(57)【要約】【課題】溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修を、熱間で短時間に低コストで行なうことが可能な溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法及び補修装置を提供する。【解決手段】耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物１１を収納する容器１２と、容器１２内の不定形耐火物１１を加熱する加熱手段１３と、容器１２内の不定形耐火物１１を撹拌する撹拌手段１４とを有する浸漬管の補修装置１０を用いた浸漬管の補修方法は、調製した不定形耐火物１１を容器１２内に収納する不定形耐火物収納工程と、容器１２内に収納された不定形耐火物１１中に溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管４４の先端側を浸漬し、先端側の表面に不定形耐火物１１を付着させ固化させて付着層を形成する浸漬工程とを有する。【選択図】　　　　図１
2004138365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物を容器内に収納する不定形耐火物収納工程と、
前記容器内に収納された前記不定形耐火物中に溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の先端側を浸漬し、該先端側の表面に前記不定形耐火物を付着させ固化させて付着層を形成する浸漬工程とを有することを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法。
【請求項２】
請求項１記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記樹脂がフェノール樹脂、前記溶剤がアルコール系有機溶剤であることを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記浸漬管を浸漬する前に前記不定形耐火物を３０℃以上、かつ８０℃以下に加熱することを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記耐火材料は１ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下の粗骨粒子を、５重量％以上、かつ４０重量％以下の割合で含有することを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記浸漬管を浸漬する前に前記容器内の前記不定形耐火物を撹拌することを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法。
【請求項６】
耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物を収納する容器と、
前記容器内の前記不定形耐火物を加熱する加熱手段と、
前記容器内の前記不定形耐火物を撹拌する撹拌手段とを有することを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置。
【請求項７】
請求項６記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置において、前記撹拌手段には、前記容器内の前記不定形耐火物中に浸漬して前記容器の上部側に密閉された空間部を少なくとも１つ形成する密閉空間形成部材と、
前記空間部内を減圧状態又は加圧状態、あるいは交互に減圧状態及び加圧状態に調圧する圧力調整機構が設けられていることを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置。
【請求項８】
請求項６記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置において、前記撹拌手段には、前記容器の上に被せて該容器内の上部側を複数の室に分割する隔壁を備えた蓋部材と、分割された隣り合う前記室内の一方側と他方側とを交互に減圧状態及び加圧状態に調圧する圧力調整機構が設けられていることを特徴とする溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑・溶鋼（溶銑又は溶鋼）の精錬に用いる浸漬管の補修方法及び補修装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶銑・溶鋼の精錬に用いる各種浸漬管、例えば、減圧精錬に使用する１本足の浸漬管（ＤＨ）や、２本足の浸漬管（ＲＨ）、及び大気圧条件の精錬で使用する溶鋼用浸漬管（ＣＡＳ）等の補修方法としては、耐火材を吹き付けノズルを介して浸漬管の補修箇所（例えば、溶損部、亀裂発生部、剥落部等）に吹き付けることにより行なうのが一般的であった。しかし、この吹き付け方法では、吹き付けて形成できる補修層の厚みには限界があった。しかも、補修時に吹き付け材のリバウンドロスが発生して、補修の施工コストを押し上げる要因の１つとなっていた。
【０００３】
このため、例えば、耐火材料に水ガラス及び水を加えて調製された耐火物スラリーが収納されている槽内にＲＨの吸い上げ管及び排出管を浸漬し、吸い上げ管及び排出管内を減圧状態にして耐火物スラリーを吸引し一定時間保持した後に減圧状態を解除して耐火物スラリーを排出することで、耐火物スラリーを浸漬管の内側表面に被覆付着させて補修を行なっている（例えば、特許文献１参照。）。
また、取鍋に浮遊している溶融状態あるいは半溶融状態のスラグに塩基性の耐火物粒子を投入してスラグ成分を調整し、このスラグ中に浸漬管を浸漬してその表面にスラグコーティング層を形成させることが行なわれている（例えば、特許文献２参照。）。
