(57)【要約】      （修正有）【課題】ガス吹きプラグの洗浄のためにガス導入パイプから酸素を吹き込んだときに、メタルケースに酸素が接触してもメタルケースが着火燃焼する事を防止でき、ガス吹きプラグの側面から酸素が漏洩することを防止することによりガス吹きプラグの耐用が向上して、なおかつ酸素洗浄の終点判定を確実なものとできるガス吹きプラグを提供する。【解決手段】気孔率が１５〜４０体積％のポーラス耐火物１をメタルケース２で覆って構成された精錬用ガス吹きプラグであって、該メタルケースの材質がＮｉ：７〜３５質量％、Ｃｒ：９〜３０質量％を含み、かつＳｉ：１．０〜５．０質量％、またはＡｌ：１．０〜６．０％の１種または２種を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物よりなる鉄合金であることを特徴とする精錬用ガス吹きプラグ。【選択図】図１
2008280557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
見掛気孔率が１５〜４０体積％のポーラス耐火物をメタルケースで覆って構成された精錬用ガス吹きプラグであって、
前記メタルケースの材質が、Ｎｉ：７〜３５質量％、Ｃｒ：９〜３０質量％を含み、かつ、Ｓｉ：１．０〜５．０質量％またはＡｌ：１．０〜６．０質量％の少なくともいずれか１種を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鉄合金であることを特徴とする、精錬用ガス吹きプラグ。
【請求項２】
前記ポーラス耐火物と前記メタルケースとの間に、前記ポーラス耐火物に比較して見掛気孔率が小さい耐火物が配されていることを特徴とする、請求項１に記載の精錬用ガス吹きプラグ。
【請求項３】
前記ポーラス耐火物に代えて、耐火物の背面側から稼動面側へ貫通孔を有する耐火物が用いられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の精錬用ガス吹きプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属中にガスを吹き込む精錬用ガス吹きプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
精錬用ガス吹きプラグ（以下、「ガス吹きプラグ」と記載する。）は、精錬用容器として、例えば取鍋の底面または側面に配置され、溶融金属中へガスを吹き込むことにより溶融金属を撹拌するために用いられる。
【０００３】
取鍋が溶融金属の搬送を行うことにより、ガス吹きプラグの稼動面には、地金が付着するため、この搬送が終わった後に、ガス吹きプラグの通気を回復する目的で酸素洗浄を行って、ガス吹きプラグの稼動面に付着した地金を除去する。酸素洗浄の方法は、稼動面側から酸素パイプにより酸素を吹きつけて地金を着火、溶融させることにより、除去する方法が一般的である。
【０００４】
しかし、この方法を用いると、ガス吹きプラグ以外の部分の耐火物に対しても酸素洗浄を行ってしまい、酸素と鉄の反応熱により高温になることと、酸化鉄と耐火物とが低融点化合物を作ることにより、耐火物が溶けて損耗するため、ガス吹きプラグ周囲の耐火物の耐用性を低下させる。
【０００５】
この問題を解決する方法として、例えば特許文献１には、ガス吹きプラグのガス導入パイプから酸素を通気して、ガス吹きプラグの稼動面のみを洗浄する方法が開示されている。
【０００６】
さらに、例えば特許文献２には、ガス吹きプラグのガス導入パイプから酸素を通気する方法で、酸素洗浄の終点判定をガス導入パイプに導入する酸素の流量で判定でき、洗浄過多を防止する装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３０２４０８号公報
【特許文献２】特開平９−３１６５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記の特許文献１〜２に開示された酸素洗浄方法では、吹き込んだ酸素は、ガス吹きプラグの稼動面だけではなく、側面等からも通気してしまい、ガス導入パイプから酸素を吹き込んで洗浄する方法の終点自動判定というメリットを享受できない。
