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JP2002031485A - Microwave drying method for amorphous refractories - Google Patents

Microwave drying method for amorphous refractories

Info

Publication number
JP2002031485A
JP2002031485A JP2001117227A JP2001117227A JP2002031485A JP 2002031485 A JP2002031485 A JP 2002031485A JP 2001117227 A JP2001117227 A JP 2001117227A JP 2001117227 A JP2001117227 A JP 2001117227A JP 2002031485 A JP2002031485 A JP 2002031485A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
precast block
drying
temperature
microwave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001117227A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitoshi Saito
吉俊 齋藤
Koji Tsutsui
康志 筒井
Hatsuo Taira
初雄 平
Koji Aida
広治 合田
Taijiro Matsui
泰次郎 松井
Seiji Aso
誠二 麻生
Tetsuo Shima
哲男 嶋
Takashi Nishi
敬 西
Koji Ide
浩二 井手
Toshihiro Isobe
利弘 礒部
Hitoshi Nishiwaki
均 西脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Krosaki Harima Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Krosaki Harima Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, Krosaki Harima Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2001117227A priority Critical patent/JP2002031485A/en
Publication of JP2002031485A publication Critical patent/JP2002031485A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
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  • Furnace Details (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for microwave drying, capable of obtaining a homogeneous refractory texture from the surface of a block to a back surface by rapidly exhausting a vaporized steam out of a system and suppressing a heat removal from the surface of the block while maintaining high heating efficiency. SOLUTION: The method for microwave drying a monolithic refractory comprises the steps of providing a space of 50 mm or more from a precast block placed on a heat insulator in a heating furnace made of a metal to surround the periphery of the block by a heat insulation board, inserting a hose made of a metal communicating with an exhaust unit into a space between the board and the block, supplying microwaves into the furnace, while suction exhausting, and dielectric heating by the microwave with a heating furnace interior made of the metal placing the block as a cavity resonator in a method for drying the precast block obtained by casting the refractory in a predetermined shape.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、所定形状に流し込
み施工してプレキャストブロック化した不定形耐火物の
マイクロ波乾燥方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for microwave drying an amorphous refractory which has been cast into a predetermined shape and formed into a precast block.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、溶融金属を取り扱う容器には、不
定形耐火物が使用されている。一般的には、溶融金属用
容器内部に中子をセットし、不定形耐火物を流し込み施
工し、一体の状態で、養生、脱枠、乾燥、予熱した後、
溶融金属を受けている。一方、直近では、溶融金属用容
器の種類毎に、耐火物整備機械類を建設するのではな
く、成形、養生、乾燥という単位操作を共通設備で行う
ことによる省力化、並びにプレキャストブロック製造の
一元管理化と超音波や打音検査などで築炉前のプレキャ
ストブロックの品質向上とバラツキ削減による稼働寿命
延長を期待した大型プレキャストブロックによる築炉工
法が発展している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an amorphous refractory has been used in a container for handling molten metal. In general, set the core inside the container for molten metal, pour the irregular shaped refractory, construct, and in one state, cure, deframe, dry, preheat,
Receiving molten metal. On the other hand, most recently, instead of constructing refractory maintenance machinery for each type of molten metal container, the unit operation of molding, curing, and drying is performed by common equipment to save labor, and to integrate precast block production. Furnace construction methods using large precast blocks are expected to improve the quality of precast blocks before furnace construction and to extend the operating life by reducing variations through management and ultrasonic and hammering inspections.

【0003】各単位操作に対するプレキャストブロック
の品質への影響は、乾燥が最も大きい。一般的な乾燥方
法としては、炉に中にセットして、ガスバーナー加熱や
電気炉加熱など、伝導加熱による。しかし、この乾燥方
法によると、耐火物表面からの熱伝導によって、内部が
加熱されるので、必然と温度勾配が発生する。温度勾配
が生じると、背面側ほど発生蒸気圧が大きくなり、それ
によって耐火物組織が粗くなる傾向がある。それによ
り、一体状態で施工した場合に比べ、大差ない品質のブ
ロックしか確保することはできない。特に、大型、厚肉
ブロックの場合は、爆裂の危険も大きく、高耐用化を狙
った緻密質のブロックも爆裂の危険性をはらんだままで
ある。また、伝導加熱の場合、炉内の温度を均一に保つ
ことは困難であり、必然と品質のバラツキが発生しやす
い傾向にある。
Drying has the greatest effect on the quality of the precast block for each unit operation. As a general drying method, it is set in a furnace and conducted by conduction heating such as gas burner heating or electric furnace heating. However, according to this drying method, the inside is heated by heat conduction from the surface of the refractory, so that a temperature gradient is inevitably generated. When a temperature gradient occurs, the generated vapor pressure increases toward the back side, and the refractory structure tends to be coarsened. As a result, it is possible to secure only blocks of the same quality as compared with the case where the blocks are constructed in an integrated state. In particular, in the case of large and thick blocks, the risk of explosion is great, and dense blocks aiming at high durability still have the risk of explosion. In addition, in the case of conduction heating, it is difficult to keep the temperature inside the furnace uniform, and there is a tendency that quality inevitability tends to occur.

