JP3147185B2 - 鋳鉄溶解用誘導炉 - Google Patents
鋳鉄溶解用誘導炉Info
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- JP3147185B2 JP3147185B2 JP28359791A JP28359791A JP3147185B2 JP 3147185 B2 JP3147185 B2 JP 3147185B2 JP 28359791 A JP28359791 A JP 28359791A JP 28359791 A JP28359791 A JP 28359791A JP 3147185 B2 JP3147185 B2 JP 3147185B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractory
- furnace
- induction furnace
- cast iron
- molten metal
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- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は誘導炉に関し、特に鋳
鉄溶解用るつぼ形誘導炉の炉体の形状に関する。
鉄溶解用るつぼ形誘導炉の炉体の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は通常のるつぼ形誘導炉の炉体形状
を示す概略断面図である。従来、このような誘導炉の炉
体形状を定める際には、一般に炉底から湯面までの高さ
（Ｈ）と湯室内径（Ｄ）との寸法比は、Ｈ／Ｄ＝ 1.4〜
1.5 に選び、電気特性及び耐火物の安定性を合理的にす
るとしていた。その場合、容量が５ｔ，６ｔ，８ｔ，１
０ｔ…の炉の湯室内径（Ｄ）はそれぞれ約９００ｍｍ，
９３０ｍｍ，１０００ｍｍ，１１００ｍｍ…で、湯面高
さ（Ｈ）はいずれも１２００ｍｍを超える値となってい
る。
を示す概略断面図である。従来、このような誘導炉の炉
体形状を定める際には、一般に炉底から湯面までの高さ
（Ｈ）と湯室内径（Ｄ）との寸法比は、Ｈ／Ｄ＝ 1.4〜
1.5 に選び、電気特性及び耐火物の安定性を合理的にす
るとしていた。その場合、容量が５ｔ，６ｔ，８ｔ，１
０ｔ…の炉の湯室内径（Ｄ）はそれぞれ約９００ｍｍ，
９３０ｍｍ，１０００ｍｍ，１１００ｍｍ…で、湯面高
さ（Ｈ）はいずれも１２００ｍｍを超える値となってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、誘導炉で鋳
鉄の溶解を行うにあたり、その溶解材料として自動車の
ボディに用いる亜鉛（Ｚｎ）めっき鋼板の打抜きくずを
用いるケースが多くなってきているが、その場合にめっ
きされたＺｎが溶け出して、次に述べるような問題が発
生している。 (1) Ｚｎの融点は約４２０℃、また蒸発温度は約９２０
℃で、鋳鉄の溶解温度の１５００℃に比べてはるかに低
い。一方、誘導炉の炉体を形成している耐火物１には約
２０％の気孔がある。そこで、高温になり粘性の極端に
低くなったＺｎの液体や蒸発したＺｎの気体がこの耐火
物の気孔を容易に通過して水冷した誘導加熱コイル２の
近傍に達するか、これに接触することが起こり得る。そ
のようなときには、耐火物を通過するＺｎがコイル保護
用に設けられている湯漏れ検出センサに接触するので、
湯漏れを生じたとして検出器が作動する。その結果、Ｚ
ｎを含まない材料を溶解するときに比べてはるかに短い
期間で耐火物を寿命に達したと判断してしまうことにな
る。 (2) Ｚｎは酸素と結合し易く、大気に触れると容易にＺ
ｎＯとなるが、このＺｎＯは１４５０℃以上になると耐
火物を形成しているＳｉＯ2 と反応する。その結果、耐
火物を溶損させることになり、これも耐火物の短寿命化
につながる。そこで、この発明は上記現象を防止し、Ｚ
ｎを含む材料を問題なく溶解することのできる誘導炉を
提供することを目的とするものである。
鉄の溶解を行うにあたり、その溶解材料として自動車の
ボディに用いる亜鉛（Ｚｎ）めっき鋼板の打抜きくずを
用いるケースが多くなってきているが、その場合にめっ
きされたＺｎが溶け出して、次に述べるような問題が発
生している。 (1) Ｚｎの融点は約４２０℃、また蒸発温度は約９２０
℃で、鋳鉄の溶解温度の１５００℃に比べてはるかに低
い。一方、誘導炉の炉体を形成している耐火物１には約
２０％の気孔がある。そこで、高温になり粘性の極端に
低くなったＺｎの液体や蒸発したＺｎの気体がこの耐火
物の気孔を容易に通過して水冷した誘導加熱コイル２の
近傍に達するか、これに接触することが起こり得る。そ
のようなときには、耐火物を通過するＺｎがコイル保護
用に設けられている湯漏れ検出センサに接触するので、
湯漏れを生じたとして検出器が作動する。その結果、Ｚ
ｎを含まない材料を溶解するときに比べてはるかに短い
期間で耐火物を寿命に達したと判断してしまうことにな
る。 (2) Ｚｎは酸素と結合し易く、大気に触れると容易にＺ
ｎＯとなるが、このＺｎＯは１４５０℃以上になると耐
火物を形成しているＳｉＯ2 と反応する。その結果、耐
火物を溶損させることになり、これも耐火物の短寿命化
につながる。そこで、この発明は上記現象を防止し、Ｚ
ｎを含む材料を問題なく溶解することのできる誘導炉を
提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明者らはＺｎの気体が
耐火物の気孔に侵入する度合いとその圧力との関係につ
いて着目し、使用済みの多くの炉について分析を繰り返
したところ、湯面高さが１２００ｍｍを超えるとＺｎの
耐火物に対する侵入の度合いが急激に増える一方、湯面
高さがそれ以下ならＺｎの侵入は実用上問題にならない
