(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、
プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼＵの形状の樋形状をなしており、
敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、
側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないことを特徴とする傾注樋。
【請求項２】
高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、
プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼＵの形状の樋形状をなしており、
敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、
側壁部は炭化珪素を含むアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素は重量比で敷部よりも少ないことを特徴とする傾注樋。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、重量比で、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物はアルミナを６０〜９０％、炭化珪素を１０〜５０％を含み、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物はアルミナを８０〜９８％を含むことを特徴とする傾注樋。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物は、重量比で、アルミナを８０〜９８％、マグネシアを１〜１０％含むことを特徴とする傾注樋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋が提供されている。従来、傾注樋は、流動性をもつキャスタブル材を現場で流し込むことにより形成されたり、または、多数の煉瓦を現場で築造することにより形成されている。前者の場合には、耐久性が必ずしも充分ではない。後者の場合には、煉瓦の目地に先行溶損が発生したり、築造に時間を要したり、使用条件によって煉瓦が脱落したりする問題がある。殊に、傾注樋において脱珪処理を行うようになってから、傾注樋の溶損が非常に大きくなっている。脱珪処理は、傾注樋に収容されている溶銑に鉄酸化物系処理剤を添加することにより、溶銑中の珪素を酸化させてＳｉＯ２としてスラグ化し、低減させる処理を意味する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、耐久性の向上、目地の先行溶損の防止、築造の短時間化、脱落の問題を改善を図るのに有利な傾注樋を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の傾注樋は、高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼＵの形状の樋形状をなしており、敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、
側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないことを特徴とするものである。
請求項２に係る本発明の傾注樋は、高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受ける傾注樋において、両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋本体と、傾注樋本体の中央域に一体的に埋設されたプレキャストブロックとを備えており、プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面ほぼＵの形状の樋形状をなしており、敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、側壁部は炭化珪素を含むアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が重量比で敷部よりも少ないことを特徴とするものである。
【０００５】
敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されている本発明の傾注樋によれば、傾注樋の耐久性を高めることができる。溶銑が傾注樋において脱珪処理される場合であっても、傾注樋の耐久性を高めることができる。たとえば、従来５万〜６万トンの通銑量であったものが、７万８千トンの通銑量とすることができる。
【０００６】
本発明によれば、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物は、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物に対して異材質である。つまり、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物は、アルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されている。敷部が上記耐火物で形成されている主たる理由は、炭化珪素は溶銑に対して濡れ性が悪く、耐食性が高いため、溶銑による溶損、浸透の抑制に効果的である。
【０００７】
これに対してプレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物は、アルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないか敷部よりも少ない。側壁部が上記耐火物で形成されている主たる理由は、脱珪処理により鉄酸化物が還元されることによりスラグ中にＦｅＯが増えるが、ＦｅＯに対しては炭化珪素よりもアルミナが強い耐食性を示すためである。
