JP7084061B1 - 金属溶湯炉 - Google Patents
金属溶湯炉 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7084061B1 JP7084061B1 JP2021051699A JP2021051699A JP7084061B1 JP 7084061 B1 JP7084061 B1 JP 7084061B1 JP 2021051699 A JP2021051699 A JP 2021051699A JP 2021051699 A JP2021051699 A JP 2021051699A JP 7084061 B1 JP7084061 B1 JP 7084061B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- lining layer
- sealing material
- metal
- lining
- 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.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 141
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 141
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims abstract description 85
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 34
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 14
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 4
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 claims description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000011222 crystalline ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910002106 crystalline ceramic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 231100000037 inhalation toxicity test Toxicity 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000007912 intraperitoneal administration Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/005—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with heating or cooling means
- B22D41/01—Heating means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/02—Linings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D45/00—Equipment for casting, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
- F27D1/0009—Comprising ceramic fibre elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
【課題】溶湯漏れを防止又は抑制できるとともに、炉体からの放熱を抑制することができる金属溶湯炉を提供する。【解決手段】外周部に外壁１を有し、金属溶湯Ｍを保持する溶湯収納部を備える金属溶湯炉において、前記溶湯収納部を形成する前記金属溶湯炉の内壁には複数の内張層が配設されており、 前記内張層のうち、前記金属溶湯に接する面を構成する第１の内張層１０が耐火材からなり、前記第１の内張層１０と前記外壁１との間における少なくとも２つの境界にシール材５０が設けられており、前記シール材５０、５０の間の内張層が少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードである。【選択図】図３
Description
本発明は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金及び非鉄金属等の溶湯を保持する金属溶湯炉に関する。
