JP2007002269A

JP2007002269A - 横吹き真空精錬炉

Info

Publication number: JP2007002269A
Application number: JP2005180281A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakamoto; 康史中本; Yoritada Komoda; 頼忠菰田
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: JP4721139B2

Abstract

【課題】
炉壁に内張りされた耐火レンガの局部的な激しい溶損を経済的に抑えることができ、炉全体の寿命を長くすることができる横吹き真空精錬炉を提供する。
【解決手段】
炉壁に横吹き羽口３３が設けられた真空精錬の可能な横吹き真空精錬炉において、炉壁に内張りされた耐火レンガ１４のうちで、横吹き羽口回りの耐火レンガＡと、この耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れた位置にあり且つ炉高の１／２迄の領域にある耐火レンガＢとをマグクロ系耐火レンガとし、他の耐火レンガをドロマイト系耐火レンガとする。
【選択図】図１

Description

本発明は横吹き真空精錬炉に関する。ステンレス鋼の精錬に、炉壁に横吹き羽口が設けられた真空精錬の可能な横吹き真空精錬炉が使用される。この横吹き真空精錬炉は、炉内をこれに接続された真空排気設備により減圧にしながら、炉壁に設けられた横吹き羽口から炉内の溶鋼中へ酸素ガスやアルゴンガス等の精錬用ガスを吹き込んで、該溶鋼の脱炭、還元、成分調整等を行なうようになっている。本発明は、かかる横吹き真空精錬炉の改良に関し、より詳しくは炉壁に内張りされた耐火レンガの局部的な激しい溶損を経済的に抑えて、炉全体の寿命を長くした横吹き真空精錬炉に関する。

炉内を減圧にすることなく溶鋼を精錬する一般の横吹き精錬炉においても（例えば特許文献１参照）、また炉内を減圧にしながら溶鋼を精錬する前記のような横吹き真空精錬炉においても（例えば特許文献２参照）、炉壁に設けられた横吹き羽口から炉内へ精錬用ガスを吹き込むことにより、炉内に相応のガス流や溶鋼流等が生じ、これらが炉壁に内張りされた耐火レンガの表面に衝突したり、また該耐火レンガの表面を擦過するため、かかる耐火レンガはもともと溶損し易いが、なかでも横吹き羽口回りの耐火レンガが溶損し易い。そのため、これらの精錬炉においては、炉壁に内張りされた耐火レンガとして一般に、横吹き羽口回りにはドロマイト系のものに比べて高価であるものの耐溶損性に強いマグクロ系のものが使用され、また他の部分には全体の経済性を考慮してマグクロ系のものに比べて耐溶損性は劣るものの安価なドロマイト系のものが使用されている。

しかし、炉内を減圧にすることなく溶鋼を精錬する一般の横吹き精錬炉においては、前記のような耐火レンガの使用でも特に問題を生じないが、炉内を減圧にしながら溶鋼を精錬する横吹き真空精錬炉においては、前記のような耐火レンガの使用であると、精錬時において炉内に一般の横吹き精錬炉とは挙動の異なる激しいガス流や溶鋼流等が生じるためと推察されるが、炉壁に内張りされた耐火レンガのうちで、横吹き羽口回りの耐火レンガだけではなく、横吹き羽口から間隔を空けて上方に離れた位置の耐火レンガも局部的に激しい溶損作用を受け、これにより横吹き羽口の上方における耐火レンガが局部的に激しく溶損して、炉全体の寿命が短くなってしまうという問題がある。
特開平７−２５３２７８号公報特開平４−２５４５０９号公報

本発明が解決しようとする課題は、炉壁に内張りされた耐火レンガの局部的な激しい溶損を経済的に抑えて、炉全体の寿命を長くした横吹き真空精錬炉を提供する処にある。

前記の課題を解決する本発明は、炉壁に横吹き羽口が設けられた真空精錬の可能な横吹き真空精錬炉において、炉壁に内張りされた耐火レンガのうちで、横吹き羽口回りの耐火レンガＡと、この耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れた位置にあり且つ炉高の１／２迄の領域にある耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガであり、他の耐火レンガがドロマイト系耐火レンガであることを特徴とする横吹き真空精錬炉に係る。

