JP3523807B2 - タンディッシュのライニング構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面被覆材を使用
せず、熱間繰り返し連続操業可能なタンディッシュのラ
イニング構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの製鋼用タンディッシュは、焼
成や不焼成のハイアルミナ質れんがあるいはハイアルミ
ナ質流し込み材を使用し、連続鋳造毎にオフライン整備
を行っている。本発明の対象となるタンディッシュは、
表面被覆材を使用せず、熱間繰り返し連続操業可能なタ
ンディッシュであり、熱間状態でスラグを排出し、付着
物をフラックスにより洗い流すことにより熱間で整備を
実施する新規なタイプのタンディッシュである。

【０００３】この新規なタイプのタンディッシュの内張
りライニングは、熱間で長期間使用されるため、フラッ
クスに対し高耐食性を有すると同時に、組織的に安定な
耐火物が使用されている。即ち、加熱による鉱物相の変
化がない材質系が選定されており、スラグライン部には
マグネシア・カーボン質れんがあるいはアルミナ・カー
ボン質れんがを適用し、その他の部位には焼成したハイ
アルミナ質れんがを適用している。

【０００４】上述した運用形態の異なる新規なタイプの
タンディッシュの開発経緯や内張り適用材質の改善の経
緯については、日本鉄鋼協会発行の日本鉄鋼協会講演文
集「材料とプロセス」の１９９０年発行、Ｎｏ．１、Ｖ
ｏｌ．３の１９８〜２０１頁や、同誌の１９９１年発
行、Ｎｏ．４、Ｖｏｌ．４の１２２２頁に記載されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重筋作
業の軽減や、築炉コストの低減などの合理化要求や、高
耐用化によるコスト低減要求により、従来のれんが積み
施工やれんが材質の改善での対応では十分とは言い難い
のが現状である。

【０００６】れんが積みに代わる合理化が図れる築炉方
法として、不定形材料を使用した流し込み施工がある。
しかし、表面被覆材を使用せず、熱間繰り返し連続操業
可能なタンディッシュは、敷部が傾斜部と水平部とを繰
り返すのと同時に側壁部の鉄皮の曲率が部位によって異
なる複雑な構造のタンディッシュであり、一般的なハイ
アルミナ質不定形耐火物や合成スピネル原料を活用した
アルミナ・スピネル質不定形耐火物のような、不定形耐
火物としては鉱物相の熱変化が少なく、且つ容積安定性
に優れる材質を適用した場合、亀裂の発生や剥離が発生
し、更に、ハイアルミナ質の場合には、耐食性も低いた
め耐用的には全く不充分である。

【０００７】従って、本発明の目的は、表面被覆材を使
用せず、熱間繰り返し連続操業可能なタンディッシュに
おいて、れんがと同等以上の安定耐用を有するタンディ
ッシュのライニング構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、表面被覆
材を使用せず、熱間繰り返し連続操業可能なタンディッ
シュに適用でき、れんがと同等以上の安定耐用が図れる
ライニング構造について鋭意検討を重ねた結果、本発明
を完成するに至った。

【０００９】

【００１０】

【００１１】即ち、本発明は、表面被覆材を使用せず、
熱間繰り返し連続操業可能なタンディッシュのフリーボ
ード部、スラグライン部、一般壁部及び敷部から構成さ
れるライニング構造において、スラグライン部がカーボ
ン含有耐火物から構成され、且つ一般壁部及び敷部が、
アルミナ７８〜９２重量％、マグネシア５〜１２重量
％、シリカ超微粉０．５〜１重量％及びアルミナセメン
ト３〜９重量％からなるアルミナ・マグネシア質不定形
耐火物から構成されることを特徴とするタンディッシュ
のライニング構造を提供することにある。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のタンディッシュのライニ
ング構造の対象となるタンディッシュは、表面被覆材を
使用せず、熱間繰り返し連続操業可能なタイプのもので
ある。ここで、タンディッシュは、通常鉄皮、永久張
り、並びに内張りであるライニングから構成されてお
り、鉄皮と永久張りの間に断熱材（断熱れんが、断熱シ
ート）などを施工した形態のものであってもよい。ま
た、永久張りは１層または２層以上から構成され、れん
がまたは不定形耐火物（流し込み施工、吹付施工等）に
より形成することができる。次に、ライニング構造は、
通常フリーボード部、スラグライン部、一般壁部及び敷
部から構成される。

