溶湯接触形の断熱れんが壁
【課題】コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高めることができる耐熱れんが壁を提供することができる。
【解決手段】耐熱れんが壁３は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんが１と、ドロマイト系の複数の第２れんが２とを組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面３０を形成する。溶湯接触面３０において、複数の第１れんが１を直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんが２が第１れんが１間に配置されている。
【解決手段】耐熱れんが壁３は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんが１と、ドロマイト系の複数の第２れんが２とを組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面３０を形成する。溶湯接触面３０において、複数の第１れんが１を直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんが２が第１れんが１間に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶湯が接触する断熱れんが壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、金属溶湯を溜める炉体に内張されている耐熱れんが壁は、マグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れた複数のれんがを組み付けて形成されている（例えば、特許文献１）。しかしマグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れたれんがは、耐溶損性が優れているものの、コストが高い。このため、炉のうち耐熱性が特に要請される領域は、マグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れたれんがを連続させて組み付けて形成するものの、炉のうち耐熱性が特に要請されない領域は、マグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れた高価なれんがではなく、ドロマイト等の廉価なれんがを連続させて組み付けて形成することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した技術によれば、炉のうち耐熱性が特に要請されない領域は、ドロマイト等の安いれんがを連続させて組み付けて形成している。この領域はかなり広い面積であり、個別のれんがの大きさという敷設レベルではない。このような技術によれば、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高めには限界がある。本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、個別のれんがの大きさという敷設レベルにおいて、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高めることができる溶湯接触形の耐熱れんが壁を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明者は、鉄系（溶鋼および溶銑を含む）、アルミニウム系、銅系、チタン系といった金属溶湯に接触する溶湯接触形の耐熱れんが壁について鋭意開発を進めている。そして本発明者は、溶湯接触形耐熱れんが壁において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんがと、ドロマイト系の複数の第２れんがとを耐熱れんが壁を組み付けて形成し、耐熱れんが壁の溶湯接触面において、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんがが、耐溶損性が優れた第１れんが間に配置されている敷設構造を採用すれば、耐溶損性が優れた第１れんがに、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがが短距離で接近するため、耐溶損性が低めの第２れんがは、耐溶損性が優れた第１れんがの成分の影響を受け易くなり、結果として、耐熱れんが壁が金属溶湯と長時間にわたり接触したとしても、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがの溶損が抑制され、第２れんがの残厚は確保され易くなるものと推察される。
【０００６】
（２）本発明に係る溶湯接触形耐熱れんが壁は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんがと、ドロマイト系の複数の第２れんがとを第１組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面を形成する耐熱れんが壁であって、溶湯接触面において、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんがが第１れんが間に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
複数のマグネシア・クロム系の第１れんがを直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんがおよび第２れんがが連続して並設されているれんが個数の合計が１０個（２０個）以内という敷設レベルにおいて、耐溶損性が優れた第１れんがに、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがが短距離で接近する。このため、耐熱れんが壁と金属溶湯とが接触しているとき、耐溶損性が低めの第２れんがは、耐溶損性が優れた第１れんがの成分の影響を受け易くなる。結果として、耐熱れんが壁が金属溶湯と長時間にわたり接触したとしても、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがの溶損が抑制され、第２れんがの残厚は確保され易くなるものと推察される。
【０００８】
第１れんがはマグネシア・クロム系であり、優れた耐溶損性を有するが、コストが高い。第２れんがはドロマイト系であり、マグネシア・クロム系よりは耐溶損性が低下しているものの、コストが安い。第１れんがおよび第２れんがのサイズは基本的には同じにできる。第１れんがのサイズは、特に限定されるものではないが、図２において、ａは５０〜３００ミリメートル，ｂは５０〜１５０ミリメートル，ｃは１００〜１０００ミリメートルが例示される。但し寸法はこれに限定されるものではない。ａ，ｂは溶湯接触面を形成する。ｃは奥行きを形成する。
好ましくは、縦方向および横方向において、第１れんがおよび第２れんがが交互に千鳥配列で配置されている。千鳥配列は、第１れんがおよび第２れんがが１個づつ千鳥配列されていることが好ましい。また千鳥配列は、第１れんがおよび第２れんがが２個づつ千鳥配列されていることが好ましい。また千鳥配列は、連続して並設された第１れんがの個数をＮｍ個とし、連続して並設された第２れんがの個数をＮｄ個とし、第１レンガおよび第２れんがを交互に千鳥配列させていることが好ましい。この場合、Ｎｍ≧Ｎｄ、あるいは、Ｎｄ／Ｎｍ＝０．１０〜０．９０の範囲、０．２０〜０．８５の範囲、０．３０〜０．７５の範囲とすることが好ましい。なお、Ｎｄ／Ｎｍとしては０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下が例示される。
【０００９】
好ましくは、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された第１れんがで形成された第１れんがの組の間において、２個の第２れんがが配置されている。好ましくは、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された第１れんがで形成された第１れんがの間において、１個の第２れんがが配置されている。好ましくは、第１れんがおよび第２れんがは同じサイズとして形成されている。場合によっては、第１れんがおよび第２れんがは異なるサイズとして形成されていても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める溶湯接触形の耐熱れんが壁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図２】実施形態１に係り、第１れんがの概念図である。
【図３】実施形態２に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図４】実施形態３に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図５】実施形態４に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図６】実施形態５に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図７】実施形態６に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図８】実施形態７に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図９】実施形態８に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図１０】実施形態９に係り、耐熱れんが壁を内張した炉の概念図である。