【０００９】
また、ガス吹きプラグの外側にメタルケースを備えている場合は、ガス導入パイプから吹き込んだ酸素は、ガス吹きプラグのメタルケースにより、プラグの側面等からの通気は、しばらくは防止できる。しかし、ガス導入パイプから吹き込んだ酸素は、メタルケースに、常時、接触することになる。従って、通常、酸素洗浄を行うときのガス吹きプラグは１０００℃を超える高温であり、また地金などの着火源が付着していることにより、酸素の吹き込みによりメタルケースの酸化が促進され、メタルケースに穴が生じる等によりシール性を維持できなくなり、やはり酸素を吹き込んで洗浄する方法の終点自動判定というメリットを極めて短期間しか享受できない。
【００１０】
また、ガス吹きプラグの外側にメタルケースを備えていて、耐火物の外側に緻密な材質のものを適用した場合などは、酸素洗浄時にガス導入パイプから吹き込んだ酸素の、ガス吹きプラグのメタルケースへの接触は、防止できる。しかし、ガス吹きプラグを構成する耐火物には、熱間での繰り返し使用による機械的・熱的な負荷により緻密な耐火物にも亀裂が発生する。したがって、ガス導入パイプから吹き込んだ酸素は、この亀裂を伝ってメタルケースに接触することになり、上記と同様に、メタルケースに穴が生じる等によりシール性を維持できなくなる。そのため、酸素を吹き込んで洗浄する方法の終点自動判定というメリットを短期間しか享受できない。
【００１１】
そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ガス吹きプラグのメタルケースを難燃性とすることにより、洗浄のためにガス導入パイプから酸素を吹き込んだときに、メタルケースに酸素が接触してもメタルケースが着火燃焼する事を防止でき、ガス吹きプラグの側面から酸素が漏洩することを防止することによりガス吹きプラグの耐用性を向上させ、なおかつ酸素洗浄の終点判定を確実なものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明がその要旨とするところは、以下の通りである。
（１）見掛気孔率が１５〜４０体積％のポーラス耐火物をメタルケースで覆って構成された精錬用ガス吹きプラグであって、前記メタルケースの材質が、Ｎｉ：７〜３５質量％、Ｃｒ：９〜３０質量％を含み、かつ、Ｓｉ：１．０〜５．０質量％またはＡｌ：１．０〜６．０質量％の少なくともいずれか１種を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鉄合金であることを特徴とする、精錬用ガス吹きプラグ。
（２）前記ポーラス耐火物と前記メタルケースとの間に、前記ポーラス耐火物に比較して見掛気孔率が小さい耐火物が配されていることを特徴とする、（１）に記載の精錬用ガス吹きプラグ。
（３）前記のポーラス耐火物に代えて、耐火物の背面側から稼動面側へ貫通孔を有する耐火物が用いられていることを特徴とする（１）または（２）に記載の精錬用ガス吹きプラグ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガス吹きプラグでは、ガス吹きプラグのメタルケースがＮｉ７〜３５質量％、Ｃｒ  ９〜３０質量％を含み、かつＳｉ  １．０〜５．０質量％、Ａｌ  １．０〜６．０％の１種または２種を含み残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなる鉄合金（以下、「難燃性ステンレス」と記載する。）であるため、ガス導入パイプから酸素を吹き込んだときにメタルケースに酸素が接触しても、メタルケースが着火燃焼する事を防止でき、ガス吹きプラグの側面から酸素が漏洩することを防止できることにより、ガス吹きプラグの耐用を向上させ、かつ酸素洗浄の終点判定を確実なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