あるいは、昇降自在な台に不定形耐火物を混練して塊状に成形したものを載置し、台の上方に設置した浸漬管に対してこの台を上昇させて、浸漬管の先端部に塊状の不定形耐火物を圧着させて先端部に付着層を形成する補修が行なわれている（例えば、特許文献３参照。）。
更に、浸漬管の中心軸の周りに旋回可能な架台を設けてこの架台にＬ字型の鏝を取付け、このＬ字型の鏝に可塑性を有するように調製された不定形耐火物を載せて架台を上昇させてＬ字型の鏝と浸漬管の間の不定形耐火物を浸漬管の表面に押し付けて、この押し付け力と鏝塗りの両作用により不定形耐火物のコーティング層を浸漬管の表面に形成させて補修を行なっている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５７−３３３２９号公報
【特許文献２】
特公昭６２−６７２５号公報
【特許文献３】
特開平７−３１６６３５号公報
【特許文献４】
特開平１０−８１９１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、浸漬管の補修は、浸漬管の稼働率を向上させるために浸漬管の温度が５００〜１０００℃の熱間状態で行なわれるのが一般的である。従って、特許文献１に記載された発明では、耐火物スラリーが水系のものであるため、浸漬管（吸い上げ管及び排出管）を耐火物スラリー中に浸漬すると浸漬管を構成している耐火物が急冷されてスポーリングを生じ、表層部が剥落して損傷が発生する。しかも、耐火物スラリーからは多量の水蒸気が生じて粉塵が発生し、作業状況の確認が困難になると共に作業環境も悪化する。更に、耐火物スラリーでは、長期間の保存中に、あるいは真空にして吸い上げる際に、耐火物粒子と水とに分離現象が発生して、耐火物スラリーの組成が不均一となる。このため、浸漬管の表面には均一な被覆付着層が形成されず、被覆付着層の耐食性は低下する。
【０００６】
特許文献２に記載された発明では、塩基性の耐火物粒子を添加してスラグの成分調整を行なってもスラグの融点を高めることは困難で、そのためコーティングするスラグの耐食性には限界がある。また、均一、かつ緻密なコーティング層を形成することは容易でない。特許文献３に記載された発明では、圧着するだけでは不定形耐火物の付着性が悪く、しかも、浸漬管の先端部を除いた内外表面の補修が困難となる。更に、浸漬管に発生している亀裂の封止が非常に困難となるため、亀裂から侵入する空気を遮断することができず、窒素ピックアップを抑制することができない。また、特許文献４に記載された発明では、押し付けと鏝塗りを併用するため、特許文献３に記載された発明と同様の問題が発生すると共に、補修装置の構造や補修作業が複雑となる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修を、熱間で短時間に低コストで行なうと共に、浸漬管に生じた亀裂に起因する窒素ピックアップを防止することが可能な溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法及び補修装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法は、耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物を容器内に収納する不定形耐火物収納工程と、前記容器内に収納された前記不定形耐火物中に溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の先端側を浸漬し、該先端側の表面に前記不定形耐火物を付着させ固化させて付着層を形成する浸漬工程とを有する。
耐火材料に樹脂と溶剤を添加して不定形耐火物を調製しているため、高温（例えば、５００〜１０００℃）の浸漬管を容器内に収納した不定形耐火物中に浸漬すと、浸漬管の有する熱が浸漬管の周囲の不定形耐火物中に伝導し樹脂が加熱硬化して不定形耐火物中に硬化領域が形成される。その結果、浸漬管の表面を硬化領域が形成された不定形耐火物で均一に被覆することができる。しかも、浸漬管を不定形耐火物中に浸漬すると、浸漬管に発生している亀裂内にも不定形耐火物が侵入して亀裂内で樹脂が加熱硬化するので、亀裂内を不定形耐火物で充填することができる。
【０００８】
本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記樹脂がフェノール樹脂、前記溶剤がアルコール系有機溶剤であることが好ましい。
アルコール系有機溶剤は水と比較して蒸発潜熱が小さいため、浸漬管を不定形耐火物中に浸漬した際の急冷却の程度を緩和することができ、浸漬管を構成する耐火物のスポーリングを回避して補修を行なうことができる。また、樹脂にフェノール樹脂を使用しているので、浸漬管の使用中にフェノール樹脂からカーボンが形成されて付着層の耐食性を向上させることができる。
【０００９】
本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記浸漬管を浸漬する前に前記不定形耐火物を３０℃以上、かつ８０℃以下に加熱することが好ましい。
不定形耐火物を３０〜８０℃、好ましくは４０〜６０℃に加熱することで、不定形耐火物の粘性を低下させて、浸漬管を不定形耐火物中に浸漬し易くすることができる。不定形耐火物を３０〜８０℃に加熱することで、その粘性を４０００００ポイズ以下にすることができる。なお、不定形耐火物の温度が３０℃未満の場合、粘性の低下効果が小さく、浸漬管を不定形耐火物中に浸漬するのが困難となり好ましくない。一方、８０℃を超えて不定形耐火物を加熱すると、樹脂の硬化が徐々に生じて粘性が上昇するため、浸漬管を不定形耐火物中に浸漬するのが困難となって好ましくない。
【００１０】
