(57)【要約】【課題】大気中へ放散される熱量を抑制可能とする取鍋蓋を提供すること。【解決手段】耐火物１６からなる取鍋蓋１０において、耐火物１６を嵩密度が１５００ｋｇ／ｍ３以下であり、熱伝導率が８００℃以上の条件下において０．５８Ｗ／ｍ・℃以下のシリカ−アルミナ質の不定形の低密度耐火物１６ａと、高密度耐火物１６ｂとから形成し、低密度耐火物１６ａの周縁部に高密度耐火物１６ｂを配置する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火物からなる取鍋の蓋であって、当該耐火物は嵩密度が１５００ｋｇ／ｍ３以下のシリカ−アルミナ質の不定形の低密度耐火物であることを特徴とする取鍋蓋。
【請求項２】
請求項１に記載の取鍋蓋であって、前記低密度耐火物は熱伝導率が８００℃以上の条件下において０．５８Ｗ／ｍ・℃以下であることを特徴とする取鍋蓋。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の取鍋蓋であって、前記低密度耐火物の周縁部に高密度耐火物を配置してあることを特徴とする取鍋蓋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉からの連続鋳造操業等において用いられる溶鋼用の取鍋の蓋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１４５０℃以上となっている溶鋼を搬送する取鍋はその開口部に取鍋蓋を着装しており、取鍋内の溶鋼から熱が外部へ逃げることを抑制している（例えば、特許文献１を参照）。取鍋蓋は耐火物にて形成することが一般的であり、取鍋蓋の外表面は鉄皮で覆われている。かかる取鍋蓋は取鍋内の溶鋼からの輻射熱にさらされ高温となるとともに、クレーン等を用いて取鍋に着脱され、様々な衝撃が加えられている。このため、取鍋蓋の耐火物は耐熱性、耐久性の観点より選ばれており、嵩密度が２６００ｋｇ／ｍ３以上あり、熱伝導率が１．４５Ｗ／ｍ・℃程度の高密度耐火物が使用されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００３】
取鍋が受鋼する際と、二次精錬処理する際には、取鍋蓋を取鍋から取り外す。取鍋蓋が取鍋に装着されているときは、取鍋蓋の外表面の鉄皮が大気中にさらされており、取鍋蓋が取鍋から取り外されているときは、取鍋蓋の外表面の鉄皮及び内表面の耐火物が大気中にさらされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−４１０３０号公報
【非特許文献１】
日本鉄鋼協会編「第３版鉄鋼便覧ＩＩ製銑・製鋼」丸善株式会社、昭和５５年９月２０日、ｐ．７１２表１３・１９
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高密度耐火物により取鍋蓋を形成すると、取鍋内の溶鋼から受ける輻射熱によって取鍋蓋の鉄皮における外表面温度は３００℃程度にまで達し、取鍋蓋の鉄皮を介して大気中へ無駄に放散される熱量が大きくなってしまう。したがって、この放散される熱量相当分だけ溶鋼の温度を高くしなければならないという問題があった。
【０００６】