【0004】一方、不定形耐火物の乾燥方法として、特
公昭54-32175号公報のようにマイクロ波加熱を利用した
乾燥方法があり、熱風を同時に供給しながらマイクロ波
加熱することも記載されている。しかしながら、マイク
ロ波加熱単独では、一度気化した水蒸気が、プレキャス
トブロック表面や加熱炉の炉壁にて、再凝結し、それが
マイクロ波を吸収するため、加熱効率が極端に低下し、
無駄なマイクロ波エネルギーを消費してしまう。また、
プレキャストブロック表面からの抜熱により、ブロック
内部より、表面ほど温度が低く、大きな温度勾配を生成
し、耐火物品質の劣化を招くこともある。これを防ぐた
めに、熱風を同時に送り込むことが提案されているが、
熱風による熱量は伝導加熱によるものなので、ブロック
表面から内部に向かって必然と温度勾配を形成する。そ
れにより、内部加熱というマイクロ波加熱が損なわれ、
通常のガスバーナー乾燥に比べ、大差ない耐火物品質の
ブロックしか製造できない。
On the other hand, as a method for drying irregular-shaped refractories, there is a drying method utilizing microwave heating as disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-32175, in which microwave heating is performed while simultaneously supplying hot air. I have. However, with microwave heating alone, once vaporized water vapor re-condenses on the surface of the precast block or the furnace wall of the heating furnace, which absorbs microwaves, resulting in extremely low heating efficiency.
Useless microwave energy is consumed. Also,
Due to heat removal from the surface of the precast block, the temperature is lower on the surface than on the inside of the block, a large temperature gradient is generated, and the quality of the refractory may deteriorate. To prevent this, it has been proposed to send hot air at the same time.
Since the amount of heat generated by the hot air is due to conduction heating, a temperature gradient is inevitably formed from the block surface toward the inside. As a result, microwave heating called internal heating is impaired,
Only refractory quality blocks can be produced which are not much different from normal gas burner drying.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、加熱炉内部
に載置したプレキャストブロックの乾燥方法に関するも
のであり、ガスバーナー乾燥など従来の伝導加熱による
乾燥に比べ、耐火物品質を向上させるには、ブロック表
面から背面まで均質な耐火物組織にすることが重要課題
であり、それには、ブロックの厚み方向の温度勾配を大
幅に縮小することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for drying a precast block placed inside a heating furnace, and to improve the quality of refractories compared to conventional drying by conduction heating such as gas burner drying. It is important to make the refractory structure uniform from the surface to the back surface of the block, and to significantly reduce the temperature gradient in the thickness direction of the block.

【0006】そこで、本発明では、気化した水蒸気を迅
速に系外に排出し、高い加熱効率を維持しつつ、ブロッ
ク表面からの抜熱を抑制し、ブロック表面から背面まで
均質な耐火物組織を得ることができるマイクロ波乾燥方
法を提供することを目的とする。
Therefore, in the present invention, the vaporized water vapor is quickly discharged out of the system, the heat removal from the block surface is suppressed while maintaining high heating efficiency, and a uniform refractory structure is formed from the block surface to the back surface. It is an object to provide a microwave drying method that can be obtained.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】係る課題を解決するた
め、本発明の要旨は、下記(1)〜(3)のとおりであ
る。 (1)不定形耐火物を所定形状に流し込み施工したプレ
キャストブロックの乾燥方法において、金属製の加熱炉
内の断熱体上に載置したプレキャストブロックと50m
m以上の空間を設けて断熱ボードでプレキャストブロッ
クの周囲を囲い、断熱ボードとプレキャストブロック間
の空間に排気装置と連通した金属製ホースを挿入し、吸
引排気しながら加熱炉内にマイクロ波を供給し、プレキ
ャストブロックを載置した金属製の加熱炉内部を空洞共
振器として、マイクロ波による誘電体加熱を行うことを
特徴とする不定形耐火物のマイクロ波乾燥方法。 (2)プレキャストブロックの表面温度が40〜120
℃に達してから、吸引排気を開始することを特徴とする
前記(1)記載の不定形耐火物のマイクロ波乾燥方法。 (3)プレキャストブロックの表面温度を連続的に測定
し、プレキャストブロックの表面温度が40〜120℃
の範囲内で、測定温度T(℃)と測定温度の時間変動ΔT
(℃/min.)の関係(T,ΔT)が図1に示すA(40,0)、B(120,
0)、C(120,0.7)及びD(40,2)で囲まれる範囲内となった
後に、吸引排気を開始することを特徴とする(2)記載の
不定形耐火物のマイクロ波乾燥方法。
In order to solve the above problems, the gist of the present invention is as follows (1) to (3). (1) In a method for drying a precast block in which an amorphous refractory is poured into a predetermined shape and constructed, a precast block placed on a heat insulator in a metal heating furnace and 50 m in length are used.
Provide a space of at least m and surround the perimeter of the precast block with a heat insulating board, insert a metal hose connected to the exhaust system into the space between the heat insulating board and the precast block, and supply microwaves into the heating furnace while sucking and exhausting A microwave drying method for an amorphous refractory, wherein dielectric heating by microwaves is performed using the inside of a metal heating furnace on which a precast block is placed as a cavity resonator. (2) The surface temperature of the precast block is 40 to 120
The method of drying microwaves for irregular-shaped refractories according to the above (1), wherein the suction and evacuation is started after the temperature reaches ° C. (3) The surface temperature of the precast block is continuously measured, and the surface temperature of the precast block is 40 to 120 ° C.
Within the range of measurement temperature T (° C) and time variation of measurement temperature ΔT
(° C./min.) (T, ΔT) shown in FIG.
(0), after being within the range surrounded by C (120, 0.7) and D (40, 2), starting the suction and exhaust, the microwave drying method of the irregular shaped refractory according to (2), .