【０００８】
本発明では、例えば、重量比で、敷部を構成する耐火物は、アルミナを６０〜９０％、殊に６５〜８０％、炭化珪素を１０〜５０％、殊に１０〜３０％を含むことができる。更に炭素を１〜１０％、殊に１〜５％を含むことができる。その主たる理由は、炭化珪素の添加による耐溶銑性の向上である。
【０００９】
本発明では、側壁部を構成する耐火物は、重量比で、アルミナを８０〜９８％、殊に８５〜９５％、マグネシアを１〜１０％、殊に３〜８％を含むようにできる。その主たる理由は、ＦｅＯ含有スラグに対する耐スラグ性の強化のためである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
図１から理解できるように、本実施形態の傾注樋１は、溶解炉として機能する高炉２から大樋３及び中樋４を介して中樋４の先端出口４ｅから出銑される溶銑を受け、取鍋Ｍやトーピードカー等に溶銑を移し替えるものであり、中樋４の先端出口４ｅ側に配置されている。傾注樋１は、両端部に溶銑吐出口５をもつと共に矢印Ａ１、Ａ２方向、矢印Ａ１’、Ａ２’方向に傾動可能な傾注樋本体６と、傾注樋本体６のキャスタブル層６ｅの長さ方向の中央領域に一体的に埋設されたプレキャストブロック８とを備えている。
【００１２】
図２は傾注樋１の平面図を示し、図３は傾注樋１の縦断面図（Ｗ３−Ｗ３線矢視図）を示し、図４は傾注樋１の横断面図（Ｗ４−Ｗ４線矢視図）を示し、図５は傾注樋用のプレキャストブロック８の横断面図（Ｗ４−Ｗ４線矢視図）を示し、図６は傾注樋の端面図（図２のＷ６−Ｗ６線矢視図）を示す。
【００１３】
図３に示すように、傾注樋本体６は、先端６ａに向かうにつれて上昇傾斜する鉄底面６ｂをもつ浅底容器状をなす鉄皮６ｃと、鉄皮６ｃの鉄底面６ｂ側のほぼ全体域に設けられたキャスタブル層６ｅとで形成されている。キャスタブル層６ｅは、耐火物を主要成分とする流動性をもつキャスタブル材を鋳込み成形して形成されたものであり、溶銑吐出口５に向かって上昇面となる傾斜面６ｆをもつ。
【００１４】
図３に示すように、プレキャストブロック８は傾斜樋本体６のキャスタブル層６ｅに一体的に埋設されており、傾斜面６ｆの下降端同士の間に位置している。このプレキャストブロック８は、図４、図５に示すように、横断面ほぼＵの形状の樋形状をなすものであり、底部を形成する敷部９と、敷部９の両側から立設された側壁部１０、１１とを一体化したものである。側壁部１０、１１は互いに対向している。プレキャストブロック８は高炉現場で成形するのではなく、専用工場で予め成形されたものであり、非焼成品である。このようにプレキャストブロック８は予め成形されたプレキャスト品であり、現地施工品に比較して、充填度合が高く、緻密化を図ることができ、高強度、高耐食性、高耐溶損性を示し、更に品質の安定化を図ることができる。
【００１５】
図５に示すように、プレキャストブロック８の敷部９は、深さが浅い浅樋形状をなしており、ほぼ平坦状をなす浅い内底面９ａと、内底面９ａに背向すると共にほぼ平坦状をなす外底面９ｂと、内底面９ａの端から斜め上方向つまり拡開方向に立設された高さＨ１をもつ内側面９ｃと、内側面９ｃに背向すると共に外底面９ｂの端から斜め上方向つまり拡開方向に立設された高さＨ２をもつ外側面９ｄとを備えている。
【００１６】
図５に示すように、プレキャストブロック８の一方の側壁部１０は、敷部９の一方の上端９ｘから上方に向けて拡開方向に立設されており、内側面１０ｍと、内側面１０ｍに背向する外側面１０ｎとを備えている。また、プレキャストブロック８の他方の側壁部１１は、敷部９の他方の上端９ｘから上方に向けて拡開方向に立設されており、内側面１０ｍに対向する内側面１１ｍと、内側面１１ｍに背向する外側面１１ｎとを備えている。敷部９の上端９ｘと側壁部１０の下端１０ｘとは一体的に接合されており、敷部９の上端９ｘと側壁部１１の下端１１ｘとは一体的に接合されている。
【００１７】
図４に示すように、内底面９ａ、内側面９ｃ、１０ｍ、１１ｍはキャスタブル層６ｅから露出しており、溶銑と接触する。図４に示すように、プレキャストブロック８の敷部９と鉄皮６ｃとの間にはキャスタブル層６ｅが装填されており、プレキャストブロック８の側壁部１０、１１と鉄皮６ｃとの間にもキャスタブル層６ｅが装填されている。
【００１８】
図３に示すように、プレキャストブロック８の敷部９のうち、傾注樋１の長さ方向における軸端面９ｓには、キャスタブル層６ｅとの一体係合性を高めるための凹または凸からなる係合部９ｋが形成されており、プレキャストブロック８とキャスタブル層６ｅとの一体性が向上している。なお、図２に示すように、プレキャストブロック８の上部には、据え付けの際にクレーン等でプレキャストブロック８を吊持するための吊り具８ｘが露出して設けられている。
【００１９】
図２及び図３に示すように、プレキャストブロック８は、傾注樋１の長さ方向の中央域においてのみ設けられており、傾注樋１の長さ方向の両端部には設けられていない。中樋４から流れる高温の溶銑は、浸食性をもつスラグと共に、傾注樋１の長さ方向の中央領域で受け止められるため、傾注樋１の長さ方向の中央領域が最も溶銑に対する耐久性が要請されるところである。
【００２０】
本実施形態では、プレキャストブロック８の敷部９を構成する耐火物は、プレキャストブロック８の側壁部１０、１１を構成する耐火物に対して異材質である。即ち、敷部９を構成する耐火物はアルミナ−炭化珪素系であり、殊にアルミナ−炭化珪素−シリカ系であり、なかでもアルミナ−炭化珪素−シリカ−炭素系であり、重量比で、アルミナを約６５〜８０％、炭化珪素を約１０〜３０％、シリカを約３〜７％、炭素を１〜５％を含む。例えば、アルミナを約７７％、炭化珪素を約１３％、シリカを約５％、炭素を２％含む。敷部９を構成している耐火物を上記組成としている主たる理由は、炭化珪素、Ｃの添加により耐スポーリング性を向上させ、更に炭化珪素の一部を超微粉（２０μｍ以下）の形で添加し、Ｃの酸化防止と耐溶銑性とを向上させるためである。
