JP4544824B2

JP4544824B2 - Drying method for irregular refractories

Info

Publication number: JP4544824B2
Application number: JP2003036557A
Authority: JP
Inventors: 吉俊齋藤; 初雄平; 孝之犬塚; 広治合田; 俊之木下; 哲郎藤井; 晋一郎田川; 浩二井手
Original assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP2004002149A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不定形耐火物を爆裂や亀裂を生じさせることなく、乾燥させることを可能とする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
不定形耐火物は，れんがと比べて、製造上のエネルギー消費が少ないこと、施工にさほどの熟練度を必要としないこと、さらに短時間施工が可能などの利点を有することから、現在、窯炉の内張り耐火物に広く使用され、窯炉の長寿命化に貢献している。炉材コスト削減を目的として、さらに高耐用化が望まれている。
【０００３】
不定形耐火物で構築された炉壁は、施工用あるいは結合反応用として加えられた水分を含んでいる。この水分を、最初に乾燥させるために昇温し、蒸気化して脱水する。この操作で、脱水時に蒸気化が急激に起こると、炉壁内に大きな蒸気圧が発生し、そのエネルギーによって爆裂現象が発生し、炉壁を破損することがある。そのため、乾燥制御技術が重要であり、例えば、非特許文献１には、典型的な昇温パターンが示されている。さらに、不定形耐火物では、マイクロ波を使用した乾燥方法が採用されているケースもある。マイクロ波は、波長の短い電磁波であり、不定形耐火物のような低電気伝導性で水分を含む誘電体に対しては、内部から加熱することができ、熱伝導に依存するガス乾燥法と比べて、耐火物内部の温度勾配が付きにくく、水蒸気による爆裂現象が生じにくい特徴を有している。例えば、非特許文献２では、マイクロ波による乾燥曲線の典型例が提示されている。
【０００４】
【非特許文献１】
日本プライブリコ(株)発行「不定形耐火物」，p.454(1979年発行)
【非特許文献２】
耐火物，33，365-370(1981)
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、不定形耐火物の耐食性を向上させるために、超微粉を多用する緻密化技術が普及し、その結果、従来に比べ、乾燥中の爆裂の危険性が高くなってきている。また、養生時の温度や水分量の変動によっても、不定形耐火物の緻密さや強度が変化するため、爆裂や亀裂が発生することが多々認められた。一般的に、昇温速度を遅くすれば脱水も徐々に進行するため、爆裂を回避するうえで好ましいといえる。しかしながら、乾燥時間の延長に伴う生産性の低下やエネルギーコストの増加などの問題が発生してくる。そこで、不定形耐火物を爆裂や亀裂を発生させることなく、安定的に乾燥する方法が求められてきた。
【０００６】
本発明は、不定形耐火物を爆裂や亀裂を発生させることなく乾燥させる方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来の技術が抱える課題を解決すべく、鋭意、不定形耐火物の乾燥方法に関する調査を重ねた結果、乾燥中の雰囲気や材料の温度を適切に制御することが有効であるとの知見を得た。本発明の要旨は下記（１）〜（４）のとおりである。
（１）熱風及びマイクロ波を用いる不定形耐火物の乾燥において、雰囲気の温度を、第一段階として１３０℃以上、２００℃以下の範囲内の設定温度に対し±１０℃以内に１時間以上保持する工程を１回以上設け、第二段階として２００℃を超えて２５０℃以下の範囲内の設定温度に対し±１０℃以内に１時間以上保持する工程を１回以上設けるに際し、前記の雰囲気の保持温度に到達するまで、不定形耐火物を１時間あたり１０℃以上１５０℃以下で昇温する方法であって、不定形耐火物の温度が、第一段階として１３０℃以上、２００℃以下の範囲内の設定温度に対し±１０℃以内に１時間以上保持され、第二段階として２００℃を超えて２５０℃以下の範囲内の設定温度に対し±１０℃以内に１時間以上保持された後、第二段階の不定形耐火物の昇温速度が３℃／ｈｒを超える時点を乾燥の終了とすることを特徴とする不定形耐火物の乾燥方法。
（２）前記雰囲気の保持温度に到達するまで、不定形耐火物を１時間あたり１０℃以上５５℃以下で昇温することを特徴とする（１）に記載の不定形耐火物の乾燥方法。
（３）不定形耐火物に、１又は２ヵ所以上の温度測定箇所を設け、測定箇所ごとに、（１）又は（２）に記載の乾燥方法を適用し、不定形耐火物を乾燥することを特徴とする不定形耐火物の乾燥方法。
（４）前記の不定形耐火物の昇温速度が３℃／ｈｒを超える時点が、乾燥中の不定形耐火物中の電気抵抗値を測定し、電気抵抗値が１．５ｋΩを超える時点であり、この電気抵抗値が１．５ｋΩを超える時点を乾燥の終了とすることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の不定形耐火物の乾燥方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の参考形態において、雰囲気の温度を１２０〜１８０℃の範囲内で設定温度に対し±１０℃以内に２０時間以上保持すると、不定形耐火物に含まれる水を最も短時間で乾燥させることができる。保持温度が設定温度に対し＋１０℃よりも上昇する場合、不定形耐火物（材料ともいう）の昇温にも熱が用いられ、また、急激に温度が上昇すると爆裂の危険性があるために好ましくない。設定温度に対し−１０℃よりも低下する場合、不定形耐火物に含まれる水を蒸発させるのに十分な熱量がなく、乾燥がほとんど進行しないことになるので好ましくない。
【０００９】
また、120℃よりも雰囲気温度が低い場合、乾燥に長時間を要することになり好ましくない。180℃を超えて雰囲気温度が高い場合、急激に水の蒸発が進行し、爆裂を発生する危険性が高くなるので好ましくない。
