JP2023174325A - 取鍋の耐火物構造、及び、その耐火物の構造を備えた取鍋を用いた操業方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取鍋内のパーマネント耐火物の材質などを規定に従って設定することで、耐火物特性を維持しつつ取鍋からの放熱を抑制して断熱性を向上させることができる取鍋の耐火物構造、及び、その耐火物の構造を備えた取鍋を用いた操業方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、外容器の鉄皮２の内側で且つ溶鋼Ｍが満たされて接触する箇所に、アルミナ－マグネシアキャスタブルのウェア耐火物３が施工された取鍋１において、鉄皮２とウェア耐火物４間に２層構造のパーマネント耐火物３が施工され、２層構造のパーマネント耐火物３のうち、鉄皮２側に本パーマネント耐火物３ａが施工され、ウェア耐火物４側に準パーマネント耐火物３ｂが施工され、本パーマネント耐火物３ａには、準パーマネント耐火物３ｂより熱伝導率λが低く且つ、ウェア耐火物４と準パーマネント耐火物３ｂの界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満となる耐火物を採用している。【選択図】図１

Description

本発明は、取鍋の内側に施工されている耐火物の構造及び、その取鍋を用いた操業方法に関する。

周知の如く、鉄鋼業では、溶鋼を搬送する容器として取鍋が使用されている。その取鍋では、溶鋼が装入され、その溶鋼から不純物を除いたり、溶鋼に合金を添加するなどの二次精錬の処理が行われている。二次精錬の主な処理方法としては、例えば、ＲＨ、ＬＦ、ＣＡＳ等が挙げられる。このような二次精錬を終えた溶鋼は、取鍋により搬送されて、連続鋳造工程、または、造塊工程に供される。

溶鋼が装入される取鍋の内壁面（炉壁）には、溶鋼を保持するために耐火物が施工されている。その耐火物は、装入された溶鋼の高温に耐えられるものであり、取鍋の鉄皮側（外側）から順に、パーマネント耐火物、ウェア耐火物で構成されている。
このような耐火物の構造に関する技術としては、例えば、特許文献１、２などに開示されているものがある。

特許文献１は、溶融金属容器において、ウェア耐火物層の解体に伴って健全なパーマネント耐火物層が解体されることを防ぐことで、耐火物の補修に掛かるコストを抑えることを目的としている。
具体的には、溶融金属容器１００は、鉄皮１と、該鉄皮１の内側に形成される２層のパーマネント耐火物層３０，５０と、パーマネント耐火物層５０の内側に形成されるウェア耐火物層７０と、を有する。鉄皮１は、溶融金属容器１００の外殻となる。パーマネント耐火物層３０，５０のうち、鉄皮側のパーマネント耐火物層３０を形成する耐火物３同士を接合するモルタルＡ２は、ウェア耐火物層７０側のパーマネント耐火物層５０を形成する耐火物５同士を接合するモルタルＢ４よりも、接合力が大きいものとされている。

特許文献２は、取鍋等の溶鋼容器の内面にスラグが付着するビルドアップを防止することを目的としている。具体的には、取鍋１の内面の溶鋼ライン部６をドロマイト質の耐火物で内張りする。耐火物は、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｃおよび不可避不純物からなることが開示されている。

特開２０１６－７８１０５号公報 特再公表ＷＯ２０１３／１８０２１９号公報

さて、取鍋の内側壁に施工された耐火物は、多数回に亘って溶鋼の装入と出湯を繰り返すうちに、損傷を受けて徐々に損耗が進行する。この耐火物の損耗が進む状況下になると、炉壁に穴が開いてしまうようなトラブルに繋がることになる。また、二次精錬処理時や溶鋼の搬送時など製鋼の過程に影響を与えないため、取鍋内の溶鋼の温度を維持することが必要となる。このようなことより、取鍋は、耐火物の損耗を抑制しつつ溶鋼の保温性を備えるようにすることが求められる。

ここで、本発明者は、耐火物の断熱性を向上させるために鋭意研究を行った。その断熱性を向上させるためには、溶鋼が接触するウェア耐火物と、隣り合うパーマネント耐火物（準パーマネント耐火物）間の界面温度を制御する（所定の範囲内にする）ことが必要となることが分かった。その界面温度に関しては、耐火物の熱伝導率を考慮することで、界面温度が所定の範囲内になることを知見した。

