(57)【要約】【課題】本発明は、真空脱ガス槽浸漬管の内壁面を、簡単な冶具とその単純な使用とで、従来よりも確実、且つ迅速にキャスタブル耐火物を施工できるばかりでなく、該浸漬管の溶損を抑制し、その寿命を延長可能な真空脱ガス槽浸漬管の補修方法を提供することを目的としている。【解決手段】円板上に、耐火物で施工した真空脱ガス槽浸漬管の内径よりも小さい外径の円筒を接合した冶具の円板外周の近傍に、プラスチック耐火物でリング状の堰を設けると共に、該堰と円筒外周との間に流動性を有する耐火物を載置してから、該真空脱ガス槽浸漬管の下方に配置し、冶具を上昇させて前記浸漬管の内壁損傷部に耐火物を圧着させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板上に、耐火物で施工した真空脱ガス槽浸漬管の内径よりも小さい外径の円筒を接合した冶具を真空脱ガス槽浸漬管の下方に配置し、該冶具の前記円板の外周近傍にプラスチック耐火物でリング状の堰を設けると共に、該堰と円筒外周との間に流動性を有する耐火物を載置してから冶具を上昇させて、前記浸漬管の内壁損傷部に耐火物を圧着させることを特徴とする真空脱ガス槽浸漬管の補修方法。
【請求項２】
前記流動性を有する耐火物が、耐火性原料１００質量部に対し、燐酸アルミニウムを０．５〜２０質量部添加したものであることを特徴とする請求項１記載の真空脱ガス槽浸漬管の補修方法。
【請求項３】
前記真空脱ガス槽がＲＨ真空脱ガス槽であることを特徴とする請求項１又は２記載の真空脱ガス槽浸漬管の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空脱ガス槽浸漬管の補修方法に係わり、特に、浸漬管の下端及び内壁面の補修を簡便、且つ迅速に熱間で補修する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鋼材の高級化を求める要求が高まり、従来の転炉や電炉による精錬だけでは、その要求を実現することができなくなった。そして、かかる事情に対処するため、転炉や電炉から出鋼した溶鋼の組成をさらに厳密に調整したり、有害不純物成分を一層低減する技術（炉外精錬とか二次精錬と称する）が開発され、実用化されている。特に、減圧下で溶鋼の脱ガス、成分調整、脱炭、脱酸等を行う真空精錬は、その効果が大きく多用されている。
【０００３】
その一つに、真空脱ガス槽を利用する技術がある。例えば、所謂ＲＨ方式の真空脱ガス槽を用いる場合で説明すると、図３に示すように、取鍋１に保持した溶鋼２へ、それぞれ上昇管３及び下降管４と称する二本の浸漬管を備え、一定内容積を有する槽６をセットし、該浸漬管を介して取鍋１と減圧にした槽６内との間で溶鋼２を環流させて脱ガスを図ると共に、シュート７を介して種々の合金鉄を投入して成分を調整したり、図示していないランスを介して酸素ガスを吹き込み脱炭したり、脱酸を行うものである。なお、溶鋼を環流させるには、上昇管３に環流用ガス８を吹き込む必要がある。
【０００４】
ところで、このような溶融金属の真空精錬に用いられる真空脱ガス槽の浸漬管は、図示していない芯金の上に耐火物を施工して構成されているが、環流する高温の溶鋼に接触させるので、耐火物に化学的な侵食や熱スポーリング等が生じ、該耐火物の強度低下や減肉する。特に、浸漬管の外周及び下端部は、不定形耐火物で施工されているため、浸漬管の下端縁とその上方の内壁面が局部溶損、穴開き、欠落が激しく、比較的短期間で使用に耐えなくなる。そのため、真空脱ガス槽は、従来より、浸漬管の溶損した部分だけを耐火物で頻繁に補修し、再使用されるのが一般的である。
【０００５】
このような浸漬管の補修方法としては、まずプラスチック耐火物のパッチィングが挙げられる。また、耐火物からなる吹付け材を乾式又は湿式で吹き付けたり、溶損部位に枠体を取り付けて耐火材を流し込む方法がある。その際、溶損面に付着したスラグ、地金を除去した後、該溶損面に深さ１０〜３０ｍｍの凹凸を形成し、該凹凸を吹き付けや流し込んだ耐火材の系止手段とする技術もある（例えば、特許文献１参照）。