また、熱容量は比熱と密度の積に比例するので、高密度耐火物からなる取鍋蓋の熱容量は大きなものとなってしまい、取鍋蓋が取鍋内の溶鋼から受け取って蓄積している熱量も大きなものとなる。取鍋蓋が取鍋から取り外され大気中に放置される際に、取鍋蓋が蓄積した熱量は顕熱として大気中へ無駄に放散されてしまい、取鍋蓋は冷却される。そして、冷却された取鍋蓋が取鍋に装着され、取鍋蓋は溶鋼からの輻射熱によって熱せられ、先に放散させた顕熱相当分の熱量を再び蓄積する。しかし、この新たに蓄積された熱量は、次に取鍋蓋が取鍋から取り外される際に大気中へ再び顕熱として放散されてしまう。したがって、取鍋蓋より大気中へ放散される顕熱相当分の熱量をも溶鋼は余分に有していなければならず、その分だけ溶鋼の温度を高くしなければならないという問題があった。
【０００７】
さらに、取鍋蓋を形成する耐火物を発泡等させて嵩密度が小さな低密度耐火物とし、取鍋蓋の熱容量を小さくすることも考えられる。しかし、低密度耐火物は機械的強度が小さく、取鍋蓋をクレーン等で取り扱うときに加わる衝撃により破損しやすいという問題点を有する。したがって、低密度耐火物により取鍋蓋を形成することは考慮されていなかった。
【０００８】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、大気中へ放散される熱量を抑制可能とする取鍋蓋を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る取鍋蓋は、耐火物からなる取鍋の蓋であって、当該耐火物は嵩密度が１５００ｋｇ／ｍ３以下のシリカ−アルミナ質の不定形の低密度耐火物である。
請求項１の発明によると、嵩密度の小さな低密度耐火物から取鍋蓋が形成されており、取鍋蓋の熱容量は小さくなる。したがって、取鍋蓋が取鍋から取り外されているときに、取鍋蓋から大気中へ無駄に放散される顕熱も少なくなる。したがって、大気中へ放散される顕熱の減少分だけ、取鍋が受鋼する溶鋼の温度を低下させることができる。
【００１０】
また、不定形の低密度耐火物により取鍋蓋を形成するので、取鍋蓋の施工性がよくなる。
請求項２の発明に係る取鍋蓋は、請求項１に記載の取鍋蓋であって、前記低密度耐火物は熱伝導率が８００℃以上の条件下において０．５８Ｗ／ｍ・℃以下である。
【００１１】
請求項２の発明によると、取鍋蓋の熱伝導率が小さくなっており、取鍋中の溶鋼から取鍋蓋の耐火物を通して取鍋蓋の外表面へ伝達される熱量は少なく抑制される。したがって、取鍋蓋の外表面は高温になりにくくなり、取鍋蓋の外表面から大気中へ無駄に放散される熱量も少なくなる。したがって、大気中へ放散される熱量の減少分だけ、取鍋が受鋼する溶鋼の温度を低下させることができる。
【００１２】
請求項３の発明に係る取鍋蓋は、請求項１又は請求項２に記載の取鍋蓋であって、前記低密度耐火物の周縁部に高密度耐火物を配置してある。
請求項３の発明によると、機械的強度を有する高密度耐火物が低密度耐火物の縁周りに配置されているので、取鍋蓋の取り扱い時に加わる様々な衝撃を高密度耐火物が吸収し、低密度耐火物が損傷することは防止され、取鍋蓋に耐久性が賦与されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１及び図２を参照して本発明の実施の形態の構成を説明する。
図１に示す取鍋１０は溶鋼Ｍを受鋼し、受鋼した溶鋼Ｍを中に入れたまま所定の軌道上を循環可能に構成されており、取鍋１０の上部に取鍋蓋１２が着脱可能に装着されている。取鍋１０の上部には鍋側係止部（図示せず）が形成されており、図２に示す取鍋蓋１２の蓋側係止部１４と係合可能になっており、これらの鍋側係止部と蓋側係止部１４とが係合し、取鍋蓋１２を取鍋１０に装着したまま開閉可能に構成されている。