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。プレキャストブロックの周囲を耐火断熱ボードで
囲むことによって、ブロック表面からの熱の出入りが最
小限に抑えられる。プレキャストブロックを載置する断
熱体はアルミナ、シリカ等の耐火煉瓦、断熱ボード等が
好ましい。断熱体の厚さはプレキャストブロックを支え
るため、50mm以上とし、吸収に伴うマイクロ波の損
失を防止するため、500mm以下とすることが好まし
い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. By surrounding the precast block with a fireproof insulation board, heat flow from the block surface is minimized. The heat insulator on which the precast block is mounted is preferably a refractory brick made of alumina, silica, or the like, a heat insulating board, or the like. The thickness of the heat insulator is preferably 50 mm or more to support the precast block, and is preferably 500 mm or less to prevent microwave loss due to absorption.

【0009】また、断熱カバーの材質は耐熱性が要求さ
れるため、アルミナ、シリカ等が好ましく、その厚さは
断熱性を必要とするため、25mm以上とし、吸収に伴
うマイクロ波の損失を防止するため、250mm以下と
することが好ましい。それに対して、従来の熱風を供給
する方法は、ブロック表面から伝導加熱の影響を受け、
ブロック表面の方が温度が高い傾向になる。
Further, since the heat insulating cover is required to have heat resistance, the heat insulating cover is preferably made of alumina, silica or the like. The thickness of the heat insulating cover is required to be 25 mm or more because the heat insulating property is required. Therefore, the thickness is preferably 250 mm or less. In contrast, the conventional method of supplying hot air is affected by conduction heating from the block surface,
The temperature of the block surface tends to be higher.

【0010】乾燥終了時に測定したブロック厚み方向の
温度勾配を図2に示すように、従来は厚さ300mmで
85℃もあったのが、後述する実施例のように本発明に
より15℃まで縮小されることを本発明者らは知見し
た。プレキャストブロックの周囲を耐火断熱ボードで囲
むだけでは、気化した水蒸気が断熱ボードにてトラップ
され、再凝結して、それが再度マイクロ波を吸収するた
め、加熱効率が極端に低下する。それを避けるために
は、何らかの水蒸気の排出方法が必要である。熱風など
の動的な手段によると、ブロック厚み方向の温度勾配発
生原因になるため、静的な手段が望ましい。
As shown in FIG. 2, the temperature gradient measured in the thickness direction of the block at the end of drying was 85 ° C. at 300 mm thick in the past, but was reduced to 15 ° C. by the present invention as in the embodiment described later. The present inventors have found that this is done. If the perimeter of the precast block is simply surrounded by the refractory heat insulating board, the vaporized water vapor is trapped by the heat insulating board and recondensed, and absorbs the microwave again, so that the heating efficiency is extremely reduced. In order to avoid that, some way of discharging water vapor is needed. Dynamic means such as hot air may cause a temperature gradient in the thickness direction of the block. Therefore, a static means is desirable.

【0011】そこで、本発明では、図3に実施態様を示
すように、ブロックと断熱ボードに金属製ホースを3箇
所挿入し、吸引装置で系外に水蒸気を搬出している。金
属ホースの挿入箇所、ホースの径、吸引装置の能力は、
単位時間当たりの最大発生水蒸気量を基に適宜決める必
要がある。ホースの材質を金属に限定する理由はホース
自身がマイクロ波を吸収して、加熱・溶融するのを防止
するためであり、金属として、普通鋼、ステンレス、ア
ルミニウム等を使用できる。
Therefore, in the present invention, as shown in the embodiment in FIG. 3, three metal hoses are inserted into the block and the heat insulating board, and steam is carried out of the system by the suction device. The insertion point of the metal hose, the diameter of the hose, and the capacity of the suction device
It is necessary to appropriately determine the maximum amount of generated steam per unit time. The reason for limiting the material of the hose to metal is to prevent the hose itself from absorbing microwaves and from being heated and melted. As the metal, ordinary steel, stainless steel, aluminum or the like can be used.

