JPS61269968A - 取鍋の内張り構造 - 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〕 本発明は溶鋼の受鋼用取鍋の内張り耐火物のライニング
構造に関するものである。

〔従来の技術１発明の解決しようとする問題点〕従来、
溶鋼を受鋼する取鍋の内張り構造は、シャモット質、ロ
ー石質及びジルコン質レンガ等が。

同一材質にて全面に内張すされていたが、近年連続鋳造
法、真空脱ガス法、及び取鍋内でのバブリング、フラッ
クスインジェクシコン処理法等の普及に伴い、取鍋の操
業条件は、高温出鋼、溶鋼滞留時間の延長等、ますます
苛酷化する傾向にあり。

内張り耐火物の耐用寿命も従来の高珪酸質耐大物では著
しく低下しつつある。これ等の問題に対処する方策とし
て最近塩基性耐火物の適用が検討されている。炉外精錬
用の取鍋（ＶＯＤ、ＶＡＤ。

ＬＦ等）の内張り耐火材料としては、例えば特開昭５１
−１０５３１２号、特開昭５２−１４　’０４２９号に
記載されているように既に塩基性耐火材料の適用が実施
されており、炉外精練以外の取鍋については、例えば特
開昭５３−１０６６３６号、実開昭４６−５８５７８号
に記載されているように塩基性耐火物の適用が試みられ
ているが、側壁全体への塩基性レンガの適用は、溶鋼の
温度降下、レンガの割れ及びレンガ表面へのスラグ付着
による鋼品質の低下等の問題から適用し成功した例は少
ない０本発明の目的は、従来の内張り構造の欠点を解消
するもので特にステンレス鋼や低炭素鋼等の処理に好適
な高寿命の取鍋内張り構造を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、側壁部のスラグライン部位１の一
部あるいは、全周部がカーボン含有量１０〜２５重量％
のＭｇＯ−Ｃ質しンガから成り、他の側壁部位２がＭｇ
Ｏ５０〜７０重量％、ＣｒｚＯｘｌＯ〜２５重量％を含
有り、１６５０〜１８５０’Ｃで焼成して得られるマグ
クロ質ダイレクトボンドレンガから成り、取鍋底部９が
ＡΩ、ｏ。

８０〜９０重量％の不焼成高アルミナ質レンガによって
構成されていることを特徴とする取鍋の内張り構造とす
ることによって解決した。

〔作用〕

本発明は、特に低炭素鋼などを受鋼し処理する取鍋の内
張り構造として、ＭｇＯ−Ｃ質しンガの直下に設けたジ
ルコン質レンガの代わりに塩基性セラミックボンドレン
ガを用いることが望ましいと云う発想に基づくものであ
る。

塩基性セラミックボンドレンガは、■マグネシア質、■
マグネシアスピネル質、■マグクロ質。

■マグドロ質の４種類に大別される。

このうち、■のマグネシア質は、熱的、構造的スポーリ
ングが生じゃすく取鍋には不適である。

■のマグネシアスピネル質はマグネシア質に比して熱的
スポーリング性は改善されるものの、構造的スポーリン
グ損傷は避けられず、また原料コストも高いと云う問題
もある。■のマグクロ質は耐熱的スポーリング性につい
ては、マグネシア質。

マグネシアスピネル質の中間に位置するが、スラグ浸透
等と未浸透層との物性差が比較的少なく。

マグネシア質、マグネシアスピネル質に比して構造的ス
ポーリングを誘発し難いと云う利点を有する。又、低炭
素鋼の処理末期に生成される低塩基度スラブに対する耐
浸食性も珪酸塩系スラグの浸食性に強いＣｒ、○、を含
有しているため良好である。またコスト的にもリボシド
、セミリボンド材を除けば他の物に比して有利である。

さらに、■のマグドロ質は、高塩基度スラグに対して優
れた耐食性を示し、またマグネシア質に比して耐熱的ス
ポーリング性も良好であるが、稼動面側の変質、緻密化
が著しく、構造的スポーリングを誘発し易いと云う欠点
を有する。

また取鍋においては、その内張材としてタール含浸量等
は使用途中においてタールの不完全燃焼に伴う発煙があ
り取鍋のノズル、ＳＮプレートレンガ交換及び予熱特等
作業者の作業環境上の問題があり使用できず、従ってＣ
ａＯ成分の消化が問題となりやすい、従って、本発明に
おいては、受鋼取鍋の側壁に塩基性セラミックボンドレ
ンガとしてマグクロ質を使用する。

一方、スラグライン用としては優れた耐食性。

耐スポーリング性を有するＭｇＯ−Ｃ質しンガが好適で
あるが、ステンレス鋼の様な低炭素鋼を処理する取鍋に
おいては、ＭｇＯ−Ｃ質しンガ中のカーボンによる溶鋼
中のカーボンピックアップの問題があり、また溶鋼温度
の維持と云う意味からもカーボンの含有量及びレンガの
使用範囲は必要最小限に留める必要がある。

従って１本発明における取鍋側壁の内張り構造は例えば
Ａｒバブリング側及びＣａＯ等のインジェクション側の
ようにレンガが最も損傷され易いスラグライン部位１に
ＭｇＯ−Ｃ質しンガを、また他の側壁部位２にはマグク
ロダイレクトボンドレンガを使用するものである。もち
ろんスラグライン全域のレンガの溶損が大きい場合、及
びカーボンピックアップと溶鋼温度の低下の問題を生じ
ない場合はスラグライン全域にＭｇＯ−Ｃ質しンガを適
用することも可能である。

スラグライン部位１に使用するＭｇＯ−（Ｊ’ｊレンガ
におけるカーボンの含有量が１０重２％以下になると耐
食性、耐久ポーリング性が急激に低下し・また２５重量
％以上になると、酸化損耗とカーボンピックアップが問
題となる。従ってその含有量は１０〜２５重量％の範囲
とする必要がある。

また、Ｍ）＜Ｏ−Ｃ質しンガレこは、カーボンの酸化を
防止するため、ｐＱｓ　Ｓｉｔ　Ｍｇ及びこれらの合金
粉末を適量添加することも可能である。更にステンレス
鋼の処理では、スラグは比較的低塩基度であり、ＭｇＯ
−Ｃ質しンガ中のマグネシアに対して強い侵食力を有す
るので使用するＭｇＯ材料は高純度緻密質のものが好ま
しい。

他の側壁部位２に用いるマグクロ質のダイレクトボンド
レンガは、前述の低塩基度スラブに対する耐食性附与の
ため、レンガ中のマトリックス部に強固なＣｒ、Ｏ，系
のスピネルボンドを形成する必要があり、そのためには
レンガ組成中に最低１０重量％のＣｒ、Ｏ，を含有せし
めておく必要がある。しかしクロム鉱石をＣｒ’　１０
３源として使用した場合は、これに不可避的に含まれる
Ｆｅ、Ｏ，。

ＡＱ、○ｘ　ｅ　Ｓ　ｘ　Ｏｌ等のフラックス成分も同
時に導入されるため上限は２５％とする必要がある。

他の側壁部に用いるマグクロ質ダイレクトボンドレンガ
は、前述の低塩基度スラグに対する耐食性をもたせ、且
つ耐スポーリング性を良好に維持させるため、ＭｇＯ及
びＣｒ、０３の含有比は重要である。耐食性、耐スポー
リング性を良好にするためには、Ｃｒ、０３を添加して
ＭｇＯ粒子間のマトリックス部を強化する。これにより
マトリックス部にＣｒ、Ｏ，系のスピネルボンドが形成
されるが、耐食性、耐スポーリング性を最大限に付与す
るためには、レンガ組成中に最低１０重量％のＣｒ２Ｏ
，を含有せしめておく必要がある。しかしクロム鉱石を
Ｃｒ、Ｏ，源として使用した場合は、これに不可避的に
含まれるＦ　ａ、Ｏ，、Ａ　Ｉｌ、Ｏ，。

Ｓ　ｉ　Ｏ，等のフラックス成分も同時に導入されるた
め２５％以下とする必要がある。ＭｇＯ含有量は耐スポ
ーリング性に悪影響を与えるため、７０重量％以下とす
る必要がある。また含有量が低下するとＭ　ｇ　Ｏ＊　
Ｃｒ　ｔ　Ｏｓよりも耐食性の劣る第３成分を使用する
必要が生じ、耐食性低下の要因となるため、Ｃｒ、Ｏ，
を最大限使用した場合のＭｇＯ含有量は５０重量％以上
とする必要がある。

当ライニング方法に適用するマグクロ質のダイレクトボ
ンドレンガを調整するに当って充分なスピネルボンドを
形成させるためには、１６５０℃以上の焼成温度が必要
であるが、１８５０℃以上になると過焼結をきたし耐ス
ポーリング性が劣化し取鍋用としては好ましくない、加
えて取鍋用としては、コスト面も無視できず、その意味
でも過度の高温焼成は好ましくない、原料面においても
。