【００１４】
図２に示すように、取鍋蓋１２は略円盤状をなし、その端に前記蓋側係止部が形成されている。取鍋蓋１２は耐火物１６よりなり、その外表面は鉄皮１８で覆われている（図１を参照）。耐火物１６は低密度耐火物１６ａと高密度耐火物１６ｂとからなっており、取鍋蓋１２の内表面において、取鍋蓋１２の縁部に高密度耐火物１６ｂがリング状をなしており、高密度耐火物１６ｂの内側に低密度耐火物１６ａがある。すなわち、低密度耐火物１６ａの周縁部に高密度耐火物１６ｂが配置されている。
【００１５】
低密度耐火物１６ａはＡｌ２Ｏ３を６４質量％含有し、ＳｉＯ２を３３質量％含有するシリカ−アルミナ質の不定形耐火物である。そして、低密度耐火物１６ａの嵩密度は８００ｋｇ／ｍ３であり、熱伝導率は８００℃以上の条件下において０．２９Ｗ／ｍ・℃であり、比熱は１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃となっている。
高密度耐火物１６ｂはＡｌ２Ｏ３を６２質量％含有し、ＳｉＯ２を３２質量％含有するムライト質の耐火物である。そして、高密度耐火物１６ｂの嵩密度は２５００ｋｇ／ｍ３であり、熱伝導率は１．５３Ｗ／ｍ・℃であり、比熱は１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃となっている。
【００１６】
なお、シリカ−アルミナ質不定形耐火物とは、その主な使用原料として、ロー石、耐火粘土焼成物（シャモレット）、フリントクレー、シリマナイト、カイヤナイト、合成ムライト、ボーキサイトが使用され、文献「不定形耐火物」（日本プライプリコ株式会社発行、昭和５４年５月１５日）等で説明されている。
本発明は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【００１７】
図３に示すように、取鍋１０が溶鋼Ｍを受鋼する際、取鍋蓋１２は取鍋１０から取り外され、受鋼後、取鍋蓋１２は取鍋１０に装着される。そして、溶鋼Ｍを中に有する取鍋１０は、取鍋蓋１２を装着したまま軌道上を循環して移動する。そして、取鍋１０内で溶鋼Ｍの二次精錬が行われる。この二次精錬中に取鍋１０内でガスが発生するため、二次精錬の開始前に取鍋蓋１２は取鍋１０から取り外され、ガスを排気する。二次精錬終了後、再び取鍋蓋１２は取鍋１０に装着され、連続鋳造機まで移動され、溶鋼Ｍは連続鋳造される。そして、溶鋼Ｍの連続鋳造を終えた後、取鍋１０は傾けられて内部のスラグを排滓する。スラグを排滓する際、取鍋蓋１２は取鍋１０に装着されたままとなっており、取鍋１０が傾動するにつれて、取鍋蓋１２は蓋側係止部１４を中心として相対回動し、取鍋１０の上部の一部が開く。スラグを排滓した後、取鍋蓋１２は元の姿勢に戻されて取鍋蓋１２は閉じられる。その後、取鍋１０を点検場所まで移動して取鍋１０の保守点検を行い、取鍋１０が溶鋼Ｍを受鋼して搬送する１回のサイクルを終了する。そして、次のサイクルにおいて、取鍋蓋１２は取鍋１０から再び取り外され、取鍋１０は溶鋼Ｍを受鋼する。
【００１８】
取鍋１０が受鋼する溶鋼Ｍは、取鍋１０内で１６００℃以上となっている。受鋼した溶鋼Ｍを中に有する取鍋１０は、取鍋蓋１２によって覆われており、取鍋１０内の溶鋼Ｍが外部に露出して溶鋼Ｍの温度が低下することは抑制されている。
【００１９】
