(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼用取鍋であって、
スラグラインに施工する内張り用の耐火煉瓦として、 Cを１．５〜１．９質量％含有するMgO−C耐火煉瓦にAl、Si、SiC のいずれか１種を含有した酸化防止剤を添加したものを施工したことを特徴とするステンレス鋼用取鍋。
【請求項２】
前記酸化防止剤は、 SiC を０．５〜１．０質量％、Siを０．５〜１．０質量％、Alを０．５〜１．０質量％の範囲で含有したものであることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼用取鍋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、油井管や化学プラント、原子力発電所の熱交換器、ボイラーチューブなどに使用されるシームレスパイプ用の母材を溶製するステンレス鋼用取鍋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３にステンレス鋼用取鍋を示すが、ステンレス鋼用取鍋１のスラグライン２はスラグの影響により損耗が進行しやすく、鍋寿命における律速部位となっているため、耐用性の高い煉瓦が施工され、従来は MgO−Cr煉瓦やドロマイト煉瓦を使用していた。なお、図３中の３はフリーボード、４はメタルラインである。
【０００３】
MgO−Cr煉瓦は耐用性が高いものの、コストが高く、クロムの溶出があってリサイクルが困難であるという環境面での懸念がある。一方、ドロマイト煉瓦の場合、コスト面は安価で、リサイクルも可能であって環境面の懸念も無いが、耐用性は MgO−Cr煉瓦に大きく劣る。
【０００４】
そこで、下記表１に示すように、 MgO−Cr煉瓦よりも安価でリサイクルも可能であり、耐用性ではドロマイト煉瓦より優れているMgO−C煉瓦が使用されるようになってきた。
【０００５】
【表１】
0006451468.tif 000002
【０００６】
しかしながら、ステンレス鋼用取鍋のスラグラインにMgO−C煉瓦を使用した場合、煉瓦内の Cが溶鋼内に溶け出し、溶鋼が汚染するという問題（ Cピックアップ）があり、極低炭素鋼には使用できず、使用鋼種が制約される。
【０００７】
以上の観点から、ステンレス鋼用取鍋のスラグラインには C含有量が低い煉瓦が必要であり、特許文献１では C含有量を２〜４質量％と少なくしたMgO−C煉瓦を使用することが提案されている。
【０００８】
しかしながら、一般的にMgO−C煉瓦の C含有量を低下させると、熱膨張率が増大する一方、熱伝導率が低下して、耐スポーリング性が低下し、耐用性が悪くなるという欠点がある。また、含有量を低下させても Cを含有していることに変わりはないので、 Cが酸化するという問題を解決することはできない。なお、スポーリングとは、耐火物が加熱、冷却による亀裂あるいは割れによって表面から剥落する現象をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４６７４７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする問題点は、ステンレス鋼用取鍋のスラグラインに C含有量を２〜４質量％と少なくしたMgO−C煉瓦を使用した場合、耐スポーリング性が低下して耐用性が低下し、また、 Cが酸化するという問題があるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、MgO−C煉瓦を使用した場合であっても、耐用性が高く、 Cピックアップも防止できるようにすることを目的とするものである。
【００１２】
上記目的を達成するために、
本発明は、
ステンレス鋼用取鍋であって、
スラグラインに施工する内張り用の耐火煉瓦として、 Cを１．５〜１．９質量％含有するMgO−C耐火煉瓦にAl、Si、SiC のいずれか１種を含有した酸化防止剤を添加したものを施工したことを最も主要な特徴としている。
【００１３】
本発明において、MgO-C煉瓦の C含有量を１．５質量％〜１．９質量％としたのは、 C含有量が１．５質量％未満では耐スポーリング性を確保できないからであり、１．９質量％より多くなると溶鋼への Cピックアップを抑制することができなくなるからである。
【００１４】
また、本発明において、MgO−C耐火煉瓦にAl、Si、SiC のいずれか１種を含有した酸化防止剤を添加するのは、酸化防止剤としての効果、耐食性の確保、耐スポーリング性の確保のためである。
【００１５】
本発明は、 MgO−Cr煉瓦よりも安価でリサイクルも可能であり、耐用性ではドロマイト煉瓦より優れているMgO−C耐火煉瓦における Cの含有量を特許文献１よりもさらに低減する一方、Al、Si、 SiCを含有した酸化防止剤を添加することで、スポーリングによる損耗量を従来のMgO−C煉瓦と同程度に抑えることが可能になる。また、煉瓦の C含有量が低いことから溶鋼への Cのピックアップも減少する。
