JPH01279704A - 溶鋼分析プローブ用ポーラス耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は、溶鋼中に混在するガスを採取し、分析しよう
とするときのプローブに用いるポーラス耐火物に係るも
のである。

従来技術： 鋼の品質を所定の規格に保つには、鋼中にあって活性ガ
スとして作用するＨ２．０２、Ｎ２、Ｓ等の混在量を十
分に管理しなければならない。そのため溶鋼中の上記成
分をガスとして採取し、分析してその量を確認する操作
が必要となっている。

被験ガスの採取は溶鋼中に浸漬するプローブによシ行わ
れており、そのプローブの１例を第１図に示す。ここに
例示のプローブαＯは、軸芯を共通とする筒状の外装耐
火物（１）と内装耐火物（２）をもっておシ、内装耐火
物（２）の先端に、通気性を有するポーラス耐火物（３
）を装着しである。このポーラス耐火物（３）に接続し
て、耐熱管（４）が充填物（５）に支持されて設けられ
ている。そして、耐熱管（４）の基端には、上記ポーラ
ス耐火物（３）を通過するアルゴン等の不活性ガスを吹
込む導通パイプ（６）が連結しである。プローブαＱの
頂部はへラダーケース（７）で覆蓋すると共に、ヘッダ
ーケース（７）を挿通し外装耐大物（１）と内装耐火物
（２）とにより形成される環状間隙部から、Ｎ２．０□
、Ｎ２、Ｓ等のガスを回収するガス回収パイプ（８）が
設けられている。

溶鋼中の混在ガスを分析のために採取しようとするとき
は、上記のようなプローグ（１）の下半部を溶鋼中に浸
漬し、まず導通パイプ（６）からアルゴン等の不活性ガ
スを送シ込み、ポーラス耐火物（３）から溶鋼中に噴出
させる。このガス吹き込みにより、溶鋼中に混在する、
上記のごとき分析対象となるガス成分を不活性ガス中に
拡散させる。そして、ガス回収パイプ（８）から吸引導
出させることによって、溶鋼中の分析対象ガス成分を回
収する。

このプローブに用いられるポーラス耐火物は、従来、所
定の粒度に粉砕したのみの不整粒形の微細粒子からなる
耐火材料が使用されてきた。また、特開昭６１−１４８
３４２号公報には粉砕した微細粒子を用いた耐火物製貫
通多孔体が開示されている。

解決しようとする課題： 溶鋼分析プローブに用いられるポー−ラス耐火物は溶鋼
中に浸漬されるため耐スポール性ならびに耐食性にすぐ
れた特性を具備することが要件であるとともに、微細な
気泡を発生させ溶鋼と十分接触させることから全体に均
一な微細孔を有することが必要である。

しかし、上記のような不整粒形の微細粒子からなる耐火
材料を用いたポーラス耐火物は、その粒子が微細になる
ほど配向性を示し、充填性が悪化して不均一組織となり
、熱応力が発生し易く耐スポール性、耐食性が低かった
。

また、ポーラス耐火物成形時に変圧力を加えるのでラミ
ネーション等が入り易く製造歩留も低く、ポーラス耐火
物としての寿命も短く、さらには気孔の分布が均一性を
欠くため定常的な不活性ガスの吹込みが困難であった。

特開昭６１−１４８３４２号公報で示される耐火物製貫
通多孔体では粉砕した耐火物の泥状体を有機繊維へ一定
厚さに塗布するのが難かしく、得られた多孔体の通気率
にバラツキが生じ易く、その製造も煩雑で非能率的であ
った。

課題の解決手段： 本発明は前記の問題点を解決するために種々検討を重ね
た結果、球状粒子は流動性が良好で、充填性に優れるこ
との知見から上記粒子に着目し、本発明を完成させたも
のでその要旨とするところは、溶鋼プローブに装着し、
溶鋼中に不活性ガスを噴出して溶鋼中のガス成分を回収
するポーラス耐火物において、粒径が０．１〜０．５ｊ
ｆｆの球状粒子を２０〜９５重量％含有する耐火材料を
用いて得られる溶鋼分析プローブ用ポーラス耐火物とな
すのである。

本発明において球状粒子を用いる理由は、該粒子の三次
元的に対称である特性を利用して配向性を無くし、かつ
均一組織化を図り、応力を分散し易くして耐スポール性
の向上を得んとするためである。さらに球状のために粒
子径のコントロールが容易であり、気孔率、細孔径等の
物性の制御が容易となるからにほかならない。

上記の球状粒子の径を０．１〜０．５ｍｍに限定するの
は、細孔径を極力小さくして細孔の占める割合を多くす
るためである。

球状粒子が０．１朋未満では気孔径が小さ過ぎ不活性ガ
スの噴出量が不足し、溶鋼中のガス回収に時間が掛り過
ぎる。逆に０，５ｍｍを超えると粒子の単位断面から出
る気泡の数が小さくなり、溶鋼との接触面積が小さくな
ってガス回収率が悪くなるからである。