本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記耐火材料は１ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下の粗骨粒子を、５重量％以上、かつ４０重量％以下の割合で含有することが好ましい。
耐火材料中に１〜５ｍｍの粗骨粒子を５〜４０重量％含有させることで、形成される付着層の密度を向上させることができ、付着層の耐食性、及び耐摩耗性を向上させることができる。また、粗骨粒子が存在することにより組織が適度に分断されて、発生した亀裂の伝播を抑制することができ、付着層の耐スポーリング性を向上させることができる。なお、粗骨粒子の含有量が５重量％未満の場合、付着層の密度向上効果、及び亀裂伝播の抑制効果が小さくなる。一方、粗骨粒子を４０重量％を超えて含有させると、付着層の密度が低下すると共に、組織が粗骨粒子で分断される頻度が高くなって強度が低下し、付着層の耐食性、耐摩耗性、及び耐スポーリング性が低下して好ましくない。また、粗骨粒子の粒径を１ｍｍ未満とすると、粗骨粒子としての密度向上性、亀裂伝播の抑制効果が発現しない。粗骨粒子の粒径が５ｍｍを超えると、形成する付着層の厚みに対して粗骨粒子のサイズが相対的に大きくなり、欠陥として作用するようになるため好ましくない。
【００１１】
本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法において、前記浸漬管を浸漬する前に前記容器内の前記不定形耐火物を撹拌することが好ましい。
不定形耐火物を撹拌することで耐火材料（特に粗骨粒子）と樹脂及び溶剤とが比重差で分離することを防止できる。その結果、不定形耐火物の組成を均一状態にして、容器内に収納することができる。
【００１２】
前記目的に沿う本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置は、耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物を収納する容器と、前記容器内の前記不定形耐火物を加熱する加熱手段と、前記容器内の前記不定形耐火物を撹拌する撹拌手段とを有する。
不定形耐火物を容器内に収納し、この容器内に浸漬管を浸漬させることにより、浸漬管の表面に付着層を容易に形成させることができる。ここで、容器としては、例えば、上側全体が開放されて浸漬管を降下させて収納することができる形状のものが好ましい。また、加熱手段を設けて容器内に収納された不定形耐火物の温度を管理して不定形耐火物の粘性を調整することができるので、浸漬管を不定形耐火物中に容易に浸漬することができる。ここで、加熱手段には、例えば、電気ヒータ、加熱水蒸気を使用した加熱器を使用することができる。更に、撹拌手段を設けて容器内の不定形耐火物の撹拌を行なうことができるので、不定形耐火物中で耐火材料と樹脂及び溶剤との分離を防止することができる。ここで、撹拌手段には、インペラ、スクリューを使用した機械的撹拌装置、不定形耐火物自体を容器内で直接移動させて不定形耐火物の撹拌を行なう圧送撹拌装置を使用することができる。
【００１３】
本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置において、前記撹拌手段には、前記容器内の前記不定形耐火物中に浸漬して前記容器の上部側に密閉された空間部を少なくとも１つ形成する密閉空間形成部材と、前記空間部内を減圧状態又は加圧状態、あるいは交互に減圧状態及び加圧状態に調圧する圧力調整機構が設けられていることが好ましい。
密閉された空間部を形成して、この空間部内を圧力調製機構により減圧状態にすることで、容器の下側に形成された連通部を介して不定形耐火物を空間部側に移動させることができる。また、この空間部内を圧力調製機構により加圧状態にすることで、容器の下側に形成された連通部を介して不定形耐火物を空間部側から外側に移動させることができる。あるいは、この空間部内を圧力調製機構により交互に減圧状態及び加圧状態にすることで、容器の下側に形成された連通部を介して不定形耐火物を行き来させることができる。
本発明に係る溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置において、前記撹拌手段には、前記容器の上に被せて該容器内の上部側を複数の室に分割する隔壁を備えた蓋部材と、分割された隣り合う前記室内の一方側と他方側とを交互に減圧状態及び加圧状態に調圧する圧力調整機構が設けられていることが好ましい。
隔壁を備えた蓋部材を容器の上に被せて、容器の上側に複数の室を形成し、形成された隣り合う室内の一方側と他方側とを交互に減圧状態及び加圧状態に調圧することで隣り合う室間に差圧を発生させ、この差圧を利用して容器の下側に形成された連通部を介して不定形耐火物を移動させることができる。そして、室内を交互に減圧状態及び加圧状態に調圧することにより、容器内での不定形耐火物の移動方向を変化させることができ、撹拌を効果的に行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置の説明図、図２は同補修装置を適用した溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法の説明図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置の平断面図、正断面図、図４は本発明の第３の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置の説明図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置１０は、耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物１１を収納する容器１２と、容器１２内の不定形耐火物１１を加熱する加熱手段の一例である電気ヒータ１３と、容器１２内の不定形耐火物１１を撹拌する撹拌手段１４とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