【００１６】
本発明における前記酸化防止剤は、  SiCを０．５〜１．０質量％、Siを０．５〜１．０質量％、Alを０．５〜１．０質量％の範囲で含有することが望ましい。
【００１７】
Alを０．５〜１．０質量％の範囲で含有することが望ましいのは、含有量が１．０質量％より多くなると  MgAl2O4の生成が促進して耐スポーリング性が低下する一方、０．５質量％未満であると耐酸化性が低下するからである。
【００１８】
また、 SiCを０．５〜１．０質量％の範囲で含有することが望ましいのは、含有量が１．０質量％より多くなると高温でフォルステライトを生成し、耐食性が低下する一方、０．５質量％未満であると耐スポーリング性、耐酸化性が低下するからである。
【００１９】
また、Siを０．５〜１．０質量％の範囲で含有することが望ましいのは、含有量が１．０質量％より多くなると SiC が生成されて SiC が過剰となり、高温でフォルステライトを生成して耐食性が低下する一方、０．５質量％未満であると耐酸化性が低下するからである。
【００２０】
SiはAlと併用することにより炭化アルミニウムの水和反応を抑制し、高い耐酸化性が得られるため、Alの含有量を減らすために添加が必要となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ステンレス鋼用取鍋のスラグラインに施工する内張り用の耐火煉瓦としてMgO−C煉瓦を使用した場合であっても、耐用性が高く、 Cピックアップも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ドロマイト煉瓦、 MgO−Cr煉瓦と、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦と、 C含有量が１．８質量％の本発明のMgO−C煉瓦の Cピックアップ値を比較した図である。
【図２】MgO−Cr煉瓦と、ドロマイト煉瓦と、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦と、 C含有量が１．８質量％の本発明のMgO−C煉瓦における損耗速度を比較した図である。
【図３】ステンレス鋼用取鍋の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明では、ステンレス鋼用取鍋のスラグラインに施工する内張り用の耐火煉瓦としてMgO−C煉瓦を使用した場合であっても、耐用性が高く、 Cピックアップも防止できるようにするという目的を、 C含有量を低減する一方、Al、Si、SiC のいずれか１種を含有した酸化防止剤を添加することで実現した。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明について説明する。
本発明は、スラグラインに施工する内張り用の耐火煉瓦として、 C含有量が１．５〜１．９質量％のMgO−C耐火煉瓦に、Al、Si、SiC のいずれか１種を含有した酸化防止剤を添加したものを施工したことを特徴とするステンレス鋼用取鍋である。
【００２５】
そして、その際、酸化防止剤は、 SiC を０．５〜１．０質量％、Siを０．５〜１．０質量％、Alを０．５〜１．０質量％の範囲で含有したものとすることが望ましい。
【００２６】
図１にドロマイト煉瓦及び MgO−Cr煉瓦と、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦と、 C含有量が１．８質量％の本発明のMgO−C煉瓦の Cピックアップ値を示す。
【００２７】
Cピックアップが許容値を超えると、例えば C含有量が０．０１質量％以下の材質ではその要求値を満たさない場合がある。
【００２８】
しかしながら、 C含有量を例えば１．８質量％とした本発明のMgO−C煉瓦は、MgO−Cr煉瓦やドロマイト煉瓦よりも Cピックアップ値は大きくなるものの、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦よりも低位で、許容範囲に納まっており、溶鋼汚染の問題は無い。
【００２９】
また、図２に MgO−Cr煉瓦と、ドロマイト煉瓦と、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦と、 C含有量が１．８質量％の本発明のMgO−C煉瓦における損耗速度を示す。
【００３０】
C含有量を例えば１．８質量％とした本発明のMgO−C煉瓦は、 MgO−Cr煉瓦より損耗速度が速いものの、スポーリングの発生もない。また、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦と比較して同等の損耗速度である。また、環境面、コスト面でも悪化することがない。