【００２１】
プレキャストブロック８の側壁部１０、１１を構成する耐火物は、アルミナ系であり、殊にアルミナ−マグネシア系であり、重量比で、アルミナを約９０〜９６％、マグネシアを約３〜８％含む。例えば、アルミナを約９２％、マグネシアを約５％含む。側壁部１０、１１を構成している耐火物を上記組成としている理由は、マグネシア添加により耐スラグ性を高め、アルミナとマグネシアの反応による２次スピネル生成によって組織の緻密化を図り、スラグ浸透を抑制するためである。
【００２２】
なお、敷部９を構成する耐火物は、マグネシアを積極的には含んでいない。その主たる理由は、アルミナ−シリカーマグネシアの反応による耐火度低下を抑えるためである。また、側壁部１０、１１を構成する耐火物は、炭化珪素を積極的には含んでいない。その主たる理由は、側壁部１０、１１のスラグラインでは還元反応によって生成した酸素が炭化珪素を酸化させ易く、その結果、炭化珪素を多く含んでいると、耐食性を低下させるためである。
【００２３】
使用の際には、高炉２から大樋３及び中樋４を介して出銑される高温の溶銑を傾注樋１は受ける。この溶銑は傾注樋１内を経由し、傾注しながら、取鍋またはトーピードカーに移送される。傾注樋１内の溶銑に対して固体酸素としてミルスケールを投入し、脱珪処理が行われることがある。
【００２４】
上記した組成を備えたプレキャストブロック８が用いられている本実施形態によれば、溶銑に対する耐摩耗性の向上、スラグに対する耐食性の向上、溶銑に対する濡れ性（付着性）の低下、脱珪処理による鉄粒飛散に対する耐摩耗性の向上、脱珪処理による燃焼熱に対して耐スポーリング性の向上を図り得る。これにより傾注樋１の耐久性を高め得、通銑量を増加できる。たとえば、試験によれば、従来５万〜６万トンの通銑量であったものが、７万８千トンの通銑量とすることができた。
【００２５】
（その他）上記した実施例に記載の語句、部材の修飾語句は、一部であっても、請求項に記載できるものである。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で必要に応じて適宜変更して実施できるものである。
【００２６】
（付記）上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
（付記項１）各請求項において、プレキャストブロックの敷部は、深さが浅い浅底樋形状をなしており、深さが浅い内底面と、内底面に背向する外底面と、内底面の端から拡開方向に立設された内側面と、外底面の端から拡開方向に立設され内側面に背向する外側面とを備えていることを特徴とする傾注樋。
（付記項２）各請求項において、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物はアルミナ−炭化珪素系（殊にアルミナ−炭化珪素−シリカ系、アルミナ−炭化珪素−シリカ−炭素系）の耐火物で形成されており、マグネシアを実質的には含まないか側壁部よりも少なく設定されており、
プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物はアルミナ系（殊にアルミナ−マグネシア系）の耐火物で形成されており、炭化珪素を実質的に含まないか敷部よりも少なく設定されていることを特徴とする傾注樋。
（付記項３）高炉から延設される出銑樋から出銑される溶銑を受けると共に両端部に溶銑吐出口をもつ傾動可能な傾注樋に一体的に埋設される傾注樋用プレキャストブロックであって、
プレキャストブロックは、プレキャストブロックの底部を形成する敷部と、敷部の両側から立設された側壁部とを一体化した横断面Ｕの形状の樋形状をなしており、敷部はアルミナ−炭化珪素系の耐火物で形成されており、側壁部はアルミナ系の耐火物で形成されており、炭化珪素が含まれていないか敷部よりも少ないことを特徴とする傾注樋用のプレキャストブロック。
（付記項４）付記項３において、重量比で、プレキャストブロックの敷部を構成する耐火物はアルミナを６５〜８０％、炭化珪素を１０〜３０％を含み、プレキャストブロックの側壁部を構成する耐火物はマグネシアを１〜１０％を含むアルミナマグネシア質からなることを特徴とする傾注樋用のプレキャストブロック。
（付記項５）各請求項に係る傾注樋において、または、付記項３に係る傾注樋用プレキャストブロックにおいて、敷部は、浅底の樋形状をなしていることを特徴とする。
（付記項６）各請求項に係る傾注樋において、または、付記項３に係る傾注樋用プレキャストブロックにおいて、傾注樋に収容されている溶銑に対して脱珪処理されることを特徴とする。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、傾注樋の耐久性を高めて通銑量を増加でき、傾注樋の長寿命化を図ることができる。傾注樋内の溶銑に対して脱珪処理を行う場合であっても、傾注樋の耐久性を高めることができ、傾注樋の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高炉に傾注樋を装備している形態を模式的に示すレイアウト図である。
【図２】傾注樋の平面図である。
【図３】傾注樋の縦断面図（図２のＷ３−Ｗ３線矢視図）である。
【図４】傾注樋の横断面図（図２のＷ４−Ｗ４線矢視図）である。
【図５】傾注樋用のプレキャストブロックの横断面図である。
【図６】傾注樋の端面図（図２のＷ６−Ｗ６線矢視図）である。
【符号の説明】
図中、１は傾注樋、６は傾注樋本体、６ｅはキャスタブル層、８はプレキャストブロック、９は敷部、１０、１１は側壁部を示す。
【図１】
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【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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