JPH06109372A - 溶解炉の内壁構造 - Google Patents

溶解炉の内壁構造

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JPH06109372A
JPH06109372A JP4256986A JP25698692A JPH06109372A JP H06109372 A JPH06109372 A JP H06109372A JP 4256986 A JP4256986 A JP 4256986A JP 25698692 A JP25698692 A JP 25698692A JP H06109372 A JPH06109372 A JP H06109372A
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JP
Japan
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refractory
layer
furnace
refractory material
melting furnace
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JP4256986A
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English (en)
Inventor
Senji Fujita
宣治 藤田
Yukio Okura
幸雄 大倉
Kiyoshi Suzuki
喜代志 鈴木
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MgO系耐火物,Al23 系耐火物,Zr
2 系耐火物など各種の耐火物の有する短所を補い、長
所だけを作用させ、溶解される金属・合金の清浄度の向
上や次工程での不都合をなくしつつ炉の耐久性を増すこ
と。 【構成】 溶解能力1400Kgの大型高周波誘導炉
は、誘導コイル1、コイルセメント層3、マイカ層5、
第1のスタンプ材層7、第2のスタンプ材層9にて炉体
を構成し、第1のスタンプ材層7として乾式耐火物の8
0Al23 −20MgOを、第2のスタンプ材層9と
して湿式耐火物の65ZrO2 −35SiO 2 を用い
た。コバルト基合金を溶解したところ、溶湯も水蒸気も
漏れ出すことがなく、誘導コイル1のショート,スパー
ク,湯漏れの誤検知といったトラブルはなく、耐久性が
向上し、次のアトマイズ工程でのノズル閉塞も生じなか
った。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導炉等の溶解
炉の内壁構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、各種の鋼や合金を溶融する高周波
誘導炉は、図2に示す様に、外側から順番に誘導コイル
101、コイルセメント層103、マイカ層105、ス
タンプ材層107にて炉体を構成していた。コイルセメ
ント層103には、通常、95%以上のAl23 を含
有する耐火物が用いられ、スタンプ材層107には、M
gO系耐火物,Al23 系耐火物,ZrO2 系耐火物
など各種の耐火物が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら耐火物
はそれぞれに長所・短所を有しており、以下の様な問題
があった。 MgO系耐火物 例えば、100%MgOは、溶湯と耐火物との反応が少
なく、高清浄度を要求される金属・合金の溶解に適して
いた。しかし、耐ヒートショック性が悪いためにヒート
クラックを生じ易く、コバルト基合金の様に湯流れ性の
よい溶湯だと漏れ出し、場合によってはマイカ層10
5,コイルセメント層103を貫通してしまい、漏れた
溶湯が誘導コイル101に接触してこれを焼損させると
いう問題があった。
【0004】 Al23 系耐火物 例えば、80Al23 −20MgOは、耐ヒートショ
ック性はそれほど問題でないが、Al23 による汚染
があり、コバルト基合金を溶解してアトマイズ用の溶湯
として使用するとき、溶湯滴下用のタンディッシュの細
径注湯ノズルを閉塞してしまうという問題があった。一
方、50Al23 −50MgOにするなど、Al2
3 の含有量を減らせば注湯ノズルの閉塞は改善する。し
かし、MgOが増加したことで逆に、耐ヒートショック
性は悪化してしまうという問題があった。
【0005】 ZrO2 系耐火物 例えば、65ZrO2 −35SiO2 は、上記注湯ノズ
ルの閉塞などを引き起こさず、耐ヒートショック性につ
いても全く問題がないが、粒子が粗く水で練って使用す
る湿式耐火物であるため、乾燥初期に水蒸気を発生さ
せ、これが誘導コイル101側へ漏れ出してスパーク発
生の原因となるという問題があった。また、こうした炉
では、湯漏れ検知器110が装備されているため、湿式
だと最初から導通してしまい、湯漏れなのか否かが判別
不能となるという問題もあった。さらに、清浄度を要求
される高速度工具鋼やSUS鋼を溶解しようとすると、
SiO2 やCr23 による汚染が問題となった。