さらに、特殊な冶具を利用する例として、円筒管の下端にドーナツ板の内径部を接続すると共に、該円筒管の上部に切り込みをいれて内側に折り曲げた中子において、予め円筒管の外周面と前記ドーナツ板の上面に可塑性の補修材を盛り付けした後、被熱間補修用浸漬管の下部開口端縁がドーナツ板上の補修材に入り込むまで、該円筒管を浸漬管内に相対移動させ、次いで該円筒管内に下方から別の円筒体を挿入して円筒管の上部の傾斜折り曲げ部を外方に押し広げて補修材を浸漬管の内壁面に押し当てる熱間補修技術がある（特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、単にプラスチック耐火物のパッチングで浸漬管内面を補修しただけでは、該プラスチック耐火物の付着性が悪いという問題点がある。これは、取鍋と真空脱ガス槽との間を、浸漬管を介して還流する溶鋼により該浸漬管に施工された耐火物を磨耗する力が、プラスチック耐火物の接着強度よりも大きいためである。また、この問題は、前記特許文献１に記載された溶損面に凹凸状の系止手段を付ける程度では解消し難い。さらに、熱間での作業者によるパッチング補修は作業負荷が高い他、吹付け材での補修は、自動吹付け機などの導入により作業負荷は軽減されているが、リバウンドロスの問題や、流し込み材と比較すると気孔率が高く、耐用性は劣る。圧送による流し込み材は、骨材の粒度が細かく施工体が剥離し易いという問題点がある。加えて、特許文献２記載の技術は、浸漬管の内壁面側を補修するのには優れているが、円筒管の切り込みを押し広げ、補修材を内壁面に圧着させるのに、別の円筒体を準備し、それを下方より前記円筒管に挿入する必要があり、作業性が劣るという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−９５５３号公報
【特許文献２】
特公平７−９１５８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、真空脱ガス槽浸漬管の内壁面を、簡単な冶具とその単純な使用とで、従来よりも確実、且つ迅速にキャスタブル耐火物を施工できるばかりでなく、該浸漬管の溶損を抑制し、その寿命を延長可能な真空脱ガス槽浸漬管の補修方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、前記円筒管及びドーナツ板からなる冶具を用いる従来技術の見直しを行い、その成果を本発明に具現化した。
【００１０】
すなわち、本発明は、円板上に、耐火物で施工した真空脱ガス槽浸漬管の内径よりも小さい外径の円筒を接合した冶具を真空脱ガス槽浸漬管の下方に配置し、該冶具の前記円板の外周近傍にプラスチック耐火物でリング状の堰を設けると共に、該堰と円筒外周との間に流動性を有する耐火物を載置してから冶具を上昇させて、前記浸漬管の内壁損傷部に耐火物を圧着させることを特徴とする真空脱ガス槽浸漬管の補修方法である。この場合、前記流動性を有する耐火物が、耐火性原料１００質量部に対し、燐酸アルミニウムを０．５〜２０質量部添加したものであったり、あるいは前記真空脱ガス槽がＲＨ真空脱ガス槽であるのが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、冶具の円板外周に設けたリング状のプラスチック耐火物からなる堰が、流動性を有する耐火物の圧着時にその後行を止め、圧着力を高めるようになる。その結果、浸漬管の損傷部への圧着が強固になり、該浸漬管の溶損を抑制し、その寿命を従来より延長できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
まず、発明者は、従来技術がその作業性を悪くしている原因は、前記円筒管に切り込みを設け、その切り込みを該円筒管に別の円筒体を挿入して押し広げ、耐火物を損傷部に圧着させるようにしたことにあると考えた。そして、同様の冶具（図１（ａ）参照）を用いて一操作で耐火物の圧着を強固にすることについて検討した。その結果、円筒管９に切り込みを入れなくても、図１（ｂ）に示すように、円板１０の外周近傍にプラスチック耐火物でリング状の堰１１を設ければ良いことに気がついた。そのようにすると、図１（ｃ）に示すように、補修用耐火物１２を浸漬管５の損傷部へ圧着させるために、円板１０を上昇させた際に、該プラスチック耐火物のリング状堰１１が浸漬管５の下端に接触して収縮し、シールを形成するようになる。つまり、押し上げ時に横へ移動し、円板１０から落下するはずの補修用耐火物１２が該シールに堰き止められ、その反作用で上方や損傷部へ向か力が大きくなるので、円筒９に切り込みを入れる必要性がなくなる。そこで、このことを要件に本発明を完成させたのである。
