(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に貫通して設けた複数の貫通孔を有する緻密質耐火物をそれぞれ上段と下段に配置した上下段構造を有するガス吹込み用耐火物において、
前記上下段構造における上段の緻密質耐火物は、溶鋼の侵入を阻止でき、かつ、バブリング信頼性のある貫通孔を設けたメタル浸潤の少ない高耐用緻密質耐火物からなり、
同じく下段の緻密質耐火物は、通気量を確保でき、溶鋼の侵入を起こさせ通気阻害を生じ、使用限界判定が可能な貫通孔によるメタル浸潤が上段の緻密質耐火物より多い緻密質耐火物からなり、
且つ、
上段の耐火物に設けた貫通孔の厚みが０．２〜０．３ｍｍであり、下段の耐火物に設けた貫通孔の厚みが０．４〜０．６ｍｍであるガス吹込み用耐火物。
【請求項２】
複数の貫通孔が、緻密質耐火物の水平方向の断面の中心を円心とする同心円状、円弧状および半径方向に放射状の何れか、または、それらを組み合わせて分布し、且つ、相互に交差しないスリット状に形成してなる請求項１に記載のガス吹込み用耐火物。
【請求項３】
上下段構造の上段と下段の緻密質耐火物の間または最下段に通気性耐火物を配置して３段構造とした請求項１に記載のガス吹込み用耐火物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は転炉、取鍋等の底部に取り付けられ溶鋼処理に使用されるポーラスプラグと称せられるガス吹込み用耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるガス吹込み用耐火物は、溶鋼中へのガスを吹込みによる溶鋼の攪拌に伴なう溶鋼温度の均一化と、溶鋼成分の均質化、２次精錬効果の向上、非金属介在物の浮上等のために広く使用されている。
【０００３】
ところが、ガス吹込み用耐火物は操業中に溶損が進行し、稼働面が低下してくるため使用限度を超えて使用すると漏鋼という重大事故を引き起こす。この溶損によるガス吹込み用耐火物における漏鋼に対する安全性を確保するための手段として以下のような方策が提案されている。
【０００４】
（１）ガス突出面の形状変化により交換時期を判定する方式（特開昭６３−７６８１３号公報）、
（２）ポーラスプラグの中心下部部分に、通気性の低い耐火性の緻密質ブロックを埋め込み、中心部が赤く周辺部が黒く見える時期によって交換時期を判定する方式（特開昭６３−７６８１３号公報）、
（３）ポーラスレンガ本体底面に凹部を設け、この凹部にポーラスレンガ本体より通気率の大きいポーラスレンガを組込んだ複合タイプのもの（実開平２−４８２４３号公報）、
（４）複数の貫通孔を有する１個のポーラスレンガにおいて途中まで貫通した半貫通孔を設けたもの（実開昭６３−９０５６２号公報）、
（５）安全限界以上溶損したときガス吹き出し孔に精錬中の溶融金属が差込み通気を阻害することにより交換時期を知らせるもの（実開昭６３−５６９６３号公報）、
（６）ポーラスレンガの下部に溶鋼の熱により高粘性ガラスとなるポーラス材質を配置して安全限界以上に溶損したときガス吹き出し孔を埋めるもの（特開昭６３−７６８１３号公報）、
（７）貫通孔構造の耐火物を上段に、通気性の多孔質耐火物を下段に配置した上下２段構造のもの（実開昭６３−１６２８５４号公報）、
（８）１個の耐火物又はガス吹込み方向に平行な面にて分割され並置して組合わされた複数個の耐火物からなりスリット状貫通孔を有するもの（実公平３−４４３４号公報）等が提案されている。
【０００５】
しかし、これらの構造はいずれもポーラスプラグの継続使用の可否に関するものである。そして、上記（１）〜（３）の構造においては、数メートル離れた位置にある赤熱状態のレンガの形状及び色調を目視で判定するため、判定者によって結果が異なり精度も良くない。
【０００６】
同様に（４）の構造においても使用途中でのガス吹込み量変化を目視判断するため信頼性に劣る。また、この場合、たとえ継続使用が可であると判断されたものであっても使用中のレンガ溶損による漏鋼を起こす場合があり、安全性は必ずしも高いとは言えない。
【０００７】