【0006】そこで、本発明においては、こうした耐火
物の短所を補って、長所だけを作用させ得る新規な溶解
炉の内壁構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するためになされた本発明の溶解炉の内壁構造は、溶
解炉の内部に配設された耐火物層に、さらに異種の耐火
物による内張りを施したことを特徴とする。
【0008】この本発明の溶解炉の内壁構造によれば、
耐火物層を異種の耐火物からなる2層構造としたので、
溶解される金属・合金の清浄度などとの関係から内張り
を選択し、外側の耐火物層にて内張りの短所を補う様に
耐火物を選択することで、炉の耐久性,溶湯の性質共に
良好な状態で溶解を実施することができる。また、逆
に、内張り側で外側の耐火物層の短所を補う様にもする
ことができる。
【0009】具体的には、請求項2に記載の様に、外側
になる耐火物層として乾式の耐火物を用い、内張りとし
て湿式の耐火物を用いることができる。この様に構成す
ることで、湿式の耐火物を用いていてもこの水蒸気が炉
の外側へ漏れ出すことがない。
【0010】また、請求項3に記載の様に、内張りを耐
ヒートショック性の高い耐火物にすれば、外側の耐火物
層にヒートクラックが発生していても、内側にはヒート
クラックが発生しないから、湯漏れを的確に防止するこ
とができる。従って、既存の溶解炉の耐火物層を張り替
えずに、耐ヒートショック性の高い耐火物の内張りを施
すだけで、そのまま使用し続けるといったことも可能に
なる。
【0011】さらに、請求項4に記載の様に、外側にな
る耐火物層として耐ヒートショック性の高い耐火物を用
い、内張りとして溶湯との反応少なく酸化物析出による
汚染少ない耐火物を用いることとすれば、溶湯の清浄度
を維持し、かつ清浄度を維持するために用いる内張り耐
火物が耐ヒートショック性が悪い場合にも湯漏れを的確
に防止することができる。
【0012】なお、当然ではあるが、異種耐火物間には
熱膨張の差があり、微小クラックの発生が認められた
が、実用上問題になる程ではない。
【0013】
【実施例】次に本発明の内容を一層明らかにするため、
本発明を適用した好適な実施例を図面と共に説明する。
実施例としての高周波誘導炉は溶解能力約1400Kg
程の比較的大型の炉であり、図1示す様に、外側から順
番に誘導コイル1、コイルセメント層3、マイカ層5、
第1のスタンプ材層7、第2のスタンプ材層9にて炉体
を構成した。また、湯漏れ検知器10を配設した。コイ
ルセメント層3としては、従来同様の95%以上Al2
3 を含有する耐火物を用い、第1のスタンプ材層7と
して、乾式耐火物の80Al23 −20MgOを用
い、第2のスタンプ材層9として、湿式耐火物の65Z
rO2 −35SiO2 に水ガラスをバインダとして混ぜ
たものを用いた。スタンプ材層7,9は、いずれもつき
固めて成形しただけで焼結はされていない。
【0014】この実施例の高周波誘導炉を用いて、コバ
ルト基合金(商標名:ステライト、JIS DCoCr
D等に相当)1000kgを溶解したところ、溶湯も水
蒸気も漏れ出すことがなく、誘導コイル1のショート,
スパークといったトラブルは発生しなかった。加えて、
誤った湯漏れ検知をすることもなかった。そして、繰り
返し溶解を実施したが、数十回の使用にも耐え、さらに
その後も相当回数は補修や張り替えをせずに使用可能で
あることを確認することができた。また、このコバルト
基合金の溶湯を、タンディッシュからアトマイズ装置へ
滴下したところ、1000kg分の溶湯を滴下し終える
までにノズル閉塞は生じなかった。
【0015】一方、溶解能力1400kgの従来型高周
波誘導炉(図2)を用い、スタンプ材層107として、
100%MgO(比較例1)、50Al23 −50M
gO(比較例2)、80Al23 −20MgO(比較
例3)、65ZrO2 −35SiO2 (比較例4)を各
単独で用いた比較例についてもコバルト基合金1000
kgを溶解した。
【0016】溶解の段階において、比較例1では湯漏れ
により誘導コイル1のショートが発生し、比較例2でも
同様であった。また、比較例4では水蒸気が漏れ出し、
誘導コイル1にてスパークが発生した。比較例3は、溶
解については問題がなかったが、その後、このコバルト
基合金の溶湯を用いて実施例と同様にアトマイズを実行
したところ、溶湯を滴下し始めるとすぐにタンディッシ
ュのノズル閉塞が発生してしまった。
【0017】次に、第2実施例を説明する。第2実施例
としての高周波誘導炉は、構造的には上記実施例と同様
であるが、小型の炉であって、溶解能力約400Kgの
ものである。そして、第1のスタンプ材層7として、湿
式耐火物の65ZrO2 −35SiO2 に水ガラスをバ
インダとして混ぜたものを用い、第2のスタンプ材層9
として、100%MgOを用いた。この実施例でも、ス
タンプ材層7,9は、いずれもつき固めて成形しただけ
で焼結はされていない。
【0018】この第2実施例の高周波誘導炉を用いてS
US鋼を溶解したところ、不純物の析出はなく、高清浄
度(酸素量が40ppm以下)を保つことができた。ま
