JP3045630B2 - 誘導炉用ラミング材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋳鉄を溶解する誘導
炉の内張り耐火物として使用される誘導炉用ラミング材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳鉄の溶解を行う誘導炉の内張り材とし
て、従来から焼結バインダ−として硼酸を添加した天然
シリカ質または溶融シリカ質のラミング材や、焼結バイ
ンダ−を添加しない高純度溶融シリカ質ラミング材が一
般に使用されてきた。

【０００３】この従来のラミング材の中の、天然シリカ
質ラミング材は、熱膨脹率が大きく熱衝撃によるき裂が
多く発生する恐れがあった。特に、高周波誘導炉の場合
は全量出湯操作が多く、溶解と出湯を繰り返す激しい熱
サイクルの繰り返しによるき裂の増大は大きな問題であ
った。

【０００４】また硼酸の添加により、稼働面には硼珪酸
ガラスの生成による緻密な焼結層が得られ耐蝕性が向上
する反面で、硼酸の影響により施工体背部まで硬化し
て、その結果、稼働面のき裂から侵入した溶湯は背部ま
で達し、場合によっては湯漏れトラブルに至る恐れもあ
った。

【０００５】一方、硼酸を添加した溶融シリカ質ラミン
グ材は熱膨脹率が小さく、き裂発生の恐れは少ないが、
天然シリカ質ラミング材と同様に硼酸添加によって施工
体背部まで硬化しやすく、稼働面に生じた微細なき裂か
ら侵入した溶湯の侵入を確実に防止することが出来ず、
操炉時の安全性の面で問題を抱えたものであった。

【０００６】さらに、焼結バインダ−無添加の高純度溶
融シリカ質ラミング材は、稼働面に緻密な焼結層が生成
しにくく、このため溶湯成分との反応による化学的浸蝕
や、誘導炉に特有な問題として電磁撹拌力による物理的
浸蝕を受けやすく、安定して使用できる長寿命の誘導炉
とすることは出来なかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、耐蝕性、
耐熱衝撃性があって稼働面にき裂の発生が少なく、従っ
て溶湯によって浸蝕されることも少なく、さらに施工体
の背部に粉体層が残存して、施工体の背部まで硬化する
ことなくしかも優れた断熱効果の得られる誘導炉用ラミ
ング材を得ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、焼結バイン
ダーを含まないもので、アルミナが０．５〜３．０重量
％、酸化カリウムが０．５〜３．０重量％含有した溶融
シリカを５０〜８０重量％含み、残部が天然シリカから
なることを特徴とする誘導炉用ラミング材である。

【０００９】本発明のラミング材は、溶融シリカと天然
シリカの２成分からなり、焼結バインダ−を含まないも
のである。ここで用いる溶融シリカは、アルミナが０．
５〜３．０重量％、酸化カリウムが０．５〜３．０重量
％含有した溶融シリカである。この溶融シリカの含有量
は４０〜８０重量％とする。

【００１０】溶融シリカを５０〜８０重量％使用するこ
とにより、ラミング材の熱膨脹率は１０００℃で０．５
〜０．７％とすることが出来る。これは天然シリカ質ラ
ミング材が同温度で熱膨脹率が１．２〜１．４であるの
で、その約１／２程度とすることができる。このため
に、溶融シリカのラミング材は、高周波誘導炉での全量
出湯操業による激しい熱サイクルの繰り返しを受けて
も、炉壁表面に生じるき裂を極めて少なくすることが出
来る。

【００１１】溶融シリカが５０重量％未満では内張り材
のき裂発生が顕著となり、湯差しが発生しやすくなる。
また、溶融シリカが８０重量％を超えると、内張り材の
耐蝕性が劣って好ましくない。溶融シリカの量は、５０
〜７５重量％であることが特に好ましい。

【００１２】また、この発明のラミング材は焼結バイン
ダ−として一般に使用されている硼酸を全く添加してい
ないので、外側の誘導コイル側には未硬化層（粉体層）
が残り、その結果、仮に稼働面側に微細なき裂が生じて
も、ここから侵入した溶湯はこの未硬化層で確実に止ま
り、従来のように溶湯漏れトラブルの発生の問題はなく
なる。

【００１３】さらにこの発明で用いる溶融シリカには、
アルミナが０．５〜３．０重量％、酸化カリウムが０．
５〜３．０重量％それぞれ含有しているので、内張り稼
働面側の焼結性が向上する。そのために、本発明では従
来のように硼酸を添加しなくとも、これと同等或いはそ
れ以上の緻密な焼結層が内張り稼働面側に形成され、溶
湯成分による化学的な浸蝕や溶湯の電磁撹拌力による物
理的浸蝕に対する抵抗性が著しく向上して、長寿命安定
した製品とすることが出来る。

