JP3439909B2 - 真空溶鋼処理装置の内張り構造 - Google Patents

真空溶鋼処理装置の内張り構造

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空真空溶鋼処理
装置の内張り構造に関する。
【0002】
【従来の技術】溶鋼の二次精錬処理は、近年の鋼品質の
高級化指向から、不可欠なものとなっている。この溶鋼
の二次精錬処理には、各種の真空溶鋼処理装置が使用さ
れる。この真空溶鋼処理装置の内張りは煉瓦積みが一般
的であるが、内張り施工の省力化・機械化などを目的と
して、例えば特開平6−300438号公報に見られる
とおり、不定形耐火物による内張りが提案されている。
【0003】図4は、真空溶鋼処理装置の一例として
の、RH式真空脱ガス装置の縦断面を示したものであ
る。真空溶鋼処理装置は各部位によって耐用寿命が異な
り、その寿命に合わせて各槽の内張りの施工・補修を行
うため、真空槽(A)がフランジ(1)にて上下に複数
に分割され分離可能となっている。図に示すように、天
蓋(d)を除くと一般には下部槽(a)、中間槽(b)
および上部槽(c)に3分割されている。図はRH式の
真空脱ガス装置であるが、DH式などの場合も同様の理
由で上下方向に複数分割可能となっている。真空槽
(A)の中で溶損速度は、溶鋼と直接接触する下部槽
(a)が最も大きく、次いで中間槽(b)、上部槽
(c)の順である。
【0004】内張りに使用される不定形耐火物は、耐ス
ポーリング性の向上を目的として、粗大耐火粒子を配合
することが知られている。例えば特公平−87470
号公報のとおりである。粗大耐火粒子の効果は、不定形
耐火物に発生した亀裂を寸断し、亀裂の拡大を防止する
ことにある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3は、下部槽(a)
の一部縦断面図であり、図4のRH式真空脱ガス装置の
縦断面において点線で囲んだ部分に相当する。
【0006】耐火粗大粒子(2)を配合した不定形耐火
物(3)をもって内張りした場合、流し込み施工時に充
填率向上のために付与される振動によって、耐火粗大粒
子(2)の上方が施工体から浮き出て、内張りの上端面
は同図のように凹凸になる。内張りの上端面はフランジ
接合部でもあり、耐火粗大粒子(2)によるこの凹凸に
よって、中間槽(b)との間の接合部のシール性が低下
する問題がある。
【0007】フランジ(1)はパッキンの介在などでシ
ールされているが、溶鋼処理中の高温による膨張や処理
後の冷却による収縮のくり返しで変形し、シール性は充
分なものではない。また、内張りの上端面が耐火粗大粒
子(2)による凹凸によって、フランジ(1)の密着が
不完全なものとなって、シール性が低下する。
【0008】そして、このフランジ(1)部から鉄皮
(4)内に侵入した大気が、下部槽(a)と上部槽
(b)との接合部の、耐火粗大粒子(2)による凹凸で
生じた空隙を通過して真空槽(A)内に入る。大気の侵
入は溶鋼との反応で内張りの溶損を促進し、フランジ接
合部の内張りが点線(B)で示すように先行溶損し、内
張り寿命の低下を招く問題がある。
【0009】本発明は、不定形耐火物で内張りした真空
溶鋼処理装置の内張り構造における、上記従来の問題を
解決することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、次ぎのとおりである。
【0011】1.真空槽を上下方向に複数に分割し分離
可能にした真空溶鋼処理装置において、上記分割した各
真空槽の内張りを粗大耐火粒子配合の不定形耐火物で流
し込み施工すると共に、該各真空槽の不定形耐火物によ
る内張りの上端部を、粗大耐火粒子を含まないか又は他
の部分より粗大耐火粒子の配合割合を少なくしたことを
特徴とする、真空溶鋼処理装置の内張り構造。
【0012】2.真空槽を上下方向に複数に分割し分離
可能にした真空溶鋼処理装置において、上記分割した各
真空槽のうち少なくとも一槽の内張りを粗大耐火粒子配
合の不定形耐火物で流し込み施工すると共に、該槽の不
定形耐火物による内張りの上端部を、粗大耐火粒子を含
まないか又は他の部分より粗大耐火粒子の配合割合を少
なくし、かつ、他の槽の内張りをレンガ積みにしたこと
を特徴とする、真空溶鋼処理装置の内張り構造。
【0013】3.粗大耐火粒子が粒径10〜50mmで
ある前記1または2記載の真空溶鋼処理装置の内張り構
造。
【0014】
【発明の実施の形態】図1および図2は、いずれも本発
明の実施形態の要部を示す縦断面図であり、図4のRH
式真空脱ガス装置の縦断面において、点線で囲んだ部分
に当る部分の拡大図に相当する。
【0015】図のように、鉄皮(4)の内側に、流し込
み施工で不定形耐火物(3)による内張りを設ける。図
には示していないが、この不定形耐火物(3)と鉄皮
