JPS6071890A - 溶解炉上蓋用キャスタブル耐火材の内張・乾燥方法 - Google Patents

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】 本発明は溶接用溶融型フラックス製造用溶解炉の上蓋内
面にキャスタブル耐火材層を内張し、次いでこれを加熱
乾燥する方法に関し、詳細には上記加熱乾燥時並びに溶
解炉上蓋としての使用時に、上記内張耐火材層が剥離す
るのをできる限し防止し得る様な溶解炉上蓋用キャスタ
ブル耐火材の内張・乾燥方法に関するものである。

溶接用溶融型フラックスを製造するに当ってはフシック
ス原料を溶解炉（例えば電気炉）に投入して溶解する必
要がある。ｉの様々溶解炉は炉本体と上蓋からなシ、上
蓋は炉外への放熱量を少なくする為に設けられるもので
あるがそれ自身の保護用である断熱耐火材層を内面に形
成することによって放熱防止効果は一層向上する。そし
てこの様々内張用耐火材としては成形性が良く且つ継目
無し耐火材層を形成することができるという理由からキ
ャスタブル耐火材（以下キャスタという）が汎用されて
いる。

第１図は上蓋内面へのキャスタ内張方法を示す為の説明
図で、作業性を良くする為に上蓋外皮１を逆さ向きに配
置しており、２は内枠、３はキャスタ定着用ステーを夫
々示す。即ち上蓋外皮１の内面にはステー３が固設され
ると共に、内枠２を上蓋外皮１との間に空間４が残され
る様に対向配置する。そして粒度調整を行なったキャス
タ原料■〔例えばシャモット骨材とアルミナセメント等
を混合した原料〕に適量の水（通常７〜８％；重量％の
意味、以下同じ）を加えて混練したキャスタ混線剤を上
記空間４への入口部隙間Ｓから流し込み前記空間４全体
に充填する。充填を完了した後数時間放置しキャスタが
ある程度硬化すると内枠２をはずし約１週間自然乾燥を
行なう。次いで約３００℃の雰囲気中において予備乾燥
し、更に続いて約８００℃の雰囲気中において本乾燥す
ればキャスタを内張すした上蓋を得ることができる。

ところで上記キャスタ内張乾燥方法においては、内枠を
はずすことによって露出されたキャスタの表層水分は自
然乾燥によって蒸発するが、キャスタ内張層の深奥部に
含まれる水分は自然乾燥程度はもとよシ予備乾燥によっ
ても十分に蒸発されず相当量残留する。そしてこの様な
残留水分は本乾燥時の強い加熱によってキャスタ層内部
で気化蒸発するが、表層部が固化している為外部へ逃げ
出すことができず、深奥部に閉じ込められた１１となっ
て蒸気圧が高くなり、遂には今まで蒸気を封じ込めてい
たキャスタ層の表層部に蒸気圧が抗し切れなくなって破
裂する様に剥れることがあった。

又仮に本乾燥時には剥れに至らなかったとしても溶解炉
上蓋として実操業に使用する際には１５００〜１８００
℃の炉内雰囲気に接するので内部に残留していた水分の
蒸発による蒸気圧はいっそう高くなって前記と同様の破
裂状剥離をひき起こすが、使用中の剥離事故はフラック
スの成分変動を招くなど極めて深刻である。

以上の様に従来のキャスタ内張・乾燥方法ではキャスタ
層内部に水分が残留し、これが本乾燥時及び溶解炉上蓋
として実使用時に蒸発して内部蒸気圧を高める結果、キ
ャスタ層の部分的剥離をひき起こすという現象を避ける
ことができなかった。

そこで本発明者等はキャスタ層の剥離を防止しようと研
究を進め、殊にキャスタ層の剥離の原因となるキャスタ
層内部残留水分を、予備乾燥及び本乾燥を通じて夫々円
滑に蒸発させる方法について検討を重ねた。その結果、
加熱乾燥前のキャス　゛り層に内部水分蒸発用の穴を適
正に設ければ内部残留水分を円滑に蒸発できるのではな
いかと推論を得るに至った。

本発明はこうした推論を具体化すべく更に検討を重ねた
結果完成されたものであって、上記内部水分蒸発用穴の
設計を工夫することによって内部残留水分を円滑且つ完
全に蒸発させ、これによシ本乾燥時あるいは上蓋として
使用中にキャスタ層が剥離するのを防止しようとするも
のである。

