(57)【要約】【課題】二次精錬用容器の敷き部および側壁部のウェア部にＭｇＯ−Ｃ系れんがと不定形耐火物の両者を併用・敷設し、築炉作業の効率化を図るとともに、ＭｇＯ−Ｃ系れんがを敷設した部位の局部溶損を軽減し、その耐用性を向上すること。【解決手段】敷き部および側壁部の稼働側（ウェア部）耐火物が、ＭｇＯ−Ｃ系れんがと不定形耐火物とし、前記稼働面側の耐火物背面側（パーマ部）の耐火物が不定形耐火物により構成する内張構造の二次精錬用容器。さらに、二次精錬容器のウェア部であらかじめ溶損が著しい部位とそうでないと予想される部位に対応して、前者の溶損が著しい部位に高純度ＭｇＯを含有するＭｇＯ−Ｃ系れんがを設置し、後者の溶損が著しくない部位には低純度ＭｇＯ含有のＭｇＯ−Ｃ系れんが、あるいは不定形耐火物を敷設することで施工時間の短縮化および耐用性を向上させた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
敷き部および側壁部における稼働面側（ウェア部）の耐火物が、ＭｇＯ−Ｃ系れんがおよび不定形耐火物とし、さらに、前記稼働面側の耐火物の背面側（パーマ部）耐火物が不定形耐火物により構成することを特徴とする高耐用性二次精錬用容器の内張構造。
【請求項２】
敷き部や壁の稼働面（ウェア部）は、溶損が著しい部位とそうでない部位に対応して、前者の溶損が著しい部位には高純度ＭｇＯ含有のＭｇＯ−Ｃ系れんがを設置し、後者の溶損が著しくない部位には低純度ＭｇＯ含有のＭｇＯ−Ｃ径れんがまたは不定形耐火物を敷設することを特徴とする請求項１記載の高耐用性二次精錬用容器の内張構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製鋼時に用いる溶湯の二次精錬用容器の敷き部および側壁の耐火物の内張り構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次精錬用容器の築炉方法としては、省力化のためにれんが構造から不定形耐火物の流し込み施工が主体となりつつある。しかし、この流し込み施工は、実機設備の大きさに比例して、流し込み材を仕込む混練機や乾燥機などの大型設備が必要であること、養生・乾燥時間がかかること、そして混練時に大量の粉塵が発生すること等の問題がある。これらの問題点を解決するために、さらに発展させて、流し込み材による施工だけでなく部分的にプレキャストブロックで施工する例がある。例えば、溶鋼鍋の敷き部の湯当たり部にプレキャストブロックを適用し、その他は流し込み材によって施工することが提示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように、不定形耐火物は、築炉方法の簡便・省力化に関する従来技術がある。しかしながら、寿命に関しては、従来二次精錬容器に実際に適用されてきたＭｇＯ−Ｃｒ2Ｏ3系れんが寿命の約１／２以下である。不定形耐火物を使用すると築炉省力化によるコスト低減は認められるが、短寿命による補修回数の増加とあわせて検討すると、トータルの耐火物コストの低減化効果は決して大きくない。一方、ＭｇＯ−Ｃ系れんがは一般に転炉以後のＣ／Ｓ（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が高いスラグに対して、高耐溶損性を示すことが知られており、例えば転炉のウェア部や溶鋼鍋のスラグライン部に適用されている。また、二次精錬用容器への適用も試行されている。しかしながら、二次精錬容器が曲面等を有する複雑形状なことから、れんが施工は不定形耐火物より築炉負荷が増加するという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−７１４２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、二次精錬用容器の敷き部および側壁部のウェア部にＭｇＯ−Ｃ系れんがと不定形耐火物の両者を併用・敷設し、築炉作業の効率化を図るとともに、ＭｇＯ−Ｃ系れんがを敷設した部位の局部溶損を軽減し、その耐用性を向上することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、敷き部および側壁部の稼働側（ウェア部）耐火物が、ＭｇＯ−Ｃ系れんがと不定形耐火物とし、さらに、前記稼働面側の耐火物の背面側（パーマ部）の耐火物が不定形耐火物により構成する内張構造の二次精錬用容器を提供することである。