また、取鍋蓋１２の内表面は１０００〜１２００℃の溶鋼Ｍ上のスラグ面にさらされており、溶鋼Ｍから輻射熱を受けている。取鍋蓋１２の内表面は縁部を除いて低密度耐火物１６ａから形成されているので、溶鋼Ｍからの輻射熱の大半は低密度耐火物１６ａが吸収して蓄積する。低密度耐火物１６ａの熱伝導率は８００℃以上の条件下において０．２９Ｗ／ｍ・℃であるので、取鍋蓋１２の内表面が溶鋼Ｍからの輻射熱を受けて熱せられても、取鍋蓋１２の外表面の鉄皮１８まで熱は伝わりにくく、大気と触れ合っている鉄皮１８の表面温度が高温となることは抑制されている。したがって、溶鋼Ｍを運搬中の取鍋蓋１２の外表面の鉄皮１８から、大気中へ無駄に放散される熱量も少量に抑制され、溶鋼Ｍの温度が低下することも抑制されている。すなわち、取鍋１０内の溶鋼Ｍから放散される熱量が少量であるので、取鍋１０へ受鋼される溶鋼Ｍの温度もその分だけ低くすることができる。
【００２０】
また、低密度耐火物１６ａの嵩密度は８００ｋｇ／ｍ３であり、比熱は１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃と小さくなっているので、これらの嵩密度と比熱との積に比例する低密度耐火物１６ａの熱容量も小さくなっている。したがって、取鍋蓋１２が取鍋１０内の溶鋼Ｍから受け取って内部に蓄積する熱量も少量に抑制され、取鍋１０から取り外された取鍋蓋１２より大気中へ無駄に放散される顕熱も少量となる。また、取り外されて冷却されていた取鍋蓋１２が取鍋１０に装着されると、取鍋蓋１２は少量の熱量を溶鋼Ｍから受け取って直ちに高温となり、取鍋蓋１２が溶鋼Ｍから受け取る熱量は少量であるので、取鍋１０へ受鋼される溶鋼Ｍの温度もその分だけ低くすることができる。
【００２１】
さらに、取鍋１０が溶鋼Ｍを受鋼する際、溶鋼Ｍを搬送している途中、二次精錬で発生するガスを取鍋１０から排気する際、スラグを排滓する際に、取鍋蓋１２には様々な衝撃力が働く。しかし、取鍋蓋１２の外表面は鉄皮１８によって覆われており、取鍋蓋１２の内表面においては低密度耐火物１６ａの周縁部に高密度耐火物１６ｂが配置されているので、低密度耐火物１６ａに直接衝撃力が働くことは防止されている。特に、取鍋蓋１２の取り外しや装着を行うとき、取鍋蓋１２の縁に衝撃力が加わることが多い。しかし、取鍋蓋１２の縁に加わる衝撃力は機械的強度が大きな高密度耐火物１６ｂに吸収され、低密度耐火物１６ａが損傷を受けることは防止されており、取鍋蓋１２の耐久性は高くなっている。
【００２２】
また、低密度耐火物１６ａは不定形耐火物であるので、取鍋蓋１２は施工性に優れている。
なお、本実施の形態において、低密度耐火物１６ａをなすシリカ−アルミナ質の不定形耐火物の組成はＡｌ２Ｏ３が６４質量％であり、ＳｉＯ２が３３質量％であるとしたが、これは一例であり、他の組成を有するシリカ−アルミナ質の不定形耐火物により低密度耐火物１６ａを形成可能であることは勿論である。
【００２３】
また、本実施の形態において、低密度耐火物１６ａの嵩密度は８００ｋｇ／ｍ３であり、熱伝導率は８００℃以上の条件下において０．２９Ｗ／ｍ・℃であり、比熱は１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃であるとしたが、これらの値は一例であり、嵩密度が１５００ｋｇ／ｍ３以下であり、熱伝導率が８００℃以上の条件下において０．５８Ｗ／ｍ・℃以下であれば、嵩密度、熱伝導率、比熱が他の値をとり得ることは勿論である。
【００２４】