【００１５】
容器１２は、取付け部材１５で固定された軌道１６上を移動するために複数対の車輪１７、１８を備えた架台１９を有している。そして、車輪１８の回転軸には、駆動機構の一例であるモータ２０の回転力が伝達される構造となっている。このためモータ２０を回転させることにより、軌道１６上で架台１９を移動させることができる。
また、容器１２は、架台１９上に設けられた連結部材２１に嵌合する第１の収納部２２と、第１の収納部２２内に設置された第２の収納部２３を有している。第２の収納部２３は、例えばステンレス鋼板で構成され、この内側に不定形耐火物１１が収納される。また、第２の収納部２３の中央部には突出部２４が設けられている。第２の収納部２３内に突出部２４を設けることで、不定形耐火物の１１の収納量を少なくして、不定形耐火物１１を収納した際のレベルを高くすることができる。第１の収納部２２は第２の収納部２３を外側から支持するために設けられており、例えば、鉄板で構成されている。また、第１の収納部２２には、第１の収納部２２を架台１９から切り離すための１対の掛止部材２５が設けられている。この掛止部材２５に吊り上げ部材を取付け、上方に吊り上げることにより、第１の収納部２２を架台１９から切り離すことができる。これによって、第１の収納部２２を傾けることができ、第２の収納部２３内に収納した不定形耐火物１１を排出することができる。
更に、架台１９の一方の端部にはバイブレータ２５ａが取付けられている。バイブレータ２５ａを運転することにより、架台１９上に設置した第１の収納部２２を振動させることができ、その結果、第１の収納部２２の内側に設けられた第２の収納部２３の壁面が振動して、第２の収納部２３の壁面に不定形耐火物１１が強固に付着するのを防止できる。
【００１６】
第２の収納部２３に収納された不定形耐火物１１を加熱する電気ヒータ１３は、第１の収納部２２と第２の収納部２３の間に形成される空間部に配置された発熱部２６と、図示しない温度調節器を有している。そして、温度計の一例である図示しない熱電対を不定形耐火物１１中に挿入することにより、不定形耐火物１１の温度を検出し、その結果を温度調節器に入力し、設定された目標温度と対比しながら発熱部２６の出力を調整する。これによって、不定形耐火物１１の温度を所定温度、例えば４０〜８０℃に調整することができる。
【００１７】
第２の収納部２３に収納された不定形耐火物１１を撹拌する撹拌手段１４は、第２の収納部２３の上に被せる蓋本体２７と、蓋本体２７に取付けられて第２の収納部２３内の上側を室の一例である同心状の内側室２８及び外側室２９に分割する隔壁３０とを備えた蓋部材３１を有している。そして、蓋本体２７において、内側室２８と外側室２９の天井を構成する部分には、内側室２８と外部とを連通する第１の連通管３２、外側室２９と外部とを連通する第２の連通管３３がそれぞれ設けられている。
また、撹拌手段１４は、内側室２８と外側室２９とを交互に減圧状態及び加圧状態に調圧するる圧力調整機構３４を有している。ここで、圧力調整機構３４は、例えば、コンプレッサ３５と、真空ポンプ３６を備えている。また、圧力調整機構３４は、第１の連通管３２に一端側が接続し他端側が分岐して、開閉弁３７を介してコンプレッサ３５に、開閉弁３８を介して真空ポンプ３６にそれぞれ接続する第１の配管３９と、第２の連通管３３に一端側が接続し他端側が分岐して、開閉弁４０を介してコンプレッサ３５に、開閉弁４１を介して真空ポンプ３６にそれぞれ接続する第２の配管４２を備えている。なお、各開閉弁３７、３８、４０、４１には、電磁弁を使用することができ、開閉弁３７、４１を同時に開にすると共に開閉弁３８、４０を同時に閉とする動作と、開閉弁３７、４１を同時に閉にすると共に開閉弁３８、４０を同時に開とする動作を、所定時間、例えば１分間隔で繰り返すように制御する。
【００１８】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置１０を使用した溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法について説明する。
粒径が１〜５ｍｍの粗骨粒子を５〜４０重量％含み、残部が１ｍｍ未満の粒子から構成されたアルミナ系の耐火材料を混練機に投入し、樹脂の一例であるフェノール樹脂を外掛けで１０〜３０重量％、溶剤の一例であるアルコール系有機溶剤（例えば、メチルアルコールとエチルアルコールを主体とした混合アルコール）を外掛けで１〜２０重量％それぞれ添加して、一様な流動性が発現するまで混練して不定形耐火物１１を調製する。調製された不定形耐火物１１を架台１９上に設置された第１の収納部２２内の第２の収納部２３内に収納する（以上、不定形耐火物収納工程）。
【００１９】
浸漬管４４（図２参照）の補修を行なう場合、先ず、蓋部材３１を第２の収納部２３に被せ、電気ヒータ１３の温度調節器に出力側を接続した熱電対を不定形耐火物１１中に挿入して、電気ヒータ１３に通電して不定形耐火物１１を加温する。この際、温度調節器の設定温度を、３０〜８０℃、好ましくは４０〜６０℃に設定する。不定形耐火物１１の温度が３０〜８０℃となると、不定形耐火物１１の粘性は４０万ポイズ以下に、４０〜６０℃となると１０万ポイズ程度にまで低下する。このように、不定形耐火物１１の粘性が低下して十分な流動性が得られた時点で、バイブレータ２５ａを運転して第２の収納部２３の壁面を振動させる。
【００２０】