次に（５）（６）の通気を阻害させる構造においては、実際の操業の温度幅が広く、このため正確な使用許容の終点を判定することが困難な場合が多い。
【０００８】
また、（７）の構造では通気孔の形状、サイズに明確な規定がなく、このため場合によっては溶鋼の逆流という問題が発生する。
【０００９】
さらに、（８）の構造においては、漏鋼に対する安全性の問顕が依然として残ったままである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、使用中のレンガの溶損による漏鋼を防止して使用終点判定が可能な安全かつ高耐用性を有するガス吹込用耐火物構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上下方向に貫通して設けた複数の貫通孔を有する緻密質耐火物をそれぞれ上段及と下段に配置した上下段構造を有するガス吹込み用耐火物において、前記上下段構造における上段の緻密質耐火物は、溶鋼の侵入を阻止でき、かつ、バブリング信頼性のある貫通孔を設けたメタル浸潤の少ない高耐用緻密質耐火物からなり、同じく下段の緻密質耐火物は、通気量を確保でき、溶鋼の侵入を起こさせ通気阻害を生じ、使用限界判定が可能な貫通孔によるメタル浸潤が上段の緻密質耐火物より多い緻密質耐火物からなり、且つ、上段の耐火物に設けた貫通孔の厚みが０．２〜０．３ｍｍであり、下段の耐火物の貫通孔の厚みが０．４〜０．６ｍｍであるガス吹込み用耐火物である。
【００１２】
この構造は、また、通気性耐火物を中段ないしは最下段に配置して３段構造とすることができる。
【００１３】
上記の下段の耐火物は、通気量を確保し、溶鋼の侵入を生じるように、上段の緻密質の耐火物に比べて、やや多孔質の緻密質耐火物を使用する。
【００１４】
【作用】
溶鋼に接する上段の緻密質耐火物は、溶鋼の侵入を阻止でき、かつ、ガス吹込み性、すなわち、バブリングの信頼性が確保できる。
【００１５】
下段の緻密質耐火物においては、通気量を確保でき、溶鋼の侵入を起こさせ通気阻害を生じ、使用限界判定が可能となる。
【００１６】
さらに、下段レンガの下あるいは上下段レンガの間に通気性耐火物を配置して３段構造とすることによって、粘性の低い貫通孔に侵入しやすい溶鋼に対しても漏鋼を防止することが可能となる。
【００１７】
【実施例】
実施例１
図１は、試験のために作成した本発明の貫通孔を有するガス吹込み用耐火物の構造１０を示す。同図において、貫通孔１を有する上段の緻密質耐火物２と、同じく貫通孔３を有する下段の緻密質耐火物４からなり、その側面に緻密質キャスタブル５が設けられ、更にその全体が金属製筒体６によって支持された構造を有する。
【００１８】
上段の緻密質耐火物２は、溶鋼の侵入を阻止でき、かつガス吹込み、すなわち、バブリング信頼性のある貫通孔を設けたメタル浸潤の少ない例えば、Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ質のような高耐用緻密質耐火物からなり、下段の緻密質耐火物４は、通気量を確保でき、溶鋼の侵入を起こさせ通気阻害を生じ、使用限界判定が可能となるような貫通孔３によるメタル浸潤が上段の緻密質耐火物に比べやや多い緻密質耐火物よりなる。
【００１９】
実施例２
図２は、上段の緻密質耐火物２の下の下段の緻密質耐火物４の下にさらに、通気性耐火物７を配置して３段とした耐火物構造２０を示す。これらの耐火物は、その側面に緻密質キャスタブル５が設けられ、金属製筒体６に収納された構造としている。
【００２０】
実施例３
また、図３は３段構造の他の例３０を示すもので、同図に示すように、通気性耐火物７を上段緻密質耐火物２、下段の緻密質耐火物４の間に配置した３段構造とすることもできる。
【００２１】
上記、各実施例における上段の耐火物２と、下段の耐火物４のそれぞれに形成される貫通孔１と３は任意に設けることができるが、図４〜６では、この形成態様の断面図（ａ−１〜ａ−２），（ｂ−１〜ｂ−３）に示すとおりの形態を採る。すなわち、緻密質耐火物の水平方向の断面の中心を円心とする同心円状、円弧状および半径方向に放射状の何れか、または、それら組み合わせて分布し、且つ、相互に交差しないスリット状に形成している。