【0012】ブロックと断熱ボードに50mm以上の空
間を設けるのは、50mm以下だと金属ホースで水蒸気
が吸引される前に、断熱材に水蒸気がトラップされ、再
凝結して加熱効率低下をもたらすからである。上限は特
に定める必要はないが、150mm以上の空間が空く
と、断熱効果が薄れるので、できれば50〜150mm
が望ましい。
The reason why the space of 50 mm or more is provided between the block and the heat insulating board is that when the space is 50 mm or less, the water vapor is trapped in the heat insulating material before the water vapor is sucked by the metal hose, and re-condenses, thereby lowering the heating efficiency. It is. The upper limit does not need to be particularly defined, but if a space of 150 mm or more is vacant, the heat insulating effect is weakened.
Is desirable.

【0013】マイクロ波を加熱として使用する時には、
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り、厚み方向の均一
加熱性を考慮して、915MHzと2450MHz が望ましい。本発
明に用いるマイクロ波導波管は最大出力が30kWであ
れば発振管にマグネトロン管を使用した915MHz−30k
W装置等で対応できる。しかしながら、マグネトロン管
によるマイクロ波発生原理より、発振管内部の冷却能不
足が起こり、30kW以上の出力を発生するものは現在
製造が困難であることが知られている。代わりに、クラ
イストロン管を使用したマイクロ波装置の適用が可能で
ある。クライストロン管のマイクロ波発生原理より、91
5MHzのものを製造することは困難であるが、2450MHz の
ものは製造可能である。既にクライストロン管を使用し
たマイクロ波加熱装置として存在している最大出力60
KW,120KWのものを使用できる。
When using microwaves as heating,
The Radio Law assigns four types of ISM frequency bands, including 915MHz and 2450MHz, but the greater the frequency, the shallower the penetration into the refractory, taking into account the uniform heating in the thickness direction. 915MHz and 2450MHz are desirable. If the maximum output is 30 kW, the microwave waveguide used in the present invention is a 915 MHz-30 k using a magnetron tube as the oscillation tube.
It can be handled by a W device or the like. However, according to the principle of microwave generation by the magnetron tube, it is known that the cooling capability inside the oscillation tube is insufficient, and it is difficult to manufacture a device that generates an output of 30 kW or more at present. Alternatively, a microwave device using a klystron tube can be applied. From the principle of klystron tube microwave generation, 91
It is difficult to manufacture a 5MHz one, but a 2450MHz one is possible. Maximum output 60 already existing as a microwave heating device using a klystron tube
KW, 120KW can be used.

【0014】ブロックの表面温度が40〜120℃に達
した時点を吸引排気開始にしたのは、40〜120℃に
達した時点から、顕著に水蒸気が発するので、加熱効率
の観点から系外に水蒸気を排出させるため、およびブロ
ック表面からの抜熱を抑制し、温度勾配を15℃/30
0mm以下となる環境をつくって、表面から背面まで均
質な耐火物組織を形成させるためである。40℃に達す
る前に吸引排気を開始すると、温度勾配が大きくなり、
120℃より高い温度に達してから吸引排気を開始する
と、水蒸気の排出が不十分となり均質な耐火物を形成す
る上で好ましくない。好ましくは60〜80℃に達した
時点から吸引排気することとする。
The start of suction and evacuation when the surface temperature of the block reaches 40 to 120 ° C. is because steam is remarkably generated from the time when the surface temperature of the block reaches 40 to 120 ° C. In order to discharge water vapor and to suppress heat removal from the block surface, a temperature gradient of 15 ° C./30
This is for creating an environment of 0 mm or less to form a uniform refractory structure from the surface to the back surface. If the suction and evacuation is started before reaching 40 ° C., the temperature gradient will increase,
If the suction and evacuation is started after the temperature reaches a temperature higher than 120 ° C., the discharge of water vapor becomes insufficient, which is not preferable in forming a uniform refractory. Preferably, suction and exhaust are performed when the temperature reaches 60 to 80 ° C.