ところが、特許文献１、２においては、以下に示すような課題がある。
特許文献１は、鉄皮とパーマネント耐火物の間に断熱材を有するものであるが、損耗したウェア耐火物層を解体する際、パーマネント耐火物層が解体されることを防ぐため、モ
ルタルの接合力を規定した技術である。すなわち、断熱性を向上させる技術とは異なるため、本発明において重要となる耐火物（断熱材）の熱伝導率の記載が無く不明である。このことから、断熱性を向上させるために必要な、ウェア耐火物とパーマネント耐火物（準パーマネント耐火物）間の界面温度を算出することができない。この文献では、ウェア耐火物のスラグ耐食性、熱衝撃性が十分に有るかが不明である。

また、特許文献２は、鉄皮とパーマネント耐火物の間に断熱材を有するものであるが、不定形耐火物の事前乾燥中の通気性を良好にするため、断熱材の間に間隙を形成する技術である。すなわち、断熱性を向上させる技術とは異なるため、本発明において重要となる耐火物（断熱材）の熱伝導率の記載が無く不明である。このことから、断熱性を向上させるために必要な、ウェア耐火物とパーマネント耐火物（準パーマネント耐火物）間の界面温度を算出することができない。この文献では、ウェア耐火物のスラグ耐食性、熱衝撃性が十分に有るかが不明である。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、取鍋の鉄皮とウェア耐火物の間に施工されたパーマネント耐火物の構造において、その耐火物の材質、配置、厚みなどを規定に従って設定することで、耐火物の特性を維持しつつ、取鍋からの放熱を抑制して断熱性を向上させることができ、さらに例えば数年といった長期間に亘って断熱性能を発揮させることができる取鍋の耐火物構造、及び、その耐火物の構造を備えた取鍋を用いた操業方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる取鍋の耐火物構造は、外容器の鉄皮の内側で且つ溶鋼が満たされて接触する箇所に、アルミナ－マグネシアキャスタブルのウェア耐火物が施工された取鍋において、前記鉄皮と前記ウェア耐火物間に２層構造のパーマネント耐火物が施工されていて、前記２層構造のパーマネント耐火物のうち、前記鉄皮側に本パーマネント耐火物が施工され且つ、前記ウェア耐火物側に準パーマネント耐火物が施工されていて、前記本パーマネント耐火物には、前記準パーマネント耐火物より熱伝導率λが低く且つ、前記ウェア耐火物と前記準パーマネント耐火物の界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満となる耐火物を採用していることを特徴とする。

本発明にかかる取鍋を用いた操業方法は、上記の耐火物の構造を備えた取鍋を用いて操業するにあたり、前記取鍋内の溶鋼の排出を完了してから、次回チャージの溶鋼の装入が完了されるまでの時間をt(min)とし、前回チャージへの前記取鍋内への溶鋼装入回数をN_Oldとし、当該チャージへの前記取鍋内への溶鋼装入回数をN_Newとし、
N_New＝N_Old+1とする条件は、
N_Old＝1のときは、t≦193とし、
N_Old≧2のときは、t≦210とし、
前記条件を満たさない場合は、N_New＝1とし、
N_New≧2の二次精錬処理開始から前記取鍋内にある前記溶鋼の排出が完了するまでの前記ウェア耐火物と前記準パーマネント耐火物の界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満となるように操業することを特徴とする。

本発明によれば、取鍋の鉄皮とウェア耐火物の間に施工されたパーマネント耐火物の構造において、その耐火物の材質、配置、厚みなどを規定に従って設定することで、耐火物の特性を維持しつつ、取鍋からの放熱を抑制して断熱性を向上させることができ、さらに例えば数年といった長期間に亘って断熱性能を発揮させることができる。

取鍋の内側壁に施工された耐火物の構造の概略を模式的に示した図である。 ウェア耐火物と準パーマネント耐火物の界面温度が700℃となるN_Old（回）と、t(min)の関係を示した図である。 ウェア耐火物／準パーマネント耐火物間の界面温度（℃）の推移の計算結果の一例を示した図である。 取鍋内への溶鋼装入回数Nの増加の考え方を示したフローチャートである。 一次元非定常伝熱計算で考慮する取鍋内側に施工されたライニング構造のパターン（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）を示した図である。