【００２２】
上記各実施例に示すガス吹込み用耐火物において、貫通孔の条件を調べた。
【００２３】
貫通孔の厚み選定にあたっては、実炉を想定した試験を行ないメタル侵入を防止出来る厚みを求めた。
【００２４】
試験方法としては厚みをそれぞれ０．３，０．６，０．９ｍｍとしたサンプル形状φ５０−１８０Ｌの綴密質耐火物を作成し、試験に供与した。
【００２５】
条件は、鋼種はＳＳ４１，溶鋼量２８０Ｋｇ、吹込みガスはＡｒガス、吹込み時間２分、溶鋼温度１６００℃でガス吹込み後６０分放置し、意図的に溶鋼の貫通孔への侵入をおこさせ、その後溶鋼を排鋼した。
【００２６】
冷却後のサンプルを回収し、Ｘ線で溶鋼の貫通孔への侵入状況を調べたのが表１である。
【００２７】
【表１】
0003645588.tif 000002
以上、貫通孔の厚みによる溶鋼侵入深さについて試験を行なった結果、溶鋼侵入を防止可能な貫通孔厚みは０．３ｍｍ以下ということがわかった。またガス吹込み信頼性の点からは０．２〜０．３ｍｍの間が望ましい。
【００２８】
また、下段部での貫通孔構造を考慮した場合、溶鋼侵入による通気阻害を生じさせて終点判定を可能とするため、下段部での貫通孔厚みは０．６ｍｍ以下が適正と考えられる。この中でも０．４〜０．６ｍｍの間がガス吹込み信頼性の点からは望ましい。
【００２９】
貫通孔を構成する母材キャスタブル部へのメタル浸潤防止を目的とした高耐用性キャスタブルの材質についての検討を行った。
【００３０】
表２に試験結果を示す。
【００３１】
【表２】
0003645588.tif 000003
メタル浸潤防止のためのキャスタブルは耐メタル浸潤、耐食性共に良好であった。
【００３２】
上記実施例に示す材質を使用して厚みが０．２〜０．３ｍｍの耐火物を上段部の構造とした。
【００３３】
また、下段部として、高純度アルミナ骨材からなる従来の材質を使用して厚みを０．４〜０．６ｍｍに形成した。
【００３４】
上記試験結果を踏まえて、図４〜６に示す如く、貫通孔タイプの新規構造品を、操業条件に応じて選定し、実炉へ供給した。
【００３５】
この下段部の高アルミナ質キャスタブルにおいて、溶鋼侵入を意図的におこさせ、通気阻害を生じさせる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によって以下の効果を奏する。
【００３７】
（１）溶損による漏鋼の発生は、未然に防止できるガス吹込み耐火物を得ることができる。
【００３８】
（２）終点判定が可能なため、安全かつ高耐用性を保証することができる。
【００３９】
（３）バブリング信頼性を損なうことなく高耐用性が保証できる。
【００４０】
（４）ガス吹込み用耐火物構造体の使用寿命も延びる。
【００４１】
（５）機械的、熱的特性及びメタル浸潤性に優れる高耐用性のキャスタブルを本体に使用しているので、構造体としての使用寿命も延び、その結果、溶鋼処理効率を全体として向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す。
【図２】  本発明の他の実施例を示す。
【図３】  本発明の他の実施例を示す。
【図４】  本発明における上、中、下段の耐火物の貫通孔の形成態様を示す断面図である。
【図５】  本発明における上、中、下段の耐火物の貫通孔の形成態様を示す断面図である。
【図６】  本発明における上、中、下段の耐火物の貫通孔の形成態様を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０  本発明の貫通孔を有するガス吹込み用耐火物の構造
１，３  貫通孔            ２  上段の緻密質耐火物
４  下段の緻密質耐火物    ５  緻密質キャスタブル
６  金属製筒体            ７  通気性耐火物
【図１】
0003645588.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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