JP2000073117A - 真空脱ガス炉用浸漬管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目地の存在による問題が生じることがなく、
溶鋼へのカーボンピックアップを抑えることができ、か
つ、熱伝導率が低くなることで支持用金属枠の膨張，変
形を抑制することができ、その上、浸漬管外周部のキャ
スタブル耐火物を透過してきた窒素ガス（大気中から侵
入の窒素）がスリーブ状耐火物の組織内に侵入するのを
防止することができる真空脱ガス炉用浸漬管を提供する
こと。 【解決手段】 カーボン含有量７％のマグネシア・カー
ボンれんがで形成させたスリーブれんがの外周表面に
「ムライト 50％，フリット 30％，炭化珪素 10％，珪
酸ソーダ10％」からなる塗装膜１６を施し、これを内筒
部耐火物１１として、円筒形状の支持用金属枠１３を埋
設した円筒状不定形耐火物１２の内側に位置させた真空
脱ガス炉用浸漬管

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空脱ガス炉用浸
漬管、特に、耐用性が改善された真空脱ガス炉用浸漬管
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＲＨ用の耐火物としては高温での
耐食性に優れるマグネシア−クロムれんが（以下、「マ
グクロれんが」という）が一般に使用されている。ＲＨ
の浸漬管部は、溶鋼への浸漬によって高温下に曝され、
脱ガス処理が終了した後には溶鋼から引き上げられて大
気に曝されるという、非常に厳しい温度変化の環境下で
使用される。

【０００３】図３（ａ）は、従来のＲＨの浸漬管の縦断
面図を示すものである。一般に、ＲＨの浸漬管は、円筒
形状の支持金物３３の外周部に不定形耐火物（アルミナ
キャスタブル）３２を施工し、溶鋼流に直接接触する内
筒部には分割構造の内筒部耐火物（マグクロれんが）３
１を施工して形成する構造となっている。

【０００４】図３（ｂ）は、従来の内筒部用耐火物３
１’の横断面図を示すものである。内筒部用耐火物３
１’は、一般に、分割構造の状態（例えば、円周方向に
分割した形状のマグクロれんがを円筒形状に組み上げた
状態）で浸漬管にセットされている。内筒部用耐火物３
１’の分割状態の耐火物（マグクロれんが）同士は、モ
ルタルで接着されており、内筒部用耐火物３１’の分割
状態の耐火物（マグクロれんが）を円筒形状に組み上げ
るにはかなり厳密な寸歩精度が要求される。

【０００５】また、特開平2-25513号公報には、ＲＨの
還流管部内での溶鋼の上昇流、下降流が激しく、特に上
昇流においては還流管部れんがの内側が上部に引っ張ら
れ、その目地部に溶鋼が差し込み溶損が促進される等の
問題を解決するために、一体構造を有するＭｇＯ−Ｃ質
などの炭素含有れんがのスリーブれんがを還流管部に使
用する手法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の厳密な寸歩精度
を実現して円筒形状に組み上げたマグクロれんがは、浸
漬管の内筒部に施工され、実使用されるが、その際に次
の問題点がある。 1)モルタルによるマグクロれんが同士の接着が十分でな
いと、運搬中や浸漬管への施工の際に振動,衝撃,自重等
によって、円筒形状の構造物が崩れてしまう場合があ
る。 2)目地部へのモルタル施工が不十分で空隙が目地部に存
在した状態で使用された場合、目地への地金，スラグの
侵入が発生し、目地の先行的な損傷によって浸漬管の耐
用が大幅に低下することがある。 3)目地部へのモルタル施工が十分なされている場合で
も、マグクロれんがよりも目地部の方が耐食性に劣るこ
とは避けられず、必然的に目地部の先行損耗が進行し、
浸漬管の耐用を律速している。 4)目地部の先行損耗は、地金，スラグの侵入を誘発し、
厳しい加熱冷却の温度変化条件下で、マグクロれんがの
剥離損耗を助長する。 5)目地が存在するために、浸漬管外周部から耐火物を通
して侵入してくる窒素ガス（大気中の窒素）が容易に内
筒部耐火物の目地部を通過して溶鋼と接触し、溶鋼への
窒素のピックアップを助長する。

