(57)【要約】【課題】不定形耐火物を乾燥が容易なプレキャストブロックとして用い、比較的単純な構造でブロックの欠損や浮上を起こさない方法と、それに用いるプレキャストブロックの製造方法を提供する。【解決手段】二本の環流管１に挟まれた中ノ島２、それぞれの環流管の周囲を包囲する環流管羽口３およびその他の敷部６を構成する耐火物ブロックと、当該耐火物ブロックの間隙および／または周囲に充填された不定形耐火物とを備え、二本の環流管に挟まれた中ノ島を構成する耐火物ブロックが下広がりの逆ジャックアーチ構造であって、かつ、環流管羽口の一部を構成していることを特徴とするＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造である。槽底中央部は周囲よりも３０ｍｍ以上低く、ブロックの空隙は乾式の不定形耐火物で充填する。ブロックは大きな型枠の内部を板で仕切って製造する。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二本の環流管に挟まれた中ノ島、前記それぞれの環流管の周囲を包囲する環流管羽口およびその他の敷部を構成する耐火物ブロックと、当該耐火物ブロックの間隙および／または周囲に充填された不定形耐火物とを備えるＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造において、
前記中ノ島を構成する耐火物ブロックが下広がりの逆ジャックアーチ構造であって、かつ、環流管羽口の一部を構成していることを特徴とするＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造。
【請求項２】
前記耐火物ブロックの表面が槽底中央部で周囲よりも３０ｍｍ以上低いことを特徴とする請求項１に記載のＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造。
【請求項３】
前記耐火物ブロックが、不定形耐火物を事前に成形したブロックであることを特徴とする請求項１又は２記載のＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の耐火物築造構造を有するＲＨ脱ガス槽。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載の耐火物ブロックを製造する方法であって、施工する部分の全部あるいは一部に相当し、個々のブロックよりも大きな型枠の内部を板で仕切り、仕切られた部分に不定形耐火物を流し込み、養生し、１つの型枠から２個以上のブロックを作成することを特徴とする耐火物ブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄鋼精錬に用いられるＲＨ脱ガス設備の下部槽の耐火物築造構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＨ脱ガス設備の主要部分は、縦長の槽と、その下端に設けられた２本の浸漬管からなる。槽内を真空にして溶鋼を吸い上げ、一方の浸漬管の内面からアルゴンガスを溶鋼に吹き込むと、ガスの浮上に伴って溶鋼が上昇し、他方の浸漬管から流下する。
【０００３】
槽本体はいくつかの部分に分割できるようになっており、浸漬管が接続された最下端は下部槽と呼ばれる。下部槽の底（敷とも呼ばれる）には、浸漬管と貫通した２本の穴が存在する。
【０００４】
下部槽の内張りに使用される耐火物には、真空下での安定性が高いことはもちろん、流動する溶鋼による削剥に耐える耐磨耗性、取鍋から侵入するスラグに対する耐食性、溶鋼に酸素を吹付ける、あるいは吹き込んだ際に発生する高温の酸化鉄に対する耐食性などが要求される。
【０００５】
ＲＨ下部槽には従来はマグネシア−クロム質れんがが使用されてきた。しかし近年では水で混練した不定形耐火物を一体流し込み施工して耐火物内張りを築造したＲＨ下部槽も使用されている。不定形耐火物は継足し施工ができるので、耐火物の無駄が少ない利点がある。また不定形耐火物は製造時に成形や焼成などの工程がないため製造コストと価格が安く、納期が短いなどの点でも有利である。
【０００６】