【図１１】試験例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ドロマイトれんがは一般的には質量比でCaO含有量が１０％以上、MgO含有量は３５％以上であり、場合によっては少量のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３などを含有することがある。マグネシア・クロム質耐火れんがは、マグネシアにクロム酸化物（Ｃｒ２Ｏ３）を含有するれんがであり、質量比でマグネシアが５０％以上含有する。マグネシア・クロム質耐火れんがにおいてクロム酸化物は質量比で４％以上含有されており、４〜４０％、または、１５〜３０％含有されていることが多い。
【００１３】
横方向（矢印Ｈ方向）において、耐溶損性が高いマグネシア・クロム系の第１れんがの群において、ドロマイト系の第２れんがの周囲は、耐溶損性が高い第１れんがで包囲されており、単位領域あたり、第２れんがは複数の第１れんがで包囲されて、横方向（矢印Ｈ方向）において１個または２個として孤立していることが好ましい。また、縦方向（矢印Ｐ方向）において、ドロマイト系の第２れんがは複数の第１れんがで包囲されて、１個のみ、または、２個のみで孤立していることが好ましい。この場合、ドロマイト系の第２れんがの孤立性が高くなるため、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがは、耐溶損性が高いマグネシア・クロム質第１れんがの影響を受け易くなる。更に、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、ドロマイト系の第２れんがは１個のみ、または、２個のみで孤立していることが好ましい。この場合、ドロマイト系の１個の第２れんがの耐溶損性は改善される。要するに、第２れんがは複数の第１れんがで包囲されて、連続並設性が低下していることが好ましい。
【００１４】
（実施形態１）
図１は実施形態１の概念を示す。図１に示すように、耐熱れんが壁３は、溶鋼や溶銑等の溶湯と接触する溶湯接触面３０を形成する。溶湯接触面３０において、縦方向（矢印Ｐ方向，高さ方向に相当）および横方向（矢印Ｈ方向，水平方向に相当）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝１)の第１れんが１（定形れんが）と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝１)の第２れんが２（定形れんが）が１個づつ個別に交互に千鳥配列で配置されている。
【００１５】
図１に示すように、縦行Ａ３の第１れんが１の上面１ｕは、その上の縦行Ａ４の第１れんが１の下面１ｄと縦行Ａ４の第２れんが２の下面２ｄとに対面する。縦行Ａ３の第１れんが１の下面１ｄは、その下の縦行Ａ２の第１れんが１の上面１ｕと縦行Ａ２の第２れんが２の上面２ｕとに対面する。また、図１に示すように、縦行Ａ２の第２れんが２の上面２ｕは、その上の縦行Ａ３の第１れんが１の下面１ｄと縦行Ａ３の第２れんが２の下面２ｄとに対面する。縦行Ａ２の第２れんが２の下面２ｄは、その下の縦行Ａ１の第１れんが１の上面１ｕと縦行Ａ１の第２れんが２の上面２ｕとに対面する。このようにマグネシア・クロム系の第１れんが１と、ドロマイト系の第２れんが２（定形れんが）とが水平方向（矢印Ｈ方向）にずらしつつ、１個づつ個別に交互に千鳥配列で配置されている。
【００１６】
第１れんが１はマグネシア・クロム系であり、マグネシアおよびクロム酸化物を主要原料としており（質量比５０％以上がマグネシア）、コストが高い。クロムはクロム酸化物を意味する。第２れんが２はドロマイト系であり、マグネシア・クロム系よりは耐溶損性が低下しているものの、コストが安い。基本的には、第１れんが１および第２れんが２は同じサイズとして形成されている。第１れんが１および第２れんが２は焼成されていることが好ましい。
【００１７】
第１れんが１のサイズは、特に限定されるものではないが、図２において、ａは５０〜３００ミリメートル，ｂは５０〜１５０ミリメートル，ｃは１００〜１０００ミリメートルが例示される。ａ，ｂは溶湯接触面３０を形成する。ｃは奥行き（厚み）を形成する。第１れんが１は、必要に応じて、他の成分としてＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＳｉＯ２のうちの少なくとも１種を０．１〜１５質量％含むことができる。第２れんが２は、必要に応じて、他の成分としてＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２のうちの少なくとも１種を０．１〜１０質量％含むことができる。本実施形態は、ＡＯＤ炉、取鍋等の炉の耐熱壁に適用できる。
【００１８】
本実施形態によれば、上記したように図１に示すように第１れんが１および第２れんが２を千鳥配列状に敷設されている。このため、縦行Ａ１において、矢印Ｈ方向において、第２れんが２および第１れんが１は交互に配置されており、第２れんが２は第１れんが１に接近している。縦行Ａ２においては水平方向（矢印Ｈ方向）に沿って更にずらして配置する。縦行Ａ３においては矢印Ｈ方向に更にずらして配置する。この場合、耐熱れんが壁３が金属溶湯と接触する時間が長くなると、ドロマイト系の第２れんが２は本来的には耐溶損性が低いものであり、ドロマイト系の第２れんが２の残厚は本来的には確保されにくいものである。しかし本実施形態のように、図１に示す千鳥配列させる敷設構造であれば、耐溶損性が充分ではない第２れんが２が、耐溶損性が高い第１れんが１と短距離で接近する。このため、耐溶損性が低めのドロマイト系の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の成分の影響を受ける等し、第２れんが２の溶損が抑制され、第２れんが２の残厚は確保され易い。
【００１９】
なお、図１から理解できるように、千鳥配列といえども、矢印Ｐ方向においては、第２れんが２は複数個連続して配置されていることになる。しかし図１に示すように第２れんが２は第１れんが１に接近しつつ隣設されている。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんが２は、耐溶損性が優れた第１れんが１の影響を受け、第２れんが２の耐溶損性は改善されるものと思料される。
【００２０】
（実施形態２）
図３は実施形態２の概念を示す。図３に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、縦方向（矢印Ｐ方向）および横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝２)の第１れんが１と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝２)の第２れんが２が交互に千鳥配列で配置されている。第１れんが１はマグネシア・クロム系であり、優れた耐溶損性を有するが、コストが高い。第２れんが２はドロマイト系であり、マグネシア・クロム系よりは耐溶損性が低下しているものの、コストが安い。基本的には、第１れんが１および第２れんが２は同じサイズとして形成されている。第１れんが１および第２れんが２は焼成されていることが好ましいが、場合によっては非焼成れんがでも良い。本実施形態は、ＡＯＤ炉、取鍋等の炉の耐熱壁に適用できる。本実施形態のような敷設構造であれば、矢印Ｈ方向および矢印Ｐ方向において、耐溶損性が充分ではない第２れんが２が、耐溶損性が高い第１れんが１と短距離で接近する。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではないドロマイト系の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の成分の影響を受ける等し、結果として、第２れんが２の溶損が抑制され、第２れんが２の残厚は確保され易い。コストを低減させつつ、溶鋼や溶銑等の金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００２１】
なお、図３から理解できるように、千鳥配列といえども、矢印Ｐ方向においては、第２れんが２は複数個連続して配置されていることになる。しかし図３に示すように第２れんが２は第１れんが１に接近しつつ隣設されている。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんが２は、耐溶損性が優れた第１れんが１の影響を受け、第２れんが２の耐溶損性は改善されるものと思料される。
【００２２】
（実施形態３）
図４は実施形態３の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図４に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝２)の第１れんが１と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝１)の第２れんが２が交互に千鳥配列で配置されている。すなわち、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の２個の第１れんが１と、ドロマイト系の１個の第２れんが２が交互に配置されている。更に、縦方向（矢印Ｐ方向）の縦段が異なると、横方向（矢印Ｈ方向）にずらされている。この結果、第１れんが１および第２れんが２は、千鳥配列の１態様を示す。