(4)との間には、必要により、断熱材あるいはパーマ
ネント内張りを介在してもよい。
【0016】内張りには、粗大耐火粒子(2)を配合し
た不定形耐火物(3)を使用し、さらに、内張りの上端
部を粗大耐火粒子(2)を含まないか又は他の部分より
粗大耐火粒子(2)の配合量を少なくする。図1は、下
部槽(a)内張りの上端部に粗大耐火粒子(2)を含ま
ない例である。一方、図2は下部槽(a)内張りの上端
部の粗大耐火粒子(2)の配合割合を少なくした例であ
る。
【0017】本発明では、内張りの上端部を、粗大耐火
粒子(2)を含まないか又は他の部分より粗大耐火粒子
(2)の配合密度を小さくしたことで、粗大耐火粒子
(2)が原因する上端面の凹凸が皆無になるかあるいは
少なくなって、中間槽(b)との間のシール性が向上
し、真空槽(A)内への大気の侵入が防止される。その
結果、従来構造で見られた、フランジ接合部位の内張り
の先行溶損を低減させることができる。
【0018】本発明で内張りに使用する不定形耐火物の
具体的な材質は特に限定されない。例えば、アルミナ
質、アルミナ−ジルコニア質、アルミナ−シリカ質、ス
ピネル質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−スピネル
−マグネシア質マグネシア質、アルミナ−マグネシア質
などの不定形耐火物である。結合剤は、例えばアルミナ
セメント、マグネシアセメント、シリカゾル、アルミナ
ゾルなどが使用される。必要により、解こう剤、硬化促
進剤、硬化遅延剤、有機ファイバー、金属ファイバー、
アルミナ超微粉、シリカ超微粉などが添加される。
【0019】本発明で使用するこの不定形耐火物には、
耐スポーリング性を向上させるために、粗大耐火粒子を
配合する。
【0020】粗大耐火粒子の材質は特に限定されるもの
ではなく、例えばアルミナ質、アルミナ−シリカ質、ス
ピネル質、ジルコン質、ジルコニア質、炭化珪素質、マ
グネシア質、マグネシア−カルシア質である。また、こ
れらを主材とした炉材使用後品でもよい。
【0021】粗大耐火粒子の粒径は、好ましくは10〜
50mmとする。不定形耐火物の耐火骨材に対する割合
は、好ましくは5〜30wt%である。粒径が10mm
未満あるいは配合割合が5wt%未満では耐スポーリン
グ性の効果が不十分となり、粒径が50mm超あるいは
配合割合が30wt%超では不定形耐火物の施工時の流
動性が低下して充填性に劣る。
【0022】なお、不定形耐火物中の耐火骨材の最大粒
径は通常8mm程度であり、粒径から粗大耐火粒子と区
別できる。しかし、最大粒径が8mmを超えるような耐
火骨材を使用する場合は、粒径が10mm以上を粗大耐
火粒子とし、10mm未満を耐火骨材として認識する。
【0023】図1のように、内張りの上端部を、粗大耐
火粒子を含まない構造にするためには、施工の際、例え
ば粗大耐火粒子を含む上記した不定形耐火物を流し込ん
だ後、続いて上記材質から粗大耐火粒子を除いた不定形
耐火物を上端部の内張りとして流し込み施工する。
【0024】内張りの上端を、他の部分より粗大耐火粒
子の配合密度を小さくするには、施工の際、例えば粗大
耐火粒子を含む上記の不定形耐火物を流し込んだ後、続
いてこの材質から粗大耐火粒子の配合割合を少なくした
不定形耐火物を図2のように上端部の内張りとして流し
込み、施工する。
【0025】内張り上端の、粗大耐火粒子を含まないか
又は他の部分より粗大耐火粒子の配合量を少なくした部
分の高さ方向の厚さは、好ましくは50〜100mmで
ある。
【0026】例えば図1、図2に示した下部槽の下端部
のフランジ接合部は、粗大耐火粒子を含む通常の不定形
耐火物をそのまま流し込んでも粗大耐火粒子による凹凸
はない。これは、流し込み施工の際に使用される型枠の
存在で下端部は平滑に成形され、上端部のように粗大耐
火粒子が浮き出ることもないからである。しかし、施工
時に付与される振動が弱いなどによって、粗大耐火粒子
の間に耐火骨材の充填が不充分な場合は下端部も平滑に
成形出来ないことがあり、これを防止するために、下端
部も粗大耐火粒子を含まないか又は他の部分より粗大耐
火粒子の配合量を少なくした材質をもって施工してもよ
い。
【0027】図では下部槽の例を示して説明したが、中
間槽、上部槽についても同様にして内張りしてもよい。
また、例えば、下部槽、中間槽、上部槽の何れかを不定
形耐火物による以上の内張り構造にし、他の槽の内張り
を煉瓦積みにしてもよい。
【0028】
【実施例】図4に示すような、鉄皮の内径が3200m
mで、上下方向に下部槽、中間槽および上部槽に分割に
した真空槽を有するRH式真空脱ガス装置に、本発明実
施例を適用した。
【0029】実施例1;下部槽の内張りにおいて、中子
を使用し、まず、粒径10〜30mmの粗大アルミナ粒
子を耐火骨材に対して外掛け20wt%配合したアルミ
