JPH0954077A - 溶湯容器出湯孔充填材の評価試験方法 - Google Patents

溶湯容器出湯孔充填材の評価試験方法

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JPH0954077A
JPH0954077A JP7228584A JP22858495A JPH0954077A JP H0954077 A JPH0954077 A JP H0954077A JP 7228584 A JP7228584 A JP 7228584A JP 22858495 A JP22858495 A JP 22858495A JP H0954077 A JPH0954077 A JP H0954077A
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JP
Japan
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molten metal
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molten
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JP7228584A
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Takashi Kumei
隆 粂井
Yukio Yashima
幸雄 八島
Takashi Yamauchi
隆 山内
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実操業に近い状態で溶湯容器出湯孔充填材の
焼結性,断熱性,耐湯差し性等を評価試験する。 【解決手段】 下端が開放された耐火物製容器10,2
0に充填材11,21を充填し、下端開孔部を易溶解性
の金属薄箔で閉じる。耐火物製容器10,20の下部を
垂直方向に溶湯41に浸漬し、所定時間浸漬後に耐火物
製容器10,20を溶湯から引き上げる。次いで、耐火
物製容器10,20を分断し、充填材の内部状況を観察
し、湯差し及び焼結層を検出する。単数又は複数の熱電
対13,23を差し込んだ耐火物製容器10,20を使
用するとき、浸漬方向に関する温度分布が検出される。 【効果】 ノズル−溶湯間の温度勾配による影響を取り
込んだ評価試験が行われ、実操業に適した充填材の選択
が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶湯容器出湯孔の充填
に使用される充填材の焼結性,耐湯差し性等の特性を評
価する試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶湯容器の出湯孔にはスライディングノ
ズル,ロータリノズル等が装着されており、ノズルの開
閉によって出湯及び出湯停止が行われる。ノズル部に溶
湯の侵入があると、侵入した溶湯が凝固してノズル閉塞
が生じる。閉塞したノズルは、酸素吹込みによってノズ
ル部を強制開孔する作業が必要とされ、製銑・製鋼工程
のタイムスケジュールを狂わせる原因となる。酸素吹込
みによるノズル部の強制開孔を少なくするため、出湯ま
での間ノズル部に充填材を詰めて溶湯の侵入を防止し、
出湯時にノズルを開放したとき充填材をノズル部から落
下させる無酸素開孔が採用されている。充填材として
は、珪石,珪砂等を基材とし、湯差し防止のために充填
材/溶湯の界面に粘稠な膜を形成させる長石を配合した
ものが使用されている。たとえば、特公昭55−181
94号公報では、2〜12重量%のアルカリ類を配合し
た粒径0.5〜2.5mmのシリカからなる充填材が紹
介されている。
【0003】この種の充填材には、湯差しを防ぎ、しか
も溶湯荷重が加わったときに破壊される適度の厚みをも
つ焼結層が形成される焼結性をもつことが要求される。
焼結し難い材料では充填材内部に湯差しが生じ、却って
酸素吹込みによる強制開孔が必要になる。逆に、過度に
焼結し易い材料では、焼結層の成長が著しく、ノズルを
開放したとき充填材に加わる溶湯荷重によっても焼結層
が破壊されず、充填材がノズル部から落下しなくなる。
その結果、同様に酸素吹込みによる強制開孔が必要にな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高清浄度溶
鋼に対する要求が高まってきている傾向に応じて、溶湯
容器内における溶湯の精錬時間も長くなってきている。
この場合、溶湯容器内に溶湯が長時間保持されることか
ら、珪石,珪砂等のシリカ系充填材では、高温の溶湯に
長時間曝されるため過焼結してしまう。そのため、より
適切な焼結性をもつ充填材の開発が要求される。しか
し、充填材の評価は、ノズルの無酸素開孔率というマク
ロ的な指標から推測されているのみで、充填材の焼結挙
動や溶湯の侵入挙動に関する試験方法が少ない現状であ
る。充填材の評価試験として、たとえば特開昭62−2
86665号公報では、側部に開口をもつ容器に粒体を
入れ、この容器を溶湯中に浸漬し、開口を介した溶湯の
流入・流出を繰返すことによって充填材の特性を評価し
ている。しかし、この方法では、一定温度条件下で充填
材を評価しているため、実際の操業状態で使用される充
填材の性能を正確に知ることができない。すなわち、実
際の操業における充填材は、溶湯とノズル耐火物の間に
あり、上下方向に異なる温度雰囲気に曝されるため、焼
結状態もそれに伴って変化する。本発明は、このような
溶湯出湯孔に充填される充填材が曝される温度雰囲気を
考慮し、実際の操業状態に則して充填材の性能を評価す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の評価試験方法
は、その目的を達成するため、下端が開放された耐火物
製容器に充填材を充填し、下端開口部を易溶解性の金属
薄箔で閉じ、前記耐火物製容器の下部を垂直方向に溶湯
に浸漬し、所定時間浸漬後に前記耐火物製容器を溶湯か
ら引き上げ、前記耐火物製容器を分断し、充填材内部の
観察により湯差し及び焼結層を検出することを特徴とす
