(57)【要約】  この真空脱ガス槽では：耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である。
2012147180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備え、減圧雰囲気で溶鋼の脱ガス処理を行う真空脱ガス槽であって、
前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；
前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である；
ことを特徴とする真空脱ガス槽。
【請求項２】
前記質量比の下限値が１．０であることを特徴とする請求項１に記載の真空脱ガス槽。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空脱ガス槽を用いて、ＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような真空脱ガス処理を行うことを特徴とする真空脱ガス処理方法。
【請求項４】
前記真空脱ガス槽中にＳｉ又はＳｉ合金を添加して鋼の二次精錬を行いながら、前記真空脱ガス処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の真空脱ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、低塩基度スラグに対して優れた耐用性を有する真空脱ガス槽と、この真空脱ガス槽を用いた脱ガス処理方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空脱ガス装置に用いられる真空脱ガス槽には、マグネシアカーボンれんがやマグネシアクロミアれんがのような耐火物が使用されている。この耐火物としては、耐熱衝撃性に優れることから、マグネシアカーボンれんが等の炭素含有耐火物が広く使用されている。【０００３】
炭素含有耐火物は、高温での耐酸化性に弱点を有する炭素を含むことから、強い酸化性雰囲気下では溶損速度が増大してしまう。そこで、炭素含有耐火物にＡｌ粉末、Ａｌ−Ｓｉ合金粉末、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末等の酸化防止剤を添加することが、従来より行われている（例えば特許文献１〜５、１０、１１参照）。これは、高温下における酸素親和力が炭素よりも大きい金属粉末を添加することで、炭素が酸化されるのを防ぐことを目的としている。【０００４】
ところが、マグネシアカーボンれんがは、スラグ塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２：以下、単に塩基度もしくは「Ｃ／Ｓ」と言う場合がある）が３前後又はこれよりも高いスラグに対して良好な耐用を示すものの、塩基度がこれよりも低いスラグに対しては、耐用性が劣る。これは、塩基度が低いスラグは、粘性がかなり低下するため、スラグがれんがの内部に浸透してマグネシア骨材が溶損したり、スポーリングを起こしたりてしまうためである。そこで、アルミニウム合金粉末の他に、金属クロム又はクロム化合物を含有させることで、酸化したＣｒ２Ｏ３がれんがの稼動表面とスラグとの反応層中でＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３系の高融点物を生成し、スラグの見掛けの粘性を高めて、マグネシア骨材の溶出を抑える方法が提案されている（特許文献６参照）。また、同様に、アルミニウム合金粉末の他に、ジルコン酸カルシウムを含有させることで、高温で解離したＣａＯがスラグに溶け込み、スラグの粘性を上げて浸透を抑制する方法や（特許文献７参照）、環境への影響を考慮して、クロムを使用せずに、希土類酸化物を含有させることで、希土類酸化物がスラグ中のＳｉＯ２と反応してスラグの融点を上昇させて、浸透を抑制させる方法（特許文献８参照）などが提案されている。更には、スラグの塩基度に応じて、スラグ中にＭｇＯを主成分とするれんがの破砕物やＡｌを添加することで、スラグ成分をＭｇＯの初晶域となるように調整してスラグを改質する方法も提案されている（特許文献９参照）。【０００５】
なお、特許文献１０には、Ａｌ−Ｍｇ合金を添加したマグネシアカーボンれんがが記載されているが、これは本文中の記載設備および耐蝕テストの試験条件のスラグ塩基度（Ｃ／Ｓ）が３であることから明らかなように、転炉にて使用した場合を模擬した結果である。【０００６】
また、特許文献１１には、溶射補修に適したマグネシアカーボンれんがとして、固定炭素量が１３質量％以下で、Ａｌ粉やＡｌ−Ｍｇ合金をＡｌ含有量で３質量％以下になるように添加した例が記載されている。しかしながら、この特許文献１１の背景技術、発明が解決しようとする課題には、この発明を転炉で使用することと明記されており、耐食性評価方法も、転炉スラグを用いて評価するなど、本発明が対象としている低塩基度スラグによる耐用性は示されていない。【０００７】