【0015】乾燥時間が図1のDとCを結ぶ線より上の場
合、つまり、測定したプレキャストブロックの表面温度
をT(℃)、表面温度の時間変動をΔT(℃/min.)としたと
き、ΔT>3.35e-0.0131Tの場合、不定形耐火物表面の時
間当たりの温度変動が大きく、内部では、局部的に水蒸
気が顕著に発生している部分とまだほとんど水蒸気が発
生していない部分が混在しているため、この時点で、熱
風の投入を開始すると、乾燥終了後に、均質で緻密な組
織を有する不定形耐火物を得ることが困難となる。図1
のAとDを結ぶ線よりも左側の場合、つまり、T<40℃で
は、マイクロ波加熱においても、この温度域ではプレキ
ャストブロック内部からの水蒸気の発生はほとんど認め
られず、乾燥は開始していない。さらに、乾燥効率の点
を鑑みても、この温度域で吸引を開始することは好まし
くない。また、図1のBとCを結ぶ線より右側の場合、つ
まり、T>120℃の場合、すなわち、ブロック表面が120
℃以上に達して時点では、マイクロ波乾燥では内部はさ
らに高温になっており、水蒸気の発生が相当進んだ段階
である。したがって、この温度域に達する間に、乾燥は
かなり進行しており、吸引排気を開始したとしても、そ
の効果はほとんど認められないため、好ましくない。し
たがって、乾燥終了後に、均質で緻密な組織を有する不
定形耐火物を得ることが困難となる。
When the drying time is above the line connecting D and C in FIG. 1, that is, the measured surface temperature of the precast block is T (° C.), and the time variation of the surface temperature is ΔT (° C./min.). When ΔT> 3.35e -0.0131T , the temperature fluctuation per hour on the surface of the amorphous refractory is large, and inside the part where steam is remarkably generated, and almost no steam is generated yet Since the portions are mixed, if the introduction of hot air is started at this point, it is difficult to obtain an amorphous refractory having a homogeneous and dense structure after the drying is completed. Figure 1
At the left side of the line connecting A and D, that is, at T <40 ° C, even in microwave heating, almost no generation of water vapor from inside the precast block was observed in this temperature range, and drying had started. Absent. Furthermore, in view of the drying efficiency, it is not preferable to start suction in this temperature range. Also, in the case of the right side of the line connecting B and C in FIG. 1, that is, when T> 120 ° C., that is, when the block surface is 120
At the time when the temperature reaches ℃ or more, the inside of the microwave drying becomes even higher, and the generation of water vapor has advanced considerably. Therefore, while the temperature reaches this temperature range, the drying is considerably advanced, and even if the suction and exhaust is started, the effect is hardly recognized, which is not preferable. Therefore, it is difficult to obtain an amorphous refractory having a homogeneous and dense structure after drying is completed.

【0016】なお、ΔT=f(T)の曲線の式は、乾燥実験に
より経験的に求めたものである。マイクロ波を用いた乾
燥において、表面温度の時間当たりの温度変動を高精度
に制御するには、電磁界の影響を避ける必要がある。通
常、よく用いる熱電対の利用では、例えば、導線の先端
部分に強い電界が集中し、その近傍に過熱を生じ、断続
的に極めて高い温度に達することもある。これに対し
て、光ファイバー式温度計では、電磁界の影響を避ける
ことができる。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、Canada NORTE
CH FIBRONIC INC.社のモデルNoEMI-TSシリーズ、USA LU
XTRONCORP.社のフロロプチック光ファイバー方式温度
計、Canada FISO TECHNOLOGIESINC.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50〜100m
m程度である。
The equation of the curve of ΔT = f (T) is empirically obtained by a drying experiment. In the drying using microwaves, it is necessary to avoid the influence of the electromagnetic field in order to control the temperature fluctuation per unit time of the surface temperature with high accuracy. Usually, in the use of a thermocouple often used, for example, a strong electric field is concentrated at a tip portion of a conductive wire, overheating occurs in the vicinity thereof, and an extremely high temperature may be intermittently reached. On the other hand, the optical fiber thermometer can avoid the influence of the electromagnetic field. An optical fiber thermometer utilizes the light absorbing effect of a semiconductor crystal bonded to an end face of an optical fiber that can withstand about 400 ° C. in general. Specifically,
The fiber optic thermometer used is Canada NORTE
Model NoEMI-TS series of CH FIBRONIC INC., USA LU
XTRONCORP.'S fluorooptic fiber thermometer, Canada FISO TECHNOLOGIES INC.'S white light Fabry-Perot fiber sensor and the like can be used. The sensor part is usually 1-2mm in diameter, 50-100m in length
m.

【0017】[0017]

【実施例】〔実施例1〕本発明例1として、SUS30
4で構成された巾6m×長さ10m×高さ4.5mの加
熱炉内に、800×1200×300mm厚みのアルミ
ナ−スピネル質不定形材(アルミナ:粒径1mm以上:
20質量%、100μm〜1mm:30質量%、10〜
100μm:20質量%、10μm未満:10質量%、
スピネル:粒径100μm〜1mm:20質量%、)を
流し込み施工したプレキャストブロック6個をセット
し、図に示す加熱炉を用いてマイクロ波加熱して乾燥
した。プレキャストブロックは台車に載せて、加熱炉に
出入りさせる構造となっている。プレキャストブロック
は厚さ260mmのアルミナ−シリカ系断熱煉瓦の上に
載置し、ブロック内背面からの抜熱を防止した。プレキ
ャストブロックと75mmの空間を設け、厚さ50mm
のアルミナ系耐火断熱ボードでプレキャストブロックの
周囲を囲い、耐火断熱ボードとブロック間の空間3箇所
にSS41の内径30mmの金属ホースを差し込み、加
熱炉の外に設けた排気管を通じて、吸引装置につながっ
ており、発生した水蒸気を系外に強制的に排出する仕組
みとした。排気速度は3Nm3/minとした。加熱炉
の外側には、厚さ50mmの1200℃版の断熱性ウー
ル(シリカ系)を貼り加熱炉から系外へ逃げる熱量を最
小限に食い止めた。
[Example 1] As Example 1 of the present invention, SUS30
In a heating furnace composed of 6 and having a width of 6 m, a length of 10 m and a height of 4.5 m, an alumina-spinel irregular shaped material having a thickness of 800 × 1200 × 300 mm (alumina: particle diameter of 1 mm or more:
20 mass%, 100 μm to 1 mm: 30 mass%, 10
100 μm: 20% by mass, less than 10 μm: 10% by mass,
Spinel: particle diameter of 100 μm to 1 mm: 20% by mass), six precast blocks were set, and dried by microwave heating using a heating furnace shown in FIG. 3 . The precast block has a structure in which it is placed on a trolley and moved in and out of the heating furnace. The precast block was placed on a 260-mm-thick alumina-silica-based heat insulating brick to prevent heat removal from the back inside the block. Precast block and 75mm space, 50mm thick
Surround the precast block with an alumina-based refractory heat-insulating board, insert a metal hose with an inner diameter of SS41 of 30 mm into three spaces between the refractory heat-insulating board and the block, and connect to a suction device through an exhaust pipe provided outside the heating furnace. The system has been designed to forcibly discharge the generated water vapor out of the system. The pumping speed was 3 Nm3 / min. On the outside of the heating furnace, a heat insulating wool (silica-based) having a thickness of 50 mm and 1200 ° C. was applied to minimize the amount of heat escaping from the heating furnace to the outside of the heating furnace.

