JP2011173737A - 金属溶解用ルツボの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】真空溶解炉で使用される酸化カルシウム(CaO)を主成分とする金属溶解用ルツボの製造方法において、原料となる前記CaOの粉体を液状のジルコニウムキレートと液状のアルミニウムキレーと樹脂バインダのポリビニルピロリドン(PVP)を混練し、その後、混練された混合物を成形型内に充填し、その後成形されたルツボ成形体を焼成して製造することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、金属中のSやOを効果的に低減させるため、真空溶解では、溶鋼を清浄にする効果のあるカルシア(CaO)ルツボが使われている。
このCaOルツボの損傷は、溶鋼の脱酸に用いられるAlとの反応による低融点化合物のCaO−Al2O3共晶の生成による。すなわち、このCaO−Al2O3共晶の融点は約1400℃であるため、真空溶解において鉄を溶解する際の溶解温度の約1600℃によって数mm単位で容損するためであった。
すなわち、CaOは、空気中の水分よって水和崩壊が生じやすく、他の材質のルツボに比べて低強度であるため、機械的強度不足、内部熱応力によってルツボ自体の成形時や、ルツボからの溶鋼排出時の移動や傾動作業に際して亀裂が発生しやすく、これらの原因で数回の溶鋼によって亀裂が発生し使用できなくなることもある。
その結果、溶鋼時の化学的な浸食による内壁面の溶損減肉を防止して、本来的には溶解回数が10回以上使用可能な改質ルツボでありながらこれを壊して交換しなければならず溶解コストが向上し、ルツボ寿命延長による製造設備、原材料等に関するコスト低減効果を得ることができない。
また、原料の型内への充填密度を高めて、もしくは原料の粒径を選定してルツボの強度を確保して耐久性を向上しようとする製造方法についての開示はない。
このZrキレートとAlキレートとは、相溶性があり、その結果、Zrキレート単独では接着効果がなく、また、Alキレート単独では発熱し乾燥して割れが生じやすく亀裂の発生の一因となっていたが、両者を混合することで発熱せず、乾燥しない液体となり、強度すなわち耐水性と耐熱性との両方を向上するルツボを形成できるようになる。
これに対して、Zrキレートが、バインダのPVPの溶媒として作用するため、エタノールを使用せずにPVPを溶解でき、その結果エタノールを不要とするとともにエタノールの揮発による原料の変化を防止できて、エタノールなしでPVPをバインダとして機能させることができる。
このように、粗粒を減らして、微粒を増やす配分にすることによって、粒子間の細小隙間率を高くして緻密なルツボ成形体を形成するため、原料粒子間への溶鋼の差込みをなくして溶損の防止を図ることができる。
なお、細粒、微粒を増やすことでCaOの欠点である水和の進行が速くなるが、この点については、前記のようにPVPと2種類のキレート混合液によって、エタノール等の溶媒を使用することなく成形可能としたことによって強度を高くすることで解消される。
このような構成によって、例えば、2.4g/cm3以上、好ましくは2.5g/cm3の密度で型内に充填して焼成されることによって、高密度のルツボ成形体を焼成して金属溶解用ルツボを製造するため、ルツボの気密性が向上して、原料粒子間への溶鋼の差込みをなくして溶損の防止が一層図られて、耐久性が向上する。
このような構成によると、ルツボ成形体の底板の部分を、円筒筒部の充填と同時に成形型の上部から充填すると、底板部分への充填混合物が行き渡らないため、低密度になりがちであるが、予め、底板の部分だけを別に充填して、その後に円筒筒部を充填することで、ルツボ成形体全体を均一な高密度状態にできる。
このようにベントホールによって、底型の上面に充填する混合物をハンマーで叩いても、ベントホールによって混合物と底板との間のガスや液体が抜けるので、密度を高めることができるようになり、さらに、脱型の際にも中子と成形型内部との圧力が調整されて容易に型抜きができるようになる。さらに、カルシアの原材料に液分を多めに添加しても、このベントホールを介して排出されるため均一のルツボの組成成分が得られる。
すなわち、Zrキレートが、バイダのPVPを溶解する溶媒として作用し、さらに、Zrキレートが、Alキレートに対する溶媒として作用することから強度を向上して耐水性を有するルツボができる。さらに、ZrキレートによるCaOとの高融点共晶の形成によって溶損防止を図った耐熱性を有するルツボができる。このように混合キレートとすることで、耐水性と耐熱性との両方を向上した耐久性のある安定したルツボを製造できる。
まず、骨材となるカルシアの粉末を準備する(S1)。カルシアの粉末は、粒径3〜1mmの粗粒と、粒径1〜0.3mm中粒と、0.3mm以下の微粒とを用意する。
次に、室温で形状を保持するためのバインダとしての高分子PVP(ポリビニルピロリドン)を乾燥微粉としてカルシア粒子に添加する(S2)。さらに、液体の有機ジルコニウムのジルコニウムキレート(以下Zrキレートと略す)を添加(S3)するとともに、液体の有機アルミニウムのアルミニウムキレート(以下Alキレーと略す)を添加(S4)する。そして、これら、カルシアの粒子、高分子PVP、Zrキレート、Alキレートを混合して混練器1によって混練する(S5)。
なお、Zrキレートとしては、例えば、オルガチックス(登録商標)ZC−540(ジルコニウムトリプトキシモノアセチルアセトネート、マツモトファィンケミカル社製)が例示される。
Zrキレート単独では接着効果がなく、また、Alキレート単独では発熱し乾燥して割れが生じやすく亀裂の発生の一因となっていたが、両者を混合することで発熱せず、乾燥しない液体となり、強度すなわち耐水性と、耐熱性との両方を向上することができる。
このように、粗粒を減らして、微粒を増やす配分にすることによって、強度を確保するとともに、粒子間の細小隙間率を高くして原料粒子間への溶鋼の差込みをなくして溶損の防止を図ることができる。細粒、微粒を増やすことでCaOの欠点である水和の進行が速くなるが、この点については、PVPと2種類のキレート混合液によって、エタノール等の溶媒を使用することなく成形可能としたことによって強度を高くすることで解消される。
また、Zrキレートのジルコニウム成分は骨材のカルシア重量に対して0.15〜5%含むのが好ましい。ジルコニウムが0.15%より少ないと、CaO−ZrO2共晶の析出が少なく、溶損防止および強度向上の効果が得られ難くなり、5%を超えると原料コストが増大するので、かかる範囲が原料コストと溶損防止および強度向上との観点から望ましい。