【０００７】また、上記公報に記載の還流管部に使用し
ていたスリーブれんがを浸漬部に使用する場合には、次
のような問題点がある。 6)従来のＭｇＯ−Ｃれんがは、一般的にカーボンを10％
以上含有しており、浸漬管の内筒部に使用した場合、溶
鋼へのカーボンピックアップが問題となることがある。 7)従来のＭｇＯ−Ｃれんがは、一般的にカーボンを10％
以上含有しており、熱伝導率が高く溶鋼の熱を支持用金
属枠に伝えやすい。そのため浸漬管の内筒部に使用した
場合、浸漬管下部の支持用金属枠が膨張，変形して外側
に広がり、浸漬管構造が崩壊しやすくなる。 8)一体構造のスリーブれんがは、目地を有していないた
めに、浸漬管の内筒部に使用した場合、浸漬管外周部か
ら侵入してくる窒素ガス（大気中の窒素）は溶鋼流に到
達しにくくなるが、しかし、スリーブれんがの組織中を
拡散，透過するガスは、稼働面に到達して溶鋼流に溶解
するため、窒素ピックアップの問題は残される。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、上記1)〜5)に記
載のような、目地の存在による問題が生じることがない
真空脱ガス炉用浸漬管を提供することである。本発明
は、更に、溶鋼へのカーボンピックアップを抑えること
ができ、かつ、熱伝導率が低くなることで支持用金属枠
の膨張，変形を抑制することができる真空脱ガス炉用浸
漬管を提供することである。本発明は、その上、浸漬管
外周部のキャスタブル耐火物を透過してきた窒素ガス
（大気中から侵入の窒素）がスリーブ状耐火物の組織内
に侵入するのを防止することができる真空脱ガス炉用浸
漬管を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、 ・浸漬管の内筒部用耐火物として一体構造のスリーブ状
耐火物（図１ｂ）を使用することにより、上記1)〜5)の
問題が著しく改善されること。 ・スリーブ状耐火物として炭素含有耐火物を使用するこ
とにより、耐熱スポーリング性が格段に向上してスポー
リングが軽減され、また、耐火物目地部へのスラグや地
金の侵入が完全に防止できるため、従来のマグクロれん
がで問題となる構造スポーリングも防止されること。 ・スリーブ状耐火物としてカーボン含有量が10％未満の
炭素含有耐火物を用いることで、溶鋼へのカーボンピッ
クアップを抑えることができ、かつ、熱伝導率が低くな
ることで支持金物の膨張，変形を抑制することができる
こと。 ・スリーブ状耐火物を２層以上から構成し、内側の耐火
物よりも熱伝導率の低い材質を外側に形成することによ
り、溶鋼熱の支持用金属枠への伝播を抑制して支持用金
属枠の膨張，変形を抑制し、浸漬管構造の崩壊を防止す
ることができること。 ・スリーブ状耐火物の外周表面および／または底部表面
に、低融点物を含んだ塗装膜を施すことにより、この塗
装膜が高温下で溶融してスリーブ外周表面，底部表面に
完全に密着，被覆する作用が生じ、浸漬管外周部のキャ
スタブル耐火物を透過してきた窒素ガス（大気から侵入
の窒素）がスリーブ状耐火物の組織内に侵入するのを防
止することができ、その結果、窒素ガスが溶鋼流へと到
達しにくくなり、浸漬管からの窒素ピックアップの問題
が改善されること。その際、スリーブ状耐火物に炭素含
有耐火物を使用する場合には、塗装膜は、酸化防止剤と
しても作用し、侵入してきた大気によるスリーブ外周表
面の酸化損傷を防止することができること。 ことを見いだし、本発明を完成したものである。

【００１０】即ち、本発明に係る真空脱ガス炉用浸漬管
は、「支持用金属枠を埋設した不定形耐火物の内側の内
筒部耐火物を、一体構造のスリーブ状耐火物で形成した
ことを特徴とする真空脱ガス炉用浸漬管」（請求項１）
を要旨（発明を特定する事項）とし、特に、 ・前記スリーブ状耐火物が、カーボン含有量10％未満の
ＭｇＯ−Ｃれんがであること（請求項２）、 ・前記スリーブ状耐火物が、２層以上からなり、かつ内
側の耐火物よりも熱伝導率の低い耐火物が、外側に形成
されていること（請求項３）、 ・前記スリーブ状耐火物の外周表面および／または底部
表面は、低融点物を含んだ塗装膜が施されていること
（請求項４）、 を特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、真空脱ガス炉用浸漬管
の内側の内筒部耐火物を、一体構造のスリーブ状耐火物
で形成したことを特徴とする発明である。

【００１２】スリーブ状耐火物としては、炭素含有耐火
物を使用することが好ましいが、マグネシア・クロム
質，マグネシア・スピネル質，アルミナ・スピネル質，
スピネル質，アルミナ・マグネシア質など公知の耐火物
も使用することができる。