【００１０】
上記温度範囲での保持時間が２０時間より短いと、不定形耐火物に含まれる水の乾燥が十分ではないので、２０時間以上保持することとする。
【００１１】
炉内雰囲気を測温する場所は、特に限定するものではないが、空気（熱風）吹き込み口では、風速の変化等の影響も受けて温度の変動が激しいことから、空気（熱風）吹き込み口よりも乾燥対象の試料表面に近い位置で測温することが好ましい。
【００１２】
本発明の参考形態において、材料の温度を１２０〜１８０℃の範囲内で設定温度に対し±１０℃以内に１時間以上保持すると、不定形耐火物に含まれる水を最も短時間で乾燥させることができる。保持温度が設定温度に対し＋１０℃よりも上昇する場合、材料の昇温にも熱が用いられ、また、急激に温度が上昇すると爆裂の危険性があるために好ましくない。保持温度が設定温度に対し−１０℃よりも低下する場合、不定形耐火物に含まれる水を蒸発させるのに十分な熱量がなく、材料の蓄熱分が水の蒸発に使われ、さらに材料の温度が低下し、乾燥がほとんど進行まなくなるので好ましくない。
【００１３】
また、120℃よりも材料の温度が低い場合、乾燥に長時間を要することになり好ましくない。180℃を超えて材料の温度が高い場合、急激に水の蒸発が進行し、爆裂を発生する危険性が高くなるので好ましくない。
【００１４】
上記温度範囲での保持時間が１時間より短いと、十分に材料の温度上昇や水の乾燥が進んでいないので、１時間以上保持することとする。
【００１５】
本発明において、第一段階で保持する雰囲気の温度が130℃よりも低い場合、水の移動及び蒸発に要する熱量が十分でないために、乾燥に長時間を要することになるので不適切である。200℃を超えると、不定形耐火物に含まれている水が急激に蒸気化して脱水し、内部に大きな蒸気圧が発生し、そのエネルギーによって爆裂現象が発生し、炉壁を破損することにつながるので不適切である。
【００１６】
上記温度範囲内での保持温度が設定温度に対し＋１０℃よりも上昇する場合、材料の昇温にも熱が用いられ、また、急激に温度が上昇すると爆裂の危険性があるため好ましくない。保持温度が設定温度に対し−１０℃よりも低下する場合、不定形耐火物に含まれる水を蒸発させるのに十分な熱量がなく、材料の蓄熱分が水の蒸発に使われ、さらに材料の温度が低下し、乾燥が進まなくなるので好ましくない。
【００１７】
保持時間は、材料の緻密さや厚みによっても異なるが、一般的には、1時間よりも短い場合、十分に材料の温度上昇や水の乾燥が進んでいないので好ましくない。
【００１８】
次に、第二段階で保持する雰囲気の温度が200℃未満では、水の移動及び蒸発に要する熱量が十分でないために、乾燥に長時間を要することになるので不適切である。250℃超では、特に、この段階までに十分に水が抜けていない場合、爆裂の危険性が高くなるので好ましくない。
【００１９】
また、保持温度の範囲が設定温度に対し±１０℃を超えると、乾燥時間の延長や爆裂発生の危険性が高くなるので好ましくない。
【００２０】
保持温度が１時間より短いと、十分に材料の温度上昇や水の乾燥が進んでいないので好ましくない。
【００２１】
本発明において、第一段階で保持する不定形耐火物の温度が130℃よりも低い場合、水の移動及び蒸発に要する熱量が十分でないために、乾燥に長時間を要することになるので不適切である。200℃を超えると、不定形耐火物に含まれている水が急激に蒸気化して脱水し、内部に大きな蒸気圧が発生し、そのエネルギーによって爆裂現象が発生し、炉壁を破損することにつながるので不適切である。
【００２２】
上記温度範囲内での保持温度が設定温度に対し＋１０℃よりも上昇する場合、材料の昇温にも熱が用いられ、また、急激に温度が上昇すると爆裂の危険性があるために好ましくない。保持温度が設定温度に対し−１０℃よりも低下する場合、不定形耐火物に含まれる水を蒸発させるのに十分な熱量がなく、材料の蓄熱分が水の蒸発に使われ、さらに材料の温度が低下し、乾燥が進まなくなるので好ましくない。
【００２３】
保持時間は、材料の緻密さや厚みによっても異なるが、一般的には、1時間よりも短い場合、十分に材料の温度上昇や水の乾燥が進んでいないので好ましくない。
【００２４】
次に、第二段階で保持する不定形耐火物の温度が200℃未満では、水の移動及び蒸発に要する熱量が十分でないために、乾燥に長時間を要することになるので不適切である。250℃超では、特に、この段階までに十分に水が抜けていない場合、爆裂の危険性が高くなるので好ましくない。
【００２５】
また、保持温度の範囲が設定温度に対し±１０℃を超えると、乾燥時間の延長や爆裂発生の危険性が高くなるので好ましくない。
【００２６】
保持温度が１時間より短いと、十分に材料の温度上昇や水の乾燥が進んでいないので好ましくない。
【００２７】
本発明に係る雰囲気温度や不定形耐火物の温度を所定の温度±１０℃以内の範囲に保持するには、材料からの抜熱量、すなわち外部の雰囲気温度や断熱条件によっても異なるものの、一般的には、熱風温度を100℃以上，300℃以下程度、及び/又はマイクロ波出力を耐火物質量1トンあたり0.5kW以上，10kW以下程度に制御すればよい。また、マイクロ波加熱はＯＮ−ＯＦＦ制御が可能であるので、所定の温度±10℃以内に保持することが、より容易である。マイクロ波加熱で所定の温度±10℃以内に保持するときには、マイクロ波出力を前記出力よりも0.5kW以上程度、低い値に設定すればよい。
【００２８】
また、熱風とマイクロ波を併用して乾燥を実施する場合、熱風またマイクロ波を投入するタイミングについては特に規定しない。昇温初期から熱風とマイクロ波の両方を投入してもよいし、初期は熱風のみで途中からマイクロ波を投入、また、初期はマイクロ波のみで途中から熱風を投入してもよい。
【００２９】
本発明において、耐火物表面は凹凸もあり、位置によって水の移動及び蒸発速度が異なる場合もあるので、不定形耐火物には１又は２箇所以上、好ましくは３箇所以上測定箇所を設けて、測定箇所ごとに本発明に係る乾燥方法を適用することにより、短時間で爆裂や亀裂を発生させることなく乾燥させることができる。２箇所以上測温する際には、耐火物内部に、施工時に表面から少なくとも深さ１００ｍｍおきに、温度センサーを埋め込むことが好ましい。本発明の温度制御を行う上でも、表面から少なくとも１００ｍｍおきに３点以上、背面側まで測温することが更に好ましい。また、不定形耐火物の上部、下部、コーナー部等複数の箇所に設置することも有効である。