た、第2のスタンプ材層9はヒートクラックが生じてい
たが、第1のスタンプ材層7にはヒートクラックは発生
せず、溶湯の炉外への漏れもなく、誘導コイル1が焼損
することがなかった。さらに、小型炉であるから、電圧
が低く、水蒸気によるスパークの発生もなかった。
【0019】そして、第1のスタンプ材層7にはヒート
クラックが生じるものの、この層のスタンプ材自体が溶
損,剥離等しない限りはそのまま炉を繰り返し使用する
ことができ、数十回の使用にも耐え、さらにそれ以上の
使用も可能であることを確認することができた。
【0020】一方、比較のため、溶解能力400kgの
従来型高周波誘導炉(図2)を用い、スタンプ材層10
7として、100%MgO(比較例5)、50Al2
3 −50MgO(比較例6)、80Al23 −20M
gO(比較例7)、65ZrO2 −35SiO2 (比較
例8)を各単独で用いた比較例についてもSUS鋼を溶
解した。
【0021】比較例5〜7は、いずれも溶湯の清浄度と
しては基準を満足したものの、ヒートクラックが発生し
易いため、1回〜数回の使用で湯漏れが生じ、スタンプ
材層の補修・張り替えが頻繁に必要となった。比較例8
ではスタンプ材層の耐久性は十分で、数十回の使用に耐
えるが、溶湯の清浄度が低く、不良品が発生した。
【0022】以上実施例を説明したが、本発明はこの実
施例に限定されるものではなくその要旨を逸脱しない範
囲内で種々なる態様のものとして実施できることはもち
ろんである。例えば、第1実施例に関しては、第1のス
タンプ材層7として乾式の耐火物を用いれば十分であっ
て、80Al23 −20MgO以外に、50Al2
3 −50MgOや、100%MgOであっても構わな
い。また、第2実施例についても、第2のスタンプ材層
9は清浄度の基準を満足することができればよく、10
0%MgO以外に、50Al23 −50MgOや、8
0Al23 −20MgOであっても構わない。また、
その他、用途に応じて、種々の耐火物の組み合せを採用
することができることはもちろんであり、MgO系耐火
物,Al23 系耐火物,ZrO2 系耐火物に限られる
ものでもない。
【0023】さらに、実施例は耐火物層が2層構造のも
ののみを示したが、3層あるいはそれ以上の構造として
も構わない。加えて、高周波誘導炉以外の形式の溶解炉
に本発明の内壁構造を適用することもできる。
【0024】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の溶解炉の内
壁構造によれば、耐火物の有する短所を補って長所だけ
を作用させることができ、溶解される金属・合金の清浄
度を向上させたり、次工程での不都合をなくしつつ炉の
耐久性を増すなど種々の効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例としての高周波誘導炉の内壁構造を示
す断面図である。
【図2】 従来の高周波誘導炉の内壁構造を示す断面図
である。
【符号の説明】
1・・・誘導コイル、3・・・コイルセメント層、5・
・・マイカ層、7・・・第1のスタンプ材層、9・・・
第2のスタンプ材層。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶解炉の内部に配設された耐火物層に、
    さらに異種の耐火物による内張りを施したことを特徴と
    する溶解炉の内壁構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の溶解炉の内壁構造におい
    て、外側になる耐火物層として乾式の耐火物を用い、内
    張りとして湿式の耐火物を用いたことを特徴とする溶解
    炉の内壁構造。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の溶解炉の内
    壁構造において、内張りを耐ヒートショック性の高い耐
    火物としたことを特徴とする溶解炉の内壁構造。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項2記載の溶解炉の内
    壁構造において、前記外側になる耐火物層として耐ヒー
    トショック性の高い耐火物を用い、内張りとして溶湯と
    の反応の少ない耐火物を用いることを特徴とする溶解炉
    の内壁構造。
JP4256986A 1992-09-25 1992-09-25 溶解炉の内壁構造 Pending JPH06109372A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102954694A (zh) * 2012-11-15 2013-03-06 全椒君鸿软磁材料有限公司 一种3吨冶炼炉打炉方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102954694A (zh) * 2012-11-15 2013-03-06 全椒君鸿软磁材料有限公司 一种3吨冶炼炉打炉方法

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