JP2704250B2 - 誘導炉用不定形耐火物 - Google Patents
誘導炉用不定形耐火物Info
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- JP2704250B2 JP2704250B2 JP7050581A JP5058195A JP2704250B2 JP 2704250 B2 JP2704250 B2 JP 2704250B2 JP 7050581 A JP7050581 A JP 7050581A JP 5058195 A JP5058195 A JP 5058195A JP 2704250 B2 JP2704250 B2 JP 2704250B2
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- refractory
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属を溶解するために用
いられる誘導炉の内張り用として用いられる誘導炉用不
定形耐火物に関するものである。
いられる誘導炉の内張り用として用いられる誘導炉用不
定形耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋳物業界では金属の溶解は生産性，省力
化，溶湯の品質および作業環境等々の点より 溶解効率が高い。 操業が簡単で且つ省力化が行い易い。 公害問題が少ない。 品質の安定度，均質性の高い溶湯が容易に得られ
る。 成分，温度の調整が容易である。 等々の利点を有している誘導炉の普及が急速に進んで来
ている。
化，溶湯の品質および作業環境等々の点より 溶解効率が高い。 操業が簡単で且つ省力化が行い易い。 公害問題が少ない。 品質の安定度，均質性の高い溶湯が容易に得られ
る。 成分，温度の調整が容易である。 等々の利点を有している誘導炉の普及が急速に進んで来
ている。
【０００３】現在ルツボ型誘導炉は外周部に電気誘導加
熱用コイルを配し、このコイルの内側に必要ならば、保
護のためにコイルセメントにより被覆させさらに内側に
湯モレセンサーや絶縁材，断熱材等を配設して最内側に
一層の耐火物により耐火壁を構築している。この耐火物
壁は一般には炉本体内に所定の厚みの耐火壁を持たせる
ように設計された鋼製の内型枠（以下フォーマーと称す
る）を用いて炉内に組入れる。この炉本体とフォーマー
との間隙に乾粉状の不定形耐火物を投入した後、フォー
マーの内側より振動を与えながら、投入された耐火物を
加振充填を行い築造している。この乾式の粉体不定形耐
火物の加振充填の良否が耐火材の寿命を大きく左右する
と共に、ひいては鋳造工場の稼動率にも大きく影響する
ことより、確実なる施工体を築造するには高い熟練度を
必要とする。このように施工の良否と共に、これに用い
られる耐火物も特に吟味され、長寿命が得られるように
その使用条件に適合する耐火物として珪石質材 ハ
イアルミナ質材やアルミナ材 マグネシアおよび、ま
たはスピネル質等がそれぞれ高純度の耐火材として用い
られ、必要に応じては無水硼酸等の焼結助剤が添加され
使用されている。使用に伴い溶解物との反応溶損とか、
溶解物が組織内にも浸透して変質層を形成し内部亀裂を
生じ、稼動面にそって層状剥離を起こして大きく損傷さ
れている。又一方ではこれら溶融物が組織内へ侵入する
ことにより耐熱性の低下をまねき、ガラス質物が増し、
過焼結状態となりこれが体積の収縮につながり大きな亀
裂が発生し、溝状な異状損傷となり、安定した操業が出
来ず、この部分より地金さしが生じ、寿命を短かくする
など多くの問題をかかえており、これらの改善が強く望
まれているのが現状である。
熱用コイルを配し、このコイルの内側に必要ならば、保
護のためにコイルセメントにより被覆させさらに内側に
湯モレセンサーや絶縁材，断熱材等を配設して最内側に
一層の耐火物により耐火壁を構築している。この耐火物
壁は一般には炉本体内に所定の厚みの耐火壁を持たせる
ように設計された鋼製の内型枠（以下フォーマーと称す
る）を用いて炉内に組入れる。この炉本体とフォーマー
との間隙に乾粉状の不定形耐火物を投入した後、フォー
