JPH09257373A - コアレス誘導溶解炉 - Google Patents

コアレス誘導溶解炉

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JPH09257373A
JPH09257373A JP6349596A JP6349596A JPH09257373A JP H09257373 A JPH09257373 A JP H09257373A JP 6349596 A JP6349596 A JP 6349596A JP 6349596 A JP6349596 A JP 6349596A JP H09257373 A JPH09257373 A JP H09257373A
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JP
Japan
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layer
refractory
metal
sintered
amorphous
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6349596A
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English (en)
Inventor
Masanori Kouhata
正規 向畑
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コアレス誘導溶解炉に係るもので、蒸気化し
た原料金属等の溶解槽内部への浸透を抑制して、溶解槽
の長寿命化を図る。 【解決手段】 誘導加熱コイルが溶解槽に巻回され、該
溶解槽に投入される原料金属を誘導加熱コイルで加熱溶
解させるコアレス誘導溶解炉であって、溶解槽は、粉末
状の第1の耐火物で有底筒状に形成される第1不定形耐
火層と、該第1不定形耐火層の内側に粉末状の第2の耐
火物で形成される第2不定形耐火層と、第1不定形耐火
層と第2不定形耐火層との間に形成される浸透金属遮断
層とを具備し、該浸透金属遮断層は、第2不定形耐火層
の内表面に形成される焼結状態の焼結定形層より気孔率
が低い耐火物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コアレス誘導溶解
炉に係り、特に、蒸気化した原料金属等の溶解槽内部へ
の浸透を抑制する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】鋳造等の原料となる金属合金を溶解する
コアレス誘導溶解炉として、例えば、図3に示すよう
に、土台1の上には耐火煉瓦の耐火層2が形成され、該
耐火層2の上部には円筒状の溶解槽3が固定されてお
り、該溶解槽3の回りにはシリマナイトセメント層4が
形成され、さらに溶解槽3に投入された原料金属を加熱
する誘導加熱コイル5がシリマナイトセメント層4に埋
設されかつ溶解槽3に巻回されたものが知られている。
【0003】従来、上記の溶解槽3は、投入される原料
金属に応じて、例えばアルミナやジルコニア等の粉末状
の耐火物で形成され、その内周面を加熱処理することに
よって焼結層3aが形成されて有底円筒状の形状が保持
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のコアレス誘導溶解炉においては、以下のような
解決すべき課題が残されている。すなわち、溶解槽3に
投入された原料金属が、誘導加熱コイル5の加熱によっ
て高温状態となるとともに溶解されると、溶解槽3が内
側から加熱されて焼結層3aの厚みが増してくる。そし
て、コアレス誘導溶解炉の長期使用や繰り返しの使用に
よって、焼結層3aにクラック等が生じると、そのクラ
ックから蒸気化した金属や溶解状態の金属が焼結層3a
の内部に浸透して誘導加熱コイル5まで到達し、誘導加
熱コイル5を短絡状態として溶解不能にするおそれがあ
る。このため、溶解槽3の使用寿命が短く、その交換頻
度が多いため溶解工程におけるコスト高の原因となって
いた。
【0005】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、蒸気化した原料金属等の溶解槽内部への浸透を抑
制して、溶解槽の長寿命化を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
のコアレス誘導溶解炉として、誘導加熱コイルが溶解槽
に巻回され、該溶解槽に投入される原料金属を誘導加熱
コイルで加熱溶解させるコアレス誘導溶解炉であって、
溶解槽は、粉末状の第1の耐火物で有底筒状に形成され
る第1不定形耐火層と、該第1不定形耐火層の内側に粉
末状の第2の耐火物で形成される第2不定形耐火層と、
第1不定形耐火層と第2不定形耐火層との間に形成され
る浸透金属遮断層とを具備し、該浸透金属遮断層は、第
2不定形耐火層の内表面に形成される焼結状態の焼結定
形層より気孔率が低い耐火物からなる技術が採用され
る。浸透金属遮断層は、気孔率が6%から20%の範囲
内の耐火物によって形成される技術が採用される。
【0007】蒸気化した金属や溶解状態の金属が、焼結
定形層に発生したクラック等によって焼結定形層および
第2不定形層の内部に浸透して浸透金属遮断層に達した
場合、該浸透金属遮断層が焼結状態の第2の耐火物より
気孔率が低い耐火物で形成されているので、蒸気化した
金属等の浸透が妨げられる。また、万一、熱衝撃等によ
って浸透金属遮断層にクラック等が発生して蒸気化した
金属等が浸透した場合でも、浸透金属遮断層と第1およ
