鉄を作る釜は何でできているのですか？

質問

中学校の理科の教師をしている者です。生徒から、鉄を作る釜（溶鉱炉）は何でできているのか、その釜は熱で溶けることはないのか。その釜の金属を作るときはどんな釜を使うのか、と質問があって困っています。教えて下さい。

回答No.7

tetujin3 · ベストアンサー

回答遅くなりました。セラミックスの作り方ですか？またまた，緊張します。
セラミックス（耐火レンガ）の作り方としては，アルミニウムが酸化したアルミナ（融点2000℃）を例に説明します。
アルミナは，ボーキサイトなどの鉱物から水酸化アルミとして回収し，これを
高温で焼くことにより，砂として得ることができ，粉状のアルミナが市販されています。
これをレンガに成形するには，水とバインダー（粘結材）を混ぜて粘土状にして
型枠に入れて行います。このバインダーは企業秘密の塊なのですが，セメントなどの乾燥すれば固まるものが多く用いられます。この際，不純物が入れば，レンガの融点（溶ける温度）が低下するので，できるだけ純度を落とさないことが高融点のレンガを作るコツです。
（ただし，高炉の外側など，比較的温度が低い部分に使われるレンガは，さほど高融点であることを要求されないので，安い石英の砂などを混ぜてコストを下げて作られます。・）
さて，型枠から取り出したあと，水分を乾燥させて，しっかり固まったら，今度は本焼きです。電気炉に入れて所定の温度（1600℃程度）にじっくり時間をかけて温度を上げ，レンガを焼きます。このように高温で焼かないと，レンガの強度が出ないことと，水分（結晶水）が残っていると，溶けた鉄と接触して水蒸気爆発などの事故を起こすので，重要なポイントです。

レンガのグレードによって，高アルミナレンガ，アルミナと石英のレンガ，マグネシアレンガ,マグネシアとクロミアのレンガなど目的に応じて使い分けがされます。

回答No.6

risunotorasan

蛇足です。
＃５さんの火を落とすで思い出しました。

阪神大震災の折、神戸製鋼所の溶鉱炉の火を落とすな！との事で「プロジェクトーX」で放送されました。

高炉の火が何らかの事態で消えた場合、その高炉は鉄の塊になってどうすることも出来ないそうです。

その時は解決したとの放送内容でした。

回答No.5

ss79

溶鉱炉の内壁は他のご回答にあるとうり耐火煉瓦で内貼りされます。
この耐火煉瓦は高熱のため次第に熔解しますから時々溶鉱炉の火を落とし冷却してから補修したり、新たな耐火煉瓦で内壁を作り直します。

融けた耐火煉瓦はスラグという熔解滓として溶鉄の表面に浮いて分離します。

回答No.4

noname#160321

詳細な説明が黒崎播磨株式会社様のページに出ていたので貼り付けます。
これは「転炉」の図ですが、他のリンクに電炉その他の構造も出ています。
品川白煉瓦様のページなども見て下さいね。

参考URL：

http://www.krosaki.co.jp/industry/refrect/tenro1.html

回答No.3

tetujin3

専門的な回答・・・緊張します・・・
商用で作る場合と，実験室的に作る場合（目的に応じて）で異なります。

製鉄所で鉄を作る場合
　マグネシア（マグネシウムが酸化したもの：融点3000℃），アルミナ
(アルニウムが酸化したもの：融点2000℃），シリカ（シリコンが酸化したもの：融点1600℃）などのセラミックスで作られた耐火レンガが用いられます。
この鉄を溶かす釜は，コークスと空気の燃焼を利用した「高炉」が用いられたり，電気のスパークを利用して発熱させる「電気炉」などがあります。
また，耐火レンガは機械的に摩耗しやすいので，溶けた鉄にえぐられて穴があき，湯（溶けた鉄のことです：温度1600℃）が漏れてしまうことがあります・・重大事故です・・

実験室で作る場合
　目的に応じて，鉄の純度が必要となる場合が多いので，電磁石を使って浮遊させて溶解したり，タンタルやタングステンなどの高融点金属（融点2000℃以上）のルツボ（釜）を利用して溶解します。
これらの高融点金属は硬くて加工が難しいのですが，溶かすときは水冷した銅のルツボを利用します。

お礼

専門的なお答えありがとうございます。セラミックスの作り方も教えていただけないでしょうか。

回答No.2

kaoru-chan

多分もっと専門的な回答が寄せられると思います。

溶鉱炉は「鉄」の外壁で作られています。内壁には耐火煉瓦が張られています。

中学の理科の教師？　溶鉱炉の図で教えれば良いのでは？

お礼

その耐火煉瓦はどのようにしてつくるのでしょうか。熱を加えてつくるとなると、かなりの高温になると思いますが…。

回答No.1

risunotorasan

溶鉱炉の釜は耐火煉瓦を使用しているはずです。
スペースシャトルの表面にも張ってあるような素材。

詳しい構造などは、知りませんが…。

お礼

耐火煉瓦というものがあるのですか。ありがとうございます。