【００１３】本発明のタンデイッシュのライニング構造
においては、一般壁部と敷部をアルミナ７８〜９２重量
％、マグネシア５〜１２重量％、シリカ超微粉０．５〜
１重量％及びアルミナセメント３〜９重量％からなるア
ルミナ・マグネシア質不定形耐火物で構成し、スラグラ
イン部をスラグに対してより耐食性のあるマグネシア・
カーボン質れんがまたはアルミナ・カーボン質れんがの
ようなカーボン含有れんがとする。

【００１４】なお、本発明のタンディッシュのライニン
グ構造おいて、フリーボード部は、直接溶鋼やスラグと
接触するものではないために、タンディッシュ内の高温
雰囲気に耐えられる材質であれば特に限定されるもので
はない。従って、スラグライン部をアルミナ・マグネシ
ア質不定形耐火物で構成する場合には、フリーボード部
とスラグライン部とを区別せずに施工することが工程上
好ましく、従って、フリーボード部をアルミナ・マグネ
シア質不定形耐火物で構成することができる。また、コ
スト的に安価なハイアルミナ質不定形耐火物のような不
定形耐火物を用いて構成することもできる。一方、スラ
グライン部をマグネシア・カーボン質れんがまたはアル
ミナ・カーボン質れんがで構成する場合には、フリーボ
ード部はコスト的に安価なハイアルミナ質不定形耐火物
のような不定形耐火物を用いて構成することが好まし
い。

【００１５】タンデイッシュのライニング構造の一般壁
部及び敷部をアルミナ７８〜９２重量％、マグネシア５
〜１２重量％、シリカ超微粉０．５〜１重量％及びアル
ミナセメント３〜９重量％からなるアルミナ・マグネシ
ア質不定形耐火物より構成することにより、複雑な形状
を有するタンデイッシュのライニング構造を容易に構築
することができ、且つ従来のれんがより構成されたライ
ニング構造と同等またはそれ以上の耐用性を提供するこ
とができる。

【００１６】次に、本発明のタンディッシュのライニン
グ構造に適用するアルミナ・マグネシア質不定形耐火物
について説明する。アルミナ・マグネシア質不定形耐火
物に使用可能なアルミナ原料は、アルミナ含有量が９０
重量％以上の高純度原料である焼結アルミナ、電融アル
ミナ、ボーキサイト、バン土頁岩などやそれらを原料と
して使用したれんが（使用後品も含む）などが例示で
き、粗粒〜超微粉に粒度調整された１種または２種以上
を併用することができる。また、仮焼アルミナを併用す
ることもできる。また、アルミナ原料の１０ｍｍ以上の
粗大粒を活用することもできる。更に、１ｍｍ以上の粒
度のアルミナ原料には、アルミナ含有量が６５重量％以
上のアルミナ・マグネシアスピネル組成の焼結スピネル
や電融スピネルあるいは合金精錬時に副産物として発生
するスピネル鉱物を主体とした合金滓の粉砕物を使用す
ることも可能である。

【００１７】また、マグネシア原料としては、マグネシ
ア含有量が９５重量％以上の高純度原料である、海水よ
り得られる海水マグネシアや電融マグネシアあるいは天
然に産するマグネサイトやその焼成物などを例示でき、
０．３ｍｍ以下の粉砕物を使用することが好ましい。マ
グネシア原料の添加量は５〜１２重量％であり、５重量
％未満の場合には、耐食性が不充分となるために望まし
くない。また、１２重量％を超えると、耐火物組織が脆
弱化し、剥離の要因となり易いために望ましくない。

【００１８】更に、本発明のライニング構造に使用する
アルミナ・マグネシア質不定形耐火物には、シリカ含有
量が９０重量％以上のシリカフラワーやシリカヒューム
と一般的に呼ばれているシリカ超微粉を０．５〜１重量
％使用する。このシリカ超微粉の添加量は、前述したマ
グネシアの添加量と後述するアルミナセメントの添加量
により調整される。マグネシアの添加量が比較的多い場
合や、アルミナセメントの添加量が比較的少ない場合に
は、シリカ超微粉の添加量は上限に近い方が好ましく、
マグネシアの添加量が比較的少ない場合や、アルミナセ
メントの添加量が比較的多い場合には、シリカ超微粉の
添加量は下限に近い方が好ましい。

【００１９】本発明のライニング構造に使用するアルミ
ナ・マグネシア質不定形耐火物には、アルミナ含有量が
８０重量％以上のアルミナセメントを３〜９重量％使用
する。