さらに、二次精錬容器のウェア部であらかじめ溶損が著しい部位とそうでないと予想される部位に対応して、前者の溶損が著しい部位に高純度ＭｇＯを含有するＭｇＯ−Ｃ系れんがを設置し、後者の溶損が著しくない部位には低純度ＭｇＯ含有のＭｇＯ−Ｃ系れんが、あるいは不定形耐火物を敷設することで施工時間の短縮化および耐用性を向上させた二次精錬用容器を提供することである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、二次精錬容器を構成する耐火物の各部位の耐用性および施工性を考慮して、れんがと不定形耐火物（流し込み材、プレキャストブロック）の複合構造を有することを特徴とする。使用するれんが材は、ＭｇＯ−Ｃ系れんがとする。他にはＭｇＯ−Ｃｒ2Ｏ3系れんがの使用も可能だが、れんが使用後の処理に起こる環境問題から使用しない。
【０００８】
一方、本発明に使用する不定形耐火物材は、耐用性が良好とされ、且つウェアとして実績もあるアルミナ−マグネシア質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−スピネル−マグネシア質、そしてジルコン等のジルコニア質が使用できる。さらに、耐熱衝撃性が必要と考えられる場合には、不定形耐火物に各種金属ファイバーやその他のファイバー類、例えば有機繊維、炭素繊維等を添加しても良い。そして、形態は複雑形状に施工しやすい流し込みまたは耐用性のあるプレキャストブロックのどちらでも良い。施工は、「溶損が著しい」部位と「溶損が著しくない」部位に対応して、前者部位に高純度ＭｇＯを含有するＭｇＯ−Ｃ系れんがを設置し、後者部位に低純度ＭｇＯを含有するＭｇＯ−Ｃ系れんが、あるいは不定形耐火物の流し込み材あるいはプレキャストブロックを設置することが好ましい。ここで、高純度ＭｇＯとは、純度９８％以上とし、低純度ＭｇＯは純度９８％未満とする。
【０００９】
「溶損が著しい」部位の判断は、種々の判断基準が考えられるが、従来の耐火物で実際の設備に内張りした耐火物の各部位の溶損速度を傾向管理し、その溶損速度の実績でもって判断するのが好ましい。例えば、使用部位の中で最小溶損速度の部位に対して予め決めた基準の数値以上の溶損速度の部位を「溶損の著しい部位」とし、予め決めた基準の数値未満の溶損速度の部位を「溶損の著しくない部位」として判断基準とするのが良く、予め決めた基準の数値としては、最小溶損速度の部位に対して１．５倍を予め決めた基準の数値とするのが特に好ましい。
【００１０】
以下に各耐火物の設置および構造について説明する。
「敷き部」や「壁部」に、従来のれんが積みに見られるような複雑な形状のれんがを組み合わせて築造することは無く、単純形状で取り扱いやすい寸法のＭｇＯ−Ｃれんがを稼動面側の「溶損が著しい」部位に設置し、反対に稼動面側の目地や周囲等の「溶損が著しくない」部位には不定形耐火物を使用し、その背面側にもまた不定形耐火物を使用する。このことにより、ＭｇＯ−Ｃれんがの敷設の際にれんが積みの高度な築炉技能は要せず、さらに築炉時間の短縮化の効果がある。
【００１１】
ここで、稼働面のＭｇＯ−Ｃれんがが溶損を引き起こし、れんがの残り厚さが減少する場合でも、背面に設置した目地のない不定形耐火物が露出するか否かを管理しておけば、目地を有するＭｇＯ−Ｃれんがを十分使いきることができるといった優れた利点がある。しかも、不定形耐火物の方は、先述したように従来ウェア部にて使用実績がある材質のため、湯洩れ等のトラブルを回避でき設備の安定稼働に結びつく。
【００１２】
ＭｇＯ−Ｃれんがと不定形耐火物の複合構造を適用する二次精錬用容器は、ＲＨ（Ruhrstahl-Heraus）式、ＤＨ（Dortmunt-Horde）式、ＣＡＳ（Composition Adjustment by Sealed Argon Bubbling）式等のいずれでもよい。この中で、内部構造が複雑な形状をなすＲＨ式二次精錬用容器（以下ＲＨと呼ぶ）の敷き部および側壁部へのＭｇＯ−Ｃれんがと不定形耐火物の適用例を以下に説明する。
【００１３】
先述した要領でＭｇＯ−ＣれんがをＲＨ敷き部に敷設する場合、１種あるいは２種の単純形状（例えば直方体）のれんがを用意する。これらのＭｇＯ−Ｃれんがを、耐火物の各部位の溶損速度を傾向管理した結果、「溶損が著しい（溶損速度が最小溶損速度の部位に対して１．５倍以上ある）」部位である中ノ島部とその周囲に敷き詰める。さらに、やはり環流管や側壁部の「溶損が著しい」部位にあらかじめＭｇＯ−Ｃれんがで組み合わせ製作したものを設置する。このように稼働中に損傷が大きく現れると判断できる箇所には、十分耐用が期待されるＭｇＯ−Ｃれんがを用い、その他の箇所で、「溶損が著しくない（溶損速度が最小溶損速度の部位に対して１．５倍未満である）」はそれよりもＭｇＯ純度の低いＭｇＯ−Ｃれんがあるいは不定形耐火物を適用しても良い。敷き部のＭｇＯ−Ｃれんがの隙間や周囲に使用する不定形耐火物は、流し込み材あるいはプレキャストブロックのどちらでも良い。次に、壁に設置したＭｇＯ−Ｃれんがの裏側にも、不定形耐火物を使用するが、ここは隙間が狭いことから、施工のし易い流し込み材が良い。以上の単純形状のＭｇＯ−Ｃれんがと不定形耐火物との組み合わせにより、築炉作業が簡単であり、さらに内張り全域にわたり高純度ＭｇＯを含有するＭｇＯ−Ｃ材料（高級材）を用いる必要がなく、高級材は必要箇所にとどめた経済的に優れた二次精錬用容器が現出できる。