本発明は、ガス吹きプラグに用いるメタルケースが難燃性ステンレスから成ることを特徴としている。ガス吹きプラグは取鍋の側面または底面に配置され、精錬時に溶融金属にガスを吹き込むためのものである。鋳造が終了した後のガス吹きプラグの稼動面には地金が付着しており、この地金を取り除きガス通気を回復するために酸素洗浄が行われる。
【００１６】
本発明ではガス吹きプラグのガス導入パイプから酸素を通気する方法で酸素洗浄を行うに際して、耐火物に亀裂が発生した以降に酸素洗浄を行った場合でも、メタルケースが難燃性ステンレスであるためにメタルケースの酸化を防止でき、ガス吹きプラグ側面から酸素がリークしないため、ガス導入パイプに通気した酸素の通気量で酸素洗浄の終点判定ができることを新たに見出したものである。
【００１７】
本発明の望ましい実施の形態を、図１〜３を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１はガス通気体としてのポーラス耐火物１がメタルケース２で覆われている形態のものであり、さらにポーラス耐火物１の背面側にガス導入パイプ３が配置されて構成されたガス吹きプラグを示す概略図である。
【００１９】
ポーラス耐火物１は、気孔が連続した構造のため通気性を有する耐火物で、ポーラス耐火物１を用いたガス吹きプラグを取鍋などの精錬容器に設置した場合に、稼動時にガス導入パイプ３からアルゴンガス又は窒素ガス等の撹拌用ガスを導入して溶鋼を攪拌できる程度の気孔を有しているものであり、本発明においては見掛気孔率が１５〜４０体積％のものをポーラス耐火物１と定義する。ここで、見掛気孔率は「ＪＩＳ  Ｒ  ２２０５耐火れんがの見掛気孔率、吸水率および比重の測定法」により測定できる。
【００２０】
ちなみに、本発明におけるポーラス耐火物１は、ガス導入パイプ３に圧力０．５ＭＰａで窒素ガスを導入した場合に、ガス吹きプラグの通気量が１〜１００  Ｎｍ３／ｈｒの通気性を示す。ガス吹きプラグの通気量が１Ｎｍ３／ｈｒ以上としたのは、通気量が１Ｎｍ３／ｈｒ未満では、精錬時に十分な溶融金属の撹拌が行われない場合があるためである。一方、ガス吹きプラグの通気量が１００Ｎｍ３／ｈｒ以下としたのは、通常の精錬時においては１００Ｎｍ３／ｈｒ超のような大きな通気量による強い撹拌の必要がなく、さらに、これに対応可能なプラグの作製は現実的には困難なためである。
【００２１】
一般的に、メタルケース２が配されたガス吹きプラグとすることにより、メタルケース２は、取鍋中の溶鋼を撹拌する目的でガス吹きプラグに吹き込んだアルゴン又は窒素ガスが、ポーラス耐火物１の側面からリークすることを防止する機能を果たす。
【００２２】
本発明では、このメタルケース２の材質として、Ｎｉ：７〜３５質量％、Ｃｒ：９〜３０質量％を含み、かつ、Ｓｉ：１．０〜５．０質量％またはＡｌ：１．０〜６．０質量％の１種または２種を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物よりなる鉄合金（特開昭５７−７９１５３号を参照）を用いることを特徴とする。
【００２３】
この難燃性ステンレスは、１０００℃以上の高温で酸素と接触したとき、初期には一般的なステンレスと同様に酸化鉄を生じるが、シリコン、アルミニウムを含有することにより、生成した溶融酸化鉄中で、シリコン、アルミニウムのいずれかまたは両方と鉄と酸素からなる化合物を生成し、溶融酸化鉄を介した酸素の移動を妨げるためにステンレスの酸化反応は進行せず、一般的なステンレスに比較して優れた難燃性を有するものと推定される。このようなステンレスの酸化反応の進行を抑制する効果を発現させるために、本発明のメタルケース２に使用される難燃性ステンレスは、シリコンを１．０〜５．０質量％またはアルミニウムを１．０〜６．０質量％の少なくともいずれか１種を含むことが必要である。
【００２４】
このようなメタルケース２が配されたガス吹きプラグに対して、酸素洗浄のためにガス導入パイプ３から酸素を吹き込んだとき、ポーラス耐火物１を用いているために、ポーラス耐火物１の側面から不可避的にメタルケース２に酸素が接触してしまう。
【００２５】