【００３１】
下記表２に、 MgO−Cr煉瓦と、ドロマイト煉瓦と、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦と、 C含有量が１．８質量％の本発明のMgO−C煉瓦における特徴を示す。
【００３２】
【表２】
0006451468.tif 000003
【００３３】
表２に示すように、本発明により、 C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦の欠点であった耐酸化性を低減し、耐スポーリング性も C含有量が４．０質量％の特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦とほぼ同等であり、 Cピックアップが減少し、品質面での懸念も解消される。
【００３４】
以下、本発明の効果を確認するために行った試験結果について説明する。
試験は、以下の条件で行った。
【００３５】
・耐酸化性
試験方法：電気炉酸化焼成
試験条件：１４００℃で３時間
評価方法：上記試験後のサンプルを切断し、酸化層の厚みを測定
【００３６】
・耐食性
試験方法：回転浸食試験
試験条件：１７００℃で３０分の操作を２サイクル
評価方法：上記試験後のサンプルを切断し、酸化層の厚みを測定
【００３７】
・耐スポーリング性
試験方法：サイコロスポールテスト
試験条件：電気炉によって１４００℃で１５分加熱した後空冷する操作を最大１０回繰り返す
評価方法：剥落に至る回数を測定
【００３８】
試験結果を下記表３に示す。下記表３中の評価は、特許文献１で提案された C含有量が２．０〜４．０質量％のMgO−C煉瓦と比較したもので、良い場合を◎、同等の場合を○、劣る場合を△、大きく劣る場合を×とした。
【００３９】
【表３】
0006451468.tif 000004
【００４０】
実施例１は請求項１，２で規定する要件を全て満たす例で、耐食性、耐スポーリング性、耐酸化性は共に特許文献１で提案された C含有量が２．０〜４．０質量％のMgO−C煉瓦と同等で問題はなかった。
【００４１】
また、実施例２は SiC含有量が２．０質量%、Al含有量が１．５質量%で、共に請求項２で規定する範囲よりも多く含有させた例である。この実施例２はSiC含有量が請求項２で規定する範囲よりも多いため、実施例１に比べて耐食性、耐スポーリング性が若干劣るものの、特許文献１で提案された C含有量が２．０〜４．０質量％のMgO−C煉瓦と同等であった。
【００４２】
また、実施例３はSiC含有量が０質量%と請求項２で規定する範囲よりも少ない一方、Si及びAlの含有量が２.０質量%と請求項２で規定する範囲よりも多い例である。この実施例３はSiの含有量が２.０質量%と請求項２で規定する範囲よりも多いものの、 SiC含有量が請求項２で規定する範囲よりも少ないため、実施例２のように耐食性が悪くなることはなかった。また、Alの含有量が２.０質量%と請求項２で規定する範囲よりも多いため、耐酸化性に問題はなかったが、実施例１に比べて耐スポーリング性が若干劣った。
【００４３】
また、実施例４は SiC含有量が０質量%で、請求項２で規定する範囲よりも少ない例である。この実施例４は SiC含有量が請求項２で規定する範囲よりも少ないが、Si及びAlの含有量が１．０質量%と請求項２で規定する範囲内であるために耐酸化性、耐食性に問題はなかった。しかしながら、 SiC含有量が０質量%であるため、実施例１に比べて耐スポーリング性が若干劣った。
【００４４】
また、実施例５は SiC含有量、Si含有量が共に０質量%で、請求項２で規定する範囲よりも少ない例である。この実施例５は 、SiC含有量が０質量%と請求項２で規定する範囲よりも少ないので実施例１に比べて耐スポーリング性が若干劣ったのに加えて、Si含有量が０質量%と請求項２で規定する範囲よりも少ないので実施例１に比べて耐酸化性も若干劣った。
【００４５】
一方、比較例１は C含有量が請求項１で規定する値よりも少ない例である。この比較例１は、 C含有量が特許文献１で提案されたMgO−C煉瓦よりもさらに少ないので、耐スポーリング性が大きく劣った。
【００４６】
また、比較例２は C含有量が請求項１で規定する値よりも多い例である。この比較例２は、 C含有量が請求項１で規定する値よりも多いので、溶鋼への Cピックアップを抑制することができなかった。
【００４７】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１    ステンレス鋼用取鍋
２    スラグライン
【図１】
0006451468.tif 000005
【図２】
0006451468.tif 000006
【図３】
0006451468.tif 000007