JPH08219654A - 誘導炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導炉の内張耐火壁の亀裂が発生に伴う寿命
張り変へに鑑み、長寿命の計れる内張材とする手法の提
供にある。 【構成】 誘導炉用内張り耐火物において、稼動層２を
溶湯よりの受熱により硬化焼結層を形成し、高耐食性を
備える不定形耐火物とし、非稼動層５を１０００℃迄の
熱処理においても硬化しない不定形耐火物で前者を炉壁
厚みの３０％〜６０％、後者を４０％〜７０％で構築さ
れた多層構造としてなる。 【効果】 誘導炉の炉内耐火壁材を稼動層を硬化焼結層
を形成する高耐食性材とし、非稼動層を未硬化層とした
施工体にすることにより、最大溶損量が従来品と比べ大
巾に減少し、耐用寿命も大巾に向上し、誘導炉の操炉の
安全度も大巾に向上改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属を溶かすために用い
られる誘導炉の炉壁内張材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳物業界での金属の溶解は生産性、
省力化、溶湯の品質、及び作業環境等々の問題より
今まで主流であったキュポラに比べ １．溶解損失の少ない。 ２．作業，操作が簡単で且つ省力化が出来易い。 ３．公害問題の少ない。 ４．品質，安全度，均質性の高い溶湯が容易に得られ
る。 ５．成分，温度の調整が容易である。 等々の利点を有している誘導炉への移行が急速に進んで
いる。ルツボ型誘導炉は外周部に電気誘導加熱用コイル
を配し、このコイル表面を必要に応じてはコイル保護の
ためにコイルセメントにより被覆させ内側に湯モレセン
サーや絶縁材，断熱材等を配設して最内側に耐火物によ
り一層の耐火壁で構築されている。この耐火壁を構築す
るには炉本体内に所定の厚みの耐火物壁を持たせるよう
設計された鋼製の内型枠（以下フォーマーと称する）を
用いて、炉本体とフォーマーとの間隙に耐火物を投入し
フォーマーの内側より振動を与えながら、この間隙に投
入された耐火物の充填を行い築造している。この乾式の
粉体材投入、加振充填の良否が炉の寿命を、ひいては鋳
造工場の稼動率をも大きく左右することより高い熟練を
必要とする。ここに用いられる耐火物は長寿命を得るた
めその使用条件により、珪石質材、アルミナ質材、
マグネシアおよびまたはスピネル質材等の高純度質材
が用いられ、必要に応じて無水硼酸等の焼結助材が用い
られているが、使用に伴い溶解物との反応溶損とか溶融
物から組織内への浸透による変質層の生成および付着が
生じ、亀裂の発生や表層からの剥離現象が生じ大きく損
傷される。このように溶融物の組織内への浸透による変
質層の生成や溶融物よりの受熱によりガラス質物が増加
し過焼結状態となり、これが体積の収縮を起こすことに
より大きな亀裂の発生や溝状の溶損状態を造り出す等に
より安定した操炉が出来ず、異状部より地金差し現象を
起こし寿命が短命に終わっていることより反応溶損が小
さく且つ亀裂の発生による溝状の溶損、異状損傷そして
地金差しの無い耐火壁が強く要望されているのが現状で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現在、誘導炉の内張耐
火壁は主に乾粉による振動施工された一体の耐火壁であ
り、この耐火壁が使用中、組織内へ異物の浸透，受熱に
よる変質層を生成し体積の収縮を伴い亀裂が発生しこの
亀裂の発生により地金が差し込みが耐火壁の寿命となっ
ている。このような異状損傷により耐火壁材を充分使用
しきれず、耐火壁の６０％〜８０％を残しながら寿命と
なり新規材による張替を余儀なくされている。これらの
欠陥をなくし長寿命の計れる内張材とする手法を提供す
ることを技術的課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等はこのような
現状に鑑み耐火壁の有効利用率はおおむね６０％（１１
０ｍｍの耐火壁で最大６０ｍｍ位まで）を最大とする。
これ以上損傷が進と過電流値となり正常な操業が出来な
い。この範囲内の耐火物が高寿命であるよう均一且つ高
密度に充填された施工体とすることと耐火壁外層部は内
層部よりも弱いか焼固しない状態で亀裂や異状溶損部よ
りの溶湯の侵入をその場で抑えて炉本体部、即ち湯モレ
センサーが作動しない範囲内にとどめる状態とし、使用
耐火物の特性及び耐火物そのものを充分使用し長寿命化
を計るようにするため少なくとも特性の異なる耐火物に
より２層以上で構築することにより、より安定した炉の
操業が出来且つ高耐食性であり長寿命化することを種々
の研究の結果知り得、大きな効果をあげることが出来
た。 （限定） 耐火壁の厚みの３０％〜６０％を高耐食性材とする
（内側） 耐火壁の厚みの４０％〜７０％を未硬化層材とする
（外側） （限定理由） １．高耐食材を耐火壁の厚みの３０％以上６０％とした
理由は、４０％以内である通常耐火物の一般使用範囲内
であるため有効厚み内であること又６０％未満としたの
は、残厚が４０％以内では過電流が流れ通常な炉操業が
困難となる。 ２．未硬化層材を４０％〜７０％としたのは４０％以内
では万一溶湯が内層材を透して侵入した場合充分な役目
を努めることが出来ず、７０％以上となると直接溶湯に
接することもあり得この場合溶損が大きくなり安全な操
業が出来得なくなるためである。 ３．未硬化層材の未硬化温度範囲を１０００℃としたの
はこれ以下であると本層温度がほぼ７００℃位迄に達す
る可能性があるため、硬化する可能性がありバック材が
充分な役割をはたさなくてなるためでる。