さらに、本実施の形態において、高密度耐火物１６ｂはＡｌ２Ｏ３を６２質量％含有し、ＳｉＯ２を３２質量％含有するムライト質の耐火物であり、嵩密度が２５００ｋｇ／ｍ３、熱伝導率が１．５３Ｗ／ｍ・℃、比熱が１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃であるとしたが、これは一例であり、高密度耐火物１６ｂを他の機械的強度を有する耐火物とすることが可能であることは勿論である。
【００２５】
また、本実施の形態において、取鍋蓋１２を形成する耐火物１６は低密度耐火物１６ａ及び高密度耐火物１６ｂとからなるとしたが、取鍋蓋１２の耐火物１６を低密度耐火物１６ａのみによって形成することが可能であることは勿論である。
次に、本発明に係る取鍋蓋を用いて、大気中へ放散される熱量の検証試験を行った。
本検証試験では、以下に述べる発明例１及び２、比較例１及び２の４つの取鍋蓋を用いた。
【００２６】
発明例１の取鍋蓋は、本実施の形態において説明したものと同じ構成を有する。発明例１の取鍋蓋の低密度耐火物は東和耐火工業株式会社製のＴＯＷＡ  ＣＡＳＴＡＢＬＥ  ＣＦ１５−Ｓ−ＴＷにより形成した。この低密度耐火物はシリカ−アルミナ質の不定形耐火物であり、その組成はＡｌ２Ｏ３が６４質量％、ＳｉＯ２が３３質量％であり、嵩比重は８００ｋｇ／ｍ３であり、熱伝導率が８００℃以上で０．２９Ｗ／ｍ・℃、比熱が１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃である。また、高密度耐火物は、ムライト質の不定形耐火物により形成した。その組成はＡｌ２Ｏ３が６２質量％、ＳｉＯ２が３２質量％であり、嵩比重は２５００ｋｇ／ｍ３であり、熱伝導率が１．５３Ｗ／ｍ・℃、比熱が１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃である。発明例１の取鍋蓋の外表面の面積は１５ｍ２、厚さは１００ｍｍであり、この取鍋蓋が装着される取鍋の容量は３２０ｔである。
【００２７】
そして、出鋼中及び２次精錬中を除いて発明例１の取鍋蓋をこの取鍋に装着した。溶鋼を取鍋によって搬送する１回のサイクルに要する時間は１５０分であり、１サイクル中で取鍋蓋が取鍋に装着されている時間は６０％の９０分である。また、取鍋に装着された発明例１の取鍋蓋の鉄皮が露出している大気温度、取鍋から取り外された発明例１の取鍋蓋が放置されている大気温度はともに３０℃、発明例１の取鍋蓋を着脱する取鍋内の溶鋼表面のスラグ温度は１２００℃である。
【００２８】
発明例２の取鍋蓋も、本実施の形態において説明したものと同じ構成を有し、その低密度耐火物は東和耐火工業株式会社製のシリカ−アルミナ質の不定形耐火物であるＴＯＷＡ  ＣＡＳＴＡＢＬＥ  ＣＦ１５−Ｓ−ＴＷにより形成し、高密度耐火物はシリカ−アルミナ質の不定形耐火物により形成した。この高密度耐火物の組成はＡｌ２Ｏ３が４６質量％、ＳｉＯ２が４５質量％であり、嵩比重は２１００ｋｇ／ｍ３であり、熱伝導率が０．９８Ｗ／ｍ・℃、比熱が１．０５ｋＪ／ｋｇ・℃である。発明例２の取鍋蓋の外表面の面積は１１．５ｍ２、厚さは１００ｍｍであり、この取鍋蓋が装着される取鍋は容量が１９０ｔである。
【００２９】
そして、連続鋳造により鋳造中においてのみ発明例２の取鍋蓋を取鍋に装着することとした（図４を参照）。すなわち、１サイクル中で、取鍋蓋を取鍋に装着し、取り外す回数はそれぞれ１回だけであり、取鍋蓋が取鍋に装着されている時間は１サイクル中で５５分とした。また、発明例１の取鍋蓋と同様に、取鍋に装着された発明例２の取鍋蓋の鉄皮が露出している大気温度、取鍋から取り外された発明例２の取鍋蓋が放置されている大気温度はともに３０℃、発明例２の取鍋蓋を着脱する取鍋内の溶鋼上のスラグ温度は１２００℃である。