本発明に係る横吹き真空精錬炉も、従来の横吹き真空精錬炉と同様、炉内をこれに接続された真空排気設備により減圧にしながら、炉壁に設けられた横吹き羽口から炉内の溶鋼中へ酸素ガスやアルゴンガス等の精錬用ガスを吹き込んで、該溶鋼に脱炭、還元、成分調整等の精錬を行なうようになっている。

また本発明に係る横吹き真空精錬炉も、従来の横吹き真空精錬炉と同様、炉壁に耐火レンガが内張りされており、これらを貫通して炉内を臨み通常は二つ以上の複数の横吹き羽口が全体として放射状に設けられているが、本発明に係る横吹き真空精錬炉では、炉壁に内張りされた耐火レンガのうちで、横吹き羽口回りの耐火レンガＡと、この耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れた位置にあり且つ炉高の１／２迄の領域にある耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガとなっており、他の耐火レンガがドロマイト系耐火レンガとなっている。言い替えれば、炉壁に内張りされた耐火レンガの大部分はマグクロ系耐火レンガに比べて耐溶損性は劣るものの安価なドロマイト系耐火レンガが使用されているが、横吹き羽口回りの耐火レンガＡと、この耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れた位置にあり且つ炉高の１／２迄の領域にある耐火レンガＢとはドロマイト系耐火レンガに比べて高価であるものの耐溶損性に強いマグクロ系耐火レンガが使用されているのである。

横吹き真空精錬炉では、炉壁に内張りされた耐火レンガのうちで、横吹き羽口回りの耐火レンガと横吹き羽口から間隔を空けて上方に離れた位置の耐火レンガとが局部的に激しい溶損作用を受けるので、これらに対応して前記したように耐火レンガＡと耐火レンガＢとをマグクロ系のものとすることにより、これらに発生し易い局部的な激しい溶損を抑えるのである。横吹き羽口の上方にて局部的に激しい溶損作用を受ける耐火レンガの位置と前記した耐火レンガＢの位置とは一致していることが好ましいが、双方の位置は少しずれていても特に支障はない。マグクロ系耐火レンガを使用した前記の耐火レンガＡと耐火レンガＢとが、隣接する耐火レンガ相互間で雪崩現象的に発生する耐火レンガの溶損を食い止める堰の役割を果たし、双方の間におけるドロマイト系耐火レンガの溶損をも抑えるからである。

マグクロ系耐火レンガを使用した耐火レンガＢは、前記したように、耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れた位置にあり且つ炉高の１／２迄の領域にあるものとする。耐火レンガＢが炉高の１／２よりも高い位置になると、耐火レンガＡとの間隔が離れ過ぎてしまい、そのような耐火レンガＡと耐火レンガＢとでは前記のような堰の役割を果たし難くなるからである。尚、本発明において炉高は炉本体の外高を意味する。

マグクロ系耐火レンガを使用した耐火レンガＡと耐火レンガＢとが前記のように堰の役割を果たすことに着目して、耐火レンガＢ同士にも同様の役割を果たせるため、耐火レンガＢを相互に間隔を空けて上下方向に離れた二つ以上の位置に設けることも有効である。例えば、耐火レンガＢを上下方向に離れた二つの位置に設けた場合、炉壁に沿う下から上への耐火レンガの配置は、横吹き羽口よりも下方のドロマイト系耐火レンガ群→横吹き羽口回りのマグクロ系耐火レンガを使用した耐火レンガＡ→横吹き羽口よりも上方のドロマイト系耐火レンガ群→マグクロ系耐火レンガを使用した下側の耐火レンガＢ→ドロマイト系耐火レンガ群→炉高の１／２迄の領域にあるマグクロ系耐火レンガを使用した上側の耐火レンガＢ→ドロマイト系耐火レンガ群、以上のような状態となる。

前記したように、横吹き真空精錬炉では、炉壁に内張りされた耐火レンガのうちで、横吹き羽口回りの耐火レンガと横吹き羽口から間隔を空けて上方に離れた位置の耐火レンガとが局部的に激しい溶損作用を受けるが、かかる溶損作用は炉の全周に亘って受けるのではなく、横吹き羽口側の周部において受け、なかでも横吹き羽口側における炉周の１／４〜１／２の領域で受ける。したがって、共にマグクロ系耐火レンガを使用した横吹き羽口回りの耐火レンガＡとその上方における耐火レンガＢも、炉周の１／４〜１／２の領域で設けるのが好ましい。