次いで、コンプレッサ３５及び真空ポンプ３６を運転して、開閉弁３７、４１を開け、開閉弁３８、４０を閉じる。コンプレッサ３５からは、加圧された空気（例えば、圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２　）が開閉弁３７を介して第１の配管３９を通過して、第１の連通管３２から内側室２８内に送り込まれる。このため、内側室２８内の不定形耐火物１１の表面は進入した加圧空気で下方に加圧される。また、外側室２９内の空気は第２の連通管３３を経由して第２の配管４２内を流通し開閉弁４１を介して真空ポンプ３５内に進入し図示しない排気口から外出される。このため、外側室２９内は減圧状態となる。従って、内側室２８と外側室２９との間に差圧が発生して、内側室２８内の不定形耐火物１１のレベルは下降し、外側室２９内の不定形耐火物１１のレベルは上昇する。続いて、開閉弁３７、４１を閉じ、開閉弁３８、４０を開けると、内側室２８内が減圧状態となり、外側室２９が加圧状態となって、内側室２８内の不定形耐火物１１のレベルは上昇し、外側室２９内の不定形耐火物１１のレベルは下降する。このように各開閉弁３７、３８、４０、４１の切換えを、例えば０．５〜２分間隔で行なうと、第２の収納部２３内の不定形耐火物１１は、隔壁３０で分離された内側室２８と外側室２９の間を第２の収納部２３の下側に形成された連通部４３を介して行き来することになる。このため、第２の収納部２３内に収納された不定形耐火物１１を、第２の収納部２３内で移動させることにより撹拌することができる。その結果、粗骨粒子が第２の収納部２３の底に沈降して分離するのを防止でき、不定形耐火物１１の組成を均一状態にして、第２の収納部２３内に収納することができる。なお、第２の収納部２３の壁面はバイブレータ２５ａからの振動が伝播することで振動するので、不定形耐火物１１が第２の収納部２３内を移動する際に、第２の収納部２３の壁面に不定形耐火物１１が強固に付着することが防止される。
【００２１】
第２の収納部２３内に収納された不定形耐火物１１が十分に撹拌されて、不定形耐火物１１の組成が均一状態となった時点で、コンプレッサ３５、真空ポンプ３６及びバイブレータ２５ａの運転を停止し、蓋部材３１を第２の収納部２３から取り外す。次いで、図２に示すように、容器１２を軌道１６上で移動させて補修を行なう浸漬管４４（例えば、長さ１２００〜１４００ｍｍ、直径１２００〜２５００ｍｍ、厚さ１００〜２００ｍｍ）の下方位置まで搬送する。そして、浸漬管４４を降下させて不定形耐火物１１中に浸漬し、所定時間（例えば、１〜５分間）保持したのち上昇させて不定形耐火物１１中から抜き出す。また、浸漬管４４を不定形耐火物１１中から抜き出した後、電気ヒータ１３への通電を停止する。ここで、浸漬管４４の浸漬深さは、浸漬管４４の補修部位により調整する。なお、浸漬管４４の補修に際しては、浸漬管４４に付着しているスラグや地金を事前に除去しておく。
浸漬管４４の温度は、例えば５００〜１０００℃程度であるので、浸漬管４４を不定形耐火物１１中に浸漬すると、浸漬管４４の有している熱が周囲の不定形耐火物１１中に拡散する。このため、浸漬管４４の周囲の不定形耐火物１１は加熱されて、浸漬管４４の表面から２０〜５０ｍｍの範囲で温度は１００〜６００℃程度にまで上昇する。このため、浸漬管４４の表面から２０〜５０ｍｍの範囲の不定形耐火物１１中では混合アルコールは蒸発してフェノール樹脂には硬化が生じる。その結果、浸漬管４４の内表面側と外表面側では表面から２０〜５０ｍｍの範囲にわたって不定形耐火物１１の固化が生じて、その結果、浸漬管４４の内外表面に付着層が形成される（以上、浸漬工程）。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置４５について説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、浸漬管の補修装置４５は第１の実施の形態で説明した浸漬管の補修装置１０と比較して、不定形耐火物１１を撹拌する撹拌手段４６に設けられた蓋部材４７の構成が異なることが特徴となっている。このため、蓋部材４７の構成について説明し、他の部材については図１と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
蓋部材４７は、第２の収納部２３の上に被せる蓋本体４８と、蓋本体４８に取付けられて第２の収納部２３内を周方向に、例えば４分割して分割室（室の一例）４９〜５２を形成する４枚の隔壁５３〜５６を有している。そして、蓋本体４８において、各分割室４９〜５２の天井を構成する部分には、各分割室４９〜５２内と外部とを連通する連通管５７〜６０がそれぞれ設けられている。また、連通管５７、５９はそれぞれ第１の配管３９の一端側に接続され、連通管５８、６０はそれぞれ第２の配管４２の一端側に接続されている。
【００２３】
このような構成とすることにより、コンプレッサ３５と真空ポンプ３６を運転して、開閉弁３７、４１を同時に開にすると共に開閉弁３８、４０を同時に閉とすることにより、分割室４９、５１内を加圧状態にして、分割室５０、５２内を減圧状態にすることができる。また、開閉弁３７、４１を同時に閉にすると共に開閉弁３８、４０を同時に開とすることにより、分割室４９、５１内を減圧状態にして、分割室５０、５２内を加圧状態にすることができる。そして、各開閉弁３７、３８、４０、４１を上記のように開閉することにより、分割室４９、５１と分割室５０、５２の内部を交互に加圧状態及び減圧状態に調圧することができる。
【００２４】
続いて、本発明の第２の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置４５を使用した溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法について説明する。