ナ−スピネル質不定形耐火物を流し込み、ついで、内張
りの上端部の厚さ100mmについては、前記配合から
粗大耐火粒子を除いた材質を流し込み、下部槽を内張り
とした。流し込みの際には、棒状バイブレータにて充填
した。また、中間槽および上部槽はマグネシア−クロム
質煉瓦で内張りした。
【0030】実施例2;下部槽および中間槽を、粒径2
0〜50mmの粗大アルミナ粒子を耐火骨材に対して外
掛け20wt%配合したアルミナ−マグネシア質不定形
耐火物を流し込み、ついで、両槽の内張りの上端部及び
下端部の厚さ20mmについては、粒径20〜50mm
の粗大アルミナ粒子を耐火骨材に対して外掛け5wt%
配合したアルミナ−マグネシア質不定形耐火物を流し込
み、施工した。また、この場合の上部槽は、マグネシア
−クロム質煉瓦で内張りした。
【0031】比較例;下部槽の内張りにおいて、粒径1
0〜20mmの粗大アルミナ粒子を耐火骨材に対して外
掛け20wt%配合した不定形耐火物をもって全体を同
一材質で流し込み施工した。また、中間槽および上部槽
はマグネシア−クロム質煉瓦で内張りした。
【0032】以上の各例のRH式真空脱ガス装置につい
て、340t取鍋の溶鋼を脱ガス処理した後、下部槽と
上部槽との接合面の溶損状況を比較した。実施例1およ
び実施例2の構造は、比較例で見られた粗大耐火粒子に
よる下部槽の上端の凹凸がほとんどなく、各槽間の先行
溶損が比較例にくらべてきわめて少ない。
【0033】その結果、溶損速度は、比較例3.0mm
/チャージに対し、実施例1は0.9mm/チャージ、
実施例2は0.8mm/チャージであり、本発明の効果
が確認された。
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明は真空槽を上下方
向に複数分割した真空溶鋼処理装置の内張りにおいて、
耐スポーリング性を付与に耐火粗大粒子を配合した不定
形耐火物をもって内張りした際の、各槽間の接続部のシ
ール性低下に伴う局部溶損を防止することができる。真
空脱ガス装置の内張りの不定形耐火物化は、内張り施工
の省力化から、今後ますます拡大することが予想され、
本発明はこの不定形耐火物化の技術の一貫としてきわめ
て重要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例において、図4に示すRH式真空
脱ガス装置の全体図の点線で囲んだ部分に当る部分の拡
大縦断面図である。
【図2】本発明の他の実施例において、図4に示すRH
式真空脱ガス装置の全体図の点線で囲んだ部分に当る部
分の拡大縦断面図である。
【図3】従来例において、図4に示すRH式真空脱ガス
装置の全体図の点線で囲んだ部分の拡大図である。
【図4】RH式真空脱ガス装置の全体の縦断面図であ
る。
【符号の説明】
A 真空槽 a 下部槽 b 中間槽 c 上部槽 1 フランジ 2 粗大耐火粒子 3 不定形耐火物 4 鉄皮
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井哲郎 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 水野富生 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−11271(JP,A) 特開 平9−279222(JP,A) 特開 昭61−213314(JP,A) 特開 平9−12375(JP,A) 実開 平7−12461(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空槽を上下方向に複数に分割し分離可
    能にした真空溶鋼処理装置において、上記分割した各真
    空槽の内張りを粗大耐火粒子配合の不定形耐火物で流し
    込み施工すると共に、該各真空槽の不定形耐火物による
    内張りの上端部を、粗大耐火粒子を含まないか又は他の
    部分より粗大耐火粒子の配合割合を少なくしたことを特
    徴とする、真空溶鋼処理装置の内張り構造。
  2. 【請求項2】 真空槽を上下方向に複数に分割し分離可
    能にした真空溶鋼処理装置において、上記分割した各真
    空槽のうち少なくとも一槽の内張りを粗大耐火粒子配合
    の不定形耐火物で流し込み施工すると共に、該槽の不定
    形耐火物による内張りの上端部を、粗大耐火粒子を含ま
    ないか又は他の部分より粗大耐火粒子の配合割合を少な
    くし、かつ、他の槽の内張りをレンガ積みにしたことを
    特徴とする、真空溶鋼処理装置の内張り構造。
  3. 【請求項3】 粗大耐火粒子が粒径10〜50mmであ
    る請求項1または2記載の真空溶鋼処理装置の内張り構
    造。
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