ＲＨ下部槽で不定形耐火物を利用する場合に、事前に流し込み施工して乾燥させたプレキャストブロックとれんがを使用する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
他方、れんがやプレキャストブロックを用いてＲＨ下部槽の耐火物内張りを築造する場合、れんがやブロックが熱膨張で変形し、欠損や浮上に至る場合がある。これを抑制するために、様々な築炉構造が工夫され提案されている。たとえば両環流管羽口で挟まれた部分に下広テーパー煉瓦によるジャックアーチ構造を取り入れた例が知られている（特許文献２参照）。
【０００８】
また、不定形耐火物を流し込み施工した場合に流通孔同士の間に目地を設置し、耐火物の劣化を抑制する構造が提案されている（特許文献３参照）。
【０００９】
また、環流管羽口れんがを上広がり形状にした中ノ島の内張りれんがで浮上を抑制する構造が提案されている（特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０７−２３３４１０号公報
【特許文献２】
実開平０３−００９２４９号公報
【特許文献３】
特開平１１−０２９８１６号公報
【特許文献４】
特開２０００−１６０２３１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
不定形耐火物を使用した場合は混練に使用した水を蒸発させて取り除く乾燥工程が必須である。ＲＨ下部槽の内張り耐火物の厚さは４００ｍｍを超える厚みであることが多く、加えて槽全体が真空容器であるがゆえに鉄皮に蒸気を逃がすことができる穴がないので、不定形耐火物の乾燥は容易ではない。プレキャストブロックを使用すれば、この問題を解決できる。しかし、特許文献１に記載されているように、ごく単純にプレキャストブロックやれんがを組み合わせても、欠損や浮上を抑えることができない。
【００１２】
特許文献２に記載の構造は、環流管羽口で挟まれた部分とその延長部分の浮上を抑制する効果があるが、羽口れんがの浮上を抑制することができない。
【００１３】
特許文献３に記載の構造は、一体流し込み施工されて通常は目地のない不定形耐火物施工体の内部に発生する熱応力を緩和するには有効だが、れんがやブロックを組み合わせた内張りには既に多数の目地があり、取り立てて役に立つ技術ではない。
【００１４】
また、特許文献４に記載の構造は、環流管羽口を構成するれんがの欠損を抑制するには有効な方法であろうが、構造が複雑で築炉が容易でない。
【００１５】
本発明は、比較的単純で安定したＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために工夫を積み重ねて本発明を得た。
（１）二本の環流管に挟まれた中ノ島、前記それぞれの環流管の周囲を包囲する環流管羽口およびその他の敷部を構成する耐火物ブロックと、当該耐火物ブロックの間隙および／または周囲に充填された不定形耐火物とを備えるＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造において、中ノ島を構成する耐火物ブロックが下広がりの逆ジャックアーチ構造であって、かつ、環流管羽口の一部を構成していることを特徴とするＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造。
（２）耐火物ブロックの表面が槽底中央部で周囲よりも３０ｍｍ以上低いことを特徴とする（１）に記載のＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造。
（３）耐火物ブロックが、不定形耐火物を事前に成形したブロックであることを特徴とする（１）又は（２）記載のＲＨ脱ガス槽底の耐火物築造構造。
（４）（１）〜（３）の何れか１項に記載の耐火物築造構造を有するＲＨ脱ガス槽。
（５）（１）〜（３）の何れか１項に記載の耐火物ブロックを製造する方法であって、施工する部分の全部あるいは一部に相当し、個々のブロックよりも大きな型枠の内部を板で仕切り、仕切られた部分に不定形耐火物を流し込み、養生し、１つの型枠から２個以上のブロックを作成することを特徴とする耐火物ブロックの製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の築炉構造の特徴を図１に沿って説明する。