また前記したように、横吹き羽口の上方にて局部的に激しい溶損作用を受ける耐火レンガの位置と耐火レンガＢの位置とは一致しているか、又はできるだけ近いことが望まれ、同時にかかる耐火レンガＢと横吹き羽口回りの耐火レンガＡとが堰の役割を充分に果たすものであることが望まれるが、そのためには、耐火レンガＡを炉高の１／８〜１／５の領域に設け、また耐火レンガＢを炉高の１／４〜１／３の領域に設けるのが好ましい。

本発明に係る横吹き真空精錬炉において、耐火レンガＡ及び耐火レンガＢとして用いるマグクロ系耐火レンガは、ＭｇＯを主成分とし、Ｃｒ_２Ｏ_３を副成分として、通常は少量のＡｌ_２Ｏ_３やＺｒＯ_２等を含有するものであるが、ＭｇＯを６０質量％以上且つＣｒ_２Ｏ_３を１０〜３０質量％含有するものが好ましい。また耐火レンガＡ及び耐火レンガＢ以外の大部分の耐火レンガとして用いるドロマイト系耐火レンガは、ＭｇＯを主成分とし、ＣａＯを副成分として、通常は少量のＡｌ_２Ｏ_３やＺｒＯ_２等を含有するものであるが、ＭｇＯを５０質量％以上且つＣａＯを２０〜５０質量％含有するものが好ましい。

本発明に係る横吹き真空精錬炉によると、炉壁に内張りされた耐火レンガの局部的な激しい溶損を経済的に抑えることができ、炉全体の寿命を長くすることができる。

図１は本発明に係る横吹き真空精錬炉を例示する縦断面図、図２は図１と同じ横吹き真空精錬炉を示す横吹き羽口の部分での横断面図、図３は図１と同じ横吹き真空精錬炉を示す他の部分での横断面図である。炉本体１１にフード２１が取外し可能に被着されており、フード２１は図示しない真空排気設備へと接続されている。炉本体１１は炉殻１２と、炉殻１２の内側に取付けられた基盤耐火材１３と、基盤耐火材１３の壁面部すなわち炉壁に内張りされた耐火レンガ１４とを備えている。

炉本体１１の炉壁下部には炉殻１２や基盤耐火材１３を貫通して炉内を臨み合計５本の横吹き羽口３１〜３５が全体として放射状に設けられている。そして炉壁に内張りされた耐火レンガ１４のうちで、横吹き羽口３１〜３５回りの耐火レンガＡと、この耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れた位置にあり且つ炉高Ｈの１／２迄の領域ｈにある耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガとなっており、他の耐火レンガ１４がドロマイト系耐火レンガとなっている。図１に例示した横吹き真空精錬炉では、炉壁に内張りされた耐火レンガ１４のうちで下から３段目の耐火レンガ１４ｂの位置に横吹き羽口３１〜３５が設けられており、下から２〜４段目の耐火レンガ１４ａ〜１４ｃに相当する耐火レンガＡと、下から９段目の耐火レンガ１４ｄに相当する耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガとなっていて、他の大部分の耐火レンガ１４がドロマイト系耐火レンガとなっている。そして耐火レンガＡは炉高Ｈのほぼ１／６の位置にあり、耐火レンガＢは炉高Ｈのほぼ１／３．５の位置にある。

炉壁に内張りされた耐火レンガ１４は、炉の全周に亘って同じ幅（径方向の厚さ）にはなっておらず、横吹き羽口３１〜３５側において広幅となっている。図１に例示した横吹き真空精錬炉では、下から２〜４段目の耐火レンガ１４ａ〜１４ｃのうちで横吹き羽口３１〜３５側における炉周のほぼ１／３に相当する領域だけが前記したような耐火レンガＡとなっており、また下から９段目の耐火レンガ１４ｄのうちで横吹き羽口３１〜３５側における炉周のほぼ１／３に相当する領域だけが前記したような耐火レンガＢとなっている。

図４は本発明に係る他の横吹き真空精錬炉を耐火レンガの溶損状態も含めて例示する縦断面図である。炉本体４１にフード５１が取外し可能に被着されており、フード５１は図示しない真空排気設備へと接続されている。炉本体４１は炉殻４２と、炉殻４２の内側に取付けられた基盤耐火材４３と、基盤耐火材４３の壁面部すなわち炉壁に内張りされた耐火レンガ４４とを備えている。