上記粒子を２０〜９５重量％用いるのは溶鋼分析プロー
ブ用ポーラス耐火物として定常的に不活性ガスの吹込み
が可能な細孔径を得るためでアシ、前記の球状粒子が２
０重量−未満では充填率が低くなり、細孔径が大きくな
り過ぎるだけでなく組織の不均一化が進み耐スポール性
が悪化する。逆に９５重量％を超えると強度発現が点接
触支配となり、強度が著しく低下する。従って耐スポー
ル性が小さくなるほか細孔径も自ずと大きくなる。

上記粒子の材質としては溶鋼の浸透が少く、耐食性の良
好なアルミナ質、マグネシア質、スピネル質、ジルコニ
ア質及びジルコン質の１種又は２種以上が用いられる。

ここで、アルミナ質とはＡ１２０３−５ｉ０２系ＣＡＲ
□０８が４０％以上）を指し、スピネル質とはＡ６ｚＯ
ａ　　ＭｇＯ系を指す。

作用： 耐火材料を特定の粒径及び材質の球状耐火材料とするこ
とによシ、上記のごとく耐スポール性、耐食性が向上す
ると共にポーラスの細孔径を小さく、しかも気孔を均一
にすることができる。

従って細孔径を小さくすることによシ噴出するガス気泡
が微細でかつ、均一分布となシ溶鋼中のガス回収効率が
増大し、分析対象体を円滑にガス成分として分離回収さ
せることができる。これは溶鋼中のガス成分のオンライ
ン分析を迅速に、かつ高い信頼性をもって実施するため
に非常に重要なことである。

実施例： 次に本発明のポーラス耐火物につきその実施例を示す。

第１表に示す配合割合の耐火材料にパルプ廃液あるいは
フェノール樹脂をバインダーとして添加し、成形焼成し
て各種のポーラス耐火物を得た。

Ｎα１〜１７は本発明の実施例品であり、Ｎα１８〜２
１は比較例品である。

また各ポーラス耐火物の物性値を第２表に示した。試験
方法は下記のとおりである。

溶損指数二回転侵食法により　１，６５０°ＣＸ３０分
間×５回、Ｆｅ　１００％の条件下で行い従来タイプの
Ｎα２１を１００とした指数を示した。（小さい数値は
ど溶損量が少いことを示す。） 耐スポール性：　１，５００°Ｃの電気炉に、上部径１
０顛φ、下部径１５　Ｍｌφ、高さ２０朋の円錐台形の
ポーラス耐火物を入れ、２０分保持後取出し、空冷し、
亀裂の有無を調べた。

亀裂が目視されるまでこの操作を繰返し、その回数で評
価した。

その他：通常の耐火物試験法（ＪＩＳ　　Ｒ２２０５及
びＲ２２０６）によった。

第２表に示す結果によれば、粒径０．１〜０．５ｍｍの
球状粒子を２０〜９５重量％配合した嵐１〜１７．は細
孔径が小さくなり、ガス気泡を微少とすることができる
と共に、耐食性及び耐スポール性が向上した。

また球状粒子の配合率が２０重量−未満のＮａ１８は一
定の通気率を保持させるためには細孔径が大となり、耐
スポール性が低くなる。同じ＜９５重量％を超えるＮ＋
１１９及Ｎａ２Ｏは細孔径が極めて大きくなり、耐スポ
ール性も低下した。

さらに、球状粒子を全く含まないＮ１１Ｌ２１は細孔径
がやや大きく圧縮強度も低く、耐スポール性及び耐食性
が劣っている。

発明の効果： 溶鋼分析プローブ用のポーラス耐火物として球状耐火材
料を一定の組成比率のもとに使用することにより、該ポ
ーラス耐人物の耐スポール性、耐食性を向上させ耐用性
を増大した。さらに分析のためのガス成分の回収採取を
容易として溶鋼分析の信頼性の向上及び迅速化に貢献す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶鋼分析プローブの断面説明図である。 （１）・・・外装耐火物　　　（２）・・・内装耐火物
（３）・・・ポーラス耐火物　００・・・プローブ出　
願　人　　新日本製鐵株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶鋼中に不活性ガスを噴出させて、溶鋼中のガス成
   分を回収する溶鋼分析プローブに装着するポーラス耐火
   物において： 粒径が０．１〜０．５ｍｍの球状粒子を２０〜９５重量
   ％含有する耐火材料を用いて得られる耐火物とした； ことを特徴とする溶鋼分析プローブ用ポー ラス耐火物。 ２　球状粒子がアルミナ質、マグネシア質、スピネル質
   、ジルコニア質及びジルコン質の１種又は２種以上から
   なる特許請求の範囲第１項に記載の溶鋼分析プローブ用
   ポーラス耐火物。