(57)【要約】【課題】熱間強度に優れ、亀裂や摩耗による耐用性の低下が抑えられた不定形耐火物の使用方法、溶銑処理設備の操業方法、溶銑の脱硫方法及び溶銑の予備処理方法を提供すること。【解決手段】バインダーとしてシリカゾルを用いて製作された不定形耐火物を１５００℃以下で使用する際に、不定形耐火物の温度が、０．５時間以上、５００℃以下とならないように、不定形耐火物を熱間で使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダーとしてシリカゾルを用いて製作された不定形耐火物を１５００℃以下で使用する際に、
前記不定形耐火物の温度が、０．５時間以上、５００℃以下とならないように、前記不定形耐火物を熱間で使用することを特徴とする不定形耐火物の使用方法。
【請求項２】
前記バインダーとして、シリカゾル及び不可避不純物のみを用いることを特徴とする請求項１に記載の不定形耐火物の使用方法。
【請求項３】
前記不定形耐火物は、機械攪拌式脱硫装置の攪拌羽根の表面に設けられる不定形耐火物、溶銑の予備処理に用いられる浸漬ランスの表面に設けられる不定形耐火物、溶鋼鍋用の蓋の内側に設けられる不定形耐火物、タンディッシュの蓋に設けられる不定形耐火物、または加熱炉のスキッドとして用いられる不定形耐火物であることを特徴とする請求項１または２に記載の不定形耐火物の使用方法。
【請求項４】
バインダーとしてシリカゾルを用いた不定形耐火物を有し、溶銑を処理する溶銑処理設備の操業方法であって、
前記不定形耐火物が前記溶銑と接触した状態での前記溶銑の処理を、１日に３０回以上の頻度で行うことを特徴とする溶銑処理設備の操業方法。
【請求項５】
前記溶銑処理設備は、機械攪拌式脱硫装置であり、
該機械攪拌式脱硫装置の攪拌羽根の表面に前記不定形耐火物を設けることを特徴とする請求項４に記載の溶銑処理設備の操業方法。
【請求項６】
前記溶銑処理設備は、溶銑搬送容器に収容された前記溶銑に浸漬ランスを浸漬させて、前記浸漬ランスから精錬剤を吹き込むことで前記溶銑を精錬処理する設備であり、
前記浸漬ランスの表面に前記不定形耐火物を設けることを特徴とする請求項４に記載の溶銑処理設備の操業方法。
【請求項７】
機械攪拌式脱硫装置の攪拌羽根の表面に、シリカゾルを用いた不定形耐火物を設け、
前記機械攪拌式脱硫装置による脱硫処理を、１日に３０回以上の頻度で行うことを特徴とする溶銑の脱硫方法。
【請求項８】
溶銑搬送容器に収容された溶銑に、浸漬ランスを浸漬させて該浸漬ランスから精錬剤を吹き込むことで精錬処理を施す溶銑の予備処方法において、
前記浸漬ランスの表面に、シリカゾルを用いた不定形耐火物を設け、
前記浸漬ランスを用いた精錬処理を、１日に３０回以上の頻度で行うことを特徴とする溶銑の予備処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不定形耐火物の使用方法、溶銑処理設備の操業方法、溶銑の脱硫方法及び溶銑の予備処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所では、高炉から出銑された溶銑を、製鋼工程にて精錬処理することで、要求に応じた様々な成分の溶鋼を溶製している。溶銑を搬送及び精錬処理する際、一般的には、１５００℃以下の溶銑に曝される箇所には、定形耐火物や不定形耐火物が設けられる。このうち、不定形耐火物は、水とバインダーが混合された粉粒状の耐火物が、流し込みや吹付け、塗り込み等により施工箇所に設けられ、乾燥することで施工される。このような不定形耐火物は、定形耐火物に比べて複雑な形状の施工箇所にも容易に設けることができるため、溶銑に曝される様々な箇所で用いられている。
【０００３】
例えば、製鋼工程では、溶銑予備処理の一つとして溶銑から硫黄を除去する脱硫処理が行われる。このような脱硫処理では、脱硫効率が高いことから、溶鉄が収容された収容容器に、攪拌羽根を浸漬させ、この攪拌羽根を回転させることで脱硫処理を行う機械攪拌式脱硫処理が行われている。
