JPH02242081A - 誘導加熱による金属溶湯炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばるつぼ形誘導炉、溝形誘導炉、連続
鋳造用テンデイツシュ炉のように、誘導加熱により金属
を溶解したり、溶解した金属溶湯を保温したりする誘導
加熱による金属溶湯炉に関し、特にこれらの炉体の炉壁
内に気体による加圧又は減圧を与えるようにしたのもの
に係る。

〔従来の技術〕

誘導炉の耐火材からなる炉体のクランク等から溶湯が炉
外へ漏出して誘導コイルに接触して大事故に到らないよ
うにするために、誘導炉には湯漏れ検出装置を設けるこ
とが多い。

従来の技術になる湯漏れ検出装置に係る文献としては、
例えば実開昭６３−１０１７９２号、特開昭６２−１８
２５６８号、実開昭５９−１５９８９２号、実公昭５８
−７２７８号等がある。

第４図は前記文献に共通な湯漏れ検出装置を示し、るつ
ぼ形ｌｘ炉の耐火材よりなる炉体１に異常な損傷、たと
えばクランク等の発生により、炉内の溶湯３の炉外への
漏出を検出するのに、上記炉体１の底部に炉内の溶湯３
と接触する第１電橿４を設けるとともに、炉体外周に巻
装された誘導コイル２の内側で、炉体１の外周面を周回
するように装着された断熱材の層の外周面に、たとえば
、アルミ箔、ステンレス箔等からなる第２電極５を設け
る一方、前記炉体１の外部で、第１電極４と第２電極５
間に所定の電圧を印加して、両電極間に電流が流通した
ことを電流計６で検出することにより、炉内の溶湯３が
炉体１のクラック等を介して炉外に漏出したことを検出
し、前記炉体１を再構築すべきことを警報するように構
成している。

この発明は前記湯漏れ検出という技術的課題のほかに、
築炉に関する技術的課題を持つ。不定形耐火物を焼結し
て炉体を構築するには、予めコイル導体に眉間及び大地
間の絶縁被覆を施したコイル組の内方空間に粒状耐火材
としてのスタンプ材をつき固めて炉底部を構成し、更に
炉体の側壁部は炉底部上に金型枠を置いて同様にスタン
プ材をつき固めて構成する。その後に炉体内に金型枠及
び地金を収容し、場合によってはバーナで低温焼結後に
、コイルに通電して誘導加熱させ、地金を溶融させるこ
とにより炉槽のスタンプ材層を焼結形成させる。この場
合、金型枠は地金と共に溶融させるか或は溶融点の高い
金型枠を使用して取除いて再使用するかする。

このような築炉方法に関係する従来の技術として、例え
ば特公昭５６−５３１９０号が知られ、シリカ系スタン
プ材に焼結剤として酸化硼素（Ｂｚ　Ｏｘ　）を使用す
ることにより、従来の硼酸（Ｈ３ＢＯ３）を使用するの
と異り、焼結の際の脱水反応による水分の悪影響を排除
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の従来の技術のうち湯漏れ検出に関するものでは、
炉体の損傷が軽微なものであっても、誘導炉の運転時に
、炉体を形成する耐火材、たとえば、天然シリカ等に含
有された水分の蒸気とか、溶解対象の金属ビレットが鉛
、亜鉛等の低融点金属、亜鉛皮層鉄板、又は亜鉛と銅の
合金である場合の金属蒸気とかは、炉体の損傷部あるい
は気孔を通して炉外に容易に漏出し、これ等の蒸気によ
って炉体内側に形成された第１電極と第２電極間の電気
回路が導通状態となって湯漏れが発生したと判定される
こととなる。

このように、炉体の損傷等の異常が、水蒸気とか低融点
の金属蒸気とかを僅かに漏出させる程度の軽微なもので
あり、当該炉体の周辺の構成部分、特に、誘導コイル等
に実質的に悪影響を及ぼすこともない場合であっても、
湯漏れが発生したと判定して再築炉するように判断され
、不要に、再築炉をおこなうこととなる不具合があった
。炉体を粒状耐火物をつき固めて構成するので、炉体は
微少の多数の気孔を有し、炉体に異常がなくとも、上記
鉛、亜鉛等の低融点金属の蒸気が炉体を透過することが
あり、これによっても、誤検出が行なわれることがある
。

また前記の従来の技術のうち築炉に関するものでは、硼
酸の脱水による水分の発生は免かれるものの、シリカ系
スタンプ材及びその他のマグネシャ系、アルミナ系、ム
ライト系、スピネル系等のスタンプ材自身が含む水分や
酸化硼素以外の結合材の結晶水等に基く水分の発生があ
る。焼結中の水蒸気の発生量と放出量のバランスが大き
く崩れると耐火物中に空洞を作り、弱い耐火物構造とな
る。このために金型枠の急速昇温には限度がある。

この発明の目的は、炉壁を低融点金属の蒸気が透過しな
いようにしたり、場合によっては軽微なりラックによる
主材料の溶湯の透過さえも阻止したりするとともに、築
炉の焼結時間を短縮しても、強い耐火物構造物を得よう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 発明１の誘導加熱による金属溶湯炉は、不定形耐火物を
焼結してなる多孔質の炉壁の内部から外周に到る領域に
、前記炉壁の内部に連通ずる気体通路を張り回し、この
気体通路を集結する管を前記炉壁の外に設けた気体搬送
装置に接続するものである。

発明２の誘導加熱による金属溶湯炉は、発明ｌにおいて
、 前記気体通路の外周に緻密な気体阻止層を設けるもので
ある。

発明３の誘導加熱による金属溶湯炉は、発明１又は発明
２において、 前記気体通路を前記炉壁の内部に複数の小穴によって連
通ずるノズル管とするものである。

発明４の誘導加熱による金ｒＩＩｌ溶湯炉は、発明１に
おいて、 前記気体通路を緻密な気体阻止層の内周に設けた複数の
溝と、この溝の内周を覆う多孔質のシートとから形成す
るものである。

発明５の誘導加熱による金属溶湯炉は、発明１又は発明
２において、 前記気体通路を多孔質の立体構造体とするものである。

〔作用〕

発明１において、炉の操業時にはコンプレッサ等の気体
搬送装置によって管を介して炉壁に張り回した気体通路
に圧力を加えることによって多孔質の炉壁内に内圧が加
わり、金属蒸気又は金属溶湯が炉壁の外へ透過すること
を阻止する。したがって湯漏れ検出装置がある場合には
、その誤動作がなくなり、場合によっては湯漏れ検出装
置を設けずに、溶湯を排出した時に目視による炉壁の観
察によってその損耗状況を発見して炉体の再構築をして
もよい。

築炉時には、真空ポンプ等の気体搬送装置によって炉体
内に発生する水蒸気を排気することによって空胴を生じ
ることなく炉体の焼結時間を短くできる。

発明２においては、発明１において炉壁に張り回した気
体通路の外周の気体阻止層が炉壁内に生じる内圧を炉壁
外周において阻止し、発明１の作用を更に強化すると共
に使用気体量が少くなくてよい。そして炉壁内周から気
体通路までの深さの割に気体通路が管又は溝等の場合の
そのピッチを大きくできる。

発明３から発明５までにおいては、実施の態様の変化で
あり発明１又は発明２の作用がある。

〔実施例〕

第１図は実施例１の断面図、第２図は第１図の部分斜視
図、第３図は実施例２の部分斜視図である。

第１図及び第２図において、第４図と同一符号を付ける
ものはおよそ同一機能を持つ。シリカ系、マグネシャ系
、アルミナ系、スピネル系等の粒状耐火物を焼結してな
る多孔質の炉体１の外周にはコイルセメントシート状の
耐熱材料からなる緻密な気体阻止層１１を介して誘導コ
イル２が巻回され、継鉄１２が配置され全体がレンガ１
３を敷いた床上に設置される。

炉体１の炉壁１ａの内部には気体阻止層１１に接して多
数の小穴１４設けた金層又はセラミック等の多数のノズ
ル管１５が配設され、管１６を介して炉外のコンプレッ
サ又は真空ポンプのような気体搬送装置１７に接続され
ている。

このような構造によれば、作用の項に説明したように、
炉の操業時にはコンプレッサ等の気体搬送装置１７によ
って管１６を介して炉壁１ａに張り回したノズル管１５
に圧力を加えることによってノズル管１５の小穴１４か
ら多孔質の炉壁内に内圧が加わり、金属蒸気又は金属溶
湯が炉壁１ａの外へ透過することを阻止する。したがっ
て図示しない湯漏れ検出装置がある場合には、その誤動
作がな（なり、場合によっては湯漏れ検出装置を設けず
に、溶湯を排出した時に目視による炉壁の観察によって
その損耗状況を発見して炉体の再構築をしてもよい。