マーの内側より振動を与えながら、投入された耐火物を
加振充填を行い築造している。この乾式の粉体不定形耐
火物の加振充填の良否が耐火材の寿命を大きく左右する
と共に、ひいては鋳造工場の稼動率にも大きく影響する
ことより、確実なる施工体を築造するには高い熟練度を
必要とする。このように施工の良否と共に、これに用い
られる耐火物も特に吟味され、長寿命が得られるように
その使用条件に適合する耐火物として珪石質材 ハ
イアルミナ質材やアルミナ材 マグネシアおよび、ま
たはスピネル質等がそれぞれ高純度の耐火材として用い
られ、必要に応じては無水硼酸等の焼結助剤が添加され
使用されている。使用に伴い溶解物との反応溶損とか、
溶解物が組織内にも浸透して変質層を形成し内部亀裂を
生じ、稼動面にそって層状剥離を起こして大きく損傷さ
れている。又一方ではこれら溶融物が組織内へ侵入する
ことにより耐熱性の低下をまねき、ガラス質物が増し、
過焼結状態となりこれが体積の収縮につながり大きな亀
裂が発生し、溝状な異状損傷となり、安定した操業が出
来ず、この部分より地金さしが生じ、寿命を短かくする
など多くの問題をかかえており、これらの改善が強く望
ま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】現在鋳鋼，ステンレス
等の鋳物材を溶解，精錬するには溶湯温度が１６５０℃
〜１７００℃と高温度となるため、マグネシア質材およ
び、またはマグネシア−アルミナ質スピネル材が用いら
れているが、使用が進むにつれ耐火物中に異物の浸透、
受熱による変質層の生成により、体積の収縮を起し、組
織内部や表層部で亀裂が発生し、この亀裂が溝状の異状
溶損となり稼動面にそって層状剥離や亀裂よりの地金差
しにより使用に耐えられず耐火壁材を充分使用しきれ
ず、部位によっては６０％〜８０％の残厚を残しながら
も新規材による張替を余儀なくされている。このような
欠陥を無くし、長寿命化の企れる内張り用耐火物を提供
することを技術的な課題とする。
等の鋳物材を溶解，精錬するには溶湯温度が１６５０℃
〜１７００℃と高温度となるため、マグネシア質材およ
び、またはマグネシア−アルミナ質スピネル材が用いら
れているが、使用が進むにつれ耐火物中に異物の浸透、
受熱による変質層の生成により、体積の収縮を起し、組
織内部や表層部で亀裂が発生し、この亀裂が溝状の異状
溶損となり稼動面にそって層状剥離や亀裂よりの地金差
しにより使用に耐えられず耐火壁材を充分使用しきれ
ず、部位によっては６０％〜８０％の残厚を残しながら
も新規材による張替を余儀なくされている。このような
欠陥を無くし、長寿命化の企れる内張り用耐火物を提供
することを技術的な課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等はこのような
現状に鑑み、耐火壁を構築している耐火物を充分に有効
利用することにより長寿命化を企ることの出来る耐火物
を提供することにあり、種々研究を重ねた結果マグネシ
ア質材−含クロム質耐火材−アルミナ質材の少なくとも
３種の複合材とすることにより解決出来得ることを見い
出したものである。具体的にはマグネシア質材にクロム
鉱等の含クロム質耐火材を複合させることにより 耐
熱スポーリング性 耐異物浸透性 内部亀裂の発生
を抑制することが出来たが、この２種のみであると高温
下では亀裂の発生の可能性があるため、更にＡｌ2Ｏ3材
を配合し組織内で使用時にＭgＯと、Ａｌ2Ｏ3の間でス
ピネル（ＭgＯ，Ａｌ2Ｏ3）を形成させることにより残
存膨脹性とし、かつ更に異物の浸透性をも抑制すること
が出来た。以上の３種材の最も効果を得る範囲はＭgＯ
質材２５％〜９３重量％，含クロム質耐火材５％〜５０
重量％，Ａｌ2Ｏ3含有量９０％以上のアルミナ質材２％
〜２５重量％で、この３種の含量が９０重量％以上耐火
材で構成し、この施工体が１５００℃で０〜５％迄の線
変化率内に調整することにより組織内への異物浸透を抑
制し、かつ稼動層の層状剥離や有害な亀裂の発生や溝状
の異状溶損による地金差しによる短寿命化を改善するこ
とが出来、炉の安定操業度を高めかつ耐用寿命を延長す
ることの出来る耐火物を提供するものである。
