JPS61246314A - 溶鋼真空脱ガス装置の内張り保護方法 - 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、炭素含有耐火煉瓦で内張すされた溶鋼真空脱
ガス装置の内張りを保護する方法に関する。

（従来の技術） 溶鋼の真空脱ガス処理は、水素に起因する高級鋼の欠陥
をなくする目的で開発使用されたのであるが、最近では
脱酸・脱炭処理、連続鋳造を目的とした普通鋼の大量処
理。

特殊鋼の製造などその用途は急速に拡大されている。こ
れに使用される真空脱ガス装置の内張り材質としては、
焼成マグクロ質煉瓦が最も一般的である。しかし、焼成
マグクロ質煉瓦はスラグを吸収して変質層を生成し、さ
らに温度変動が加えられると、この変質層に亀裂を発生
するいわゆる構造的スポーリングを起す欠点があり、温
度変動の大きい真空脱ガス装置では内張りの剥落による
損傷によって寿命が短い。

この対策として、スラグが全く浸透せず、構造的スポー
リングを起さない内張り材質として、例えばマグネシア
−炭素質煉瓦などの炭素含有耐火煉瓦を使用することが
試みられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、炭素含有耐火煉瓦は、使用初期の溶損は少ない
が末期になると急速に溶損が進み、耐用性の面で結局は
従来の焼成マグクロ煉瓦と変わらなくなる。この理由に
ついて研究したところ、溶鋼を真空脱ガス処理した後１
次の処理を行うまでの待機中に槽内の温度が低下すると
、内張りの稼動面に目地切れを生じ、そこから侵入した
空気が内張りの背面に設けた膨脹吸収層で背面全面に拡
散し、炭素含有耐火煉瓦中の炭素成分を酸化消失させる
ためであることがわかった。膨脹吸収層は一般にモルタ
ル、キャスタブル耐火物、スタンプ材、断熱ボードなど
の多孔質部材からなり、空気が通りやすい構造となって
いる。

炭素含有耐火煉瓦の酸化防止技術は種々提案されている
が、これを真空脱ガス装置の内張りに使用した場合は。

いずれも十分な効果は得られなかった１例えば特開昭５
４−１２１０号公報には、電気炉天井用炭素含有煉瓦の
酸化防止として、金属板で煉瓦を覆っている。しかし、
真空脱ガス装置の場合は電気炉などに使用する場合と異
なり、操業中に金属板は酸化されることがなく金属状で
溶解流出し、内張りの目地開きを生じて目地溶損を起す
。

特開昭５４−１６３９１３号公報には、炭素より酸素親
和力の強い金属粉末、例えばＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉなどを添
加して炭素含有耐火煉瓦の酸化を防止する方法が提案さ
れ１′￥Ｃいる。これら金属粉末の添加量は、転炉など
の内張りでは３ｗｔ％程度でたりるが、真空脱ガス装置
では１０ｗｔ％未満では酸化防止効果が十分でない、１
０ｗｔ％を超えると酸化はしなくなるものの、金属粉末
が低融点物質のために多量の添加で耐蝕性が低下する。

Ｃ問題点を解決するための手段） 真空脱ガス装置は真空操業されるので、操業中は当然酸
素濃度が低く、炭素含有耐火煉瓦が酸化されることもな
い、そこで、溶鋼を真空脱ガス処理した後、つぎの処理
を行うまでの待機中に、脱ガス槽内に不活性ガスを導入
して、内張りの酸化防止を図ることを考えたが、その効
果は極めて少なかった。これは酸化が問題になる内張り
背面部へ不活性ガスが行きわたるまでに時間を要するた
めと、既に空気が侵入していて、不活性ガスで完全に置
換することができないためと考えられる。また、この方
法は脱ガス槽全体を不活性ガス雰囲気にしなければなら
ず、不活性ガスを多量１こ必要とする欠点もある。

そこで本発明者は、さらに検討を重ねた結果、溶鋼の真
空脱ガス処理を終えた後、脱ガス槽が真空状態下に、内
張りの背面に不活性ガスを導入すると内張り背面の酸化
を効果的ｔこ防止できることを知り１本発明を完成させ
たものである。

すなわち本発明は、鉄皮内側に膨脹吸収層を介して炭素
含有耐火煉瓦を内張りした真空脱ガス装置において、溶
鋼の脱ガス処理を終えた後、脱ガス槽が真空状態下に、
鉄皮を通して炭素含有耐火煉瓦の背面に不活性ガスを導
入することを特徴とした溶鋼真空脱ガス装置の内張り保
護方法である。