機械攪拌式脱硫処理に用いられる攪拌羽根には、軸部芯金と羽根部芯金とからなる芯金の表面にＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の不定形耐火物が設けられている（例えば、非特許文献１）。このような不定形耐火物には、通常、バインダーとしてアルミナセメントが用いられてきた。
【０００４】
また、製鋼工程では、溶銑予備処理の一つとして、トピードカー等の溶銑搬送容器に収容された溶銑に、浸漬ランスを浸漬させ、この浸漬ランスから処理に応じて各種の精錬剤やガスを吹き込むことで、溶銑中の珪素や燐、硫黄といった不純物成分を除去する処理が行われている。このような浸漬ランスには、円管状の芯金の外周に不定形耐火物が設けられている（例えば、特許文献１）このような不定形耐火物にも、攪拌羽根と同様に、通常はバインダーとしてアルミナセメントが用いられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７７６０９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本鉄鋼協会編（平成２６年）．第５版 鉄鋼便覧 第１巻 第２編製鋼，４９４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、不定形耐火物に用いられるアルミナセメントは低融点であることから、不定形耐火物を用いた部材の亀裂や摩耗による耐用性の低下が問題となっている。しかし、アルミナセメントの量を低減した場合、熱間強度が十分に得られないことから、この場合においても耐用性の低下が問題となる。このため、攪拌羽根や浸漬ランス等のように高温で用いられる不定形耐火物においては、熱間で用いることで生じる亀裂や摩耗によって耐用性が低下することが問題であった。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、熱間強度に優れ、亀裂や摩耗による耐用性の低下が抑えられた不定形耐火物の使用方法、溶銑処理設備の操業方法、溶銑の脱硫方法及び溶銑の予備処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、バインダーとしてシリカゾルを用いて製作された不定形耐火物を１５００℃以下で使用する際に、上記不定形耐火物の温度が、０．５時間以上、５００℃以下とならないように、上記不定形耐火物を使用することを特徴とする不定形耐火物の使用方法が提供される。
本発明の一態様によれば、バインダーとしてシリカゾルを用いた不定形耐火物を有し、溶銑を処理する溶銑処理設備の操業方法であって、上記不定形耐火物が上記溶銑と接触した状態での上記溶銑の処理を、１日に３０回以上の頻度で行うことを特徴とする溶銑処理設備の操業方法が提供される。
【０００９】
本発明の一態様によれば、機械攪拌式脱硫装置の攪拌羽根の表面に、シリカゾルを用いた不定形耐火物を設け、上記機械攪拌式脱硫装置による脱硫処理を、１日に３０回以上の頻度で行うことを特徴とする溶銑の脱硫方法が提供される。
本発明の一態様によれば、溶銑搬送容器に収容された溶銑に、浸漬ランスを浸漬させてこの浸漬ランスから精錬剤を吹き込むことで精錬処理を施す溶銑の予備処方法において、上記浸漬ランスの表面に、シリカゾルを用いた不定形耐火物を設け、上記浸漬ランスを用いた精錬処理を、１日に３０回以上の頻度で行うことを特徴とする溶銑の予備処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、熱間強度に優れ、亀裂や摩耗による耐用性の低下が抑えられた不定形耐火物の使用方法、溶銑処理設備の操業方法、溶銑の脱硫方法及び溶銑の予備処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る機械攪拌式脱硫装置を示す模式図である。
【図２】不定形耐火物の原料同士の結合状態を示す模式図である。
【図３】本発明の変形例における、浸漬ランスを用いた溶銑処理設備を示す模式図である。
【図４】本発明の変形例における、浸漬ランスを用いた溶銑処理設備を示す模式図である。
【図５】実施例における、日間処理数と攪拌羽根の耐用寿命との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