浸漬管の補修装置４５は浸漬管の補修装置１０と比較して、撹拌手段４６に設けられた蓋部材４７の構成が異なることが特徴となっている。従って、撹拌手段４６による不定形耐火物１１の撹拌方法についてのみ説明し、不定形耐火物１１の調製方法及び浸漬管４４の浸漬方法についての説明は省略する。
先ず、蓋部材４７を第２の収納部２３に被せ、電気ヒータ１３の温度調節器に出力側を接続した熱電対を不定形耐火物１１中に挿入して、電気ヒータ１３に通電して不定形耐火物１１を加温する。この際、温度調節器の設定温度を、３０〜８０℃、好ましくは４０〜６０℃に設定する。不定形耐火物１１の温度を３０〜８０℃にすることで不定形耐火物１１の粘性を４０万ポイズ以下に、４０〜６０℃にすることで１０万ポイズ程度にまで低下できる。不定形耐火物１１の粘性が低下して十分な流動性が得られた時点で、バイブレータ２５ａを運転して第２の収納部２３の壁面を振動させる。
【００２５】
次いで、コンプレッサ３５及び真空ポンプ３６を運転して、開閉弁３７、４１を開け、開閉弁３８、４０を閉じる。コンプレッサ３５からは、加圧された空気（例えば、圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２　）が開閉弁３７を介して第１の配管３９を通過して、連通管５７、５９からそれぞれ分割室４９、５１内に送り込まれる。このため、分割室４９、５１内の不定形耐火物１１の表面は進入した加圧空気で下方に加圧される。また、分割室５０、５２内の空気は各連通管５８、６０を経由して第２の配管４２内を流通し開閉弁４１を介して真空ポンプ３６内に進入し図示しない排気口から外出される。このため、分割室５０、５２内は減圧状態となる。従って、分割室４９、５１と分割室５０、５２との間に差圧が発生して、第２の収納部２３の下部に形成された連通部６１を介して不定形耐火物１１の移動が生じ、分割室４９、５１内の不定形耐火物１１のレベルは下降し、分割室５０、５２内の不定形耐火物１１のレベルは上昇する。続いて、開閉弁３７、４１を閉じ、開閉弁３８、４０を開けると、分割室４９、５１内が減圧状態となり、分割室５０、５２内が加圧状態となって、分割室４９、５１内の不定形耐火物１１のレベルは上昇し、分割室５０、５２内の不定形耐火物１１のレベルは下降する。このような各開閉弁３７、３８、４０、４１の切換えを、例えば０．５〜２分間隔で行なうと、第２の収納部２３内の不定形耐火物１１は、隔壁５３〜５６で分離され分割室４９〜５２の間で第２の収納部２３の下部側に形成された連通部６１を介して相互に行き来することになる。このため、第２の収納部２３内に収納された不定形耐火物１１を、第２の収納部２３内で移動させることにより撹拌することができる。その結果、粗骨粒子が第２の収納部２３の底に沈降して分離するのを防止でき、不定形耐火物１１の組成を均一状態にして、第２の収納部２３内に収納することができる。なお、第２の収納部２３の壁面はバイブレータ２５ａからの振動が伝播することで振動するので、不定形耐火物１１を第２の収納部２３内で移動させる際に、第２の収納部２３の壁面に不定形耐火物１１が強固に付着することが防止される。
【００２６】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置６４について説明する。図４に示すように、浸漬管の補修装置６４は第１の実施の形態で説明した浸漬管の補修装置１０と比較して、不定形耐火物１１を撹拌する撹拌手段６５に密閉空間形成部材６６を設けたこと、及び圧力調整機構６７の構成が異なることが特徴となっている。このため、密閉空間形成部材６６及び圧力調整機構６７について説明し、他の部材については図１と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
密閉空間形成部材６６は、第２の収納部２３内に浸漬する、例えば、上側が封じられた端封管６８を有しており、端封管６８の上側には端封管６８の内部と連通する連通管６９が設けられている。また、圧力調整機構６７は、一端側が連通管６９に接続し他端側が分岐して、開閉弁７０を介してコンプレッサ３５に、開閉弁７１を介して真空ポンプ３６にそれそれ接続する配管７２を有している。このような構成とすることにより、コンプレッサ３５と真空ポンプ３６を運転して各開閉弁７０、７１を操作して、空間部７３内を交互に減圧状態及び加圧状態にすることができる。
【００２７】
続いて、本発明の第３の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置６４を使用した溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法について説明する。
浸漬管の補修装置６４は浸漬管の補修装置１０と比較して、撹拌手段６５の構成が異なることが特徴となっている。従って、撹拌手段６５による不定形耐火物１１の撹拌方法についてのみ説明し、不定形耐火物１１の調製方法及び浸漬管４４（図２参照）の浸漬方法についての説明は省略する。
先ず、端封管６８を第２の収納部２３に浸漬し、電気ヒータ１３の温度調節器に出力側を接続した熱電対を不定形耐火物１１中に挿入して、電気ヒータ１３に通電して不定形耐火物１１を加温する。この際、温度調節器の設定温度を、３０〜８０℃、好ましくは４０〜６０℃に設定する。不定形耐火物１１の温度が３０〜８０℃となると、不定形耐火物１１の粘性は４０万ポイズ以下に、４０〜６０℃となると１０万ポイズ程度にまで低下する。このように、不定形耐火物１１の粘性が低下して十分な流動性が得られた時点で、バイブレータ２５ａを運転して第２の収納部２３の壁面を振動させる。
【００２８】