酸素洗浄を行うときにメタルケース２は１０００℃以上の高温状態にある。従来のガス吹きプラグでは、メタルケースは難燃性ステンレスではなくＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０など一般的なステンレスで構成されていたので、１０００℃以上の高温で酸素に接触すると酸化が起こり、また着火燃焼することが懸念された。また、メタルケースが酸化、燃焼した場合、その部分から酸素がリークし、シール性を保つことができない。シール性に問題がある場合、酸素洗浄のためにガス導入パイプから通気した酸素は必ずしもガス吹きプラグ稼動面だけに通気せず、ガス吹きプラグ側面からリークする。
【００２６】
ガス吹きプラグの酸素洗浄の目的は、通常の操業で溶融金属を撹拌するために必要なガス吹きプラグの吹き込み量を回復することである。酸素洗浄時にはガス吹きプラグ稼動面の地金の除去に伴い、ガス吹きプラグの通気量は次第に上昇するので、酸素洗浄の終点判定のために酸素洗浄中にもガス吹きプラグにガスを通気し、通常の操業で溶融金属を撹拌するために必要な通気量を予め把握しておき、この通気量を確保できた段階で酸素洗浄を終了する。
【００２７】
ガス導入パイプ３から酸素を通気する方法で酸素洗浄を行う場合、ガス吹きプラグ側面にリークが発生しているときには、ガス導入パイプを流れる酸素の量があらかじめ定めた通気量を上回っていても、稼動面に通気している酸素の量は、通常の操業で溶融金属を撹拌するのに十分な通気量に達していない可能性があり、ガス導入パイプを流れる酸素の量で酸素洗浄の終点判定をしようとすると洗浄不十分のまま洗浄終点判定をしてしまうことになる。
【００２８】
また、ガス導入パイプから吹き込んだ酸素によりガス吹きプラグのメタルケース２が着火した場合には、それ以上ガス吹きプラグを使用することができなくなり、ガス吹きプラグの耐用低下をまねく。
【００２９】
そこで、本発明では、メタルケース２に難燃性ステンレスを用いることにより、メタルケース２の酸化、着火燃焼を防ぐことができ、メタルケース２によるガス吹きプラグ側面のシール性を保つことができる。このため、酸素洗浄時にガス吹きプラグ側面からの酸素のリークを防止できるので、洗浄のために吹き込んだ酸素はガス吹きプラグの稼動面のみから通気させることができる。よって、酸素洗浄時にガス導入パイプ３へ吹き込む酸素の圧力に対する流量が通常の操業で溶融金属を撹拌するために必要な通気量になれば、酸素洗浄が十分と判定でき、酸素洗浄のためにガス導入パイプ３から吹き込む酸素の圧力と流量を測定することによって、酸素洗浄の終点を判定することができる。よって、本発明では酸素洗浄の終点判定の精度向上、自動化による洗浄過多防止の効果を得ることができる。ちなみに、ガス導入パイプ３の材質としても、難燃性ステンレスを用いることが好ましい。
【００３０】
ここで、ポーラス耐火物１の材質としては、アルミナ質またはアルミナを主体としてクロミア、ジルコニアまたはシリカを添加した材質等が例示できる。また、所定の見掛気孔率とするには、前記アルミナ質の球状原料を成形した後、１６００℃以上で焼成して製造することができる。
【００３１】
図２は、ポーラス耐火物１とメタルケース２の間に耐火物４を配して構成された形態のガス吹きプラグの概略図である。ここで、耐火物４は、ポーラス耐火物１より見掛気孔率の小さい耐火物である。このため、耐火物４は、ポーラス耐火物１より亀裂が発生しにくく耐侵食性にも優れるため、ポーラス耐火物を保護する働きをし、ガス吹きプラグの耐用を向上させることができる。
【００３２】
ちなみに、耐火物４の見掛気孔率は、ポーラス耐火物１より小さければ良く、特に規定するものではないが、１０〜２５体積％程度が好ましい。一般に、低気孔率の場合には弾性率が高くなるため、耐火物の割れや亀裂が発生しやすくなることから、耐火物４の見掛気孔率が１０体積％未満では、耐火物４の亀裂が懸念されるため好ましくない。一方、耐火物４の見掛気孔率が２５体積％を超えると、スラグの浸透により耐食性が悪化するため好ましくない。
【００３３】
