JP2000054015A

JP2000054015A - 溶銑容器の寿命延長方法

Info

Publication number: JP2000054015A
Application number: JP10222816A
Authority: JP
Inventors: Ryusuke Yamaguchi; 竜介山口; Momoki Kamo; 百紀加茂
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミ灰を溶損防止剤として活用することによ
り、低コストで大きい効果が得られる溶銑容器の寿命延
長方法を提供する。【解決手段】耐火れんが３で内張りされた溶銑容器の敷
を、アルミ灰１で覆う。アルミ灰の稼働面側には溶銑容
器内の輻射熱でアルミ灰成分であるＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ
₂の焼結層２が形成されるとともに、アルミ灰中の金属
Ａｌと空気とが反応して形成されるＡｌＮが耐溶銑性を
有し敷の耐火れんが３の溶損を防止すると思われる。こ
の方法により、従来６３０〜６８０チャージであった溶
銑容器の寿命を１０００〜１１００チャージ以上に延長
できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑容器の寿命延
長方法に係り、特に、その内張り耐火材自体には手を加
えずに大幅な寿命延長が果たせる低コストな溶銑容器の
寿命延長方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉で吹製された高温の溶銑を搬送する
容器として、トピードカーや溶銑鍋等の溶銑容器が用い
られている。溶銑容器は溶銑を製鋼炉内へチャージする
のに繰り返し使用される。その内張り耐火物として、一
般に安価なケイ石質れんがや、ろう石質れんが等が使用
されている。こうした溶銑容器の耐溶損性を高めて耐用
回数（寿命）を向上させる技術が、従来から種々提案さ
れている。

【０００３】例えば特公昭６０−４７５１２号公報（従
来例１）には、取鍋の側壁の上部内張りをジルコン質耐
火れんが、下部内張りをろう石質耐火れんがとした場合
の境界部のクッション耐火れんがの組成を、上下に斜め
に区切り上斜め半分をジルコン質、下斜め半分をろう石
質と二種類の耐火物で構成することにより、境界部分に
おける上下のれんがの溶損状態の均衡を維持し、これに
よりろう石質耐火れんがの局部的損傷を防止を図ったも
のが開示されている。また、特開平６−１１６０１８号
公報（従来例２）には、溶融金属容器内張り用焼成れん
がとして、炭化ケイ素；３〜４０％、残部がろう石原料
を主材とする配合物に無機質バインダを添加し、混練，
成形後、６００〜１２００℃で焼成することにより、酸
化劣化がなく、また急激な膨張による迫り割れも生じな
いものを形成し、これを用いて容器の耐用寿命を延長す
る技術が開示されている。

【０００４】一方、特開平６−１８４６１４号公報（引
用例３）には、２基の転炉の一方を溶解，溶融還元炉と
し、他方を脱炭精錬炉として用いる転炉操業に当たり、
その転炉への溶湯の装入に用いる装入容器について、脱
燐溶銑の受銑と粗溶鋼の受鋼とを、１以上の複数回毎に
交互に繰り返して使用することにより、容器内壁への地
金付着量を抑制し、内張り耐火物の損耗を抑制して、装
入容器の寿命を向上させる技術が開示されている。

【０００５】また、特開平５３−１２０６１８号公報
（引用例４）には、製鋼用取鍋れんがの溶損防止方法と
して、ＳｉＯ₂；５０〜８５％、Ａｌ₂Ｏ₃；１０〜３
０％、ＺｒＯ₂；３〜１０％、ＣａＯ；５〜１０％から
なる溶損防止剤を受鋼前又は受鋼中の取鍋に供給するこ
とにより耐用回数を増加する方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術は、それぞれ次のような問題点を抱えている。
すなわち、第１及び第２の従来技術の場合は、いずれも
容器内張りの耐火材自体を改善してその耐用寿命を延長
するものであり、新しい耐火材の製造，その耐火材によ
る容器内張りの張り替えが必要でコスト増加を招く。

【０００７】一方、従来例３の場合は、溶銑容器の使用
方法を改善して内張り耐火物の損耗を抑制し、容器の寿
命を向上させるものであるからコストアップにはならな
いが、適用範囲が限定されてしまう。

【０００８】これらに対し、引用例４は溶損防止剤を取
鍋に供給することにより耐用回数を増加するというもの
であるから、内張り耐火材自体はそのまま使用できる
し、適用できる範囲も広い。しかし、当該溶損防止剤は
組成を限定した製造品であり、なかでも高価なＺｒＯ₂
を必須の成分としていることからコストアップは避けら
れない。