次いで、コンプレッサ３５及び真空ポンプ３６を運転して、開閉弁７０を開け、開閉弁７１を閉じる。コンプレッサ３５からは、加圧された空気（例えば、圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２　）が開閉弁７０を介して配管７２を通過して、空間部７３内に送り込まれる。このため、空間部７３内の不定形耐火物１１の表面は進入した加圧空気で下方に加圧される。このため、空間部７３側の不定形耐火物１１のレベルは下降し、外側の不定形耐火物１１のレベルは上昇する。続いて、開閉弁７０を閉じ、開閉弁７１を開けると、空間部７３内が減圧状態となり、空間部７３側の不定形耐火物１１のレベルは上昇し、外側の不定形耐火物１１のレベルは下降する。このように各開閉弁７０、７１の切換えを、例えば０．５〜２分間隔で行なうと、空間部７３側の不定形耐火物１１は、連通部７４を介して行き来することになる。このため、不定形耐火物１１を、第２の収納部２３内で移動させることにより撹拌することができる。その結果、粗骨粒子が第２の収納部２３の底に沈降して分離するのを防止でき、不定形耐火物１１の組成を均一状態にして、第２の収納部２３内に収納することができる。なお、第２の収納部２３の壁面はバイブレータ２５ａからの振動が伝播することで振動するので、不定形耐火物１１が第２の収納部２３内を移動する際に、第２の収納部２３の壁面に不定形耐火物１１が強固に付着することが防止される。
【００２９】
【実施例】
図２に示すような内周面側がマグクロ煉瓦６２、外周面側がアルミナ系不定形耐火物６３で構成された浸漬管４４（内直径が１．８ｍ）を３００トン鍋内の溶鋼中に浸漬して、３０分間の脱炭、脱ガス処理を繰り返し実施したため、浸漬管４４の先端側に溶損が発生した。
そこで、粗骨粒子１〜３ｍｍを４０重量％含有するアルミナ系の耐火材料を混練機に投入し、耐火材料に対してフェノール樹脂を外掛けで２０重量％、混合アルコールを外掛けで１０重量％それぞれ添加して混練し不定形耐火物１１を調製した。この不定形耐火物１１を図１に示すような内直径が３ｍ、中央部に外直径が０．９ｍの突出部が設けられた第２の収納部２３を備えた容器１２に移した。次いで、蓋部材３１を第２の収納部２３に被せ、電気ヒータ１３に通電して不定形耐火物１１の温度を４０〜６０℃に調整し、不定形耐火物１１の粘性が低下して十分な流動性が得られた時点で、バイブレータ２５ａを運転して第２の収納部２３の壁面を振動させた。
【００３０】
続いて、コンプレッサ３５及び真空ポンプ３６を運転して、各開閉弁３７、３８、４０、４１の切換えを、例えば１分間隔で行ない、第２の収納部２３内の不定形耐火物１１を、隔壁３０で分離された内側室２８と外側室２９の間で相互に行き来させて撹拌を行なった。不定形耐火物１１の撹拌が終了すると、コンプレッサ３５、真空ポンプ３６及びバイブレータ２５ａの運転を停止し、蓋部材３１を第２の収納部２３から取り外す。次いで、容器１２を軌道１６上で移動させて補修を行なう浸漬管４４の下方位置まで搬送する。そして、浸漬管４４を降下させて不定形耐火物１１中に浸漬し、所定時間（例えば、３分間）保持したのち上昇させて不定形耐火物１１中から抜き出す。なお、浸漬管４４を不定形耐火物１１中から抜き出した後、電気ヒータ１３への通電を停止する。その結果、浸漬管４４の内外表面には、厚さ３０ｍｍの不定形耐火物１１から構成された付着層を形成することができた。
この浸漬管４４を３００トン鍋内の溶鋼中に浸漬して、３０分間の脱炭、脱ガス処理を行なったところ、付着させた不定形耐火物１１により浸漬管４４を保護することが確認できた。更に、処理後の鋼中の窒素量を測定し、窒素ピックアップが防止できたことが確認できた。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法及び補修装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。例えば、容器の上側に複数の室を形成し、隣り合う室内の一方側と他方側とを交互に減圧状態及び加圧状態に調圧することで隣り合う室間に差圧を発生させ、この差圧を利用して不定形耐火物を移動させることにより撹拌を行なう圧送撹拌方式を撹拌手段に採用したが、圧送ポンプで不定形耐火物を吸い出して再度容器内に戻すことにより不定形耐火物の撹拌を行なうこともできる。更に、不定形耐火物中にインペラ、スクリュー等の機械的撹拌装置を装入して撹拌を行なうことも可能である。また、加熱手段として電気ヒータを使用したが、第２の収納部の外側に加熱水蒸気の配管を取付けて加熱水蒸気で加熱することもできる。なお、本実施の形態では溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置、及び補修方法について説明したが、溶銑の精錬に用いる浸漬管の補修に対しても、溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置を用いて、溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法を適用して行なうことができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１〜５記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法においては、耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物を容器内に収納する不定形耐火物収納工程と、容器内に収納された不定形耐火物中に溶鋼の精錬に用いる浸漬管の先端側を浸漬し、先端側の表面に不定形耐火物を付着させ固化させて付着層を形成する浸漬工程とを有するので、補修作業を簡素化して熱間で短時間に低コストで浸漬管の補修を行なうことができる。また、浸漬管の内外周面に形成される付着層は、樹脂の硬化を利用しているので、緻密で、層厚の大きな付着層を容易に形成することができ、浸漬管の寿命の大幅な延長を図ることができる。また、浸漬管に生じた亀裂に起因する窒素ピックアップを防止することが可能となる。