【0018】マイクロ波は2450MHz −18KW装置(3.
0KW/t-ref 相当)を用いて24時間照射した。比較例1
として、断熱性ウール及び排気装置に連通された金属ホ
ースを有するマイクロ波乾燥の代わりに温度200℃、
流量100Nm3 /minの熱風を連続的に供給した。
The microwave is a 2450 MHz-18 KW device (3.
(Equivalent to 0 KW / t-ref) for 24 hours. Comparative Example 1
As a temperature of 200 ° C. instead of microwave drying with insulated wool and a metal hose connected to the exhaust device
Hot air at a flow rate of 100 Nm3 / min was continuously supplied.

【0019】比較例1、本発明例1とも背面温度は110
℃に達し、全ての自由水が抜けていた。圧縮強度で比較
すると、比較例1ではブロック表面部に対して背面部3
0%の強度低下が見られたが、本発明例では表面部に対
して背面部は±10%まで改善され、より均質な耐火物
組織を有するブロックを製造できるようになった。
The back surface temperature of both Comparative Example 1 and Invention Example 1 was 110.
° C and all free water had escaped. In comparison with the compressive strength, in Comparative Example 1, the back surface 3
Although the strength was reduced by 0%, the back side was improved to ± 10% with respect to the front side in the example of the present invention, so that a block having a more uniform refractory structure could be manufactured.

【0020】300mm厚ブロックに対して、比較例1
では乾燥後見掛け気孔率13%以下のブロック乾燥では
爆裂が発生したが、本発明例では10μm以下の超微粉
量を10質量%から30質量%に増加し、施工水分を
6.0質量%から3.9質量%まで減らし、乾燥後見掛
け気孔率8.5%のブロックも爆裂することなく、乾燥
できた。
Comparative Example 1 for a 300 mm thick block
Explosion occurred in block drying with an apparent porosity of 13% or less after drying. However, in the present invention, the amount of ultrafine powder of 10 μm or less was increased from 10% by mass to 30% by mass, and the construction moisture was increased from 6.0% by mass. The block was reduced to 3.9% by mass, and after drying, the block having an apparent porosity of 8.5% could be dried without exploding.

【0021】比較例1によるプレキャストブロックを築
炉した場合の寿命を1.0とすると、本発明例により乾
燥したプレキャストブロックを築炉した場合の寿命では
1.4となり、10μm以下の超微粉分を20質量%増
量し、施工水分量を6.0から3.9質量%に削減した
材料によるプレキャストブロックの場合の寿命では1.
8となった。
Assuming that the life of the precast block according to Comparative Example 1 is 1.0, the life of the precast block dried according to the present invention is 1.4, which is 1.4 μm or less. In the case of a precast block made of a material in which the amount of construction water was increased by 20% by mass and the amount of construction water was reduced from 6.0 to 3.9% by mass, the life was 1.
It was 8.