び第2不定形耐火層との境界に熱膨張の差に起因して発
生した隙間による断熱効果によって、蒸気化した金属等
の温度が低下するとともに、浸透金属遮断層の外側の第
1不定形耐火層は粉末状の耐火物で形成されているた
め、蒸気化した金属等が第1不定形耐火層の内部で拡散
しながら凝固することになる。したがって、蒸気化した
金属等が誘導加熱コイルに達することを少なくすること
ができる。
【0008】浸透金属遮断層を、気孔率が6%から20
%の範囲内の耐火物によって形成すると、気孔率が20
%以下なので、溶解槽の内部で溶解される原料金属に比
較的低温で蒸気化し易い亜鉛が含まれていたとしても、
蒸気化した亜鉛が上記気孔率の範囲の耐火物を透過し難
いことから、焼結定形層および第2不定形耐火層を透過
しても浸透金属遮断層をほとんど通ることができず、よ
り効果的な遮断効果が生じる。また、気孔率を6%以上
とした理由は、この気孔率が焼成耐火物として得られる
製作上の限界だからである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態を図
1を参照しながら説明する。なお、図4に示す従来の溶
解炉と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を
省略する。本実施形態の溶解炉10は原料金属として、
例えば銅亜鉛系合金を溶解するもので、図1に示すよう
に、溶解槽11は、粉末状の第1の耐火物、例えばマグ
ネシアで有底円筒状に形成される第1不定形耐火層11
Aと、該第1不定形耐火層11Aの内側に粉末状の第2
の耐火物、例えば第1の耐火物と同じマグネシアで形成
される第2不定形耐火層11Bと、第1不定形耐火層1
1Aと第2不定形耐火層11Bとの間に形成される浸透
金属遮断層11Cとを具備する。
【0010】該浸透金属遮断層11Cは、第2不定形耐
火層11Bの内表面に形成される焼結状態の焼結定形層
11bより気孔率が低い耐火物、例えば焼結されたアル
ミナで形成される。また、浸透金属遮断層11Cを形成
する耐火物(アルミナ)は、気孔率が6%から20%の
範囲内のものが採用される。そして、第1不定形耐火層
11A、浸透金属遮断層11Cおよび第2不定形耐火層
11Bの厚さは、例えば20mm、30mmおよび70
mmにそれぞれ設定される。
【0011】次に、溶解炉10の溶解槽11の作製方法
について説明する。まず、耐火層2の上部に粉末状の第
1の耐火物を所定厚さに敷き詰め、その上に焼結された
アルミナ等の耐火物によって有底円筒状に形成されたス
リーブを中子として設置した後、該スリーブの外側面と
シリマナイトセメント層4との隙間に粉末状の第1の耐
火物を詰めることにより、第1不定形耐火層11Aを形
成する。前記スリーブは、抜き取らずに浸透金属遮断層
11Cとする。
【0012】さらに、浸透金属遮断層11Cの底部上に
粉末状の第2の耐火物を所定厚さに敷き詰め、その上に
有底円筒形状に形成された金属製の中子を設置した後、
該中子の外側面と浸透金属遮断層11Cの内側面との隙
間に粉末状の第2の耐火物を詰めることにより、第2不
定形耐火層11Bを形成する。この後、中子は、取り外
されるか、または取り外さずに投入される原料金属とと
もに溶解させる等の手段によって除去する。中子を取り
外した場合には、内面に加熱処理を行い、また、中子を
溶解除去した場合は、溶解時の高温のために第2不定形
耐火層11Bの内側が加熱処理されて焼結定形層11b
が形成される。
【0013】このように構成された溶解炉10では、原
料金属を溶解槽10の中に投入して、誘導加熱コイル5
によって加熱することにより、高温かつ溶解状態にする
と、第2不定形耐火層11Bが加熱されて焼結し、焼結
定形層11bの厚さが増すとともに第2不定形耐火層1
1Bの厚さが薄くなる。原料金属の溶解を長期間または
繰り返し行うことにより、焼結定形層11bが徐々に厚
くなり、最終的に第2不定形耐火層11bの全てまたは
ほとんどが焼結定形層11Bとなる。
【0014】蒸気化した金属や溶解状態の金属が、焼結
定形層11bに発生したクラック等によって焼結定形層
11bおよび第2不定形層11Bの内部に浸透して浸透
金属遮断層11Cに達した場合、該浸透金属遮断層11
Cが焼結状態の第2の耐火物より気孔率が低い耐火物で
形成されているので、蒸気化した金属等の浸透が妨げら
れる。また、万一、熱衝撃等によって浸透金属遮断層1
1Cにクラック等が発生して蒸気化した金属等が浸透し
た場合でも、浸透金属遮断層11Cと第1および第2不
定形耐火層11A,11Bとの境界に熱膨張の差に起因
して発生した隙間による断熱効果によって、蒸気化した
金属等の温度が低下するとともに、浸透金属遮断層11
Cの外側の第1不定形耐火層11Aは粉末状の耐火物で
形成されているため、蒸気化した金属等が第1不定形耐
火層11Aの内部で拡散しながら凝固することになる。
したがって、蒸気化した金属等が誘導加熱コイル5に達
することを少なくすることができる。
【0015】また、原料金属に亜鉛が含まれていた場
合、亜鉛は蒸気化する温度が比較的低いために溶解槽1
1の内部に浸透し易いが、蒸気化した亜鉛がほとんど透
過できない気孔率20%以下の耐火物によって浸透金属
遮断層11Cを形成しているので、蒸気化した亜鉛が焼
結定形層11bおよび第2不定形耐火層11Bを透過し
ても、浸透金属遮断層11Cをほとんど通ることがな
い。
【0016】なお、浸透金属遮断層11Cにおける気孔
率の下限は、焼成耐火物として得られる製造上の限界で
ある6%とされる。
【0017】本発明の第2実施形態を図2を参照しなが
ら説明する。この第2実施形態の溶解炉20と第1実施
