JPH0539982A

JPH0539982A - 誘導炉およびそのライニング施工方法

Info

Publication number: JPH0539982A
Application number: JP1121491A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Baba; 修一馬場; Kazuo Uchida; 和夫内田; Hiroshi Osawa; 博大沢; Akio Taguchi; 明夫田口; Yasumi Nakayama; 靖海中山; Shoji Takano; 詔二高野
Original assignee: NISSHIN KOKUEN TAIKA KK; Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: NISSHIN KOKUEN TAIKA KK; Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】誘導炉の構築あるいは補修等の際の工期の短
縮、および炉の大型化を実現する。【構成】誘導炉１のライニング層４を粉体炉材層６と
スリーブ７とで構成し、さらにスリーブ７は、分割スリ
ーブ体７a,７b,７cに分割した。炉の表面をスリーブと
することで炉表面の性能を向上させ、かつ構築、補修等
が容易となる。また、スリーブを分割したことにより、
製作、運搬、設置等が容易であり、そのため大型炉にも
適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘導炉およびそのライニ
ング施工方法に係わり、特にアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金の溶解に適用して好適な誘導炉およびそのラ
イニング施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムスクラップ溶解用の炉とし
ては、従来、誘導炉が歩留りの点で最も優れていると言
われている。

【０００３】図９は、従来の誘導炉の一例を示す部分立
断面図である。この誘導炉２０において符号２は炉体、
符号３は炉体２の外周部に付設された誘導コイル、符号
４は炉体２の内面側を構成するライニング層である。ラ
イニング層４は、アルミナ耐火物よりなる粉体状の炉材
５ (スタンプ材) を焼結することにより形成されてい
る。したがって、この場合、該炉材５によって構成され
る粉体炉材層６がライニング層４を構成したものとなっ
ている。前記誘導炉２０における前記ライニング層４
は下記の工程により施工される。まず、炉体２の形成後、図１０に示すように、金型型枠
８を炉体２内にセットし、該炉体２と前記金型型枠８と
の間に粉体状の炉材５を詰めて押し固め (スタンプ) 、
前記誘導コイル３に通電して炉材５の表面を焼結し、焼
結完了後前記金型型枠８が冷却するのを待って金型型枠
８を取り外す……〔型枠シンター工程〕。次いで、炉内に加熱シリンダーをセットして、炉材５を
さらに内側表面から焼結する……〔加熱シリンダー焼結
工程〕。そして、焼結された炉材５内にアルミチップ等を入れて
誘導コイル３に通電し、投入したアルミチップを溶かし
て該溶湯により炉材５を内面側よりさらに焼結する……
〔溶湯シンター工程〕。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ライニ
ング層４を施工する際には、上記のように金型型枠８を
用いて不定形の炉材５をスタンプする方法に因るため、
金型型枠８のセット、スタンプ材の詰め固め、加熱焼
結、金型型枠８の撤去、炉材５の焼結、さらに溶湯によ
る焼結、といった多数の工程を要し、炉修に要する作業
日数がかかり歩留りの大きな低下を招いていた。さら
に、前記金型型枠８に関しては、炉修終了後における防
錆, 歪防止に留意した保管、炉修作業前の磨き直し、生
じた歪の除去等の保守作業、あるいは古くなった金型の
更新等が必要であり、金型型枠８の保守管理にもコスト
がかかるといった不都合があった。また、炉内に黒鉛る
つぼを設けることによりライニング作業の工程省略を実
現する方法も行なわれているが、この方法では大型の黒
鉛るつぼの作成が極めて困難であり、従って小容量の溶
解炉にしか適用することができないという問題がある。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、築炉または炉修の際の工期短縮が図れ、しかも炉の
大型化 (大容量化) を実現することのできる誘導炉およ
びそのライニング施工方法を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
した誘導炉は、外周部に誘導コイルが付設されてなる炉
体と、該炉体の内面側に構成されたライニング層と、か
らなる誘導炉であって、前記ライニング層は、粉体状ア
ルミナ質耐火物からなる粉体炉材層と、該粉体炉材層よ
りもち密で耐熱衝撃性に優れかつ熱膨張率の小さい耐火
材料より成形・焼成され実質的に炉の内面を形成する筒
状のスリーブとを有して成り、しかも前記スリーブは該
スリーブの軸方向に複数個に分割構成されていることを
特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２に記載した誘導炉は、請求
項１記載の誘導炉において、前記スリーブを構成するス
リーブ分割体を、さらに該スリーブ分割体の円周方向に
複数個に分割構成したものである。

【０００８】また、請求項３に記載した誘導炉は、請求
項１または２記載の誘導炉において、前記スリーブの最
下部に該スリーブと同一の耐火材料からなる底部を該ス
リーブと一体に設けたものである。

【０００９】さらに、本発明の請求項４に記載した誘導
炉のライニング施工方法は、請求項１記載の誘導炉にお
ける前記ライニング層の施工方法であって、前記スリー
ブを軸方向に複数に分割した形状のスリーブ分割体を予
め成形・焼成しておく工程と、前記炉体の内部に前記ス
リーブ分割体を順次接合しながら設置していくことによ
り前記スリーブを形成する工程と、前記スリーブの設置
完了後、該スリーブと前記炉体との間に粉体状アルミナ
質耐火物を充填し、該粉体状アルミナ質耐火物を焼結さ
せる工程と、を備えるものである。

【００１０】

【作用】ライニング層における溶湯に接触する内壁面
を、予め成形・焼結したち密でかつ低熱膨張率を有する
耐火材料よりなるスリーブにより構成した場合には、ラ
イニング層表面の亀裂の発生を極力防止できる。また、
該スリーブの裏面側に従来の粉体炉材層を設けることに
より、万一前記スリーブに亀裂を生じた場合でも、該粉
体炉材層にて亀裂の進行を阻止することができる。

【００１１】そこで、請求項１に記載した誘導炉によれ
ば、前記スリーブを該スリーブの軸方向に分割構成(輪
切り状に分割構成) とすることにより、上記の如き優れ
た機能を有し、しかも大型 (大容量) の誘導炉を構築す
ることが可能となる。請求項２記載の誘導炉では、上記
請求項１において前記スリーブを該スリーブの軸方向に
分割したもの (スリーブ分割体)をさらに円周方向に分
割 (縦割り）することにより、スリーブ分割体がなお大
型である場合にも該スリーブ分割体の製作，運搬, 搬入
等を容易に行えるものとなる。請求項３記載の誘導炉で
は、スリーブに予め該スリーブと同一の材料よりなる底
部を設けることにより、炉底部が強固なものとなる。ま
た、請求項４に記載した誘導炉のライニング層施工方法
によれば、上記請求項１記載の誘導炉が実現されること
に加え、従来必要としていた金型型枠が不要となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１および図２は、それぞれ本発明の請求項
１に係る誘導炉１を示す全体立断面図、および部分立断
面図である。本実施例において、該誘導炉１は高周波誘
導炉としている。また、先に図６に示した誘導炉２０と
同じ構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化す
る。

【００１３】該誘導炉１を構成するライニング層４は、
粉体のスタンプ材を焼結してなる粉体炉材層６と、該粉
体炉材層６の内面側に設けられて実質的に炉の内面を構
成するスリーブ７とから構成されている。

【００１４】前記粉体炉材層６は、前記従来の粉体炉材
層６と同一のもので、この場合、高アルミナ質耐火物よ
り成る炉材５より構成されている。高アルミナ質耐火物
は、アルミナ耐火物のうちアルミナ (Ａｌ₂Ｏ₃ ) を５
０％以上含むものを言う。前記スリーブ７の材料は、前
記粉体炉材層６よりもち密〔ポロシティー (気孔率) が
小さい〕でかつ熱膨張率の小さいものであり、本実施例
ではこの耐火材料をコーディライト (２ＭgＯ・２Ａl₂Ｏ
₃・５ＳiＯ₂) としている。また、該スリーブ７は、図１
に示すように軸方向に３分割された構成としている。す
なわち、該スリーブ７は、上部スリーブ分割体７a , 中
間スリーブ分割体７b , 下部スリーブ分割体７c により
構成され、これら分割された各スリーブ分割体７a,７b,
７c が、接合されることにより構成されたものとなって
いる。

【００１５】上記構造となる誘導炉１のライニング層４
の施工は下記の要領により行う。炉体２の形成後、該炉
体２の内部に、前記金型型枠８の代わりとして前記スリ
ーブ７を設置する。スリーブ７は、予め成形・焼成され
た前記下部スリーブ分割体７c、中間スリーブ分割体７
b、上部スリーブ分割体７a を順次、耐熱接着剤９によ
り接合していくことにより完成させる。この場合、前記
耐熱接着剤９として、前記粉体炉材層６の構成材 (炉材
５) と同系の高アルミナ質耐火物を用いるものとしてい
る。

【００１６】なお、図１のものでは下部スリーブ分割体
７c と中間スリーブ分割体７b との接合面、あるいは中
間スリーブ分割体７b と上部スリーブ分割体７a との接
合面をフラットに形成したものとしているが、これら各
スリーブ分割体どうしの接合面は例えば図３ないし図５
に示すように構成してもよい。これらについて簡単に説
明すると、図３のものは接合面をテーパ状に形成したも
の、図４のものは接合面の一方に山型の突条を形成する
一方、他方に凹溝を形成し、それら突条と凹溝とが嵌ま
り合うよう構成したもの、図５のものは、双方の接合面
が互いに鈎型に嵌まり合うように構成したものである。

【００１７】上記の如く、前記各スリーブ分割体７a,７
b,７c を接合することにより炉体２内にスリーブ７が設
置されたならば、該スリーブ７と炉体２との間隙部に、
粉体状の高アルミナ質耐火物からなる炉材５を詰めスタ
ンプする。また、上記の如く各スリーブ分割体７a,７b,
７c が接合され、スリーブ７が形成された後には、該ス
リーブ７の上部に、重し等により該スリーブ７に軸方向
の荷重を載荷することが好ましい。各スリーブ分割体７
a,７b,７c 間の接合力を高め、継目からの溶湯の浸透を
より確実に防止できるからである。

【００１８】上記状態となったならば、炉内すなわちス
リーブ７の内部にアルミチップを入れて誘導コイル３に
通電し、前記アルミチップの溶湯により炉材５を焼結、
すなわち溶湯シンターを行えばよい。これにより、粉体
炉材層６とスリーブ７とから成る前記ライニング層４が
完成する。

【００１９】上記誘導炉１では下記の作用・効果を有す
る。すなわち、ライニング層４における溶湯に接する炉
内壁面を、耐火材料の中でも特に熱膨張率が低くかつス
ポール抵抗が大きくち密なコーディライトにより成るス
リーブ７により構成したので、ライニング層４の表面の
亀裂発生を効果的に防止することができる。また、内表
面が堅くち密であるため、壁面に付着した溶湯のカスを
容易に除去することができるようになる。このため、カ
スの除去作業回数を増加することが可能となり、これに
よりカスの付着による局所的温度上昇を極力防止でき、
ライニング層４の寿命すなわち炉の寿命が一層延びるも
のとなる。しかもスリーブ７は、これを複数のスリーブ
分割体７a,７b,７c により構成するようにしたので、大
型のものでもその製作, 運搬, 設置等の作業が容易なも
のとなり、従って、スリーブを有しながらも大型の誘導
炉 (例えばアルミ換算で３.３t級以上) を構築すること
が可能となる。

【００２０】そして、上記誘導炉１の施工方法によれば
上記の誘導炉１を実現することができる。また、スリー
ブ７を型枠として粉体炉材層６を成形し、しかもスリー
ブ７はライニング層４の構成材としてそのまま使用する
ため、従来必要としていた前記金型型枠８が不要とな
る。このため前記金型型枠８の保守管理手間が省けるの
は無論のこと、従来の築炉、炉修において必要であった
前記型枠シンター工程、および前記加熱シリンダー焼結
工程を排除して、大幅な炉修工数の削減および炉修期間
の短縮を実現する。

【００２１】図６は上記誘導炉１において、前記スリー
ブ分割体７a,７b,７c をさらに、これらスリーブ分割体
７a,７b,７cの円周方向に複数に分割したものである。
図示例のものは、スリーブ分割体７a,７b,７c を円周方
向に４分割した例を示している。輪切り状に形成され、
軸方向に接続されることにより前記スリーブ７を構成す
るこれらスリーブ分割体７a,７b,７c を、このようにさ
らに円周方向に分割した構成としてもよい。このように
構成した場合には、スリーブ７が極めて大型 (つまり誘
導炉１が大型) で、従ってそれを分割した前記スリーブ
分割体７a,７b,７c もなお大型となるような場合にも、
スリーブ分割体７a,７b,７c の製作,組立等を容易に行
うことができるようになる。

【００２２】また、図７および図８は、前記下部スリー
ブ分割体７c に底板 (底部) １０を設けた構成を示すも
のである。図７に示すものは、円盤状となる該底板１０
を別体として製作し、後から下部スリーブ分割体７c と
接合するものである。また図８に示すものは、底板１０
を下部スリーブ分割体７c と一体成形したものである。
上記何れのものも、ライニング層４の底部が前記スリー
ブ７と同質の材料、すなわち前記粉体炉材層６よりもち
密で耐熱衝撃性に優れかつ熱膨張率の小さい耐火材料よ
り構成されるものとなり、よって底部強度が向上し、重
量物や硬いものでも炉内に入れることが可能となる。ま
た、特に図８に示した構成のものとすれば、前記底板１
０を有しながらも該底板１０とスリーブ７と接合作業が
不要であり、施工時間の短縮が図れる。

【００２３】なお、上記実施例においては、スリーブ７
を構成する材料をコーディライトとしたが、スリーブ７
の構成材としては、ち密で耐熱衝撃性に優れかつ熱膨張
率の小さいものであればその他の耐火材料としてもよ
く、例えばムライト(３Ａl₂Ｏ₃・２ＳiＯ₂ ) としても上
記同様の作用を得ることができる。ただし、ムライトよ
りもコーディライトの方がより熱膨張率が小さく好まし
い。

【００２４】また、実施例では、スリーブ７を３つのス
リーブ分割体７a,７b,７c により構成した例を示した
が、言うまでもなく、このスリーブ７の分割個数は上記
実施例に限定されない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したとおり請求項１に係る誘導
炉によれば、ライニング層の表面を、予め成形・焼成さ
れた低熱膨張率で耐熱衝撃性に優れかつち密なる耐火材
料より成るスリーブより構成したのでライニング層表面
の亀裂発生を極力防止し、これにより炉寿命を延ばすこ
とができる。しかも、スリーブの背面側に粉体炉材層を
形成することにより万一スリーブに亀裂が生じた場合で
も該粉体炉材層にて亀裂の成長を阻止することができ
る。また、内表面が堅くち密であるため、壁面に付着し
た溶湯のカスを容易に除去することができるようにな
り、溶湯カスの除去作業回数を増加することが可能とな
る。このためカスの付着による局所的温度上昇を極力防
止でき、ライニング層の寿命すなわち炉寿命をより一層
延ばすことができるものとなる。しかもスリーブを複数
のスリーブ分割体により構成するようにしたので、大型
のもの (例えばアルミ換算で３.３ t 級以上) でもその
製作, 運搬,設置等の作業が容易なものとなり、従っ
て、スリーブを有する大型の誘導炉を構築することが可
能となる。