従来、アルミニウム、アルミニウム合金及び非鉄金属等の溶湯を溶解保持する溶解保持炉がある（例えば、特許文献１参照）。一般的な溶解保持炉の炉体は、底壁と、底壁の周端から鉛直方向に伸びる周壁又は側壁によって構成されている。底壁と側壁は、概略、外側から内側に向かって順番に、鉄製の外壁（鉄皮）、断熱層、バックアップ層、耐火層（以下、耐火物又は耐火材ともいう）といった内張材を備えており、耐火層の内側に溶湯を保持する溶湯収納部が形成されている。
このような溶解保持炉では、内張材、特に溶湯に接する耐火層に、例えば耐火物のプレキャストブロック、耐火れんがや不定形耐火物のキャスタブル等が使用されている。溶湯には、これら耐火層の組織中に、容易に浸透する性質がある。
例えばアルミニウム合金の溶湯（以下、アルミ溶湯ともいう）に酸化物が発生し、長期間の使用や急激な温度変化から炉体損傷のクラック（亀裂）が生じ易くなり、アルミ溶湯が耐火層のクラックに浸透し溶湯漏れ（湯漏れともいう）が発生し、アルミ溶湯が溶湯収納部の外部に漏れる場合があった。
溶湯漏れを防止するため、特許文献２には、パーマライニングの内表面に複数の凹部を千鳥配置し、さらにパーマライニングの内表面を縦弾性率の低いモルタル層で覆った、溶湯保持容器のライニング構造が開示されている。このような構成にすることで、パーマライニングの内表面に生じる歪を分散させて亀裂の発生を防止し、また、仮にパーマライニングの内表面に亀裂が発生した場合であっても、モルタル層によって溶湯漏れを防止することができる、との効果が示されている。
以上のように、特許文献２には溶湯漏れを防止する方法が示されているが、炉体からの放熱を抑制するための処置については示されていない。
なお、炉体からの放熱については次の問題がある。すなわち、溶湯収納部内で溶湯を一定温度で保持するためには、浸漬型ヒータや浸漬型バーナ等の熱源を継続的に稼働させる必要があったが、従来は炉体から放熱するため、電力やガス等のエネルギーを必要以上に熱源に供給し非効率であった。さらには、炉体表面温度や炉体周辺の大気温度が上昇しやすくなるため、作業員の炉体への接触による火傷等の損傷や作業環境の劣悪化等の問題も生じる虞もあった。
また、溶湯漏れの防止に関しては、耐火層に１００ｍｍ前後の厚さの耐火物を使用することで対処する方法も実際にはあるが、炉の使用開始後６～８年程経過すると、炉体へのクラックによる損傷が見つかることもあった。
また、メンテナンスを目的とした２～４回／年の停止しか行わない連続操業の場合では、外部への溶湯漏れを防止することは困難をきわめ、作業員への安全性確保や溶湯の熱量減少といった操業面でのデメリットへの対応に注力する必要があった。
したがって、本発明の課題は、溶湯漏れを防止又は抑制できるとともに、炉体からの放熱を抑制することができる金属溶湯炉を提供することにある。
上記課題を解決するための手段の態様は次のとおりである。
外周部に外壁を有し、金属溶湯を保持する溶湯収納部を備える金属溶湯炉において、
前記溶湯収納部を形成する前記金属溶湯炉の内壁には複数の内張層が配設されており、
前記内張層のうち、前記金属溶湯に接する面を構成する第１の内張層が耐火材からなり、
前記第１の内張層と前記外壁との間における少なくとも２つの境界にシール材が設けられており、
前記シール材の間の内張層が少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードであることを特徴とする金属溶湯炉。
前記溶湯収納部を形成する前記金属溶湯炉の内壁には複数の内張層が配設されており、
前記内張層のうち、前記金属溶湯に接する面を構成する第１の内張層が耐火材からなり、
前記第１の内張層と前記外壁との間における少なくとも２つの境界にシール材が設けられており、
前記シール材の間の内張層が少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードであることを特徴とする金属溶湯炉。
本発明によれば、溶湯漏れを防止又は抑制できるとともに、炉体からの放熱を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
金属溶湯炉は、図１に示すように、外周部に外壁１を有し、溶湯収納部６を形成する内壁には複数の内張層が配設されており、金属溶湯Ｍを保持するものである。
前記内張層は、例えば図１に示すように、第１の内張層１０、第２の内張層２０及び第３の内張層３０で構成される。
第１の内張層１０は、例えばアルミニウム又はその合金などの金属溶湯Ｍに接する面を構成するもので、耐火材から構成される。耐火材としては例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を主成分とした低セメントキャスタブルであり、施工時、水分含有率を１０％以下に調整し、その後乾燥させて、密度が２，５００～３，５００ｋｇ／ｍ3としたものを用いることができる。第２の内張層２０及び第３の内張層３０等については、後で詳述する。
金属溶湯炉としては、種々の構造のものを対象とすることができる。図１に示す構造のものは、低圧鋳造用溶湯保持炉であり、詳細は次のとおりである。
