JP5262301B2 - 溝型誘導加熱装置の急速冷却方法 - Google Patents
溝型誘導加熱装置の急速冷却方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5262301B2 JP5262301B2 JP2008141286A JP2008141286A JP5262301B2 JP 5262301 B2 JP5262301 B2 JP 5262301B2 JP 2008141286 A JP2008141286 A JP 2008141286A JP 2008141286 A JP2008141286 A JP 2008141286A JP 5262301 B2 JP5262301 B2 JP 5262301B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction heating
- runner
- dry ice
- heating device
- groove type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
この誘導炉は、例えば、特許文献1に示すように、横倒しに配置された円筒型の誘導炉本体を備え、この誘導炉本体の片側に、2〜3基程度の溝型誘導加熱装置が取付けられている。即ち、誘導炉1基あたり4〜6基程度の溝型誘導加熱装置を持つことが多い。
この溝型誘導加熱装置の寿命は、一般に誘導炉本体よりも短いため、誘導炉の稼動中に、溝型誘導加熱装置の熱間交換作業が行われている。
溝型誘導加熱装置は、一般的に内径(内幅)が10〜25cm程度の湯道を有しており、この湯道を形成する耐火物として、マグネシア(MgO)、アルミナ(Al2O3)、Al2O3−MgO系スピネル等を主成分とするラミング材が広く用いられている。このラミング材は、高温に曝される稼動面近傍にて、必要な焼結強度を発現するものである。なお、この耐火物で構成される層を、一般に焼結層と称している。
この交換作業に際しては、誘導炉本体を傾動させることにより、一方の溝型誘導加熱装置を誘導炉本体内の溶融金属の湯面よりも上に配置して、湯道内の溶融金属を排出した後、他方の溝型誘導加熱装置の加熱機能を用いて、誘導炉本体内の溶融金属の温度を維持している。
なお、この水冷には、溝型誘導加熱装置を誘導炉本体から取外した後、概ね24時間程度を要していた。
この急速冷却方法としては、例えば、溝型誘導加熱装置の耐火物を散水又は注水により冷却する方法があるが、この方法では、水分によって変質するマグネシア等の材料で構成されている耐火物を破損させ、耐火物の残存状況を正確に測定することが困難となるという問題があった。
そこで、ドライアイスを用いて耐火物の強制冷却を行なう技術が、特許文献2及び特許文献3に開示されていた。
また、特許文献3には、炉止め後の転炉炉底を取外してから、ウェア煉瓦を解体することにより、煙突効果を利用して冷却を行ない、更にその後、ドライアイスを炉底に投入してから、炉内に5〜20℃の冷風を送ることにより、炉内に残存するパーマネント煉瓦を冷却する技術が提案されている。
また、溝型誘導加熱装置の湯道は、転炉や溶鋼鍋等のように、直径が数mを超える大型の溶融金属保持容器とは異なり、その内径が10〜25cm程度の流路で構成されるのが普通であるため、ブラストノズルの運用が非常に困難である。更に、溝型誘導加熱装置の湯道は、途中で90度曲がっている箇所が存在するため、吹付けられたドライアイスの衝撃による耐火物の損耗が発生し、使用後の耐火物の残存状況調査の妨げになる懸念がある。
前記湯道内に、最大長さが3mm以上30mm以下のものを95質量%超と不可避的に混入する粉末を含んだドライアイスを充填して、該ドライアイスが充填された前記湯道内に0又は0を超え1.2Nm3/時間以下の流量で空気を吹き込む。
本発明に係る溝型誘導加熱装置の急速冷却方法において、前記追加充填の間隔は20分以上であることが好ましい。
また、このようにドライアイスを使用することで、湯道を形成する耐火物への散水が不要となるため、耐火物の損傷を抑えることができ、使用後の耐火物の残存状況調査を適切に実施できる。
ここで、図1は本発明の一実施の形態に係る溝型誘導加熱装置の急速冷却方法を使用する溝型誘導加熱装置の正断面図、図2(A)〜(C)はそれぞれ同溝型誘導加熱装置が設けられた誘導炉の正面図、平面図、側面図、図3は溝型誘導加熱装置の湯道内に充填するドライアイスの大きさと湯道の内幅が溝型誘導加熱装置の耐火物の冷却時間に及ぼす影響を示す説明図、図4は溝型誘導加熱装置の湯道内への冷風の吹き込み流量が溝型誘導加熱装置の耐火物の冷却時間に及ぼす影響を示す説明図、図5は溝型誘導加熱装置の湯道内へのドライアイスの充填間隔が溝型誘導加熱装置の耐火物の冷却時間に及ぼす影響を示す説明図である。
まず、本発明の一実施の形態に係る溝型誘導加熱装置の急速冷却方法を使用する溝型誘導加熱装置11と、この溝型誘導加熱装置11が設けられた誘導炉12について説明した後、本発明の一実施の形態に係る溝型誘導加熱装置の急速冷却方法について説明する。
この誘導炉本体13の上部には、受銑口14と、複数(ここでは、3箇所)のスクラップ投入口15が設けられている。また、誘導炉本体13の下部には、複数(ここでは、下部片側に3基、合計6基)の溝型誘導加熱装置11が取付けられている。そして、誘導炉本体13の側部には、出銑口16が設けられている。