【００１８】
図１のＲＨ脱ガス槽の下部槽敷（槽底）の平面図を参照して、環流管１を取り巻く環流管羽口３を構成する耐火物ブロックは円周方向にほぼ均等に分割されており、図１では６分割されている。二本の環流管に挟まれた中ノ島２と称している耐火物ブロックも環流管羽口を構成する耐火物ブロックの１つである。図１（ａ）のＡ−Ａ断面図を示すＲＨ下部槽断面図（図１（ｂ））を参照して、中ノ島２を構成する耐火物ブロックは断面台形形状を有しており、その両側の耐火物６が左右からかぶさるような構造、すなわち逆ジャックアーチ構造となっている。すなわち中ノ島２の耐火物ブロックは、前記（１）に係る発明で述べたように、両環流管の間で逆ジャックアーチ構造をなし、かつ、環流管羽口の一部を構成している。
【００１９】
中ノ島２には熱応力が集中し、何も対策を講じなければ欠損や浮上を起こすが、このように逆ジャックアーチ構造とすることで欠損や浮上を効果的に抑制することができ、なおかつ環流羽口の一部を兼ねることで、環流羽口の欠損や浮上をも抑えることができる。
【００２０】
ブロックを用いて耐火物内張を築造する際には、湯漏れを防止するために、それらブロックの間隙及び／又は周囲を不定形耐火物で充填する。モルタルの塗布や流し込み材で充填しても良いが、混練に使用した水を乾燥させるのは必ずしも容易ではない。そこで、乾式の不定形耐火物たとえば乾式ラミング材などを施工すると、乾燥の必要がないので特に好適である。なお、稼動開始直後には未焼結な乾式充填材が流されて消失する可能性があるので、稼動表面に近い部分は若干の水分や水ガラス、あるいはその他の液体バインダーを加えて湿らせてから施工するとよい。
【００２１】
また、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図を図１（ｃ）に示す。中ノ島２を構成する耐火物ブロックはＢ−Ｂ断面においては垂直な断面構造を有する。
【００２２】
また図１（ｂ）の断面図によれば、中ノ島２は周囲よりも低くなっており、これが前記（２）に係る発明に対応する。このように低くすることで、耐火物表面に生じる熱膨張による応力を下向きに変えることができ、中ノ島や環流羽口を構成する耐火物ブロックの浮上や欠損を効果的に抑制することができる。周囲との高さの差は３０ｍｍ以上とする。３０ｍｍ未満では耐火物ブロックの浮上や欠損を抑制する効果が乏しい。ただし、この高さの差を大きくしすぎると中ノ島２の厚みが不足して寿命が低下するので、望ましくは１５０ｍｍ以内とすることが好ましい。
【００２３】
本発明に使用する耐火物ブロックは、不定形耐火物を事前に流し込み成形し乾燥したプレキャストブロックでよい。不定形耐火物は比較的安価かつ短納期で、継ぎ足し施工ができ、またプレキャストブロックとすることで容易に乾燥できるなどの多くの利点があり、これが、前記（３）に係る発明の意図するところである。しかしプレキャストブロック以外の耐火物ブロック、たとえば不焼成あるいは焼成したれんがなども使用可能である。
【００２４】
プレキャストブロックを製造する際には個別に型枠に流し込んで成形してもよい。しかし多くの種類の型枠が必要なのでコストがかかる。またブロックの形を変更する際には多くの型を作り直さなければならない。そこで、前記（５）に係る発明で述べたように槽底の全部あるいは一部に相当する、個々のブロックよりも大きな型枠を用意し、その内部を板で仕切り、仕切った部分に不定形耐火物流し込み施工し、養生し、２個以上のブロックを成形できるようにする。こうすれば型枠の数あるいは種類を大幅に減らすことができ、槽底の全部に相当する大きな型枠を使用した場合は槽１基につき１つで済む。また仕切り方法を変更することで築炉構造とブロック形状を思いのままに変更できる。板の厚さを調節すれば、間隙５（目地）の厚みも自由に取ることができる。板は平面、曲面のどちらでもよい。またブロックの形を調節するために、型枠の内部にスペーサーを設置することもできる。
【００２５】
なおこのブロック製造方法はＲＨ脱ガス槽底用耐火物のみならす、溶銑搬送容器類、転炉、取鍋、タンディッシュ、すべての窯炉に適用可能である。
