JPS604244B2 - 溶滓流出防止用ストツパの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、転炉出鋼の終末時に、溶鋼と共に多量の溶蓬
が流出するのを防止する役目を果させるためのストッバ
の製造方法に関する。

周知のように、転炉製鋼法においては、吹銭終了後の出
鋼に際し、該炉内の溶鋼上に浮遊していた溶律が、溶鋼
と共に出鋼口より流出したことに起因して、取鍋内で溶
鋼と溶連とが長時間混在していると、溶律中の燐が溶鋼
中に戻る復燐現象のほか、溶鋼成分の変動や脱酸剤とし
て添加する合金鉄、アルミニウムなどの歩蟹低下、取鍋
寿命の低減など多くの弊害が伴なう。

それで、溶鋼と共に溶蓬が取鍋内へ流出して行かないよ
うに、出鋼のために煩転させていた転炉が早目に起立さ
せるならば溶蓬の流出は防止できるが、相当多量の溶鋼
が炉内に残留することなにろので、その溶鋼は排律時に
溶蓬と一緒に排出されることになり、当然鋼歩留りが低
下する。これがため、最近では溶鋼と港連との中間比重
を有し、溶鋼と溶淫との界面に浮遊する物体を炉内に投
入しておくことにより、出鋼終了時に該物体が出鋼口を
閉塞することになって溶律の流出を防止することが行わ
れる。

この浮遊物体は、円板状、球状、浮子状等各種形状のも
のがあるが、それら何れも内部に比重調整用の金属塊を
芯材とし、外殻としてのモルタル、キヤスタブルなどの
耐火物で被覆されたものである。この種浮遊物体は、本
来出鋼時の出鋼流にしたがって出鋼口に誘導され、出鋼
終了時に出鋼口を閉塞すべきところ、浮遊中に表面に溶
連が付着してしまっているがために所期のような流動挙
動を示さず、出鋼口閉塞の成功率をきわめて低いものと
している。このほか被覆層である耐火物の種類によって
は溶鋼を汚染し、溶連成分、塩基度にも影響を及ぼし、
精錬目的である鋼の成分的中率を悪化するおそれもあっ
た。本発明は、現用のストッパの有する諸難点を改善し
た新たなるストッパを提供しようとするものであって、
鉄鋼製芯材の外表面を、セメント系／ゞィンダを添加し
た石灰質泥酸物で被覆し、６０こ０なし、し４００００
で乾燥したことを特徴とする未焼成溶律流出防止用スト
ッパの製造方法である。

本発明に用いられる鉄鋼製芯材とは、本発明に係るスト
ッパの比重調整の役割を有するもので、本来的にはその
材質に限定はない筈であるが、万一炉内で露出した場合
に生ずることのある悪影響を考慮して鉄鋼材を用いるの
である。

また経済面からは製鉄所で発生する鋼塊スクラップや廃
材を利用することができ、そのような芯材として一体物
でなくても樺鋼肩、線材肩などの集合塊であっても差支
えなく、その形状もまた球塊に限らず、総体に塊状であ
ればそれで十分であって、それら何れも本発明にいう鉄
鋼製芯材に含まれる。上記鉄鋼製芯村の外殻材料として
用いられる石灰質物質としては、従来未焼成のま）では
耐火物として全く用いられたことのなかった昔灰石Ｃａ
Ｃｏ３・ＭｇＣｏ３や石灰石ＣａＣｏ３などが挙げられ
る。もともと加熱によって重量で苦灰石は４４〜４７％
、石灰石は４１〜４４％のＣｏ２を分解逸散するが、Ｃ
ｏ２逸散後の遊離Ｃａ０は消化性が極めて大きく、空気
中の湿分を吸収して容易に消化し粉化現象を起す性質が
ある。それで石灰石や苦灰石などＣａ○を主成分とする
物質を耐火物に使用するためには、必ず他の酸化物との
化学結合、あるいはクリンカーの表面を他の酸化物で焼
結被覆するなどの安定化もしくは準安定化処理を行い、
さらにタール処理などによって防湿性とするなど複雑な
処理工程を必要とするのであるが、本発明にあっては、
目的物であるストツパが長時間使用されることも、反復
使用されることもないので、使用中および使用後の消化
ならびに粉化を考慮する必要がなく、金属芯材に対して
、バィンダを添加した泥酸状態で被覆され、単に乾燥す
るだけで焼成することなくストツパとして用いられるの
である。このように芯材の被覆材料の骨材として使用さ
れる苦灰石、石灰石その他灰石質原料の品質は特に限定
されないが、耐熱性の点で、Ｃａ○，Ｍｇ０，Ｃｏ２な
どの主成分以外の不純成分の合計量が１０％以下のもの
が望まれる。骨材である石灰質材料の粒度に特に限定は
ないが、造形性、製品強度などに対する考慮から通常は
平均粒径６側以下粒度とするがよく、さらに粒度構成を
考慮することも製品の品質上重要であり、６〜１肋の粒
が３０〜６０％、１側以下の粉末が４０〜７０％の範囲
のものが、流し込み成形時に粒度偏析も起らず、品質強
度も大きく、耐スポーリング性にも勝れた製品を得る上
に好ましい。