【００２３】
ここで、図４に示すように、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を水平方向に沿って直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、２個（複数個）以上連続して並設された第１れんが１で形成された第１れんが１の組１ｗが配置されている。図４に示すように、隣設する組１ｗの間において、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２が配置されている。基本的には、第１れんが１および第２れんが２は同じサイズとして形成されている。
【００２４】
このような本実施形態によれば、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんが１および第２れんが２が連続して並設されているれんが個数の合計が１０個以内という敷設レベルにおいて、２個（Ｎｍ＝２）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。矢印Ｈ方向に隣設する組１ｗ間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。図４に示すように、ドロマイト系の１個の第２れんが２の外縁２１，２２，２３，２４の周囲は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されている。従って、図４に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第２れんが２の群においてドロマイト系の第２れんが２は１個（単数）のみで孤立している。このため本実施形態のような敷設構造であれば、耐溶損性が充分ではない第２れんが２は、耐溶損性が高い第１れんが１と短距離で接近することができる。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではないドロマイト系の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の成分の影響を受ける等する。結果として、第２れんが２の溶損が抑制され、第２れんが２の残厚は確保され易い。従って、コストを低減させつつ、溶鋼や溶銑等の金属溶湯に対して耐溶損性を高めることができる。このような本実施形態によれば千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。なお変形形態としては、Ｎｍは２個以上、３個以上、４個以上、５個以上にできる。Ｎｄは１個または２個とすることが好ましい。
【００２５】
（実施形態４）
図５は実施形態４の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝３)の第１れんが１と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝１)の第２れんが２とが交互に配置されている。すなわち図５に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の３個（複数）の第１れんが１と、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２とが交互に配置されている。更に矢印Ｐ方向における段が変更されると、交互配置形態を矢印Ｈ方向においてずらせる。この場合、水平方向（矢印Ｈ方向）において、れんが１，２の半分ずらせることが好ましい。このようにして千鳥配列の１態様が形成される。
【００２６】
図５に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の複数の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、３個（Ｎｍ＝３）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。図５に示すように、隣設する組１ｗ間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。この結果、図５に示すように、ドロマイト系の１個の第２れんが２の外縁２１，２２，２３，２４の周囲（四方）は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されている。従って、図５に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の群において、ドロマイト系の１個の第２れんが２はその周囲をマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されつつ、１個（単数）で孤立している領域が形成されている。このため矢印Ｈ方向および矢印Ｐ方向においても、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１に短距離で接近している。このためドロマイト系の１個の第２れんが２の耐溶損性は改善される。
【００２７】
このような本実施形態によれば、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんが１および第２れんが２が連続して並設されている個数の合計が１０個以内という敷設レベルにおいて、Ｎ個（Ｎ＝３個）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。隣設する組１ｗの間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。このような本実施形態によれば千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、溶鋼や溶銑等の金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００２８】
（実施形態５）
図６は実施形態５の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図６に示すように、縦行Ａ１，Ａ２では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の２個の第１れんが１の組１ｗと、ドロマイト系の１個の第２れんが２とが交互に配置されている。その上側の縦行Ａ３では、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の１個の第１れんが１と、ドロマイト系の１個の第２れんが２とが交互に配置されている。
【００２９】
図６に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、２個（Ｎｍ＝２）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。隣設する組１ｗ間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。このような本実施形態によれば千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３０】
（実施形態６）
図７は実施形態６の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図７に示すように、縦行Ａ１，Ａ３，Ａ４では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の２個（複数）連続する第１れんが１の組１ｗと、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２とが交互に配置されている。縦行Ａ２，Ａ５では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の３個（複数）連続する第１れんが１の組と、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２とが交互に配置されている。このような本実施形態によれば、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんが１および第２れんが２が連続して並設されている個数の合計が１０個以内という敷設レベルにおいて、千鳥配列の１種を構成できる。このような本実施形態によれば、千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３１】
（実施形態７）
図８は実施形態７の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図８に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、縦列である縦行Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１のみが並設されている。縦方向においてその間に位置する縦行Ａ２，Ａ４，Ａ６……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、ドロマイト系の第２れんが２のみが並設されている。従って、縦方向（矢印Ｐ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１と、ドロマイト系の第２れんが２とが交互に配置されている。このような本実施形態によれば、縦方向（矢印Ｐ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１と、ドロマイト系の第２れんが２とが交互に配置されており、千鳥配列の１態様が形成されている。従って、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３２】