【００３０】
本発明において、雰囲気の保持温度に到達するまで、不定形耐火物を１時間当り１０℃以上１５０℃以下で昇温する。所定の保持温度に到達するまでの加熱速度が１時間当り１０℃より遅い場合、保持温度に達する途中に不定形耐火物の表面から乾燥が進み、表面近傍に緻密な層が形成される。この緻密な層が内部の水や水蒸気の拡散を妨げ、爆裂の危険性や乾燥時間の延長化を招く可能性がある。一方１時間当り１５０℃より速いと、所定の保持温度に到達したあと、その温度を保持するには、一旦、急激にマイクロ波出力を下げる必要がある。この場合、大型窯炉を対象とした場合には、特にマイクロ波の効果が低い部位では急激な温度低下を招き、全体としては乾燥時間が長くなる可能性があるので、加熱速度は１時間当り１０℃以上１５０℃以下とする。
【００３１】
昇温時と保持時の熱源が同じ出力では、保持時に投入したエネルギーが水の蒸発だけでなく材料の昇温にも使われ、蒸発速度が遅い場合には、爆裂を引き起こすことになるので、マイクロ波を用いて加熱する場合、所定の温度範囲に保持するためにはマイクロ波出力を昇温時より低い値に設定した方がよい。通常は、5時間程度かけて昇温し、好ましくは130℃以上，170℃以下の所定の温度に達した時点で、その温度を±5℃で保持しながら、不定形耐火物に含まれる水を乾燥し、さらに好ましくは、前記の乾燥に加え5時間程度かけて昇温し、210〜240℃±5℃以内で保持しながら、全ての水を蒸発させることが望ましい。
【００３２】
熱風を主体として乾燥を行う場合、昇温過程では、目標とする所定の温度と同じ温度に設定すると、内部まで所定の温度に達するまでに長時間を要することになるので好ましくない。また、逆に保持過程から見ると、昇温時と同じ温度または高い温度に熱風温度を設定すると、雰囲気温度又は不定形耐火物の温度が目標の保持温度よりも上昇し、爆裂の危険性が高くなるので好ましくない。つまり、昇温過程では、熱風温度を保持過程より高くすることが好ましい。好ましくは、保持時の熱風温度よりも10℃以上100℃以下高い温度に設定すればよい。昇温時の熱風温度が保持時より10℃未満しか高くないと、昇温時に近い昇温速度で保持温度が高温まで上がり、爆裂する可能性があるので好ましくない。昇温時の熱風温度を保持時より100℃を超えて高い温度に設定すると、保持過程において徐々に目標とする保持温度が低下する可能性が高く、好ましくない。一方、昇温過程において、熱風温度を極端に高い温度例えば500℃程度に設定すると、熱風が直接あたる表面など局部的には極めて高温になる可能性もあり、爆裂の危険性が高くなるので昇温時の熱風温度は５００℃未満とすることが好ましい。
【００３３】
本発明において、材料の昇温速度が3℃/hrを超える時点を乾燥の終了とした理由は、乾燥が盛んにおきる期間においては、熱風やマイクロ波を用いて投入したエネルギーは、ほとんどが水の蒸発に費やされるが、乾燥が進行して水の量が少なくなるにつれて、蒸発だけでなく材料の温度上昇にも使われるようになり、乾燥が盛んに起きている期間に比べて、昇温速度が大きくなる。そのために、温度の上昇速度をモニタリングすれば、乾燥の終了を判定することができるからである。昇温速度が3℃/hrよりも低い場合には、水がまだ多く含まれており、この段階で、例えば、1600℃を超える溶鋼を受けた場合、急激な蒸気化に伴い爆裂する危険性があるので好ましくない。
【００３４】
本発明で、乾燥の終了判定を電気抵抗値1.5kΩとした理由は、実験結果から、電気抵抗値が1.5kΩ以下のときには、水がまだ多く残っており、爆裂の危険性があることがわかったからである。電気抵抗値の測定方法としては、例えば、特開昭62-116247号公報に記載されているように、施工時に一対の電極を所定の間隔を置いて不定形耐火物施工体の内部に埋設し、両電極間に1〜10V程度の電圧を印加して通電し、電気抵抗値を測定すればよい。
【００３５】
本発明が対象とする不定形耐火物は、珪酸質、シリカ−アルミナ質、マグネシア−ライム質、アルミナ質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−スピネル−マグネシア質粘土質、クロム質、ろう石質、ジルコン及びジルコニア質、高アルミナ質、炭素質、炭化珪素質、クロム質、マグネシア質、マグネシア・クロム質、ドロマイト質、マグネシア・カーボン質、アルミナ・カーボン質、アルミナ・炭化珪素・カーボン質、アルミナ・マグネシア・カーボン質、ジルコニア−カーボン質など、特に限定するものではない。また、硬化法も、アルミナセメントのように水和反応を用いる水硬性に限らず、化学硬化性、熱硬性、気硬性のいずれでもよく特に限定するものではない。施工法も流し込み、こて塗り、吹き付け、振動施工、打ち込み、圧入等のいずれでも構わない。プレキャストブロックでもよい．化学組成，形態や形状も特に限定しない。
【００３６】
また、対象とする窯炉は、高炉傾注樋，出銑樋，溶銑鍋，溶銑予備処理炉，混銑車，転炉，溶鋼鍋，RHやDHなどの二次精錬設備，タンディッシュ，加熱炉さらに、ガラス溶解炉，セメントキルン，焼却炉，電気炉などのいずれでもよく、特に限定するものではない。
【００３７】
乾燥に用いる熱風発生装置としては、ガスバーナー、電気ヒーター、石油ヒーターなどを熱源とし、空気、窒素、水蒸気、燃料の燃焼排ガスなどを含めて、あらゆる熱風を発生できる従来の熱風発生機を使用することができる。
【００３８】
使用するマイクロ波については、電波法でISM周波数帯として、915MHz，2450MHzを含む4種類が割り与えられているが、周波数が大きいほど耐火物内部に浸透する深さは浅くなるので、厚み方向の均一加熱性を考慮して、915MHzと2450MHzを用いることが望ましい。マイクロ波は壁反射され、炉内は均一な電解を形成しやすい環境にあるので、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属製囲いを用いることが好ましい。特に、構造体としての安定性から金属製で構成された加熱炉では、マイクロ波は壁反射され、炉内は均一な電界を形成しやすい環境にあるので好ましい。被加熱物に集中的な電界が加わるように、例えば、電熱，No.27，p.7〜10(1986)に記載されているように、工夫することが必要である。