添加されるバィンダとしては、流し込み成形の可能な常
温硬化性があって、乾燥による強度が発現できるような
ものであるかぎり、一般に市販せられている有機・無機
いずれのバィンダも使用可能であるが、セメント系バィ
ンダ、とくにボルトランドセメント、アルミナセメント
、高炉セメントが適当とされる。それは、安価かつ容易
に入手可能であると共に、前記流し込み性、硬化性など
確実に発現できるからである。セメント系バィンダを添
加した石灰質材料は泥数状態で金属性芯材の外表面に被
覆されて製品ストッパ形状となるのであるが、ストッパ
は既述のように転炉内において浮遊し、出鋼の終了時に
出鋼口を閉鎖するものであって、その意味からは円板状
、球状、円錐形等多様な形状が考えられるのであるが、
浮遊中の姿勢制御および出鋼口との接点の多様性ならび
に使用履歴にともない損傷される出鋼口との接合性など
から球状であることが条件となる。

というのは、出鋼口は本来円形であるが、使用間に溶損
等変型した状態となっているので、その状態如何にか）
わらず、浮遊して来たストッパが適合的に出鋼口を閉鎖
しうるその形状は、円板状とか円錐状ではなく球状であ
るということである。この形状は、また芯材である金属
塊を内蔵し、一体の球形物として表面形状の正確な物体
を造形する上において、鋳型内に流し込み成形する上に
も最も便利である。これがために被覆材料は泥競状態で
用いられるのである。流し込みに際してパイプレータな
ど公知の技術を用いて振動鋳込みを行うことにより、均
質な製品を得ることができる。ところで、芯村として使
用せられる金属そのものは、酸化物に比較して熱膨脹率
が非常に大きいので、金属製芯材の外表面に酸化物被覆
を設けた造形物が、乾燥あるいは使用時に加熱された場
合、熱膨脹率の差によって被覆外殻に亀裂を生じ、甚し
い場合には剥落を来すこともある。

これが防止の為、金属製芯材の外表面に繊維物質とか熱
塑性物質を被着させておくことが極めて有効で、これに
より被熱時における金属製芯材の熱膨脹による機械的圧
力が吸収され、乾燥時または使用時に生成する亀裂の発
生が防止されるのである。そのような役目を果すために
使用される繊維物質としては、耐熱性であることは必ず
しも必須要件でなく、使用間の被熱で焼失するようなも
のであっても一向に差支えない。たゞし耐熱性繊維であ
るならば、使用中においても外周表面からの熱伝導を妨
げ、金属性物体への伝達を緩和し熱膨脹を抑制する副効
果が得られるのであって、そのような好ましい繊維物質
として石綿、ガラスウール、セラミックファイバーなど
が挙げられる。また、金属製芯材に予じめ被着して使用
する熱塑性物質としては非水溶性であり、常温流し込み
成形時の静圧に耐える強度をもち、熱間で可塑性を発現
する物質であれば、いずれでもよく、一般に市販されて
いる合成樹脂、バルサム、ピッチ、夕−ル、アスファル
ト、ワックスなどのうちから選ばれる。可塑性の発現温
度としては１１０００以下であることが必要である。こ
の温度は実験の結果知り得たところのものであって、上
記熱塑性物の被着を施こさない金属製芯村を用い、外殻
被覆を施したものは、１００℃以上で乾燥すると外殻層
に亀裂が生成したのである。すでに述べたように、バイ
ンダを添加した石灰質材料は泥糠状で主として鋳込み式
に用いられるものであるが、そのような用い方に支障を
来さない限り、他の物質例えば酸化物、窒化物、炭化物
などの少量を添加して他の特性を付与させることもでき
る。

また製品の強度補強、比重調整あるいは産業廃棄物の再
利用などの目的で、スチールフアィバ、ミルスケール、
鉄切屑粉、鉄鉱石粉、クローム鉱石粉などのほか、高炉
スラグ、転炉スラグなどの一または二種以上を混入させ
ることもできる。しかし、その場合、耐熱性、耐溶損性
などの点から、添加混入の可能な上限は概ね２０％であ
る。

このほか泥酸中に、解豚剤、分散剤、減水剤、凝固促進
剤、バィンダの反応調整剤、補強剤などをも添加するこ
とも可能であり、さらには、ロック、ガラス、セラミッ
クなどの各フアィバのような耐熱性繊維をも泥酸中に混
入させたものを用いた本発明に係るストッパは、転炉投
入時の熱衝撃により生じる内部応力を緩和し、亀裂発生
防止に有効である。既述したところにより、金属製芯材
の外表面上にバィンダを添加した石灰質材料の泥糠物を
成形被覆したら、ついで、これを乾燥する。