以上、図２に示す形態で構成されるガス吹きプラグでも、取鍋の稼動中に耐火物４に亀裂が発生することがある。耐火物４に亀裂が発生したガス吹きプラグに対して酸素洗浄のためにガス導入パイプから酸素を通気したときに、耐火物４の亀裂を介して、１０００℃以上の高温状態にあるメタルケースに酸素が接触することとなる。しかし、上記と同様に難燃性ステンレスからなるメタルケースは酸化、着火燃焼を防ぐことができ、洗浄用酸素のリークを防止でき、稼動面のみの通気となることから、酸素通気量をモニタリングすることによる洗浄終点判定の精度が向上する。
【００３４】
ここで、ポーラス耐火物１より見掛気孔率の小さい耐火物４の材質としては、アルミナを主体としたアルミナスピネル質、アルミナマグネシア質等が例示できる。また、ポーラス耐火物１よりも見掛気孔率を小さく調整するには、アルミナを主体としたアルミナスピネル質、アルミナマグネシア質の原料に結合剤としてのアルミナセメントまたはシリカを添加した不定形耐火物を水で混練し、流し込み施工して製造することができる。不定形耐火物は焼成してもしなくてもよい。
【００３５】
図３は、ガス通気体として背面側から稼動面側へ貫通孔を有する耐火物５の周りに、難燃性ステンレスからなるメタルケース２を配したガス吹きプラグの形態についての概略図である。なお、耐火物５の稼動面とは、耐火物５をガス吹きプラグを精錬炉に取り付けたときに精錬炉の内部側となる面であり、耐火物５の背面とは、精錬炉の外部側となる面（ガス導入パイプが設けられる面）である。
【００３６】
このようにして構成されるガス吹きプラグでは、貫通孔を有する耐火物５を使用しているため、通気性が良好である。従って、耐火物の気孔率を小さくすることが可能であり、そのために亀裂が発生しにくく耐侵食性にも優れるものを選定することができる。ちなみに、貫通孔を有する耐火物５の見掛気孔率は、特に規定するものではないが、１５〜３０体積％程度が好ましい。
【００３７】
しかし、この様な貫通孔を有する耐火物５を用いた場合でも、取鍋の稼動中に亀裂が発生することがある。しかし、上記と同様に難燃性ステンレスからなるメタルケースは酸化、着火燃焼を防ぐことができ、洗浄用酸素のリークを防止でき、稼動面のみの通気となることから、酸素通気量をモニタリングすることによる洗浄終点判定の精度が向上する。
【００３８】
ここで、この様な貫通孔を有する耐火物５の材質としては、アルミナを主体としたアルミナスピネル質、アルミナマグネシア質またはアルミナ黒鉛質等が例示できる。また、あらかじめ紙、有機物などをスリットの形状として設置した型枠内へアルミナを主体としたアルミナスピネル質、アルミナマグネシア質不定形耐火物を流し込み施工した後、焼成して紙あるいは有機物を焼失させて製造する、あるいはアルミナ黒鉛質れんがを機械加工して製造することにより所定の見掛気孔率とすることができ、さらに貫通孔を形成させることができる。
【００３９】
なお、図４に示すように、本発明の一実施形態に係るプラグＰは、例えば、精錬炉６の底部６ａにテーパ状の貫通孔を設け、この貫通孔に嵌合するようにプラグＰを設置することができる。
【実施例】
【００４０】
［実施例１］
アルミナを８８質量％、シリカを７質量％、ジルコニアを３質量％含有し、その他成分にクロミア、原料からの不可避的不純物を含む原料を成形し、１５５０〜１８００℃で７２時間焼成し、かさ比重３．０、見掛気孔率２５．１体積％、圧縮強度１００ＭＰａのポーラス耐火物を作製した。このポーラス耐火物の形状は円錐台状のもので、稼動面側の直径が５４ｍｍ、背面側の直径が８２ｍｍ、稼動面側と背面側の距離が３１２ｍｍであった。
【００４１】
かさ比重と見掛気孔率はＪＩＳ  Ｒ  ２２０５により、さらに圧縮強度はＪＩＳ  Ｒ  ２２０６により測定した。
【００４２】
このポーラス耐火物の外周にＣｒを１９質量％、Ｎｉを１３質量％、Ｓｉを３．５質量％含むＹＵＳ７３１（登録商標）製のメタルケースを巻きつけ、背面側にもＹＵＳ７３１製の板を取り付け、背面側板の中央に設けた穴にはＹＵＳ７３１（登録商標）製のパイプを接続した。このようにして作製したガス吹きプラグは圧力０．５ＭＰａの窒素を用いると通気量は７０Ｎｍ３／ｈｒを示した。
【００４３】
このガス吹きプラグを１４０トン取鍋の敷に配置し、溶鋼滞留中はアルゴンガスバブリングを行った。鋳造が終了し取鍋の排滓を行ったのち、ガス導入パイプから酸素を通気して行う酸素洗浄のため、ガス吹きプラグに圧力：０．５ＭＰａで酸素を通気したところ、ガス導入パイプからガス吹きプラグに通気する酸素通気量は次第に上昇し、通常の操業で溶融金属を撹拌するために必要な通気量である４０Ｎｍ３／ｈｒとなったので酸素洗浄完了と判定した。ガス吹きプラグは６回の受鋼に問題なく使用できた。
【００４４】
使用後にガス吹きプラグを回収し検査したところ、ガス吹きプラグのメタルケースは稼動面側には溶鋼から受ける損傷があるが、側面は健全で側面からのリークはないことが確認された。この他にガス導入パイプから酸素を吹き込む方法によって酸素洗浄を行ってから回収したものについて、石けん水を用いて目視にて発泡を確認する方法にて通気テストを行い、側面からのリークがない事を確認した。これは、酸素洗浄の終点判定精度が向上していることが裏付けられていることを意味しており、従って、本発明によれば、過剰な酸素洗浄を防止でき、操業で必要な通気量を的確に判断できることが確認できた。
【００４５】
また、このようにして使用したガス吹きプラグは、この耐火物の背面側からの残寸１００ｍｍを使用限界と定めて使用した場合、従来の稼動面から酸素を吹き付けて行う酸素洗浄方法によるガス吹きプラグの寿命が通常３回程度であるのに対して、使用回数が最大で６回まで延長できた。
【００４６】
この様に、本発明によれは、メタルケースの溶損も防止できたことにより、使用回数を延長できることも確認された。
【００４７】
［実施例２］
アルミナを９０質量％、シリカを１質量％、マグネシアを８質量％含有し、その他成分にカルシア、原料からの不可避的不純物を含む原料からなる不定形耐火物に、貫通孔を設けて成形し、かさ比重２．９、見かけ気孔率２０．５体積％の圧縮強度２００ＭＰａの貫通孔を有する耐火物を作製した。
【００４８】
このポーラス耐火物の形状は円錐台状のもので、稼動面側の直径が５４ｍｍ、背面側の直径が８２ｍｍ、稼動面側と背面側の距離が３１２ｍｍであった。かさ比重、見掛気孔率、圧縮強度の測定方法は、実施例１と同様である。
【００４９】
このポーラス耐火物の外周にＣｒを１９質量％、Ｎｉを１３質量％、Ｓｉを３．５質量％含むＹＵＳ７３１（登録商標）製のメタルケースを巻きつけ、背面側にもＹＵＳ７３１製の板を取り付け、背面側板の中央に設けた穴にはＹＵＳ７３１（登録商標）製のパイプを接続した。このようにして作製したガス吹きプラグは圧力０．５ＭＰａの窒素を用いると通気量は７０Ｎｍ３／ｈｒを示した。
【００５０】
このガス吹きプラグを実施例１と同様に１４０トン取鍋の敷に配置し、溶鋼滞留中はアルゴンガスバブリングを行った。鋳造が終了し取鍋の排滓を行ったのち、ガス導入パイプから酸素を通気して行う酸素洗浄のため、ガス吹きプラグに圧力：０．５ＭＰａで酸素を吹き込んだところ、ガス導入パイプからガス吹きプラグに通気する酸素通気量は次第に上昇し、通常の操業で溶融金属を撹拌するために必要な通気量である４０Ｎｍ３／ｈｒとなったので酸素洗浄完了と判定した。ガス吹きプラグは６回の受鋼とも問題なく使用できた。
【００５１】
使用後にガス吹きプラグを回収し切断検査したところ、貫通孔を有する耐火物には亀裂が発生していたが、ガス吹きプラグのメタルケース側面は健全であり側面からのリークはないことが確認された。
【００５２】
これは、上記と同様に、本発明によれば、過剰な酸素洗浄を防止でき、操業で必要な通気量を的確に判断できることが確認できた。
【００５３】
［実施例３］
アルミナを９１質量％、シリカを３質量％、ジルコニアを３質量％含有し、その他成分にクロミア、原料からの不可避的不純物を含み、かさ比重：３．０５、見掛気孔率：２１．２体積％、圧縮強度：１２０ＭＰａのポーラス耐火物を作製した。
【００５４】
このポーラス耐火物の形状は円錐台状のもので、稼動面側の直径が６７ｍｍ、背面側の直径９８ｍｍ、稼動面側と背面側の距離が４８４ｍｍであった。かさ比重、見掛気孔率、圧縮強度の測定方法は、実施例１と同様である。
【００５５】
このポーラス耐火物の外側にＹＵＳ７３１（登録商標）製のメタルケースを配置し、メタルケースとポーラス耐火物の間にアルミナ：９０質量％、マグネシア：８質量％、及びシリカ、カルシア、原料からの不可避的不純物からなり圧縮強度：１３０ＭＰａ、見掛気孔率：１４体積％の不定形耐火物を流し込み乾燥の後、背面側にもＹＵＳ７３１（登録商標）製の板を取り付け、背面側板の中央に設けた穴にはＹＵＳ７３１（登録商標）製のパイプを接続した。
【００５６】
このようにして作製したガス吹きプラグを３００トン取鍋の敷に配置した。溶鋼滞留中はアルゴンガスバブリングを行った。鋳造が終了し取鍋の排滓を行ったのち、ガス導入パイプから酸素を通気して行う酸素洗浄のため、ガス吹きプラグに圧力：０．５ＭＰａで酸素を通気したところ、ガス導入パイプからガス吹きプラグに通気する酸素通気量は次第に上昇し通常の操業で溶融金属を撹拌するために必要な通気量である１０Ｎｍ３／ｈｒとなったので、酸素洗浄完了とした。
【００５７】
このようにして洗浄したガス吹きプラグは２７回の受鋼に問題なく使用できた。使用後にガス吹きプラグを回収し検査したところ、ガス吹きプラグは側面からのリークはなく稼動面およびその近傍から通気することが確認できた。
【００５８】
これも、上記と同様に、本発明によれば、操業で必要な通気量を的確に判断できることが確認できた。
【００５９】
このようにして使用したガス吹きプラグは従来の稼動面から酸素を吹き付けて行う酸素洗浄方法によるガス吹きプラグの寿命が２０回程度であるの対し、実施例３のガス吹きプラグでは使用回数が２７回まで延長できた。
【００６０】
これは、本発明によれば、メタルケースの溶損が防止できたことに加えて、メタルケースとポーラス耐火物の間に、圧縮強度がより高い耐火物を配置したことにより、使用回数を大きく延長できることも確認された。
【００６１】
［比較例１］
メタルケース、背面側に配する板及びガス導入パイプの材質をＹＵＳ７３１（登録商標）に代えてＳＵＳ４３０とする以外は実施例３と同じガス吹きプラグを作製し、実施例３と同様の取鍋の敷に配した。
【００６２】
溶鋼滞留中はアルゴンガスバブリングを行った。鋳造が終了し取鍋の排滓を行ったのちの酸素洗浄は実施例２と同様にガス導入パイプから酸素を通気して行う方法によった。
こうして使用したガス吹きプラグは、受鋼１３回の後の酸素洗浄時に、ガス吹きプラグのガス導入パイプから酸素を通気すると０．５ＭＰａで１５０Ｎｍ３／ｈｒの通気量を示した。しかし、稼動面側から確認すると地金は除去できていなかった。地金が除去できていないので通常の操業中に溶融金属を撹拌するに十分な通気が得られないと推測し使用を中止した。使用後のガス吹きプラグを回収し検査したところ、ガス吹きプラグ側面のメタルケースの一部が穿孔していた。
【００６３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ポーラス耐火物とメタルケースからなるガス吹きプラグの構成例を示した説明図である。
【図２】ポーラス耐火物とメタルケースの間にこのポーラス耐火物よりも見掛気孔率が小さい耐火物を配置したガス吹きプラグの構成例を示した説明図である。
【図３】貫通孔を有する耐火物とメタルケースからなるガス吹きプラグの構成例を示した説明図である。
【図４】精錬炉の底部にガス吹きプラグが設置されている状態の一例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    ポーラス耐火物
２    メタルケース
３    ガス導入パイプ
４    ポーラス耐火物よりも見掛気孔率が小さい耐火物
５    貫通孔を有する耐火物
【図１】
2008280557.tif 000003
【図２】
2008280557.tif 000004
【図３】
2008280557.tif 000005
【図４】
2008280557.tif 000006