また、誘導炉本体13へスクラップや型銑等を投入する際には、複数のスクラップ投入口15のうちの1つを開き、ここから炉内へスクラップや型銑等を投入する。なお、投入されたスクラップや型銑等を溶解する熱源は、従来公知の溝型誘導加熱装置11である。
そして、誘導炉本体13内に保持された溶銑を出銑する際には、誘導炉本体13を傾動させることにより、出銑口16から炉内の溶銑を排出する。
溝型誘導加熱装置11の外形は、水冷式ケース18によって形作られている。この水冷式ケース18の両側壁には、その幅方向に間隔を有して2つの貫通孔が形成され、この各部分に、貫通孔19が形成された筒状の水冷式ブッシング20が取付けられている。この水冷式ケース18と水冷式ブッシング20が、水冷式ケース18内の耐火物21を保持している。
この耐火物21には、水冷式ブッシング20を囲むように、溶銑が流れる湯道10が形成されている。
この湯道10は、その中央部P1の平断面視した最大内幅D1、及び両側部P2、P3の平断面視した最大内幅D2、D3が、それぞれ6cm以上30cm以下(ここでは、内径が10〜25cm程度)のものである。
稼動中の誘導炉12の溝型誘導加熱装置11を熱間交換するに際しては、まず、誘導炉本体13を傾動させることにより、交換対象である使用済みの溝型誘導加熱装置11を、誘導炉本体13内の溶融金属の湯面より上方に持ち上げ、湯道10内の溶銑を誘導炉本体13内へ排出する。この時点から、溝型誘導加熱装置11の実質的な冷却が開始される。
そして、この溝型誘導加熱装置11を、その水冷の機能を維持した状態で誘導炉本体13から取外し、誘導炉本体13近傍に設けた冷却場所へ降ろして、図1に示すように、誘導炉本体13への取付け面が上方を向くように置く。このとき、耐火物21の温度は、例えば、200〜500℃程度である。これは、片側3基の溝型誘導加熱装置11のうち、最初に取り外す溝型誘導加熱装置が400〜500℃であり、最後に取り外す溝型誘導加熱装置が200〜300℃程度であることによる。
これにより、水冷式ケース18及び水冷式ブッシング20の冷却水による抜熱に加え、湯道10内面からの急速な抜熱ができ、耐火物21を目標とする時間内に所定の温度まで冷却できる。
また、所定の温度は、本実施の形態では50℃以下としている。これは、耐火物21の温度を十分に低下させることができ、溝型誘導加熱装置11の搬出可能な温度を考慮して設定した温度である。
なお、湯道内に装入するドライアイスは、例えば、粉状のドライアイスを型枠に押し込み、連続的に成形される円柱状のドライアイスを前記した長さに切断したものを使用できる。このため、使用するドライアイスには、不可避的に粉末が含まれる。なお、この粉末の量は、例えば、使用するドライアイスの全量の5質量%以下(ペレット状のドライアイスは、95質量%超)程度である。
上記したペレット状又は破片状のドライアイスであれば、湯道内に投入可能であり、更にその湯道が途中で90°折れ曲がっている場合でも、必要に応じて棒等で突き込ことにより、屈曲点の奥まで転がり込んで行くという利点がある。
なお、粉末状のドライアイスも湯道には投入可能であり、比表面積が大きいために冷却能力が大きいという利点があるが、湯道に対しては棚掛けし易いため、充填作業がしずらく、また屈曲点の奥への充填率も悪くなるという欠点がある。
この溝型誘導加熱装置の耐火物の温度測定は、誘導炉本体から取外した使用済みの溝型誘導加熱装置の耐火物内に熱電対を設置して測定している。なお、冷却開始前の温度が270〜330℃の耐火物の湯道内に冷気を吹き込むことなく(0Nm3/時間)、ドライアイスを10分間隔で繰り返し追加投入している。
一方、パウダー状(3mm未満)のドライアイスを用いる場合も、耐火物の冷却時間が長くなる傾向がある。これは、パウダー状のドライアイスが、比表面積が大きいために冷却効率に優れている反面、空気中の水分による棚掛けが発生し易く、また湯道のように、凹凸が多く細長いものに充填する場合、充填作業がしずらく、また屈曲点の奥への充填率も悪くするためと考えられる。
以上のことから、最大内幅が6cm以上30cm以下の湯道10が形成された耐火物21を、8時間内に50℃以下まで冷却するには、最大長さが3mm以上30mm以下(好ましくは、上限が20mm)のものを主体とするドライアイスを使用する。
ドライアイスを投入した湯道内に空気を吹き込むための実質的な方法としては、湯道の内幅よりも細いパイプを湯道内へ差し込み、例えば、スポットクーラーにて発生させた冷気を吹き込む方法が考えられる。ただし、空気の飽和水蒸気量は、20℃の場合17.2g/m3、10℃の場合9.3g/m3、5℃の場合6.8g/m3であり、この水蒸気が湯道内に充填されたドライアイスの粒子間を架橋するように凍結するため、ドライアイスが棚掛け状態となって、その後に引き続き行うドライアイスの追加充填の妨げとなる。
また、湯道には、ペレット状のドライアイスが詰め込まれている状態であるため、湯道内に冷気を吹き込むことで、湯道内の空気を撹拌しても、耐火物の冷却時間を短縮する効果がないものと考えられる。
更に、ドライアイスは−79℃の極低温にて昇華するが、スポットクーラーによって吹き込まれる冷気は、+5℃から+10℃程度の範囲内の温度であり、ドライアイスの冷却能力を浪費させる欠点もある。