よって、従来、真空脱ガス槽に用いるマグネシアカーボンれんがにおけるＡｌ−Ｍｇ合金添加は、黒鉛の酸化防止のために少量添加することが知られていたものの、低塩基度スラグに対する耐用性については判っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国特開昭５７−１６６３６２号公報（第２頁左上欄、表１）
【特許文献２】日本国特開昭５８−１９０８６８号公報（第１頁右欄、表１）
【特許文献３】日本国特開昭６３−１６６７５１号公報（第２頁右上欄、表３）
【特許文献４】日本国特開２００１−１３９３６６号公報（請求項１、表２）
【特許文献５】日本国特開２００７−１８２３３７号公報（段落［００２２］、表２）
【特許文献６】日本国特開平１−３２０２６２号公報（特許請求の範囲第１項、表１）
【特許文献７】日本国特開２０００−９５５５６号公報（請求項１、段落［００１５］）
【特許文献８】日本国特開２００１−２５４１２０号公報（請求項１、段落［００１３］）
【特許文献９】日本国特開２００６−２５７５１９号公報（請求項１）
【特許文献１０】日本国特開平５−１８６２５９号公報（段落［００１６］、表１）
【特許文献１１】日本国特開２００８−１５１４２５号公報（表３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、低塩基度スラグに対するマグネシアカーボンれんがの耐用は、未だ十分であるとは言えず、例えば、真空脱ガス槽を用いて、Ａｌ−Ｓｉ−ｋｉｌｌｅｄ鋼、Ｓｉ−ｋｉｌｌｅｄ鋼、Ｓｉ添加鋼等を溶製するような場合には、塩基度が２以下の低塩基度スラグが発生するため、真空脱ガス処理中の真空脱ガス槽の内張り耐火物が激しく損耗してしまう。【００１０】
そこで、本発明者らは、このような問題を解決するために鋭意検討した結果、真空脱ガス槽用の炭素含有マグネシア質耐火物におけるＡｌ−Ｍｇ合金や黒鉛の含有量について詳細な検討を行う過程で、新たな知見を得た。すなわち、従来、炭素より早い親和性によって炭素の酸化を防止するような酸化防止剤として使われていたＡｌ−Ｍｇ合金が、驚くべきことには、その含有量をある特定の範囲にすると共に、耐火物中の黒鉛に対する質量比を従来よりも極めて高く設定することで、マグネシア骨材の溶損を抑える働きを発現して、上記のような低塩基度スラグに対しても優れた耐用性を示すことができることを見出した。また、従来からＡｌ−Ｍｇ合金をはじめとする金属の含有量が増加すると（例えば３質量％以上）、耐熱衝撃性が低くなることが知られていたが、本発明者らは、黒鉛をＡｌ−Ｍｇ合金含有量に対してある質量比の範囲とすることで耐熱衝撃性も確保が可能であることを見出し、本発明を完成した。【００１１】
したがって、本発明は、塩基度（Ｃ／Ｓ）が２以下となるような低塩基度スラグに対して優れた耐用性を示す炭素含有マグネシア質耐火物をライニングした真空脱ガス槽の提供を目的とする。【００１２】
また、本発明は、Ｓｉ源を添加して鋼の二次精錬を行う脱ガス処理方法において、真空脱ガス槽の損耗を可及的に抑えて脱ガス処理を行うことができる脱ガス処理方法の提供を他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下を採用した。
（ａ）本発明の一態様は、鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備え、減圧雰囲気で溶鋼の脱ガス処理を行う真空脱ガス槽であって、前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である。
（ｂ）上記（ａ）に記載の真空脱ガス槽では、前記質量比の下限値が１．０であってもよい。【００１４】
（ｃ）本発明の一態様に係る真空脱ガス処理方法は、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の真空脱ガス槽を用いて、ＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような真空脱ガス処理を行う。
（ｄ）上記（ｃ）に記載の真空脱ガス処理方法では、前記真空脱ガス槽中にＳｉ又はＳｉ合金を添加して鋼の二次精錬を行いながら、前記真空脱ガス処理を行ってもよい。【００１５】