以下、本発明にかかる取鍋の耐火物構造、及び、その耐火物の構造を備えた取鍋を用いた操業方法の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
本発明は、鉄鋼製造業に用いられる取鍋１の内側壁に施工されている耐火物３の構造（ライニング構造）、及び、その耐火物３の構造を備えた取鍋１を用いた操業方法に関するものであり、耐摩耗性や耐熱衝撃性などの耐火物特性を維持しつつ、断熱性に優れるように取鍋１の内側壁に施工された耐火物３の構造を規定する。

すなわち、本発明は、溶鋼Ｍが満たされて接触する箇所のウェア耐火物４にアルミナ－マグネシアキャスタブルを施工した取鍋１において、そのウェア耐火物４の外側にパーマネント耐火物３が施工され、そのパーマネント耐火物３は外側の本パーマネント耐火物３ａとその内側の準パーマネント耐火物３ｂからなり、本パーマネント耐火物３ａの熱伝導率λは、準パーマネント耐火物３ｂの熱伝導率λよりも低いものであり、ウェア耐火物４とそれと隣り合う準パーマネント耐火物３ｂの界面温度が、700℃を超過し且つ1400℃未満の温度領域となるように、準パーマネント耐火物３ｂの材質、配置、厚みを設定する。

本発明の取鍋１の耐火物３構造、及び、その耐火物３の構造を備えた取鍋１を用いた操業方法について具体的に説明する。
本発明は、溶鋼Ｍが満たされる箇所のウェア耐火物４にアルミナ－マグネシアキャスタブルを施工した取鍋１を対象としている。
周知の如く、鉄鋼業では、溶鋼Ｍを搬送する容器として取鍋１が使用されている。その取鍋１では、溶鋼が装入され、その溶鋼Ｍから不純物を除いたり、溶鋼Ｍに合金を添加するなどの二次精錬の処理が行われている。二次精錬の主な処理方法としては、例えば、ＲＨ、ＬＦ、ＣＡＳ等が挙げられる。このような二次精錬を終えた溶鋼Ｍは、取鍋１により搬送されて、連続鋳造工程、または、造塊工程に供される。

図１に、取鍋１の内側壁に施工された耐火物３の構造（ライニング構造）の詳細を模式的に示す。
図１に示すように、溶鋼Ｍが装入される取鍋１の内壁面（炉壁）には、溶鋼Ｍを保持するために耐火物３が施工されている。その耐火物３は、装入された溶鋼Ｍの高温に耐えられるものであり、取鍋１の鉄皮２側（外側）から順に、パーマネント耐火物３、ウェア耐火物４で構成されている。

パーマネント耐火物３とは、地金浸潤による取鍋１の漏鋼（二次精錬中などにおいて、取鍋１の鉄皮２を溶鋼Ｍが融解して外部へ漏洩すること）を防ぐことが目的であり、主に緻密レンガが施工されている。
パーマネント耐火物３を、例えば２層とする場合は、鉄皮２側から順に本パーマネント耐火物３ａと呼ばれ、準パーマネント耐火物３ｂと呼ぶ。なお、以降の説明においては、本パーマネント耐火物３ａを「本パーマ３ａ」と記載し、準パーマネント耐火物３ｂを「準パーマ３ｂ」と記載することもある。

本パーマ３ａは、シリカをベースとした耐火物である。また、準パーマ３ｂは、アルミナをベースとした耐火物である。
ウェア耐火物４とは、取鍋１の最内面に配置され且つ、溶鋼Ｍおよびスラグに直接接する耐火物である。このウェア耐火物４は、スラグ耐食性や耐熱衝撃性に優れる材質であることが要求される。また、スラグに直接接する箇所（スラグライン）には、スラグ耐食性が良好なマグネシア－カーボンレンガなどが施工されている。

また、本実施形態では、溶鋼Ｍに直接接する箇所（ウェア耐火物４）に、スラグ耐食性、耐熱衝撃性が良好な、アルミナ－マグネシアキャスタブルを施工する。なお、アルミナ－マグネシアキャスタブルとは、アルミナをベースとし、MgO，SiO₂，およびCaO・Al₂O₃を主体とするアルミナセメントから構成される流し込み材である。また、流し込み材とは、粉粒体に水を加えて混練し、コンクリートのように型に流し込み、乾燥して使用する材料である。