現状に鑑み、耐火壁を構築している耐火物を充分に有効
利用することにより長寿命化を企ることの出来る耐火物
を提供することにあり、種々研究を重ねた結果マグネシ
ア質材−含クロム質耐火材−アルミナ質材の少なくとも
３種の複合材とすることにより解決出来得ることを見い
出したものである。具体的にはマグネシア質材にクロム
鉱等の含クロム質耐火材を複合させることにより 耐
熱スポーリング性 耐異物浸透性 内部亀裂の発生
を抑制することが出来たが、この２種のみであると高温
下では亀裂の発生の可能性があるため、更にＡｌ2Ｏ3材
を配合し組織内で使用時にＭgＯと、Ａｌ2Ｏ3の間でス
ピネル（ＭgＯ，Ａｌ2Ｏ3）を形成させることにより残
存膨脹性とし、かつ更に異物の浸透性をも抑制すること
が出来た。以上の３種材の最も効果を得る範囲はＭgＯ
質材２５％〜９３重量％，含クロム質耐火材５％〜５０
重量％，Ａｌ2Ｏ3含有量９０％以上のアルミナ質材２％
〜２５重量％で、この３種の含量が９０重量％以上耐火
材で構成し、この施工体が１５００℃で０〜５％迄の線
変化率内に調整することにより組織内への異物浸透を抑
制し、かつ稼動層の層状剥離や有害な亀裂の発生や溝状
の異状溶損による地金差しによる短寿命化を改善するこ
とが出来、炉の安定操業度を高めかつ耐用寿命を延長す
ることの出来る耐火物を提供するものである。
【０００６】（限定理由） マグネシア質材 ２５％〜９３％ ａ）２５％以下であると耐食性が低下し、充分な寿命が
得られい。 ｂ）９３％以上となるとＭgＯの特性がでて、異物侵入
による内部破裂の発生、剥離、亀裂の発生に伴い溝状の
異状損傷を生じ、地金差し現象を生じ易くなる。 含クロム質耐火材 ５％〜５０％ ａ）５％以下であると異物の浸透、亀裂発生の抑制効果
が出ない。 ｂ）５０％以上となると耐熱性，耐食性に劣ってくる。 ｃ）含クロム質耐火材としては １ クロム鉱 ２ Ｃr2Ｏ3 ５％以上を含有するＭgＯ，Ｃr2Ｏ3系耐
火物 ３ マクネシア−クロム鉱の複合合成耐火材料 のいづれの耐火物でも本発明の含クロム質耐火材として
用いることが出来る。 Ａｌ2Ｏ3 ９０％以上を含有するアルミナ質材２％
〜２５％ ａ）９０％以上としたのはＡｌ2Ｏ3以外の不純物が地材
との間に低溶融物を生成することにより耐熱性，耐食性
が低下する。 ｂ）２％以下であると異物の浸透抑制、残存膨脹性への
効果が望めない。 ｃ）２５％以上となるとＭgＯとの間で受熱によるＭg
Ｏ，Ａｌ2Ｏ3のスピネル生成に伴い組織が脆弱化し多孔
質となり耐異物の浸透，耐食性が低下する。 マグネシア質材、含クロム質耐火材、およびアルミ
ナ質材の３種の含量が９０％以上 この３種の含量が９０％以下となると他材料の混入によ
り耐熱性，耐食性が低下する。
得られい。 ｂ）９３％以上となるとＭgＯの特性がでて、異物侵入
による内部破裂の発生、剥離、亀裂の発生に伴い溝状の
異状損傷を生じ、地金差し現象を生じ易くなる。 含クロム質耐火材 ５％〜５０％ ａ）５％以下であると異物の浸透、亀裂発生の抑制効果
が出ない。 ｂ）５０％以上となると耐熱性，耐食性に劣ってくる。 ｃ）含クロム質耐火材としては １ クロム鉱 ２ Ｃr2Ｏ3 ５％以上を含有するＭgＯ，Ｃr2Ｏ3系耐
火物 ３ マクネシア−クロム鉱の複合合成耐火材料 のいづれの耐火物でも本発明の含クロム質耐火材として
用いることが出来る。 Ａｌ2Ｏ3 ９０％以上を含有するアルミナ質材２％
〜２５％ ａ）９０％以上としたのはＡｌ2Ｏ3以外の不純物が地材
との間に低溶融物を生成することにより耐熱性，耐食性
が低下する。 ｂ）２％以下であると異物の浸透抑制、残存膨脹性への
効果が望めない。 ｃ）２５％以上となるとＭgＯとの間で受熱によるＭg
Ｏ，Ａｌ2Ｏ3のスピネル生成に伴い組織が脆弱化し多孔
質となり耐異物の浸透，耐食性が低下する。 マグネシア質材、含クロム質耐火材、およびアルミ
ナ質材の３種の含量が９０％以上 この３種の含量が９０％以下となると他材料の混入によ
り耐熱性，耐食性が低下する。
【０００７】
【実施例】次に実施例を示す。 １．実施例に用いた材料の品質特性を表１に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】これらの耐火材料を用いてまず 第一次基礎試験 マグネシア質材，クロム鉱材の複合耐
火物 第二次基礎試験 マグネシア質材，Ａｌ2Ｏ3材の複合材 実施例 マグネシア質材，クロム鉱材，アルミ
質材の複合材の試験結果を示す。 此の基礎試験の試料作成は振動数１８００回／分の振動
台上に２３０×３０×１１４ｍｍの型枠内に０．５ｍｍ
のステンレス製メタルケースを入れ、静圧にて５分間加
振充填を行い、この成形体を保形させるため８００℃×
２時間加熱した後、ステンレス製のメタルケースより取
出して試料とし、１６００℃に加熱処理を行い品質の確
認をする。尚スラグ浸食試験については８００℃×２時
間加熱処理を行った試料を高周波誘導炉に各種材別々に
張り分け試験を行う。試験材はＣaＯ／ＳiＯ2比、１．
５のスラグと鋳鉄９２％，Ｓｉ３％，Ｍｎ２％，Ｃ３％
を添加溶解し１６００℃にて５時間保持する。マグネシ
ア質材とクロム鉱材による第一次基礎試験結果を表２に
示す。
火物 第二次基礎試験 マグネシア質材，Ａｌ2Ｏ3材の複合材 実施例 マグネシア質材，クロム鉱材，アルミ
質材の複合材の試験結果を示す。 此の基礎試験の試料作成は振動数１８００回／分の振動
台上に２３０×３０×１１４ｍｍの型枠内に０．５ｍｍ
のステンレス製メタルケースを入れ、静圧にて５分間加
振充填を行い、この成形体を保形させるため８００℃×
２時間加熱した後、ステンレス製のメタルケースより取
出して試料とし、１６００℃に加熱処理を行い品質の確
認をする。尚スラグ浸食試験については８００℃×２時
間加熱処理を行った試料を高周波誘導炉に各種材別々に
張り分け試験を行う。試験材はＣaＯ／ＳiＯ2比、１．
５のスラグと鋳鉄９２％，Ｓｉ３％，Ｍｎ２％，Ｃ３％
を添加溶解し１６００℃にて５時間保持する。マグネシ
ア質材とクロム鉱材による第一次基礎試験結果を表２に
示す。
【００１０】
【表２】
【００１１】マグネシア質材とアルミナ質材による第２
次基礎試験結果を表３に示す。
次基礎試験結果を表３に示す。
【００１２】
【表３】
【００１３】この２シリーズの基礎試験の結果 マグネシア−クロム鉱材 クロム鉱材の配合量が４５％で強度面及び緻密性が低下
傾向を示し、５５％以上となると更に進み組織的に弱く
なることより５０％を上限とすることが望ましい結果と
なる。 マグネシア−アルミナ質材 アルミナ質材の配合量が２０％を超えると組織が脆弱化
して強度緻密性の低下が大きくなることより品質面より
２０％を上限とすることが望ましい結果となる。この結
果により次に示す。 本発明のマグネシア質材−含クロム質耐火材−アルミナ
質材の３種を９０重量％以上を用いる実施例を表４に示
す。
傾向を示し、５５％以上となると更に進み組織的に弱く
なることより５０％を上限とすることが望ましい結果と
なる。 マグネシア−アルミナ質材 アルミナ質材の配合量が２０％を超えると組織が脆弱化
して強度緻密性の低下が大きくなることより品質面より
２０％を上限とすることが望ましい結果となる。この結
果により次に示す。 本発明のマグネシア質材−含クロム質耐火材−アルミナ
質材の３種を９０重量％以上を用いる実施例を表４に示
す。
【００１４】
【表４】
【００１５】以上の結果に基づき本発明品の内，と
比較品１、２の各種材を５時間の高周波誘導炉に乾式、
不定形耐火物として壁厚み１００ｍｍを振動施工して使
用に供した。その結果を表５に示す。
比較品１、２の各種材を５時間の高周波誘導炉に乾式、
不定形耐火物として壁厚み１００ｍｍを振動施工して使
用に供した。その結果を表５に示す。
【００１６】
【表５】
【００１７】
【発明の効果】現在塩基性耐火物の主流はマグネシア材
１００％品が最も一般面に多く用いられているが、耐亀
裂対策としてクロム鉱を配合して地材質も試用されてい
るがマグネシア質材，クロム鉱材にアルミナ材を加えて
の３種複合材とすることにより表５に示されるように総
合耐用効率で、マグネシア材（比較品１）に比べ本発明
品，はそれぞれｃｈ当り溶損量が４２．５％，３４
％となり耐用寿命が２０４％，２７０％となり又耐用寿
命を大巾に増加し改善されていると共に亀裂に起因する
Ｖ型の溝状の異状溶損も浅くなるとか全く発生しない結
果を修めることが出来、耐火物を充分に使用することが
出来て、安定しかつ安全な操業が行える等耐用面，操業
面共に絶大な効果を修めることが出来た。
１００％品が最も一般面に多く用いられているが、耐亀
裂対策としてクロム鉱を配合して地材質も試用されてい
るがマグネシア質材，クロム鉱材にアルミナ材を加えて
の３種複合材とすることにより表５に示されるように総
合耐用効率で、マグネシア材（比較品１）に比べ本発明
品，はそれぞれｃｈ当り溶損量が４２．５％，３４
％となり耐用寿命が２０４％，２７０％となり又耐用寿
命を大巾に増加し改善されていると共に亀裂に起因する
Ｖ型の溝状の異状溶損も浅くなるとか全く発生しない結
果を修めることが出来、耐火物を充分に使用することが
出来て、安定しかつ安全な操業が行える等耐用面，操業
面共に絶大な効果を修めることが出来た。
Claims (2)
- 【請求項１】 金属を溶解する誘導炉用内張り耐火物に
おいて、マグネシア質材２５〜９３重量％，含クロム質
耐火材５〜５０重量％，アルミナ含有量９０％以上のア
ルミナ質材２〜２５％重量で、この３種の含有量が９０
重量％以上であることを特徴とする乾式不定形材による
振動充填方式の誘導炉用不定形耐火物。 - 【請求項２】 誘導炉内張り耐火物の施工体が１５００
℃の熱処理により、０〜５％の残存膨脹であることを特
徴とする請求項１記載の乾式不定形材による振動充填方
式の誘導炉用不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7050581A JP2704250B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 誘導炉用不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7050581A JP2704250B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 誘導炉用不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08217552A JPH08217552A (ja) | 1996-08-27 |
| JP2704250B2 true JP2704250B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=12862955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7050581A Expired - Fee Related JP2704250B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 誘導炉用不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704250B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102230737B (zh) * | 2011-06-24 | 2013-10-30 | 北京中太投资管理有限公司 | 节能锥 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5135403B2 (ja) * | 1973-03-16 | 1976-10-02 | ||
| JPS5964576A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-12 | 日本鋼管株式会社 | マグクロ質キヤスタブル耐火物 |
| JPS6144765A (ja) * | 1984-08-03 | 1986-03-04 | 新日本製鐵株式会社 | 取鍋用流し込み不定形耐火物 |
-
1995
- 1995-02-14 JP JP7050581A patent/JP2704250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08217552A (ja) | 1996-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |