JPH04295593A - 誘導炉 - Google Patents

誘導炉

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JPH04295593A
JPH04295593A JP3083641A JP8364191A JPH04295593A JP H04295593 A JPH04295593 A JP H04295593A JP 3083641 A JP3083641 A JP 3083641A JP 8364191 A JP8364191 A JP 8364191A JP H04295593 A JPH04295593 A JP H04295593A
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JP
Japan
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refractory lining
molten metal
bath
refractory
layer
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JP3083641A
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Takayuki Sugiyama
隆之 杉山
Akio Ito
昭男 伊藤
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NIPPON REONA KK
NGK Insulators Ltd
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NIPPON REONA KK
NGK Insulators Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、容器状のバス部とこの
バス部の底部に連通される加熱部とを有する誘導炉に関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば金属溶湯を保持するための誘導炉
としては、溝型誘導炉と称されるものがある。このもの
は、図3に示すように、容器状のバス部1と、このバス
部1の底部に取外し可能に取付けられたインダクターと
称される加熱部2とから構成されている。加熱部2は、
連通部1aを介してバス部1の内部と連通され、詳しく
図示はしないが、周囲に加熱コイルを配設して構成され
ている。
【0003】一方、バス部1は、金属製の外郭体3の内
側に断熱れんが層4及び耐火れんが層5を配すると共に
、最内面に耐火ライニング6を形成して構成されている
。金属溶湯は、このバス部1内に収容され、前記加熱部
2における誘導加熱により加熱溶融され、溶湯は誘導炉
全体を傾動させることにより注ぎ出されるようになって
いる。
【0004】而して、近年、前記耐火ライニング6を、
従来の湿式のキャスタブル耐火物に代えて、ドライ材と
称される水分を含まない乾式の粉体耐火物を圧縮充填し
て構成することが行われている。また、かかる耐火ライ
ニング6は、溶湯内のスラグ等により物理的,化学的な
浸蝕を受け、また、熱衝撃による割れなども発生するた
め、寿命が限られており、例えば定期的に耐火ライニン
グ6を改修する築炉作業が繰返されるようになっている
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記耐火ラ
イニング6には、溶湯に対してはじく性質があって溶湯
が浸透しにくく、スラグに対する耐蝕性が高く、しかも
熱衝撃に対する強度が高い材質のものを使用することが
望ましい。また、加熱部2に近い部分に比較すると比較
的温度の低いバス部1上部における内壁部分の倒れ等を
防止するために、比較的低温で焼結して強度が発現する
ことが必要になる。従来では、かかる要望から、耐火ラ
イニング6を構成する粉体耐火物の材質としては、炭化
珪素(SiC)を含んでなるアルミナ質材料が一般に採
用されていた。
【0006】しかしながら、炭化珪素を含む耐火物は、
熱伝導性が良好であるため、上記従来の耐火ライニング
6では、熱放散量が多くなって熱効率が悪化し、ひいて
は消費電力が大きくなる問題点があった。
【0007】また、耐火ライニング6全体が比較的低温
で焼結するものであるから、加熱部2に近く比較的温度
が高くなるバス部1の下部においては、耐火ライニング
6の焼結がバス部1上部に比べて促進され、焼結層が耐
火ライニング6の表面だけでなく内部にまでも厚く形成
されることになる。ところが、スポーリングにより耐火
ライニング6の表面の焼結層にクラックが発生していわ
ゆる湯差しが起こった場合、焼結層が厚いものでは、溶
湯が耐火ライニング6の奥部まで侵入し、極端な場合に
は金属製の外郭体3まで溶湯が達してしまい外郭体3が
破損してしまう虞があった。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、その目的は、耐火ライニングのスラグに対する物理的
,化学的な強度を確保しつつ、全体として熱放散を極力
抑えることができ、しかも湯差しの奥部までの進行を極
力防止できる誘導炉を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の誘導炉は、バス
部の内面に乾式の粉体耐火物からなる耐火ライニングを
形成するようにしたものであって、耐火ライニングを、
バス部の上部において炭化珪素を含む材料から構成し、
バス部の下部において前記上部の材料よりも熱伝導率が
低く且つ高温にて焼結する材料から構成したところに特
徴を有するものである。
【0010】
【作用】誘導炉の運転中に、溶湯の湯面はバス部内の上
部部位に位置され、溶湯中のスラグは主にバス部の上部
の内面に接触することになるが、このバス部の上部にお
いては、バス部内面に形成された耐火ライニングが、炭
化珪素を含む材料から構成されている。従って、耐火ラ
イニングのスラグに対する物理的,化学的な強度を確保
でき、スラグに起因する浸蝕を長期間にわたって抑える
ことができる。
【0011】また、耐火ライニングは、高温の溶湯に触
れてその表面の焼結反応が進むものであるが、溶湯の温
度は、加熱部に近いバス部の下部にて高く、バス部の上
部にてそれよりも低くなる。耐火ライニングは、バス部
の上部にて比較的焼結温度の低い炭化珪素を含む材料か
ら構成されているので、下部に比べて低い温度でも焼結
反応が進行して強度が発現するようになり、内壁部分の
倒れ等を防止することができる。
【0012】一方、耐火ライニングは、バス部の下部に
て上部の材料よりも高温にて焼結する材料から構成され
ているので、上部に比べて高温となる事情があっても、
焼結反応の進行を抑えることができ、焼結層が厚く形成
されることを防止することができる。
【0013】そして、耐火ライニングは、バス部の下部
にて上部の材料よりも熱伝導率が低い材料から構成され
ているので、全体を炭化珪素を含む材料から構成するも
のと比較して、全体として熱放散を抑えることができる
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図1及び図
2を参照して説明する。図1は本実施例に係る溝型誘導
炉11の全体構成を示しており、ここで、溝型誘導炉1
1は、容器状のバス部12と、このバス部12の底部に
取外し可能に取付けられた一般にインダクターと称され
る加熱部13とから構成されている。この加熱部13は
、連通部12aを介してバス部12の内部と連通され、
詳しく図示はしないが、周囲に加熱コイルを配設して構
成されている。
【0015】一方、バス部12は、金属製の外郭体14
の内面に断熱れんが層15及び耐火れんが層16を配し
、さらにその内面に耐火ライニング17を形成して構成
されている。この場合、前記断熱れんが層15及び耐火
れんが層16は、バス部12の底部の連通部12a部分
を除く部位に設けられており、耐火ライニング17は、
バス部12の内面全体にわたって設けられるようになっ
ている。
【0016】溶融された金属は、このバス部12内に収
容され、前記加熱部13における誘導加熱により加熱さ
れて溶融状態で保持される。この溶湯は誘導炉11全体
を矢印A方向に傾動させることにより注ぎ出されるよう
になっている。このとき、図に二点鎖線で示すように、
溶融金属は、溶湯の湯面aがバス部12の上部に位置さ
れる程度に収容されるようになっている。
【0017】さて、前記耐火ライニング17は、ドライ
材と称される水分を含まない乾式の粉体耐火物をいわゆ
る細密充填して構成されており、この場合、図にハッチ
ングの向きを変えて示すように、互いに材質の異なる上
部耐火ライニング18及び下部耐火ライニング19から
構成されている。このうち、上部耐火ライニング18は
、バス部12内の上部から上端部にかけての部位に設け
られ、前記溶湯の湯面aはこの上部耐火ライニング18
部分に位置するようになっている。また、下部耐火ライ
ニング19は、この上部耐火ライニング18の下部に連
続してバス部12の下部全体にわたって設けられている
【0018】そして、前記上部耐火ライニング18は、
炭化珪素を含む材料、例えば炭化珪素入りのアルミナ質
(Al2 O3 85%,SiC5%)材料から構成さ
れている。一方、下部耐火ライニング19は、上記上部
耐火ライニング18の材料よりも熱伝導率が低く且つ高
温にて焼結する材料、例えば炭化珪素を含まない高アル
ミナ質(Al2 O3 95%)材料から構成されてい
る。
【0019】ここで、上記耐火ライニング17の施工手
順について、図2も参照して簡単に述べる。耐火ライニ
ング17を施工するにあたっては、まず、前記加熱部1
3を取外し、連通部12aの下端開口部を閉塞板20に
より塞いだ状態で、該連通部12aの溶湯の通路部分に
対応した形状の第1の中子21を配置する。そして、第
1の中子21と外郭体14あるいは耐火れんが層16と
の間の空間部に、高アルミナ質粉体材料を充填し、図示
しないバイブレーター等を用いて上方から圧縮して締め
固める。
【0020】第1の中子21の周囲部分の充填が終了す
ると、次に、第1の中子21の上部に積重ねるように第
2の中子22を配置し、この第2の中子22と耐火れん
が層16との間の空間部に、上記と同様に高アルミナ質
粉体材料を充填し締め固める。この作業が終了すると、
引続き、第3の中子23さらには第4の中子24を配置
して同様の充填作業を行うものであるが、所定の高さま
で高アルミナ質粉体材料を充填したところで下部耐火ラ
イニング19が形成されたことになり、そこで、材料を
炭化珪素入りのアルミナ質粉体材料に切換えるようにす
る。
【0021】これにて、バス部12の内面の下部にて高
アルミナ質材料からなる下部耐火ライニング19が形成
され、バス部12の内面の上部にて炭化珪素入りのアル
ミナ質材料からなる上部耐火ライニング18が形成され
、以て、これら両者から耐火ライニング17が構成され
るのである。
【0022】尚、本実施例では、溝型誘導炉11の傾動
時に、バス部12のうち上に来る側(図で左側)の壁に
て、それとは反対側に比べて上部耐火ライニング18を
より下部側まで広く形成するようにしている。これによ
り、傾動時にスラグが下部耐火ライニング19に接触す
ることを極力防止することができる。
【0023】次に上記構成の作用について述べる。上述
のように耐火ライニング17が形成された溝型誘導炉1
1には、まず別途に溶融しておいた金属溶湯がバス部1
2内底部まで注ぎ入れられ、その状態で加熱コイルに通
電される。さらに、溶融された金属溶湯が順次注ぎ入れ
られ、通常の溶湯レベルまで上げる。
【0024】このとき、溶湯の湯面aはバス部12の上
部に位置され、溶湯中に含まれるスラグが、耐火ライニ
ング17の内面に接触するようになる。これにより、耐
火ライニング17は、スラグによる物理的,化学的な浸
蝕を受けることになるが、このスラグが接するのは、炭
化珪素入りのアルミナ質材料からなる上部耐火ライニン
グ18であるので、スラグによる化学的浸蝕を受けにく
いものとなっている。また、上部耐火ライニング18は
、比較的低温でその表面が焼結して初期強度が発現する
から、物理的な浸蝕を受けにくいばかりか壁面の倒れも
防止することができるのである。
【0025】而して、耐火ライニング17は、高温の溶
湯に触れて焼結反応が進み、その表面に薄く焼結層が形
成される事情があり、このような焼結層が形成されると
、熱衝撃に伴うスポーリングによりその焼結層にクラッ
クが発生していわゆる湯差しが起こることがある。この
湯差しによる溶湯の耐火ライニング17内への侵入は、
焼結層の内側の未焼結層(粉体層)部分にて止められる
ものであるが、焼結層が厚く形成された場合には、湯差
しが奥部まで進行し、ひいては外郭体14の破損の虞す
ら生ずる。
【0026】本実施例では、溶湯の温度が加熱部13に
近いバス部12の下部にて高くバス部12の上部にてそ
れよりも低くなるため、耐火ライニング17は、バス部
12下部の方が上部よりも焼結反応がより進行しやすい
ものとなる。ところが、バス部12の下部の下部耐火ラ
イニング19は、上部耐火ライニング18の材料よりも
高温にて焼結する高アルミナ質材料から構成されている
ので、上部に比べて高温となる事情があっても、焼結反
応の進行を抑えることができ、焼結層が厚く形成される
ことを防止することができるのである。
【0027】そして、耐火ライニング17は、下部耐火
ライニング19が上部耐火ライニング18の材料よりも
熱伝導率が低い高アルミナ質材料から構成されているの
で、全体を上部耐火ライニング18の炭化珪素を含むア
ルミナ質材料から構成した場合と比較して、全体として
熱放散を抑えることができる。
【0028】このように本実施例によれば、溶湯中のス
ラグが接触する部位には炭化珪素入りのアルミナ質材料
から耐火ライニング17を構成しているので、耐火ライ
ニング17のスラグに対する物理的,化学的な強度を確
保でき、スラグに起因する浸蝕を長期間にわたって抑え
ることができ、ひいては長寿命を保つことができるもの
である。
【0029】そして、比較的高温となるバス部12の下
部において、耐火ライニング17は高温焼結材料から構
成されているので、この部分における焼結反応の進行を
極力抑えることができ、形成される焼結層を薄いもので
済ませることができる。従って、従来のようなバス部下
部で焼結層が耐火ライニング6の表面だけでなく内部に
までも厚く形成されるものと異なり、スポーリングによ
り焼結層にクラックが発生した場合でも、湯差しが奥部
まで進行することを防止でき、ひいては外郭体14の破
損の虞がなくなって安全性を向上させることができるも
のである。
【0030】さらに、上述のように、従来のものに比べ
て耐火ライニング17全体としての熱放散を抑えること
ができるので、熱効率が向上し、ひいては省エネルギー
を図ることができるものである。
【0031】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば上部及び下部の各耐火ライニング18
及び19の材質は適宜変更でき、また、上部耐火ライニ
ング18と下部耐火ライニング19との境界をどの位置
にするかは、溶湯の液面の位置に合せて適宜設定すれば
良いなど、要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能
である。
【0032】
【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の誘導炉によれば、耐火ライニングを、バス部の上部に
おいて炭化珪素を含む材料から構成し、バス部の下部に
おいて前記上部の材料よりも熱伝導率が低く且つ高温に
て焼結する材料から構成するようにしたので、耐火ライ
ニングのスラグに対する物理的,化学的な強度を確保し
つつ、全体として熱放散を極力抑えることができ、しか
も湯差しの奥部までの進行を極力防止できるという優れ
た効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す溝型誘導炉の縦断面図
【図2】耐火ライニングの施工の様子を示す縦断面図

図3】従来例を示す図1相当図
【符号の説明】
11は溝型誘導炉、12はバス部、12aは連通部、1
3は加熱部、14は外郭体、15は断熱れんが層、16
は耐火れんが層、17は耐火ライニング、18は上部耐
火ライニング、19は下部耐火ライニングを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  容器状のバス部とこのバス部の底部に
    連通される加熱部とを有し、前記バス部の内面に、乾式
    の粉体耐火物からなる耐火ライニングを形成するように
    したものであって、前記耐火ライニングは、前記バス部
    の上部において炭化珪素を含む材料から構成され、前記
    バス部の下部において前記上部の材料よりも熱伝導率が
    低く且つ高温にて焼結する材料から構成されていること
    を特徴とする誘導炉。
JP3083641A 1991-03-22 1991-03-22 誘導炉 Expired - Lifetime JPH0743221B2 (ja)

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JPH0743221B2 JPH0743221B2 (ja) 1995-05-15

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