JPH10310816A

JPH10310816A - 浸漬管

Info

Publication number: JPH10310816A
Application number: JP11726097A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Terajima; 英俊寺島; Kiyoshi Goto; 潔後藤; Masahiko Amano; 正彦天野; Akihiro Tsuchinari; 昭弘土成; Tetsuo Fujii; 哲郎藤井
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】鉄鋼精錬のＲＨ、ＤＨ、ＣＡＳ等で問題となる
キャスタブルのき裂発生や、窒素ピックアップを抑制す
ると共に、地金侵入によるスラグ除去作業時のキャスタ
ブルのはく離損耗等を抑制できる浸漬管を提供する。【解決手段】鉄鋼精錬の二次精錬設備の浸漬管におい
て、該浸漬管の外周に、０．５〜５％の常温残存膨張率
を有する高膨張性のキャスタブル耐火物を配設すること
を特徴とする浸漬管であり、好ましくは前記キャスタブ
ル耐火物が、１５００℃以上の高温で１．５〜１０％の
熱膨張率を有し、また、ベース材質をＡｌ₂Ｏ₃−Ｍｇ
Ｏ系とし、さらにスピネル、ムライトを含むことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、鉄鋼精錬の二次精
錬設備であるＲＨ（Ｒｕｈｒｓｔａｈｌ−Ｈｅｒａｕ
ｓ）、ＤＨ（Ｄｏｒｔｍｕｎｔ−Ｈｏｒｄｅ）、ＣＡＳ
（ＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＡｊｕｓｔｍｅｎｔｂｙ
ＳｅａｌｅｄＡｒｇｏｎＢｕｂｂｌｉｎｇ）等の
浸漬管に関し、特に、この浸漬管で問題となるキャスタ
ブルのき裂発生を抑制して、窒素ピックアップを抑制
し、高純度鋼溶製に寄与すると共に、地金侵入によるス
ラグ除去作業時のキャスタブルのはく離損耗を抑制し、
耐用性向上や生産性向上を図ることのできる浸漬管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属容器、特に二次精錬設備である
ＲＨ、ＤＨ、ＣＡＳ等の浸漬管は、一般に、図１に示す
よう構造を有しており、外周キャスタブル１、芯金２、
内張りライニング３、フランジ部４およびスタッド５よ
り構成される。内張ライニング３には、マグネシア・ク
ロムれんが等の塩基性れんがが適用され、外周キャスタ
ブル１にはアルミナ系キャスタブル等が一般に適用され
る。この浸漬管の役割は、脱ガス処理中に溶鋼を真空中
の槽内に吸い上げ、同時に環流させること、あるいは環
流により導入された真空槽内の、スラグが除去された溶
鋼に合金添加等の処理を行うことである。

【０００３】このような浸漬管の外周キャスタブルは、
処理中に溶鋼に浸漬されて溶鋼により加熱され、処理終
了後には、室温の空気と接触し急冷されることになる。
これにより、図２に示すように、外周キャスタブルに熱
スポールによるき裂６が発生し、このき裂を介して、空
気が真空に引かれた槽内へ、芯金表面や耐火物内部を伝
わって侵入し、溶鋼の窒素ピックアップを生じる。

【０００４】従来は、このような窒素ピックアップを抑
制するために、以下の様な対策がとられて来た。例え
ば、特開平３−６１３１０号公報には、浸漬管フランジ
部等から超音速で噴出させたＡｒやＣＯ₂ 等のジェット
膜で窒素ピックアップを抑制する技術が開示されてい
る。

【０００５】また、実開平１−１６４７５１号公報に
は、外周にライニングされた鋼管を、浸漬管外周に被
せ、フランジ部に固定し、内部に不活性ガスを注入する
ことにより、窒素ピックアップを抑制する技術が開示さ
れている。さらに特開平７−３１６６３３公報には、不
活性ガス充満部材を埋設し、ガス充満部の圧力を大気圧
より高くし、ガスバリアーを設け、窒素ピックアップを
抑制する技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しよううとする課題】しかしながら、窒素
ピックアップを抑制と高純度鋼や高清浄度鋼製造の立場
から見ると、上記特開平３−６１３１０号公報に記載の
技術では、ジェット膜がスラグ面や湯面を揺らし、溶鋼
と大気が接触する可能性があること、同時に溶鋼がスラ
グ巻き込む結果となること、さらに大がかりな設備も必
要であることなどの問題を含んでおり、窒素ピックアッ
プ抑制方法としては有効ではない。

【０００７】また、実開平１−１６４７５１号公報に記
載の外周にライニングされた鋼管を適用する技術では、
ライニングが溶損すれば、その効果は皆無となること、
また、操業間の補修も困難と考えられること、構造も複
雑であることなどの問題を含んでおり、この技術も有効
とは言えない。

【０００８】また、特開平７−３１６６３３号公報に記
載の不活性ガス充満部材を埋設する技術では、ガス充満
部材がスラグに溶損される可能性があること、ガス充満
部材が損耗した場合、補修が困難と考えられること、構
造も複雑であることなどの問題を含んでおり、この技術
も有効とは言えない。

【０００９】さらに、これら３つの技術は、図３に示す
ように、本当に抑制すべき処理中および処理開始初期の
き裂拡大を抑制できない。このために、外周キャスタブ
ル内への地金の侵入を許し、図３（Ａ）に示すように浸
漬管の芯金を溶損させ、れんがの脱落を生じ、あるい
は、図３（Ｂ）に示すようにスラグ除去時に外周キャス
タブルを損耗させ、浸漬管寿命を低下させることにな
る。

【００１０】そこで、本発明は、以上のような問題を回
避し、窒素ピックアップを抑制し、高純度鋼溶製に寄与
すると共に、耐用性を向上させることのできる、浸漬管
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、以下の
とおりである。（１）鉄鋼精錬の二次精錬設備の浸漬管において、該
浸漬管の外周に、０．５〜５％の常温残存膨張率を有す
る高膨張性のキャスタブル耐火物を配設することを特徴
とする浸漬管。（２）前記キャスタブル耐火物が、１５００℃以上の
高温で１．５〜１０％の熱膨張率を有することを特徴と
する前記（１）に記載の浸漬管。（３）前記キャスタブル耐火物が、ベース材質をＡｌ
₂Ｏ₃−ＭｇＯ系とし、さらにスピネル、ムライトを含む
ことを特徴とする前記（１）または（２）に記載の浸漬
管。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。本発明の浸漬管は、溶
鋼精錬の処理中にキャスタブルの膨張により発生したき
裂を閉じさせ、同時に溶鋼精錬の処理後、外周キャスタ
ブル温度が下がっても、残存膨張によりき裂の進展が少
ない。これにより、次の溶鋼精錬の処理開始直後でも、
空気の流れを遮断および遅延する。

【００１３】さらに、溶鋼精錬の処理中から後にかけ
て、キャスタブル内への地金の侵入が抑制され、地金に
よる芯金の溶損によるれんがの脱落や、地金侵入による
スラグ除去作業時のキャスタブルのはく離損耗を抑制
し、窒素ピックアップおよびキャスタブルの損耗を抑制
し、浸漬管の高耐用、低コスト化、高生産性を実現でき
る。

【００１４】図２から明らかなように、窒素ピックアッ
プの主原因は、キャスタブルに発生したき裂を通して、
真空に引かれた槽内へ空気が流入する点である。したが
って、キャスタブルに発生したき裂を閉じることができ
れば、窒素ピックアップは抑制できる。

【００１５】そのため、本発明では、図１に示すよう
に、浸漬管の外周に残存膨張性を有する高膨張性のキャ
スタブル１を施工する。これにより、処理初期には、残
存膨張によってき裂を閉塞させ、処理中には、溶鋼によ
り加熱されたキャスタブル表面が膨張してき裂を閉塞さ
せる。この閉塞により、空気の流れを遮断あるいは遅延
し、窒素ピックアップの抑制を可能にする。

【００１６】さらに、図３に示すように、外周キャスタ
ブルに発生したき裂６が地金の侵入を許し、図３（Ａ）
に示すように浸漬管の芯金２を溶損させ、れんが３の脱
落を生じ、あるいは、図３（Ｂ）に示すようにスラグカ
ッターやその他の設備によるスラグ除去作業時に、キャ
スタブルも一緒に剥離させる問題が生じていた。ところ
が、図１に示す本発明を浸漬管に用いれば、前述のよう
に操業中にき裂を閉塞でき、地金の侵入を抑制でき、剥
離損耗を抑制できる。

【００１７】ここで適用するキャスタブルの物性として
は、浸漬管の大小に関わらず、１５００℃以上での熱膨
張率は１．５％以上、１０％以下とする。１．５％未満
では溶鋼の精練処理中のき裂を閉塞できず前記課題を解
決できないためである。また、１０％超では、き裂の閉
塞は可能であるが、逆にキャスタブル自身の膨張によ
り、それ自身が圧縮破壊するためである。