【００２０】また、アクリル酸塩、カルボン酸塩、リン
酸塩、炭酸ソーダ、硼酸、硼砂、クエン酸等を分散剤や
硬化調整剤として添加することも可能である。

【００２１】本発明のライニング構造に使用するアルミ
ナ・マグネシア質不定形耐火物は、水を流動性が現れる
程度に適量添加し、ミキサーにて混練後、タンディッシ
ュ缶体に設置した施工枠内に流し込み施工により振動成
形するか、無振動で充填可能なセルフフロー材（フリー
フロー材）を使用する場合には無振動施工する。また、
枠を設置しないでポンプ圧送機を使用して圧送後にノズ
ル内で例えば珪酸ソーダ溶液のような凝集剤と圧搾空気
を混合することにより吹付施工することができる。

【００２２】また、本発明のライニング構造において、
スラグライン部に使用するカーボン含有耐火物は、例え
ばマグネシア・カーボン質れんがまたはアルミナ・カー
ボン質れんが等である。マグネシア・カーボン質れんが
の組成は特に限定されるものではないが、例えばマグネ
シア６０〜９９重量％及びカーボン１〜４０重量％から
なるマグネシア・カーボン質れんがを使用することが好
ましい。また、アルミナ・カーボン質れんがの組成もま
た特に限定されるものではないが、例えばアルミナ５０
〜９９重量％及びカーボン１〜４０重量％からなるアル
ミナ・カーボン質れんがを使用することが好ましい。な
お、アルミナ・カーボン質れんがは、４０重量％までの
マグネシアを含有するものであっても良い。また、上記
カーボン含有れんがは必要に応じてＳｉＣ、ＳｉＯ _２、
金属などの各種添加物を適宜含有するものであってもよ
い。なお、スラグライン部に使用するカーボン含有耐火
物として、前記れんがと同種またはそれ以外の不定形耐
火物を使用することもできる。

【００２３】なお、スラグライン部にカーボン含有耐火
物を使用する場合に、その施工方法は特に限定されるも
のではなく、例えばれんが積み、流し込み、ポンプ吹付
等、状況に応じた施工により、スラグライン部を張り分
け施工することができる。

【００２４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。まず、タンディッシュに使用するフラックス（Ｃａ
Ｏ：５３重量％、ＭｇＯ：１５重量％、ＣａＦ₂：１７
重量％、ＳｉＯ₂：０．７重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：０．１重
量％）に対するアルミナ・マグネシア質不定形耐火物、
アルミナ質れんが、マグネシア・カーボン質れんが及び
アルミナ・カーボン質れんがの耐食性を調べた。 試験体： アルミナ・マグネシア質不定形耐火物：アルミナ８
３．３重量％、マグネシア９重量％、シリカ超微粉０．
７重量％及びアルミナセメント７重量％の配合を有する
アルミナ・マグネシア質不定形耐火物を適量の水で混練
し、型枠に流し込み、１０５℃で２４時間乾燥後、型枠
から取り出したものを試験体（２００×８０×６５ｍ
ｍ）とした。 アルミナ質れんが：アルミナ８３重量％、シリカ１３
重量％の組成を有する焼成品（２００×８０×６５ｍ
ｍ）。 マグネシア・カーボン質れんが：マグネシア７８重量
％、カーボン１５重量％の組成を有する不焼成品（２０
０×８０×６５ｍｍ）。 アルミナ・カーボン質れんが：アルミナ７７重量％、
シリカ４重量％、炭化珪素５重量％、カーボン１１重量
％の組成を有する不焼成品（２００×８０×６５ｍ
ｍ）。 試験方法：缶体の内側に試験体を施工した回転ドラム
を、４ｒｐｍの回転を加えながらプロパン−酸素バーナ
ーを使用して１６５０℃まで昇温した後、ドラム内にフ
ラックス１．２ｋｇを投入し、１６５０℃に保持したま
ま１時間回転を続け、その後フラックスを排出し、新し
いフラックスを１．２ｋｇ投入して更に１６５０℃に保
持したまま１時間回転を続け、このフラックス投入−１
時間回転の操作を４回反復して計４時間試験を行った
後、試験体を回収し、試験後の各試験体の断面から侵食
量を測定して指数化したものである。得られた結果を図
１に示す。図１の結果から、アルミナ・マグネシア質不
定形耐火物は、アルミナ質れんがよりも耐食性が３倍優
れていると同時に、アルミナ・カーボン質れんがに匹敵
する耐食性を有するものであることが判る。

