先端を例えばＴ字型にして中間ライナーと回転・引っかけ構造とすることで簡単に脱着することもできる。
【００１８】
さらに、中間ライナー５の取り付け固定構造を示す図４において、配合物が隙間からこぼれ落ちないように、中間ライナー５上に中間ライナー５と芯棒４との間の隙間、および、中間ライナーとモールド間の隙間のシールのために設けられるシール板９の取り付け状態を示す。中間ライナーとモールド間の隙間から配合物がこぼれ落ちた場合、中間ライナーが最下部まで降りた際に傾くことになり、また下部ライナー面に密着せず、ＣＩＰ成形の加圧時にれんがに割れや亀裂を生じさせる原因となる。このシール板９は、下降操作時ずれないように、押さえ板１０で中間ライナー上面を押さえつけることによって固定する。シール板９は、その使用条件を満たすものならどのようなものでも良いが、厚み３〜１０ｍｍのウレタン製の外径がモールド内壁径より５〜２０ｍｍ大きく、内口径が芯捧外径より５〜２０ｍｍ小さい形状のものが問題なく用いられる。
【００１９】
図５は、上記図２から図４に示す細部構造を有する本発明の充填装置を用いて耐火配合物を充填する工程を示す。
【００２０】
図５（ａ）は、図１において、中間ライナー５をゴム側壁３の上方位置にセットした状態で配合物Ｍの最初の充填過程を示すもので、投入具Ｔによってモールドの上方から中間ライナー５上に配合物Ｍを投入し、中間ライナー５とモールド側壁３との間に満たす。同図（ｂ）は最初の充填過程を終え、配合物Ｍが所定量供給され、次の充填のために中間ライナー５の下降した状態を示す。（ｃ）は中間ライナー５の下降後の配合物の充填過程を示すもので、投入具Ｔによってモールドの上方から配合物Ｍを降下した中間ライナー５上に投入充填する。（ｄ）はこの工程を繰り返した後の充填終了の状態を示す。
【００２１】
一回の配合物の充填量は、配合充填に用いられる投入具Ｔが中間ライナー５による底面に触れる程度の高さに中間ライナー５を位置させて、モールドの上端面よりやや低い位置までの量とし、周方向に少しづつ位置をずらしながら、１箇所に偏らないように満遍なく充填していく。
【００２２】
中間ライナー５の下降と配合物充填の操作を繰り返して、中間ライナーが最下部まで下降し、必要な配合量が充填されたならば、吊り棒を回転して、中間ライナー５との接続を離し上方に引き抜く。図５の（ｄ）に示すように、中間ライナー５はモールド内に残し、ＣＩＰ成形終了の脱枠時に回収する。
【００２３】
この図５に示す中間ライナー５の下降と配合物充填の操作を、図６に示すように、モールドの最上位置１から７段階繰り返して充填作業を行った。充填配合物として、粒度分布が粒径のトップサイズが２ｍｍ以下で＋１ｍｍが２０％、−０．５ｍｍが５１％の黒鉛を含むマグネシアカーボン配合を用い、径が４００ｍｍ、高さが２１００ｍｍのモールド３に、各段階の中間ライナー５の高さ移動のピッチｐを３００ｍｍとして充填した。充填後の各レベルでの水平面での粒度分布７を図７に示す箇所で測定した。測定した粒度分布の結果を図８の（ａ）に示す。比較のために、中間ライナー５を使用しない無段階の連続充填の場合の粒度分布を図８（ｂ）に示す。
【００２４】
同図から、本発明の場合の全体としての粒度分布の均一性は、従来法と比べ３０％以上改善されていることが分かる。しかも、各段階における層状の形成は全く認められなかった。
【００２５】
この両成形体から、転炉出鋼口用スリーブを得て、実炉に適用したところ、本発明の成形体から得たものは、従来法による成形体からのものに比べ、気孔率は３０％程度低下し、その分、寿命も延びた。
【００２６】
実施例２
図９は、本発明の他の実施例を示す。この実施例の場合、同図の（ａ）に示すように、上記実施例１に示す芯棒４を中間ライナー５にこの芯捧４を固定して取り付け、芯棒４の頭部に吊りボルト１１を付けることで吊り冶具を兼用している。この場合、芯棒４の外径が小さく、その重量を軽く形成した場合に適用できる。
【００２７】
図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図示しない昇降手段を用いて、実施例１と同様に、中間ライナー５を段階的に移行し、これを繰り返すことによって、最終充填物を得た状態を示す。そして、実施例１の図５の場合の（ｄ）に示す充填作業の終了の段階では吊り棒を引き抜く作業を要したが、この場合は芯棒４はそのままモールド１内に残すことになり、より作業が簡略化できることになる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【００２９】
（１）配合物のセグリゲーションに起因する欠陥のない、かつ部位毎の品質のバラツキもない均質な製品を得ることができる。
【００３０】
（２）配合物の充填作業の際、発塵の無い作業環境が得られる。
【００３１】
（３）成形後の外表面が円滑であり、外形を無加工で済む製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配合物の充填に際して、中間ライナーをセットした状態を示す。
【図２】本発明による配合の充填方法を実施する装置におけるモールドの下部ライナーの構造を示す。
【図３】同じく中間ライナーの取り付け固定構造を示す。
【図４】同じく中間ライナーへのシール板の取り付け構造を示す。
【図５】本発明による配合の充填方法における中間ライナーの移動ステップを示す。
【図６】充填後の粒度分布の測定位置を示す。
【図７】充填後の粒度分布の測定結果を比較例とともに示す。
【図８】本発明の第２の実施例を示す。
【図９】本発明の他の実施例を示す。
【符号の説明】
１  モールド      ２  下部ライナー      ３  ゴム側壁      ４  芯棒
５  中間ライナー  ６  吊り棒        ７  底部に設けた溝    ８  ナット
９  シール板    １０  押さえ板    １１  吊りボルト      ２２  脱気孔
２３  メクラネジ  ５１  穴
【図１】
0003712843.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003712843.tif 000008
【図８】
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【図９】
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