すなわち、上部に出湯口２を有し、出湯口２は円筒状のストーク３により構成される。また、上部に給気ポート４と排気ポート５を備えており、加圧気体を溶湯保持室内に給排気できる。
すなわち、上部に出湯口２を有し、出湯口２は円筒状のストーク３により構成される。また、上部に給気ポート４と排気ポート５を備えており、加圧気体を溶湯保持室内に給排気できる。
図示しない加圧装置により、給気ポート４を介して、ドライエアや、アルゴン、窒素などの不活性ガスなどの加圧気体が溶湯保持室内に送り込まれる。溶湯保持室内に送り込まれた加圧気体により、溶湯の液面が加圧され、溶湯はストーク３内を上昇して、出湯口２を介し、図示されない鋳造用金型内に形成されたキャビティに圧入される。
鋳造完了後、給気ポート４からの加圧気体の供給は停止され、溶湯保持室内の加圧気体は、排気ポート５から排気される。
鋳造完了後、給気ポート４からの加圧気体の供給は停止され、溶湯保持室内の加圧気体は、排気ポート５から排気される。
この種の金属溶湯炉においては、既述のように、そして図２の模式的に示す（内張層が４層の場合における例）ように、長期間の使用や急激な温度変化から炉体損傷のクラック（亀裂）Ｃが生じ易くなり、金属溶湯、例えばアルミ溶湯が耐火層のクラックに浸透し溶湯漏れ（湯漏れともいう）が発生することがある。外壁１は、例えば鉄製の外壁であり、極端な例では、クラックに浸透したアルミ溶湯が外壁１まで達し、外壁１がアルミ溶湯の熱で外側に膨張する場合があった。溶湯漏れの流れ例を図２の破線で示した。
かかる問題に対し、図３に示した実施形態では、第１の内張層１０と外壁側の第２の内張層２０との間にシール材５０（第１のシール材５０Ａ）を設け、第２の内張層２０と外壁側の第３の内張層３０との間にもシール材５０（第２のシール材５０Ｂ）を設けている。なお、シール材５０を２個以上設けた場合、内壁側から外壁側へ向かって順に第１のシール材５０Ａ、第２のシール材５０Ｂ、第３のシール材５０Ｃ…という。
このシール材５０としては、シート状のもの、特に厚さが２～１０ｍｍのシート状を好適に使用できる。
そして、シール材５０は、セラミック繊維及び生体溶解性セラミック繊維の少なくとも一方の繊維と、ガラス繊維及びステンレス繊維の少なくとも一方と、を織成したシート材であるのが特に好ましい。
本発明に用いられる生体溶解性セラミック繊維は、「ＥＵ指令９７／６９／ＥＣ」規制におけるカテゴリー０（適用除外物質）に分類される繊維から選択される。そのためには、ＮｏｔａＱ「生体内溶解性繊維判定基準」により下記４種類の動物実験のどれかで安全性を証明されるか、またはＮｏｔａＲ「吸入性繊維でないことの判定基準」により長さ加重幾何平均繊維径から標準偏差の２倍を差し引いた数値が６μｍを超える繊維であることが必要である。
（１）短期吸入による生体内滞留性試験で、２０μｍより長い繊維が１０日未満の荷重半減期をもつこと、
（２）短期気管内注入による生体内滞留試験で、２０μｍより長い繊維が４０日未満の荷重半減期を持つこと、
（３）腹腔内投与試験により過大な発がん性の証拠がないこと、
（４）長期間吸入試験で、関連ある病原性変化もしくは腫瘍性変化がないこと。
（１）短期吸入による生体内滞留性試験で、２０μｍより長い繊維が１０日未満の荷重半減期をもつこと、
（２）短期気管内注入による生体内滞留試験で、２０μｍより長い繊維が４０日未満の荷重半減期を持つこと、
（３）腹腔内投与試験により過大な発がん性の証拠がないこと、
（４）長期間吸入試験で、関連ある病原性変化もしくは腫瘍性変化がないこと。
上記の安全性が確認された生体溶解性セラミック繊維であれば、その製造方法、化学組成、平均繊維径あるいは平均繊維長に特に制限はなく、例えば、生体溶解性ロックウールを使用することもできる。
アルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物（Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ等。）を１８質量％超含有するものが使用できる。
シリカ－マグネシア－カルシア系のアルカリアースシリケートウールなども使用できる。
アルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物（Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ等。）を１８質量％超含有するものが使用できる。
シリカ－マグネシア－カルシア系のアルカリアースシリケートウールなども使用できる。
セラミック繊維としては、主として常用温度１，４００℃以下で使用される、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とシリカ（ＳｉＯ2）を主成分とした人造鉱物繊維である、非晶質のリフラクトリーセラミックファイバー（以下、ＲＣＦと称する。）と、１，４００℃より高温で使用されるアルミナ質の結晶質セラミック繊維が知られている。これらＲＣＦと結晶質セラミック繊維は、製造方法や性能、価格が大きく異なっており、それぞれの特性によって使い分けがなされている。
