JPS6410473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

製鋼用タンデイツシユは従来内張り耐火物とし
て、ロー石質、シヤモツト質、アルミナ質、ジル
コン質等のれんがや、流し込み材が用いられ、そ
の表面には鋼中の介在物低減等の目的でマグネシ
ア質のこてぬり材やボードを用いた表面被覆層が
設けられるのが一般的である。近年表面被覆施工
の省力化の観点より、吹付けによる施工が試みら
れており、表面被覆用吹付材にはこてぬり材やボ
ードと同様のマグネシア質が用いられている。し
かしながら、吹付施工により表面被覆を行なつた
タンデイツシユは、内張り耐火物の種類により、
タンデイツシユの使用時間が長い場合表面被覆層
の耐食性が急激に低下し、部分的に消失してしま
い、内張り耐火物までも損傷する場合がある。ま
た、表面被覆層の耐食性が長時間使用でも低下し
ない場合には、タンデイツシユの使用後の地金除
去作業時に表面被覆層と内張り耐火物とが強く固
着し、地金除去作業が困難となるばかりでなく、
タンデイツシユの整備時においても、従来のこて
ぬり材や、ボードを使用した場合には不要であつ
た固着被覆層の除去という工程を要している。 上記のような問題点は従来のマグネシア質ボー
ドや、こてぬり材による表面被覆施工では生じて
おらず、吹付施工により表面被覆を行なつた場合
にのみ発生する。即ち、表面被覆を吹付施工によ
り行つた場合には、こてぬりや、ボード施工に比
べ、吹付材が内張り耐火物表面の微細な気孔や凹
凸によく進入し、大きい接着強度を示し、非常に
密着した状態を呈する。このことは、タンデイツ
シユの使用中に剥離損傷を生じにくいという長所
であるが、一方タンデイツシユの使用温度（約
1550℃）においては、内張り耐火物との接着が強
固であるがために、両者の反応が進行し易い。 表面被覆吹付材に内張り耐火物と同質の耐火材
を用いれば、反応による悪影響は抑制できるが、
アルミナ−シリカ系やジルコン系の材料を表面被
覆層に用いた場合には、溶鋼へのSi混入や、溶鋼
中非金属介在物の増加を促がし、鋼を汚染する原
因となるため、マグネシア質の表面被覆材を５〜
40mm程度の厚さで用いられているのが実状であ
る。 表面被覆吹付材と内張り耐火物との反応の程度
は、タンデイツシユで使用された後の表面被覆層
を採取し、解析試験を行なつた。その結果、内張
り耐火物がロー石質や、低アルミナ質のシヤモツ
ト質の場合には、表面被覆層中にSiO₂成分が増
加していることが判明した。これは、SiO₂成分
を多く含む内張り耐火物とマグネシア質の吹付表
面被覆層とが、使用中に高温にさらされ、反応
し、内張り耐火物中のSiO₂成分が表面被覆層中
へ移行したものであり、このため、表面被覆層は
低耐火度となり、耐食性が低下してしまう。一
方、内張り耐火物が中アルミナ質や高アルミナ質
やジルコン質である場合には、吹付表面被覆層中
への内張り耐火物成分の移動は少なく、表面被覆
層と内張り耐火物との界面には両者の反応による
薄いガラス層と再結晶化物とを形成し、強固に接
着していることを知見した。 発明者らは、種々研究を重ねた結果、表面被覆
層を形成するマグネシア質吹付材と反応し離く、
且つ、内張り耐火物となじみの良い材料で中間層
を形成させることにより本発明を完成したもので
ある。すなわち、本発明は表面被覆層を吹付施工
により形成するタンデイツシユにおいて、Al₂O₃
含有量が35〜65重量％であるアルミナ−シリカ系
内張中間層で形成し、さらにMgO70〜90重量％、
CaO1〜20重量％にSiO₂2〜10重量％とNa₂O0.2〜
４重量％の単独または複合添加してなる、加熱後
に収縮性を有するマグネシア質吹付材で表面被覆
層を形成することにより上記のような表面被覆層
の耐食性低下や内張り耐火物と表面被覆層との固
着という問題点を解消せしめたタンデイツシユの
ライニング構造を要旨とするものである。こうし
て本発明はタンデイツシユ内張り耐火物上に設け
られたAl₂O₃含有量が35〜65重量％のアルミナ−
シリカ系内張中間層と、該中間層上に設けられた
MgO70〜90重量％、CaO1〜20重量％と、SiO₂2
〜10重量％、Na₂O0.2〜４重量％のいずれかまた