【００１４】溶融シリカの中のアルミナおよび酸化カリ
ウムが０．５重量％未満の場合は内張り材の焼結性向上
の効果が十分に認められず、またこれが３．０重量％を
超えると耐蝕性が著しく低下する。本発明において、上
記の溶融シリカの外は、不純物などを除き実質的に天然
シリカを添加してラミング材を構成する。

【００１５】

【作用】この発明のラミング材は、主成分が溶融シリカ
であるので耐蝕性、耐熱衝撃性が優れているとともに、
焼結バインダ−を含まないため施工体の背部では焼結体
とならない粉体層が残存して、仮に稼働面でき裂が生じ
てもこれを背部まで達することを防ぐことができる。

【００１６】またここで用いる溶融シリカは、アルミナ
および酸化カリウムをそれぞれ０．５〜３．０重量％含
有しているので、焼結バインダ−を用いなくとも内張り
材の稼働面側の焼結性を焼結バインダ−を用いたと同様
に向上することが出来るようになった。

【００１７】

【実施例】

（実施例１，２および比較例１〜６）実施例１および２
に示す原料配合物を３００kg高周波誘導炉で張り合わせ
た。張り合わせ方法は、図２に示すコイル１の内側にあ
るコイル保護用耐火物２の内面に断熱シ−ト３をセット
したのち、表１の実施例１および２に示す配合物を炉床
部に所定量挿入し、エア−ランマでスタンプを行った。
スタンプ後、炉床部施工面を平らにして、築炉シリンダ
５を炉内中央にセットした。その後、図１に示すよう
に、築炉シリンダ５と断熱シ−ト３との間に仕切板６を
３枚等間隔にセットし、断熱シ−トと築炉シリンダとの
間に、原料配合物を装填した。原料を装填したのち、各
部の表面を平らにして仕切板を炉外へ引抜き、エア−ラ
ンマでスタンプした。なお、１回当たりのスタンプ高さ
は６０〜７０mmとした。スタンプの後、表面の目荒しを
行い再度仕切板をセットし、以降同様な方法で炉上部ま
でスタンプを行った。

【００１８】スタンプの終了後、炉内に銑鉄を装填し溶
解試験をした。溶解試験は、銑鉄２００kgを１６２０〜
１６４０℃にして６時間保持した。上記溶解試験は２回
実施した。試験結果を表１に示した。これによって明ら
かなように、アルミナおよび酸化カリウムを１．０〜
２．０重量％含有した溶融シリカを用いると耐蝕性およ
び安全性の点で優れた効果のあることが明らかである。

【００１９】比較例１〜６は、原料を本発明で特定した
範囲から外れたものを用い、上記と同様な試験を行っ
た。表から明らかなように、高純度溶融シリカを使用し
た比較例１は、緻密な焼結層が生成されず浸蝕および浸
潤が大きい。また、無水硼酸を０．８％添加した比較例
２，３はいずれも施工体背部まで硬化が進んでいた。天
然シリカを使用した比較例３は、他試料に見られない大
きなき裂が発生した。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】この発明は、以上のようにアルミナおよ
び酸化カリウムを、それぞれ０．５〜３．０重量％含有
する溶融シリカを用いたので、十分な耐蝕性と耐熱衝撃
性に優れたものとすることが出来、激しい熱サイクルに
際してもき裂の発生を極力小さくすることが出来る。

【００２２】またこの発明では、アルミナおよび酸化カ
リウムを、それぞれ０．５〜３．０重量％含有するの
で、内張り稼働側面では十分な焼結性が得られる上に背
面では未硬化層（粉体層）を残すことができる。このた
めに、仮に稼働面に生じた微細なき裂から溶湯が侵入し
た場合でも、溶湯の侵入はこの未硬化層でこれを確実に
阻止することが出来て、操炉時の安全性は一層確保され
るようなった。さらに、上記の未硬化層（粉体）の残存
により、炉の断熱効果が高まり熱ロスが少なくなって熱
消費の低減を図ることが出来るようになった。また、こ
の未硬化層があることによって、従来の焼結バインダと
しての硼酸添加品に比較して炉の解体労力が大幅に低減
されるといった効果も期待することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の誘導炉ラミング材を用いた１例の誘
導炉の組立て途中の一部を示す断面図。

【図２】図１に示す組立て途中の誘導炉の上面図。

【符号の説明】

１…誘導コイル、２…コイル保護用耐火物，３…断熱シ
−ト，４…内張り材，５…築炉シリンダ−，６…仕切
板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜津 祐吉 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝本社事務所内 (56)参考文献 特開 昭50−38713（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 35/66 F27B 14/06 F27D 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結バインダーを含まないもので、アル
   ミナが０．５〜３．０重量％、酸化カリウムが０．５〜
   ３．０重量％含有した溶融シリカを５０〜８０重量％含
   み、残部が天然シリカからなることを特徴とする誘導炉
   用ラミング材。