JP2779605B2 - 誘導炉内張り耐火物の施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は金属を溶かすために用い
られる誘導炉の炉壁内張り材に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】鋳物業界での金属の溶解は生産性、
省力化、溶湯の品質、及び作業環境等々の問題より
今まで主流であったキュポラに比べ １．溶解損失の少ない。 ２．作業，操作が簡単で且つ省力化が出来易い。 ３．公害問題の少ない。 ４．品質，安定性，均質性の高い溶湯が容易に得られ
る。 ５．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への移行が急速に進んで
いる。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、このコイル表面を必要に応じてはコイル保護の
ためにコイルセメントにより被覆させ内側に湯モレセン
サーや絶縁材，断熱材等を配設して最内側に耐火物によ
り一層の耐火壁で構築されている。この耐火壁を構築す
るには炉本体内に所定の厚みの耐火物壁を持たせるよう
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、炉本体とフォーマーとの間隙に耐火物を投入し
フォーマーの内側より振動を与えながら、この間隙に投
入された耐火物の充填を行い築造している。この乾式の
粉体材投入，加振充填の良否が炉の寿命を、ひいては鋳
造工場の稼動率をも大きく左右することより高い熟練を
必要とする。ここに用いられる耐火物は長寿命を得るた
めその使用条件により珪石質材アルミナ質材マグ
ネシアおよびまたはスピネル質材等の高純度質材が用い
られ、必要に応じて無水硼酸等の焼結助材が用いられて
いるが、使用に伴い溶解物との反応溶損とか、溶融物か
ら組織内への浸透による変質層の生成及び付着が生じ亀
裂の発生や表層からの剥離現象が生じ、大きく損傷され
る。このように溶融物の組織内への浸透による変質層の
生成や溶融物よりの受熱によりガラス質物が増加し過焼
結状態となり、これが体積の収縮を起こすことにより大
きな亀裂の発生や溝状の溶損状態を造り出す等により安
定した操炉が出来ず、異状部より地金差し現象を起こし
寿命が短命に終わっていることより反応溶損が小さく且
つ亀裂の発生による溝状の溶損、異状損傷そして地金差
しの無い耐火壁が強く要望されているのが現状である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】現在、誘導炉の内張耐
火壁は主に乾粉による振動施工された一体の耐火壁であ
り、この耐火壁が使用中組織内へ異物の浸透，受熱によ
る変質層を生成し体積の収縮を伴い、亀裂が発生しこの
亀裂の発生により地金差し込みが耐火壁の寿命となって
いる。このような異状損傷により耐火壁材を充分使用し
きれず、耐火壁の６０％〜８０％を残しがら寿命とな
り、新規材による張替を余儀なくされている。これらの
欠陥をなくし長寿命の計れる内張材とする手法を提供す
ることを技術的課題とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明者等はこのような
現状に鑑み耐火壁の有効利用率はおおむね６０％（１１
０ｍｍの耐火壁で最大６０ｍｍ位まで）を最大とする。
これ以上損傷が進と過電流値となり正常な操業が出来な
くなる。この範囲内の耐火物が高寿命であるよう均一且
つ高密度に充填された施工体とすることと耐火壁外層部
は内層部よりも弱いが焼固しない状態で亀裂や異状溶損
部よりの溶湯の浸入をその場で抑えて炉本体部、即ち湯
モレセンサーが作動しない範囲内にとどめる状態とし使
用する耐火物の特性を充し耐火物を充分生かして使用出
来るようにすれば耐用寿命をあげることができることに
着目し炉内稼動層は溶湯の受熱により高い焼結性を備へ
た高耐食性材を非稼動層には１０００°以下では焼固し
ない耐火物を配することにより万一稼働層に亀裂が生じ
地金が浸入して来ても未焼固層により更ならる溶湯の浸
入を止め得ることの出来る多層構造とすればより安定し
た炉の操業が出来且つ高い耐用寿命を見出すことが出来
た。この多層構造壁の施工をいかにするか種々研究の結
果多層化する側壁の厚みの内で、各耐火材の所定の厚み
で構築するため所定の厚み層内に仕切用枠を配設して両
方に異なった耐火物をそれぞれ投入した後、そのまゝ
か、又は振動を与えながらこの間仕切用枠を抜き取り２
材質の耐火材が共に相なつき合い一体の２層耐火壁を従
来通りの最内側枠に振動をあたへながらの加振工法によ