は両者を含むマグネシア質吹付表面被覆層を備え
てなるタンデイツシユのライニング構造に関す
る。本発明を以下に詳細に説明する。 内張り耐火物と同系統のAl₂O₃−SiO₂系の内張
り中間層に用いれば、内張り耐火材と内張り中間
層との反応については、ほとんど考慮しなくても
良くなるので、Al₂O₃−SiO₂系材料とマグネシア
質表面被覆吹付材との反応性について図面を参照
しながら、説明する。アルミナ含有量の異る各種
のAl₂O₃−SiO₂系内張り中間層を作成し、その表
面にマグネシア含有量85重量％の表面被覆用吹付
材を通常の方法で吹付施工した。これを乾燥後
1500℃で３時間加熱し、冷却後表面被覆層の成分
変化を図面に示す。図中の中間層成分浸潤指数と
は、マグネシア質表面被覆層中への内張り中間層
の成分（主として、Al₂O₃−SiO₂）の浸潤量を螢
光Ｘ線で比較定量した値を指数で表わしたもので
ある。この結果より、表面被覆層にマグネシア質
吹付材を用いる場合には、内張り中間層のアルミ
ナ含有量が30重量％未満であると、マグネシア質
吹付材への内張り中間層の成分移動が大きいこと
がわかる。内張り中間層のアルミナ含有量が35重
量％では、成分移動はおよそ半分に減少し、40重
量％以上では1/8以下に減少する。即ち、タンデ
イツシユの表面被覆層にマグネシア質吹付材を用
いる場合には、内張り中間層にアルミナ含有量35
重量％以上のAl₂O₃−SiO₂系を用いることによ
り、表面被覆層の耐食性低下を抑制できる。 また、本発明はさらに表面被覆層と内張り耐火
物との固着という現象に対し、表面被覆層と内張
り耐火物との間に、Al₂O₅−SiO₂系の内張り中間
層を設ける場合、固着現象に最も影響を与える要
因は、表面被覆層加熱後線収縮率と内張り中間層
のアルミナ含有量とにある。 例えば、アルミナ含有量の異なる中間層用吹付
材を作成し、通常の方法で吹付けし、その表面
に、1500℃で３時間加熱後の線収縮率でさまざま
に変化させたMgO含有量82〜86重量％の吹付材
を25mmの厚さに通常の方法で吹付施工し、乾燥後
1500℃で５時間加熱し、冷却後の両者の固着状態
を観察した。観察結果を表１に示す。表１から明
らかなように、吹付材の加熱焼成後線収縮率が
0.8％未満であると、内張り中間層材料のアルミ
ナ値が30重量％以下では固着し易いが吹付材の加
熱後線収縮率が0.8％以上で内張り中間層材料の
アルミナ値が65重量％以下であれば、固着は抑制
されるものである。表面被覆層用吹付材の加熱後
線収縮率が大きいほど中間層材料との固着は少く
なるが実用上は７％以下が適当である。７％以上
では使用中のタンデイツシユの温度変動により収
縮亀裂を生じる可能性があり好ましくない。尚、
表面被覆層用マグネシア質吹付材の焼成後収縮率
の値を1500℃で３時間焼成後の値としたのは、実
際のタンデイツシユ内の溶鋼温度は約1550℃であ
り、内張り中間層と表面被覆層との接着面は1500
℃程度と考えられるからであり、また加熱時間を
３時間としたのは実際のタンデイツシユ操業にお
いて溶鋼の滞留する平均的な時間は、およそ３時
間であるためである。焼成温度を1500℃以上に上
昇させるか時間を３時間以上に延長した場合に
は、焼結が進行し、収縮率は増加する。したがつ
て、表１の結果より、収縮率が大きいほど固着し
難い方向となり、表面被覆層用吹付材の持つべき
収縮特性の限界値の把握が困難となるので、実際
のタンデイツシユの使用条件を考慮しながら、収
縮特性の限界値を把握し易い加熱条件として、
1500℃で３時間を設定したものである。 また、表１からわかるように、内張り中間層の
アルミナ含有量が80重量％以上の場合には、表面
被覆層用吹付材の加熱後線収縮率を調整すれば、
固着の問題は解消されるのであるが、一般に高ア
ルミナ質であるほど耐火物は高価となるため、経
済的に妙味が少ない。 本発明のタンデイツシユのライニング構造に用
いる内張り中間層の施工はれんが、流し込み、乾
式振動成形、吹付、こてぬり、シート状、ボード
状耐火物で特に限定するものではない。内張り中
間層の施工厚さは、内張り中間層の目的及び経済
性から薄くても効果があり、鉄皮側の内張り層厚
さを考慮し決定するもので２〜230mm程度である。
２mm未満では、内張り層面の凹凸のため、平滑な
