JPS589189Y2 - 電気炉の組合せ炉蓋用耐火成形体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電気炉の天井部特に損耗の著しい電極廻りに
使用される耐久性があってかつ組立て施工も容易な耐火
成形体に関するものである。

一般に電気炉の天井構造即ち炉蓋は、電極挿入孔を有す
る小天井といわれる内周却と、その外周を取巻く大天井
といわれる外周部で構成されている。

そして、大天井部は、焼成、不焼成の耐火煉瓦より成り
、スクラップの突上げによる脱落を防止するため場合に
よっては吊金具を予設して吊上げる方式をとっており、
集塵孔周りについては不定形耐火物をスタンプする場合
が多い。

また、小天井部は従来耐火煉瓦が使われてきたが、電極
孔周りに極異型の大型煉瓦が必要となるため電極孔周り
には不定形耐火物をスタンプする場合が多い。

このように天井構造には、徐々に不定形・耐火物の占め
る面積が大きくなってきているが、ここで使用される不
定形の代表的なものは結合剤として粘土を使ったプラス
チック材である。

ところが、プラスチック材はその欠点として、スタンプ
技術の個人技量が即耐用回数に結びつき、施工不良の場
合早期に層状剥離を生じ短命に終ってしまうこと、小さ
な隅々にまでスタンプ圧が行き、わたらないこと、スタ
ンプをたんねんにやるには時間のかかること、などがあ
る。

一方、近年進歩した電気炉操業では能率のよい電気炉を
集中的、に多チャージ操業する傾向があり、電気炉炉体
側壁ホットスポット部に水冷ボックスを取りつけている
。

この耐火物のかわりに水冷装置を使用する方法は、電気
炉炉蓋である大天井部の水冷ボックス化にまで拡がりつ
つあり、この結果大天井部は無修理で３０００時間以上
も耐用するとされるようになってきた。

このように考えてくると、損耗が極めて著しく、かつ水
冷化できない電極周りの小天井部の耐火材の耐用性の向
上、施工性改善、修理の迅速性（取替など）を極力早−
く行ない炉蓋の復旧を極力急ぐことが最も重要なことと
なってくる。

本考案は、このような観点から種々研究された結果とし
てみい出されたもので、小天井部に相当する炉蓋用耐火
物として特殊配合のキャスタブルを調整し、予め工場で
所定形状に成形したものを使用し、かつ特定の金具と金
具受は構造をもたせることにより、それ自体の耐久性と
ともに特に迅速な施工性改善を容易にすることに成功し
たのである。

ここでまず、本考案の耐火調合物について説明すると、
本考案の耐火調合物は、基本的には耐火骨材と耐火微粉
を含む耐火材料及び耐火性の高いアルミナセメントを少
くとも含む耐火組成物からなるものである。

本考案でこの耐火材料としては、種々の組成のものが目
的に応じて使用しうるが、必要なことはそれらのうち少
くとも重量％（以下本明細書では同じ）でアルミナセメ
ントとの合量中１〜１７％は１μ以下の超微粉として配
合することである。

即ち、好ましい配合割合を示すと次の通りである。

骨材 ９８〜７３％ 超微粉 １〜１７％ （１μ以下） アルミナセメント １〜１０％ このように耐火材料中の超微粉の必要性は、後述するア
ルミナセメントの配合を極めて少なくても耐火物構造体
に著しい強度の発現と緻密性をもたらすことが可能で、
特に電気炉炉蓋として必要な熱間特性と中間強度の低下
もない製品が可能となるからである。

そしてこれらの特性は、超微粉の配合量が少なすぎると
充分でなく、また多すぎても成形体としての充填性が悪
く、即ち緻密性を損うなどにより好ましくない。

ここでこの超微粉は、成分的にはＡｌ２Ｏ２、Ｃｒ２Ｏ
３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等の金属酸化物又は
主成分とするものであれば好ましく使用可能である。

また耐火骨材としては、できるだけ耐火性、耐蝕性があ
る硬質で緻密なものがよいが、種々のものが使用でき、
ケイ砂、アルミナ（電融又は焼結）焼成粘土質（ボーキ
サイトなど）などが適当である。

尚、この骨材の粒度は極めて厳密であることを必要とせ
ず通常の骨材として使用される範囲例えば１５〜Ｑ、Ｑ
１ｍｍ程度で充分である。

つぎに、本考案は、これらの耐火材料との合量中、カル
シウムアルミネートを主成分アルミナセメントを１〜５
％配合して耐火組成物を構成するのであり、このアルミ
ナセメントの使用量は前述の超微粉との関係で極めて小
量とすることに成功し、従来のキャスタブルでは得られ
ない効果を可能とした。

即ち、従来でも、電気炉炉蓋を施工の容易なキャスタブ
ル材質を使って施工することは考えられ一部に実施され
てきたことはあったが、アルミナセメントによる結合の
特性として従来は、アルミナセメント使用量も多くかつ
水を多量（１５〜３０％）に使用せさ゛るを得ないため
気孔が多く（約３０％）さらにセラミックボンド形成前
の５００〜１０００℃での強度低下を生ずるなどの欠点
があり使用に制限があり、特に予め成形したプレキャス
ト品としては使用できないものであった。

本考案は、アルミナセメントの配合を極めて少なくシ、
少量の水の使用と活性化の微粉との作用により気孔率を
１０％以下とするとともに強度を発現し、熱間特性に優
れた中間温度の強度低下もみられないものとしたのであ
り、アルミナセメント量が耐火材料１００部に対し、５
％以上となるとこの効果が充分発揮されないし、また１
％以下では高強度品が得られないなどのため好ましくな
いことが分った。

このように所定の耐火材料とアルミナセメントの所定量
からなる耐火組成物を、本考案では少量の水とともに混
練し、プリキャスト品をうるための調合物を形成するわ
けであり、この場合の水量としては一般に１０％以下で
充分で、多くの場合８％以下で充分である。

本考案成形体は、この不定形の調合物を所定形状の型に
入れて予め成形したものであり、この成形は流し込み成
形、鋳込み成形、振動成形ラム成形など種々可能である
が、いずれにしてもプリキャスト成形体としておくこと
が好ましい。

このように不定形でありながら予め成形体としておかね
ばならない理由は、丈夫な型を使用して振動成形する方
が充分な充填度が得られ易いこと、予め乾燥しておくこ
とがよいことが好ましいなどのためである。

このようにして得られた成形体は、その物理的性質とし
て、嵩比重２．９以上、気孔率１０％以下圧縮強度（ｋ
ｇ／ｃｍ２）は冷間で１０００以上９００℃で１１００
以上１２００℃で１１００以上、１４００℃で１２００
以上、曲げ強度は冷間９００℃、１２００℃及び１４０
０℃でも３５０ ｋｇ／ｃｍ２程度、荷重軟化温度Ｔ２
は１５２０℃以上のものである。

ここで、さらに本考案成形体は、プリキャスト体として
複数個組合わせて天井炉蓋を構成するものであり、その
ようにするための特定の構造を具備しているものである
。

即ち、本考案成形体は、その−側面に予め突起部を有す
る金具を埋込み、また他の一面には、隣接する成形体の
突起部と嵌合するための凹所を具備したものである。

本考案によるプリキャスト体はそれ自体前述した組成か
ら得られるものであるため優れた強度をもっているため
このような金具の利用及びこれらを利用した炉蓋の構成
が極めて容易になり、従来吊り金具などを取りつけるこ
とも試みられた炉蓋において強度上の不安もなくかつ簡
単な取付けでそれが可能となったのである。

図面を参照して、本考案成形体８の構造をより具体的に
説明すると、本考案成形体は、基本的には金具１と、凹
所２を具備している。

ここで、金具１は、成形体を組合わせて炉蓋を構成する
とき、隣り合う成形体とを強固に一体化するためのもの
であり、従って、隣り合う一面３に設けられるが、これ
は予め成形体が型で成形される際に同時に埋込むもので
あって少くとも一面に１つ以上あればよく図示の例は２
つ埋込んだ例を示している。

金具１は、さらに好ましくは埋込まれた部分に位置せし
めて抜は防止に効果的なアンカ一部４と突出部５とから
なるものである。

つぎに、凹所２は、組合せた際隣り合った成形体の突起
部５と嵌合するためのものであり、成形体においては、
金具を備えた面とは対向する他面６に金具の突起部の位
置、形状に適応して形成されるもので、金具の数に応じ
て１つ以上形成しておくことがよい。

尚、図示した成形体８は６コ組合せて小天井を構成する
ためのものであり、それらのうちの３コには電極が挿入
されるが、７はそのための挿入孔である。

このように、本考案成形体は、複数個が互いに金具によ
り一体化され、炉蓋として使用された場合、特定の組成
からくる材質上優れた強度とどもに小天井としての過、
ａな条件にさらされても耐久性と施工性を兼ね備えたも
のであり、その実用上の価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案成形体の典型的な一例を示す斜視図説明
図である。 図面にて、１は金具、２は凹所、８は成形体をそれぞれ
示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 耐火材料との合量中アルミナセメントを１〜５重量％と
   なるように配合し、かつ耐火材料中には１μ以下の粒径
   をもつ超微粉が耐火材料とアルミナセメントとの合量中
   １〜１７％となるように配合された割合からなる耐火組
   成物を少量の水とともに混練して耐火調合物を形威し、
   この調合物を所定型状の型に入れて成形してなる成形体
   であって、該成形体は、複数個、組合わせて天井炉蓋を
   構成するものであり、かつこの成形体の一側面には、予
   め、成形される際に埋込まれた少くとも１つ以上の突起
   部を有する金具を、また他の一側面には、組合せの際隣
   り合う成形体の突起部と嵌合するための凹所を少くとも
   １つ以上それぞれ具備してなる電気部の組合せ炉蓋用耐
   火成形体。