【００３９】
乾燥時にマイクロ波を使用する場合、乾燥中の温度測定には、一般にCA熱電対などを使用するが、特に、正確な温度測定を行うには、光ファイバー式温度センサーを使用することが好ましい。爆裂を防止しかつ熱効率に優れた最適な乾燥条件を得るためには、特に、耐火物内部まで含めた温度計測が必須である。炉内の雰囲気や耐火物の温度は、通常、 C/Aなどの熱電対式温度センサーを使用すれば、常温から高温域までの連続的な測定が可能である。光ファイバー式温度計は、通常400℃程度に耐えることができる光ファイバーの端面に接着された半導体結晶の光吸収作用を利用している。具体的に、使用する光ファイバー式温度計としては、例えば、Canada NORTECH FIBRONIC INC.社のモデルNoEMI-TSシリーズ、USA LUXTRON CORP.社のフロロプチック光ファイバー方式温度計、Canada FISO TECHNOLOGIES INC.社の白色光ファブリーペローファイバーセンサーなどを使用することができる。センサー部分は、通常、直径1〜2mm，長さ50〜100mm程度である。
【００４０】
【実施例】
以下に本発明を実施例によって説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
〔実施例１〕
ステンレス（ＳＵＳ３０４）を用いて６００×１０００×５００ｍｍの囲いを構成された加熱炉に、アルミナ９５質量％、アルミナセメント５質量％、施工水分として外掛けで６％の水を添加し、予め４００×４００×４００ｍｍの所定形状に流し込み施工し、養生、脱枠しプレキャストブロックとした。この４００×４００×４００ｍｍのアルミナ質プレキャストブロックを１個、２００ｋｇを鋼製の囲い内部にセットした。ブロックの周囲をシリカ系断熱材で接触させて覆い、熱放散を抑制した。プレキャストブロックを載置した鋼製の囲いと開口部を覆う金属蓋で形成した空間を空洞共振器として、周波数２４５０ＭＨｚに対して±５０ＭＨｚの範囲で誘電加熱を行った。プレキャストブロック内の測温については、プレキャストブロックの中央の表面から深さ方向１００ｍｍおきに計４点に、センサー部分の長さ１５ｍｍ，直径０．６ｍｍの光ファイバー式温度センサー（ＣａｎａｄａＦＩＳＯ社製）を取り付け、この温度を監視しながら、熱風の投入等の乾燥制御を実施した。測温点は表面から(１)→(４)と符号をつけた。また、雰囲気の測温については、プレキャストブロックの中央から高さ１００ｍｍ離れた所に、同様の光ファイバー式温度センサー（ＣａｎａｄａＦＩＳＯ社製）を設置した。乾燥は熱風とマイクロ波を初期から乾燥終了まで併用して実施した。表１に、乾燥パターン、測温結果及び乾燥時間等の結果を併せて示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
参考例１、２は、本発明の参考例である。比較例１は、雰囲気温度、保持温度とも前記本発明の範囲の下限を外れた場合である。比較例２は、前記本発明の範囲の上限を超えた場合である。乾燥完了は、(1)〜(4)全ての電気抵抗値が１０ｋΩを超えた時点とした。参考例１及び２は、爆裂や亀裂の発生なく、乾燥を完了することができた。比較例１は、乾燥に極めて長時間を要した。比較例２では、乾燥途中に爆裂が発生し、所定の不定形耐火物を得ることができなかった。
【００４４】
〔実施例１〕
参考例１と同じ装置、試料を用いて、保持温度を２段階に変えた試験を行った。表２に、乾燥パターン、測温結果及び乾燥時間等の結果を併せて示す。比較例４は、第一段階の乾燥途中に亀裂が発生したので、乾燥を中止した。乾燥完了は(1)〜(4)全ての電気抵抗値が１０ｋΩを超えた時点とした。
【００４５】
【表２】

【００４６】
本発明例１、２は、本発明の条件を満たす本発明例である。比較例４は、第一段階の保持温度が本発明の範囲を外れた場合である。比較例５は、第二段階の保持温度が本発明の範囲を外れた場合である。乾燥完了は、(1)〜(4)全ての電気抵抗値が１０ｋΩを超えた時点とした。本発明例１及び２は、爆裂や亀裂を発生させることなく、従来に比べても大幅に短い時間で乾燥を完了した。本発明を満たす実施例の中でも、２段階の乾燥制御を行った実施例１及び２は、参考例１及び２と比べても短時間で乾燥を終了することができた。比較例４，５では、何れも爆裂や亀裂が発生した。
【００４７】
〔実施例３〕
実施例１と同じ装置、試料を用いて、昇温後に保持を１回行う乾燥試験を行った。表３に、昇温及び乾燥パターン、測温結果及び乾燥時間等の結果を併せて示す。なお、表３記載の温度は、乾燥完了時の温度を示す。乾燥の終了判定については、参考例３では１０ｋΩ、参考例４では２ｋΩ、比較例６では１０ｋΩ、比較例７では１ｋΩとした。
【００４８】
【表３】

【００４９】
参考例３、４は、本発明の条件からは外れる参考例である。比較例６は、材料の昇温条件が本発明の範囲を外れ、比較例７は、乾燥の終了判定が本発明の範囲を外れた場合である。参考例３、４では比較例６に比べ、急速な昇温を行った効果があり、乾燥時間を大幅に短くすることができた。さらに、乾燥終了判定を参考例３よりも低い値に設定した参考例４では、参考例３よりも短時間に乾燥することができた。
しかしながら、本発明の条件よりも乾燥終了判定を低い抵抗値に設定した比較例７では、まだ水が材料内にやや多く残存していたために、使用前の予熱中に一部に亀裂を発生し、参考例３に比べ好ましくない結果となった。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の乾燥方法により、不定形耐火物を爆裂や亀裂を発生させることなく、短時間に乾燥させることが可能になる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method that allows an amorphous refractory to be dried without causing explosions or cracks.