成形型10を構成する底型6と外型4とは分離されており、まず、ルツボ成形体12の底板14の部分は、予め成形型10の底型6の上面に、カルシアの原料、液体のZrキレート、液状のAlキレートおよびPVPを混練した混合物を、密度が2.4g/cm3以上になるように、ハンマー等で叩いて充填する。
さらに、カルシアの原材料に液分を多めに添加しても、このベントホール16のベントスリット部材18を介して排出されるため均一のルツボの組成成分が得られる。
前記底板14の密度および円筒筒部20の密度は、ルツボ成形体12の焼成前の密度であるが、成形時に充填物内部や充填物と成形型10との間のガスや液体を、ベントホール16を介して放出することで高密度に充填しているため、焼成後においても略同等の密度のルツボが得られる。
なお、底板14の部分については、底板14を予め焼成したものを用いるようにしてもよい。
中子2が持ち上がり、ルツボ成形体12の内面との間に隙間ができれば、その後はルツボ成形体12の内面の抜け勾配によって、クレーンで吊り上げが可能になり、係合リング38にクレーンのフックを係合させて引き上げる。
以上のようにして製造した、ルツボ成形体12の強度試験を行い、強度を確認した。
まず、水和性、すなわち耐水性については、Φ30×40hの丸棒試験片を準備し、常温の室内に放置して、水和による重量や寸法変化を調べた。市販のルツボ素材の丸棒は、3日で崩壊したが、本実施例で製造したルツボ成形体12は、2倍以上の耐久性を確認した。
切り出し方向の周方向は、ルツボの周壁を周方向に切り出したものであり、切り出し方向の縦方向は、ルツボの周壁を縦方向に切り出したものを試験片としたものである。3点曲げ試験は、柱状の試験片の両端側を支持し中央部に荷重を作用させて破断荷重を計測するものである。
また、荷重方向の内面強さは、ルツボの周壁の内面側に位置する面に荷重を作用させた場合であり、荷重方向の外面強さは、ルツボの周壁の内面側に位置する面に荷重を作用させた場合である。
さらに、周方向と縦方向の強度さが縮小して、ルツボ全体に均一に強度向上が図れたことが確認できた。つまり、図6において、比較例では周方向の3点曲げ強度が周方向51.1kgf/cm2と縦方向29.1kgf/cm2で76%程度の差があったが、実施例においては、周方向77.8kgf/cm2と縦方向60.4kgf/cm2で29%程度の差となり、強度差が縮まったことが分かる。
さらに、ZrキレートによるCaOとの高融点共晶の形成によって溶損防止を図った耐熱性を有するルツボができ、さらに、高密度のルツボ成形体によって金属溶解用ルツボを構成するため、ルツボの気密性が向上して、原料粒子間への溶鋼の差込みをなくして溶損の防止が図られて、耐久性が向上したルツボを得ることができた。
すなわち、エタノールは蒸発しやすく成形状態が変化する問題があり、さらに、原料のCaOを高密度にすればするほど乾燥しにくくなるが、脱型できない問題もあったが、これら問題に対して、エタノールを使用せずにPVPを溶解できることによって解消され、PVPのバインダとしての機能はそのまま発揮させることができ強度を確保できた。
2 中子
4 外型
6 底型
10 成形型
12 ルツボ成形体
13 ルツボ焼成体
14 底板
16 ベントホール
18 ベントスリット部材
20 円筒筒部
22 脱型装置
Claims (6)
- 真空溶解炉で使用される酸化カルシウム(CaO)を主成分とする金属溶解用ルツボの製造方法において、
原料となる前記CaOの粉体を液状のジルコニウムキレートと液状のアルミニウムキレーと樹脂バインダのポリビニルピロリドン(PVP)を混練し、その後、混練された混合物を成形型内に充填し、その後成形されたルツボ成形体を焼成して製造することを特徴とする金属溶解用ルツボの製造方法。 - 前記CaOの粉体が、粒径が3〜1mmの粗粒と1〜0.3mmの細粒と0.3mm以下の微粒とが混合され前記粗粒と細粒と微粒とが重量比で1:2:2の割合に混合されることを特徴とする請求項1記載の金属溶解用ルツボの製造方法。
- 前記CaOの粉体とジルコニウムキレートとアルミニウムキレートとPVPとを含む混合物が、一定以上の密度で型内に充填されることを特徴とする請求項1記載の金属溶解用ルツボの製造方法。
- ルツボ成形体の底板を形成する充填混合物を成形型の底型に予め一定の密度以上で充填し、その後、充填状態の底型に外型および中子を装着し、その後、外型と中子との間に混合物を一定以上の密度で充填してルツボ成形体を形成することを特徴とする請求項1記載の金属溶解用ルツボの製造方法。
- 前記底型には、通気用のベントホールが設けられ、成形型内への混合物の充填および中子の脱型の際に前記ベントホールによって成形型内の圧力調整が行われることを特徴とする請求項4記載の金属溶解用ルツボの製造方法。
- 前記中子が外筒の上面に装着される脱型装置によって上方に引き抜かれることを特徴とする請求項4記載の金属溶解用ルツボの製造方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108715545A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-30 | 华北理工大学 | 一种连铸中间包干式料及其制备方法 |
CN113074550A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-06 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 一种真空感应熔炼炉坩埚的打炉方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56104773A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-20 | Sumitomo Metal Ind | Nonnburnt limy refractory brick and its manufacture |
JPS57187167A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-17 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Applicating method for lining of molten metal vessel |