【０００５】

【実施例】本発明の実施例を記述する。誘導炉の炉内耐
火壁材の施工厚みを１１０ｍｍとし、高耐食性材部を６
０ｍｍとし、未硬化部材部を５０ｍｍとする。実施例に
用いる耐火材の品質を表１に、実施例及び従来品の耐火
材の配合及び品質特性を表２に、及び施工例を図１，２
に示す。実施例１，２及び従来品の材質を施工した３Ｔ
ＯＮ型低周波誘導炉で実用試験を行なった。溶解材とし
てダクタイル鋳鉄を用い、常用時溶湯温度は１５３０℃
であった。

【０００６】

【表１】

【０００７】

【表２】

【０００８】実施例１ 実施例１と従来品との実用試験結果を表３に示す。珪石
質材による２層壁施工であるため、本発明による実施例
の稼動層である高耐食性材と従来品とは同一耐火材の施
工であるが、非稼動層は未硬化材のため粉体状を保ち、
高耐食性材と未硬化材との接合部に稼動層の亀裂より差
した地金は止まり耐火寿命を従来品に比べて１４１．６
％向上することができた。尚溶損状態も稼動面の状態も
従来品に比べ安定しており、耐用寿命を決める亀裂の発
達による溝状部での１チャージ当りの溶損量は、本発明
施工体が０．１９８ｍｍに対して従来品は０．３３２ｍ
ｍで５９．６％にとどまっている。

【０００９】

【表３】

【００１０】実施例２ 実施例２と従来品との実用試験結果の比較を表４に示
す。本発明による実施例２として稼動層である高耐食性
材としてジルコン・珪石材を用い、非稼動層の未硬化材
として天然珪石材を用いた２層構造にした施工体であ
る。実施例１と同じ条件で実用試験を行なった結果、本
発明の誘導炉の炉内耐火壁材の稼動面の状態も平滑で安
定しているのに比べ従来品は亀裂の発生も多く、発達度
合いも高く大きな溝状の溶損状態を示し、最大溶損量
が、１チャージ当り従来品の０．３３２ｍｍに対し、本
発明品は１チャージ当り０．１０３ｍｍ約３１％と良好
である。

【００１１】

【表４】

【００１２】

【発明の効果】誘導炉の炉内耐火壁材を稼動層を硬化焼
結層を形成する高耐食性材とし、非稼動層を未硬化層と
した施工体にすることにより、最大溶損量が従来品に比
べ大巾に減少し、耐用寿命も大巾に向上し誘導炉の操炉
の安全度も大巾に向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明品の施工例を示す縦断面図である。

【図２】従来品の施工例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ フォーマー ２ 稼動層 ３ 断熱材 ４ 絶縁体 ５ 非稼動層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属を溶解、精錬する誘導炉用内張り耐火物において、
   稼動層を溶湯よりの受熱により硬化焼結層を形成し、高
   耐食性を備える不定形耐火物とし、非稼動層を１０００
   ℃迄の熱処理においても硬化しない不定形耐火物で前者
   を炉壁厚みの３０％〜６０％、後者を４０％〜７０％で
   構築された多層構造としたことを特徴とする誘導炉。