金属溶湯、特にアルミニウム又はアルミニウム合金の温度は７００℃以上に達する。そのために、セラミック繊維及び生体溶解性セラミック繊維の少なくとも一方の繊維に対して、ガラス繊維及びステンレス繊維の少なくとも一方の繊維で補強するのが好ましい。
特に、耐熱性の点で少なくともステンレス繊維により補強するのが望ましい。
特に、耐熱性の点で少なくともステンレス繊維により補強するのが望ましい。
このシール材５０としては、シート状のもの、特に厚さが２～１０ｍｍのシート状とするために、繊維糸（ファイバー又はストランド）を織成してシート状にすることができる。織成は、例えば図４及び図５に示す平織り、斜文織り、朱子織りのほか、適宜の織成形態とすることができる。
そして、図５に示すように、セラミック繊維及び生体溶解性セラミック繊維の少なくとも一方の第１繊維５１Ａ，５１Ｂに、ガラス繊維及びステンレス繊維の少なくとも一方の補強繊維５２を適宜の形態で織り込むことができる。補強繊維５２はストランド内に組み込んで補強することもできる。そして、補強繊維を組み込んだストランドを、適宜の形態で織成してシート状のシール材とすることができる。
そして、図５に示すように、セラミック繊維及び生体溶解性セラミック繊維の少なくとも一方の第１繊維５１Ａ，５１Ｂに、ガラス繊維及びステンレス繊維の少なくとも一方の補強繊維５２を適宜の形態で織り込むことができる。補強繊維５２はストランド内に組み込んで補強することもできる。そして、補強繊維を組み込んだストランドを、適宜の形態で織成してシート状のシール材とすることができる。
図６に示すように、第３の内張層３０と、これより外壁１側の第４の内張層４０との間にシール材５０（第２のシール材５０Ｂ）を設けるようにしても良い。
さらに、図７に示すように、第１の内張層１０と第２の内張層２０の間にシール材５０（第１のシール材５０Ａ）を設けるとともに、第２の内張層２０と第３の内張層３０の間にシール材５０（第２のシール材５０Ｂ）、さらに第３の内張層３０と第４の内張層４０の間にシール材５０（第３のシール材５０Ｃ）を設ける形態にしても良い。
本発明においては、第１の内張層１０と外壁１との間における少なくとも２つの境界にシール材５０が設けられておればよく、例えば、図８に示すように、第２の内張層２０と第３の内張層３０の境界にシール材５０（第１のシール材５０Ａ）を設け、第３の内張層３０と第４の内張層４０の境界にシール材５０（第２のシール材５０Ｂ）を設けるものであってもよい。
さらに、例えば図９に示すように、第１の内張層１０と第２の内張層２０の境界にシール材５０（第１のシール材５０Ａ）を設けるとともに、第２の内張層２０と外壁１の境界にシール材５０（第２のシール材５０Ｂ）を設けるようにしてもよい。
また、シール材５０は、上記のように内張層同士の間に設けた後、溶湯収納部に初めて金属溶湯Ｍを入れた際に、金属溶湯Ｍの熱が第１の内張層１０を介してシール材５０に伝わり、シール材５０が焦げ臭い匂いを発する場合がある。この匂いを抑えるため、シール材５０を予め焼成することができる。
ところで、従来は溶湯漏れに関し、主に第１の内張層の材料の選定に注目されていた。しかるに、第１の内張層１０にクラックの発生は避けることができず、クラックが生じる可能性があり、そのクラックを通しての溶湯漏れの危険性は残る。
本発明者は、第１の内張層１０の材料の選定に注目するのではなく、第１の内張層１０にクラックが発生することを前提に、本発明の完成に到った。
本発明者は、第１の内張層１０の材料の選定に注目するのではなく、第１の内張層１０にクラックが発生することを前提に、本発明の完成に到った。
クラックを通しての溶湯漏れがあったとしても、漏れ量の最小化、炉外部への放熱の減少、漏れの方向を制御し外壁までの浸透を抑えることができれば、終局の目的である外壁までの溶湯漏れを防止できる。また、炉体からの放熱を抑制することもできる。
本発明に従ってシール材、特に耐熱（耐火）シール材を使用することは次の利点をもたらす。
（１）溶湯温度に耐える（例えばアルミ溶湯では７００℃に耐える）。
（２）溶湯収納部内の金属溶湯を汚さない。
（３）漏れた溶湯の熱量を下げることができ、外壁に到達するまでに漏れた溶湯の浸透を抑えることができる。
（４）溶湯が漏れた場合の方向を制御することができる。
（１）溶湯温度に耐える（例えばアルミ溶湯では７００℃に耐える）。
（２）溶湯収納部内の金属溶湯を汚さない。
（３）漏れた溶湯の熱量を下げることができ、外壁に到達するまでに漏れた溶湯の浸透を抑えることができる。
（４）溶湯が漏れた場合の方向を制御することができる。
通常漏れた溶湯は、重力により内張層同士の間に沿って下降した後、水平に設けられた外壁側の内張層に到達すると、水平方向に広がっていく。場合によっては、水平に設けられた外壁側の内張層にクラックが発生し、さらにクラックを通して重力により溶湯漏れが広がっていくことがあり、漏れる方向は予測がつかない。