程度であることを見出した。この発明は、このような知
見に基づくものであって、耐火物としてＳｉＯ2 のスタ
ンプ材を用いた容量が５ｔ以上の鋳鉄溶解用誘導炉であ
っても、湯面の炉底からの許容高さを1200ｍｍ以下に構
成することにより上記目的を達成しようとするものであ
る。
耐火物の気孔に侵入する度合いとその圧力との関係につ
いて着目し、使用済みの多くの炉について分析を繰り返
したところ、湯面高さが１２００ｍｍを超えるとＺｎの
耐火物に対する侵入の度合いが急激に増える一方、湯面
高さがそれ以下ならＺｎの侵入は実用上問題にならない
程度であることを見出した。この発明は、このような知
見に基づくものであって、耐火物としてＳｉＯ2 のスタ
ンプ材を用いた容量が５ｔ以上の鋳鉄溶解用誘導炉であ
っても、湯面の炉底からの許容高さを1200ｍｍ以下に構
成することにより上記目的を達成しようとするものであ
る。
【０００５】
【作用】通常、炉内溶湯中のＺｎはすでに気体になって
おり、これが耐火物に接触すると、その気体の圧力に応
じて耐火物の気孔に侵入する。すなわち、気体の圧力が
高いほど気孔への侵入の度合いが大きい。しかし、気体
の圧力及び耐火物の特性によっては通過する気体の量が
実用上問題にならない場合もあり得る。鋳鉄溶解炉に
は、耐火物としてＳｉＯ2 のスタンプ材を焼結したもの
が用いられるが、多くの実例について耐火物中のＺｎ量
（重量％）を調査した結果、表１に示すように、湯面高
さが１２００ｍｍ以下なら、Ｚｎの気体は耐火物の気孔
をほとんど通過しないことが判明した。
おり、これが耐火物に接触すると、その気体の圧力に応
じて耐火物の気孔に侵入する。すなわち、気体の圧力が
高いほど気孔への侵入の度合いが大きい。しかし、気体
の圧力及び耐火物の特性によっては通過する気体の量が
実用上問題にならない場合もあり得る。鋳鉄溶解炉に
は、耐火物としてＳｉＯ2 のスタンプ材を焼結したもの
が用いられるが、多くの実例について耐火物中のＺｎ量
（重量％）を調査した結果、表１に示すように、湯面高
さが１２００ｍｍ以下なら、Ｚｎの気体は耐火物の気孔
をほとんど通過しないことが判明した。
【０００６】
【表１】
【０００７】ここで、表１は容量３０ｔの炉について、
湯面位置から炉底に向かって３００ｍｍごとに炉壁耐火
物から試料を採取し、侵入Ｚｎ量を分析した結果の一例
を示したものである。一般に、耐火物は物性上、一定の
通気率を持ち、この耐火物を通過する気体の量は圧力に
ほぼ比例して増加するものと考えられている。ところ
が、分析結果によれば、表１に示すように湯面高さ
（Ｈ）が１２００ｍｍ以下の場合には、耐火物中のＺｎ
の量は0.01〜0.02重量％程度で実用上問題にならないの
に対し、１２００ｍｍを超えると急増し約0.1 重量％に
達していた。これは鋳鉄溶解炉の耐火物の通気率と溶湯
の静圧との関係から、湯面高さが１２００ｍｍ以下と静
圧が低い場合には、耐火物に侵入するより上方の大気側
に逃げる速度が大きくなることによるものと考えられ
る。よって、炉の容量に関わらず湯面高さを常に１２０
０ｍｍ以下に抑えれば、耐火物に対するＺｎの影響を実
質的に回避した誘導炉を構成できる。
湯面位置から炉底に向かって３００ｍｍごとに炉壁耐火
物から試料を採取し、侵入Ｚｎ量を分析した結果の一例
を示したものである。一般に、耐火物は物性上、一定の
通気率を持ち、この耐火物を通過する気体の量は圧力に
ほぼ比例して増加するものと考えられている。ところ
が、分析結果によれば、表１に示すように湯面高さ
（Ｈ）が１２００ｍｍ以下の場合には、耐火物中のＺｎ
の量は0.01〜0.02重量％程度で実用上問題にならないの
に対し、１２００ｍｍを超えると急増し約0.1 重量％に
達していた。これは鋳鉄溶解炉の耐火物の通気率と溶湯
の静圧との関係から、湯面高さが１２００ｍｍ以下と静
圧が低い場合には、耐火物に侵入するより上方の大気側
に逃げる速度が大きくなることによるものと考えられ
る。よって、炉の容量に関わらず湯面高さを常に１２０
０ｍｍ以下に抑えれば、耐火物に対するＺｎの影響を実
質的に回避した誘導炉を構成できる。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の実施例のるつぼ形誘導炉の
炉体形状を示すものである。図において、炉底から湯面
までの高さＨ1 は常に１２００ｍｍ以下に抑えられてお
り、その分、湯室内径Ｄ1 が大きくなって、図２の従来
例よりも全体に偏平な形状となっている。具体的な寸法
を例示すると、例えば５ｔ炉の場合、従来はＨ＝１２５
０ｍｍ、Ｄ＝９００ｍｍに対して、この発明では、例え
ばＨ1 ＝１０００ｍｍとする。その場合、Ｄ1 ＝１００
０ｍｍとなる。また、８ｔ炉の場合は、従来はＨ＝１５
７０ｍｍ、Ｄ＝１０００ｍｍに対して、この発明では、
例えばＨ1 ＝１１５０ｍｍ、Ｄ1 ＝１１７０ｍｍとす
る。このような構成によれば、溶湯の静圧がＺｎの気体
の耐火物への侵入の臨界値以下となって、Ｚｎの気体は
耐火物へ侵入する以前に湯面から逃げ、耐火物の寿命に
実用上ほとんど影響しなくなる。
炉体形状を示すものである。図において、炉底から湯面
までの高さＨ1 は常に１２００ｍｍ以下に抑えられてお
り、その分、湯室内径Ｄ1 が大きくなって、図２の従来
例よりも全体に偏平な形状となっている。具体的な寸法
を例示すると、例えば５ｔ炉の場合、従来はＨ＝１２５
０ｍｍ、Ｄ＝９００ｍｍに対して、この発明では、例え
ばＨ1 ＝１０００ｍｍとする。その場合、Ｄ1 ＝１００
０ｍｍとなる。また、８ｔ炉の場合は、従来はＨ＝１５
７０ｍｍ、Ｄ＝１０００ｍｍに対して、この発明では、
例えばＨ1 ＝１１５０ｍｍ、Ｄ1 ＝１１７０ｍｍとす
る。このような構成によれば、溶湯の静圧がＺｎの気体
の耐火物への侵入の臨界値以下となって、Ｚｎの気体は
耐火物へ侵入する以前に湯面から逃げ、耐火物の寿命に
実用上ほとんど影響しなくなる。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、容量が５ｔ以上の鋳
鉄溶解用誘導炉であっても、湯面の炉底からの許容高さ
を１２００ｍｍ以下として誘導炉を構成することによ
り、Ｚｎを含む鋼材を溶解した場合にも、溶湯の静圧に
基づくＺｎの気体の圧力を耐火物の気孔への侵入が実用
上問題にならない低レベルに保ち、耐火物の寿命を大幅
に延ばすことができる。
鉄溶解用誘導炉であっても、湯面の炉底からの許容高さ
を１２００ｍｍ以下として誘導炉を構成することによ
り、Ｚｎを含む鋼材を溶解した場合にも、溶湯の静圧に
基づくＺｎの気体の圧力を耐火物の気孔への侵入が実用
上問題にならない低レベルに保ち、耐火物の寿命を大幅
に延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例のるつぼ形誘導炉の炉体形状
を示す概略縦断面図である。
を示す概略縦断面図である。
【図２】従来のるつぼ形誘導炉の炉体形状を示す概略縦
断面図である。
断面図である。
１ 耐火物 ２ 誘導加熱コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 次治 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 川崎 道夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 「強靭鋳鉄生産技術標準 溶解作業 （低周波誘導炉）」社団法人日本強靭鋳 鉄協会（昭48．４．20) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27B 14/06
Claims (1)
- 【請求項１】耐火物としてＳｉＯ2 のスタンプ材を用い
た鋳鉄溶解用誘導炉において、 容量が５ｔ以上で、かつ湯面の炉底からの許容高さを12
00ｍｍ以下に設定したことを特徴とする鋳鉄溶解用誘導
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28359791A JP3147185B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 鋳鉄溶解用誘導炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28359791A JP3147185B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 鋳鉄溶解用誘導炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599576A JPH0599576A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3147185B2 true JP3147185B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=17667566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28359791A Expired - Lifetime JP3147185B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 鋳鉄溶解用誘導炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147185B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8189847B2 (en) * | 2008-08-21 | 2012-05-29 | Jetvox Acoustic Corp. | Dual-frequency coaxial earphones with shared magnet |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3584492B2 (ja) * | 1994-07-12 | 2004-11-04 | 富士電機システムズ株式会社 | 脱亜鉛誘導溶解方法 |
| JP5578112B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2014-08-27 | 新日鐵住金株式会社 | 誘導加熱装置の冷却方法 |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP28359791A patent/JP3147185B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「強靭鋳鉄生産技術標準 溶解作業（低周波誘導炉）」社団法人日本強靭鋳鉄協会（昭４８．４．２０） |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8189847B2 (en) * | 2008-08-21 | 2012-05-29 | Jetvox Acoustic Corp. | Dual-frequency coaxial earphones with shared magnet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0599576A (ja) | 1993-04-20 |
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