【００３０】
比較例１の取鍋蓋の外形は発明例１の取鍋蓋と同じであり、その耐火物をすべて高密度耐火物により形成し、発明例１と同じ条件で容量３２０ｔの取鍋に着脱することとした。
比較例２の取鍋蓋の外形は発明例２の取鍋蓋と同じであり、その耐火物をすべて高密度耐火物により形成し、発明例２と同じ条件で容量１９０ｔの取鍋に着脱することとした。
【００３１】
そして、発明例１及び２、比較例１及び２の各取鍋蓋について、１サイクル中で各取鍋蓋を取鍋に着脱する際に大気中へ放散される顕熱、各取鍋蓋が取鍋に装着されているときに鉄皮から大気中へ放散される熱量を調べた。
発明例１の取鍋蓋において、この取鍋蓋が取鍋より取り外される直前の低密度耐火物の温度分布と、取鍋に装着される直前の取鍋蓋の低密度耐火物の温度分布とを図５に示す。図５の縦軸は温度を示し、横軸は低密度耐火物の温度測定位置を取鍋蓋の内表面側からの距離により示している。取鍋より取り外される直前の温度分布の曲線と、取鍋に装着される直前の温度分布の曲線とに囲まれた部分（図５中の斜線部分）が、発明例１の取鍋蓋の着脱に伴って大気へ逃げる顕熱である。
【００３２】
図５と同様に同様に、比較例１の取鍋蓋においても、この取鍋蓋が取鍋より取り外される直前の高密度耐火物の温度分布と、取鍋に装着される直前の取鍋蓋の高密度耐火物の温度分布とを図６に示す。
図５に示される温度分布の結果と、発明例１の取鍋蓋を形成する低密度耐火物及び高密度耐火物の物性とから、取鍋より取り外された発明例１の取鍋蓋の外表面と裏面から大気へ放散される顕熱ロスを計算すると１６３ＭＪとなる。同様に、図６に示される温度分布の結果と、比較例１の取鍋蓋を形成する高密度耐火物の物性とから、取鍋より取り外された比較例１の取鍋蓋の外表面と裏面からから大気へ放散される顕熱ロスを計算すると３８９ＭＪとなる。
【００３３】
これらの顕熱ロスの量を比較すると、発明例１の取鍋蓋の顕熱ロスの方が、比較例１の取鍋蓋の顕熱ロスよりも２２６ＭＪ少ない。取鍋が受鋼する際と、二次精錬で発生したガスを取鍋から排気する際に、取鍋蓋の着脱が行われ、大気中に放置されているので、１サイクル中で取鍋蓋から顕熱が大気へ２回放散されている。このため、１サイクル中で発明例１の取鍋蓋から大気へ逃げる顕熱は、１サイクル中で比較例１の取鍋蓋から大気へ逃げる顕熱よりも、２２６ＭＪ×２＝４５２ＭＪだけ少ないこととなる。すなわち、発明例１の取鍋蓋を用いる場合は、比較例１の取鍋蓋を用いる場合に比べ、取鍋蓋が溶鋼から受け取って蓄積して大気へ放散する熱量は４５２ＭＪだけ少なくなり、この４５２ＭＪ分だけ取鍋が受鋼する際の溶鋼温度は低くてもよいこととなる。この４５２ＭＪに相当する溶鋼の温度は１．７℃と計算される。なお、この計算では溶鋼の比熱を０．８４ｋＪ／ｋｇ・℃とした（以下同じ）。
【００３４】
また、図５より、取鍋に装着されている発明例１の取鍋蓋において、鉄皮と接する位置の低密度耐火物の温度は１４２℃であり、その鉄皮は１４２℃となっていることがわかる。同様に、図６より、取鍋に装着されている比較例１の取鍋蓋において、鉄皮と接する位置の高密度耐火物の温度は３３３℃であり、その鉄皮は３３３℃となっていることがわかる。発明例１の取鍋蓋の鉄皮の温度の方が、比較例１の取鍋蓋の鉄皮の温度よりも１９１℃低くなっており、その分だけ鉄皮から大気へ輻射と対流熱伝達により放散される熱量も少ない。この大気へ放散される熱量の差を計算すると単位時間当たり１０５ｋＷとなる。