【００２５】次に、アルミナ・マグネシア質不定形耐火
物におけるマグネシア含有量とタンディッシュフラック
スに対する耐食性及び耐浸潤性とを下記の試験にて調査
した。 耐食性及び耐浸潤性試験：マグネシア１２重量％、アル
ミナ８０重量％、シリカ超微粉１重量％及びアルミナセ
メント７重量％の配合を有するアルミナ・マグネシア質
不定形耐火物、マグネシア９重量％、アルミナ８３．３
重量％、シリカ超微粉０．７重量％及びアルミナセメン
ト７重量％の配合を有するアルミナ・マグネシア質不定
形耐火物、及びマグネシア５重量％、アルミナ８７．５
重量％、シリカ超微粉０．５重量％及びアルミナセメン
ト７重量％の配合を有するアルミナ・マグネシア質不定
形耐火物に適量の水を混練して型枠に流し込み、１０５
℃で２４時間乾燥後、型枠より取り出したものを試験体
（２００×８０×６５ｍｍ）とし、上記耐食性試験と同
様の条件下で試験を行い、試験終了後、各試験体の断面
から侵食量、浸潤量を測定して指数化した。得られた結
果を図２に記載する。なお、図２中、耐食性及び耐浸潤
性は、指数の小さい方が耐食性に優れ、または浸潤が少
ないことを示す。

【００２６】次に、以下の実施例及び比較例に使用する
アルミナ・マグネシア質不定形耐火物の配合割合並びに
化学成分を以下の表１に記載する。

【００２７】

【表１】

【００２８】また、以下の実施例及び比較例に使用する
れんが並びに不定形耐火物の材質を以下に記載する： アルミナ・カーボン質れんが：Ａｌ₂Ｏ₃７７重量％、
ＳｉＯ₂４重量％、ＳｉＣ５重量％、Ｃ１１重量％の不
焼成品。 マグネシア・カーボン質れんが：ＭｇＯ７８重量％、
Ｃ１５重量％の不焼成品。 ハイアルミナ質焼成れんが：Ａｌ₂Ｏ₃８３重量％、Ｓ
ｉＯ₂１３重量％の焼成品。 ハイアルミナ質不定形耐火物：Ａｌ₂Ｏ₃８５重量％、
ＳｉＯ₂１２重量％の不定形耐火物。 アルミナ・スピネル質不定形耐火物：Ａｌ₂Ｏ₃９２重
量％、ＭｇＯ６重量％の不定形耐火物。 アルミナ質不定形耐火物：Ａｌ₂Ｏ₃８０重量％、Ｓｉ
Ｏ₂１５重量％の不定形耐火物。

【００２９】

【００３０】実施例１ タンデイッシュの一般壁及び敷部にはセルフフローのア
ルミナ・マグネシア質不定形耐火物５を流し込み施工
し、スラグライン部に上述のアルミナ・カーボン質れん
がを積み施工により施工した。また、フリーボード部に
は上述のハイアルミナ質不定形耐火物を流し込み施工し
た。稼動後６００チャージで、損傷の大きい部位を部分
的に解体し、一般壁部と敷部は施工時と同様の材質で流
し込み補修した。また、フリーボード部並びにスラグラ
イン部は施工時と同じ材質にて全面的に再施工した。そ
の後、１２００チャージまで稼動することができた。

【００３１】実施例２ タンデイッシュの一般壁及び敷部にはセルフフローのア
ルミナ・マグネシア質不定形耐火物３を流し込み施工
し、スラグライン部に上述のマグネシア・カーボン質れ
んがを積み施工により施工した。また、フリーボード部
には上述のアルミナ質不定形耐火物を流し込み施工し
た。稼動後８００チャージで、損傷の大きい部位を部分
的に解体し、一般壁部と敷部は施工時と同様の材質で流
し込み補修した。また、フリーボード部並びにスラグラ
イン部は施工時と同じ材質にて全面的に再施工した。そ
の後、１６００チャージまで稼動することができた。

【００３２】

【００３３】比較例１ タンディッシュの一般壁部及び敷部に上述のハイアルミ
ナ質焼成れんがを、スラグライン部に上述のアルミナ・
カーボン質れんがを積んだ。また、フリーボード部には
上述のアルミナ質不定形耐火物を流し込み施工した。稼
働後５００チャージで、損傷の大きいスラグライン部及
び敷部を解体し、施工時と同じ材質にてれんが積みし
た。その後、１０００チャージまで稼働することができ
た。

【００３４】比較例２ タンディッシュの一般壁部及び敷部には上述のハイアル
ミナ質不定形耐火物を流し込み施工し、スラグライン部
に上述のアルミナ・カーボン質れんがを積み施工した。
また、フリーボード部には上述のアルミナ質不定形耐火
物を流し込み施工した。稼働後３００チャージで、損傷
の大きいスラグライン部及び敷部を解体し、施工時と同
じ材質にてれんが積み並びに流し込み補修した。その
後、５５０チャージまで稼働することができた。