成品ストッパ中に遊離水、水和水が残存したま）で転炉
に投入すれば、爆発を起す危険がある。したがって乾燥
により成品中に残存する遊離水、水和水を合計で１％以
下にする必要がある。乾燥温度は、お）むね１００００
ないし４００午０である。

即ち実験データによればセメント水和水の脱水は、１０
０ｏｏで全水和水の２９％、２００００で５２％、３０
０ｑ０で６０％、４００００で７６％となっている。し
たがってバィンダとしてのセメント添加量によって異な
るが、成品中に残存する水分は計算上では本実施例のよ
うに、セメント量１０％の場合は４００ＣＯの乾燥で成
品全体中の０．２４％であり、２００つ○では０．４８
％、１００ｑｏでは０．７１％となる。４００００以上
で乾燥することは徒らにエネルギーを費消するだけで、
それに見合った乾燥効果が得られない上に、被覆材や被
看剤の焼失ないし分解を促すことになる。

因みに６００℃以上の高温で乾燥あるいは焼成すること
は、Ｃｏ２の分解を招き、成品の耐消化性を損ねること
となる。実施例 １〜８ 第１表所載の成分組成を有する石灰質材料たる石灰石、
苦灰石およびバインダたるアルミナセメント、ボルトラ
ンドセメントを用い、第２表の配合割合の泥験を用いて
金属製芯材を被覆した。

用いた金属製芯村は角状ビレット廃材であって、概ねタ
テ１５０×ョコ１５０×タカサ１５仇吻、重さ２３〜２
５ｋｇであった。この角材を直径２８仇肋の真球状であ
る木型ないいま鋳鉄製型の中央に置き、第２表配合割合
の泥糠を注ぎ込んで成型した。芯材に対し、実施例２以
下では泥酸注入に先立って表中ィ，ロ、およびハで示し
た被着およびコーテング処理を施しておいた。なお第２
表中の数字は重量部で示しておいた。なお泥糠の分散効
果、減水効果を高めるために、界面活性剤として、リグ
ニンスルフオン酸塩を約０．１部泥鍬中に添加した。鋳
型より取出した真球状に成型されたものを、４００℃の
熱風乾燥炉に入れて乾燥した成品被覆層の物性は第３表
の通りであった。金属芯材を無処理のま）使用した実施
例１品については、１００ｏｏで長時間（７水ｒ）乾燥
を行い、他の２〜８品は４００００で２４ｈｒ乾燥を行
ったが何れも何らの亀裂も生せず成品化に成功した。

実施例１〜８の成品ストッパを実炉に用いた結果、それ
らは何れも爆裂現象、スポーリング傾向も見られず、溶
鋼流に従って流動でき、出鋼終了時に出鋼口を閉塞して
、溶律流出防止の目的を充分達成することができた。

本発明は如上の通り構成せられるところから、その利点
を要約すれば次の通りである。

‘１’石灰質材料は生のま）で用いられるところから、
セメント、石膏など水和性バィンダのほか、コロイドシ
リカ、エチルシリケート、リグニン、合成樹脂系など他
のバィンダの使用も可能である。

また製品保存時の消化作用および粉化現象の心配がない
。（２｝ 転炉に投入使用中に、石灰質材料が分解して
Ｃｏ２を逸出する。

これによって鋼裕面に一種のポィリング現象を生起し、
溶淫の附着が防止されて浮遊中の流動性が好適に保持さ
れるから、出鋼口閉塞の成功率が極めて高い。‘３１
近年、銅の清浄化、鞍炉ラィニング材の損傷防止の目的
で石灰石や苦灰石を用いるスラグコントロール技術が確
立されたが、本発明でも同じ石灰質材料が用いられてい
る関係で、ストッパとしての効果以外にこのスラグコン
トロールと同じ効果が併せ得られる。

‘４ー Ｃａ０は融点が２５７び○と極めて高く、また
塩基性スラグの侵食に強い抵抗性を有しているので、使
用中ストッパの溶損が小さい。

ｔ５｝ 本発明に係るストッパは、不焼成品であるとこ
ろから、耐スポーリング性に勝れていて、転炉投入時点
における熱衝撃に対して強い抵抗性がある。

第１表 第２表 註 金属塊被覆方法 ィ 石綿テープで被覆位 スラグ
ファィ′く−で被覆ハ ワツクスでコーテインク 第３表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄鋼製芯材の外表面を、セメント系バインダを添加
   した石灰資材料の泥漿物で被覆し、６０℃ないし４００
   ℃で乾燥したことを特徴とする未焼成溶滓流出防止用ス
   トツパの製造方法。 ２ 繊維状物質または熱塑性物質を被着した鉄鋼製芯材
   の外表面を、セメント系バインダを添加した石灰質泥漿
   物で被覆し、６０℃ないし４００℃で乾燥したことを特
   徴とする未焼成溶滓流出防止用ストツパの製造方法。 ３ 石灰質材料の粒度は、粒径６〜１ｍｍのものが３０
   〜６０％、１ｍｍ以下のものが４０〜７０％である特許
   請求の範囲１または２記載の未焼成溶滓流出防止用スト
   ツパの製造方法。