【００２６】
耐火物の材質は、ＲＨ脱ガス槽用不定形耐火物であればアルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、または塩基性が好適である。混練や成形の際にアルミナ、ムライト、マグネシアなどの耐火粗粒や各種の耐火物塊を混入してもよい。有機繊維や金属ファイバーを添加してもよい。混練と流し込みの方法は通常通り、水などの混練液を添加してミキサーで混練し、型に流し込む。流し込んだ後はバイブレーターで加振すると品質のよい施工体が得られる。またラミングやスタンプなどの乾式あるいは若干水分等を添加したセミ乾式施工でブロックを作成してもよい。また耐火物は前述のようにれんが等でもかまわない。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｃ）は耐火物ブロックの分割方法を変えた例である。この場合も図１の場合と同様に、環流管に挟まれた中ノ島は逆ジャックアーチ構造となっており、かつ中ノ島は環流管羽口の一部であり、槽底中央部が周囲よりも低いなどの本発明の特徴が現れている。
【００２８】
【実施例】
図１の構造で３００ｔＲＨ脱ガス槽の槽底を内張りした。
【００２９】
敷全体の大きさに相当する型枠（直径約３ｍ）を準備し、環流管になる部分にはスペーサーを置き、間隙とする部分（図１の太線（符号「５」が示されている）の部分）には３０ｍｍの板と、また間隙は設けずにモルタルで接合する目地とする部分（図１の細線の部分）には厚さ２ｍｍの板を設置した。材料は築造時の下面が材料流し込み時の上面になるようにし、築造時の槽底中央部の凹みに相当する部分にはスペーサーを置いた。なお、ブロックの厚みは約４００ｍｍ、槽底中央は周囲よりも７５ｍｍ低くなるようにした。中ノ島のブロックは図１（ｂ）の断面で見た場合に台形で、高さは３２５ｍｍ、下底は８００ｍｍ、上底は６００ｍｍとした。
【００３０】
材料はスピネルを約２０質量％配合したアルミナ−スピネル質流し込み材で、水を加えて混練し、板で仕切った型に流し込み、棒状バイブレーターで加振した。
【００３１】
養生後に型枠を外し、取り出したブロックを乾燥器内で乾燥させた。
【００３２】
乾燥したブロックをＲＨ脱ガス槽の下部槽内に築造した。まず水で混練したモルタルを少量流し、ブロックを所定位置に置いた。間隙をあけない部分にはモルタルを塗布してブロック同士を接合した。間隙にはスピネルを約２０質量％配合したマグネシア−スピネル質の乾式ラミング材をエアランマーで充填した。稼動表面側５０ｍｍには水ガラスを少量添加した同じラミング材を充填し、施工を完了した。その後側壁にはマグネシア−クロム質れんがを築造し、下部槽内張耐火物の築造を終了した。
【００３３】
当該槽を４００℃で乾燥した後、上部槽に締結して予熱の後に使用開始した。約５００回使用した後に上部槽から取り外して槽底の状況を観察したところ、ブロックの欠損は見られなかった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、乾燥が容易で、かつ比較的単純で安定した構造の耐火物内張を得ることができ、安価な不定形耐火物をＲＨ脱ガス槽で容易かつ安定的に使用することができる。その結果、耐火物コストを引き下げ、脱ガス処理を安定させることができ、結果的に鉄鋼製造コストを削減することができる。
【００３５】
不定形耐火物を乾燥が容易なプレキャストブロックとして用い、比較的単純な構造でブロックの欠損や浮上を起こさない方法と、それに用いるプレキャストブロックの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、ＲＨ脱ガス槽下部槽敷（槽底）を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、他のＲＨ脱ガス槽下部槽敷（槽底）を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１…環流管
２…中ノ島
３…環流管羽口
４…側壁耐火物
５…間隙
６…敷部（その他の敷部）
【図１】
2004107742.tif 000003
【図２】
2004107742.tif 000004