施工が困難であると同時に表面被覆層の耐食性が
低下する。 なお、20mm以下の施工には、こてぬり、吹付が
好ましく、20mm以上の施工には、れんが、流し込
み、乾式振動成形が好ましい。 また、表面被覆層用のマグネシア質吹付材のマ
グネシア含有量は、溶鋼汚染の影響を考慮して決
定すべきであるが、70〜90重量％のもので５〜40
mm程度に吹付施工するのが良い。この種の表面被
覆材としてはMgO70〜90重量％CaO1〜20重量％
のものは既知であるが、本発明ではこれにSiO₂2
〜10重量％、Na₂O0.2〜４重量％を単独または複
合添加するものである。 表面被覆層用マグネシア質吹付材の1500℃で３
時間加熱した後の線収縮率を0.8〜７％とする手
段としては、例えば、吹付材中のNa₂O成分量を
0.2〜４重量％の範囲内に入るよう調整がある。
70重量％以上のMgOを含む吹付材において、
Na₂O成分を含有することにより、焼結反応が促
進される。Na₂O含有量に応じて焼結反応に伴う
収縮率を調整できることを利用したものである。
Na₂O含有量が0.2重量％未満では、0.8％以上の
収縮率を得るのが困難であり、４重量％を越える
と７％以上の収縮率となるので好ましくない。
Na₂O源としては珪酸ソーダ、リン酸ソーダ、ア
ルミン酸ソーダ等の無機ソーダ塩類や、長石等の
Na₂O含有鉱物が利用できる。 また、別の手段として、SiO₂成分を２〜10重
量％含有し、且つ、74μ以下の微粉が12〜50重量
％となるよう調整する。一般に吹付材中の微粉量
が増加すれば、収縮率も増加する。しかしなが
ら、吹付材全体の特性として、施工性や、耐爆裂
性を考慮すると、本発明のように比較的大きい収
縮が必要とされる場合には、粒度のみでは、収縮
率の調整が十分に行なえない。そのため、MgO
の焼結を補助するSiO₂成分を含有させ、調整す
るものである。SiO₂含有量が２重量％未満では、
焼結補助効果が少く、10重量％を越えると耐食性
が低下するので好ましくない。SiO₂源としては、
珪酸アルカリ等の珪酸塩や、珪砂、シリカフラワ
ー等の他、不純物成分としてのSiO₂を多く含む
マグネシアクリンカーが利用できる。吹付材に添
加するバインダーには、セメント類、リン酸塩、
珪酸塩等の無機バインダーや熱硬性、自硬性の有
機バインダーが使用できる。 本発明のタンデイツシユのライニング構造で
は、内張り用耐火物がロー石質、シヤモツト質、
アルミナ質、ジルコン質ならばいずれでも表面被
覆層の耐食性低下や、固着現象は生じない。尚、
内張り中間層と内張り耐火物との間に軽微な反応
が生じる場合があるが、表面被覆材への影響は全
くない。内張り耐火物と内張り中間層とが反応
し、内張り中間層が内張り耐火物表面に残存する
場合があるが、残存した内張り中間層の表面に通
常の吹付施工で表面被覆層を行なえば、新たに内
張り中間層を施工した場合と同様に、表面被覆層
の耐食性低下や固着もなく、同等に使用可能であ
る。

【表】 ○；全く固着しない。△；部分的固着が見られる。
×；全面が固着。
実施例 表２に、本発明のライニング構造を実施したタ
ンデイツシユの使用結果を示す。 従来のライニング構造例１では、480分の連鋳
時間で耐食性が低下し、浸食速度が大きく、又、
２〜４では、内張り耐火物と表面被覆層との固着
があり、地金除去が困難であつたが、本発明のラ
イニング構成では、表面被覆層の耐食性は連鋳時
間の長短にかかわらず、わずかな浸食速度であ
り、地金除去等の固着も見られず、能率のよいタ
ンデイツシユの運営が可能となつた。

【表】 【図面の簡単な説明】

図面は、Al₂O₃−SiO₂系内張り中間層材料から
表面被覆層吹付材中への成分浸潤指数の関係を示
す曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タンデイツシユ内張り耐火物上に設けられた
   Al₂O₃含有量が35〜65重量％のアルミナ−シリカ
   系内張中間層と、該中間層上に設けられた
   MgO70〜90重量％、CaO1〜20重量％と、SiO₂2
   〜10重量％、Na₂O0.2〜４重量％のいずれかまた
   は両者を含むマグネシア質吹付表面被覆層を備え
   てなるタンデイツシユのライニング構造。