【００１８】また、浸漬管の大小に関わらず、常温へ戻
っての残存膨張率は０．５％以上、５％以下とする。
０．５％未満では、溶鋼精練の処理開始直後にき裂の閉
塞ができておらず、地金侵入の発生抑制が出来ないため
である。また、５％超では、十分にき裂の閉塞は可能で
あるが、後述する残存膨張性付加材料が施工・混練前の
キャスタブル中に多く添加されることとなり、精練処理
中のキャスタブルの耐食性を低下させ、さらに、逆にキ
ャスタブル自身の膨張により、それ自身が圧縮破壊する
ためである。

【００１９】キャスタブル材質系としては、例えば、ベ
ース材質としてＡｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ系、ＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃
系等を用い、高膨張性と高残存膨張性を付加する材料と
して、これにスピネルやムライト等を添加する。

【００２０】最後に本発明の浸漬管の製造方法として
は、図１に示す、スタッド５付きの芯金２の製造後、内
張ライニングれんが３を施工し、スタッドにはロウやそ
の他のペイント材を塗る。さらに、振動バイブレータ付
きの型枠に中に、前述の内張ライニングれんが３を施工
した芯金２を設置し、本発明で用いるキャスタブル１を
施工する。この施工時に、好ましくは少量のキャスタブ
ルを流し込む毎に、振動バイブレータを短時間だけ使用
するものとする。これにより、比重の違う材料が不均一
に分布せず、キャスタブルの特性を十分に引き出せる。

【００２１】さらに施工後の乾燥の時に、バーナー等の
火炎が当たらない雰囲気で、かつ、温度にして１００℃
〜２００℃で２４時間以上脱水を行った後、予熱を行う
ものとする。これにより、キャスタブルの乾燥時の爆裂
を防止し、同時に脱水を防止できる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに具体的
に説明する。表１に、本発明の実施例と比較例をまとめ
て示す。表１の添加物とは、高膨張性と高残存膨張性を
付加する材料を示す。ベース材質番号とは、表２に示す
組成のキャスタブルの符号を示す。１５００℃熱膨張、
常温残存膨張とは、実験室での測定データを示す。浸漬
管施工方法とは、本発明の施工法の適用の有無を示し、
本発明の施工法を用いている場合は○、用いていない場
合は×とした。

【００２３】き裂発生状況とは、浸漬管外周のき裂発生
状況を示し、○はき裂が存在しない場合、△は微き裂が
存在する場合、×とは大き裂が存在する場合を示す。地
金侵入状況とは、○は侵入地金が存在しない場合、×と
は侵入地金が存在する場合を示す。窒素ピックアップ量
とは、脱ガス処理前の溶鋼中窒素濃度から、処理後の溶
鋼中窒素濃度を引いた値の平均値を示し、その値が大き
いほど窒素ピックアップ量が多いことを示す。浸漬管寿
命とは、浸漬管使用終了までの使用回数を示す。

【００２４】表１より、本発明を浸漬管へ適用した場
合、従来と比べ、窒素ピックアップは減少し、解体・除
去時の損耗が少なくなるため、浸漬管の寿命を延ばすこ
とができることがわかる。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明を溶融金属
容器、特に二次精錬設備であるＲＨ、ＤＨ、ＣＡＳ等に
適用することにより、問題となるキャスタブルのき裂発
生を抑制して、窒素ピックアップを抑制し、高純度鋼溶
製に寄与すると共に、浸漬管の耐用性を向上させ、低コ
スト・高生産性を実現することができるため、本発明
は、工業的に価値の高い発明であると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浸漬管構造の概略を説明する図であ
る。

【図２】従来技術の浸漬管の窒素ピックアップ機構の概
略を説明する図である。

【図３】従来技術の浸漬管における、（Ａ）地金侵入に
伴う芯金溶損によるれんが脱落損耗機構、（Ｂ）地金侵
入に伴うスラグ除去作業時のキャスタブルの剥落損耗機
構の概略を説明する図である。

【符号の説明】

１外周キャスタブル２芯金３内張りライニング４フランジ部５スタッド６き裂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者天野正彦愛知県東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者土成昭弘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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄鋼精錬の二次精錬設備の浸漬管におい
て、該浸漬管の外周に、０．５〜５％の常温残存膨張率
を有する高膨張性のキャスタブル耐火物を配設すること
を特徴とする浸漬管。
【請求項２】前記キャスタブル耐火物が、１５００℃
以上の高温で１．５〜１０％の熱膨張率を有することを
特徴とする請求項１に記載の浸漬管。
【請求項３】前記キャスタブル耐火物が、ベース材質
をＡｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ系とし、さらにスピネル、ムライト
を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の浸漬管。