JPS62182154A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-10 | 新日本化学工業株式会社 | カルシア焼結体およびその製造方法 |
JPH0539982A (ja) * | 1991-01-31 | 1993-02-19 | Sky Alum Co Ltd | 誘導炉およびそのライニング施工方法 |
JPH06273062A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-09-30 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 誘導炉 |
JPH08104574A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-23 | Shinagawa Refract Co Ltd | 金属反応物被膜を有する消化性原料及びその製造方法 |
JPH0987039A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-03-31 | Taiyo Yuden Co Ltd | セラミック材料粉末の製造方法 |
JPH11335176A (ja) * | 1998-05-26 | 1999-12-07 | Taiyo Yuden Co Ltd | セラミック粉末の製造方法 |
JP2007284314A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Nitsukatoo:Kk | 耐食性マグネシア質焼結体、それよりなる熱処理用部材および前記焼結体の製造方法 |
JP2008267797A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-11-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその表面処理方法 |
JP2009243723A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその製造方法 |
-
2010
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56104773A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-20 | Sumitomo Metal Ind | Nonnburnt limy refractory brick and its manufacture |
JPS57187167A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-17 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Applicating method for lining of molten metal vessel |
JPS62182154A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-10 | 新日本化学工業株式会社 | カルシア焼結体およびその製造方法 |
JPH0539982A (ja) * | 1991-01-31 | 1993-02-19 | Sky Alum Co Ltd | 誘導炉およびそのライニング施工方法 |
JPH06273062A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-09-30 | Tokyo Yogyo Co Ltd | 誘導炉 |
JPH08104574A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-23 | Shinagawa Refract Co Ltd | 金属反応物被膜を有する消化性原料及びその製造方法 |
JPH0987039A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-03-31 | Taiyo Yuden Co Ltd | セラミック材料粉末の製造方法 |
JPH11335176A (ja) * | 1998-05-26 | 1999-12-07 | Taiyo Yuden Co Ltd | セラミック粉末の製造方法 |
JP2007284314A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Nitsukatoo:Kk | 耐食性マグネシア質焼結体、それよりなる熱処理用部材および前記焼結体の製造方法 |
JP2008267797A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-11-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその表面処理方法 |
JP2009243723A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属溶解用ルツボ及びその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108715545A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-30 | 华北理工大学 | 一种连铸中间包干式料及其制备方法 |
CN113074550A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-06 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 一种真空感应熔炼炉坩埚的打炉方法 |
CN113074550B (zh) * | 2021-05-06 | 2022-09-06 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 一种真空感应熔炼炉坩埚的打炉方法 |
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