【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するべくなされたものであり、アルミニウム（Ａ
ｌ）の電解製錬で生成されるＡｌ滓（Ａｌ灰）を溶損防
止剤として活用することにより、低コストで大きい効果
が得られる溶銑容器の寿命延長方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る溶銑容器の寿命延長方法は、耐火
れんがで内張りされた溶銑容器の敷をアルミ灰で覆うこ
とを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明である溶銑容器の寿命延長方法において、
溶銑容器の敷をアルミ灰で覆い、輻射熱下に４時間以上
待機した後、次回溶銑の容器内装入を開始することを特
徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本願発明者らは、溶銑容器の寿命
を低コストで延長できる技術開発が実現すれば、実用上
極めて有用であるとの見地から、従来、溶鋼やスラブ等
の脱酸材として使用されているＡｌ灰中のＡｌ₂Ｏ₃の
耐火材としての機能に着目し、これを積極的に溶銑容器
の溶損防止剤として活用することを検討した結果、本発
明をなすに至ったものである。

【００１３】Ａｌ灰は、金属Ａｌ；３０〜５５（重量）
％、Ａｌ₂Ｏ₃；１０〜５０％、ＳｉＯ₂；１５％以下
の成分組成を有する。このＡｌ灰を取鍋湯当たり部の補
修に使用する前と使用後とにおける組成をＸ線回析によ
り同定した結果を、表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】但し、使用後品Ｂの場合は、稼働面側のみ
を示している。この回析によれば、補修に使用する前
（未使用品）は、金属Ａｌが主で、その他の成分として
スピネルが認められる。これに対して、補修に使用した
後（使用後品）は、金属Ａｌが全般的に減少しており、
一方とくに稼働面側においてＡｌＮが増加している。こ
れは稼働面で空気に触れた金属ＡｌがＡｌＮに変化した
ものと考えられる。スピネルやＡｌＮが耐火材として機
能するメカニズムはこの結果からは明らかでないが、そ
れらが耐溶銑性に優れていることは一般的に知られてい
る。そしてこれらスピネルやＡｌＮが「疑似」耐火物と
なって機能しているものと考えられる。

【００１６】本発明にあっては、このようなＡｌ灰の有
する耐火機能を、溶銑容器の寿命延長に積極的に活用す
る。特に、当該容器の側壁及び敷を保護する内張り材の
うち損耗し易い敷の内張り材の耐火性を増強すること
で、容器全体の寿命を延長させるものである。

【００１７】例えば、後述のように、側壁，敷を全てろ
う石質耐火れんがで内張りした溶銑鍋の敷を、Ａｌ灰で
覆って敷の耐火性を向上させることにより、従来は、敷
の損耗により左右されていた（敷律速）溶銑容器のチャ
ージ回数（容器内の溶銑を製鋼炉へ移しかえる回数）即
ち寿命を、大幅に延長させることができた。かくして、
本発明によれば、容器内張り耐火材自体は従来のままで
も、大幅な寿命延長を果たすことができる。但し、本発
明が適用できるのは、容器内容物が無酸素の溶銑の場合
に限られる。その理由は、酸素を含んだ溶鋼では、Ａｌ
灰中の金属Ａｌが溶鋼中の酸素と反応して高温となり過
ぎるためである。

【００１８】溶銑鍋の敷をＡｌ灰で覆う具体的方法とし
ては、例えばＡｌ灰を袋詰めにして、その袋ごと手投げ
で溶銑容器内へ投入する。袋が破れてＡｌ灰が容器の敷
の上に広がる。これを容器の敷の耐火れんがの面が見え
なくなるまで繰り返して、容器の敷をＡＬ灰で覆えばよ
い。もっとも、Ａｌ灰層の形成は、必ずしも溶銑容器の
敷の全面に対し行うものとは限らない。必要に応じて、
補修したい部分のみにＡｌ灰層を形成することも可能で
ある。

【００１９】Ａｌ灰投入は、例えば３００回程度チャー
ジを行った以降でよく、その後１００チャージ程度毎に
Ａｌ灰の投入を実施するのがよい。勿論、容器の使用開
始直後から投入を実施してもよいが、その場合は容器の
敷の耐火物厚みが見かけ上増大することで、容器の溶銑
装入量が減少することに注意を払う必要がある。また、
投入のタイミングとしては、溶銑容器から製鋼炉内への
チャージ終了直後が好ましい。チャージ直後の溶銑鍋内
張り耐火物の表面温度は７００〜１１００℃あり、投入
されたＡｌ灰中のＡｌ₂Ｏ_3,ＳｉＯ₂がその高温で焼結
される。すなわち、図１に示すように、投入Ａｌ灰の層
１の稼働面側（表面側）は容器壁の輻射熱に曝されて薄
い焼結層２が形成され、背面側は接触した敷の内張り耐
火れんが３の熱で厚い焼結層４が形成されるものと思わ
れる。