本発明の上記態様に係る真空脱ガス槽に用いる炭素含有マグネシア質耐火物は、Ａｌ−Ｍｇ合金を内掛けで３．５質量％〜１４質量％含有するのが好ましく、より好ましくは３．５〜１０．５質量％含有するのが良い。Ａｌ−Ｍｇ合金の含有量が３．５質量％に満たないと、所望の耐食性を確保することができず、反対に１４質量％を超えて含有すると、使用中に炭素含有マグネシア質耐火物の気孔率が上昇し、組織が脆弱化するため、やはり耐食性が低下する。Ａｌ−Ｍｇ合金の種類については特に制限されず、マグネシアカーボンれんがに酸化防止剤として添加される一般的なものを使用することができるが、好適には、Ａｌ１２Ｍｇ１７の組成からなる合金を用いるのが良い。また、粒径が４０μｍ〜２００μｍのＡｌ−Ｍｇ合金を用いるのが良い。【００１６】
また、上記態様に係る真空脱ガス槽に用いる炭素含有マグネシア質耐火物に含まれる黒鉛は、一般に、マグネシアカーボンれんがに含まれるものと同様のものを使用することができる。例えば、鱗状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等が挙げられるが、好適には、結晶の良く発達した天然の鱗状黒鉛を用いるのが良い。黒鉛の含有量については、内掛けで７質量％以上であるのが良く、好ましくは７質量％〜２８質量％、より好ましくは７質量％〜１４質量％であるのが良い。黒鉛の含有量が７質量％に満たないと、いわゆる炭素含有マグネシア質耐火物として機能するための炭素の役割を十分に果たすことができない。黒鉛の含有量が２８質量％を超えると、成型が困難になり、耐火物としての充填性が確保できなくなる。黒鉛の含有量が１４質量％以下であれば、より充填性が良好となる。【００１７】
そして、上記態様においては、上記Ａｌ−Ｍｇ合金と黒鉛との質量比（Ａｌ−Ｍｇ合金／黒鉛）が０．５以上、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．０〜２．０の範囲内になるようにする。従来のマグネシアカーボンれんがにおいては、溶融スラグに濡れにくい黒鉛が稼動面に残存することで、溶融スラグによる湿潤を防ぐことができるが、ＲＨ（Ｒｕｈｒｓｔａｈｌ−Ｈｅｒａｕｓ）やＤＨ（Ｄｏｒｔｍｕｎｔ−Ｈｏｒｄｅ）等の真空脱ガス装置による減圧下の脱ガス処理では、マグネシアカーボンれんがのＭｇＯ骨材とＣとの間で、下式（１）のような化学反応が進行して、れんがが揮発するおそれがある。
ＭｇＯ（ｓ）＋Ｃ（ｓ）→Ｍｇ（ｇ）↑＋ＣＯ（ｇ）↑  ・・・（１）【００１８】
そこで、上記態様では、Ａｌ−Ｍｇ合金を上述した範囲で含有させると共に、Ａｌ−Ｍｇ合金と黒鉛との質量比（Ａｌ−Ｍｇ合金／黒鉛）を０．５以上にすることで、炭素含有マグネシア質耐火物中のＭｇ分圧を高めて、上式（１）の反応を抑制してＭｇＯ骨材の溶損を防止する。この質量比の上限については、Ａｌ−Ｍｇ合金の添加量を増加しすぎると耐火物に過焼結による亀裂が発生することから、Ａｌ−Ｍｇ合金／黒鉛の質量比を２．０以下とするのが良い。このような上記態様の炭素含有マグネシア質耐火物を真空脱ガス槽の内張り耐火物に用いれば、例えばＡｌ−Ｓｉ−ｋｉｌｌｅｄ鋼、Ｓｉ−ｋｉｌｌｅｄ鋼、Ｓｉ添加鋼等の溶製のように、Ｓｉ又はＳｉ合金を添加しながらＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成する鋼の二次精錬においても、真空脱ガス槽の損耗を可及的に抑えて、好適に脱ガス処理を行うことができる。【００１９】
上記態様の真空脱ガス槽に用いる炭素含有マグネシア質耐火物に含まれるマグネシアは、一般に耐火物の骨材として使用されるものであればよく、例えば、天然マグネサイトを焼成した天然マグネシア等の焼結マグネシアや、マグネシア原料を電気炉で溶融して再結晶させた電融マグネシア等を用いることができる。これらのマグネシア骨材は、３〜５ｍｍ程度もしくはそれ以下に粉砕して粒度を調整したものを用いるのが一般的であるが、特に制限はされない。また、マグネシアの含有量については、黒鉛、及びＡｌ−Ｍｇ合金の他、後述するバインダー樹脂や、本発明の目的から外れない範囲で配合してもよい添加物を含めて、これらの配合成分を除いて、耐火物原料の残部としてマグネシアの配合量と設定すればよく、好ましくは、内掛けで５６質量％以上含有されるのが良い。【００２０】
上記態様の真空脱ガス槽に用いる炭素含有マグネシア質耐火物は、従来公知のマグネシアカーボンれんがと同様に、マグネシア、黒鉛、及びＡｌ−Ｍｇ合金と共に、バインダーとしてフェノール樹脂等を配合しながら、これらの耐火物原料を混錬し、プレス機等を用いて成形して、乾燥させることで得ることができる。なお、本発明の目的から外れない範囲であれば、他の金属粉末や金属化合物粉末等の添加物を耐火物原料として配合してもよい。