【００３５】
発明例１の取鍋蓋及び比較例１の取鍋蓋において、各取鍋蓋が取鍋に装着されている時間は１サイクル中９０分であるので、１サイクル中に取鍋に装着されている発明例１の取鍋蓋の鉄皮から大気へ放散される熱量は、１サイクル中に取鍋に装着されている比較例１の取鍋蓋の鉄皮から大気へ放散される熱量よりも、１０５ｋＷ×９０ｍｉｎ＝５６７ＭＪだけ少ないこととなる。すなわち、発明例１の取鍋蓋を用いることで、比較例１の取鍋蓋を用いる場合に比べ、取鍋蓋を介して溶鋼から放散される熱量は５６７ＭＪだけ少なくなり、５６７ＭＪ分だけ取鍋が受鋼する際の溶鋼温度は低くてもよいこととなる。この５６７ＭＪに相当する溶鋼の温度は２．１℃と計算される。
【００３６】
したがって、発明例１の取鍋蓋を用いることで、比較例１の取鍋蓋を用いるよりも、大気中へ放散される熱量は、前記４５２ＭＪと５６７ＭＪの合計で１０１９ＭＪが抑制可能であり、取鍋が受鋼する際の溶鋼の温度を３．８℃低くできることが確認された。
次に、図５と同様の図７に、発明例２の取鍋蓋において、この取鍋蓋が取鍋から取り外される直前の低密度耐火物の温度分布と、取鍋に装着される直前の取鍋蓋の低密度耐火物の温度分布とをそれぞれ示す。また、図６と同様の図８に、比較例２の取鍋蓋において、この取鍋蓋が取鍋から取り外される直前の高密度耐火物の温度分布と、取鍋に装着される直前の取鍋蓋の高密度耐火物の温度分布とをそれぞれ示す。
【００３７】
図７及び図８に示される温度分布の各結果並びに発明例２及び比較例２の各取鍋蓋を形成する耐火物の物性より、発明例１の取鍋蓋と比較例１の取鍋蓋とを比較した場合と同様に、取鍋より取り外された発明例２の取鍋蓋から大気へ放散される顕熱８４ＭＪは、取鍋より取り外された比較例２の取鍋蓋から大気へ放散される顕熱１６１ＭＪよりも７７ＭＪ少ないことがわかる。
【００３８】
１サイクル中で発明例２の取鍋蓋及び比較例２の取鍋蓋の着脱は１回しかなされないので、１サイクル中で発明例２の取鍋蓋から大気へ放散される顕熱は、１サイクル中で比較例２の取鍋蓋から大気へ放散される顕熱よりも、７７ＭＪだけ少ないこととなる。すなわち、発明例２の取鍋蓋を用いることで、比較例２の取鍋蓋を用いる場合に比べ、取鍋蓋が溶鋼から受け取って蓄積して大気へ放散する熱量は７７ＭＪだけ少なくなり、この７７ＭＪ分だけ取鍋が受鋼する際の溶鋼の温度は低くてもよいこととなる。この７７ＭＪに相当する溶鋼の温度は０．４８℃と計算される。
【００３９】
また、発明例１の取鍋蓋及び比較例１の取鍋蓋と同様に、取鍋に装着されている発明例２の取鍋蓋の鉄皮及び比較例２の取鍋蓋の鉄皮から大気へ放散される熱量を比較する。図７及び図８より、発明例２の取鍋蓋の鉄皮の温度（１６９℃）の方が、比較例２の取鍋蓋の鉄皮の温度（３１４℃）よりも１４５℃低くなっており、鉄皮から大気へ放散される熱量もその分だけ少ないことがわかる。この大気へ放散される熱量の差を計算すると単位時間当たり６２ｋＷとなる。
【００４０】
発明例２の取鍋蓋及び比較例２の取鍋蓋において、各取鍋蓋が取鍋に装着されている時間は１サイクル中５５分であるので、１サイクル中に発明例２の取鍋蓋から大気へ逃げる熱量は、１サイクル中に比較例２の取鍋蓋から大気へ逃げる熱量よりも、６２ｋＷ×（５５ｍｉｎ×６０ｓｅｃ／ｍｉｎ）＝２０５ＭＪだけ少なくなり、２０５ＭＪ分だけ取鍋が受鋼する際の溶鋼温度は低くてもよいこととなる。この２０５ＭＪに相当する溶鋼の温度は１．２８℃と計算される。