[0002]
[Prior art]
Indefinite refractories have less energy consumption in manufacturing than bricks, do not require much skill in construction, and have the advantages of being able to be constructed in a short time. Widely used in lining refractories, contributes to longer life of kilns. For the purpose of reducing furnace material costs, higher durability is desired.
[0003]
Furnace walls constructed of amorphous refractories contain moisture added for construction or bonding reactions. The moisture is first heated to dry, vaporized and dehydrated. In this operation, if vaporization occurs abruptly during dehydration, a large vapor pressure is generated in the furnace wall, and the explosion may occur due to the energy, which may damage the furnace wall. Therefore, a drying control technique is important. For example, Non-Patent Document 1 shows a typical temperature rising pattern. Furthermore, in some cases, amorphous refractories employ a drying method using microwaves. Microwave is an electromagnetic wave with a short wavelength, and it can be heated from the inside for a low-electric-conductivity dielectric such as an amorphous refractory, and it can be heated from the inside. In comparison, it has a characteristic that the temperature gradient inside the refractory is less likely to occur, and the explosion phenomenon due to water vapor hardly occurs. For example, in Non-Patent Document 2, a typical example of a drying curve by microwaves is presented.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Published by Nihon Pribrico Co., Ltd. "Unshaped refractories", p.454 (1979)
[Non-Patent Document 2]
Refractories, 33, 365-370 (1981)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in order to improve the corrosion resistance of amorphous refractories, a densification technique using a large amount of ultrafine powder has become widespread, and as a result, the risk of explosion during drying has become higher than before. In addition, it was often observed that explosion and cracking occurred because the density and strength of the amorphous refractory changed depending on the temperature and moisture content during curing. In general, if the rate of temperature increase is slowed, dehydration proceeds gradually, which is preferable for avoiding explosion. However, problems such as a decrease in productivity and an increase in energy cost due to the extension of the drying time occur. Therefore, a method for stably drying an amorphous refractory without causing explosions or cracks has been demanded.
[0006]
It is an object of the present invention to provide a method for drying an amorphous refractory without causing explosions or cracks.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent investigations on drying methods for amorphous refractories, we have obtained knowledge that it is effective to appropriately control the atmosphere during drying and the temperature of materials in order to solve the problems of conventional technologies. It was. The gist of the present invention is as follows (1) to ( 4 ).
(1) When drying amorphous refractories using hot air and microwaves, hold the ambient temperature within ± 10 ° C for 1 hour or more with respect to the set temperature within the range of 130 ° C or higher and 200 ° C or lower as the first step. In the second stage, when the step of holding at least one hour within ± 10 ° C. with respect to a set temperature in the range of more than 200 ° C. and not more than 250 ° C. as the second stage is performed, The temperature of the amorphous refractory is increased from 10 ° C. to 150 ° C. per hour until the holding temperature is reached, and the temperature of the amorphous refractory is 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower as the first step. After holding for 1 hour or more within ± 10 ° C for the set temperature within the range, and for 2 hours or more within ± 10 ° C for the set temperature within the range of over 200 ° C to 250 ° C or less as the second stage , Second stage indeterminate Drying methods monolithic refractory, characterized in that the end of the drying time heating rate of fire thereof exceeds the 3 ° C. / hr.
(2) The method for drying an amorphous refractory according to (1), wherein the temperature of the amorphous refractory is increased from 10 ° C. to 55 ° C. per hour until the holding temperature of the atmosphere is reached.
( 3 ) Provide one or two or more temperature measurement locations on the irregular refractory, apply the drying method described in (1) or (2) to dry the irregular refractory for each measurement location. A method for drying an amorphous refractory characterized by:
( 4 ) When the temperature rise rate of the amorphous refractory exceeds 3 ° C / hr, the electrical resistance value in the amorphous refractory during drying is measured, and when the electrical resistance value exceeds 1.5 kΩ. The drying method for an amorphous refractory according to any one of (1) to ( 3 ), wherein drying is terminated when the electrical resistance value exceeds 1.5 kΩ.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the reference form of the present invention, when the temperature of the atmosphere is kept within ± 10 ° C. for 20 hours or more within the range of 120 to 180 ° C., the water contained in the amorphous refractory is dried in the shortest time. Can do. When the holding temperature rises above + 10 ° C with respect to the set temperature, heat is also used to raise the temperature of the irregular refractory (also referred to as material), and there is a risk of explosion if the temperature rises rapidly. It is not preferable. A temperature lower than −10 ° C. with respect to the set temperature is not preferable because there is not enough heat to evaporate the water contained in the amorphous refractory and drying hardly proceeds.
[0009]
Further, when the ambient temperature is lower than 120 ° C., it takes a long time for drying, which is not preferable. When the ambient temperature is higher than 180 ° C., the evaporation of water rapidly proceeds and the risk of explosion is increased.
[0010]
If the holding time in the above temperature range is shorter than 20 hours, the water contained in the amorphous refractory is not sufficiently dried.
[0011]
Place to measure the temperature of the furnace atmosphere, but not limited especially, in the air (hot air) blowing inlet, since variation in temperature is severe also affected by changes in wind speed, air (hot air) blowing inlet It is preferable to measure the temperature closer to the surface of the sample to be dried.
[0012]
In the reference form of the present invention, the water contained in the amorphous refractory is dried in the shortest time when the temperature of the material is kept within ± 10 ° C. within a range of 120 to 180 ° C. for 1 hour or more. Can do. When the holding temperature rises above + 10 ° C. with respect to the set temperature, heat is also used for raising the temperature of the material, and if the temperature rises rapidly, there is a risk of explosion, which is not preferable. If the holding temperature falls below -10 ° C relative to the set temperature, there is not enough heat to evaporate the water contained in the amorphous refractory, and the heat stored in the material is used to evaporate the water. This is not preferable because the temperature decreases and drying hardly proceeds.
[0013]
Further, when the temperature of the material is lower than 120 ° C., it takes a long time for drying, which is not preferable. If the temperature of the material is higher than 180 ° C., the evaporation of water rapidly proceeds and the risk of explosion is increased, which is not preferable.