特に、冷風の吹き込み流量が1.2Nm3/時間を超える場合、目標である8時間以内に、耐火物の冷却ができなかった。これは、前記したように、空気中の水蒸気量、冷風の吹き込みによる撹拌、及び冷風の温度が、耐火物の急速冷却に好影響を及ぼさないことによるものと考えられる。
しかし、図4や前記した検討内容からも明らかなように、ドライアイスが充填された湯道内へ、冷風を吹き込まない(流量:0Nm3/時間)のが最もよい。これにより、空気中の水蒸気量に起因するドライアイスの追加充填が妨げられることなく、ドライアイスによる冷却能力も維持でき、更に、冷風の吹き込み装置などの設備を別途使用する必要がなく経済的である。
ドライアイスの充填による耐火物21の冷却開始の当初は、昇華によるドライアイスの消費が早く、5〜15分程度で、湯道内に充填されたドライアイスの概ね1/4〜1/3程度が消費される。そのため、その都度ドライアイスを追加充填する必要があるが、ドライアイスの追加充填作業だけに専任作業員を担当させるのは非効率的である。
従って、湯道10内にドライアイスを充填した後、40分以内(好ましくは、30分以内)の間隔で複数回、ドライアイスを湯道10内に追加充填することが好ましい。
また、ドライアイスの充填作業の作業性や、使用するドライアイスの経済性を考慮すれば、ドライアイスを追加充填する間隔を20分以上とすることが好ましい。
以上に示したように、本発明の溝型誘導加熱装置の急速冷却方法を使用することで、従来のように、ブラストマシンなどの設備を別途使用することなく、しかも使用済みの耐火物に損傷を与えることなく、短時間で効率的に急速冷却できる。
また、前記実施の形態においては、溝型誘導加熱装置の急速冷却方法を、誘導炉に設けられた溝型誘導加熱装置の急速冷却に適用した場合について説明した。しかし、溝型誘導加熱装置の急速冷却を行うのであれば、これに限定されるものではなく、他の溝型誘導加熱装置、例えば、薄板の溶融亜鉛めっきポットに設けられた溝型誘導加熱装置の急速冷却に適用することもできる。
Claims (3)
- 湯道の最大内幅が6cm以上30cm以下である使用済みの溝型誘導加熱装置の急速冷却方法であって、
前記湯道内に、最大長さが3mm以上30mm以下のものを95質量%超と不可避的に混入する粉末を含んだドライアイスを充填して、該ドライアイスが充填された前記湯道内に0又は0を超え1.2Nm3/時間以下の流量で空気を吹き込むことを特徴とする溝型誘導加熱装置の急速冷却方法。 - 請求項1記載の溝型誘導加熱装置の急速冷却方法において、前記湯道内に前記ドライアイスを充填した後、前記ドライアイスを前記湯道内に複数回追加充填し、しかも追加充填の間隔を40分以内とすることを特徴とする溝型誘導加熱装置の急速冷却方法。
- 請求項2記載の溝型誘導加熱装置の急速冷却方法において、前記追加充填の間隔は20分以上であることを特徴とする溝型誘導加熱装置の急速冷却方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008141286A JP5262301B2 (ja) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | 溝型誘導加熱装置の急速冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008141286A JP5262301B2 (ja) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | 溝型誘導加熱装置の急速冷却方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009287847A JP2009287847A (ja) | 2009-12-10 |
JP5262301B2 true JP5262301B2 (ja) | 2013-08-14 |
Family
ID=41457230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008141286A Expired - Fee Related JP5262301B2 (ja) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | 溝型誘導加熱装置の急速冷却方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5262301B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104864706B (zh) * | 2015-05-28 | 2016-08-31 | 永兴县鸿福金属有限公司 | 改进型鼓风熔炼炉的下水套 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57112679A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-13 | Fuji Electric Co Ltd | Disassembling of furnace lining |