（実施形態８）
図９は実施形態８の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図９に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、縦行Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１のみが連続して並設されている。縦方向においてその間における縦行Ａ２，Ａ４，Ａ６……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１とドロマイト系の第２れんがとが１個（単数）づつ交互に並設されている。このような本実施形態によれば、千鳥配列の１態様が形成されている。この結果、図９に示すように、ドロマイト系の１個の第２れんが２の四方の外縁２１，２２，２３，２４の周囲は、耐溶損性に優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されている。従って、図９に示すように、マグネシア・クロム系の第１れんが１の群において、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、ドロマイト系の第２れんが２は１個（単数）のみで孤立している。このため後述する試験例によれば、ドロマイト系の孤立した１個の第２れんが２の耐溶損性は改善される。従って、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３３】
（実施形態９）
図１０は実施形態９の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図１０はＡＯＤ炉１００を示す。この炉１００は、金属製の容器状の炉体１０１と、炉体１０１の内側に内張りされた耐熱れんが壁２００と、耐熱れんが壁２００の下部に設けられアルゴンガスや窒素ガス等のガスを吹き込む吹込通路３００とを有する。耐熱れんが壁２００は側壁２１０と底壁２４０とで形成されている。側壁２１０のうち吹込通路３００付近の第１領域２１０ｆは使用条件が厳しく、溶損が発生しやすいため、マグネシア・クロム系の第１れんが１のみで形成されており、溶損が大きい第２れんが２は敷設されていない。これに対して、側壁２１０のうち吹込通路３００から離れた第２領域２１０ｓでは、使用条件は吹込通路３００付近ほどは厳しくないため、マグネシア・クロム系の第１れんが１とドロマイト系の第２れんが２とを敷設して形成されている。この場合、前記した実施形態１〜９のうちのいずれかで敷設されている。このような本実施形態によれば、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３４】
（試験例）
横軸形で回転可能な試験炉に耐熱れんが壁３を内張りして試験を実際に行った。この場合、金属溶湯(溶鋼，１７５０℃)を試験炉の炉室に挿入した状態で、バーナで１７５０℃に加熱させつつ試験炉を横軸形で２０時間、試験炉の軸線回りで試験炉を連続的に回転させた。試験後に、内張されていた第１れんが１および第２れんが２の残厚を測定した。この場合、図２における中央軌跡ｅについて残厚を測定した。比較例１では、耐溶損性が高いマグネシア・クロム系の第１れんが１を３個連続して組１ｗを形成し、この組を並設させて耐熱れんが壁３を形成した。比較例２では、耐溶損性が必ずしも充分ではないドロマイト系の第２れんが２を３個連続して組１ｒを形成し、この組１ｒを並設させて耐熱れんが壁３を形成した。
【００３５】
本発明品に相当する試験例１は、第１れんが１の並設方向において、２個並設したマグネシア・クロム系の第１れんが１の組１ｗの間に、１個のドロマイト系の第２れんが２を敷設して耐熱れんが壁３を形成した。本発明品に相当する試験例２では、第１れんが１の並設方向において、２個並設したマグネシア・クロム系の第１れんが１の組１ｗの間に、２個のドロマイト系の第２れんが２を敷設して耐熱れんが壁３を形成した。比較例３では、２個並設したマグネシア・クロム系の第１れんが１の組１ｗの間に、３個のドロマイト系の第２れんが２を敷設して耐熱れんが壁を形成した。この試験において、第１れんが１のサイズは、特に限定されるものではないが、ａ（図２参照）は４０ミリメートル，ｂは１１０ミリメートル，ｃは６０ミリメートルとされていた。第２れんが２についても同様である。更に、第１れんが１を１００％とするとき、第１れんが１は基本的には質量％でマグネシアを７０％、クロム酸化物を２０％含む。第２れんが２を１００％とするとき、第２れんが２は基本的には質量％でマグネシアを７５％、カルシアを２０％含む。
【００３６】
試験結果を図１２に示す。図１２の縦軸は第１れんが１および第２れんが２の残厚係数を示す。この場合、第１れんが１を連続して３個並設した形態である比較例１に係る第１れんが１の厚みを１００と相対表示したとき、各れんがの厚みを残厚係数として示す。比較例１では、溶損が少なく残厚係数は１００でありかなり良好であった。比較例２では、溶損が大きく、残厚係数は４０であり良好ではなかった。試験例１では、残厚係数については、端の第１れんが１は１００であり、中央の第２れんが２は７０であり、残厚係数が４０の場合（比較例２）よりも改善されていた。その理由としては、耐溶損性が低いドロマイト系の第２れんが２は、これと隣設する耐溶損性が良好なマグネシア・クロム系の第１れんが１の影響を受けたものと推定される。
【００３７】
更に図１２に示すように、試験例２では、残厚係数については、端の第１れんが１は１００であり、中央の２個の第２れんが２は６０であり、残厚係数が４０の場合（比較例２）よりも改善されていた。上記したように耐溶損性が低いドロマイト系の第２れんが２の残厚係数が改善される理由としては、耐溶損性が低い第２れんが２と耐溶損性が良好な第１れんが１とが隣設するとき、耐溶損性が低い第２れんが２は、耐溶損性が良好な第１れんが１の影響を受けたものと推定される。比較例３では、残厚係数については、端の第１れんが１は１００であったものの、中央の１個の第２れんが２は４０であり、比較例２の場合と残厚係数が同様であった。このように第２れんが２が３個連続して並設されると、耐溶損性が低下することがわかる。
【００３８】
（その他）本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。上記したように縦方向（矢印Ｐ方向，高さ方向に相当）および横方向（矢印Ｈ方向，水平方向に相当）のうちの一方において、マグネシア・クロム系の耐溶損性に優れたＮｍ個(複数，Ｎｍ＝２以上)の第１れんが１と、ドロマイト系の耐溶損性が必ずしも充分ではないＮｄ個(Ｎｄ＝１ｏｒ２)の第２れんがが交互に配列で配置されていることが好ましい。更に、当該配列は、縦方向および横方向のうちの他方においてずらして敷設されることが好ましい。このような千鳥配列を形成しても良い。単位面積あたりの敷設密度としては、第２れんが２の敷設密度よりも第１れんが１の敷設密度を相対的に高くすることができる。上記した各実施形態において矢印Ｐ方向は高さ方向に相当し、矢印Ｈ方向は水平方向に相当するが、これに限らず、矢印Ｐ方向を水平方向（横方向）に相当し、矢印Ｈ方向を高さ方向（縦方向）に相当するようにしても良い。本明細書から次の技術的思想も把握できる。
【００３９】
［付記項１］耐溶損性が優れた複数の第１れんがと、第１れんがよりも耐溶損性が低い複数の第２れんがとを第１組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面を形成する耐熱れんが壁であって、溶湯接触面において、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんがが第１れんが間に配置されていることを特徴とする断熱れんが壁。
【００４０】
この場合、第１レンガは、第２れんがよりも耐溶損性が優れたものであり、マグネシア・クロム質れんがの他に、マグネシア・スピネル質れんがが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は例えばＡＯＤ炉、取鍋等の炉の耐熱壁に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１は第１れんが、２は第２れんが、３は断熱れんが壁、３０は溶湯接触面を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶湯が接触する断熱れんが壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、金属溶湯を溜める炉体に内張されている耐熱れんが壁は、マグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れた複数のれんがを組み付けて形成されている（例えば、特許文献１）。しかしマグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れたれんがは、耐溶損性が優れているものの、コストが高い。このため、炉のうち耐熱性が特に要請される領域は、マグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れたれんがを連続させて組み付けて形成するものの、炉のうち耐熱性が特に要請されない領域は、マグネシア・クロム系等の耐溶損性が優れた高価なれんがではなく、ドロマイト等の廉価なれんがを連続させて組み付けて形成することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した技術によれば、炉のうち耐熱性が特に要請されない領域は、ドロマイト等の安いれんがを連続させて組み付けて形成している。