例えばレンガ層の適量使用は品質の低下をもたらすこと
なくコスト低減を図る有用な方法である。

各内張リレンガは耐スポーリング性に関しては、レンガ
サイズは小さくかつ受熱面側は正方形に近い程熱応力の
発生が少なく有利となる。またＭｇＯ−Ｃ質しンガを含
め、塩基性レンガは熱膨張率が高く、熱間での軟化変形
能（弾性）が乏しいため、取鍋側壁全面に適用した場合
には取鍋上端鉄皮フランジ５の変形、レンガ自体の迫り
割れ、目地開きなど構造体としての不安定性に起因する
諸問題が生じ易い、従って内張リレンガの積方向の長さ
を従来一般的であった２３０ｍ／ｍからいずれも１５０
ｍ／ｍ以下にすることによって内張りレンガの耐スポー
リング性向上と、目地、特に水平目地の増加による膨張
の吸収によって、構造体としての安定性が得られる効果
がある。これによって従来のレンガ形状にΣるライニン
グに比して、レンガのスポーリング性迫り割れ、鉄皮フ
ランジ５の変形、目地開きなどは軽減し安定した側壁部
の耐用が得られる。

次に取鍋底部について説明するに、側壁部については、
前述の諸対策を施した塩基性レンガをライニングするこ
とにより寿命向上が図れるが、取鍋底部については、鋳
込み終了時に残存する地金やスラグの付着を防止する必
要がある。側壁部に使用するマグクロ貿レンガを適用す
れば、底部についても寿命延長が図れることは容易に推
定できるが、マグクロ貿レンガは、一般的に熱伝導率が
ジルコン質や高アルミナ質レンガに比べ高く、連続鋳造
など鋳込終了後、スラグ排出を行うまでに前記入ラグ、
地金がレンガに付着残留し、鋼品質に悪影響を及ぼす問
題がある。又ジルコン質レンガを底部に使用した場合、
耐食性が低いため、側壁部との寿命にアンバランスを生
じ、修繕頻度を多くする問題がある。

従って１本発明のライニングでは、湯当り部以外の底部
ライニング用レンガとして高アルミナ質レンガの適用を
行った。ジルコン質レンガよりも耐食性を向上させるた
め、Ａｌ、Ｏ，源は高純度の原料を使用し、側壁部との
寿命バランスをとるためＡｆｆｉ、Ｏ，含有量の下限は
８０重量％が必要である。ＡＪｓＯ，含有量を高くする
とスポーリング性を低下、させるため、上限は９０重量
％とする必要がある。又、マトリックス部における熱応
力吸収性及びＡｌｌ、Ｏ，粒子の結合を良好にするため
１５重量％以下のＳ　ｉ　Ｏ，を添加している。高アル
ミナレンガは一般的に焼成品が使用されているが。

取鍋の場合加熱冷却の条件が激しく焼成品では。

それ自体が焼締りにより緻密化しておリスポーリング現
象が著しく発生するため、高アルミナレンガは使用途中
でレンガの受熱面側から溶鋼等の熱源により徐々に焼結
して行く様に不焼成レンガとする。当レンガの適用によ
り、従来のジルコン質レンガに比べ底部レンガの大巾な
寿命向上が図れた。

側壁部については前述の諸対策を施した塩基性レンガラ
イニング化することにより寿命向上が図れるが、ＡＯＤ
炉等から精錬された溶鋼スラグを受鋼する際の湯当り部
分８のレンガは溶鋼スラグによる磨耗、侵食作用が大き
く、特に従来のレンガ積構造では特に目地部からの溶損
が大きくレンガ寿命の終点を決定する要因となったいた
。

本ライニング構造では、ＡＯＤ炉等の精錬炉からの受鋼
に当って取鍋内で溶鋼が衝突する湯当り部位８を目地無
し化するためには湯当り部位８に適用するレンガを大形
化する必要がある。従って、前述の如≦マグクロ質レン
ガでは大形化は不可能であり、耐久ポーリング性を低下
させることなく耐食性及びマグクロ質との接触部におい
ても゛反応溶損することのない材質として高アルミナ質
に着目した。但し、高アルミナ質においても、プレス成
形焼成されたレンガでは、焼結による緻密化から必要と
する耐熱的スポーリング性及びスラグの浸透を防止する
ことは困難である。このため１本ライニング構造に適用
する湯当り部位８の大型ブロックレンガには、以下の調
整によって得られる高アルミナ質キャスタブルブロック
が好ましい。

この高アルミナ質キャスタブルブロックは、低塩基度ス
ラグに対する耐食性を向上させるため、ＡＱ、０３９５
％以上を含有する高純度原料をＡｌ２．０３８５重量％
骨材として使用し５〜１０重量％を微粉として添加させ
、Ａ　ａ　ｚ　Ｏｓ含有量を全体で９０〜９５重量％に
なる様配合することが好ましい、又マトリックス部の耐
食性向上を図るため、Ｃｒ、Ｏ，は２〜５重量％を含有
させていることが好ましい、当高アルミナ質キャスタブ
ルは。