本実施形態の取鍋１は、鉄皮２とウェア耐火物４間に２層構造の耐火物３を有している。
本実施形態では、取鍋１の断熱性を向上させることが目的であるが、耐火物３が１層の構造では、緻密レンガの施工のみとなり、後述する熱伝導率λの低い耐火物を併用することができなくなる。つまり、耐火物３が１層の構造では断熱性を向上させることが難しいものとなる。

また、ウェア耐火物４にキャスタブルを使用する場合、キャスタブルの乾燥時間が必要となるので、耐火物３を３層構造にすると施工に時間がかかってしまい、生産性が低下する。
上記の理由から、本発明では、２層構造のパーマネント耐火物３を、鉄皮２とウェア耐火物４間に設けている。

本実施形態の取鍋１では、取鍋１からの放熱抑制のために、２層構造の耐火物３のうち、鉄皮２側の耐火物である本パーマネント耐火物３ａに、ウェア耐火物４側の耐火物である準パーマネント耐火物３ｂよりも熱伝導率λが低い耐火物を配置する。
本パーマ３ａに熱伝導率λの低い耐火物を配置することとしたのは、熱伝導率λの低い耐火物の温度を低く運用することができるので、例えば、２年以上といった長期間に亘って断熱性能を発揮することができるという理由からである。

このことから、本パーマ３ａについては、準パーマ３ｂより熱伝導率λが低く（本パーマ３ａのλ＜準パーマ３ｂのλを満たし）且つ、ウェア耐火物４と準パーマ３ｂの界面温度が、操業時に700℃を超過し且つ1400℃未満となる耐火物を採用する。
本実施形態では、取鍋１内にある溶鋼Ｍの排出を完了してから、次チャージの溶鋼Ｍの装入を完了するまでの装入時間をt(min)とする。

装入時間tが短いと、取鍋１の鉄皮２およびウェア耐火物４からの放熱量が少ないため、取鍋１の蓄熱量が多く、次チャージの溶鋼Ｍを受けた際に溶鋼Ｍから取鍋１への放熱量が少なくなり、溶鋼Ｍの保温性が上がる。つまり、溶鋼Ｍの温度降下を抑制することができる。
一方、装入時間tが長いと、取鍋１の鉄皮２およびウェア耐火物４からの放熱量が多いため、取鍋１の蓄熱量が少なく、次チャージの溶鋼Ｍを受けた際に溶鋼Ｍから取鍋１への放熱量が多くなり、溶鋼Ｍの保温性が下がる。つまり、溶鋼Ｍの温度降下を促進させてしまう。

本実施形態では、前チャージへの取鍋１内への溶鋼装入回数をN_Oldとし、当該チャージへの取鍋１内への溶鋼装入回数をN_Newとする。
N_New＝N_Old+1とする条件は、
N_Old＝1のときは、t≦193minとし、
N_Old≧2のときは、t≦210minとし、
上記を満たさない場合は、N_New＝1とする。

当該チャージへの溶鋼装入回数N_Newが１のときは、前チャージでの溶鋼Ｍを保持することによる取鍋１への蓄熱が得られない。そのため、装入時間tや、当該チャージの溶鋼装入回数N_Newで取鍋１の蓄熱状況が変化し、後述するウェア耐火物４と準パーマ３ｂの界面温度に影響を与えることとなる。
そこで、本発明では、取鍋１の蓄熱状況を明確化するために、溶鋼装入回数Nの増加条件を装入時間tから決定した。

図２に、ウェア耐火物４と、準パーマ３ｂの界面温度が700℃となるN_Old（回）と、t(min)の関係を示す。
図２に示すように、本実施例（後ほど示す表４を参照）の中で、最も耐火物温度が低くなる「実験番号１」のライニング（耐火物構造）を用いて、二次精錬処理開始時のウェア耐火物４と準パーマ３ｂとの界面温度が700℃となる装入時間tを、実施条件（詳細は後述
）に示す一次元非定常伝熱計算から求めた。

図２より、当該チャージの溶鋼装入回数N_Newを増加させる条件としては、以下の（１）、（２）のときである。
（１）N_Old=1のときは、t≦193minを満たす時
（２）N_Old≧2のときは、t≦210minを満たす時
なお、取鍋１の施工（例えば、補修等）を完了した後に、初めて溶鋼Ｍを装入する場合を、N_New=1とする。