本発明によるシール材５０を内張層同士の間に設けると、漏れた溶湯はシール材５０が抵抗となって重力により内張層同士の間に沿って下降しにくくなる（つまり下降速度を抑えることができる）。そして、漏れた溶湯はシール材５０の織成した繊維方向に沿って流れるとともに分散していき、その間に漏れた溶湯の熱量（単位面積当たりの熱容量）を下げる。併せて、第１のシール材５０Ａと、第１のシール材５０Ａの溶湯収納部６側に位置する内張層の材質が異なるので、その内張層から第１のシール材５０Ａへの熱伝導を抑えることもできる。その結果、第１のシール材５０Ａの外壁１側にある内張層まで流れる溶湯が激減することになる。前述のクラックの大きさによって漏れる溶湯の量は異なるが、第１のシール材５０Ａの外壁１側に隣接する内張層と外壁１の間のいずれかの境界に、さらに第２のシール材５０Ｂを設けることで、炉外部への放熱量の減少（第２のシール材５０Ｂと第２のシール材５０Ｂの溶湯収納部６側に隣接する内張層の材質や、第２のシール材５０Ｂと第２のシール材５０Ｂの外壁１側に隣接する内張層の材質が異なるので、各内張層と第２のシール材５０Ｂ間の熱伝導を抑えることもできる）、漏れの方向の制御、外壁１への浸透の抑制をさらに図ることができる。また、複数のシール材５０が設けられているので、外壁１側の内張層に直接溶湯が接触しにくくなり、クラックの発生が生じにくくなる。
なお、本発明における溶湯が漏れた場合の方向を制御するとは、具体的には、内張層同士の間の空間をシール材５０により狭くすることで抵抗を大きくし漏れた溶湯の速度を抑えることと外壁側への浸透の制御とを意味する。
さて、図３に示す実施形態の第２の内張層２０のように、厚み方向に積層した複数のシール材５０に挟まれた位置にある内張層としては、少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードを用いることが好ましい。例えば、セラミックファイバーボード、ゾノトライト含有ボード等を用いることが好ましい。シール材５０、５０に挟まれた内張層をこのような内張層にすると、従来一般的に用いられていた第２の内張層２０（耐火材である、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を主成分としたキャスタブルで、施工時、水分含有率が４５～６５％に調整され、その後乾燥されて、密度が１，０００～１，５００ｋｇ／ｍ3であるもの）と比べて、後述するように軽量とすること、つまり密度を低くすることができ、扱いやすくなる。シール材５０、５０に挟まれた内張層の密度を低くすることによって、第１の内張層１０の熱の伝え易さに比べて、シール材５０、５０に挟まれた内張層が熱を伝えにくくなる。すなわち、第１の内張層１０の溶湯収納部６側から外壁１側への温度降下よりもシール材５０、５０に挟まれた内張層の溶湯収納部６側から外壁１側への温度降下の方が大きくなる。このように、シール材５０、５０に挟まれた内張層から外部（例えば図３に示す実施形態では第３の内張層３０や第４の内張層４０等の周辺の層）へ熱を伝えにくくし、引いては、炉外への溶湯漏れを防止し、炉体からの放熱を抑えることができる。
さらに、図３に示す実施形態の第２の内張層２０の密度は、２５０ｋｇ/ｍ3以上１，０００ｋｇ/ｍ3未満にすることが好ましく、３５０～４５０ｋｇ/ｍ3とすることがさらに好ましい。上記密度が２５０ｋｇ/ｍ3よりも小さいと、溶湯収納部６の金属溶湯Ｍの圧力が第１の内張層１０及び第１のシール材５０Ａを通じて第２の内張層２０にかかるため、第２の内張層２０に金属溶湯が浸透しやすくなる。また、１，０００ｋｇ/ｍ3以上になると、第２の内張層２０の表面が固くなり、シール材５０を第２の内張層２０に固定する際の方法の一つであるタップでの固定が困難になる。さらに、第２の内張層２０の密度が１，０００ｋｇ/ｍ3以上になると、第２の内張層２０が重くなり、割れやすくなり、取り扱いが困難になる恐れもあるとともに、熱を伝えやすくなり、溶湯収納部６側から外壁１側への温度降下が十分に取れなくなる。
図３に示す実施形態の第２の内張層２０としては、少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードであり、セラミックファイバーボード、ゾノトライト含有ボードボード等を用いることが好ましい。このようにシール材５０、５０に挟まれている内張層を用いることで、炉体からの放熱を抑えることができる。
以上の説明では、図３に示す実施形態の第２の内張層２０について説明したが、図７に示す実施形態では第２の内張層２０や第３の内張層３０が、図８に示す実施形態では第３の内張層３０が、図９に示す実施形態では第２の内張層２０が、それぞれ、シート材５０、５０の間に挟まれた内張層に該当する。したがって、これらの内張層については、上記の各ボード、密度を採用することが好ましい。
