JP2000154970A - ルツボ炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 非鉄金属類の溶解およびまたは精錬を行なう
際に用いられるルツボ炉の炉壁保全作業の重度３Ｋ作業
を改善し、短時間で確実にでき且つ炉の耐用寿命を向上
させて、突発的な不具合の発生もなく安定した操作が出
来るなど円滑な生産活動がおこなえるようなルツボ炉を
提供する。 【解決手段】 内張り材を稼働層部と空隙層部の２層で
構成し、その外層部を炉殼鉄皮部又は、内側に１層以上
の耐火物や断熱材で構成された炉本体部で構成され、し
かも内張り層の稼働部をバ−ナ−タイル３．ノロ排出口
１０や必要ならば測温用材を装入する個所を除く部分を
一体耐火物として炉の所定の部位に前記バ−ナ−タイル
３やノロ排出口１０や測温用部位材等が固定築炉されて
いることを特徴とする金属の溶解または溶解精錬をおこ
なうルツボ炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属の溶解または溶
解精錬を行うルツボ炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にアルミニウム、銅系の合金等の非
鉄金属類を溶解およびまたは精錬を行うに用いられるル
ツボ炉は円筒状か炉の下部が広くし燃焼帯を設け、中・
上部位はしぼり形状をしている。これらのルツボ炉の炉
壁は耐火物で内張り施工されている。溶融用ルツボは図
１，図２に示されるように炉の炉床部のほぼ中央部にル
ツボ台２を設置し、このルツボ台の上にルツボ１を配設
するような構造となっている。このルツボ台２の部位が
吹き込まれるガスや油系など燃料の一次燃焼帯となり燃
料が直接ルツボに当らないように構成されている。この
部位で一次燃焼した火焔は炉壁とルツボ１の隙間をまわ
りながら上へ上へとのびてルツボ１が外周部より加熱さ
れ、温度が高まり内に投入されている被溶解物を溶解
し、または溶解、精錬して鋳湯用材を造り鋳造に供され
ている。

【０００３】このルツボ炉の内張り材は、小型に分割
された幾種類かの小割定形耐火煉瓦を一個、一個モルタ
ルを目地用材として使用しながら人手で積み上げ築炉を
した後乾燥工程を経て使用される。または所定の炉内
形状を構成させるように設計された内枠を炉殻内の定め
られた位置に配設し、炉殻との間隙部に湿式不定形耐火
物を用いて施工し、一定の養生期間を経た後、内枠を取
り外して乾燥工程を経て使用に供されているのが現状で
ある。尚この炉壁は使用時の受熱により固く焼固してい
るため改修時の解体作業はエアーピック等を用いても容
易に解体できず塵埃の多い悪環境下での重労働の作業が
余儀なくされている。このように重度の３Ｋ作業である
と共に炉壁寿命も施工技術の良否で左右することから確
実な施工が求められることにより、高い築炉技能を持つ
熟練者と多くの人手と施工時間を必要とするのが現状で
ある。しかし最近はこのような悪環境下での重度の３Ｋ
作業に従事する人も少なくなり築炉技能の伝承も充分で
きず、人不足となり確実な築炉もだんだんできておら
ず、炉寿命の低下をきたして炉の保全作業の頻度も多く
なるなど悪循環の連続となり、炉の保全費が増加のみな
らず工場の稼動率をも低下させる原因ともなり、生産に
も悪影響をおよぼしている状態で、炉の保全作業の改善
が強く求められているのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の如き非
鉄金属類の溶解およびまたは精錬を行なう際に用いられ
るルツボ炉の炉壁保全作業の重度の３Ｋ作業をより改善
し、短時間で確実にでき且つ炉の耐用寿命を向上させ
て、突発的な不具合の発生も無く安定した操業ができる
など円滑な生産活動が行なえるようなルツボ炉を提供す
ることを技術的な課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前述の如き
現状に鑑み現存する諸問題を解決するため種々調査、検
討し研究を重ねた結果、築炉法の多種の小型化された
煉瓦に目地用のモルタル６を用いて一個，一個手作業に
よる積み上げ作業や築炉法の型枠嵌め込み湿式不定形
耐火物の打設流し込み法等いずれも現場での重度な３Ｋ
作業時間が長く且つ築炉後に炉材の乾燥にも長時間を要
していること及び内壁材が炉本体との間で固着現象を生
じやすいことより解体にこれまた長時間を要している等
の諸問題を見い出すことができた。