【００１３】
＜溶銑処理設備の操業方法＞
はじめに、本発明の一実施形態に係る溶銑処理設備の操業方法について説明する。本実施形態では、溶銑処理設備として図１に示す機械攪拌式脱硫装置１を用いて、溶銑の予備処理として溶銑中の硫黄（Ｓ）を除去する脱硫処理を行う。機械攪拌式脱硫装置１は、攪拌羽根２を備える溶銑処理設備である。攪拌羽根２は、鉛直方向（図１の上下方向）に延在する棒状の軸部２０と、軸部２０の下端側に形成される羽根部２１とを有する。羽根部は、鉛直方向からみて略十字状の形状である。また、攪拌羽根２は、内部に形成される金属製の芯金と、芯金の表面に設けられる不定形耐火物とで形成される。
【００１４】
攪拌羽根２の不定形耐火物は、少なくともＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とを含むＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の耐火物であり、バインダーにシリカゾルが用いられたものである。この不定形耐火物は、原料と水とバインダーとを混合した後、乾燥及び硬化させたものであり、芯金の表面を所定の厚みで覆って形成される。
原料は、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の粉粒状の耐火物である。また、原料は、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系のものであれば特に限定されず、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とに加えてＳｉＣを含むものであってもよい。例えば、原料の組成は、Ａｌ２Ｏ３が３０質量％以上６０質量％以下、ＳｉＯ２が３０質量％以上６０質量％以下、ＳｉＣが１質量％以上１５質量％以下であってもよい。さらに、原料の粒径は、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
バインダーは、ケイ酸を含むシリカゾルが用いられたものであり、アルミナセメントを含まずに、シリカゾルが含まれるものであれば特に限定されないが、シリカゾル及び不可避不純物のみが用いられることが好ましい。また、シリカゾルは、ＳｉＯ２固形分を３０質量％以上５０質量％以下含むことが好ましい。
混合する際の水の量は、特に限定されないが、硬化前の不定形耐火物の流動性や硬化性の観点から、水とバインダーと原料との混合物に対する質量比で３質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。
攪拌羽根２は、原料と水とバインダーとを混合した混合物を乾燥させる際に、図２に示すように、バインダーのケイ酸が脱水縮合することで、ポリマーによって原料同士が接合される。溶銑温度程度の温度環境下で用いられる場合における耐用性の観点からは、原料同士の結合は、９０％以上がこのポリマーで結合していることが好ましい。
【００１６】
機械攪拌式脱硫装置１による脱硫処理では、図１に示すように、収容容器である溶銑鍋３に収容された１５００℃以下の溶銑４に、羽根部２１を浸漬させた状態で攪拌羽根２を回転させることで、溶銑４を攪拌させる。この際、脱硫剤５が添加され、溶銑４と脱硫剤５とが接触及び攪拌されることで脱硫反応が促進する。脱硫剤５としては、石灰（ＣａＯ）を含む精錬剤が用いられ、例えば、生石灰や脱硫スラグ（他の脱硫処理で発生したスラグ）等が用いられる。また、脱硫剤５に加えて、アルミニウム（Ａｌ）や珪素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の成分を含む、脱硫反応を促進させる精錬剤がさらに添加されてもよい。脱硫処理では、溶銑４の硫黄濃度が目標濃度以下となるまで、攪拌が続けられ、必要に応じて脱硫剤の添加が行われる。そして、溶銑４の硫黄濃度が目標濃度以下となると、攪拌羽根２の回転が停止し、攪拌羽根２が上昇して溶銑４から取り出されることで、脱硫処理が終了する。
【００１７】