なお、図３に示す実施形態の第３の内張層３０や第４の内張層４０のように、最も外側に位置するシール材５０（図３の実施形態では第２のシール材５０Ｂ）よりも外側に位置する内張層としては、従来から一般的に用いられている酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）及びシリカ（ＳｉＯ2）の少なくとも一方を含む繊維や珪酸カルシウムを主成分とした密度が１５０～２５０ｋｇ/ｍ3のボード等が使用され、断熱性及び耐熱性が確保される。
また、図示したものは、内張層の数を最大第４層まで（第４の内張層４０）にしているが、内張層の層数を第５層以上にしてもよい。この場合、第５層以下にシール材５０を設けることもできる。
したがって、従来の設計思想は、先述したアルミニウム又はその合金などの金属溶湯Ｍに接する面を構成する密度が２，５００～３，５００ｋｇ／ｍ3の耐火材からなる第１の内張層１０と、密度が１，０００～１，５００ｋｇ／ｍ3の耐火材からなる第２の内張層２０との組み合わせによって、第１の内張層１０でクラックが発生しても、漏れた溶湯の流れを止めるか、又は流れる速度を抑えるものであった。さらに、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）及びシリカ（ＳｉＯ2）の少なくとも一方を含む繊維や珪酸カルシウムを主成分とした密度が１５０～２５０ｋｇ/ｍ3のボード等の第３の内張層３０や第４の内張層４０によって、漏れた溶湯の温度を下げることで炉外への溶湯漏れを防止するものであった。
しかし、本発明の設計思想は、先述したアルミニウム又はその合金などの金属溶湯Ｍに接する面を構成する密度が２，５００～３，５００ｋｇ／ｍ3の耐火材からなる第１の内張層１０と、シール材５０、５０に挟まれている少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードの内張層との組み合わせによって、第１の内張層１０でクラックが発生しても、シール材５０、５０に挟まれている少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードの内張層によって、漏れた溶湯の流れを止めながら、当該内張層から外部（例えば図３の実施形態では第３の内張層３０や第４の内張層４０等の周辺の層）へ熱を伝えにくくし、引いては炉外への溶湯漏れを防止し、炉体からの放熱を抑えることにある。
以上のことから、シール材５０、５０に挟まれている少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードの内張層が、漏れた溶湯の流れを止めながら炉体からの放熱を抑えるということを兼務することから、従来から設けられていた漏れた溶湯の流れを止めるためのバックアップ層の一部の層を省略することができるか、又は、厚みを減じることができ、さらには各内張層の厚さを従来よりも薄くすることができる。このため、金属溶湯炉自体を小型化することができる。すなわち、溶湯収納部の容量を従来の容量と同じにした場合であっても、金属溶湯炉自体の大きさを小さくすることができる。または、溶湯収納部の容量を従来の容量よりも多少多くした場合であっても、金属溶湯炉の大きさを従来と同じか、又は小さくすることができる。
溶湯としてはアルミニウム又はアルミニウム合金のほか他の金属溶湯でもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、本発明の金属溶湯炉は、溶解保持炉、溶解炉、保持炉、低圧鋳造炉等にも採用可能である。
１…外壁、１０…第１の内張層、２０…第２の内張層、３０…第３の内張層、４０…第４の内張層、５０…シール材、５０Ａ…第１のシール材、５０Ｂ…第２のシール材、５０Ｃ…第３のシール材、Ｍ…金属溶湯
Claims (2)
- 外周部に外壁を有し、金属溶湯を保持する溶湯収納部を備える金属溶湯炉において、
前記溶湯収納部を形成する前記金属溶湯炉の内壁には複数の内張層が配設されており、
前記内張層のうち、前記金属溶湯に接する面を構成する第１の内張層が耐火材からなり、
前記複数の内張層の間および前記内張層と前記外壁の間の群から選ばれる少なくとも２つの間にシール材が設けられており、
前記シール材は、セラミック繊維及び生体溶解性セラミック繊維の少なくとも一方の繊維と、ガラス繊維及びステンレス繊維の少なくとも一方と、を織成したシート材であり、
前記シール材の間の内張層が少なくとも二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含有する断熱ボードであることを特徴とする金属溶湯炉。 - 前記断熱ボードはセラミックファイバーボード及びゾノトライト含有ボードの少なくともいずれか一方のボードを含む請求項１記載の金属溶湯炉。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021051699A JP7084061B1 (ja) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 金属溶湯炉 |