このように、上記の条件であれば、本実施例のいずれにおいてもウェア耐火物４と、準パーマ３ｂの界面温度が1400℃未満を満たすようになる。
本実施形態では、N_New≧2の二次精錬処理開始から取鍋１内にある溶鋼Ｍの排出が完了するまでのウェア耐火物４と準パーマネント耐火物３ｂの界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満になるように操業する。

上記の界面温度が700℃を超えることとしている理由は、以下の通りである。
参考文献に示す、石川氏らの報告によると、アルミナ－マグネシアキャスタブルでは、700℃で熱応力が最大値を示している（参考文献：「石川ら：耐火物, 51(3) (1999), p144-148」）。
このことから、ウェア耐火物４の温度が700℃以下では、アルミナ－マグネシアキャスタブルが熱膨張することで迫り割れが生じ、その割れ部から準パーマ３ｂに向かってスラグが浸潤する。スラグが準パーマ３ｂと反応することで準パーマ３ｂの耐火度が低下してしまい、漏鋼が発生する虞がある。

また、上記の界面温度が1400℃未満としている理由は、以下の通りである。
参考文献に示す、永井氏らの報告によると、アルミナ－マグネシアキャスタブルでは、1400℃以上でアノーサイトが生成している（参考文献：「永井ら：耐火物, 40(5)(1988),
p284-289」）。
このことから、ウェア耐火物４と準パーマ３ｂの界面温度が1400℃以上になると、アノーサイトがウェア耐火物４と準パーマ３ｂの界面にて生成する可能性があるため、準パーマ３ｂに低融点物質であるアノーサイトが浸潤し、準パーマ３ｂの耐火度が低下し、漏鋼が発生する虞がある。

以上から、スラグを調製する二次精錬処理の開始以降においては、ウェア耐火物４と準パーマ３ｂの界面温度が700℃を超過し且つ、1400℃未満とすることが適切であると知見した。
図３に、ウェア耐火物４と準パーマ３ｂ間の界面温度（℃）の推移を計算した結果の一例を示す。

図３に示すように、溶鋼Ｍの装入完了後、二次精錬処理を開始し、溶鋼Ｍの排出を完了する。N_Oldの間では、界面温度が約550℃から約1000℃に上昇する。その後、次チャージの溶鋼Ｍを受けるまでに、界面温度が約750℃に下降する。
次に、N_Newの間では、界面温度が約750℃約1000℃に上昇する。このとき(N_New≧2)、界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満の範囲内に入っている。

図４に、取鍋１内への溶鋼装入回数Nの増加の考え方のフローチャートを示す。ただし、Nは取鍋内への溶鋼装入回数、Xは2以上の自然数とする。
図４に示すように、取鍋１の施工（例えば、補修等）を完了した後に、初めて溶鋼Ｍを装入する(N=1)。t≦193minを満たす場合、次に進む。なお、t＞193minの場合、バーナなどで取鍋１を再加熱する。次チャージの溶鋼Ｍを受ける(N=2)。t≦210minを満たす場合、次に進む。なお、t＞210minの場合、バーナなどで取鍋１を再加熱する。これを繰り返す。

表１に、本実施形態で用いるパラメータの定義を示す。

［実施例］
以下に、本発明の取鍋１内に施工された耐火物３の構造、及び、その耐火物３の構造を備えた取鍋１を用いた操業方法に従って実施した実施例及び、本発明と比較するために実施した比較例について、説明する。
本実施例における実施条件については、以下の通りである。

ウェア耐火物４と準パーマ３ｂの界面温度（℃）を、一次元非定常伝熱計算を用いて算出した。
以下に、上記の界面温度（℃）の計算方法を示す。
本実施例および比較例など（後ほど示す表４を参照）に示すような、耐火物３（ライニング構造）を施工した際における、溶鋼Ｍを保持しているときのウェア耐火物４から鉄皮２までの各時間の温度変化を、一次元非定常伝熱計算により算出した。また同様に、溶鋼Ｍを保持していないときのウェア耐火物４から鉄皮２までの各時間の温度変化を、一次元非定常伝熱計算により算出した。これらの結果を用いて、ウェア耐火物４と準パーマ３ｂの界面温度の推移を求めた。