【０００６】この問題点改善するための実炉にていろい
ろな検討研究を重ねた結果、第一に築炉に関しては現場
での小割煉瓦を一個，一個の手積み作業や型枠を嵌め込
んで湿式不定形耐火物での築造工程を全く無くするこ
と。第二に炉本体との固着を無くする為には、内張り用
耐火物を直接炉本体に接合を全く無くする構造とするこ
とを主眼とし研究を進めた結果内張り用耐火物をあらか
じめ一体成形体（以下スリ−ブと称する）とし、これを
炉本体内の所定の部位に装入して下部位、スリ−ブ裏面
の一部または上部位の一箇所または二箇所以上のところ
で装入したスリ−ブ材９を固定することのみで炉の側壁
部位の築炉を終わりにすることができこれに炉本体とス
リ−ブとの間の所定の部位にバ−ナ−タイル３測温用具
や必要ならば着火バ−ナ−を出し入れする部位に直管状
の耐火物を装着することにより全ての築炉が完了するこ
の構造とすることにより炉が十分に使用条件に耐えるこ
とも確認できた。このため解体時はスリ−ブの固定治具
のみを取り除けば側壁全体を容易に吊り上げることがで
き解体工程が完了する。

【０００７】このように溶炉解体が容易に且つ短時間で
塵埃の発生も無く行なうことができ、また従来のごとく
内張り材７の乾燥工程は全く不要となり従来の解体、築
炉といった重度の３Ｋ作業を抑制できる。あらかじめ工
場により内張り材７を一体成形体としているため炉壁材
の品質バラツキも小さく築炉の熟練者が全く必要とせ
ず、耐用寿命のバラツキが少なく安定させることができ
耐用寿命の向上もはかることができた。尚、副効果とし
て炉本体と内張り材の間の大半を空隙部とすることがで
きて熱伝導による炉壁からの放熱も小さくなった。少エ
ネルギ−化と炉内温度の均一性が高くなり炉内での局所
高温部もなくなり金属溶解用容器（ルツボ）の損傷も小
さくなった。また、炉内温度の均一化が進むことによ
り、融解時間の短縮もできる等大きな副効果を修められ
ることが実炉の実用試験結果より見い出すことができ
た。

【０００８】尚これらに用いる内張り用スリ−ブ材の材
質は特に限定するものではないが炉の使用条件は被溶解
物により異なるが炉内温度が１０００℃〜１４００℃前
後で使用されることよりこの条件に耐える材質であれば
良い。炉内張り材の耐用寿命をより長くするためには高
アルミナ質材、アルミナ質材や炭化珪素質材の一者また
は二者以上の複合化材を用いることが望ましい。更に炉
の側壁部からの放熱を小さくするためには、スリ−ブ材
９を炉本体との間隔部にセラミックファイバ−やウ−ル
材、ボ−ト材等やその他の断熱材を装入することにより
断熱効果を高める一助ともなる。尚、図中４は熱電対保
護管５は封止剤、８はバック材である。

【０００９】（限定理由） 炉壁内張り材の最内張り部材と一体成形物とするのは
炉壁の築炉作業に高度な技能を有する熟練者を必要とせ
ず、重度な３Ｋ作業を無くし且つ確実な築炉を行い炉寿
命のバラツキを生じさせないためである。 スリ−ブを下端部裏面の一部または上部の一か所また
は二か所以上のところで固定するのは炉使用時にスリ−
ブが動いてはバ−ナ−タイル材や測温層の装入部材の正
規固定も出来なくなり火焔漏れもでるのでルツボの安定
性も火焔の囲りにも悪影響を及ぼすこととなるため。

【００１０】

【実施例】 実施例に用いた原料の化学成分値例を表
１に示す。 実施例に用いた耐火物の製造時坏土の粒度構成例を
表２に示す。 実施例用材の原料配合比率及び充填方法と品質特性
値を表３に示す。 炉の保全作業所要時間と耐用寿命の比較を表４に示
す。

【００１１】供試材は第一工程として表１に示す諸材料
を用い表３に示される原料配合比で表２に示されるよう
な粒度構成に調整された原料に解膠剤及び硬化材として
燐酸ソ−ダを１重量％と成形時の坏土の流動性を付与さ
せるために水を５重量％添加してミキサ−にて混合混練
後ステンレス鋼製のタライ状容噐に払い出し、この容器
を振動台上に載せて加振しながら３０〜５０ｍｍ位の厚
さにのばし約１０分間、加振脱泡処理を行い成形用坏土
とする。第二工程として振動台上に所定の型枠を取り付
けて型枠を振動させながら調整された成形用坏土を徐々
に挿入し加振充填して成形を行なう。成形後約２４時間
養生させた後、脱型して５０〜６０℃の養生室で２４時
間予備乾燥し後２０〜４０℃／時間の速度で昇温して最
高４００℃で１５時間保持の熱処理を行い製造する。本
実施例は表３の実施例材４：２材を用いて行いその試用
結果を表４に示す。尚、更に内張り材としてより安定し
た耐用寿命をおさめるためには、１１００℃以上の温度
で焼成することも有効な手段である。

【００１２】実用試験結果 １．ルツボの使用条件 １．溶解材 アルミ青銅 ２．炉内温度 １３００℃ ３．溶解温度 １２００℃ ４．炉内寸法 φ６５０×Ｈ１０００ｍｍ