溶銑鍋３に収容された溶銑４に対する、上記の機械攪拌式脱硫装置１による一連の脱硫処理を、１回の処理とする。そして、本実施形態では、同一の攪拌羽根２を用いた脱硫処理が連続して行われることで、溶銑処理設備である機械攪拌式脱硫装置１の操業が行われる。
ここで、バインダーにシリカゾルを用いた不定形耐火物では、バインダーにアルミナセメントを用いたものに比べ、熱間強度が向上するため耐用性が向上する。さらに、本発明者らは、シリカゾルを用いた不定形耐火物を、熱間で使用し続けることで、耐用性がさらに向上することを知見した。具体的には、不定形耐火物の温度が０．５時間以上、５００℃以下とならないような、１５００℃以下の高温環境下で脱硫処理が連続して行われ、不定形耐火物を熱間で使用し続けることで耐用性をさらに向上させることができる。なお、不定形耐火物の温度には、耐火物の表面の温度を用いる。本実施形態のように攪拌羽根２に用いられる不定形耐火物の場合には、例えば、攪拌羽根２の羽根部２１の中央位置における表面温度を上記の温度として用いることができる。また、表面温度は、例えば、放射温度計等の非接触型の温度計等で測定される。
【００１８】
このため、本実施形態では、攪拌羽根２の不定形耐火物の温度が０．５時間以上、５００℃以下とならないように、脱硫処理が連続して行われる。連続して行われる脱硫処理では、脱硫処理が終了してから次の脱硫処理まで（溶銑４に攪拌羽根２が浸漬されるまで）の間に、攪拌羽根２の不定形耐火物の温度が低下することとなる。このため、上記の温度条件とするには、脱硫処理の処理間隔を、脱硫処理後の不定形耐火物の温度と放熱による温度降下量から決まる所定の時間以上とする必要がある。なお、一般的な機械攪拌式脱硫装置１であれば、脱硫処理終了から次の脱硫処理の開始までの間隔を０．５時間以下、または１日に行われる脱硫処理の頻度を３０回以上とすることで、上記の温度条件を満足することができる。なお、この頻度は、攪拌羽根が後述する耐用寿命となるまでに使用される期間全体における１日換算の平均頻度でよいが、この期間における１日毎の処理回数としてもよい。
【００１９】
＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。
【００２０】
例えば、上記実施形態では、バインダーにはアルミナセメントが含まれないとしたが、本発明はかかる例に限定されない。熱間強度や耐用性に問題がない範囲であれば、シリカゾル及び不可避不純物に加えてアルミナセメントなどの他の物質がバインダーに含まれてもよい。
また、上記実施形態では、攪拌羽根２の羽根部は十字状であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。軸部の回転によって脱硫処理中に溶銑４を十分に攪拌可能であれば、例えば、軸部の表面から突出した羽根部の羽根の形状や枚数が異なる構成であってもよい。
【００２１】
さらに、上記実施形態では、不定形耐火物が機械攪拌式脱硫装置１の攪拌羽根２の表面に設けられるとしたが、本発明は係る例に限定されない。不定形耐火物は、１１５０℃以上１５００℃以下の高温環境下で使用されるものであれば、他の設備に設けられてもよい。
例えば、不定形耐火物は、溶銑４の搬送や精錬処理に用いられる、機械攪拌式脱硫装置１以外の溶銑処理設備に設けられてもよい。この場合、不定形耐火物は、設備における１５００℃以下の溶銑４に接触する部位に設けられる。例えば、不定形耐火物は、トピードカーや溶銑鍋といった溶銑搬送容器に収容された溶銑４に、脱珪や脱燐、脱硫といった精錬処理を施す際に用いられる浸漬ランスの表面に設けられてもよい。
【００２２】
図３には、浸漬ランス６を用いた溶銑処理設備の一例として、トピードカー７に収容された溶銑４を処理する溶銑処理設備を示す。図３に示す溶銑処理設備では、浸漬ランス６は、先端が曲がった円管状の金属部材である芯金と、芯金の表面に所定の厚みで形成される不定形耐火物とを有する。浸漬ランス６の先端には、芯金の内部に供給される精錬剤を溶銑４に吹き込む吐出口が形成される。また、図４には、浸漬ランス８を用いた溶銑処理設備の他の一例として、溶銑鍋９に収容された溶銑４を処理する溶銑処理設備を示す。図４に示す溶銑処理設備では、浸漬ランス８は、円管状の金属部材である芯金と、芯金の表面に所定の厚みで形成される不定形耐火物とを有する。浸漬ランス６の先端側の側面には、芯金の内部に供給される精錬剤を溶銑４に吹き込む複数の吐出口が形成される。なお、浸漬ランス６，８の不定形耐火物は、攪拌羽根２のものと同様に、バインダーにシリカゾルを用いられる。
