RH脱ガス装置用ナノ微多孔質断熱材

二次精錬において、RH（ルールシュタール・ヘレウス）脱ガス装置は、鋼の溶湯が最終的な化学成分を得る場所です。溶鋼は取鍋と耐火物で内張りされた真空容器の間を循環し、真空下で水素、窒素、炭素を除去します。この容器を通過するたびに熱が失われ、温度低下の1度ごとに、転炉やEAFでの追加過熱によって補わなければなりません。容器のワークライニングの背後にある薄いナノ微多孔質バックアップ層は、その損失を遅らせる最も安価な方法の一つです。

RH容器の熱損失が重要な理由

RH処理は温度に敏感なプロセスです。鋼が長く、または激しく循環するほど、容器壁を通じてより多くの熱が逃げ、溶湯は目標ウィンドウから遠ざかります。温度が低くなると、作業者はすべてコストがかかる方法で対応します。出鋼温度を上げる、再ランス処理を行う、合金を調整する、または完全な脱ガスが完了する前に真空サイクルを短縮するなどです。より安定した温度であれば、冶金反応が時間との戦いをすることなくその役割を果たせます。

容器壁が漏れ点です。従来のライニングは、緻密なワークキャスタブルを、その厚さと質量によって断熱性能が制限されるバックアップ耐火物の上に積層します。ナノ微多孔質ボードはそのトレードオフを変えます。はるかに厚い従来のバックアップと同等の熱抵抗を、わずか数ミリメートルの厚さの層で実現します。

バックアップ層の構築方法

一般的なRHバックアップ構成では、ナノ微多孔質ボードを容器の鋼殻とモノリシックワークライニングの間に配置します。ボードは内壁に沿って設置され、その上にキャスタブルワークライニングが施工されます。ボードの厚さは通常3～5mmで、容器の形状とワークライニングが担うと想定される温度勾配に合わせて選定されます。

設置前に殻は清掃され、準備されます。
微多孔質ボードは内壁に固定され、容器の形状に合わせて切断・調整されます。
キャスタブルワークライニングはボードの上に施工され、高温面層を形成します。
柔軟なシートまたは特注形状のボードが、曲面や非標準的な部分を覆います。

ナノ微多孔質ボードは一般的な木工工具で切断可能で、柔軟なシートまたは予備成形された形状で供給できるため、容器の輪郭に沿って隙間なく施工でき、端部からの熱漏れを防ぎます。

バックアップ層がプロセスに果たす役割

鋼の循環中の熱損失を低減し、真空サイクル全体を通じて浴の温度を維持します。
温度ウィンドウを狭め、脱ガス結果の再現性を向上させます。
ワークライニングの低温面温度を下げ、耐火物の寿命を延ばします。
質量と厚さの増加はごくわずかであるため、狭い形状の容器にも適合します。

適切なボードグレードの選定

バックアップ層は使用中のキャスタブルの背後に位置するため、鋼の全温度には晒されません。重要なのは、ボードの連続使用温度定格が、実際に経験する界面温度を十分に上回っていることです。RH容器の場合、モノリシックなホットフェイスの背後にあるバックアップ層にはグレード1000（定格1000 °C）が通常の選択肢です。ホットフェイスにより近い位置に層がある場合は、グレード1100（1100 °C）が利用可能です。.

特性	グレード1000	グレード1100
分類温度	1000 °C	1100 °C
密度	220–280 kg/m³	220–280 kg/m³
熱伝導率、200 °C	0.021 W/m·K	0.021 W/m·K
熱伝導率、600 °C	0.028 W/m·K	0.028 W/m·K
線収縮率（800 °C）	<2%	<2%

3～5 mmのボードが設計の出発点となります。正確な厚さは層ごとの熱計算によって確認され、ボードが定格温度を超えることはありません。当社のエンジニアは、プロジェクト固有の設計の一環としてこのチェックを実施します。

このアプリケーションにおすすめの製品: 製鋼用取鍋向けナノ微多孔質断熱材, カスタム形状ボード, 、そして標準ボード.

よくある質問

なぜキャスタブルを増やす代わりに微多孔質層を使うのか？

キャスタブル耐火物は構造層および摩耗層であり、効率的な断熱材ではありません。ナノ微多孔質ボードは、同じ厚さの従来の裏張り耐火物と比較して熱伝達を遅らせる効果が約3～4倍高いため、積み重ねたミリメートルあたりではるかに大きな熱抵抗を発揮します。

ボードは真空サイクルに耐えられますか？

はい。ボードは真空面ではなく、ワークライニングの背後で剛性のある非繊維質のバックアップ層として機能します。微多孔質マトリックスは、さらされる界面温度において寸法安定性があり、繰り返しの処理サイクルを通じて層の効果を維持します。

ボードは容器の容量に影響しますか？

最小限で、かつ望ましい方向に影響します。ボードはより厚い従来のバックアップ層を置き換えるため、同じ熱性能に対してライニングを薄くでき、実際には容器の有効容積を維持またはわずかに増加させます。

私のRH容器が特殊な形状だった場合はどうなりますか？

容器の形状に合わせて切断されたカスタム形状ボードと、曲面部分用のフレキシブルシートにより、平らなボードが曲率部分に残す熱漏れの隙間なしに、非標準のRH容器形状に対応できます。

RH容器の層ごとの熱チェックが必要ですか？プロジェクト固有のボードと厚さの推奨については、当社の製鉄所断熱エンジニアにご相談ください。お問い合わせ始めましょう。