【００１４】
また、補修用耐火物１２自体についても研究を重ね、適切な流動性を有する耐火物（キャスタブル）を決めることにした。そのキャスタブル耐火物としての条件は、補修作業者の負担になる事前混練が必要なウエット・タイプで、少なくとも４週間程度は硬化せず、タッピングフロー値１５０〜２２０ｍｍ程度を保ち、熱間での接着性や強度を有することとし、検討を重ねた。その結果、表１に示すような組成及び物性のものが適していることを知り、本発明に加えることにした。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
なお、表１のＡｌ２Ｏ３に代えても、物性が同等であれば良いので、本発明では、それらも含めて耐火性原料とすることにした。具体的な配合は、この耐火性原料１００質量部に対し、燐酸アルミニウムを０．５〜２０質量部添加したものである。燐酸アルミニウムを０．５〜２０質量部としたのは、０．５質量部未満では、バインダー効果が不足し、２０質量部超えではバインダー効果が飽和し、それ以上加えても無駄になるからである。なお、本発明では、バインダーの燐酸塩の他に、圧着時に起きる接着反応を遅らせるため、微量（例えば、０．３質量部以下）のクエン酸等を遅延材として混合しても良い。また、耐火性原料の粒度は、最大粒径で３ｍｍ以下であるのが良い。
【００１７】
【実施例】
長期間の脱ガス処理に利用されたＲＨ真空脱ガス槽を、その浸漬管（内径８５０ｍｍ×外径１４５０ｍｍ×高さ３００ｍｍ）の耐火物損傷が激しいので、本発明に係る方法で迅速に補修することにしたのである。従って、浸漬管の耐火物温度は、１０００℃とまだ熱い状態にある。
【００１８】
まず、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したような鋼製の円板１０（直径１２５０ｍｍ×厚み６ｍｍ）と円筒９（外径８００ｍｍ×高さ４００ｍｍ×厚み６ｍｍ）とからなり、予めプラスチック耐火物で前記円板１０の外周近傍に底幅１００ｍｍ×高さ２００ｍｍのリング状堰１１を形成し、そして、円板１０上の円筒９外周と堰１１との間に２００ｋｇの補修用流動性耐火物１２を均一に載置した。ちなみに、その高さは２００ｍｍである。直ちに、該耐火物１２を載置した冶具を、ＲＨ真空脱ガス槽浸漬管５の直下０．５ｍの位置に配置し、図示していない昇降手段で上昇させ、図１（ｃ）に示すように、浸漬管５の内部に押し上げ、損傷部１３に圧着させた。この間の作業時間は、１０分と実に短い時間で終了できた。
【００１９】
この補修結果を評価するため、同様の補修を行いながらＲＨ真空脱ガス槽による操業を長期間行い、浸漬管の寿命を調査した。その結果、従来使用していたアルミナ質プラスチック耐火物や吹き付け材の補修では、５０チャージ前後であった寿命が、本発明により８０〜１００チャージと大幅に延長できた。
【００２０】
なお、上記実施例は、真空脱ガス槽にＲＨ方式のものを示したが、本発明は浸漬管が１本しかないＤＨ方式の真空脱ガス槽の補修にも有効である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、真空脱ガス槽浸漬管の内壁面を、簡単な冶具とその単純な使用とで、従来よりも確実、且つ迅速にキャスタブル耐火物を施工できるばかりでなく、該浸漬管の溶損を抑制し、その寿命を延長できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空脱ガス槽浸漬管の補修方法を説明する図であり、（ａ）は冶具の斜視図、（ｂ）は円板の外周近傍にプラスチック耐火物によるリング状堰を設け、補修用耐火物を載置した状況を示す縦断面図、（ｃ）は（ｂ）を浸漬管内部に押し上げた状況を示す縦断面図である。
【図２】一般的な真空脱ガス槽で脱ガスを行っている状況を示す図である。
【符号の説明】
１    取鍋
２    溶鋼
３    上昇管
４    下降管
５    浸漬管
６    槽
７    シュート
８    環流用ガス
９    円筒（円筒管）
１０  円板
１１  堰
１２  補修用耐火物（キャスタブル）
１３  損傷部
【図１】
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【図２】
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