【００２３】
図３及び図４に示す溶銑処理設備では、脱珪、脱燐または脱硫といった処理の内容に応じた固体状や気体状の精錬剤（例えば、酸素ガスや酸化鉄を含む粉粒体、石灰を含む粉粒体等）が、浸漬ランス６，８の吐出口から溶銑に吹き込まれることで、精錬処理が行われる。なお、この場合においても、浸漬ランス６，８の温度が０．５時間以上、５００℃以下とならないように、精錬処理が連続して行われる。また、浸漬ランス６，８を用いた一般的な精錬処理設備であれば、精錬処理の終了から次の精錬処理の開始までの間隔を５時間以下、または１日に行われる精錬処理の頻度を３０回以上とすることで、上記の温度条件を満足することができる。なお、判断される温度としては、浸漬ランス６の場合、ランス先端屈曲部の側面中央位置における表面温度、浸漬ランス８の場合、先端の溶銑４に浸漬する領域の長手方向中央位置における表面温度を用いることができる。
【００２４】
また、例えば、不定形耐火物は、１１５０℃以上１５００℃以下の高温環境下で用いられる部材として、溶銑よりも高温な溶鋼に近接して用いられる部材に設けられてもよい。具体的には、不定形耐火物は、溶鋼鍋の鍋蓋の内張りレンガとして用いられてもよく、タンディッシュの蓋に用いられてもよい。溶鋼鍋の蓋は、溶鋼を収容する溶鋼鍋を保熱するための蓋であり、鉄皮の内側に不定形耐火物が設けられる。タンディッシュの蓋は、連続鋳造機において溶鋼鍋から排出される溶鋼を一時的に収容するタンディッシュを保熱するための蓋であり、表面が不定形耐火物で覆われている。このような部材に用いられる不定形耐火物は、溶銑や溶鋼には接しないものの、１０００℃程度の高温環境下で衝撃や振動を受けながら用いられるものである。このため、この不定形耐火物を、０．５時間以上、５００℃以下とならないように使用することで、耐用性を向上することができる。なお、判断される温度としては、タンディッシュの蓋の場合、蓋下面の中央付近で、サンプリングや測温等に用いられる孔から２００ｍｍ以上離れている位置における表面温度を用いることができる。
【００２５】
さらに、例えば、不定形耐火物は、１１５０℃以上１５００℃以下の高温環境下で用いられる部材として、スラブ等の鉄鋼半製品を加熱する加熱炉のスキッドとして用いられてもよい。スキッドは、加熱炉において、加熱されるスラブ等を支持するための耐火物である。スキッドは、溶銑には曝されないものの、１０００℃程度の高温環境下で、衝撃や振動を受けながら用いられるものである。このため、この不定形耐火物を、０．５時間以上、５００℃以下とならないように使用することで、耐用性を向上することができる。なお、判断される温度としては、加熱炉のスキッドの場合、スキッド側面の中央位置の表面温度を用いることができる。
【００２６】
＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る不定形耐火物の使用方法は、バインダーとしてシリカゾルを用いて製作された不定形耐火物を１５００℃以下で使用する際に、不定形耐火物の温度が、０．５時間以上、５００℃以下とならないように、不定形耐火物を使用する。
【００２７】
ここで、バインダーであるシリカゾルは、シリカ質であるためアルミナセメントに比べて一般的に強度が低く、耐用性が向上することが考えにくいものであった。また、シリカゾルは、アルミナセメントに比べて製造コストが非常に高く、養生工程において強度が発現するまでにかかる時間が約２．６倍と長いため、適用に困難性が伴っていた。
しかし、本発明者らの知見によると、シリカゾルをバインダーとして用いた場合、アルミナセメントをバインダーとして用いた場合に比べ、不定形耐火物の曲げ強度が、常温では劣るものの、溶銑の温度程度の高温では向上する。例えば、１３００℃においては、シリカゾルをバインダーとして用いた不定形耐火物は、アルミナセメントをバインダーとして用いたものに比べ、曲げ強度が１．４倍以上高くなる。さらに、本発明者らは、不定形耐火物の温度が、０．５時間以上、５００℃以下とならないような温度環境下（熱間）で使用し続けることにより、不定形耐火物の耐用性が大幅に向上することを知見し、上記（１）の構成の発明を相当するに至った。
【００２８】
つまり、上記（１）の構成によれば、バインダーにアルミナセメントのみを用いる方法に比べ、熱間強度が向上することから、耐摩耗性や耐亀裂性を向上させることができ、耐用性を向上させることができる。また、不定形耐火物を、０．５時間以上、５００℃以下とならないような高温の環境下で使用することにより、耐用性をさらに向上させることができる。不定形耐火物の温度が、０．５時間以上、５００℃以下となる場合、その後に高温で用いる際に、使用の初期は部分的に温度が低い状態となるため、温度が低い箇所では一時的に耐用性が低下することとなる。この耐用性の低下は部分的且つ一時的なものであるため、使用前の温度が低い状態でも、バインダーにアルミナセメントのみを用いた不定形耐火物を使用する場合に比べて、シリカゾルを用いた不定形耐火物の方が耐用性は高くなる。しかし、上記（１）の構成のように、不定形耐火物の温度が高い熱間の状態で使用し続けることにより、シリカゾルを用いた不定形耐火物の耐用性を大幅に向上させることができる。
【００２９】
さらに、アルミナセメントを用いた場合、Ｃａが含まれるため、耐火物の原料よりも低融点な中間化合物が形成される。このような中間化合物は、亀裂や摩耗の原因となる。しかし、上記（１）の構成によれば、原料同士の結合が用いられたシリカゾルの分だけＣａに頼らない結合となるため、低融点の中間化合物の形成が抑えられ、亀裂の発生を抑えることができ、耐摩耗性を向上させることができる。
つまり、上記（１）の構成によれば、熱間強度に優れ、亀裂や摩耗による耐用性の低下が抑えられた不定形耐火物を施工することができる。
【００３０】
（２）上記（１）の構成において、バインダーとして、シリカゾル及び不可避不純物のみを用いる。
上記（２）の構成によれば、不定形耐火物の熱間強度をより向上させることができる。また、バインダーにはＣａが含まれないため、低融点の中間化合物が形成されにくくなり、耐用性をより向上させることができる。
（３）上記（１）または（２）の構成において、不定形耐火物は、機械攪拌式脱硫装置１の攪拌羽根２の表面に設けられる不定形耐火物、溶銑４の予備処理に用いられる浸漬ランス６，８の表面に設けられる不定形耐火物、溶鋼鍋用の蓋の内側に設けられる不定形耐火物、タンディッシュの蓋に設けられる不定形耐火物、または加熱炉のスキッドとして用いられる不定形耐火物である。
上記（３）の構成によれば、上記用途に用いられる不定形耐火物の耐用性を向上させることができる。
【００３１】
（４）本発明の一態様に係る溶銑処理設備の操業方法は、バインダーとしてシリカゾルを用いた不定形耐火物を有し、溶銑４を処理する溶銑処理設備の操業方法であって、不定形耐火物が溶銑４と接触した状態での溶銑４の処理を、１日に３０回以上の頻度で行う。
（５）上記（４）の構成において、溶銑処理設備は、機械攪拌式脱硫装置１であり、機械攪拌式脱硫装置１の攪拌羽根２の表面に不定形耐火物を設ける。
（６）上記（５）の構成において、溶銑処理設備は、溶銑搬送容器（例えば、トピードカー７や溶銑鍋９）に収容された溶銑４に浸漬ランス６，８を浸漬させて、浸漬ランス６，８から精錬剤を吹き込むことで溶銑４を精錬処理する設備であり、浸漬ランス６，８の表面に不定形耐火物を設ける。
【００３２】
（７）本発明の一態様に係る溶銑の脱硫方法は、機械攪拌式脱硫装置１の攪拌羽根２の表面に、シリカゾルを用いた不定形耐火物を設け、機械攪拌式脱硫装置１による脱硫処理を、１日に３０回以上の頻度で行う。
（８）本発明の一態様に係る溶銑の予備処理方法は、溶銑搬送容器（例えば、トピードカー７や溶銑鍋９）に収容された溶銑４に、浸漬ランス６，８を浸漬させて浸漬ランス６，８から精錬剤を吹き込むことで精錬処理を施す溶銑４の予備処方法において、浸漬ランス６，８の表面に、シリカゾルを用いた不定形耐火物を設け、浸漬ランス６，８を用いた精錬処理を、１日に３０回以上の頻度で行う。