【００２６】また、請求項２に係る誘導炉によれば、誘
導炉が極めて大型であり、従って請求項１に係るスリー
ブが大型 (スリーブ分割体が大型) となる場合にも、ス
リーブ分割体の製作, 組立等を容易に行うことができ
る。

【００２７】さらに、請求項３に係る誘導炉によれば、
ライニング層の底部強度が向上し、重量物や硬いもので
も炉内に入れることが可能となる。また特に、最下部に
位置するスリーブ分割体に予め底部を一体に設けておけ
ば、底板とスリーブと接合作業が不要であり、施工時間
の短縮が図れる。

【００２８】そして、請求項４に係る誘導炉のライニン
グ施工方法によれば、上記請求項１に係る誘導炉を実現
することに加え、従来必要であった粉体炉材層を形成す
るための金型型枠が不要となり、この金型型枠の保守管
理手間が省け、さらには従来必要であった前型枠シンタ
ー工程、および前記加熱シリンダー焼結工程を排除し
て、炉修期間を大幅に短縮できる、といった優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘導炉の一実施例を示すもので誘
導炉の全体立断面図である。

【図２】本発明に係る誘導炉の一実施例を示すもので誘
導炉の部分立断面図である。

【図３】本発明に係るスリーブ分割体の接合部の構造を
示す部分側断面図である。

【図４】本発明に係るスリーブ分割体の接合部の構造を
示す部分側断面図である。

【図５】本発明に係るスリーブ分割体の接合部の構造を
示す部分側断面図である。

【図６】スリーブ分割体をさらに円周方向に分割した状
態を示す斜視図である。

【図７】底板付きの下部スリーブ分割体を示す側断面図
である。

【図８】底板付きの下部スリーブ分割体を示す側断面図
である。

【図９】従来の誘導炉の一例を示す部分立断面図であ
る。

【図１０】図９に示した従来の誘導炉のライニング層の
施工方法を示す部分立断面図である。

【符号の説明】

１誘導炉２炉体３誘導コイル４ライニング層５炉材６粉体炉材層７スリーブ７a 上部スリーブ分割体７b 中間スリーブ分割体７c 下部スリーブ分割体１０底板 (底板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大沢博東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者田口明夫東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者中山靖海山口県下関市彦島田の首町二丁目19番10号日新黒鉛耐火株式会社内 (72)発明者高野詔二山口県下関市彦島田の首町二丁目19番10号日新黒鉛耐火株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周部に誘導コイルが付設されてなる炉
体と、該炉体の内面側に構成されたライニング層と、か
らなる誘導炉であって、前記ライニング層は、粉体状アルミナ質耐火物からなる
粉体炉材層と、該粉体炉材層よりもち密で耐熱衝撃性に
優れかつ熱膨張率の小さい耐火材料より成形・焼成され
実質的に炉の内面を形成する筒状のスリーブとを有して
成り、しかも前記スリーブは該スリーブの軸方向に複数
個に分割構成されていることを特徴とする誘導炉。
【請求項２】請求項１記載の誘導炉において、前記ス
リーブの軸方向に分割され前記スリーブを構成するスリ
ーブ分割体は、さらに該スリーブ分割体の円周方向に複
数個に分割構成されていることを特徴とする誘導炉。
【請求項３】請求項１または２記載の誘導炉におい
て、前記スリーブの最下部には該スリーブと同一の耐火
材料からなる底部が該スリーブと一体に設けられている
ことを特徴とする誘導炉。
【請求項４】請求項１記載の誘導炉における前記ライ
ニング層の施工方法であって、前記スリーブを軸方向に複数に分割した形状のスリーブ
分割体を予め成形・焼成しておく工程と、前記炉体の内部に前記スリーブ分割体を順次接合しなが
ら設置していくことにより前記スリーブを形成する工程
と、前記スリーブの設置完了後、該スリーブと前記炉体との
間に粉体状アルミナ質耐火物を充填し、該粉体状アルミ
ナ質耐火物を焼結させる工程と、を備える誘導炉のライニング施工方法。