りこの２層の耐火壁を築造し、２層一体壁をも簡便に施
工し得た、尚この際、異材耐火物の間仕切用枠の形は垂
直か又は下広としその傾度は１００分の１程度が最も作
業性が良い状況である、間仕切用枠の傾度を限定した理
由は、型枠の形状を垂直から下広とし、その傾斜を０〜
１／１００としたのは、耐火材の投入後の型枠の引き抜
き性にあり、上広とした場合には枠内に投入した耐火材
が型枠の引き抜き時に一緒に持ち上ることになり、充分
な耐火材の配置ができなくなる。又下広の場合でも傾斜
勾配が大きいと型枠の引き抜きができなくなるからであ
る。 【０００５】 【実施例】本発明の詳細を実施例により記述する。本発
明の実施例に用いる耐火材の品質を表１に、実施例及び
従来の耐火材の配合比率及び品質特性を表２、施工例を
図１，図２に示す。 【０００６】 【表１】 【０００７】 【表２】【０００８】 【実施例１】３ｔｏｎ型低周波誘導炉の内張り耐火物の
施工方法として【図１】（ａ） の様に炉底に炉底バック材として、表２
の未硬化材５を５０ｍｍ施工した上に稼動面として高耐
食性材２を６０ｍｍ加振充填し、【図１】（ｂ） の如く、非稼動層が５０ｍｍ、稼動層が
６０ｍｍの厚みとなる様に内枠（フォーマー）１及び間
仕切用枠６をセットし、非稼動層に未硬化材５、稼動層
側に高耐食性材２を投入後、間仕切用枠６を引き抜き、
加振充填施工した後、内枠（フォーマー）１を取外し、【図１】（ｃ） の状態にして実用試験を行なった。同時
に【図２】（ａ），（ｂ） の方法で施工した従来品と比較
した。常用使用温度は１５３０℃、溶解材としてダクタ
イル鋳鉄を用いた。その結果を表３に示す。実施例１は
珪石質材による２層壁施工であるため、本発明の実施例
の稼動層である高耐食性材２と従来品とは同一耐火材の
施工であるが非稼動層は未硬化材５のため粉体状を保
ち、高耐食性材２と、未硬化材５との接合部に稼動層の
亀裂より差した地金が止まり、耐用寿命は従来法に比べ
安定しており、耐用寿命を決める亀裂の発達による溝状
亀裂での１チャージ当たりの溶損量は本発明施工方法に
よる施工体が０．１９８ｍｍに対して従来法による施工
体は０．３３２ｍｍで５９．６％にとどまっている。 【０００９】 【表３】【００１０】 【実施例２】本発明の実施例２として稼動層である高耐
食性材としてジルコン−珪石質材を用い、非稼動層には
実施例１と同様に末硬化材として天然珪石材を用いて、
実施例１と同じ方法で３ＴＯＮ誘導炉の内張り耐火物と
して施工し、実用試験を実施例１と同様にして行い従来
法と比較した。結果を表４に示す。本発明の施工方法で
築造した誘導炉の内張り耐火物の稼動面の状態は平滑で
安定しているのに比べ、従来法による施工体は亀裂の発
生も多く、発達度合も高く、大きな溝状の溶損状態を示
し、最大溶損量が１チャージ当り従来品の０．３３２ｍ
ｍに対し、本発明品の施工方法による施工体は１チャー
ジ当り０．１０３ｍｍ約３１％と良好であった。 【００１１】 【表４】 【００１２】 【発明の効果】本発明による３ＴＯＮ型低周波誘導炉の
内張り耐火物の施工方法により実施した内張り耐火物の
施工については、従来法の施工時間が９３分に体し、１
００分となり、施工時間は若干増したが、誘導炉の内壁
耐火物を２層材質に構成し、同時施工を行うことによ
り、施工体は亀裂の発生も少なくまた発達も小さく、稼
動層の焼結度が高くなって、耐食性が高くなっているこ
とにより、従来法の１８５チャージの耐用に対し実施例
１の材質を用いた施工方法では２４１チャージ、実施例
２のジルコン−珪石質材を用いた施工方法による施工体
では４７１チャージと耐用が大巾に延び、又非稼動層の
未硬化材には従来法で用いている材質よりも安価な耐火
材が使用可能となり、その効果は絶大なものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】ａ，ｂ，ｃは本発明の施工方法の説明図であ
る。 【図２】ａ，ｂは従来の施工方法の説明図である。 【符号の説明】 １ 内枠（フォーマー） ２ 高耐食性材（稼動層） ３ 断熱材 ４ 絶縁材 ５ 未硬化材（非稼動層） ６ 間仕切用枠 ７ 加振機

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 金属を溶解する誘導炉の内張り耐火物の施工において、
   内張り耐火物を所定の厚み内で稼動層と非稼動層の２層
   構造となるよう垂直又は下広（傾斜が０％〜１／１０
   ０）の間仕切枠を設置し、この両方に異なる材質の耐火
   物を投入した後間仕切枠をそのままあるいは振動させな
   がら引き抜いた後、最内側の枠に振動を与えながら加填
   充填を行い施工することを特徴とする誘導炉内張り耐火
   物の施工方法。