る。単数又は複数の熱電対を差し込んだ耐火物製容器を
使用するとき、溶湯に耐火物製容器を浸漬する方向に関
する温度分布が検出され、充填材の断熱性も判定でき
る。
【0006】本発明においては、たとえば図1に示す設
備構成の試験装置が使用される。すなわち、耐火物製容
器10,20を浸漬保持用治具30に固定し、予め所定
温度に保持した溶湯容器40内の溶湯41に浸漬する。
耐火物製容器10,20は、充填材11,21が充填さ
れた後、薄箔12,22で底部開口が閉じられる。薄箔
12,22としては、耐火物製容器10,20を溶湯4
1に浸漬した後で速やかに溶融し、且つ充填材11,2
1の焼結挙動に悪影響を与えないように、溶湯41と同
じ材質で作製したものが好ましい。耐火物製容器10,
20の所定位置に予め熱電対13,23を挿入しておく
と、浸漬保持中の充填材11,21の温度変化を測定で
きる。熱電対13,23は、熱電対保護管14,24を
介して耐火物製容器10,20の内部に単数又は複数で
差し込まれる。
【0007】浸漬保持用治具30は、図1では2個の耐
火物製容器10,20を保持する構造となっているが、
単数又は3個以上の耐火物製容器を保持する構造も採用
可能である。浸漬保持用治具30には、送りネジ31が
螺合されている。送りネジ31は、架台32に搭載され
ている操作ハンドル33に連結されている。操作ハンド
ル33によって送りネジ31を回転するとき、浸漬保持
用治具30がピッチ送りされ、耐火物製容器10,20
が溶湯41に浸漬される。耐火物製容器10,20は、
送りネジ31の逆回転で溶湯41から引き上げられる。
また、送りネジ31に替えてエアシリンダ,油圧モー
タ,電動モータ等によって浸漬保持用治具30を昇降さ
せることも可能である。
【0008】本発明に従って充填材を試験するとき、温
度勾配下での焼結挙動や湯差し挙動が把握できる。すな
わち、図2に示すような温度勾配下で充填材A,Bは、
それぞれ図2中に矢印で示した位置まで焼結層を形成し
ている。この焼結状態に基づいて、充填材の候補材間で
焼結層厚みと温度とを比較することができる。また、図
3に示したように、焼結層の縦断面を観察することによ
り湯差しも検知できる。更に、同一サイズの試験設備を
使用して充填材内の熱電対先天位置を変更して実験を繰
り返した場合にあっても、温度プロットは図2に示した
近似直線上にのっており、焼結層厚みも含めて再現性が
良好である。
【0009】
【実施例】耐火物製容器10,20として、内径40m
m,外径50mm及び高さ150mmのMgO製容器を
使用した。耐火物製容器10,20に、それぞれ表1に
示すように異なる充填材A及びBを充填し、1550℃
に保持したSUS304溶鋼41に浸漬深さ50mmで
耐火物製容器10,20を10分間浸漬した。
【0010】
【0011】溶湯41に浸漬された各充填材A,Bは、
浸漬方向に関して湯面からの距離に応じて図2に示す温
度分布を持っていた。なお、図2の温度分布を示す直線
は、耐火物製容器10,20に挿入された複数の熱電対
13,23によって測定された温度から推定した温度分
布である。図2から明らかなように、湯面から同一の距
離で比較すると、充填材Bは、充填材Aよりも低い値を
示した。温度差は、充填材Aに比較して充填材Bの断熱
性が高いことを示している。このような温度分布が影響
する断熱性の評価は、特開昭62−286665号公報
にみられるような従来の試験方法では試験できないもの
である。10分間浸漬後の耐火物製容器10,20を溶
湯から引き上げ、各耐火物製容器10,20を軸方向に
分断し、内部の充填材A,Bに対する溶湯41の侵入状
況、すなわち湯差しを調査した。充填材Aを使用したも
のでは、図3(a)に示すように湯差しが検出され、焼
結層も38mmと厚く成長していた。これに対し、充填
材Bを使用したものでは、図3(b)に示すように湯差
しの痕跡がなく、約26mmの薄い焼結層が生成してい
た。
【0012】このような焼結性や耐湯差し性の相違か
ら、充填材Aを使用して溶湯容器のノズル部を充填した
ものでは、酸素吹込みによってノズルの閉塞状態を強制
的に開放する必要が高く、表1に示すように無酸素開孔
率が20%と低い値を示した。これに対し、充填材Bを
使用したものでは、無酸素開孔率が70%と高く、容易
に出湯作業を開始することができた。無酸素開孔率の相
違は、本発明に従って評価試験した充填材A,Bの焼結
性,断熱性,耐湯差し性等の評価結果を正確に反映して
いる。すなわち、本発明に従った評価試験によるとき、
実際の出湯作業時における充填材の状態を正確に予測で
き、無酸素開孔に要求される特性を備えた充填材の開発
に利用される。
【0013】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の評価試
験方法では、ノズル耐火物−溶湯間の温度勾配による影
響を考慮して、出湯孔用充填材の焼結性,断熱性,耐湯
差し性等を実操業に近い状態で評価できるため、溶湯容
器の出湯孔に充填される充填材に要求される特性を高い
信頼性で知ることができる。このようにして性能が予め
知られた充填材を使用するとき、酸素吹込みによるノズ
ル部の強制開放が少なくなり、高い稼動効率で溶湯容器
を使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明実施例で使用した試験装置
【図2】 同実施例で測定された各充填材の温度勾配を
示すグラフ
【図3】 充填材A(a)及びB(b)を充填した耐火
物性容器を溶湯から引き上げた後、耐火物性容器内の充
填材に生じた焼結層,湯差し等を示す図
【符号の説明】
10,20:耐火物性容器 11,21:充填材
12,22:薄箔 13,23:熱電対 14,24:熱電対保護管
30:浸漬保持用治具 31:送りネジ 32:架台 33:操作ハンドル
40:溶湯容器 41:溶湯
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F27D 21/00 F27D 21/00 A G01N 1/10 G01N 1/10 S