【００１３】使用する炭素含有耐火物としては、マグネ
シア・カーボン質，アルミナ・カーボン質，スピネル・
カーボン質などを、必要に応じて選択することができ
る。例えば、特開平9-309762に示されるようなマグネシ
ア96重量％、黒鉛4％、アルミニウム1％、炭化硼素0.3
％、ピッチ粉0.5％からなる低カーボン質のマグネシア
・カーボン耐火物等をスリーブ材質として使用すること
ができる。スリーブ状耐火物として炭素含有耐火物を使
用する場合には、カーボン含有量は10％未満が好まし
く、7％以下であることがより好ましい。もし、炭素含
有耐火物におけるカーボン含有量が10％以上であるとき
には、溶鋼へのカーボンピックアップを抑えることがで
きないし、また、熱伝導率が低くならないので支持用金
属枠の膨張，変形を抑制することができない。

【００１４】スリーブ状耐火物を２層以上から構成する
ことができる。そのような多層構造スリーブ状耐火物に
使用する耐火物材料は任意であるが、内側よりも外側の
熱伝導率が低いことが必要である。その組み合わせとし
ては、例えば、「内側にカーボン含有量８％のマグネシ
ア・カーボン質、外側にカーボン含有量２％のマグネシ
ア・カーボン質」あるいは「内側にカーボン３％のアル
ミナ・カーボン質、外側にマグクロ質」あるいは「内側
にスピネル質、外側にジルコン質」等、種々の材質適用
が可能である。

【００１５】スリーブ状耐火物表面に施す低融点物を含
む塗装膜は、特に限定されるものではないが、使用温度
で溶融し、スリーブ状耐火物表面を覆うものであること
が必要がある。特に、500〜1100℃の温度で溶融し、ス
リーブ状耐火物と一体化して被膜を形成するものがより
好ましい。

【００１６】この種の塗装膜として、珪酸塩，リン酸
塩，マグネシウムやクロムなどの高融点物，シリカ，ム
ライト，アルミナ，ジルコニア，酸化硼素，炭化硼素，
珪素，ガラス化物（フリット），炭化珪素，黒鉛，カー
ボンなどを含むものを挙げることができる。例えば、ム
ライト 50％，フリット 30％，炭化珪素 10％，珪酸ソ
ーダ 10％からなるものが好ましい。

【００１７】以下において、本発明の実施の態様を図面
を参照して、詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明に
係る真空脱ガス炉用浸漬管の一実施の態様を示す浸漬管
の縦断面図であり、図１（ｂ）は、本発明に係る真空脱
ガス炉用浸漬管の内筒部用一体構造耐火物の横断面図で
あり、図２は、本発明に係る真空脱ガス炉用浸漬管の他
の実施の態様を示す浸漬管の縦断面図である。

【００１８】図１（ｂ）には、本発明に係る真空脱ガス
炉用浸漬管に設置される一体構造の内筒部用耐火物１
１’が示されている。溶鋼の流通孔１５が、該内筒部用
耐火物１１’によって形成されている。

【００１９】（第１の実施の態様）上部にフランジ１４
が形成されている円筒型状の支持用金属枠１３を埋設し
た円筒状の不定形耐火物１２の内側に、内筒部耐火物１
１を、その外周表面に施した塗装膜１６を介して設置す
ることにより形成した真空脱ガス炉用浸漬管。（図１
（ａ））

【００２０】（第２の実施の態様）上部にフランジ２４
が形成されている円筒型状の支持用金属枠２３を埋設し
た円筒状の不定形耐火物２２の内側に、内側の層２７と
外側の層２８とからなる２層構造の内筒部耐火物２１
を、該内筒部耐火物２１の外周表面と低部表面に施した
塗装膜２６を介して設置することにより形成した真空脱
ガス炉用浸漬管。（図２）

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に
より限定されるものではない。

【００２２】（実施例１）カーボン含有量７％のマグネ
シア・カーボンれんがで形成させたスリーブれんがの外
周表面に「ムライト 50％，フリット 30％，炭化珪素 1
0％，珪酸ソーダ10％」からなる塗装膜１６を施し、こ
れを内筒部耐火物１１として、円筒形状の支持用金属枠
１３を埋設した円筒状不定形耐火物１２の内側に位置さ
せて真空脱ガス炉用浸漬管を形成した。（図１）

【００２３】（実施例２）内側の第１層２７をカーボン
含有量5％のマグネシア・カーボンれんがと外側の第２
層２８をカーボン含有量２％のアルミナ・カーボンれん
がとで形成した２層構成スリーブれんがの外周表面およ
び底部表面に、上記実施例１におけると同様の塗装膜２
６を施し、これを内筒部耐火物２１として、円筒形状の
支持用金属枠２３を埋設した円筒状不定形耐火物２２の
内側に位置させて真空脱ガス炉用浸漬管を形成した（図
２）。