JP2696351B2 (ja) * | 1988-08-12 | 1998-01-14 | 大同ほくさん株式会社 | 炉材の冷却方法 |
JP2001108377A (ja) * | 1999-10-05 | 2001-04-20 | Nkk Corp | 耐火物及び耐火物表面付着物の冷却方法 |
JP4483745B2 (ja) * | 2005-09-01 | 2010-06-16 | 住友金属工業株式会社 | 転炉炉内の冷却方法 |
US8403187B2 (en) * | 2006-09-27 | 2013-03-26 | Air Liquide Industrial U.S. Lp | Production of an inert blanket in a furnace |
-
2008
- 2008-05-29 JP JP2008141286A patent/JP5262301B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009287847A (ja) | 2009-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2757163B1 (en) | Slag supply container for electric furnace for steel slag reduction | |
CN102978539B (zh) | 一种柱状晶铝镍钴永磁合金的制备方法 | |
Mills et al. | A review of slag splashing | |
JP5564150B2 (ja) | 誘導コイル及び溶融炉一体型コールドクルーシブル誘導溶融炉 | |
WO2000046561A1 (fr) | Panneau de refroidissement par l'eau pour paroi de four et enveloppe de four a arc | |
JP2009125810A (ja) | 高活性チタン金属の遠心鋳造システム | |
KR20100074904A (ko) | 용융 몰드 플럭스 공급장치 및 용융 몰드 플럭스 공급방법 | |
JP6318982B2 (ja) | 凝固スラグの熱回収方法および熱回収システム | |
JP5262301B2 (ja) | 溝型誘導加熱装置の急速冷却方法 | |
JP2018536541A (ja) | 冶金容器の吐出口上の摺動閉鎖部 | |
TW377396B (en) | Refractory wall structure and a method for repairing a furnace provided with a refractory wall structure | |
JP6203376B2 (ja) | 溶融プラントにおいて金属材料を溶融させる方法およびその溶融プラント | |
HU180353B (en) | Method for melting slag of electric furnace and the similars | |
CN104923735B (zh) | 熔模快速铸造工艺 | |
RU2720413C1 (ru) | Способ донной продувки жидкого металла газом в ковше | |
CN203704662U (zh) | 一种铬铁合金冶炼炉内衬 | |
JP2014105348A (ja) | フェロニッケル製錬用電気炉の操業方法 | |
ES2537728T3 (es) | Un método para fundir acero | |
Mgenge et al. | Furnace tapping practice at Tronox Namakwa Sands | |
KR20120032940A (ko) | 래들의 습식 보수재 및 이를 이용한 보수방법 | |
JP2003171708A (ja) | 冶金炉用羽口の保護装置 | |
KR101109655B1 (ko) | 열전도성과 내마모성이 우수한 고로 스테이브 및 그 제조방법 | |
RU2690552C1 (ru) | Лёточный кирпич | |
JP4471875B2 (ja) | アノード鋳造用計量鍋 | |
Tajik et al. | The influence of placement and sintering time of the steel ladle filler-sand |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100810 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120724 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120904 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130415 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5262301 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |