JPH0742173B2

JPH0742173B2 - 誘導炉用乾式ラミング材

Info

Publication number: JPH0742173B2
Application number: JP61242734A
Authority: JP
Inventors: 和夫内田; 松一吉村; 辰男川上
Original assignee: 川崎炉材株式会社
Priority date: 1986-10-13
Filing date: 1986-10-13
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPS6395169A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、低周波及び高周波誘導炉の内張り用乾式ラミ
ング材に関する。

従来の技術とその問題点一般に低周波及び高周波誘導炉の内張り材としては、粒
度調整された乾式材料からなる乾式ラミング材が広く使
用されている。従来誘導炉内壁に耐火ライニング層を形
成させるには、乾式ラミング材とバインダーとを混合
し、この混合物を誘導炉の鋼製中子で仕切られたライニ
ング相当部に、バイブレーター等により、乾式充填施工
し、次いで施工された該混合物を鋼製中子とともに誘導
加熱し、一体化された耐火ライニング層とする方法が採
用されている。

従来のラミング材としては、粒度調整された珪石と硼酸
とからなるものを挙げることができる。このラミング材
を使用した耐火ライニング層は、炉の操業時、溶鋼等と
接する稼働面のみが焼結しており、炉の内壁と接してい
る背面側はパウダー状態の未焼結層となっている。その
ため、亀裂が生じても背面まで到達せず炉を損傷するこ
とがなく、亀裂が発生しても炉の操業が継続される。し
かしながら、近年誘導炉において高温操業、特殊鋳鋼等
の溶解等が行なわれるようになると、上記の如き従来の
ラミング材では耐用性が不充分となり、代わってアルミ
ナ質、マグネシア質、アルミナ−マグネシア質等の材料
が使用されるようになっている。これらの材料は、高耐
食性及び高耐火性であるため、実使用において溶損が少
なく、上記ラミング材よりも高強度であるという利点を
有している。しかしながら上記の材料は耐熱衝撃性が低
く、しかも炉の操業が間欠方式で行なわれるため、加熱
・冷却の熱サイクルによって使用中に亀裂が生じて拡大
し、耐用性がまだ充分であるにもかかわらず、その使用
をストップしなければならない。従って炉の寿命は充分
に向上しない。特に、アルミナ質材料は熱伝導率が高い
ため、アルミナ質材料を使用した耐火ライニング層で
は、稼働面が緻密化するとともに背面側まで焼結が進み
（過焼結）、一旦亀裂が入ると、溶融金属が亀裂に沿っ
て深い箇所まで浸透し、背面の誘導コイルを損傷すると
いう重大な欠陥がある。また、アルミナ質材料の熱伝導
率が高いことによって、操業中の熱損失が大きくなっ
て、電力の原単価が高くなるという問題点も生じる。

上記の問題点を解消するために、１）高純度原料を使用
して焼結を抑制する方法、２）アルミナとマグネシアと
の混合材料を使用して焼結を抑制する方法、即ち、アル
ミナとマグネシアとのスピネル反応によって材料が膨脹
することを利用し、アルミナとマグネシアとの使用割合
を適宜変更することによって膨脹量を調節して焼結を抑
制する方法等が試みられているが、充分な効果がなく、
耐用性を大幅に向上させるには至っていない。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を
重ねた結果、従来のマグネシア−アルミナ質原料に、耐
火材料の微粉で造粒処理した電融アルミナの中空粒を添
加することによって、熱伝導率が低くて過焼結を起こす
ことのない乾式ラミング材が得られることを見い出し、
本発明を完成した。

即ち本発明は、アルミナ質材料10〜90重量％及びマグネ
シア質材料90〜10重量％からなる耐火物原料100重量部
及び造粒処理した電融アルミナ中空粒３〜15重量部を含
有する誘導炉用乾式ラミング材に係る。

本発明では、耐火物原料として、アルミナ質材料及びマ
グネシア質材料を使用する。アルミナ質材料としては通
常のものを何れも使用でき、例えばAl₂O₃含量99.6％以
上のものを挙げることができる。その中でも電融品が特
に好ましく使用できる。マグネシア質材料としては通常
のものを何れも使用でき、特にMgO含量99.6％以上の高
純度品を使用するのが好ましい。

アルミナ質材料及びマゲネシア質材料の使用割合は、夫
々10〜90重量％程度及び90〜10重量％程度とすればよ
い。どちらの材料の使用割合が10重量％未満となって
も、スピネル生成による膨脹性の付与及び耐食性が不充
分となり好ましくない。粒度構成は、通常のラミング材
と同様でよく、例えば両方の原料を含めた耐火物原料全
体の粒度構成において、径５〜1mm程度のものを30〜50
重量％、径１〜0.074mm程度のものを20〜40重量％程度
及び径0.074mm以下程度のものを20〜40重量％程度とす
ればよい。但し、アルミナ質材料とマグネシア質材料と
の使用比率によって、夫々の材料の粒度構成の変更を行
なう必要がある。例えば、アルミナリッチな構成ではマ
グネシア微粉（径0.074mm以下のもの）の使用量を増加
させること、またマグネシアリッチな構成ではアルミナ
微粉の使用量を増加させること等が必要となる。

本発明では、耐火材料の微粉と結合剤とで造粒処理した
電融アルミナの中空粒を使用する。電融アルミナの中空
粒としては通常のものを何れも使用でき、特にAl₂O₃含
量99.6％以上であり、嵩比重0.8以下の電融アルミナを
好ましく使用できる。また粒径は３〜0.5mm程度とすれ
ばよい。尚、電融アルミナをそのまま使用するだけで
も、熱伝導率を下げて過焼結を抑制する効果が発現され
る。しかしながら電融アルミナの中空粒は通常のアルミ
ナ質材料よりも嵩比重が低く、粒子が球状であるため、
施工時に材料の偏析を起こしやすい。また粒子自体が中
空であるため、耐食性に劣るという問題点がある。その
ため本発明では、電融アルミナの中空粒を造粒処理する
ことによって、中空粒の欠点を解消することに成功した
のである。造粒処理に使用する耐火材料の微粉として
は、上記と同様の電融アルミナ又はマグネシア質材料を
使用でき、更に必要に応じて炭化珪素等を少量添加して
もよい。微粉の使用量は、電融アルミナの中空粒100重
量部に対し、7.5〜40重量部程度とすればよい。7.5重量
部未満では、中空粒の偏析防止及び得られる耐火物の耐
食性が不充分となり、一方40重量部を越えると造粒処理
が困難となる。造粒処理に使用する結合剤としては、不
純物が少く、且つ低温及び中温域における強度発現の大
きい結合剤を使用でき、例えばアルミナゾルを挙げるこ
とができる。アルミナゾルとしては、通常のものが何れ
も使用できる。アルミナゾルの使用量は、電融アルミナ
の中空粒100重量部に対し、固形分換算で0.1〜５重量部
程度とするのがよい。0.1重量部未満では、上記の効果
が充分に発揮されず、一方５重量部を越えると、コーテ
ィング層の焼結が進み易くなり、使用中に中空粒が割れ
る等の問題がある。

造粒処理方法は常法に従えばよく、例えば上記電融アル
ミナの中空粒、耐火材料の微粉及びアルミナゾルの所定
量を低速回転の羽根型ミキサーなどを用いて混合して造
粒処理し、次いで流動乾燥機等を用いて乾燥を行えばよ
い。造粒処理に際しては、まず電融アルミナの中空粒を
アルミナゾルでコーティングした後、微粉を添加するの
が好ましい。

斯くして得られる造粒処理された電融アルミナの粒径は
５〜1mm程度であり、その使用量は、耐火物原料100重量
部に対し、３〜15重量部程度とするのがよい。３重量部
未満では、熱伝導率を低下させて過焼結を抑制する効果
が乏しく、一方15重量部を越えると、充填性が悪化し、
耐食性が大幅に低下する。