真空脱ガス装置に内張すされる炭素含有耐火煉瓦の具体
的組成、製造方法などは特に限定されるものではないが
。

その−例を示すとつぎのとおりである。まず、炭素原料
としては例えば鱗状黒鉛、土状黒鉛、ピッチコークス、
電極屑などから選ばれる一種または二種以上が使用され
る。その割合は５ｗｔ％以上が好ましい、５ｗｔ％未満
では炭素がもつスラグ浸透防止の効果が得られず、また
炭素の割合が少ないために酸化の問題もない、炭素以外
の耐火原料を組み合わせる場合は１例えばマグネシア、
カルシア、ドロマイトクリンカ−１合成マグドロクリン
カー、アルミナ。

スピネル、ピクロクロマイト、ジルコニア、電融または
焼結のマグクロなどの酸化物原料、あるいは炭化珪素、
炭化はう素等の非酸化物原料から選ばれる一種または二
種以上が使用される。さらに必要に応じて、Ａｌｅ　Ｓ
ｉｎ　Ｍｇ。

Ｆｅ、Ｃａなどの金属またはその合金、その他を添加す
る。

炭素含有耐火煉瓦の製造は、以上の配合物に例えばフェ
ノール樹脂、フラン樹脂、タールピッチなどの結合剤を
添加し、混線、成形後、不焼成品の場合には１００〜４
００℃で熱処理し、これによって結合剤のタールまたは
樹脂中の揮発分を除去し、煉瓦の強度を発現させる。ま
た、結合剤が硬化性樹脂の場合にはこの熱処理によって
熱硬化が起こり、強度が発現する。焼成品はさらに８０
０℃以上、好ましくは９００〜１５００℃の高温度に熱
処理することによって、タールまたは樹脂結合から炭素
結合を形成させる。このようにして得られる炭素含有耐
火物により、真空脱ガス装置の一部または全部を内張り
を構成する。

鉄皮と炭素含有耐火煉瓦との間に介在される膨脹吸収層
の材質は、モルタル、キャスタブル耐火物、スタンプ材
などの不定形耐火物、セラミックファイバーを主材とじ
た断熱ボードなどである。

図は１本発明方法を実施するための真空脱ガス装置の一
例であり、１は鉄皮、２は膨脹吸収層、３は炭素含有耐
火煉瓦、４は脱ガス槽、５は浸漬管、７は取鍋を示す、
モして６は、不活性ガスを導入するために鉄皮１を通し
て炭素含有耐火煉瓦３の背面と連通させたガス導入管で
ある。

図には示していないが、炭素含有耐火煉瓦３と膨脹吸収
層２との間には、操業上における安全性の面から一般に
パーマネント煉瓦が設けられる。パーマネント煉瓦の材
質は、炭素を含有しないものでもよい、この場合、不活
性ガスはパーマネント煉瓦の目地などを通過して炭素含
有耐火煉瓦３の背面部に導入される。また、パーマネン
ト煉瓦を貫通してガス導入管６を設け、炭素含有耐火煉
瓦３の背面部に直接、導入してもよい。

炭素含有耐火煉瓦３の背面部において不活性ガスの拡散
が、よりスムーズになるように、例えば膨脹吸収層２に
、周方向に連続した通気道を形成してもよい０通気道の
形成は例えば施工時に予め設けておく、ポリエチレン、
ポリスチレン、ポリエステルなどの消失材を埋込んでお
き炉操業時の高温で消失させて形成するなど方法がある
。

また、不活性ガス導入管６は、炉壁に等間隔で複数個所
に設けると、より効果的である。

対象となる真空脱ガス装置の型式は特に限定されるもの
ではなく１例えばＲＨ式、ＤＢ式、浸漬管と脱ガス槽と
がストレート形状で一体化した簡易脱ガス式などである
。

真空脱ガス装置の操業方法は１例えば″真空脱ガス法″
昭和５４年５月１５日・耐火物技術協会発行・Ｐ３７１
−３７３にも記載されているように、脱ガス槽の下端に
設けられた浸漬管を取鍋内に浸漬し、脱ガス槽内を真空
にして溶鋼を吸い上げ、流入飛散させて脱ガス処理が行
われる。真空脱ガス処理を終えた後、従来は浸漬管を取
鍋内の溶鋼から引き上げ、真空脱ガス装置は次の処理ま
でそのままで待機する。

これに対し本発明では、真空脱ガス処理後、浸漬管５を
直に引き上げず、浸漬管５の下端を取鍋７の溶鋼中に浸
漬して脱ガス槽４内を真空状態に保ち、鉄皮１を通して
炭素含有耐火煉瓦３の背面に不活性ガスを導入する。不
活性ガス導入後は浸漬管５を引き上げ１次の脱ガス処理
を開始するまで待機する。

ここで使用する不活性ガスの種類としては、例えば窒素
ガス、アルゴンガスなどが使用できるが、コストの面か
ら窒素ガスが望ましい。不活性ガスの導入は待機中、連
続して導入し、炭素含有耐火煉瓦３の背面の気圧を大気
圧に対して常にプラス圧にしておくのが好ましい、不活
性ガスを導入する際の真空度は、３００ｍｍＨｇ程度で
も効果が認められるが、好ましくは１０ｍｍＨｇ以下で
ある。