この領域はかなり広い面積であり、個別のれんがの大きさという敷設レベルではない。このような技術によれば、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高めには限界がある。本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、個別のれんがの大きさという敷設レベルにおいて、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高めることができる溶湯接触形の耐熱れんが壁を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明者は、鉄系（溶鋼および溶銑を含む）、アルミニウム系、銅系、チタン系といった金属溶湯に接触する溶湯接触形の耐熱れんが壁について鋭意開発を進めている。そして本発明者は、溶湯接触形耐熱れんが壁において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんがと、ドロマイト系の複数の第２れんがとを耐熱れんが壁を組み付けて形成し、耐熱れんが壁の溶湯接触面において、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんがが、耐溶損性が優れた第１れんが間に配置されている敷設構造を採用すれば、耐溶損性が優れた第１れんがに、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがが短距離で接近するため、耐溶損性が低めの第２れんがは、耐溶損性が優れた第１れんがの成分の影響を受け易くなり、結果として、耐熱れんが壁が金属溶湯と長時間にわたり接触したとしても、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがの溶損が抑制され、第２れんがの残厚は確保され易くなるものと推察される。
【０００６】
（２）本発明に係る溶湯接触形耐熱れんが壁は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんがと、ドロマイト系の複数の第２れんがとを第１組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面を形成する耐熱れんが壁であって、溶湯接触面において、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんがが第１れんが間に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
複数のマグネシア・クロム系の第１れんがを直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんがおよび第２れんがが連続して並設されているれんが個数の合計が１０個（２０個）以内という敷設レベルにおいて、耐溶損性が優れた第１れんがに、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがが短距離で接近する。このため、耐熱れんが壁と金属溶湯とが接触しているとき、耐溶損性が低めの第２れんがは、耐溶損性が優れた第１れんがの成分の影響を受け易くなる。結果として、耐熱れんが壁が金属溶湯と長時間にわたり接触したとしても、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがの溶損が抑制され、第２れんがの残厚は確保され易くなるものと推察される。
【０００８】
第１れんがはマグネシア・クロム系であり、優れた耐溶損性を有するが、コストが高い。第２れんがはドロマイト系であり、マグネシア・クロム系よりは耐溶損性が低下しているものの、コストが安い。第１れんがおよび第２れんがのサイズは基本的には同じにできる。第１れんがのサイズは、特に限定されるものではないが、図２において、ａは５０〜３００ミリメートル，ｂは５０〜１５０ミリメートル，ｃは１００〜１０００ミリメートルが例示される。但し寸法はこれに限定されるものではない。ａ，ｂは溶湯接触面を形成する。ｃは奥行きを形成する。
好ましくは、縦方向および横方向において、第１れんがおよび第２れんがが交互に千鳥配列で配置されている。千鳥配列は、第１れんがおよび第２れんがが１個づつ千鳥配列されていることが好ましい。また千鳥配列は、第１れんがおよび第２れんがが２個づつ千鳥配列されていることが好ましい。また千鳥配列は、連続して並設された第１れんがの個数をＮｍ個とし、連続して並設された第２れんがの個数をＮｄ個とし、第１レンガおよび第２れんがを交互に千鳥配列させていることが好ましい。この場合、Ｎｍ≧Ｎｄ、あるいは、Ｎｄ／Ｎｍ＝０．１０〜０．９０の範囲、０．２０〜０．８５の範囲、０．３０〜０．７５の範囲とすることが好ましい。なお、Ｎｄ／Ｎｍとしては０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下が例示される。
【０００９】
好ましくは、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された第１れんがで形成された第１れんがの組の間において、２個の第２れんがが配置されている。好ましくは、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された第１れんがで形成された第１れんがの間において、１個の第２れんがが配置されている。好ましくは、第１れんがおよび第２れんがは同じサイズとして形成されている。場合によっては、第１れんがおよび第２れんがは異なるサイズとして形成されていても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める溶湯接触形の耐熱れんが壁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図２】実施形態１に係り、第１れんがの概念図である。
【図３】実施形態２に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図４】実施形態３に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図５】実施形態４に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図６】実施形態５に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図７】実施形態６に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図８】実施形態７に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図９】実施形態８に係り、耐熱れんが壁の概念図である。
【図１０】実施形態９に係り、耐熱れんが壁を内張した炉の概念図である。
【図１１】試験例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ドロマイトれんがは一般的には質量比でCaO含有量が１０％以上、MgO含有量は３５％以上であり、場合によっては少量のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３などを含有することがある。マグネシア・クロム質耐火れんがは、マグネシアにクロム酸化物（Ｃｒ２Ｏ３）を含有するれんがであり、質量比でマグネシアが５０％以上含有する。マグネシア・クロム質耐火れんがにおいてクロム酸化物は質量比で４％以上含有されており、４〜４０％、または、１５〜３０％含有されていることが多い。
【００１３】
横方向（矢印Ｈ方向）において、耐溶損性が高いマグネシア・クロム系の第１れんがの群において、ドロマイト系の第２れんがの周囲は、耐溶損性が高い第１れんがで包囲されており、単位領域あたり、第２れんがは複数の第１れんがで包囲されて、横方向（矢印Ｈ方向）において１個または２個として孤立していることが好ましい。また、縦方向（矢印Ｐ方向）において、ドロマイト系の第２れんがは複数の第１れんがで包囲されて、１個のみ、または、２個のみで孤立していることが好ましい。この場合、ドロマイト系の第２れんがの孤立性が高くなるため、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんがは、耐溶損性が高いマグネシア・クロム質第１れんがの影響を受け易くなる。更に、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、ドロマイト系の第２れんがは１個のみ、または、２個のみで孤立していることが好ましい。この場合、ドロマイト系の１個の第２れんがの耐溶損性は改善される。要するに、第２れんがは複数の第１れんがで包囲されて、連続並設性が低下していることが好ましい。
【００１４】
（実施形態１）
図１は実施形態１の概念を示す。図１に示すように、耐熱れんが壁３は、溶鋼や溶銑等の溶湯と接触する溶湯接触面３０を形成する。溶湯接触面３０において、縦方向（矢印Ｐ方向，高さ方向に相当）および横方向（矢印Ｈ方向，水平方向に相当）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝１)の第１れんが１（定形れんが）と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝１)の第２れんが２（定形れんが）が１個づつ個別に交互に千鳥配列で配置されている。