物体の内部エネルギー変化Q(W)は、以下に示す式（１）で表すことができる。

また、Vを以下の式（２）に示す。

ただし、以下と定義する。

熱伝達によって生じる熱流束をq₁とすると、以下に示す式（３）で表される。

また、熱伝導によって生じる熱流束をq₂とすると、以下に示す式（４）で表される。

また、熱輻射によって生じる熱流束をq₃とすると、以下に示す式（５）で表される。

ただし、以下と定義する。

なお、本発明では一次元伝熱計算とするため、以降においてはdy=1,dz=1とする。
図５に、一次元非定常伝熱計算で考慮する取鍋１の内側壁に施工されたライニング構造（耐火物３の構造）のパターン（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）を示す。
図５に示すように、取鍋１においては、（Ｉ）～（ＩＩＩ）に示すライニング構造の状況に分けて計算を行う。

（Ｉ）：溶鋼Ｍと接する耐火物３，４の内部エネルギー変化を、式（６）に示す。

（ＩＩ）：大気と接する耐火物３，４または鉄皮２の内部エネルギー変化を、式（７）に示す。

（ＩＩＩ）：耐火物３と接する耐火物４、鉄皮２と接する耐火物３，４、耐火物３，４と接する鉄皮２のそれぞれの内部エネルギー変化を、式（８）に示す。

ただし、以下と定義する。

ウェア耐火物４については１０分割して計算し、その他の耐火物３と鉄皮２については２分割して計算した。
表２に、本実施例と比較例など（後ほど示す表４を参照）での計算に使用した初期温度などの初期条件、熱伝達率hと、輻射率εを示す。

表３に、本実施例と比較例などでの計算に使用した耐火物３，４の物性値、および、鉄皮２の物性値を示す。

なお、本実施例と比較例などに記載した、ウェア耐火物４と準パーマ３ｂ間の界面温度については、二次精錬処理の開始時間を、取鍋１内への溶鋼Ｍの装入を完了してから55min後と仮定し、二次精錬処理の開始から取鍋１内への溶鋼Ｍの排出を完了するまでの時間の中での最小温度(℃)と、最大温度(℃)を記載している。
表４に、本発明の取鍋１内に施工された耐火物３の構造、及び、その耐火物３の構造を備えた取鍋１を用いた操業方法に従って、実施した実施例と、本発明と比較するために実施した比較例を示す。

なお、比較例の実験番号１９については、鉄皮から順に本パーマ３ａ、準パーマ３ｂの１層目、準パーマ３ｂの２層目の３層構造とする。
表４に示すように、「実験番号１～１７」は本実施例であり、「実験番号１８～２５」は比較例である。本実施例では、鉄皮２とウェア耐火物４との間のパーマネント耐火物３は、本パーマ３ａと準パーマ３ｂの２層構造である。一方で、比較例では、パーマネント耐火物３が１層構造のもの（番号１８）や、パーマネント耐火物３が３層構造のもの（番号１９）が含まれている。

パーマネント耐火物３の熱伝導率λについては、本実施例では、「本パーマ３ａの熱伝導率λ＜準パーマ３ｂの熱伝導率λ」を満たしている。一方で、比較例では、「本パーマ３ａの熱伝導率λ＜準パーマ３ｂの熱伝導率λ」を満たさないもの（番号１８～１９，２２～２４）が含まれている。
溶鋼装入回数N_Newについては、本実施例では、N_New≧2を満たしている。一方で、比較例では、N_New≧2を満たさないもの（番号２０～２１，２５）が含まれている。

ウェア耐火物４と準パーマネント耐火物３ｂの界面温度については、本実施例では、ウェア耐火物４と準パーマネント耐火物３ｂの界面温度が「700℃を超過し且つ1400℃未満」を満たしている。一方で、比較例では全て、「700℃を超過し且つ1400℃未満」を満たしていない。
すなわち、パーマネント耐火物３を本パーマ３ａと準パーマ３ｂの２層構造とし、「本パーマ３ａの熱伝導率λ＜準パーマ３ｂの熱伝導率λ」を満たし、溶鋼Ｍの装入時間を規定の時間t(min)とし、N_New≧2とすると、ウェア耐火物４と準パーマネント耐火物３ｂの界面温度が「700℃を超過し且つ1400℃未満」を満たすと、ウェア耐火物４の損耗を抑制し、放熱量の抑制により断熱性に優れた取鍋１となる。