【００１４】
【実施例】
ＲＨ二次精錬用容器の下部槽の敷き部および側壁部の内張りに対して、ＭｇＯ−Ｃれんがを適用した時の敷設構造とその効果について説明する。図１は、ＲＨ二次精錬用容器の下部槽の上面図、そして図２には断面図を示す。上面図からは敷き部のＭｇＯ−Ｃれんがおよび不定形耐火物の配置を、そして断面図からは敷き部および側壁部の稼働面（ウェア部）と背面（パーマ部）の配置関係が判るように示した。ここで、前記の如く従来の耐火物で実際の設備に内張りした耐火物の各部位の溶損速度を傾向管理した結果、最小溶損速度の部位に対して１．５倍以上となって著しく損傷する部位は、敷き部では、２つの環流管の間の中ノ島部、壁部が環流間に近い部位であった。この損傷部位にＭｇＯ−Ｃれんがを優先的に使用することとした。ＭｇＯ−Ｃれんがの形状は単純形状にし、敷き部に適用した直方体（図中番号１）、円筒（図中番号２）、そして側壁板（図中番号３）とした。さらに、図中番号４の稼働面、図中番号１、２稼働面の背面および５（図中番号３稼働面の背面）に示す部位に不定形耐火物を使用し、材質はアルミナ−スピネル質流し込み材とした。具体的には、ＭｇＯ−Ｃれんが同士の間隔をそれぞれ最短距離５０〜１５０ｍｍとし、そこにアルミナ−スピネル質流し込み材を充填し、固まる前に振動棒（バイブレータ）により、加振して流し込み材内部の気泡を除去した。その後、容器内部全体をガスバーナにより１２００℃まで予熱してから、二次精錬の実操業に供した。
ここで、比較のために、敷き部および側壁部全域にＭｇＯ−Ｃれんがを使用した下部槽とアルミナ−スピネル質の流し込み材を使用した下部槽を準備し、同じように実操業に供し比較した。二次精錬１回分の使用溶鋼量は、約３００ｔｏｎ、温度を１６００〜１６３０℃とした。
【００１５】
実機稼働した時のＭｇＯ−Ｃれんがと不定形耐火物の複合構造、ＭｇＯ−Ｃれんがのみあるいは流し込み不定形耐火物のみで構成した単一構造それぞれの寿命を表１に示す。流し込み材の単一構造のＲＨ二次精錬用容器寿命時間を１００とした時、複合構造およびＭｇＯ−Ｃれんが単一槽の寿命指数は１６０、１８５となり、それぞれ６０％および８５％延びた。これは寿命律速である、あらかじめ溶損が大きいと予想された中の島（図中番号１）や壁部（図中番号３）に、不定形に代わりＭｇＯ−Ｃれんがを使用したことが、寿命延長に結びついたと推測できた。
【００１６】
なお、ＭｇＯ−Ｃれんがそして不定形耐火物との複合構造下部槽とＭｇＯ−Ｃれんがのみで構成される比較下部槽を比較すると、下部槽寿命は同じだが、複合構造の方は寿命律速にならない「溶損が著しくない」部位に不定形耐火物を使用するため、ＭｇＯ−Ｃれんが単一構造の施工時間の１／４と短く、複合構造を採用することで簡易施工、且つ長寿命化が達成できた。さらに、本下部槽の使用後の観察より、環流方向の側壁ＭｇＯ−Ｃれんがの損傷が大きかった。特に激しい損傷箇所では、背面に施した流し込み不定形材が露出した。即ち、背面に不定形材が存在することでＭｇＯ−Ｃれんがを使いきることが可能、そして不定形材に目地が無いことからＭｇＯ−Ｃれんがが消滅したか否かの判定にも有用であること等が判った。さらに、この箇所のＭｇＯ−Ｃれんがを取り外し、新しいれんがに差し替えることで簡単に補修作業が完了した。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【発明の効果】
本発明は、敷き部および側壁部の稼働面にＭｇＯ−Ｃれんが、背面に不定形耐火物を使用する複合構造の二次精錬用容器を使用することで、施工が容易であり、長寿命そして補修が簡単に行え、安定した操業を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＲＨ式二次精錬用容器の下部槽上面図（敷き部、側壁部のＭｇＯ−Ｃれんが配置）。
【図２】図１のＡ−Ａ断面で、ＲＨ式二次精錬用容器の下部槽断面図（敷き部、側壁部のＭｇＯ−Ｃれんがと不定形耐火物の配置）。
【符号の説明】
１    中ノ島部                    ２    円筒部
３    側壁部                      ４、５    不定形耐火物
【図１】
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【図２】
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