【００２４】（比較例１）Cr₂O₃含有量20％の焼成ダイ
レクトボンドマグクロ質の分割れんが３１’で円筒状に
形成した内筒スリーブ３１を、円筒形状の支持用金属枠
３３を埋設した円筒状不定形耐火物３２の内側に位置さ
せて従来の浸漬管を形成した。（図３）

【００２５】（実装テスト）実施例１，２及び比較例１
の浸漬管を250tonＲＨ真空脱ガス炉で使用したところ、
従来の浸漬管に対して実施例１，２の浸漬管は、耐用が
約30％向上し、浸漬管内へのガス（大気）リークも著し
く軽減された。また、実施例１の浸漬管に比較して実施
例２浸漬管は、支持用金属枠の変形が少なく、地金差し
が軽減されており、良好な使用状況であった。更に、実
施例１，２の浸漬管は、溶鋼へのカーボンピックアップ
の問題も認められず、好適に使用された。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、 ・支持用金属枠を埋設した不定形耐火物の内側の内筒部
耐火物を、一体構造のスリーブ状耐火物で形成したこと
により、前記1)〜5)に記載のような、目地の存在による
問題が生じることのない真空脱ガス炉用浸漬管を提供す
ることができること、 ・また、前記スリーブ状耐火物を、カーボン含有量10％
未満のＭｇＯ−Ｃれんがで形成することにより、溶鋼へ
のカーボンピックアップを抑えることができ、かつ、熱
伝導率が低くなることで支持用金属枠の膨張，変形を抑
制することができる真空脱ガス炉用浸漬管を提供するこ
とができること、 ・更に、スリーブ状耐火物の外周表面および／または底
部表面に、低融点物を含んだ塗装膜を施すことにより、
この塗装膜が高温下で溶融してスリーブ外周表面，底部
表面に完全に密着，被覆する作用が生じ、浸漬管外周部
のキャスタブル耐火物を透過してきた窒素ガス（大気か
ら侵入の窒素）がスリーブ状耐火物の組織内に侵入する
のを防止することができ、その結果、窒素ガスが溶鋼流
へと到達しにくくなり、浸漬管からの窒素ピックアップ
の問題が改善され、しかもその際に、スリーブ状耐火物
に炭素含有耐火物を使用する場合には、塗装膜は、酸化
防止剤としても作用し、侵入してきた大気によるスリー
ブ外周表面の酸化損傷を防止することができる真空脱ガ
ス炉用浸漬管を提供することができること、等の優れた
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空脱ガス炉用浸漬管の一実施の
態様を示し、（ａ）は、その浸漬管の縦断面図であり、
（ｂ）は、その浸漬管の内筒部用一体構造耐火物の横断
面図である。

【図２】本発明に係る真空脱ガス炉用浸漬管の他の実施
の態様である浸漬管の縦断面図である。

【図３】従来の浸漬管を示し、（ａ）は、その浸漬管の
縦断面図であり、（ｂ）は、その浸漬管の内筒部用耐火
物の横断面図である。

【符号の説明】

１１，２１ 一体構造の内筒部耐火物 ３１ 分割構造の内筒部耐火物 １１’ 一体構造の内筒部用耐火物 ３１’ 分割構造の内筒部用耐火物 １２，２２，３２ 不定形耐火物 １３，２３，３３ 支持用金属枠 １４，２４ フランジ １５，３５ 溶鋼の流通孔 １６，２６ 塗装膜 ２７ 一体構造の内筒部耐火物の内側第１
層 ２８ 一体構造の内筒部耐火物の外側第１
層

フロントページの続き (72)発明者 鳥越 淳志 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 品 川白煉瓦株式会社内 Ｆターム(参考） 4K013 CA18 CE02 CE09 4K051 AA00 BB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持用金属枠を埋設した不定形耐火物の
   内側の内筒部耐火物を、一体構造のスリーブ状耐火物で
   形成したことを特徴とする真空脱ガス炉用浸漬管。
2. 【請求項２】 前記スリーブ状耐火物が、カーボン含有
   量10％未満のＭｇＯ−Ｃれんがであることを特徴とする
   請求項１に記載の真空脱ガス炉用浸漬管。
3. 【請求項３】 前記スリーブ状耐火物が、２層以上から
   なり、かつ内側の耐火物よりも熱伝導率の低い耐火物
   が、外側に形成されていることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の真空脱ガス炉用浸漬管。
4. 【請求項４】 前記スリーブ状耐火物の外周表面及び／
   または底部表面は、低融点物を含んだ塗装膜が施されて
   いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   真空脱ガス炉用浸漬管。