築炉時には、真空ポンプ等の気体搬送装置１７によって
炉壁１ａ内に発生する水蒸気を排気することによって炉
体の焼結時間を短くできる。

その際、炉壁１ａに張り回したノズル管１５の外周の気
体阻止層１１を図示のように設ければ炉壁内に生じる内
圧を炉壁外周において阻止し、使用気体量が少くなくて
よい、そして炉壁内周からノズル管１５までの深さの割
にノズル管１５のピッチを大きくできる。

実施例２を示す第３図においては誘導コイル２と図示し
ない炉壁の間に設けたコイルセメント等の気体阻止層１
１ａの内周には溝３１が縦横に張り回され、その内周に
図示しないカーボングラファイト等の繊維を織った多孔
質のシートが内張すされて気体通路が形成される。この
場合、前記の多数の小穴１４を持つ多数のノズル管を配
設するのと異り、溝をモールドで形成し、シートを張る
だけであり作業が早（、容易である。

発明５に係る実施例は図示しないが、ステンレス鋼ウー
ルのような多孔質の立体構造体を気体通路として炉壁１
ａの外周に張り回わし、気体搬送装置に接続した管１６
の先端を前記立体構造体内に挿し込むものである。

なお第３図のものの溝３１に立体構造体を充填すれば、
前記多孔質のシートを要しない。

前述のこれらの実施例の応用として、炉壁内の内圧によ
って金属蒸気又は溶湯を阻止する以上に内圧を高めたり
、炉体の粒度を粗くすることによって気体を炉壁内周か
ら発散させることにより、炉壁内周に付着しゃすいスラ
グの付着を防止して気体と共に浮上させたり、気体を０
．として溶湯の脱炭作用、脱ガス作用等を行せることが
できる。

なおこの発明は、緻密に焼結した定形るつぼの外周にバ
ックアップ用の不定形耐火物を使用するものも含む。

〔発明の効果〕

この−群の発明の誘導加熱による金属溶湯炉は、不定形
耐火物を焼結してなる多孔質の炉壁の内部から外周に到
る領域に、前記炉壁の内部に連通ずる気体通路を張り回
し、この気体通路を集結する管を前記炉壁の外に設けた
気体搬送装置に接続するようにしたので、 操業時には、多孔質の炉壁に内圧を加えて金属蒸気又は
溶湯が外へ透過することが阻止されて、湯漏れ検出装置
がある時にはその誤動作が防止され、気体通路の張り回
しを緻密にし内圧を高くすれば実質上、湯漏れ検出装置
を必要としなくなるという効果があり、築炉時には減圧
して、焼結の進行によって発生する水分を積極的に吸収
して多孔質の炉壁か粗（なったり、空胴ができるのを防
ぐので焼結時間を短縮して稼動効率を高めるという効果
がある。

そして積極的に炉壁から気体を発散させてスラグ付着防
止の効果と脱炭・脱ガス処理にも応用できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の断面図、第２図は第１図の部分斜視
図、第３図は実施例２の部分斜視図であり、第４図は従
来例の断面図である。 ■・・・炉体、１ａ・・・炉壁、２・・・誘導コイル、
４・・・第１電極、５・・・第２電極、１５・・・ノズ
ル管、１７第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）不定形耐火物を焼結してなる多孔質の炉壁の内部か
   ら外周に到る領域に、前記炉壁の内部に連通する気体通
   路を張り回し、この気体通路を集結する管を前記炉壁の
   外に設けた気体搬送装置に接続することを特徴とする誘
   導加熱による金属溶湯炉。 ２）請求項１記載の誘導加熱による金属溶湯炉において
   、 前記気体通路の外周に緻密な気体阻止層を設けることを
   特徴とする誘導加熱による金属溶湯炉。 ３）請求項１又は２記載の誘導加熱による金属溶湯炉に
   おいて、 前記気体通路を前記炉壁の内部に複数の小穴によって連
   通するノズル管とすることを特徴とする誘導加熱による
   金属溶湯炉。 ４）請求項１記載の誘導加熱による金属溶湯炉において
   、 前記気体通路を緻密な気体阻止層の内周に設けた複数の
   溝と、この溝の内周を覆う多孔質のシートから形成する
   ことを特徴とする誘導加熱による金属溶湯炉。 ５）請求項１又は２記載の誘導加熱による金属溶湯炉に
   おいて、 前記気体通路を多孔質の立体構造体とすることを特徴と
   する誘導加熱による金属溶湯炉。