【0022】〔実施例2〕実施例1と同様のプレキャス
トブロックのマイクロ波乾燥を実施するのに際して、プ
レキャストブロックの表面に、センサー部分の長さ15m
m,直径0.6mmの光ファイバー式温度センサー又は通常の
C/A熱電対を取り付け、この温度の変動を監視しなが
ら、乾燥を実施した。このアルミナ−スピネル質不定形
材の品質に及ぼす乾燥条件の影響に関する検討を行っ
た。本発明例2は、吸引排気開始時の表面温度及び表面
温度の時間変化を、前記(3)に係る本発明の範囲内で
ある80℃で1℃/min.とした場合である。本発明例3は、
同様に120℃で0.5℃/min.とした場合である。本発明例
2及び3では、温度管理に光ファイバーセンサーを使用し
た。本発明例4は、吸引排気開始時の表面温度及び表面
温度の時間変化をそれぞれ80℃で1℃/min.として乾燥
速度は本発明例2と同様であるが、温度管理を、通常のC
/A熱電対を用いて行った場合である。これに対して、参
考例1は、通常のC/A熱電対を用いて温度管理を行い、8
0℃で3℃/min.の温度変化がある時点で吸引排気を開始
した場合であり、前記(1)、(2)の本発明の範囲内
であるが前記(3)の本発明の範囲を外れる試験例であ
る。乾燥後試料の品質及び観察結果を表1に示す。
[Embodiment 2] When microwave drying of a precast block was performed in the same manner as in Embodiment 1, the length of the sensor portion was 15 m on the surface of the precast block.
m, optical fiber type temperature sensor of 0.6mm diameter or normal
Drying was performed while attaching a C / A thermocouple and monitoring the temperature fluctuation. The effect of drying conditions on the quality of the alumina-spinel irregular shaped material was examined. Example 2 of the present invention is a case where the surface temperature at the start of suction and evacuation and the time change of the surface temperature are 1 ° C./min at 80 ° C. which is within the range of the present invention according to the above (3). Invention Example 3
Similarly, it is the case of 0.5 ° C./min at 120 ° C. Example of the present invention
In 2 and 3, an optical fiber sensor was used for temperature control. Inventive Example 4 had a surface temperature at the start of suction and evacuation and a time change of the surface temperature of 80 ° C. at 1 ° C./min., Respectively, and the drying rate was the same as that of Inventive Example 2.
This is the case where the measurement was performed using a / A thermocouple. On the other hand, in Reference Example 1, the temperature was controlled using a normal C / A thermocouple, and 8
This is a case in which the suction and exhaust is started at a time point when there is a temperature change of 3 ° C./min. At 0 ° C. This is a test example that deviates from. Table 1 shows the quality of the sample after drying and the observation results.

【0023】本発明例2及び3では、乾燥後に得られたブ
ロックの上部と中央部の気孔率の差は小さくなり、均質
で高耐用なプレキャストブロックを得ることができた。
温度管理にC/A熱電対を使用した本発明例4では、電界の
影響を受け、十分に温度管理ができなかったため、電界
の影響を受けない光ファイバー式温度センサーを用いた
本発明例2に比べて、上部と中央部の気孔率の差がやや
大きく、本発明例2に比較し、十分に均一な乾燥を行う
ことができなかった。これに対して、参考1では、ブロ
ックの上部と中央部では、本発明例4に比べ気孔率及び
圧縮強度ともにやや差が大きくなり、均一性と高品質の
面でやや劣った。その原因として、吸引排気の開始時の
プレキャストブロックの温度の変動が大きく、ブロック
内で、急速に蒸発が進行している部分とほとんど蒸発が
進んでいない部分が混在していたことが、乾燥後の試料
の品質に影響を及ぼしたと考えられる。
In Inventive Examples 2 and 3, the difference in porosity between the upper part and the central part of the block obtained after drying was small, and a homogeneous and highly durable precast block could be obtained.
In Example 4 of the present invention using a C / A thermocouple for temperature control, in Example 2 of the present invention using an optical fiber type temperature sensor which was not affected by the electric field because the electric field was affected and the temperature could not be controlled sufficiently. In comparison, the difference in porosity between the upper portion and the central portion was slightly large, and it was not possible to perform sufficiently uniform drying as compared with Example 2 of the present invention. On the other hand, in Reference 1, the difference between the porosity and the compressive strength was slightly larger in the upper part and the central part of the block than in Example 4 of the present invention, and the uniformity and the quality were slightly inferior. The reason for this is that the temperature of the precast block fluctuates greatly at the start of suction and exhaust, and there is a mixture of rapidly evaporating parts and hardly evaporating parts in the block. It is considered that the quality of the sample was affected.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明により、爆裂の不安が無く、また
小さな温度勾配で、緻密質、厚肉・大型のプレキャスト
ブロックの高効率乾燥ができる。また、本発明により、
施工体品質の安定と向上をもたらし、強いては溶融金属
用容器の寿命延長をもたらす。
According to the present invention, dense, thick and large-sized precast blocks can be dried efficiently with a small temperature gradient without fear of explosion. Also, according to the present invention,
It brings stability and improvement in the quality of the construction body, and at the same time, prolongs the life of the container for molten metal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明における吸引排気開始時のプレ
キャストブロックの表面温度とその温度変動の関係を示
すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the surface temperature of a precast block at the start of suction and exhaust and its temperature fluctuation in the present invention.

【図2】図2は、本発明によるプレキャストブロックの
厚み方向の温度勾配を従来技術と比較して示すグラフで
ある。
FIG. 2 is a graph showing a temperature gradient in a thickness direction of a precast block according to the present invention in comparison with a conventional technology.