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】ルツボ炉内の底部はＪＩＳＮ−１相当品の
ＪＩＳ並型で施工した上面に１０ｍｍ程度の不定形耐火
物を敷き、表３、Ｂ−２Ｂ材で実施例基礎試験材の製造
方法と同一の成形法を用い、内径Φ６５０ｍｍ，外形Φ
７４０ｍｍ高さ１０００ｍｍのスリ−ブ材をあらかじめ
製造し、所定の場所に設置しバ−ナ−タイル材とノロ排
出口１０材を組み込み、スリ−ブ材９を炉本体との間隙
部を設けこの間隙部で断熱層を構成させる。なお、この
スリ−ブを配設するにあたりスリ−ブが移動しないよう
に炉床面部にスリ−ブの内径にはまり込むような突出部
を設けた炉床とした構造として設置されたスリ−ブを固
定させる。また、スリ−ブの上面部にスリ−ブ位置決め
用の定形耐火物を配設してその上部にスリ−ブ共々鋳物
製（タグタイル鋳鉄）の押へ板を取り付けスリ−ブ材を
拘束し固定することによりルツボ炉の築炉を行なう。こ
のようにして築炉されたルツボ炉内には従来通りまず炉
内の所定の場所にルツボ台２を置く。

【００１６】

【表３】

【００１７】尚、比較例としてはスリ−ブと同材質の小
割煉瓦ＪＩＳｙ−２（２３０ｍｍ×１１４ｍｍ×（６５
ｍｍ×５０ｍｍ））３５枚、ｙ−３（２３０ｍｍ×１１
４ｍｍ×（６５ｍｍ×３２ｍｍ））６枚を一周巻きとし
て４，５段を目地用モルタルを用いて一個一個手積みに
て施工を行い築造して実用に供する。このようにして築
炉した築炉状況の比較および実用試験結果を表４に示
す。

【００１８】

【表４】

【００１９】表４に示されるように、本発明のルツボ炉
によれば炉内張り材の使用可能となるまでの保全作業時
間は従来法の比較例が２１００分に対して１５５分とな
り約７．３８％で終了し、且つ耐用寿命の比較例は従来
法が１２ケ月に対して３０ケ月となり約２．５倍とな
る。この保全作業時間と耐用寿命を加算すれば２．９６
％．．１００％となり約３３分の１の保全作業所要時間
となり且つ炉材に起因する塵埃もほとんど無く大きな効
果をもたらすこととなった。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く炉壁内張り材の最内張り材を
一体成形耐火物で第一層とし炉本体との間に間隙部を設
けこれを第二層とする。耐火物層と空隙層の二層構造と
することにより重度３Ｋ作業は全く無くなるとともに解
体作業時に内張り耐火材より埃塵も無く良い環境下での
炉の保全作業が行なえる。また築炉作業は従来の１個ず
つモルタルを用いての手作業もなく、築炉時に高度な熟
練者も必要とせず、容易且つ迅速で楽となった。また、
使用に際しては炉材の乾燥工程は全く省くことが出来、
垂直立上り稼働ができる。また、保全作業時間は２１０
０分が１５５分となり約７．３８耐用寿命が１２ケ月に
対して３０ケ月となり２．５倍となり、この両者を加算
すれば従来方法に比べ２．９６％となると同時に炉材の
使用度も約１／３となり炉材の節約と同時に産業廃棄物
の減量等絶大なる効果を修めることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来ルツボ炉の縦断両図である。

【図２】本発明のルツボ炉の縦断両図である。

【図３】本発明の別のルツボ炉の縦断両図である。

【符号の説明】

１ ルツボ ２ ルツボ台 ３ バ−ナ−タイル ４ 熱電対保護管 ５ 封止材 ６ モルタル ７ 内張り材 ８ スリ−ブ材（一体定形耐火物煉瓦） ９ バック材（乾式不定形耐火物煉瓦） １０ ノロ排出口

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年１１月３０日（１９９８．１１．
３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ ルツボ ２ ルツボ台 ３ バ−ナ−タイル ４ 熱電対保護管 ５ 封止材 ６ モルタル ７ 内張り材 ８ スリ−ブ材（一体定形耐火物煉瓦） ９ 空隙層 １０ ノロ排出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム系材，銅系材等の非鉄金属
   を溶解または溶解精錬する際に用いられる定置型や可傾
   型のルツボ炉の炉壁内張材において、内張り材を稼動層
   部と空隙層部の２層で構成し、その外層部を炉殻鉄皮部
   又はこの内側に１層以上の耐火物や断熱材で構成された
   炉本体部で構成され、しかも内張り層の稼動層部をバー
   ナータイル．スラグの排出口や必要ならば測温用材を装
   入する個所を除く部分を一体耐火物とし炉の所定の部位
   に設置しバーナータイル．排出口や測温用部位材等が固
   定築炉されていることを特徴とする金属の溶解または溶
   解精錬を行なうルツボ炉。