また、上記炭素含有マグネシア質耐火物を真空脱ガス槽に内張りする際は、少なくとも溶融スラグと接触する部分にライニングすればよいが、内張り面の全てにライニングしても構わない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の上記態様によれば、炭素含有マグネシア質耐火物が元来有する耐熱衝撃性を備えながら、Ｃ／Ｓ質量比が２以下となるような低塩基度スラグが生成する真空脱ガス処理においても、優れた耐用を示す炭素含有マグネシア質耐火物を得ることができる。そして、本発明の上記態様に係る炭素含有マグネシア質耐火物を真空脱ガス槽の内張り耐火物に用いることで、Ａｌ−Ｓｉ−ｋｉｌｌｅｄ鋼、Ｓｉ−ｋｉｌｌｅｄ鋼、Ｓｉ添加鋼等を溶製する際の脱ガス処理を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】回転侵食試験における黒鉛含有量と溶損深さとの関係を示すグラフである。
【図１Ｂ】回転侵食試験における黒鉛含有量と損耗指数との関係を示すグラフである。
【図２Ａ】回転侵食試験における金属添加量と溶損深さとの関係を示すグラフである。
【図２Ｂ】回転侵食試験における金属添加量と溶損指数との関係を示すグラフである。
【図３Ａ】耐酸化性評価試験における金属添加量と質量減少率との関係を示すグラフであり、添加金属が金属Ａｌの場合を示す。
【図３Ｂ】耐酸化性評価試験における金属添加量と質量減少率との関係を示すグラフであり、添加金属がＡｌ−Ｍｇ合金の場合を示す。
【図４】耐酸化性評価試験における酸化焼成後の耐火物切断面を示す写真である。
【図５】真空溶解炉を用いた侵食試験におけるＡｌ−Ｍｇ／黒鉛の質量比と損耗深さとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る真空脱ガス槽の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態に係る真空脱ガス槽及びこれを用いた脱ガス処理方法について、図面を参照しながら以下に説明を行う。
図６に、本実施形態の真空脱ガス槽１を示す。この真空脱ガス槽１は、減圧雰囲気を利用して溶鋼の脱ガス処理を行う炉であり、上部槽２と下部槽３とを同軸に組み合わせて構成されている。上部槽２は、円筒状の鉄皮２１とその内周面を覆う耐火物２２とを備えている。上部槽２の上端は天蓋２３で覆われている。また、上部槽２の側面には、合金投入口２４及び排気口２５が形成されている。
下部槽３は、上部槽２の鉄皮２１と略同径の鉄皮３１と、その内周面を覆う耐火物３２とを備えている。下部槽３の下端には、２本の環流管３３が鉛直方向に沿って設けられている。さらに、これら環流管３３の下端に連なって２本の浸漬管４が取り付けられており、各浸漬管４は、取鍋５内の溶鋼に浸漬されている。
【００２４】
操業に際しては、この真空脱ガス槽１内の空気を、排気口２５から排出する（図６の矢印Ａ１）ことにより減圧状態にして、取鍋５内の溶鋼を真空脱ガス槽１の内部に吸い上げる。そして、浸漬管４の一方に形成されたガス吹き込み口からＡｒを吹き込んで真空脱ガス槽１内に溶鋼を流入飛散させる（図６の矢印Ｂ１）。このようにして真空脱ガス槽１内で溶鋼の脱ガスが行われ、脱ガスされた溶鋼は他方の浸漬管４から取鍋５内に戻される（図６の矢印Ｂ２）。
【００２５】
［回転侵食試験］
骨材となる粒径１〜５ｍｍかつ純度９８％以上のマグネシアクリンカーと粒径１ｍｍ未満のマグネシア微粉とからなるＭｇＯ材、粒径１００〜４００ｍｍで純度９７％以上の燐片状黒鉛、粒径４０〜２００ｍｍのＡｌ−Ｍｇ合金粉末（組成Ａｌ１２Ｍｇ１７、純度９９．０%以上）、粒径１０〜１００ｍｍの金属Ａｌ粉末（組成Ａｌ（金属Ａｌ)、純度９９．５%以上）、及びフェノール樹脂を用いて、表１に示した試験Ｎｏ．１〜１２の試験用耐火物原料を用意した。さらに、黒鉛１０質量％、Ａｌ−Ｍｇ合金４質量％、フェノール樹脂２質量％、及びＭｇＯ材８２．３０質量％を用いた試験用耐火物原料（試験Ｎｏ．１６）を用意した。そして、各試験用耐火物原料をオムニミキサーで混錬した後、プレス機を用いて並型れんが（サイズ：６５ｍｍ×１１４ｍｍ×２３０ｍｍ）に成形した。更に、この並型れんがを２００℃で加熱乾燥し、上底４１ｍｍ、下底６７ｍｍ、高さ４８．５ｍｍ、長さ１１４ｍｍに切削して、回転試験用耐火物を得た。
【００２６】
そして、得られた試験用耐火物を、回転ドラム式侵食試験装置（不図示）にそれぞれ内張りして並べ、表２に示すスラグ組成を有した試験用スラグを入れて、１７００℃に加熱しながら８時間回転させて回転侵食試験を行い、内張りした各試験用耐火物の高さ寸法（残寸法）を測定した。なお、試験用スラグは、回転ドラム式侵食試験装置に２０分毎に新しいものを入れ替えるようにした。また、損耗指数は、試験Ｎｏ．４の耐火物の損耗深さを１００とした指数で示しており、数値が小さいほど損耗が少ない。
【００２７】
【表１】
2012147180.tif 000003
【００２８】
【表２】
2012147180.tif 000004
【００２９】
上記のようにして回転侵食試験を行った結果、先ず、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ａｌ−Ｍｇ合金の添加量がほぼ等しい試験Ｎｏ．１〜３及び５の結果より、黒鉛量が増加するに従い、溶損は抑制されるものの、その含有量が７質量％を超えても溶損の程度にあまり変化がないことが確認された。