【００３３】
特に、請求項２記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法においては、樹脂がフェノール樹脂、溶剤がアルコール系有機溶剤であるので、高温の浸漬管を不定形耐火物中に浸漬した際に急冷速度を緩慢にして、スポーリングの発生を防止しながら容易に付着層を形成することができると共に、高温状態の浸漬管の補修が可能になることから、浸漬管の有する熱を有効に活用して、補修した浸漬管を直ちに使用することができる。また、補修時に水蒸気、粉塵の発生がなく、作業環境を改善することができる。更に、樹脂にフェノール樹脂を使用しているので、浸漬管の使用中にフェノール樹脂からカーボンが形成されて付着層の耐食性を向上させることができ、浸漬管の寿命の大幅な延長を図ることができる。
【００３４】
請求項３記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法においては、浸漬管が浸漬される前に不定形耐火物を３０℃以上、かつ８０℃以下に加熱するので、不定形耐火物の粘性を低下させて、浸漬管の浸漬を容易に行なうことができ、補修作業の効率化を図ることができる。
【００３５】
請求項４記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法においては、耐火材料は１ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下の粗骨粒子を、５重量％以上、かつ４０重量％以下の割合で含有するので、付着層の耐スポーリング性、耐食性、及び耐摩耗性等の特性を向上させることができ、浸漬管の寿命の大幅な延長を図ることができる。
【００３６】
請求項５記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法においては、浸漬管を浸漬する前に容器内の不定形耐火物を撹拌するので、耐火材料と樹脂及び溶剤とが比重差で分離することを防止して不定形耐火物の組成を均一状態にして容器内に収納することができ、形成される付着層の耐スポーリング性、耐食性、及び耐摩耗性等の特性が向上して浸漬管の寿命の大幅な延長を図ることができる。
【００３７】
請求項６〜８記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置においては、耐火材料に樹脂と溶剤を添加して調製した不定形耐火物を収納する容器と、容器内の不定形耐火物を加熱する加熱手段と、容器内の不定形耐火物を撹拌する撹拌手段とを有するので、浸漬管を浸漬する際に、不定形耐火物の粘性を低下させると共に耐火材料と樹脂及び溶剤とが分離するのを防止し、浸漬管の表面に緻密で、層厚が大きく、しかも耐食性に優れた付着層を容易に形成することが、簡単な装置構成で、しかも低コストで達成することができる。
【００３８】
特に、請求項７記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置においては、撹拌手段には、容器内の不定形耐火物中に浸漬して容器の上部側に密閉された空間部を少なくとも１つ形成する密閉空間形成部材と、空間部内を減圧状態又は加圧状態、あるいは交互に減圧状態及び加圧状態に調圧する圧力調整機構が設けられているので、また、請求項８記載の溶銑・溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置においては、撹拌手段には、容器の上に被せて容器内の上部側を複数の室に分割する隔壁を備えた蓋部材と、分割された隣り合う室内の一方側と他方側とを交互に減圧状態及び加圧状態に調圧する圧力調整機構が設けられているので、簡単な装置構成で調製した不定形耐火物の中で耐火材料と樹脂及び溶剤とが分離するのを防止することができ、浸漬管の補修コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置の説明図である。
【図２】同補修装置を適用した溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修方法の説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置の平断面図、正断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る溶鋼の精錬に用いる浸漬管の補修装置の説明図である。
【符号の説明】
１０：浸漬管の補修装置、１１：不定形耐火物、１２：容器、１３：電気ヒータ、１４：撹拌手段、１５：取付け部材、１６：軌道、１７、１８：車輪、１９：架台、２０：モータ、２１：連結部材、２２：第１の収納部、２３：第２の収納部、２４：突出部、２５：掛止部材、２５ａ：バイブレータ、２６：発熱部、２７：蓋本体、２８：内側室、２９：外側室、３０：隔壁、３１：蓋部材、３２：第１の連通管、３３：第２の連通管、３４：圧力調整機構、３５：コンプレッサ、３６：真空ポンプ、３７、３８：開閉弁、３９：第１の配管、４０、４１：開閉弁、４２：第２の配管、４３：連通部、４４：浸漬管、４５：浸漬管の補修装置、４６：撹拌手段、４７：蓋部材、４８：蓋本体、４９〜５２：分割室、５３〜５６：隔壁、５７〜６０；連通管、６１：連通部、６２：マグクロ煉瓦、６３：アルミナ系不定形耐火物、６４：浸漬管の補修装置、６５：撹拌手段、６６：密閉空間形成部材、６７：圧力調製機構、６８：端封管、６９：連通管、７０、７１：開閉弁、７２：配管、７３：空間部、７４：連通部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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