[0014]
If the holding time in the above temperature range is shorter than 1 hour, the temperature of the material is not sufficiently increased and the water is not sufficiently dried.
[0015]
In the present invention, when the temperature of the atmosphere held in the first stage is lower than 130 ° C., the amount of heat required for the movement and evaporation of water is not sufficient, so that it takes a long time for drying, which is inappropriate. If the temperature exceeds 200 ° C, the water contained in the amorphous refractory will be rapidly vaporized and dehydrated, generating a large vapor pressure inside, causing a blasting phenomenon and damaging the furnace wall. It is inappropriate because it connects.
[0016]
If the holding temperature within the temperature range becomes higher than + 10 ° C. to a set temperature, heat is also used to increase the temperature of the material, also rapidly undesirable because of the risk of explosion and temperature rises. If the holding temperature falls below -10 ° C relative to the set temperature , there is not enough heat to evaporate the water contained in the amorphous refractory, and the heat stored in the material is used to evaporate the water. This is not preferable because the temperature decreases and drying does not proceed.
[0017]
The holding time varies depending on the density and thickness of the material, but in general, if it is shorter than 1 hour, it is not preferable because the temperature of the material is not sufficiently increased and water is not sufficiently dried.
[0018]
Next, if the temperature of the atmosphere held in the second stage is less than 200 ° C., the amount of heat required for the movement and evaporation of water is not sufficient, so that it takes a long time for drying, which is inappropriate. Above 250 ° C., particularly when water is not sufficiently removed by this stage, the risk of explosion increases, which is not preferable.
[0019]
Further, if the holding temperature range exceeds ± 10 ° C. with respect to the set temperature, it is not preferable because the drying time is extended and the risk of explosion is increased.
[0020]
If the holding temperature is shorter than 1 hour, it is not preferable because the temperature of the material is not sufficiently increased and water is not sufficiently dried.
[0021]
In the present invention, if the temperature of the amorphous refractory held in the first stage is lower than 130 ° C., the amount of heat required for the movement and evaporation of water is not sufficient, so that it takes a long time for drying. It is. If the temperature exceeds 200 ° C, the water contained in the amorphous refractory will be rapidly vaporized and dehydrated, generating a large vapor pressure inside, causing a blasting phenomenon and damaging the furnace wall. It is inappropriate because it connects.
[0022]
If the holding temperature within the temperature range becomes higher than + 10 ° C. to a set temperature, heat is also used for raising the temperature of the material, also, undesirable because of the risk of explosion and sudden temperature rises . If the holding temperature falls below -10 ° C relative to the set temperature , there is not enough heat to evaporate the water contained in the amorphous refractory, and the heat stored in the material is used to evaporate the water. This is not preferable because the temperature decreases and drying does not proceed.
[0023]
The holding time varies depending on the density and thickness of the material, but in general, if it is shorter than 1 hour, it is not preferable because the temperature of the material is not sufficiently increased and water is not sufficiently dried.
[0024]
Next, if the temperature of the amorphous refractory held in the second stage is less than 200 ° C., the amount of heat required for the movement and evaporation of water is not sufficient, so that it takes a long time for drying. Above 250 ° C., particularly when water is not sufficiently removed by this stage, the risk of explosion increases, which is not preferable.
[0025]
Further, if the holding temperature range exceeds ± 10 ° C. with respect to the set temperature, it is not preferable because the drying time is extended and the risk of explosion is increased.
[0026]
If the holding temperature is shorter than 1 hour, it is not preferable because the temperature of the material is not sufficiently increased and water is not sufficiently dried.
[0027]
In order to maintain the atmospheric temperature and the temperature of the irregular refractory according to the present invention within a predetermined temperature range of ± 10 ° C., although it differs depending on the amount of heat removed from the material, that is, the external atmospheric temperature and heat insulation conditions, For example, the hot air temperature may be controlled to about 100 ° C. or more and 300 ° C. or less, and / or the microwave output may be controlled to about 0.5 kW or more and about 10 kW or less per ton of refractory material. Further, since the microwave heating can be controlled on and off, it is easier to maintain the heating within a predetermined temperature ± 10 ° C. When maintaining within a predetermined temperature ± 10 ° C. by microwave heating, the microwave output may be set to a value lower by about 0.5 kW or more than the output.
[0028]
In addition, when drying is performed using both hot air and microwaves, the timing for supplying hot air or microwaves is not particularly specified. Both hot air and microwaves may be supplied from the beginning of the temperature rise, or initially, only hot air may be input from the middle, and microwaves may be input from the middle only from the initial stage.
[0029]
In the present invention, the surface of the refractory has irregularities, and the movement and evaporation rate of water may vary depending on the position, so the refractory is provided with one or more, preferably three or more measurement points, By applying the drying method according to the present invention to each measurement location, it is possible to dry in a short time without generating explosions or cracks. When measuring two or more locations, it is preferable to embed a temperature sensor in the refractory at least every 100 mm from the surface during construction. In performing the temperature control of the present invention, it is more preferable to measure the temperature from the surface to at least 3 points at least every 100 mm to the back side. It is also effective to install it at a plurality of locations such as an upper part, a lower part, and a corner part of the irregular refractory.
[0030]
In the present invention, the amorphous refractory is heated at 10 ° C. or more and 150 ° C. or less per hour until the atmospheric holding temperature is reached. When the heating rate until reaching the predetermined holding temperature is lower than 10 ° C. per hour, the drying proceeds from the surface of the amorphous refractory while reaching the holding temperature, and a dense layer is formed in the vicinity of the surface. This dense layer hinders the diffusion of water and water vapor in the interior, which can lead to explosion hazard and prolonged drying time. On the other hand, if the temperature is higher than 150 ° C. per hour, after reaching a predetermined holding temperature, it is necessary to rapidly reduce the microwave output once in order to hold the temperature. In this case, when a large kiln is targeted, the heating rate is increased per hour because the temperature may be drastically lowered particularly in a portion where the effect of microwaves is low, and the drying time may be prolonged as a whole. It shall be the 10 ℃ more than 150 ℃ or less.