【００４１】
したがって、発明例２の取鍋蓋を用いることで、比較例２の取鍋蓋を用いるよりも、大気中へ放散される熱量は前記７７ＭＪと２０５ＭＪの合計で２８２ＭＪが抑制可能であり、受鋼する際の溶鋼の温度を１．８℃低くできることが確認された。
次に、本発明に係る取鍋蓋を用いて、取鍋蓋の耐久性の検証試験を行った。
【００４２】
本検証試験では、以下に述べる発明例３及び４、比較例３の３つの取鍋蓋を用いた。
発明例３の取鍋蓋は、前述した発明例１の取鍋蓋と全く同一の構成を有する。発明例４の取鍋蓋は、耐火物がすべて低密度耐火物により形成されている点を除いて、前述した発明例１の取鍋蓋と同一の構成を有する。比較例３の取鍋蓋は、前述した比較例１の取鍋蓋と全く同一の構成を有する。
【００４３】
発明例３及び４、比較例３の各取鍋蓋について、前述の発明例１の場合と同様に、３２０ｔの取鍋への着脱をそれぞれ行って溶鋼を搬送した。そして、各取鍋蓋について、それぞれの耐火物にメンテナンスを必要とする損傷を生ずることなく溶鋼の搬送を行うことができたサイクル数を数えた。
【００４４】
取鍋蓋の縁部に高密度耐火物をリング状に配置した発明例３の取鍋蓋は、１５０サイクルを終了した後、メンテナンスを必要とする損傷を耐火物に生じた。耐火物がすべて低密度耐火物により形成されている発明例４の取鍋蓋は、５０サイクルを終了した後、メンテナンスを必要とする損傷を耐火物に生じた。比較例３の取鍋蓋は、１５０サイクルを終了した後、メンテナンスを必要とする損傷を耐火物に生じた。
したがって、低密度耐火物の周縁部に高密度耐火物をリング状に配置することで、低密度耐火物の損傷が防止され、発明例３の取鍋蓋は比較例３の取鍋蓋と同等の耐久性を有することが確認された。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、上記のような取鍋蓋であるので、大気中へ放散される熱量を抑制可能とする取鍋蓋を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る取鍋蓋を装着された取鍋の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る取鍋蓋の内表面図である。
【図３】溶鋼を搬送する取鍋の１サイクルの説明図である。
【図４】発明例２の取鍋蓋が着脱される取鍋の１サイクルの説明図である。
【図５】発明例１の取鍋蓋における低密度耐火物の温度分布図である。
【図６】比較例１の取鍋蓋における高密度耐火物の温度分布図である。
【図７】発明例２の取鍋蓋における低密度耐火物の温度分布図である。
【図８】比較例２の取鍋蓋における高密度耐火物の温度分布図である。
【符号の説明】
１０    取鍋
１２    取鍋蓋
１４    蓋側係止部
１６    耐火物
１６ａ    低密度耐火物
１６ｂ    高密度耐火物
１８    鉄皮
Ｍ    溶鋼
【図１】
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【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】
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【図８】
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