形態の溶解炉10との異なる点は、溶解槽21の焼結定
形層11bの内側に、アルミナ等の焼結耐火物で有底円
筒状に形成されたルツボ部材22が設置されている点で
ある。この構成により、異なる原料金属を溶解させると
きに、ルツボ部材22を交換することによって、ルツボ
部材22に残る不純物等が新たな原料金属に混入するこ
とを未然に防止して純度の高い溶解を行うことができ
る。
【0018】なお、前述した各実施形態の第1不定形耐
火層11Aと第2不定形耐火層11Bは、同一の耐火物
であるマグネシアで形成したが、別々の耐火物でも構わ
ず、他の形成材料としてアルミナ、ジルコニア等の粉末
状の耐火物でもよい。また、前述した各実施形態の浸透
金属遮断層11Cは、焼結されたアルミナで形成した
が、他の形成材料として焼結状態のシリカ、シリコンカ
ーバイト、70アルミナ30シリカ等の低気孔率の耐火
物でもよい。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 (1)溶解槽が、粉末状の第1の耐火物で形成される第
1不定形耐火層と粉末状の第2の耐火物で形成される第
2不定形耐火層との間に、焼結定形層より気孔率が低い
耐火物で形成される浸透金属遮断層を備えているので、
蒸気化した金属等が焼結定形層および第2不定形耐火層
の内部に浸透して浸透金属遮断層に達しても、その浸透
を妨げることにより溶解炉の長寿命化を図ることができ
るとともに、溶解槽の交換サイクルが長期化することに
より低コスト化を図ることができる。 (2)万一、浸透金属遮断層にクラック等が発生して
も、蒸気化した金属等の温度が低下するとともに、第1
不定形耐火層の内部で蒸気化した金属等が拡散しながら
凝固することにより誘導加熱コイルには達せず、外的衝
撃や熱衝撃等に対しても高い信頼性を得ることができ
る。 (3)浸透金属遮断層を、気孔率が6%から20%の範
囲内の耐火物によって形成することにより、溶解される
原料金属に亜鉛が含まれていたとしても、浸透金属遮断
層に対する蒸気化した亜鉛の透過をより効果的に抑える
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコアレス誘導溶解炉の第1実施形
態を示す断面図である。
【図2】本発明に係るコアレス誘導溶解炉の第2実施形
態を示す断面図である。
【図3】本発明に係るコアレス誘導溶解炉の従来例を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 土台 2 耐火層 3 溶解槽 4 シリマナイトセメント層 5 誘導加熱コイル 10 溶解炉 11 溶解槽 11A 第1不定形耐火層 11B 第2不定形耐火層 11b 焼結定形層 11C 浸透金属遮断層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘導加熱コイルが溶解槽に巻回され、該
    溶解槽に投入される原料金属を誘導加熱コイルで加熱溶
    解させるコアレス誘導溶解炉であって、 溶解槽は、粉末状の第1の耐火物で有底筒状に形成され
    る第1不定形耐火層と、 該第1不定形耐火層の内側に粉末状の第2の耐火物で形
    成される第2不定形耐火層と、 第1不定形耐火層と第2不定形耐火層との間に形成され
    る浸透金属遮断層とを具備し、 該浸透金属遮断層は、第2不定形耐火層の内表面に形成
    される焼結状態の焼結定形層より気孔率が低い耐火物か
    らなることを特徴するコアレス誘導溶解炉。
  2. 【請求項2】 浸透金属遮断層は、気孔率が6%から2
    0%の範囲内の耐火物によって形成されることを特徴と
    する請求項1記載のコアレス誘導溶解炉。
JP6349596A 1996-03-19 1996-03-19 コアレス誘導溶解炉 Withdrawn JPH09257373A (ja)

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JP6349596A JPH09257373A (ja) 1996-03-19 1996-03-19 コアレス誘導溶解炉

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10361525A1 (de) * 2003-12-23 2005-08-04 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Schmelztabletten zur Bestimmung des Gehaltes von keramischen Pulvern an Platingruppenmetallen mittels RFA
JP2009068725A (ja) * 2007-09-10 2009-04-02 Nippon Steel Engineering Co Ltd 帯状体の誘導加熱装置
JP2011519317A (ja) * 2008-04-04 2011-07-07 エルメリン リミテッド 炉のライニング材
CN104567407A (zh) * 2015-01-06 2015-04-29 辽宁伊菲科技股份有限公司 一种大型卧式气氛烧结炉保温加强工艺

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JP2011519317A (ja) * 2008-04-04 2011-07-07 エルメリン リミテッド 炉のライニング材
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030603