（作　用） 溶鋼のガス処理を終えたあと、脱ガス槽４内が真空状態
下に、鉄皮１を通して不活性ガスを導入すると、不活性
　　。

ガスは多孔質部材である膨脹吸収層２で拡散し、炭素含
有耐火煉瓦３の背面全体に行きわたる。

（効　果） 本発明によれば、脱ガス槽内が真空状態下に、炭素含有
耐火煉瓦の背面部に直接、不活性ガスを導入することに
より、迅速、且つ確実な酸化防止を図ることができる。

不活性ガスは背面部に設けられた膨脹吸収層によって拡
散され、炭素含有耐火煉瓦の背面全体に均一に作用する
。不活性ガスの導入は、内張りの背面部という限られた
場所に対して行うために不活性ガスの使用量が少なくて
すみ、導入に要する時間も短い、不活性ガスの導入が真
空状態下に行われることにより、炭素含有耐火煉瓦の背
面部は空気の侵入がないまま不活性ガス雰囲気となる。

また、本発明で必要とする脱ガス槽内の真空状態は、真
空脱ガス装置の操業を利用すれば容易につくることがで
きる。

したがって、炭素含有耐火煉瓦を内張りとした場合、使
用末期に内張りの溶損が急速に進む現象がなくなること
から、炭素含有耐火煉瓦がもつスラグ浸透防止などの効
果をいかんなく発揮でき、後述の実施例のデータからも
明らかなとおり、真空脱ガス装置の内張り寿命が格段に
向上する。　　（実施例） つぎに本発明の実施例を示すが１本発明はこれに限定さ
れるものではない。

各側で内張りに用いた炭素含有耐火煉瓦は、鱗状黒鉛３
０ｗｔ％、残部マグネシアクリンカ−よりなる配合物に
。

結合剤として固定炭素量４５％、粘度３００ｃｐｓのフ
ェノール樹脂を外掛５ｗｔ％添加し、混線、成形後、２
５０℃で２４時間乾燥して得たマグネシア−炭素質煉瓦
である。

嶌だ、真空脱ガス装置はＲＨ式とした。

実施例；　鉄皮内側から順に、シリカ質ファイバーから
なる厚さ２５ｍｍの断熱ボード、厚さく煉瓦の長さ方向
）１１４ｍｍのマグネシア質パーマネント煉瓦、厚さ３
０ｍｌｌ１１のアルミナ質キャスタブル耐火物、厚さく
煉瓦の長さ方向）３００ｍ＋ｉの炭素含有耐火煉瓦を内
張りした。溶鋼を脱ガス処理後、浸漬管を取鍋から引き
上げることなく脱ガス槽内を真空度１０　ｍ　ｍ　Ｈｇ
の真空状態下に保ったうえで、鉄皮を通して炭素含有耐
火煉瓦の背面に３００　ｎ　／　ｍ　ｉ　ｎの流量で窒
素ガスを導入した。その後、浸漬管を取鍋内から引き上
げ、待機中は炭素含有耐火煉瓦の背面部を大気圧に対し
て常にプラス圧に保った。

比較例１；　実施例に示す内張り構造において、溶鋼を
脱ガス処理後、浸漬管を取鍋内から引き上げ、次いで脱
ガス槽内に３００Ｑ／ｍｉｎの流量で窒素ガスを導入し
た。待機中は脱ガス槽内を大気圧に対して常にプラス圧
に保った。

比較例２；実施例に示す内張り構造において、溶鋼を脱
ガス処理後、不活性ガスの導入は一切行わず、従来どお
りの方法で操業した。

各側は、真空脱ガス装置の操業に合せて以上の操作を３
００回繰り返した０次表における内張りの耐酸化性およ
び損耗速度を示す。

３）ｔＥｌ；２００回操業後、炉止めして、炭素含有耐
火煉瓦の酸化層の厚さを測定した。

【図面の簡単な説明】

図は２本発明を説明するための真空脱ガス装置の部分断
面図である。 １；　鉄　皮　　　　　　５；　浸漬管２；　膨脹吸収
層　　　　６；　ガス導入管３；　炭素含有耐火煉瓦　
７；　取　鍋４；　脱ガス槽 特許出願人　播磨耐火煉瓦株式会社 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正（自発） １、事件の表示　　昭和６０年特許願第Ｓつ２ツ２号２
、発明の名称 喀伺真空脱ガス装置の内張り保護方法 ３、補正をする者 ４、補正の対象 図面全部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄皮内側に膨脹吸収層を介して炭素含有耐火煉瓦を内張
   りした真空脱ガス装置において、溶鋼の脱ガス処理を終
   えた後、脱ガス槽が真空状態下に、鉄皮を通して炭素含
   有耐火煉瓦の背面に不活性ガスを導入することを特徴と
   した溶鋼真空脱ガス装置の内張り保護方法。