上記（４）〜（８）の構成によれば、上記（１）の構成と同様な効果を得ることができる。このため、溶銑処理設備における操業、溶銑の脱硫や予備処理を行う際において、耐火物に掛かるコストを低減することができ、生産能率を向上させることができる。
【実施例１】
【００３３】
次に、本発明者らが行った実施例について説明する。実施例では、上記実施形態と同様に、バインダーにケイ酸を含むシリカゾルを用いた不定形耐火物を、芯金の表面に設けることで、攪拌羽根２を製造した。また、比較として、バインダーにアルミナセメントを用いた同様な方法で攪拌羽根２を製造した。
【００３４】
表１に、バインダーが異なる攪拌羽根２における、不定形耐火物の成分、バインダーの種類、製造された攪拌羽根２の熱間（１３００℃）での曲げ強度、及び乾燥に掛かる時間（養生時間）をそれぞれ示す。なお、表１における成分（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｉＣ及びＣａＯの質量％）は、粉粒状の原料とバインダーとを混ぜ合わせた状態での各成分の濃度を示す。また、表１における水分は、粉粒状の原料とバインダーと水とが混ぜられた後、型枠に流し込まれる際の不定形耐火物に含まれる水分の量を示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示すように、バインダーにシリカゾルを用いた不定形耐火物では、アルミナセメントを含まないため、ＣａＯが含まれていない。また、シリカゾルを用いた不定形耐火物では、シリカゾルを用いたため、ＳｉＯ２の濃度が高くなった。さらに、シリカゾルを用いた不定形耐火物における熱間曲げ強さは、アルミナセメントを用いた不定形耐火物に比べて１．４倍に向上することが確認された。なお、この２つの不定形耐火物では、水分量は同じであったが、シリカゾルを用いた方が自然乾燥にて水分が抜けるまでに必要な養生時間が長くなることが確認された。
【００３７】
実施例では、このようにして製造した２種類の攪拌羽根２を、機械攪拌式脱硫装置１による脱硫処理に用いてその耐用性を確認した。耐用性の判断としては、不定形耐火物の摩耗量が所定の値を超えた場合、または攪拌羽根２の軸部や羽根部に亀裂が発生した場合を使用不能な状態として、使用開始から使用不能な状態となるまで用いられた処理回数（チャージ数（ｃｈ））を耐用寿命として調査した。
【００３８】
図５に、この２種類の攪拌羽根２を用いた脱硫処理における、日間処理数と攪拌羽根の寿命との関係を示す。図５において、横軸の日間処理数［回］は、攪拌羽根２が使用不能となり、耐用寿命となるまでに使用された期間における、１日あたりの平均処理回数を示す。また、縦軸は、攪拌羽根２の耐用寿命を示す。図５から分かるように、バインダーにシリカゾルを使用した条件の方が、アルミナセメントを使用した条件に比べて、耐用寿命が高くなる傾向が確認できた。また、日間処理数が３０回以上となることで、アルミナセメントを使用した条件よりも耐用寿命が大幅に向上することが確認できた。
【００３９】
また、日間処理数が３０回以上となる条件では、アルミナセメントを用いた攪拌羽根２に対して、アルミナセメントを用いた攪拌羽根２の１回の脱硫処理における平均の損耗速度が、２．２ｍｍ／回→０．９ｍｍ／回に低減することが確認できた。また、日間処理数が３０回以上となる条件の攪拌羽根２の使用後の圧縮強度を測定したところ、アルミナセメントを用いた攪拌羽根２が５０ＭＰａであるのに対して、アルミナセメントを用いた攪拌羽根２が６８ＭＰａと向上することが確認できた。
【符号の説明】
【００４０】
１  機械攪拌式脱硫装置
２  攪拌羽根
２０  軸部
２１  羽根部
３  溶銑鍋
４  溶銑
５  脱硫剤
６  浸漬ランス
７  トピードカー
８  浸漬ランス
９  溶銑鍋
【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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