[0031]
If the heat source at the time of temperature rise and the heat source at the time of holding are the same output, the energy input at the time of holding is used not only for the evaporation of water but also for the temperature rise of the material. When heating using microwaves, it is better to set the microwave output to a lower value than when raising the temperature in order to maintain the temperature within a predetermined temperature range. Normally, the temperature is raised over about 5 hours, and when the temperature reaches a predetermined temperature of preferably 130 ° C. or higher and 170 ° C. or lower, the water contained in the amorphous refractory is maintained at ± 5 ° C. More preferably, in addition to the above drying, the temperature is raised over about 5 hours, and it is desirable to evaporate all the water while maintaining the temperature within 210 to 240 ° C. ± 5 ° C.
[0032]
When drying with hot air as a main component, it is not preferable to set the temperature to the same predetermined target temperature in the temperature rising process because it takes a long time to reach the predetermined temperature to the inside. Conversely, when viewed from the holding process, if the hot air temperature is set to the same or higher temperature as when the temperature is raised, the ambient temperature or the temperature of the amorphous refractory rises above the target holding temperature, and there is a risk of explosion. Since it becomes high, it is not preferable. That is, in the temperature raising process, it is preferable that the hot air temperature is made higher than the holding process. Preferably, the temperature may be set higher by 10 ° C. or more and 100 ° C. or less than the hot air temperature during holding. If the hot air temperature at the time of temperature rise is lower than 10 ° C. higher than that at the time of holding, it is not preferable because the holding temperature rises to a high temperature at a temperature rising rate close to that at the time of temperature rising and explosion may occur. If the hot air temperature at the time of temperature rise is set to a temperature higher than 100 ° C. higher than that at the time of holding, there is a high possibility that the target holding temperature gradually decreases in the holding process, which is not preferable. On the other hand, if the hot air temperature is set to an extremely high temperature, for example, about 500 ° C. during the temperature rising process, the surface may be extremely hot, such as the surface directly hit by the hot air, and the risk of explosion increases. The hot air temperature during warming is preferably less than 500 ° C.
[0033]
In the present invention, the reason why the drying is finished when the temperature rising rate of the material exceeds 3 ° C./hr is that, during the period when the drying is active, most of the energy input using hot air or microwave is water. However, as drying progresses and the amount of water decreases, it is used not only for evaporation but also for increasing the temperature of the material. Increases speed. Therefore, the end of drying can be determined by monitoring the temperature increase rate. If the rate of temperature rise is lower than 3 ° C / hr, it still contains a lot of water. At this stage, for example, if it receives molten steel exceeding 1600 ° C, there is a risk of explosion due to rapid vaporization. This is not preferable.
[0034]
In the present invention, the reason why the end of drying is determined to have an electric resistance value of 1.5 kΩ is that, from the experimental results, when the electric resistance value is 1.5 kΩ or less, a large amount of water still remains and there is a risk of explosion. This is because the. As a method for measuring the electrical resistance value, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-116247, a pair of electrodes is embedded in an irregular refractory construction body at a predetermined interval during construction. Then, a voltage of about 1 to 10 V may be applied between the electrodes and energized to measure the electrical resistance value.
[0035]
The amorphous refractories targeted by the present invention are siliceous, silica-alumina, magnesia-lime, alumina, alumina-magnesia, alumina-spinel, alumina-spinel-magnesia, clay, Chlorite, zircon and zirconia, high alumina, carbon, silicon carbide, chromium, magnesia, magnesia / chromium, dolomite, magnesia / carbon, alumina / carbon, alumina / silicon carbide / carbon There is no particular limitation on the quality, alumina, magnesia, carbon, zirconia-carbon, and the like. Further, the curing method is not limited to hydraulic property using a hydration reaction like alumina cement, and may be any of chemical curing property, thermosetting property, and air-hardening property, and is not particularly limited. The construction method may be pouring, troweling, spraying, vibration construction, driving in, press fitting, or the like. It can be a precast block. The chemical composition, form and shape are not particularly limited.
[0036]
The target furnaces include blast furnace tilting pouring, tapping, hot metal ladle, hot metal pretreatment furnace, kneading car, converter, ladle, secondary refining equipment such as RH and DH, tundish, heating furnace, Any of glass melting furnaces, cement kilns, incinerators, electric furnaces and the like may be used, and there is no particular limitation.
[0037]
As a hot air generator used for drying, a conventional hot air generator that can generate any hot air including air, nitrogen, water vapor, fuel combustion exhaust gas, etc. is used, using a gas burner, electric heater, petroleum heater, etc. as a heat source. be able to.
[0038]
As for the microwaves to be used, four types including 915MHz and 2450MHz are assigned as ISM frequency bands in the Radio Law, but as the frequency increases, the depth penetrating inside the refractory becomes shallower. In view of uniform heating, it is desirable to use 915 MHz and 2450 MHz. Since the microwave is reflected on the wall and the furnace is in an environment where uniform electrolysis is easily formed, it is preferable to use a metal enclosure such as copper, aluminum, and stainless steel. In particular, in a heating furnace made of a metal because of its stability as a structure, microwaves are reflected on the wall, and the furnace is in an environment where a uniform electric field is easily formed, which is preferable. In order to apply a concentrated electric field to the object to be heated, it is necessary to devise, for example, as described in Electric Heat, No. 27, p.7-10 (1986).
[0039]
When microwaves are used during drying, a CA thermocouple or the like is generally used for temperature measurement during drying. In particular, an optical fiber temperature sensor is preferably used for accurate temperature measurement. In order to obtain optimum drying conditions that prevent explosion and have high thermal efficiency, it is particularly necessary to measure the temperature including the inside of the refractory. The atmosphere in the furnace and the temperature of the refractory can usually be measured continuously from room temperature to high temperature using a thermocouple temperature sensor such as C / A. An optical fiber thermometer uses the light absorption action of a semiconductor crystal bonded to the end face of an optical fiber, which can usually withstand about 400 ° C. Specific examples of the optical fiber thermometer used include Canada NORTECH FIBRONIC INC. Model NoEMI-TS series, USA LUXTRON CORP. Perot fiber sensors can be used. The sensor portion is usually about 1 to 2 mm in diameter and about 50 to 100 mm in length.
