一般的に言えば、品質は良い耐火物炉や窯で使用すると優れた効果と長寿命をもたらしますが、使用条件を無視することはできません。例えば、同じ熱設備に同じ耐火物を使用した場合、使用条件の変化により使用結果が大きく異なる場合があります。炉内壁の破損には、炉の貫通や内壁の剥離など、さまざまな原因が考えられます。ここでは誘導炉における炉貫通や内張り剥離の原因解析を中心に紹介します。
炉貫通現象は、耐火物の亀裂に多量の金属が侵入する現象として現れます。炉の貫通により、以下が発生します。 炉の貫通部の周囲の金属の貫通。炉の内張りの耐火物材料の寿命が大幅に短縮されます。早期接地警報。金属液体がコイルに穴を開ける潜在的なリスク。緩んだ層のない乾燥した振動材料の全体的な焼結。炉内壁は炉口から継続的に拡大します。炉貫通部が酸化すると局所的な耐火物浸食等が発生します。 図1 炉貫通部周囲の金属貫通の原因は主に熱冷サイクルにより形成される水平亀裂、垂直亀裂、あらゆる方向の亀裂などです。
水平亀裂が発生する主な原因は次のとおりです。 ① デラミネーション：不適切な炉建設方法により、炉内ライニングが緻密なライニング結節層を形成しません。 ②炉内張り付着：液出口と作業炉内張りとの接合部に多く発生しますが、炉ノズルの施工方法を変更することで解決できます。垂直亀裂は高温および低温の衝撃によって発生し、主に不適切な冷却プロセスと再溶解プロセスによって引き起こされます。あらゆる方向の亀裂は、通常、機械的衝突や型抜きによって発生します。炉内張りはがれ 炉内張りはがれとは、耐火物が焼結炉壁からブロック状やシート状に剥がれ落ちる現象です。
ライニングの剥がれの原因は次のとおりです。
(1) 炉の構造や焼結が不適切な場合、炉内張りに良好な焼結層が形成されず、内張り剥離が発生します。 (2) 水蒸気：ライニングの焼結が速すぎて、耐火物中の水分を時間内に排出できません。高温では、H2O は H2 と O2 に分解します。理想気体方程式: PV=nRT によると、気体の温度が急速に上昇し、気体の圧力と体積の積が急速に膨張し、体積が急速に膨張することがわかります。ガスの圧力が急激に上昇すると、未焼成の炉内壁が剥がれてしまいます。
(3) 機械的剥離: 装入による炉内ライニング、特に炉底への繰り返しの衝撃が機械的剥離の主な原因です。
(4) 膨張剥離：溶融金属が炉内壁を侵食した後、侵食された部分の熱膨張率と侵食されていない部分の熱膨張率が一致せず、両者の界面に不規則な応力が発生しやすくなります。炉の内張りが剥がれる原因となります。
(5) 押出剥離：炉底への装入による衝撃や炉底への溶湯自重による長時間の圧力により、炉底で発生することが多い。
(6) 熱剥離：温度が急激に変化し、その変動が短時間に速すぎて大きすぎるため、耐火物に大きな内部応力が生じ、亀裂、剥離、破損が生じます。