本発明乾式ラミング材は、上記耐火物原料と造粒処理さ
れた電融アルミナの中空粒との所定量を常法に従って例
えばアイリッヒミキサー等で混合することによって製造
される。

本発明乾式ラミング材を誘導炉に内張り施工するに当っ
ては、通常の方法が何れも採用でき、例えば本発明ラミ
ング材をバイブレーター等によって誘導炉のライニング
相当部に充填し、次いで誘導加熱すればよい。

発明の効果本発明乾式ラミング材は、熱伝導率が低く過焼結を起こ
すことがないので、炉を間欠使用しても亀裂が発生せ
ず、且つ耐スポーリング性に勝れている。

実施例以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより一層明瞭
なものとする。

実施例１〜３羽根型ミキサーにて、第１表に示す使用割合（重量部）
で電融アルミナの中空粒、電融アルミナ微粉及びアルミ
ナゾルを混合して造粒処理した後、流動乾燥機を用いて
乾燥させ、造粒処理した電融アルミナの中空粒を得た。
得られた中空粒の粒径は５〜1mmであった。

アイリッヒミキサーにて、第２表に示す使用割合（重量
部）で耐火物原料（電融アルミナ・Al₂O₃含量99.9％及
び海水マグネシア・MgO含量99.8％）及び造粒処理した
電融アルミナの中空粒を混合し本発明乾式ラミング材を
得た。

得られた本発明乾式ラミング材（実施例１〜３）を用
い、熱伝導率の測定、耐食性試験及びスポーリング試験
を行った。

１）熱伝導率の測定熱伝導率の測定は、JISR−2618に準じ、非定常熱線法に
より、常温と1000℃で行った。試料は、DIN−51046を参
考とし、キャスタブル枠内にラミング材を充填し、熱線
と熱電対を張るようにして作製した。

２）耐食性試験耐食性試験としては、耐火物の試験に常用されている回
転侵食法を採用した。試料は、回転ドラム内に大小２個
のパイプ（径200mm及び径100mm、長さはどちらも100m
m）を設置し、２個のパイプ間に縦割りにラミング材を
充填して作製した。内側のパイプは、試験時に過熱溶融
させ除去した。試験は、侵食剤としてC/S＝１、Fe₂O₃20
％のスラグを使用し、1600℃で３時間行った。試験終了
後、外側のパイプとともに試料を横方向に切断し、溶損
厚み及び焼結層の厚みを測定した。焼結層の厚みは、パ
ウダー状態でない稼働面側の固結部分を測定した。

３）スポーリング試験スポーリング試験は、耐食性試験に準じて実施した。但
しラミング材の内張り法は、ラミング材を横割り（層
状）に充填する方法を採用した。試験は、1650℃で１時
間加熱後30分空冷（温度は500℃まで降下）というサイ
クルを20回繰返して行った。試験終了後、試料を横割り
し、亀裂の発生状況を判定した。結果を第２表に示す。

比較例１および２造粒処理した電融アルミナの中空粒を使用しない以外
は、実施例１〜３と同様にして従来のラミング材を得
た。得られた従来のラミング材を実施例と同様の性能試
験に供した。結果を第２表に示す。

第１表電融アルミナ中空粒（３〜0.5mm） 100 電融アルミナ微粉（0.074mm以下） 10 アルミナゾル（５％水溶液） 3.5 第２表から、本発明ラミング材は、従来のラミング材に
比べ、（１）熱伝導率が低く、過焼結が抑制されている
こと及び（２）亀裂の発生がなく、使用時の耐スポーリ
ング性に優れていることが判る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ質材料10〜90重量％及びマグネシ
ア質材料90〜10重量％からなる耐火物原料100重量部及
び造粒処理した電融アルミナ中空粒３〜15重量部を含有
する誘導炉用乾式ラミング材。