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下端が開放された耐火物製容器に充填材
    を充填し、下端開口部を易溶解性の金属薄箔で閉じ、前
    記耐火物製容器の下部を垂直方向に溶湯に浸漬し、所定
    時間浸漬後に前記耐火物製容器を溶湯から引き上げ、前
    記耐火物製容器を分断し、充填材内部の観察により湯差
    し及び焼結層を検出することを特徴とする溶湯容器出湯
    孔充填材の評価試験方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の耐火物製容器に単数又は
    複数の熱電対を差し込み、溶湯に耐火物製容器を浸漬す
    る方向に関する温度分布を検出する溶湯容器出湯孔充填
    材の評価試験方法。
JP7228584A 1995-08-14 1995-08-14 溶湯容器出湯孔充填材の評価試験方法 Withdrawn JPH0954077A (ja)

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JP7228584A JPH0954077A (ja) 1995-08-14 1995-08-14 溶湯容器出湯孔充填材の評価試験方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009118302A2 (en) 2008-03-26 2009-10-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Automotive fuel compositions
WO2012076652A1 (en) 2010-12-08 2012-06-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Improvements of fuels by adding polymeric viscosity increasing components
KR20190075531A (ko) * 2017-12-21 2019-07-01 주식회사 포스코 래들필러의 소결 특성 평가 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009118302A2 (en) 2008-03-26 2009-10-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Automotive fuel compositions
WO2012076652A1 (en) 2010-12-08 2012-06-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Improvements of fuels by adding polymeric viscosity increasing components
KR20190075531A (ko) * 2017-12-21 2019-07-01 주식회사 포스코 래들필러의 소결 특성 평가 장치

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Effective date: 20021105