ここで、本発明のまとめると以下の通りである。
本発明の取鍋の耐火物構造は、外容器の鉄皮２の内側で且つ溶鋼Ｍが満たされて接触する箇所に、アルミナ－マグネシアキャスタブルのウェア耐火物３が施工された取鍋１において、鉄皮２とウェア耐火物４間に２層構造のパーマネント耐火物３が施工されていて、２層構造のパーマネント耐火物３のうち、鉄皮２側に本パーマネント耐火物３ａが施工され且つ、ウェア耐火物４側に準パーマネント耐火物３ｂが施工されていて、本パーマネント耐火物３ａには、準パーマネント耐火物３ｂより熱伝導率λが低く且つ、操業時においてウェア耐火物４と準パーマネント耐火物３ｂの界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満となる耐火物を採用している。

また、本発明の取鍋を用いた操業方法は、上記した耐火物３の構造を備えた取鍋１を用いて操業するにあたり、取鍋１内の溶鋼Ｍの排出を完了してから、次回チャージの溶鋼Ｍの装入が完了されるまでの時間をt(min)とし、前回チャージへの取鍋１内への溶鋼装入回数をN_Oldとし、当該チャージへの取鍋１内への溶鋼装入回数をN_Newとし、
N_New＝N_Old+1とする条件は、
N_Old＝1のときは、t≦193minとし、
N_Old≧2のときは、t≦210minとし、
上記条件を満たさない場合は、N_New＝1とし、
N_New≧2の二次精錬処理開始から取鍋１内にある溶鋼Ｍの排出が完了するまでのウェア耐火物４と準パーマネント耐火物３ｂの界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満となるように操業する。

以上、本発明によれば、ウェア耐火物４の損耗を抑制しつつ、取鍋１からの放熱量を抑制することができ、優れた断熱性を備えるため、取鍋１の保温性が上がる。また、溶鋼Ｍの温度降下速度が小さくなる。
すなわち、本発明によれば、取鍋１の鉄皮２とウェア耐火物４の間に施工されたパーマネント耐火物３の構造において、その耐火物３の材質、配置、厚みなどを規定に従って設定することで、耐火物３の特性を維持しつつ、取鍋１からの放熱を抑制して断熱性を向上させることができ、さらに例えば数年といった長期間に亘って断熱性能を発揮させることができる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
特に、今回開示された実施形態において、明示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ 取鍋
２ 鉄皮
３ パーマネント耐火物
３ａ 本パーマネント耐火物（本パーマ）
３ｂ 準パーマネント耐火物（準パーマ）
４ ウェア耐火物
Ｍ 溶鋼

Claims (2)

1. 外容器の鉄皮の内側で且つ溶鋼が満たされて接触する箇所に、アルミナ－マグネシアキャスタブルのウェア耐火物が施工された取鍋において、
   前記鉄皮と前記ウェア耐火物間に２層構造のパーマネント耐火物が施工されていて、
   前記２層構造のパーマネント耐火物のうち、前記鉄皮側に本パーマネント耐火物が施工され且つ、前記ウェア耐火物側に準パーマネント耐火物が施工されていて、
   前記本パーマネント耐火物には、前記準パーマネント耐火物より熱伝導率λが低く且つ、前記ウェア耐火物と前記準パーマネント耐火物の界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満となる耐火物を採用している
   ことを特徴とする取鍋の耐火物構造。
2. 請求項１に記載の耐火物の構造を備えた取鍋を用いて操業するにあたり、
   前記取鍋内の溶鋼の排出を完了してから、次回チャージの溶鋼の装入が完了されるまでの時間をt(min)とし、
   前回チャージへの前記取鍋内への溶鋼装入回数をN_Oldとし、
   当該チャージへの前記取鍋内への溶鋼装入回数をN_Newとし、
   N_New＝N_Old+1とする条件は、
   N_Old＝1のときは、t≦193とし、
   N_Old≧2のときは、t≦210とし、
   前記条件を満たさない場合は、N_New＝1とし、
   N_New≧2の二次精錬処理の開始から前記取鍋内にある前記溶鋼の排出が完了するまでの前記ウェア耐火物と前記準パーマネント耐火物の界面温度が700℃を超過し且つ1400℃未満となるように操業する
   ことを特徴とする取鍋を用いた操業方法。