しかして上記目的を達成した本発明方法は、溶接用溶融
型フラックス製造用溶解炉の上蓋にキャスタを厚さＡｍ
ｍになる様に内張してこれを乾燥するに当如、自然乾燥
済みのキャスタブル耐火材に、深さ；　Ａ　−（１０〜
３０　）ｍｍ、穴径；６〜１０ｍＩｎ。

隣設する穴同士の間隔；１５０〜２００ｍｍの条件を満
足する非貫通穴をキャスタブル耐火材表面側に形成し更
に加熱乾燥させる点に要旨を有するものである。

本発明者等はまず始めに穴の形成方法について検討した
。検討の第１段階では、穴はキャスタ層全面に亘り形成
するものであるから穴あけ操作を簡素化できることが前
提条件になると考えられた。

そこで第２図に示す知く内枠２を分割側板２ａ、２ｂ、
２ｃ・・・及び底板２ｚからなる組輪式内枠で構成する
と共に夫々の外面側に穴形成用の突起６を取付けたパー
ツを製作して上蓋外皮１に対設し、次にキャスタ材を空
間４に投入してキャスタ層の形成と同時に非貫通穴を形
成した。しかるにこの方法では分割側板同士の接触面が
完全密着状態となシ離く当該隙間からキャスタが流出す
るととがあると共に、キャスタを流し込んだ後分割内枠
を離脱させる時期の選択が難しいという問題が生じた。

即ちキャスタ層が軟弱な時期に分割内枠を離脱させると
穴の周シの未硬化キャスタが穴内に垂れ落ちて穴を塞ぐ
恐れがあり穴あけによる効果が小さくなる。一方キャス
タ層が硬化し過ぎてから離脱させようとすると分割側板
の突起６がキャスタ材に強固に密着して離脱がうまくい
かなくなることが多い。この様に分割内枠を使用する方
法には種々の欠点があシ、本発明を実施する為には不適
当であった。そこで本発明者等は所望の穴を正確にあけ
る為には穴あけ操作を簡素化することを断念せざるを得
ないと考え、自然乾燥によっである程度強固に凝固した
キャスタ層に例えばドリルで穴をあける方法を採用せざ
るを得なかった。

次に上記方法で形成する穴の深さ、直径及び設置間隔に
ついては下記条件を満足しなければならないことを見出
した。

（１）深さ；Ａ＝（１０〜３０）ｍｍ 穴を貫通型とすると穴貫通部分の断熱効果が全く無くな
シ穴部分を通して炉内の熱が放散されて熱効率が低下す
ると共に上蓋外皮の保護が不完全になる。従って断熱効
果を保持させる上で最低域の厚みを残した非貫通穴とす
べきである。一方穴の形成に当っては穿孔の容易性、穴
をあけた後のキャスタ層の強度並びに穴の設置による内
部水分蒸散効果を考慮する必要があシ、これらの条件を
満足するものとして穴の深さをＡ−（１０〜３０）ｍｍ
とした。即ち穴の深さが（Ａ−１０）ｍｍを越える場合
には残存厚みが少なくなって穴との間にクラックが入シ
易くキャスタ層自体の強度が低下する。一方穴の深さを
（Ａ−３０）ｒｕｍ未満とした場合には残存厚みが大き
くなってキャスタ層の上蓋外皮に近い内部残留水分を十
分に蒸散させることができずキャスタ層の剥離事故防止
効果が少なくなる。

（２）穴径：６〜１０ｍｍ 穴径が６ｍｍ未満の場合には水分蒸発効果が少ない為に
自然乾燥終了時点においてキャスタ層は一応硬化しては
いるものの幾分かは軟弱であるので穴の周囲のキャスタ
が垂れ込むことがあって穴径が小さくなる危険がある。

その結果所期の目的（内部残留水分の蒸散）が十分に達
成できなくなる。

一方式径が１０ｍｍを越える場合には大部分の断面積が
大き過ぎて断熱効果が低下すると共に穴が大きい為に穴
あけ作業性が悪くなる。

（３）隣接する穴同士の間隔；１５０〜２００ｍｍ上記
間隔が１５０ｍｍ未満の場合には穴あけ作業時仁穴と穴
との間のキャスタが欠落し易くなると共に穴あけ作業に
手間がかかる。一方間隔が２００胴を越えると穴と穴の
間のキャスタ内部の水分が十分に蒸発せず、本乾燥時等
にキャスタの欠落が発生する。

本発明に係る穴の形成条件等は以上の通ジであるが、本
発明は溶接用溶融型フラックス製造用溶解炉の上蓋にキ
ャスタを厚さＡｉｍになる様に内張し、これを自然乾燥
した後、上記３条件を満足する様な非貫通穴を任意の段
階で形成し、次いで加熱乾燥させるものである。

尚本発明に使用するキャスタ原料としては例えハＡ１．
　Ｏ，；８０〜９５ｑ６．５ｉＯｔ≦１゜ＯＳ。

ＭｇＯ≦１０．０％等の成分組成を有するものが利用さ
れ、又キャスタ充填密度は２．７０〜３．００とするこ
とが望ましい。

又本発明方法においては、キャスタ内張方法自体には特
別の制限が無く、例えばキャスタ混線原料を上蓋内面に
コテ塗シすることによってキャスタ層を形成してもよい
。又加熱乾燥法についても制限は無いが、溶解炉上蓋用
としては使用算囲気温度（炉内温度；１５００〜１８０
０℃）を考慮して一度は８００℃程度の高温で乾燥して
おくことが望ましく、この様な高温加熱乾燥工程を含み
且つ乾燥が急激となら外い様な加熱乾燥条件を設定すれ
ばよい。更に具体的乾燥方法についても特に制限は無い
が一般的には乾燥炉が使用される。

本発明は以上の様に構成されているので、溶接用溶融型
フラックス製造用溶解炉の上蓋にキャスタを内張するに
当シ、内張したキャスタの内部に含まれる水分について
も円滑且つ十分に蒸散させることができる。これによシ
キャスタの剥離を防止することができ溶解炉上蓋の耐用
時間を飛躍的に延ばすことができた。又使用中の上蓋か
らキャスタが剥離して炉本体内のフシックス溶湯中に落
下することも回避することができるのでフラックスの成
分組成を変化させることが無く、フラックスの品質を向
上させることができた。

以下本発明の詳細な説明する。

実施例 第１図に示される様に、内面にステー３を配設した溶解
炉上蓋鉄皮１を仰向けに配置し、該上蓋鉄皮１の上に、
上蓋鉄皮１との間に幅１００ｍｍの空間４を形成する様
に内枠２を載置する。一方下記第１表に示す成分組成、
充填密度及び粒度のキャスタ原料に水を７チ添加し混練
して得たキャスタ混練物を隙間Ｓから空間４に注入し該
空間４全体に充填した。内枠を載置したままキャスタを
４時間養生させた後、内枠を離脱させて自然乾燥した。

尚自然乾燥は７日間をかけて行なった。自然乾燥後のキ
ャスタに電気ドリルで穴径：８．５１１１［１１％深さ
：８０ｍｍ、穴同士の間隔：１６０ｍｍとなる様に穴を
形成し、とれを３００±５０℃に調整した乾燥炉に投入
し５時間放置した後、続いて乾燥炉の温度を８００±７
０℃まで昇温させて２４時間加熱乾燥した。この様にし
て得られた上蓋と従来の方法（上記実施例方法と同様で
あるが、穴形成処理だけは実施しない方法）によって得
られた上蓋（比較例）について溶解炉上蓋として使用し
た場合のキャスタ剥離状況を調査したところ第２表第２
表から実施例においてはかなシ長い時間の経過後に僅か
に剥離が見られただけであったが、比較例においては比
較的早くから剥離が頻繁に且つ大規模に発生した。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来及び本発明に係るキャスタ層形成方法の説
明図、第２図は分割内枠を使用して行なう参考例キャス
タ層形成方法説明図である。 １・・・上蓋外皮　２・・・内枠 ３・・・ステー　４・・ψ空間 ６・・・突起 出願人　阪神溶接機材株式会社 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接用溶融型フラックス製造用溶解炉の上蓋に、キャス
   タブル耐火材を厚さＡｍｍになる様に内張してこれを乾
   燥するに当シ、自然乾燥済みのキャスタブル耐火材に、
   深さ；Ａ−（１０〜３０）鵬、穴径；６〜ｉｏｍｍ、隣
   接する穴同士の間隔；１５０〜２００ｍｍの条件を満足
   する非貫通穴をキャスタブル耐火材表面側に形成し、更
   に加熱乾燥させることを特徴とする溶解炉上蓋用中ヤス
   タプル耐火材の内張・乾燥方法。