| CN202110565960.2A CN115121784A (zh) | 2021-03-25 | 2021-05-24 | 金属熔液炉 |
| CN202121124178.9U CN215033558U (zh) | 2021-03-25 | 2021-05-24 | 金属熔液炉 |
| PCT/JP2021/047181 WO2022201690A1 (ja) | 2021-03-25 | 2021-12-21 | 金属溶湯炉 |
| US18/038,866 US20240019212A1 (en) | 2021-03-25 | 2021-12-21 | Molten metal furnace |
| MX2023007475A MX2023007475A (es) | 2021-03-25 | 2021-12-21 | Horno de metal fundido. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021051699A JP7084061B1 (ja) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 金属溶湯炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP7084061B1 true JP7084061B1 (ja) | 2022-06-14 |
| JP2022149502A JP2022149502A (ja) | 2022-10-07 |
Family
ID=79214131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021051699A Active JP7084061B1 (ja) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 金属溶湯炉 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240019212A1 (ja) |
| JP (1) | JP7084061B1 (ja) |
| CN (2) | CN215033558U (ja) |
| MX (1) | MX2023007475A (ja) |
| WO (1) | WO2022201690A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115555554B (zh) * | 2022-11-04 | 2024-09-20 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种钢包包底防渗钢浇注法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58224289A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-26 | モ−ガナイト・サ−マル・デザインズ・リミテツド | 溶融金属保持容器 |
| JPH0367894U (ja) * | 1989-10-21 | 1991-07-03 | ||
| JP2005351602A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Furukawa Sky Kk | 金属溶解保持炉 |
| JP2012131672A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 取鍋の内張り構造用断熱材 |
| JP2017194236A (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 新日鐵住金株式会社 | 溶湯保持容器のライニング構造及びその施工方法 |
-
2021
- 2021-03-25 JP JP2021051699A patent/JP7084061B1/ja active Active
- 2021-05-24 CN CN202121124178.9U patent/CN215033558U/zh active Active
- 2021-05-24 CN CN202110565960.2A patent/CN115121784A/zh active Pending
- 2021-12-21 MX MX2023007475A patent/MX2023007475A/es unknown
- 2021-12-21 US US18/038,866 patent/US20240019212A1/en active Pending
- 2021-12-21 WO PCT/JP2021/047181 patent/WO2022201690A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58224289A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-26 | モ−ガナイト・サ−マル・デザインズ・リミテツド | 溶融金属保持容器 |