【００３０】
次に、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末の添加量に関し、図２Ａ及び２Ｂに示すように、黒鉛添加量を一定にした試験Ｎｏ．４〜７、１２（Ａｌ−Ｍｇ合金粉末を添加したもの）、及び試験Ｎｏ．８〜１１（金属Ａｌ粉末を添加したもの）の結果から、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末の含有量が３．５質量％以上（すなわち、黒鉛との質量比（Ａｌ−Ｍｇ合金／黒鉛）が０．５以上）となることで、金属Ａｌ粉末よりも良好な結果を示し、特にこの質量比が１の場合に最も良好な結果を示した。更には、別の試験によれば、黒鉛の含有量が７質量％の場合に、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末の添加量が１４質量％までは、上記と同様に良好な結果を示すことが確認された。
【００３１】
［耐酸化性評価試験］
試験Ｎｏ．４〜７、９〜１１の試験用耐火物原料を用いて、上記回転侵食試験と同様にして混錬・成型・乾燥した後、φ５０×高さ５０ｍｍの円柱状に切削して、耐酸化性試験用耐火物を得た。得られた試験用耐火物をコークブリーズ中に埋没させた状態で電気炉（不図示）に入れて、昇温速度５℃／分で１０００℃に加熱し、還元雰囲気１０時間の事前焼成を行なった。そして、各試験用耐火物の質量を測定した後、上記電気炉内を大気雰囲気にして、更に１４００℃で４時間の酸化焼成を行なった。
【００３２】
酸化焼成終了後、各試験用耐火物の質量を測定して、酸化焼成後の質量減少率を求めた。その結果を表１及び図３Ａ及び３Ｂに示す。これらの結果より、金属添加量が３．５質量％以上では、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末を添加した試験用耐火物は質量減少量がわずかになり、耐酸化性に優れることが分る。また、酸化焼成終了後の各試験用耐火物を輪切りにして、その横断面を撮影した写真を図４の（ａ）〜（ｇ）に示す。これらの写真からも、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末を３．５質量％以上添加した（ｃ），（ｄ）が耐酸化性において優れていることが分る。
【００３３】
［真空溶解炉による侵食試験］
上記回転侵食試験で用意したものと同様の試験Ｎｏ．４〜７及び１２の試験用耐火物原料と；黒鉛７質量％、Ａｌ−Ｍｇ合金１４質量％、フェノール樹脂２質量％、及び残部をＭｇＯ材として準備した試験用耐火物原料（試験Ｎｏ．１３）と；黒鉛９質量％、Ａｌ−Ｍｇ合金９質量％、フェノール樹脂２質量％、及び残部をＭｇＯ材として準備した試験用耐火物原料（試験Ｎｏ．１４）と；黒鉛８質量％、Ａｌ−Ｍｇ合金８質量％、フェノール樹脂２質量％、及びＭｇＯ材８０．３６質量％として準備した試験用耐火物原料（試験Ｎｏ．１５）と；を用意し、回転侵食試験と同様にして混錬・成型・乾燥した。そしてこの後、上底４６ｍｍ、下底７０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、長さ２３０ｍｍのサイズに切削して、真空溶解炉侵食試験用サンプルを得た。得られた試験用耐火物を、５０ｋｇ真空溶解炉（不図示）内にそれぞれ内張りして並べ、前述の表２に示すスラグ組成を有した試験用スラグを入れて、１６５０℃に加熱しながら、脱ガス処理を模擬して、１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）まで減圧し、３時間保持した後、内張りした各試験用耐火物の高さ寸法（残寸法）を測定して、損耗深さを求めた。
【００３４】
上記のような低塩基度スラグ、減圧下においても、黒鉛添加量を一定にした試験Ｎｏ．４〜７、１２及び１３の結果から、表１に示したように、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末の含有量が３．５質量％以上で損耗深さが低減され、良好な結果を示すことが判る。これらの結果をグラフにした図５から分るように、黒鉛に対するＡｌ−Ｍｇ合金の質量比（Ａｌ−Ｍｇ合金／黒鉛）が０．５以上となることで、損耗量（損耗深さ)が低減し、更に、この質量比が１〜２の場合により良好な結果を示すことが確認された。
【００３５】
以上の試験結果を受け、本実施形態の骨子を以下に述べる。