【図3】図3は、本発明を実施する加熱装置の例を示す
垂直面内配置図である。
FIG. 3 is an arrangement plan in a vertical plane showing an example of a heating device embodying the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 康志 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 平 初雄 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 合田 広治 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 松井 泰次郎 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 麻生 誠二 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 嶋 哲男 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 西 敬 千葉県木更津市築地7番地の1 黒崎播磨 株式会社第二製造事業部木更津不定形工場 内 (72)発明者 井手 浩二 千葉県木更津市築地7番地の1 黒崎播磨 株式会社第二製造事業部木更津不定形工場 内 (72)発明者 礒部 利弘 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎播磨株式会社第二製造事業部八幡不定 形工場内 (72)発明者 西脇 均 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎播磨株式会社内 Fターム(参考) 3K090 LA00 NA06 PA04 3L113 AA03 AC12 AC43 AC64 BA01 CA08 DA01 4K051 LG03 4K063 BA08 CA01 FA31  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yasushi Tsutsui 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Hatsuo Taira 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Japan-made Within the Technology Development Division of the Iron & Steel Company (72) Koji Aida 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Seiji Aso 1 Nishinosu, Oita, Oita Prefecture Nippon Steel Corporation Oita Works (72) Inventor Tetsuo Shima 20-Shintomi, Futtsu City, Chiba Prefecture 1 Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Takashi Nishi 1 Kukisaki Harima, 2nd Manufacturing Division, Kisarazu Shimizu, 7-7 Tsukiji, Kisarazu-shi, Chiba (72) Inventor Koji Ide 1 at 7 Tsukiji, Kisarazu-shi, Chiba Prefecture Kurosaki Harima Co., Ltd. 2nd Manufacturing Division Kisarazu Irregular Shaped Factory (72) Inventor Toshihiro Isobe 1st Higashihama-machi, Yawata-nishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture No. 1 Kurosaki Harima Co., Ltd. Second Manufacturing Division Yawata Indeterminate Plant (72) Inventor Hitoshi Nishiwaki No. 1-1 Higashihama-cho, Yawata-nishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka F-term in Kurosaki Harima Co., Ltd. 3K090 LA00 NA06 PA04 PA04 3L113 AA03 AC12 AC43 AC64 BA01 CA08 DA01 4K051 LG03 4K063 BA08 CA01 FA31

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不定形耐火物を所定形状に流し込み施工
したプレキャストブロックの乾燥方法において、金属製
の加熱炉内の断熱体上に載置したプレキャストブロック
と50mm以上の空間を設けて断熱ボードでプレキャス
トブロックの周囲を囲い、断熱ボードとプレキャストブ
ロック間の空間に排気装置と連通した金属製ホースを挿
入し、吸引排気しながら加熱炉内にマイクロ波を供給
し、プレキャストブロックを載置した金属製の加熱炉内
部を空洞共振器として、マイクロ波による誘電体加熱を
行うことを特徴とする不定形耐火物のマイクロ波乾燥方
法。
In a method for drying a precast block in which an amorphous refractory is poured into a predetermined shape and constructed, a precast block placed on a heat insulator in a metal heating furnace and a space of 50 mm or more are provided and a heat insulating board is provided. Insert a metal hose that communicates with the exhaust device into the space between the heat insulation board and the precast block, surround the perimeter of the precast block, supply microwaves into the heating furnace while sucking and evacuating, and place the precast block on the metal. Microwave heating of an amorphous refractory, wherein microwave heating is performed using the inside of the heating furnace as a cavity resonator.
【請求項2】 プレキャストブロックの表面温度が40
〜120℃に達してから、吸引排気を開始することを特
徴とする請求項1記載の不定形耐火物のマイクロ波乾燥
方法。
2. The precast block has a surface temperature of 40.
2. The method for microwave drying amorphous refractories according to claim 1, wherein the suction and evacuation is started after the temperature reaches ~ 120 ° C.
【請求項3】 プレキャストブロックの表面温度を連続
的に測定し、プレキャストブロックの表面温度が40〜
120℃の範囲内で、測定温度T(℃)と測定温度の時間
変動ΔT(℃/min.)の関係(T,ΔT)が図1に示すA(40,0)、
B(120,0)、C(120,0.7)及びD(40,2)で囲まれる範囲内と
なった後に、吸引排気を開始することを特徴とする請求
項2記載の不定形耐火物のマイクロ波乾燥方法。
3. The surface temperature of the precast block is continuously measured, and the surface temperature of the precast block is 40 to
Within the range of 120 ° C., the relationship (T, ΔT) between the measured temperature T (° C.) and the time variation ΔT (° C./min.) Of the measured temperature is A (40, 0) shown in FIG.
The irregular shaped refractory according to claim 2, wherein the suction / exhaust is started after being within the range surrounded by B (120, 0), C (120, 0.7) and D (40, 2). Microwave drying method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101092889B1 (en) 2009-09-30 2011-12-12 주식회사 엠투 Continuous firing furnace
JP2016151047A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 Jfeスチール株式会社 Method of drying iron production auxiliary material

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KR101092889B1 (en) 2009-09-30 2011-12-12 주식회사 엠투 Continuous firing furnace
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