炉本体４１の炉壁下部には炉殻４２や基盤耐火材４３を貫通して炉内を臨み合計４本の横吹き羽口６１〜６４（但し、横吹き羽口６１，６２，６４は図示しない、以下同じ）が全体として放射状に設けられている。そして炉壁に内張りされた耐火レンガ４４のうちで、横吹き羽口６１〜６４回りの耐火レンガＡと、この耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れており且つ炉高Ｈの１／２迄の領域ｈにて相互に間隔を空けて上下方向に離れた二つの位置にある耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガとなっており、他の耐火レンガ４４がドロマイト系耐火レンガとなっている。図４に例示した横吹き真空精錬炉では、炉壁に内張りされた耐火レンガ４４のうちで下から３段目の耐火レンガ４４ｂの位置に横吹き羽口６１〜６４が設けられており、下から２〜４段目の耐火レンガ４４ａ〜４４ｃに相当する耐火レンガＡと、下から８段目の耐火レンガ４４ｄに相当する耐火レンガＢと、下から１２段目の耐火レンガ４４ｅに相当する耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガとなっていて、他の大部分の耐火レンガ４４がドロマイト系耐火レンガとなっている。そして耐火レンガＡは炉高Ｈのほぼ１／６の位置にあり、耐火レンガＢは炉高Ｈのほぼ１／４〜１／３の位置にある。

図示を省略するが、図４に例示した横吹き真空精錬炉の場合も、図１に例示した横吹き真空精錬炉と同様、下から２〜４段目の耐火レンガ４４ａ〜４４ｃのうちで横吹き羽口６１〜６４側における炉周のほぼ１／３に相当する領域だけが前記したような耐火レンガＡとなっており、また下から８段目の耐火レンガ４４ｄ及び下から１２段目の耐火レンガ４４ｅのうちで横吹き羽口６１〜６４側における炉周のほぼ１／３に相当する領域だけが前記したような耐火レンガＢとなっている。

図４に例示した横吹き真空精錬炉では、下から２〜４段目の耐火レンガ４４ａ〜４４ｃに相当する耐火レンガＡと、下から８段目の耐火レンガ４４ｄに相当する耐火レンガＢと、下から１２段目の耐火レンガ４４ｅに相当する耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガとなっており、これらが隣接する耐火レンガ相互間で雪崩現象的に発生する耐火レンガの溶損を食い止める堰の役割を果たすため、これらの上下やこれらの間におけるドロマイト系耐火レンガの溶損を抑えている。

本発明に係る横吹き真空精錬炉を例示する縦断面図。図１と同じ横吹き真空精錬炉を示す横吹き羽口の部分での横断面図。図１と同じ横吹き真空精錬炉を示す他の部分での横断面図。本発明に係る他の横吹き真空精錬炉を耐火レンガの溶損状態も含めて例示する縦断面図。

符号の説明

１１，４１炉本体
１２，４２炉殻
１４，１４ａ〜１４ｄ，４４，４４ａ〜４４ｅ，Ａ，Ｂ耐火レンガ
２１，５１フード
３１〜３５，６３横吹き羽口
Ｈ炉高

Claims

炉壁に横吹き羽口が設けられた真空精錬の可能な横吹き真空精錬炉において、炉壁に内張りされた耐火レンガのうちで、横吹き羽口回りの耐火レンガＡと、この耐火レンガＡから間隔を空けて上方に離れた位置にあり且つ炉高の１／２迄の領域にある耐火レンガＢとがマグクロ系耐火レンガであり、他の耐火レンガがドロマイト系耐火レンガであることを特徴とする横吹き真空精錬炉。
耐火レンガＢが相互に間隔を空けて上下方向に離れた二つ以上の位置にある請求項１記載の横吹き真空精錬炉。
耐火レンガＡ及び耐火レンガＢが炉周の１／４〜１／２の領域にある請求項１又は２記載の横吹き真空精錬炉。
耐火レンガＡが炉高の１／８〜１／５の領域にあり、また耐火レンガＢが炉高の１／４〜１／３の領域にある請求項１〜３のいずれか一つの項記載の横吹き真空精錬炉。
マグクロ系耐火レンガがＭｇＯを６０質量％以上且つＣｒ_２Ｏ_３を１０〜３０質量％含有するものであり、またドロマイト系耐火レンガがＭｇＯを５０質量％以上且つＣａＯを２０〜５０質量％含有するものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載の横吹き真空精錬炉。