【００３５】比較例３ タンディッシュの一般壁部及び敷部には上述のアルミナ
・スピネル質不定形耐火物を流し込み施工し、スラグラ
イン部に上述のアルミナ・カーボン質れんがを積み施工
した。また、フリーボード部には上述のアルミナ質不定
形耐火物を流し込み施工した。稼働後４００チャージ
で、損傷の大きいスラグライン部及び敷部を部分的に解
体し、施工時と同じ材質にてれんが積み並びに流し込み
補修した。その後、７００チャージまで稼働することが
できた。

【００３６】上述の実施例１〜２においては、施工方法
に拘わらず何れも１０００チャージを大きく超るライフ
が得られ、使用後の一般壁部に亀裂は見られず、良好な
状態であった。また、敷部においても、全般的に損傷は
軽微であった。これに対して、比較例１では、部分補修
時に敷部を全面的に張り替えており、更に、ライフは本
発明のライニング構造の半分にも満たなかったにも拘わ
らず、使用後の一般壁部には亀裂、剥離損傷が見られ、
また、使用後の敷部の損傷も大きかった。次に、一般壁
部及び敷部にアルミナ・スピネル質不定形耐火物を流し
込み施工した比較例３では、部分補修時に敷部の全面張
り替えは行わなかったものの、ライフは本発明のライニ
ング構造の半分程度であり、使用後の一般壁部及び敷部
の状況も比較例２と同様であった。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明のタンデイッシュ
のライニング構造によれば、一般壁部及び敷部にアルミ
ナ７８〜９２重量％、マグネシア５〜１２重量％、シリ
カ超微粉０．５〜１重量％及びアルミナセメント３〜９
重量％からなるアルミナ・マグネシア質不定形耐火物を
適用し、スラグライン部をスラグに対してより耐食性の
あるマグネシア・カーボン質れんがまたはアルミナ・カ
ーボン質れんがのようなカーボン含有れんがを適用する
ことにより、一般壁部及び敷部の損傷を軽減することが
でき、再稼動時にタンデイッシュのライフを大幅に延長
することができる。また、部分補修時の施工も損傷が大
きい箇所に限定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タンディッシュに使用するフラックスに対する
アルミナ・マグネシア質耐火物、アルミナ質れんが、マ
グネシア・カーボン質れんが及びアルミナ・カーボン質
れんがの耐食性を示すグラフである。

【図２】アルミナ・マグネシア質不定形耐火物における
マグネシア含有量とタンディッシュフラックスに対する
耐食性及び耐浸潤性の関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 英一郎 兵庫県加古川市金沢町１ 株式会社神戸 製鋼所 加古川製鉄所内 (72)発明者 住吉 義博 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 (72)発明者 松村 浩二 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 (72)発明者 金重 利彦 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 (56)参考文献 特開 平10−338577（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−100280（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−175878（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−155631（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−42273（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−83156（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 41/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面被覆材を使用せず、熱間繰り返し連
   続操業可能なタンディッシュのフリーボード部、スラグ
   ライン部、一般壁部及び敷部から構成されるライニング
   構造において、スラグライン部がカーボン含有耐火物か
   ら構成され、且つ一般壁部及び敷部が、アルミナ７８〜
   ９２重量％、マグネシア５〜１２重量％、シリカ超微粉
   ０．５〜１重量％及びアルミナセメント３〜９重量％か
   らなるアルミナ・マグネシア質不定形耐火物から構成さ
   れることを特徴とするタンディッシュのライニング構
   造。
2. 【請求項２】 カーボン含有耐火物は、必須の構成成分
   としてマグネシア６０〜９９重量％及びカーボン１〜４
   ０重量％からなるマグネシア・カーボン質れんがであ
   る、請求項１記載のタンディッシュのライニング構造。
3. 【請求項３】 カーボン含有耐火物は、必須の構成成分
   としてアルミナ５０〜９９重量％及びカーボン１〜１〜
   ４０重量％からなるアルミナ・カーボン質れんがであ
   る、請求項１記載のタンディッシュのライニング構造。
4. 【請求項４】 カーボン含有耐火物は、更にＳｉＣ、Ｓ
   ｉＯ _２及び金属から選択される各種添加物を含有する、
   請求項２または３記載のタンディッシュのライニング構
   造。
5. 【請求項５】 アルミナ・カーボン質れんがは、更に４
   ０重量％までのマグネシアを含有する、請求項３記載の
   タンディッシュのライニング構造。