図６に示した本実施形態の真空脱ガス槽１は、鉄皮２１，３１と、これら鉄皮２１，３１の内部を覆う耐火物２２，３２とを備え、減圧雰囲気で溶鋼の脱ガス処理を行う。そして、耐火物２２，３２のうちの全て又は少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物がライニングされている。しかも、前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有し、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下でありかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなる。なお、前記質量比の下限値を１．０とすることがより好ましい。
また、本発明における不可避的不純物には、製造工程で少量添加されるフェノール樹脂等のバインダーも含まれる。バインダーは乾燥工程で一部揮発するが残部が耐火物中に残る。本発明においては、原料中に含まれる不可避的不純物だけでなく、このバインダーの残部も不可避的不純物として定義する。
なお、前記マグネシアの含有量は、５８質量％以上かつ８９．５質量％未満とすることができる。その理由は、前記黒鉛が２８質量％を超えない上限値であり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金が１４質量％であった場合、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５をわずかに超える値であり、残部となる前記マグネシアが５８質量％以上となり、また、前記黒鉛が７質量％で前記Ａｌ−Ｍｇ合金が３．５質量％であった時は前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５であり、これより残部の前記マグネシアは８９．５質量％未満となるためである。
【００３６】
本実施形態の真空脱ガス処理方法は、上記構成を有する真空脱ガス槽１を用いて、ＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような真空脱ガス処理を行う。なお、真空脱ガス槽１中にＳｉ又はＳｉ合金を添加して鋼の二次精錬を行いながら、前記真空脱ガス処理を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上説明のように、本実施形態の炭素含有マグネシア質耐火物は、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末を３．５〜１４質量％含有し、かつ、黒鉛との質量比を０．５以上とすることで、低塩基度スラグに対して優れた耐用を示し、また、脱ガス処理のような減圧下においても非常に優れた耐用を示すことが確認された。これは、従来の炭素含有マグネシア質耐火物の欠点を克服し、製鉄業の脱ガス処理の操業条件下で耐火物寿命向上に大きく貢献する。
【符号の説明】
【００３８】
１    真空脱ガス槽
２１，３１    鉄皮
２２，３２    耐火物
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2012147180.tif 000006
【図２Ａ】
2012147180.tif 000007
【図２Ｂ】
2012147180.tif 000008
【図３Ａ】
2012147180.tif 000009
【図３Ｂ】
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【図５】
2012147180.tif 000011
【図６】
2012147180.tif 000012
【図４】
2012147180.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月20日(2012.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備え、減圧雰囲気でＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような溶鋼の脱ガス処理に用いる真空脱ガス槽であって、
前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；
前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である；
ことを特徴とする真空脱ガス槽。
【請求項２】
前記質量比の下限値が１．０であることを特徴とする請求項１に記載の真空脱ガス槽。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空脱ガス槽を用いて、ＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような真空脱ガス処理を行うことを特徴とする真空脱ガス処理方法。
【請求項４】