取鍋の使用条件から加熱冷却の繰返しによる強度劣化を
極力防止するため極力低アルミナセメント化とし、又耐
スポーリング性を向上させるため。

Ａｎ　ｘ　Ｏｓ骨材は１〜５　ｍ　／　ｍ径の大粗粒を
使用することが好ましい０以上の調整されたキャスタブ
ル耐火物を使用し湯当り部位８の面積に該当する形状に
ブロックとして成形し、常温から３００℃まで乾燥して
キャスタブルブロック化する。

湯当り部位８以外の取鍋底部９のライニングは、前述し
たマグクロ質ダイレクトボンドレンガでは。

連続鋳造等の鋳込み末期に生ずる残留地金、スラブ等の
付着成長をきたすので、底部のライニングは、湯当り部
位のブロックレンガ材質と同材質の高アルミナ質レンガ
化することが好ましい、なお、４はパーマレンガ、５は
鉄皮、６は羽口レンガである。

以上述べた様に取鍋の側壁部にＭｇＯ−Ｃ質しンガ、お
よびマグクロ質ダイレクトボンドレンガの組合せ、湯当
り部位８に高アルミナ質キャスタブルブロック、取鍋底
部９に高アルミナ質レンガによるライニング構成とする
ことにより、安定した高寿命が得られる。

〔実施例〕

次に６０Ｔ容景の溶鋼取鍋に適用した実施例を説明する
。第１表は本発明例および従来例における取鍋部位の耐
火物を示し、第２表に従来例に使用したレンガ材質の品
質を、第３表に本発明例に使用した耐火物材質の品質を
示す、第４表に本発明例の効果を示すため、受鋼１回当
りのレンガの損耗量の比較を示す、第５表に本発明例に
よるライニングと従来例によるライニングとの寿命、内
張り耐火物原単位、及び修理パターンを示す、第６表に
従来のレンガ形状の塩基性レンガを使用した従来例の場
合と、レンガ形状を従来形状の１／２とした本発明例の
場合の寿命比較を示す、第４図に従来例のレンガ形状と
本発明例のレンガ形状を示す、第４図において、ａはレ
ンガの横方向の長さ、ｂ□、ｂは鍋内面のレンガの横方
向の長さ、ｂ３は鍋外面のレンガの横方向の長さ、Ｃは
レンガの厚さ方向の長さを示し、従来例のレンガの形状
と本発明例のレンガの形状の各部首法を第７表に示す、
各図及び表から解る様に本発明例による内張り構造は、
従来例のジルコン質レンガによる内張り構造に比較して
、大巾に寿命向上が図れるとともに、レンガ形状の変更
により更に耐用寿命の明らかな向上が得られている。

〔発明の効果〕

以上の実施例からも明らかな様に、本発明による内張り
構造により従来のジルコン質レンガで内張すされていた
取鍋に対し大巾な耐用寿命の向上とレンガ原単位及び修
繕費の低減が可能となる。

又ジルコン質レンガでライニングされていた取鍋に比較
し、側壁部を塩基性レンガ化することによりレンガの比
重差から取鍋の重量軽減が図れ、取鍋内容積に余裕のあ
るものについては、レンガのサイズロップが可能であり
、更に高寿命化が図れる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明例による取鍋ライニング構造の縦断面図
を示す図、第２図は第１図の取鍋底面部の平面図を示す
図、第３図は第１図の湯当り側を中心とした側壁部の展
開図を示す図、第４図は従来例におけるレンガの形状を
本発明例におけるレンガの形状の比較を示す図である。 １ニスラグライン部位 ２：他の側壁部位 ３：場当り部分位 ９：取鍋底部 第１・図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）側壁部のスラグライン部位１の一部あるいは、全
   周部がカーボン含有量１０〜２５重量％のＭｇＯ−Ｃ質
   レンガから成り、他の側壁部位２がＭｇＯ５０〜７０重
   量％、Ｃｒ＿２Ｏ＿３１０〜２５重量％を含有し１６５
   ０〜１８５０℃で焼成して得られるマグクロ質ダイレク
   トボンドレンガから成り、取鍋底部９がＡｌ＿２Ｏ＿３
   ８０〜９０重量％の不焼成高アルミナ質レンガによって
   構成されていることを特徴とする取鍋の内張り構造。
2. （２）取鍋底部及び側壁部の湯当り部位８がＡｌ＿２Ｏ
   ＿３９０〜９５重量％を含有する高アルミナ質キャスタ
   ブルブロックにて構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の取鍋の内張り構造。
3. （３）レンガ積み方向における耐火物の長さを１５０ｍ
   ／ｍ以下としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の取鍋の内張り構造。