| JPH0367894U (ja) * | 1989-10-21 | 1991-07-03 | ||
| JP2005351602A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Furukawa Sky Kk | 金属溶解保持炉 |
| JP2012131672A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 取鍋の内張り構造用断熱材 |
| JP2017194236A (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 新日鐵住金株式会社 | 溶湯保持容器のライニング構造及びその施工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022149502A (ja) | 2022-10-07 |
| US20240019212A1 (en) | 2024-01-18 |
| CN215033558U (zh) | 2021-12-07 |
| MX2023007475A (es) | 2023-07-04 |
| WO2022201690A1 (ja) | 2022-09-29 |
| CN115121784A (zh) | 2022-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105221165B (zh) | 微胶囊自防火隧道混凝土衬砌 | |
| JP6567055B2 (ja) | 加圧水型原子炉の溶融炉心を冷却して閉じ込めるシステム | |
| JP6676053B2 (ja) | 加圧水型原子炉の溶融炉心を冷却して閉じ込めるシステム | |
| JP7084061B1 (ja) | 金属溶湯炉 | |
| CN103464734A (zh) | 一种安全钢包内衬及其砌筑方法 | |
| KR20120111727A (ko) | 금속 수용 용기에 밀봉된 내화 이음부를 형성하는 방법 및 밀봉된 이음부를 포함하는 용기 | |
| JP5851404B2 (ja) | 大迫天井構造 | |
| JP6918377B1 (ja) | 金属溶湯炉 | |
| CN112264610B (zh) | 一种铁水罐及其制备方法 | |
| CN110791298A (zh) | 一种干熄焦耐火保温焦罐 | |
| CN106630791A (zh) | 自防火水泥基复合材料 | |
| US2010055A (en) | Furnace wall construction | |
| KR20210122696A (ko) | 유리 용해로, 유리 제조 장치 및 유리 제조 방법 | |
| CN106643151A (zh) | 熔锌保温炉 | |
| JPH04124213A (ja) | ランス管 | |
| JP3131463B2 (ja) | ロックウール用電気溶融炉の炉壁およびその炉壁の構築方法 | |
| CN215712839U (zh) | 一种水煤浆加压气化炉耐火衬里结构及其气化炉 | |
| JP6675916B2 (ja) | 耐火物の保温構造 | |
| CN205641998U (zh) | 闪速吹炼炉复合型垂直水套 | |
| CN216385070U (zh) | 一种新型熔炉内衬结构 | |
| RU37660U1 (ru) | Футеровка металлургической емкости | |
| JP3204664U (ja) | 真空脱ガス装置の浸漬管 | |
| CN218710732U (zh) | 轧钢加热炉水梁复合包扎结构与轧钢加热炉水梁复合结构 | |
| CN211311513U (zh) | 一种rh浸渍管用复合衬结构 | |
| JP7199479B1 (ja) | 耐火物被覆メタルアンカー及びこれを用いた高温炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210325 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220225 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220331 |
|
| 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: 20220513 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220526 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7084061 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |