JP2764301B2 - 不定形耐火物内張容器の乾燥方法 - Google Patents
不定形耐火物内張容器の乾燥方法Info
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- JP2764301B2 JP2764301B2 JP1086865A JP8686589A JP2764301B2 JP 2764301 B2 JP2764301 B2 JP 2764301B2 JP 1086865 A JP1086865 A JP 1086865A JP 8686589 A JP8686589 A JP 8686589A JP 2764301 B2 JP2764301 B2 JP 2764301B2
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- refractory
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は溶融金属容器に施工された不定形耐火物の乾
燥方法に関する。
燥方法に関する。
（従来の技術） 不定形耐火物の進歩に伴い省力化および省炉材化を目
的い不定形耐火物の使用比率は増加している。この不定
形耐火物は現場で混練し施工乾燥といった工程が一般的
にとられている。その中で乾燥は材料内部亀裂の発生、
爆裂等で材料の良否を決定する重要な分離である。
的い不定形耐火物の使用比率は増加している。この不定
形耐火物は現場で混練し施工乾燥といった工程が一般的
にとられている。その中で乾燥は材料内部亀裂の発生、
爆裂等で材料の良否を決定する重要な分離である。
ここで従来より、最上の耐爆裂性評価方法として、パ
ネルスポール試験、炉中投げ込み試験等は実施されてき
たが、これらの方法では爆裂の有無という定性的は可能
であるが、定量的判断は出来ず実機化出来ない不定形耐
火物も数多くなった。
ネルスポール試験、炉中投げ込み試験等は実施されてき
たが、これらの方法では爆裂の有無という定性的は可能
であるが、定量的判断は出来ず実機化出来ない不定形耐
火物も数多くなった。
また、これ等の問題点から実操業においては、特開昭
50−3030号公報に示すように、レンガ温度検出器と温度
調節器を介して経験により定まった昇温、保熱パターン
に従ってプログラム制御する方法あるいは、特開昭51−
108635号公報の如く内張り耐火物にコーテイング層を設
けコーテイング層を介して溶湯の自熱により内張り耐火
物を緩乾燥する方法等が提案されている。
50−3030号公報に示すように、レンガ温度検出器と温度
調節器を介して経験により定まった昇温、保熱パターン
に従ってプログラム制御する方法あるいは、特開昭51−
108635号公報の如く内張り耐火物にコーテイング層を設
けコーテイング層を介して溶湯の自熱により内張り耐火
物を緩乾燥する方法等が提案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら前述のプログラム加熱におていは、耐火
物組成あるいは施工層厚みによって加熱温度、昇熱速度
条件が異なるとともに加熱プログラム自体の変動によっ
て過乾燥を招き結果として水蒸気爆発を生じる。また、
前記のごとく経験値に基づく昇熱では各昇温段階に一定
温度の保持時間を十分に取った乾燥となり、加熱エネル
ギーの上昇及び加熱時間の延長を招く。
物組成あるいは施工層厚みによって加熱温度、昇熱速度
条件が異なるとともに加熱プログラム自体の変動によっ
て過乾燥を招き結果として水蒸気爆発を生じる。また、
前記のごとく経験値に基づく昇熱では各昇温段階に一定
温度の保持時間を十分に取った乾燥となり、加熱エネル
ギーの上昇及び加熱時間の延長を招く。
更に、また、溶鋼自熱による乾燥にあっても急加熱と
なり、耐火物内に亀裂あるいは水蒸気爆発を生じる等の
欠点を伴なう。
なり、耐火物内に亀裂あるいは水蒸気爆発を生じる等の
欠点を伴なう。
本発明はこれ等従来の乾燥法の欠点である、乾燥に伴
う、耐火物の亀裂および水蒸気爆発による耐火物の破損
のない乾燥を行ない、しかもこの乾燥を全体として短時
間に、且つ省エネルギのもとに可能とする、乾燥方法を
提供することにある。
う、耐火物の亀裂および水蒸気爆発による耐火物の破損
のない乾燥を行ない、しかもこの乾燥を全体として短時
間に、且つ省エネルギのもとに可能とする、乾燥方法を
提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は取鍋タンデイッシュ、混銑車あるいは精錬炉
等の溶融金属容器に不定形耐火物を内張りした際に必ず
乾燥を行なうが、この乾燥について以下の知見を得た。
等の溶融金属容器に不定形耐火物を内張りした際に必ず
乾燥を行なうが、この乾燥について以下の知見を得た。
まず、不定形耐火物の乾燥時に発生する水蒸気爆裂は
耐火物層厚みの1/2の表層側に生ずること、また、この
水蒸気爆裂は不定形耐火物のその温度における該不定形
耐火物の材料曲げ強度以下と考えれるが、該材料曲げ強
度の1/25の蒸気圧以下であればいかなる加熱乾燥条件で
あっても爆裂は生じない。
耐火物層厚みの1/2の表層側に生ずること、また、この
水蒸気爆裂は不定形耐火物のその温度における該不定形
耐火物の材料曲げ強度以下と考えれるが、該材料曲げ強
度の1/25の蒸気圧以下であればいかなる加熱乾燥条件で
あっても爆裂は生じない。
しかもこの爆裂は不定形耐火物が加熱乾燥される際
に、該不定形耐火物の温度が常温から250℃であってこ
れ以降については通常の昇温乾燥あるいは20〜30℃/h以
上の急速加熱を行なうことができる等を知見し得た。
に、該不定形耐火物の温度が常温から250℃であってこ
れ以降については通常の昇温乾燥あるいは20〜30℃/h以
上の急速加熱を行なうことができる等を知見し得た。
本発明はこれ等の知見を基になされたものであって、
溶融金属容器に不定形耐火物を施工して乾燥する際に、
該不定形耐火物の温度が常温から250℃に昇温するまで
の間は、不定形耐火物のこの範囲における、その時の、
実温度での材料曲げ強度を予め求め、この曲げ強度の1/
25の蒸気圧となるように加熱乾燥温度を制御し、次い
で、通常の昇温乾燥を行うことにある。
溶融金属容器に不定形耐火物を施工して乾燥する際に、
該不定形耐火物の温度が常温から250℃に昇温するまで
の間は、不定形耐火物のこの範囲における、その時の、
実温度での材料曲げ強度を予め求め、この曲げ強度の1/
25の蒸気圧となるように加熱乾燥温度を制御し、次い
で、通常の昇温乾燥を行うことにある。
この不定形耐火物の乾燥昇温温度を常温から250℃と
した理由は第１図に示す如く昇温に伴う水蒸気圧の昇温
が250℃までであり、しかもこの領域内におけてのみそ
の温度における材料の曲げ強度の1/25を超える状態とな
り、結果として水蒸気爆裂として現われるからである。
した理由は第１図に示す如く昇温に伴う水蒸気圧の昇温
が250℃までであり、しかもこの領域内におけてのみそ
の温度における材料の曲げ強度の1/25を超える状態とな
り、結果として水蒸気爆裂として現われるからである。
また、この時の蒸気圧及び温度は爆裂が不定形耐火物
層厚の20〜50％の表層側に発生することからこの表層側
の20〜50％層厚内における温度と蒸気圧を測定すること
が必要である。この範囲外では第１図に示す領域が得ら
れず、場合によっては水蒸気圧が材料曲げ強度の1/25以
上となり耐火物に亀裂あるいは爆裂を生じることとな
る。
層厚の20〜50％の表層側に発生することからこの表層側
の20〜50％層厚内における温度と蒸気圧を測定すること
が必要である。この範囲外では第１図に示す領域が得ら
れず、場合によっては水蒸気圧が材料曲げ強度の1/25以
上となり耐火物に亀裂あるいは爆裂を生じることとな
る。
従って、前記の部位の測定結果の蒸気圧（kg/cm2）が
常に不定形耐火物のその時の実温度における曲げ強度の
1/25（kg/cm2）以下となるように、加熱温度、昇温速
度、保定維持等の加熱条件を制御すると耐火物の品質を
阻害することなく乾燥が行ない得る。従来より、乾燥時
の爆裂は、蒸気圧が材料引張り強度以上になった時に発
生すると言わているが、一般に、耐火物の場合、材料引
張り強度を測定することはなく、圧縮強度或は曲げ強度
で材料強度を代表する場合が殆どである。
常に不定形耐火物のその時の実温度における曲げ強度の
1/25（kg/cm2）以下となるように、加熱温度、昇温速
度、保定維持等の加熱条件を制御すると耐火物の品質を
阻害することなく乾燥が行ない得る。従来より、乾燥時
の爆裂は、蒸気圧が材料引張り強度以上になった時に発
生すると言わているが、一般に、耐火物の場合、材料引
張り強度を測定することはなく、圧縮強度或は曲げ強度
で材料強度を代表する場合が殆どである。
本発明では、蒸気圧と材料曲げ強度の関係を多くの実
験により見出して関係付けている。
験により見出して関係付けている。
しかも、250℃を過ぎると急激に蒸気圧が低下し、こ
の低下速度よりも材料の曲げ強度の低下が緩慢であるた
め材料強度が大巾に大きくなり、急速な通常の加熱乾燥
でも十分に対応できる。
の低下速度よりも材料の曲げ強度の低下が緩慢であるた
め材料強度が大巾に大きくなり、急速な通常の加熱乾燥
でも十分に対応できる。
この通常加熱は10°〜30℃/hで加熱昇温するものであ
り、場合によつては一部所定温度域での保定時間を折り
込んで材質向上をはかることも行なわれる。
り、場合によつては一部所定温度域での保定時間を折り
込んで材質向上をはかることも行なわれる。
次に不定形耐火物中の水蒸気圧力の測定については、
まず、内部発生蒸気圧測定装置の原理としては、不定形
耐火物８の内部で発生した内部蒸気圧を第２図に示すよ
うにシリコンオイル７等の非圧縮性流体を充填した中空
円筒の導管１を通じて外部に取り出し、プレッシャヘッ
ド２、圧力変換機３、動歪計４等の圧力信号を電気信号
に変更する計器を用い記録計５に記録するものである。
中空円筒の導管１内部には非圧縮性流体を用いるが、こ
の終端には導管内部のエアー巻込み防止の為のエア空気
抜きを設ける必要がある。エア抜き構造の一例を第３図
に示す。
まず、内部発生蒸気圧測定装置の原理としては、不定形
耐火物８の内部で発生した内部蒸気圧を第２図に示すよ
うにシリコンオイル７等の非圧縮性流体を充填した中空
円筒の導管１を通じて外部に取り出し、プレッシャヘッ
ド２、圧力変換機３、動歪計４等の圧力信号を電気信号
に変更する計器を用い記録計５に記録するものである。
中空円筒の導管１内部には非圧縮性流体を用いるが、こ
の終端には導管内部のエアー巻込み防止の為のエア空気
抜きを設ける必要がある。エア抜き構造の一例を第３図
に示す。
これは中空円筒の先端Ａより非圧縮性流体を注入しエ
ア空気抜きＢより注入した流体の1/2以上流出した時に
弁Ｃを閉じる構造となっている。中空円筒の導管材質と
してはステンレス鋼、銅線等の金属類が好ましくセラミ
ックス等を使用すると乾燥中に割れ等が発生し、データ
ーの信頼性が無くなり好ましくない。
ア空気抜きＢより注入した流体の1/2以上流出した時に
弁Ｃを閉じる構造となっている。中空円筒の導管材質と
してはステンレス鋼、銅線等の金属類が好ましくセラミ
ックス等を使用すると乾燥中に割れ等が発生し、データ
ーの信頼性が無くなり好ましくない。
中空円筒の導管１の内径としては0.5mm〜10mm程度の
ものが好ましく、0.5mm以下であると配管の詰り、また1
0mm以上あると圧力変換器にインプットされる蒸気圧が
大きくなりデーターの信頼性が低下する。
ものが好ましく、0.5mm以下であると配管の詰り、また1
0mm以上あると圧力変換器にインプットされる蒸気圧が
大きくなりデーターの信頼性が低下する。
また中空円筒の長さとしては30cmから10mのものが好
ましくは30cmより短いと大型形状の測定が出来ず、10m
より長くなると圧損が大きくなると同時に円筒内部に存
在するエアーによりデーターの信頼性が低下する。また
中空円筒入口部には材料温度も同時に測定出来るよう熱
伝対６もセットされたものを用いる。
ましくは30cmより短いと大型形状の測定が出来ず、10m
より長くなると圧損が大きくなると同時に円筒内部に存
在するエアーによりデーターの信頼性が低下する。また
中空円筒入口部には材料温度も同時に測定出来るよう熱
伝対６もセットされたものを用いる。
（実施例） 以下当所における取鍋にて本発明では、第２図に示す
装置を用いて材料の乾燥を実施した際の例を説明する。
第２図の取鍋敷部Ｄに190mm、250mm厚で材料を施工し
た。これを第４図に示すよな乾燥パターンで乾燥したと
ころ図に示すような蒸気圧の挙動を示した。また250mm
厚の材料では乾燥中爆裂、190mm厚材料では使用後内部
亀裂が発生していた。
装置を用いて材料の乾燥を実施した際の例を説明する。
第２図の取鍋敷部Ｄに190mm、250mm厚で材料を施工し
た。これを第４図に示すよな乾燥パターンで乾燥したと
ころ図に示すような蒸気圧の挙動を示した。また250mm
厚の材料では乾燥中爆裂、190mm厚材料では使用後内部
亀裂が発生していた。
そこで本システムを用い第４図の如きパターンで且つ
爆裂発生危険領域に達しないような乾燥を行ったとこ
ろ、爆裂、亀裂もなく乾燥出来た。第４図は、材料厚み
170mmのキャスタブルを乾燥する場合の乾燥パターンで
ある。
爆裂発生危険領域に達しないような乾燥を行ったとこ
ろ、爆裂、亀裂もなく乾燥出来た。第４図は、材料厚み
170mmのキャスタブルを乾燥する場合の乾燥パターンで
ある。
本発明は、材料曲げ強度を事前に測定し、実機での蒸
気圧を測定しながら爆裂のない乾燥パターンを決めるこ
とができる装置で、実炉で１回蒸気圧を測定することに
より、以降の乾燥パターンを決定することができる。こ
のように通常の乾燥パターンでは爆裂するような材料で
も本システムを導入することにより徽密で高強度な優れ
た材料特性の材料を実炉に適用することが可能となっ
た。
気圧を測定しながら爆裂のない乾燥パターンを決めるこ
とができる装置で、実炉で１回蒸気圧を測定することに
より、以降の乾燥パターンを決定することができる。こ
のように通常の乾燥パターンでは爆裂するような材料で
も本システムを導入することにより徽密で高強度な優れ
た材料特性の材料を実炉に適用することが可能となっ
た。
（発明の効果） 以上述べた如く本発明の乾燥方法を用いることにより
不定形耐火物の亀裂あるいは爆裂のない高品質の施工が
可能となり、しかも全体としての加熱時間の短縮と省エ
ネルギー化が可能となる等極めて優れた乾燥方法であ
る。
不定形耐火物の亀裂あるいは爆裂のない高品質の施工が
可能となり、しかも全体としての加熱時間の短縮と省エ
ネルギー化が可能となる等極めて優れた乾燥方法であ
る。
第１図は加熱温度と水蒸気圧（爆裂発生状況）及びその
温度での材料曲げ強さとの関係を示す。第２図は水蒸気
圧計を取鍋の底部不耐型耐火物に設置した際の部分拡大
断面図を示し、第３図は第２図のプレッシャーヘッドの
詳細図を示し、第４図は本発明の代表加熱乾燥パターン
を示す。 １…円筒導線、２…プレッシャーヘッド ３…圧力変換機、４…動歪計 ５…記録計、６…熱伝対 ７…シリコンオイル、Ａ…注入口 Ｂ…空気抜き、Ｃ…空気抜き用バルブ
温度での材料曲げ強さとの関係を示す。第２図は水蒸気
圧計を取鍋の底部不耐型耐火物に設置した際の部分拡大
断面図を示し、第３図は第２図のプレッシャーヘッドの
詳細図を示し、第４図は本発明の代表加熱乾燥パターン
を示す。 １…円筒導線、２…プレッシャーヘッド ３…圧力変換機、４…動歪計 ５…記録計、６…熱伝対 ７…シリコンオイル、Ａ…注入口 Ｂ…空気抜き、Ｃ…空気抜き用バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/68 B22D 41/02
Claims (1)
- 【請求項１】溶融金属容器に不定形耐火物を施工して乾
燥するに当り、該不定形耐火物の乾燥温度が常温から25
0℃に昇温するまでは該不定形耐火物の実昇温温度にお
ける材料の曲げ強度を予め求め、この曲げ強度の1/25の
蒸気圧以下となるように昇温速度を調整し、次いで通常
の昇温乾燥を行うことを特徴とした不定形耐火物内張容
器の乾燥方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086865A JP2764301B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 不定形耐火物内張容器の乾燥方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086865A JP2764301B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 不定形耐火物内張容器の乾燥方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02267173A JPH02267173A (ja) | 1990-10-31 |
| JP2764301B2 true JP2764301B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13898713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1086865A Expired - Fee Related JP2764301B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 不定形耐火物内張容器の乾燥方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764301B2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1086865A patent/JP2764301B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02267173A (ja) | 1990-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080403 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403 Year of fee payment: 11 |
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