【００１５】
図１に示すように、縦行Ａ３の第１れんが１の上面１ｕは、その上の縦行Ａ４の第１れんが１の下面１ｄと縦行Ａ４の第２れんが２の下面２ｄとに対面する。縦行Ａ３の第１れんが１の下面１ｄは、その下の縦行Ａ２の第１れんが１の上面１ｕと縦行Ａ２の第２れんが２の上面２ｕとに対面する。また、図１に示すように、縦行Ａ２の第２れんが２の上面２ｕは、その上の縦行Ａ３の第１れんが１の下面１ｄと縦行Ａ３の第２れんが２の下面２ｄとに対面する。縦行Ａ２の第２れんが２の下面２ｄは、その下の縦行Ａ１の第１れんが１の上面１ｕと縦行Ａ１の第２れんが２の上面２ｕとに対面する。このようにマグネシア・クロム系の第１れんが１と、ドロマイト系の第２れんが２（定形れんが）とが水平方向（矢印Ｈ方向）にずらしつつ、１個づつ個別に交互に千鳥配列で配置されている。
【００１６】
第１れんが１はマグネシア・クロム系であり、マグネシアおよびクロム酸化物を主要原料としており（質量比５０％以上がマグネシア）、コストが高い。クロムはクロム酸化物を意味する。第２れんが２はドロマイト系であり、マグネシア・クロム系よりは耐溶損性が低下しているものの、コストが安い。基本的には、第１れんが１および第２れんが２は同じサイズとして形成されている。第１れんが１および第２れんが２は焼成されていることが好ましい。
【００１７】
第１れんが１のサイズは、特に限定されるものではないが、図２において、ａは５０〜３００ミリメートル，ｂは５０〜１５０ミリメートル，ｃは１００〜１０００ミリメートルが例示される。ａ，ｂは溶湯接触面３０を形成する。ｃは奥行き（厚み）を形成する。第１れんが１は、必要に応じて、他の成分としてＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＳｉＯ２のうちの少なくとも１種を０．１〜１５質量％含むことができる。第２れんが２は、必要に応じて、他の成分としてＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２のうちの少なくとも１種を０．１〜１０質量％含むことができる。本実施形態は、ＡＯＤ炉、取鍋等の炉の耐熱壁に適用できる。
【００１８】
本実施形態によれば、上記したように図１に示すように第１れんが１および第２れんが２を千鳥配列状に敷設されている。このため、縦行Ａ１において、矢印Ｈ方向において、第２れんが２および第１れんが１は交互に配置されており、第２れんが２は第１れんが１に接近している。縦行Ａ２においては水平方向（矢印Ｈ方向）に沿って更にずらして配置する。縦行Ａ３においては矢印Ｈ方向に更にずらして配置する。この場合、耐熱れんが壁３が金属溶湯と接触する時間が長くなると、ドロマイト系の第２れんが２は本来的には耐溶損性が低いものであり、ドロマイト系の第２れんが２の残厚は本来的には確保されにくいものである。しかし本実施形態のように、図１に示す千鳥配列させる敷設構造であれば、耐溶損性が充分ではない第２れんが２が、耐溶損性が高い第１れんが１と短距離で接近する。このため、耐溶損性が低めのドロマイト系の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の成分の影響を受ける等し、第２れんが２の溶損が抑制され、第２れんが２の残厚は確保され易い。
【００１９】
なお、図１から理解できるように、千鳥配列といえども、矢印Ｐ方向においては、第２れんが２は複数個連続して配置されていることになる。しかし図１に示すように第２れんが２は第１れんが１に接近しつつ隣設されている。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんが２は、耐溶損性が優れた第１れんが１の影響を受け、第２れんが２の耐溶損性は改善されるものと思料される。
【００２０】
（実施形態２）
図３は実施形態２の概念を示す。図３に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、縦方向（矢印Ｐ方向）および横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝２)の第１れんが１と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝２)の第２れんが２が交互に千鳥配列で配置されている。第１れんが１はマグネシア・クロム系であり、優れた耐溶損性を有するが、コストが高い。第２れんが２はドロマイト系であり、マグネシア・クロム系よりは耐溶損性が低下しているものの、コストが安い。基本的には、第１れんが１および第２れんが２は同じサイズとして形成されている。第１れんが１および第２れんが２は焼成されていることが好ましいが、場合によっては非焼成れんがでも良い。本実施形態は、ＡＯＤ炉、取鍋等の炉の耐熱壁に適用できる。本実施形態のような敷設構造であれば、矢印Ｈ方向および矢印Ｐ方向において、耐溶損性が充分ではない第２れんが２が、耐溶損性が高い第１れんが１と短距離で接近する。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではないドロマイト系の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の成分の影響を受ける等し、結果として、第２れんが２の溶損が抑制され、第２れんが２の残厚は確保され易い。コストを低減させつつ、溶鋼や溶銑等の金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００２１】
なお、図３から理解できるように、千鳥配列といえども、矢印Ｐ方向においては、第２れんが２は複数個連続して配置されていることになる。しかし図３に示すように第２れんが２は第１れんが１に接近しつつ隣設されている。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではない第２れんが２は、耐溶損性が優れた第１れんが１の影響を受け、第２れんが２の耐溶損性は改善されるものと思料される。
【００２２】
（実施形態３）
図４は実施形態３の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図４に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝２)の第１れんが１と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝１)の第２れんが２が交互に千鳥配列で配置されている。すなわち、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の２個の第１れんが１と、ドロマイト系の１個の第２れんが２が交互に配置されている。更に、縦方向（矢印Ｐ方向）の縦段が異なると、横方向（矢印Ｈ方向）にずらされている。この結果、第１れんが１および第２れんが２は、千鳥配列の１態様を示す。
【００２３】
ここで、図４に示すように、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を水平方向に沿って直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、２個（複数個）以上連続して並設された第１れんが１で形成された第１れんが１の組１ｗが配置されている。図４に示すように、隣設する組１ｗの間において、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２が配置されている。基本的には、第１れんが１および第２れんが２は同じサイズとして形成されている。
【００２４】
このような本実施形態によれば、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんが１および第２れんが２が連続して並設されているれんが個数の合計が１０個以内という敷設レベルにおいて、２個（Ｎｍ＝２）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。矢印Ｈ方向に隣設する組１ｗ間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。図４に示すように、ドロマイト系の１個の第２れんが２の外縁２１，２２，２３，２４の周囲は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されている。従って、図４に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第２れんが２の群においてドロマイト系の第２れんが２は１個（単数）のみで孤立している。このため本実施形態のような敷設構造であれば、耐溶損性が充分ではない第２れんが２は、耐溶損性が高い第１れんが１と短距離で接近することができる。このため、耐溶損性が必ずしも充分ではないドロマイト系の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の成分の影響を受ける等する。結果として、第２れんが２の溶損が抑制され、第２れんが２の残厚は確保され易い。従って、コストを低減させつつ、溶鋼や溶銑等の金属溶湯に対して耐溶損性を高めることができる。このような本実施形態によれば千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。なお変形形態としては、Ｎｍは２個以上、３個以上、４個以上、５個以上にできる。Ｎｄは１個または２個とすることが好ましい。
【００２５】
（実施形態４）
図５は実施形態４の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系のＮｍ個(Ｎｍ＝３)の第１れんが１と、ドロマイト系のＮｄ個(Ｎｄ＝１)の第２れんが２とが交互に配置されている。すなわち図５に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の３個（複数）の第１れんが１と、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２とが交互に配置されている。更に矢印Ｐ方向における段が変更されると、交互配置形態を矢印Ｈ方向においてずらせる。この場合、水平方向（矢印Ｈ方向）において、れんが１，２の半分ずらせることが好ましい。このようにして千鳥配列の１態様が形成される。
【００２６】
図５に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の複数の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、３個（Ｎｍ＝３）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。図５に示すように、隣設する組１ｗ間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。この結果、図５に示すように、ドロマイト系の１個の第２れんが２の外縁２１，２２，２３，２４の周囲（四方）は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されている。従って、図５に示すように、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１の群において、ドロマイト系の１個の第２れんが２はその周囲をマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されつつ、１個（単数）で孤立している領域が形成されている。このため矢印Ｈ方向および矢印Ｐ方向においても、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２は、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１に短距離で接近している。このためドロマイト系の１個の第２れんが２の耐溶損性は改善される。
【００２７】
このような本実施形態によれば、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんが１および第２れんが２が連続して並設されている個数の合計が１０個以内という敷設レベルにおいて、Ｎ個（Ｎ＝３個）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。隣設する組１ｗの間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。このような本実施形態によれば千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、溶鋼や溶銑等の金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００２８】
（実施形態５）
図６は実施形態５の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図６に示すように、縦行Ａ１，Ａ２では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の２個の第１れんが１の組１ｗと、ドロマイト系の１個の第２れんが２とが交互に配置されている。その上側の縦行Ａ３では、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の１個の第１れんが１と、ドロマイト系の１個の第２れんが２とが交互に配置されている。
【００２９】
図６に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、２個（Ｎｍ＝２）連続して並設された第１れんが１で形成された組１ｗが配置されている。隣設する組１ｗ間において、ドロマイト系の１個の第２れんが２が配置されている。このような本実施形態によれば千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３０】
（実施形態６）
図７は実施形態６の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図７に示すように、縦行Ａ１，Ａ３，Ａ４では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の２個（複数）連続する第１れんが１の組１ｗと、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２とが交互に配置されている。縦行Ａ２，Ａ５では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の３個（複数）連続する第１れんが１の組と、ドロマイト系の１個（単数）の第２れんが２とが交互に配置されている。このような本実施形態によれば、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、複数のマグネシア・クロム系の第１れんが１を直線で結ぶ方向（矢印Ｗ方向）において、第１れんが１および第２れんが２が連続して並設されている個数の合計が１０個以内という敷設レベルにおいて、千鳥配列の１種を構成できる。このような本実施形態によれば、千鳥配列の１態様を形成でき、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３１】
（実施形態７）
図８は実施形態７の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図８に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、縦列である縦行Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１のみが並設されている。縦方向においてその間に位置する縦行Ａ２，Ａ４，Ａ６……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、ドロマイト系の第２れんが２のみが並設されている。従って、縦方向（矢印Ｐ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１と、ドロマイト系の第２れんが２とが交互に配置されている。このような本実施形態によれば、縦方向（矢印Ｐ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１と、ドロマイト系の第２れんが２とが交互に配置されており、千鳥配列の１態様が形成されている。従って、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３２】
（実施形態８）
図９は実施形態８の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図９に示すように、耐熱れんが壁３の溶湯接触面３０において、縦行Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１のみが連続して並設されている。縦方向においてその間における縦行Ａ２，Ａ４，Ａ６……では、横方向（矢印Ｈ方向）において、マグネシア・クロム系の第１れんが１とドロマイト系の第２れんがとが１個（単数）づつ交互に並設されている。このような本実施形態によれば、千鳥配列の１態様が形成されている。この結果、図９に示すように、ドロマイト系の１個の第２れんが２の四方の外縁２１，２２，２３，２４の周囲は、耐溶損性に優れたマグネシア・クロム系の第１れんが１で包囲されている。従って、図９に示すように、マグネシア・クロム系の第１れんが１の群において、横方向（矢印Ｈ方向）および縦方向（矢印Ｐ方向）において、ドロマイト系の第２れんが２は１個（単数）のみで孤立している。このため後述する試験例によれば、ドロマイト系の孤立した１個の第２れんが２の耐溶損性は改善される。従って、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３３】
（実施形態９）
図１０は実施形態９の概念を示す。本実施形態は基本的には実施形態１と同じ構成、同じ作用効果を有する。図１０はＡＯＤ炉１００を示す。この炉１００は、金属製の容器状の炉体１０１と、炉体１０１の内側に内張りされた耐熱れんが壁２００と、耐熱れんが壁２００の下部に設けられアルゴンガスや窒素ガス等のガスを吹き込む吹込通路３００とを有する。耐熱れんが壁２００は側壁２１０と底壁２４０とで形成されている。側壁２１０のうち吹込通路３００付近の第１領域２１０ｆは使用条件が厳しく、溶損が発生しやすいため、マグネシア・クロム系の第１れんが１のみで形成されており、溶損が大きい第２れんが２は敷設されていない。これに対して、側壁２１０のうち吹込通路３００から離れた第２領域２１０ｓでは、使用条件は吹込通路３００付近ほどは厳しくないため、マグネシア・クロム系の第１れんが１とドロマイト系の第２れんが２とを敷設して形成されている。この場合、前記した実施形態１〜９のうちのいずれかで敷設されている。このような本実施形態によれば、コストを低減させつつ、金属溶湯に対して耐溶損性を高める耐熱れんが壁３を提供できる。
【００３４】
（試験例）
横軸形で回転可能な試験炉に耐熱れんが壁３を内張りして試験を実際に行った。この場合、金属溶湯(溶鋼，１７５０℃)を試験炉の炉室に挿入した状態で、バーナで１７５０℃に加熱させつつ試験炉を横軸形で２０時間、試験炉の軸線回りで試験炉を連続的に回転させた。試験後に、内張されていた第１れんが１および第２れんが２の残厚を測定した。この場合、図２における中央軌跡ｅについて残厚を測定した。比較例１では、耐溶損性が高いマグネシア・クロム系の第１れんが１を３個連続して組１ｗを形成し、この組を並設させて耐熱れんが壁３を形成した。比較例２では、耐溶損性が必ずしも充分ではないドロマイト系の第２れんが２を３個連続して組１ｒを形成し、この組１ｒを並設させて耐熱れんが壁３を形成した。
【００３５】
本発明品に相当する試験例１は、第１れんが１の並設方向において、２個並設したマグネシア・クロム系の第１れんが１の組１ｗの間に、１個のドロマイト系の第２れんが２を敷設して耐熱れんが壁３を形成した。本発明品に相当する試験例２では、第１れんが１の並設方向において、２個並設したマグネシア・クロム系の第１れんが１の組１ｗの間に、２個のドロマイト系の第２れんが２を敷設して耐熱れんが壁３を形成した。比較例３では、２個並設したマグネシア・クロム系の第１れんが１の組１ｗの間に、３個のドロマイト系の第２れんが２を敷設して耐熱れんが壁を形成した。この試験において、第１れんが１のサイズは、特に限定されるものではないが、ａ（図２参照）は４０ミリメートル，ｂは１１０ミリメートル，ｃは６０ミリメートルとされていた。第２れんが２についても同様である。更に、第１れんが１を１００％とするとき、第１れんが１は基本的には質量％でマグネシアを７０％、クロム酸化物を２０％含む。第２れんが２を１００％とするとき、第２れんが２は基本的には質量％でマグネシアを７５％、カルシアを２０％含む。
【００３６】
試験結果を図１２に示す。図１２の縦軸は第１れんが１および第２れんが２の残厚係数を示す。この場合、第１れんが１を連続して３個並設した形態である比較例１に係る第１れんが１の厚みを１００と相対表示したとき、各れんがの厚みを残厚係数として示す。比較例１では、溶損が少なく残厚係数は１００でありかなり良好であった。比較例２では、溶損が大きく、残厚係数は４０であり良好ではなかった。試験例１では、残厚係数については、端の第１れんが１は１００であり、中央の第２れんが２は７０であり、残厚係数が４０の場合（比較例２）よりも改善されていた。その理由としては、耐溶損性が低いドロマイト系の第２れんが２は、これと隣設する耐溶損性が良好なマグネシア・クロム系の第１れんが１の影響を受けたものと推定される。
【００３７】
更に図１２に示すように、試験例２では、残厚係数については、端の第１れんが１は１００であり、中央の２個の第２れんが２は６０であり、残厚係数が４０の場合（比較例２）よりも改善されていた。上記したように耐溶損性が低いドロマイト系の第２れんが２の残厚係数が改善される理由としては、耐溶損性が低い第２れんが２と耐溶損性が良好な第１れんが１とが隣設するとき、耐溶損性が低い第２れんが２は、耐溶損性が良好な第１れんが１の影響を受けたものと推定される。比較例３では、残厚係数については、端の第１れんが１は１００であったものの、中央の１個の第２れんが２は４０であり、比較例２の場合と残厚係数が同様であった。このように第２れんが２が３個連続して並設されると、耐溶損性が低下することがわかる。
【００３８】
（その他）本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。上記したように縦方向（矢印Ｐ方向，高さ方向に相当）および横方向（矢印Ｈ方向，水平方向に相当）のうちの一方において、マグネシア・クロム系の耐溶損性に優れたＮｍ個(複数，Ｎｍ＝２以上)の第１れんが１と、ドロマイト系の耐溶損性が必ずしも充分ではないＮｄ個(Ｎｄ＝１ｏｒ２)の第２れんがが交互に配列で配置されていることが好ましい。更に、当該配列は、縦方向および横方向のうちの他方においてずらして敷設されることが好ましい。このような千鳥配列を形成しても良い。単位面積あたりの敷設密度としては、第２れんが２の敷設密度よりも第１れんが１の敷設密度を相対的に高くすることができる。上記した各実施形態において矢印Ｐ方向は高さ方向に相当し、矢印Ｈ方向は水平方向に相当するが、これに限らず、矢印Ｐ方向を水平方向（横方向）に相当し、矢印Ｈ方向を高さ方向（縦方向）に相当するようにしても良い。本明細書から次の技術的思想も把握できる。
【００３９】
［付記項１］耐溶損性が優れた複数の第１れんがと、第１れんがよりも耐溶損性が低い複数の第２れんがとを第１組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面を形成する耐熱れんが壁であって、溶湯接触面において、複数の第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の第２れんがが第１れんが間に配置されていることを特徴とする断熱れんが壁。
【００４０】
この場合、第１レンガは、第２れんがよりも耐溶損性が優れたものであり、マグネシア・クロム質れんがの他に、マグネシア・スピネル質れんがが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は例えばＡＯＤ炉、取鍋等の炉の耐熱壁に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１は第１れんが、２は第２れんが、３は断熱れんが壁、３０は溶湯接触面を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんがと、ドロマイト系の複数の第２れんがとを組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面を形成する耐熱れんが壁であって、
溶湯接触面において、複数の前記第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の前記第２れんがが前記第１れんが間に配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項２】
請求項１において、縦方向および横方向において、前記第１れんがおよび前記第２れんが交互に千鳥配列で配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項３】
請求項１において、複数の前記第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された前記第１れんがで形成された組の間において、２個の前記第２れんがが配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項４】
請求項１において、複数の前記第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された前記第１れんがで形成された組の間において、１個の前記第２れんがが配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記第１れんがおよび前記第２れんがは同じサイズとして形成されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項１】
耐溶損性が優れたマグネシア・クロム系の複数の第１れんがと、ドロマイト系の複数の第２れんがとを組み付けて形成され、金属溶湯と接触する溶湯接触面を形成する耐熱れんが壁であって、
溶湯接触面において、複数の前記第１れんがを直線で結ぶ方向において、１個または２個の前記第２れんがが前記第１れんが間に配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項２】
請求項１において、縦方向および横方向において、前記第１れんがおよび前記第２れんが交互に千鳥配列で配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項３】
請求項１において、複数の前記第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された前記第１れんがで形成された組の間において、２個の前記第２れんがが配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項４】
請求項１において、複数の前記第１れんがを直線で結ぶ方向において、２個以上連続して並設された前記第１れんがで形成された組の間において、１個の前記第２れんがが配置されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記第１れんがおよび前記第２れんがは同じサイズとして形成されていることを特徴とする溶湯接触形の断熱れんが壁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７２８７０（Ｐ２０１２−１７２８７０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３３４６（Ｐ２０１１−３３３４６）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００２２０７６７）東京窯業株式会社 (211)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００２２０７６７）東京窯業株式会社 (211)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]