【００２０】しかして、Ａｌ灰の層１が、耐火材として
有効に機能するためには、敷表面のＡｌ灰層が容器内へ
の溶銑装入で流されてしまわない程度に、稼働面側の層
表面が焼結する必要がある。本願発明者らは、稼働面側
にそのような焼結層２が形成されるには、溶銑鍋内張り
耐火物の表面温度７００〜１１００℃の範囲で最低４時
間の待機時間が必要なことを実験から見いだした。表面
温度７００℃未満では稼働面側に溶銑装入で流されない
程度の焼結層２が形成されにくく、一方、溶銑温度は通
常１２５０〜１３００℃であり、溶銑装入後の表面温度
が１１００℃を超えることはまれである。

【００２１】したがって、本発明の溶銑容器の寿命延長
方法にあっては、良好な結果を得るため、溶銑容器の敷
をアルミ灰で覆った後、前記温度範囲において４時間以
上経過してから溶銑を容器内へ装入することが望まし
い。

【００２２】なお、溶銑容器の敷の内張りれんが層の厚
みが２０ｍｍ以下になった後では、Ａｌ灰で覆っても寿
命延長効果はないことが実験的に確認された。これは、
薄くなった耐火れんがが熱でスポーリングするためと推
定される。（実施例）以下に、本発明の本発明の効果を確認するべ
く行った比較実験を説明する。

【００２３】試料の溶銑容器として、側壁，敷を全てろ
う石質耐火れんがで内張りした溶銑鍋を用いた。実施例
では、この溶銑鍋で３００回のチャージを行った直後
に、敷の耐火れんが面上に、先に述べた方法でＡｌ灰を
投入して、敷のれんが面が見えぬように全面をアルミ灰
で覆った。その状態で４時間待機した後、溶銑鍋に溶銑
を装入した。溶銑を貯えたその溶銑鍋を搬送して、鍋内
の溶銑を転炉にチャージした。空にした溶銑鍋にＡｌ灰
を投入することなく直ちに新たな溶銑を装入し、転炉に
チャージすることを１００回繰り返した。そして、１０
０チャージ終了直後の溶銑鍋に上記同様にＡｌ灰を投入
して敷のれんが面が見えぬように全面をアルミ灰で覆い
４時間待機した。その後、溶銑鍋に溶銑を装入して次の
サイクルのチャージを１００回実施し、再びＡｌ灰を投
入して４時間待機後、さらに次次回のサイクルのチャー
ジを繰り返す。この工程を繰り返しつつ、容器の内張り
の耐火れんがに損傷が認められるまで継続した。以上の
実験を複数回行なったところ、いずれも合計１０００〜
１１００チャージを繰り返したとき、容器内側壁の内張
り耐火れんがの損傷を認めた。上記の実験において、溶
銑鍋内張り耐火れんがの表面温度の実測値は９００〜１
０００℃であった。

【００２４】一方、比較例として同様の溶銑鍋を用い、
Ａｌ灰の投入は全く行わずにチャージを繰り返し行った
ところ、６３０〜６８０チャージで容器内張り耐火れん
がの敷に損傷を認めた。すなわち、比較例の溶銑鍋の寿
命は６３０〜６８０チャージであったのに対し、実施例
のそれは１０００〜１１００チャージと大幅に延長され
た。しかも、比較例が敷律速であったのに対し、実施例
では壁律速で、敷の耐火物には損傷は認められず、壁の
内張り耐火れんが層の厚さを増やせば、溶銑鍋の寿命は
さらに延びるといえる。

【００２５】表２に、参考として、上記実施例における
使用前後のＡｌ灰について行ったＩＣＰ分光分析による
多元素同時定量試験の分析結果を示した。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐火れんがで内張りされた溶銑容器の内張り耐火材自体
には手を加えずに、敷をアルミ灰で覆うという簡単な方
法で、溶銑容器の大幅な寿命延長が実現するという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶銑容器の寿命延長方法の態様を説明
する模式断面図である。

【符号の説明】

１Ａｌ（アルミ）灰２Ａｌ灰の稼働面側の焼結層３内張り耐火れんが４Ａｌ灰の背面側の焼結層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K013 CF13 CF19 4K014 AD04 4K051 AA06 AB05 BD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火れんがで内張りされた溶銑容器の敷
をアルミ灰で覆うことを特徴とする溶銑容器の寿命延長
方法。
【請求項２】溶銑容器の敷をアルミ灰で覆い、輻射熱
下に４時間以上待機した後、次回溶銑の容器内装入を開
始することを特徴とする請求項１に記載の溶銑容器の寿
命延長方法。