前記真空脱ガス槽中にＳｉ又はＳｉ合金を添加して鋼の二次精錬を行いながら、前記真空脱ガス処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の真空脱ガス処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下を採用した。
（ａ）本発明の一態様は、鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備え、減圧雰囲気でＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような溶鋼の脱ガス処理に用いる真空脱ガス槽であって、前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である。
（ｂ）上記（ａ）に記載の真空脱ガス槽では、前記質量比の下限値が１．０であってもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月4日(2012.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備え、減圧雰囲気でＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような溶鋼の脱ガス処理に用いる真空脱ガス槽であって、
前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；
前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、７質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である；
ことを特徴とする真空脱ガス槽。
【請求項２】
前記質量比の下限値が１．０であることを特徴とする請求項１に記載の真空脱ガス槽。
【請求項３】
鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備えた真空脱ガス槽を用いて、減圧雰囲気でＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような溶鋼の脱ガス処理を行う真空脱ガス処理方法であって、
前記真空脱ガス槽は、前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；
前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である；
ことを特徴とする真空脱ガス処理方法。
【請求項４】
前記真空脱ガス槽中にＳｉ又はＳｉ合金を添加して鋼の二次精錬を行いながら、前記真空脱ガス処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の真空脱ガス処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下を採用した。
（ａ）本発明の一態様は、鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備え、減圧雰囲気でＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような溶鋼の脱ガス処理に用いる真空脱ガス槽であって、前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、７質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である。
（ｂ）上記（ａ）に記載の真空脱ガス槽では、前記質量比の下限値が１．０であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（ｃ）本発明の一態様に係る真空脱ガス処理方法は、鉄皮と、この鉄皮の内部を覆う耐火物とを備えた真空脱ガス槽を用いて、減圧雰囲気でＣａＯ／ＳｉＯ２≦２の低塩基度スラグが生成するような溶鋼の脱ガス処理を行う真空脱ガス処理方法であって、前記真空脱ガス槽は、前記耐火物のうちの少なくとも溶融スラグとの接触部分に、炭素含有マグネシア質耐火物が設けられ；前記炭素含有マグネシア質耐火物は、７質量％以上かつ２８％未満の黒鉛と、３．５質量％以上かつ１４質量％以下のＡｌ−Ｍｇ合金とを有してかつ、残部がマグネシア及び不可避的不純物からなり、前記Ａｌ−Ｍｇ合金の質量を前記黒鉛の質量で除算した質量比が０．５以上２．０以下である。
（ｄ）上記（ｃ）に記載の真空脱ガス処理方法では、前記真空脱ガス槽中にＳｉ又はＳｉ合金を添加して鋼の二次精錬を行いながら、前記真空脱ガス処理を行ってもよい。
【国際調査報告】
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