[0040]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[0041]
[Example 1]
To a heating furnace having a 600 × 1000 × 500 mm enclosure made of stainless steel (SUS304), 95% by mass of alumina, 5% by mass of alumina cement, and 6% of water as construction moisture are added to the furnace, and 400 × It was cast into a predetermined shape of 400 × 400 mm, cured, removed and made into a precast block. One 400 × 400 × 400 mm alumina precast block and 200 kg were set inside a steel enclosure. The periphery of the block was covered with a silica-based heat insulating material to suppress heat dissipation. Dielectric heating was performed in a range of ± 50 MHz with respect to a frequency of 2450 MHz using a space formed by a steel enclosure on which a precast block was placed and a metal lid covering the opening as a cavity resonator. For temperature measurement in the precast block, optical fiber type temperature sensor (manufactured by Canada FISO) with a sensor part length of 15 mm and a diameter of 0.6 mm is provided at a total of 4 points from the center surface of the precast block every 100 mm in the depth direction. While controlling this temperature, drying control such as supplying hot air was performed. The temperature measurement points were marked from the surface as (1) → (4) . For temperature measurement of the atmosphere, a similar optical fiber temperature sensor (manufactured by Canada FISO) was installed at a position 100 mm away from the center of the precast block. Drying was performed using hot air and microwaves from the beginning to the end of drying. Table 1 also shows the results such as the drying pattern, the temperature measurement result, and the drying time.
[0042]
[Table 1]

[0043]
Reference examples 1 and 2 are reference examples of the present invention . Comparative Example 1 is a case where both the ambient temperature and the holding temperature deviate from the lower limit of the range of the present invention. The comparative example 2 is a case where the upper limit of the range of the present invention is exceeded. Drying was completed when all of the electrical resistance values (1) to (4) exceeded 10 kΩ. In Reference Examples 1 and 2, drying could be completed without causing explosions or cracks. Comparative Example 1 required a very long time for drying. In Comparative Example 2, an explosion occurred during drying, and a predetermined amorphous refractory could not be obtained.
[0044]
[Example 1 ]
Using the same apparatus and sample as in Reference Example 1, a test was performed in which the holding temperature was changed in two stages. Table 2 also shows the results such as the drying pattern, the temperature measurement result, and the drying time. In Comparative Example 4, since cracks occurred during the first stage of drying, drying was stopped. Drying was completed when all the electrical resistance values (1) to (4) exceeded 10 kΩ.
[0045]
[Table 2]

[0046]
Invention Examples 1 and 2 are examples of the present invention that satisfy the conditions of the present invention. In Comparative Example 4, the first stage holding temperature is out of the range of the present invention. Comparative Example 5 is a case where the second stage holding temperature is outside the range of the present invention. Drying was completed when all of the electrical resistance values (1) to (4) exceeded 10 kΩ. Inventive Examples 1 and 2 completed drying in a significantly shorter time than before without causing explosions or cracks. Among the examples satisfying the present invention, Examples 1 and 2 which performed two-stage drying control were able to finish drying in a short time as compared with Reference Examples 1 and 2. In Comparative Examples 4 and 5, explosions and cracks occurred.
[0047]
Example 3
Using the same apparatus and sample as in Example 1, a drying test was performed in which holding was performed once after the temperature was raised. Table 3 also shows results such as temperature rise and drying pattern, temperature measurement results, and drying time. In addition, the temperature of Table 3 shows the temperature at the time of completion of drying. Regarding the completion of drying, the reference example 3 was 10 kΩ, the reference example 4 was 2 kΩ, the comparative example 6 was 10 kΩ, and the comparative example 7 was 1 kΩ.
[0048]
[Table 3]

[0049]
Reference examples 3 and 4 are reference examples that deviate from the conditions of the present invention. In Comparative Example 6, the temperature raising condition of the material is out of the scope of the present invention, and in Comparative Example 7, the end of drying is out of the scope of the present invention. Compared to Comparative Example 6 In Reference Examples 3 and 4, has the effect of performing a rapid Atsushi Nobori could be considerably shorter drying time. Furthermore, in Reference Example 4 was set dry end judgment to a value lower than the reference example 3, it was possible to dry in a short time than in Reference Example 3.
However, in Comparative Example 7 in which the drying end determination was set to a lower resistance value than the conditions of the present invention, a little more water remained in the material, and thus some cracks occurred during preheating before use. In comparison with Reference Example 3 , the result was not preferable.
[0050]
【The invention's effect】
The drying method of the present invention makes it possible to dry an amorphous refractory in a short time without causing explosions or cracks.

Claims

In the drying of amorphous refractories using hot air and microwaves , the step of maintaining the temperature of the atmosphere within ± 10 ° C. for 1 hour or more with respect to the set temperature within the range of 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower as the first step Provided once or more, and in the second stage, when the step of holding for 1 hour or more within ± 10 ° C with respect to the set temperature in the range of more than 200 ° C and 250 ° C or less is provided once or more, A method of heating the amorphous refractory at 10 ° C. or more and 150 ° C. or less per hour until it reaches,
The temperature of the amorphous refractory is maintained within ± 10 ° C. for a set temperature within the range of 130 ° C. or more and 200 ° C. or less as the first step for 1 hour or more, and exceeds 200 ° C. and 250 ° C. or less as the second step. After being held for 1 hour or more within ± 10 ° C with respect to the set temperature within
A drying method for an amorphous refractory, characterized in that the drying is completed when the temperature rising rate of the amorphous refractory in the second stage exceeds 3 ° C / hr.

The method for drying an amorphous refractory according to claim 1, wherein the temperature of the amorphous refractory is increased from 10 ° C to 55 ° C per hour until the holding temperature of the atmosphere is reached.

An indeterminate refractory is provided with one or more temperature measurement locations, and the drying method according to claim 1 or 2 is applied to each measurement location to dry the indeterminate refractory. Drying method for regular refractories.

The time point at which the heating rate of the amorphous refractory exceeds 3 ° C./hr is the time when the electrical resistance value in the amorphous refractory during drying is measured, and the electrical resistance value exceeds 1.5 kΩ. The method for drying an amorphous refractory according to any one of claims 1 to 3 , wherein the drying ends when the electrical resistance value exceeds 1.5 kΩ.