JPS61295317A - 真空脱ガス装置内張りの保護方法 - 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、溶鋼用真空脱ガス装置の操業において、炭素
含有耐火物からなる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、水素などの気体に起因する高
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
り材質は、マグネシア−クロム質耐火物が最も一般的で
ある。

しかし、マグネシア−クロム質耐火物はスラグを吸収し
て変質層を生成し、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こす欠点があり、温度変動の
大きい真空脱ガス装置ではスポーリングによる損傷によ
って寿命が短い。

この対策として、スラグの浸透が極めて少なく、構造的
スポーリングを起こさない材質として、例えばマグネシ
ア−炭素質耐火物などの炭素含有耐火物を使用すること
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、炭素含有耐火物は、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
来のマグネシア−クロム質耐火物と変わらなくなる。こ
れは、炭素含有耐火物の背面酸化が原因である。

炭素含有耐火物の酸化防止技術については、例えば表面
を鉄皮で覆う特開昭５４−１２１０号公報、酸化防止剤
として金属粉を添加する特開昭５４−１６８９１８号公
報などが知られている。しかし、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が得られてい
ない。

真空脱ガス装置は操業中、密封されており、気体の流入
は、溶鋼の環流を起こさせるために浸漬管から導入され
るアルゴンガスのみである。そこで酸化の原因となる空
気の侵入経路を調べたところ、操業中に耐火物が露出し
ている唯一の場所である浸漬管部からであることがわか
った。

これを図にもとづいて説明すると、浸漬管（１）の耐火
物（２）の外周から入った空気は、円筒状芯金（８）の
下端を迂回して浸漬管（１）の内側に入り、さらに外殻
鉄皮（４）と内張り（５）との間、あるいは内張り（５
）の背面に設けられる多孔質の膨張吸収層（図示せず）
などを通って、内張り（５）背面に拡散する。

脱ガス処理していないときは、浸漬管（１）に設けられ
た耐火物（２）および円筒状芯金（８）で空気の侵入が
阻止されるが、脱ガス処理中は脱ガス槽（６）内が減圧
されるため、浸漬管（１）の耐火物（５）の微細なキレ
ッ・気孔を通って侵入する。しかも、内張り（５）が炭
素含有耐火物の場合は、耐火物中に侵入した空気に含ま
れる酸素と耐火物中の炭素とが反応してＣｏガスを生成
するが、脱ガス処理中は脱ガス槽（６）内が減圧下の７
こめに生成されたＣｏガスが耐火物中に留まることなく
脱ガス槽（６）内に抜は出る。

このため、内張り（５）背面から酸素が次から次へと供
給され、炭素含有耐火物の酸化が促進される。

本発明は、脱ガス槽（６）の内張りとして設けた炭素含
有耐火物の酸化を防止することを目的としている。

（問題点を解決するため−の手段） 本発明は、脱ガス槽の一部もしくは全部の内張りに炭素
含有耐火物を使用した溶鋼用真空脱ガス装置において、
脱ガス処理中に外殻鉄皮を通して前記内張りの背面に不
活性ガスを導入することを特徴とした、真空脱ガス装置
内張りの保護方法である。

次に本発明を図に示すＲＨ式真空脱ガス装置の縦断面図
を例にあげて説明する。

図において（６）は脱ガス槽、（４）はその外殻鉄皮、
（５）は炭素含有耐火物からなる内張り、（１）は浸漬
管、（３）は円筒状芯金、（２）は浸漬管の耐火物、（
７）はフランジである。なお、同図は真空脱ガス装置の
下部を示し、他の部分は省略している。

内張り（５）の炭素含有耐火物の具体的材質は特に限定
されるものではないが、炭素含有量は３ｗｔ％以上が好
ましい。３ｗｔ％未満では炭素がもつスラグ浸透防止の
効果が得られない。炭素以外の耐火原料を組み合わせる
場合は、例えば電融、焼結又は天然のマグネシア、カル
シア、ドロマイト、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、クロム鉱石などの酸化物原料、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。さらに必要に応シ
テ、ＡＪ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａなどの金属またはそ
の合金、その他を添加する。

炭素含有耐火物の製造は、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１００〜４０
０℃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、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８００℃以上
、好ましくは９００〜１５００で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。また、以上のような定形耐火物に限らず、炭
素を含めたものであれば不定形耐火物も対張りを構成す
る。不定形耐火物の場合は、流し込み、スタンプ、吹付
けなどの方法で施工される。

図には示していないが、外殻鉄皮（４）と内張り（５）
との間には、必要によりパーマネントライニング、膨張
吸収層、断熱層などを介在してもよい。パーマネントラ
イニングとしては焼成、又は不焼成の定形耐火物、膨張
吸収層としてはモルタル、キャスタブル耐火物、スタン
プ材などの不定形耐火物、断熱層は珪酸カルシウム質ま
たは、セラミックフアイパー製のボード、耐火断熱煉瓦
などが例示される。

（８）は、本発明の実施にあたり、アルゴンガス、窒素
ガスなどの不活性ガスを内張り（５）の背面に供給する
ための、ガス導入管である。図では側壁に設けているが
、炉底部でもよい。また、複数個所に設けてもよい。浸
漬管（１）に設ける耐火物（２）の材質は特に限定する
ものではない。一般には、円筒状芯金（３）に対して内
外周ともに不定形耐火物にするか、あるいは円周を定形
耐火物とし、外周を不定形耐火物にしている。

真空脱ガス装置の操業方法は、例えば″真空脱ガス法１
．昭和５４年５月１５日・耐火物技術協会発行第７１〜
３７３ページにも記載されているように、脱ガス槽（６
）の下端に設けられた浸漬管（１）を取鍋（９）の溶鋼
（１０）中に浸漬し、脱ガス槽（６）内を真空減圧して
溶鋼を吸い上げ、流入飛散させて脱ガス処理が行われる
。

本発明では、脱ガス処理中に外殻鉄皮（４）を通して内
張り（５）の背面に不活性ガスを導入する。脱ガス槽（
６）内が減圧されているため、不活性ガスはガス圧が小
さくても容易に導入される。脱ガス槽（６）の減圧状態
を保つために多量の導入は好ましくなく、例えばガス導
入管（８）に栓などを備えて調整する必要がある。不活
性ガスの種類はアルゴンガス、窒素ガスなどが使用され
るが、コスト面から窒素ガスが好ましい。

々お、脱ガス処理中は溶鋼の環流を起こすために、ＲＨ
式真空脱ガス装置などでは従来から浸漬管内孔にアルゴ
ンガスなどの不活性ガスを導入している。しかし、この
場合の不活性ガスは真空脱ガス装置の上部に設けられた
排気筒から順次排気され、内張す（５）背面に充満され
るに至らず、内張り（５）の酸化防止の効果はない。

（作　用） 不活性ガスを導入すると、内張す（５）背面部は不活性
ガスの存在で空気の侵入が阻止されるか、または侵入し
てもその濃度は大幅に低下する。しかも、脱ガス処理中
は脱ガス槽（６）内が減圧されているために、不活性ガ
スのガス圧が低くても容易に導入され、内張り（５）背
面部での拡散性もよい。この結果、内張す（５）の背面
部は非酸化性雰囲気に保たれ、炭素含有耐火物の酸化が
防止される。

（実施例） つぎに本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

各側で脱ガス槽の内張りに用いた炭素含有耐火物は、鱗
状黒鉛１５ｗｔ％、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８００
　Ｃｐ！！のフェノール樹脂を外掛５ｗｔ％添加し、混
練、成形後、２５０℃で２４時間乾操して得た不焼成マ
グネシア−炭素質煉瓦である。また、真空脱ガス装置は
ＲＨ式とした。

実施例；外殻鉄皮内側から順に、珪酸カルシウム質の厚
さａｏｍの断熱ボード、パーマネントライニングとして
厚さく煉瓦の長さ方向）１１４１ｍ１１のマグネシア質
煉瓦、厚さ１５１１１１１のマグネシア質モルタル、厚
さく煉瓦の長さ方向）２８０’ｌｌｌ＋の炭素含有耐火
物で内張りを構成した。真空脱ガス装置の脱ガス処理中
、ガス導入管から外殻鉄皮を通して内張り背面に窒素ガ
スを１００４１／ｍｉｎの流量で導入した。

比較例１；実施例に示す内張り構造において、脱ガス処
理後、浸漬管の下端を取鍋内の溶鋼に浸漬した状態を保
ち、脱ガス槽内が減圧を保っている間に、脱ガス槽内に
その上方から窒素ガスを６００Ｊ／ｍｉｎの流量で導入
した。

比較例２；実施例に示す内張り構造において、聯ガス処
理後、浸漬管を取鍋の溶鋼内から引上げ次いで浸漬管の
下端開口部から脱ガス槽内に６００Ｊ／ｍｉｎの流量で
窒素ガスを導入した。

比較例８；実施例に示す内張り構造において、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わせて以上の操業を
内張りの寿命まで繰り返した。次表に内張りの酸化およ
び寿命を示す。

（効　果） 本発明によれば、脱ガス槽が高温で、しかも減圧状態の
ために内張りとしての炭素含有耐火物が酸化しやすい条
件となる脱ガス処理中において、外殻鉄皮を通して内張
りの背面に直接、不活性ガスを導入することにより、内
張りの酸化防止を確実に行うことができる。また、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、不活性ガスの使用量が少なくてすみ、脱
ガス槽の気圧を高めることもない。また、脱ガス処理中
は脱ガス槽内が減圧されているために、不活性ガスはガ
ス圧が低くても容易に導入され、内張り背面でゐ拡散性
もよい。

したがって、真空脱ガス装置の操業において、炭素含有
耐火物を内張りとした場合でも使用末期に背面酸化によ
って内張りの溶損が急速に進む現象がなくなることから
、炭素含有耐火物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、前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。

なお、本発明方法の実施で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、例えばＲＨ式、Ｄ
Ｈ式、あるいは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。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明を説明するための真空脱ガス装置の部分断
面図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 脱ガス槽の一部又は全部の内張りに炭素含有耐火物を使
   用した溶鋼用真空脱ガス装置において、脱ガス処理中に
   、外殻鉄皮を通して前記内張りの背面に不活性ガスを導
   入することを特徴とした、真空脱ガス装置内張りの保護
   方法。