(57)【要約】【課題】ステンレス鋼の溶製における取鍋精錬におけるポーラスプラグの従来の問題点を解決し、ポーラスプラグの早期消耗を防止してコストの低減を図り、さらに作業負荷を軽減することである。【解決手段】ポーラスプラグ１の本体５をＡｌ２Ｏ３：９１％、ＳｉＯ２：７％、残部不純物からなり、気孔率３５．２％、圧縮強度：３４ＭＰａの耐火物から形成し、このポーラスプラグ１の本体５の最先端部にＲＨ処理中の浸潤を防ぐ気孔率すなわち通気性が本体より低く、かつ溶鋼の浸潤の少ない材質の耐火物、例えば、ＭｇＯ：９４％、ＳｉＯ２：３％、残部不純物からなり、気孔率４．９％、圧縮強度：４０ＭＰａの耐火物である浸潤防止部２の第１層を形成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋のポーラスプラグの本体の先端部に、本体より気孔率が低く、かつ溶鋼の浸潤の少ない材質の耐火物からなる浸潤防止部の第１層を積層したことを特徴とするステンレス鋼用の取鍋ポーラスプラグ。
【請求項２】
取鍋のポーラスプラグの本体の先端部に、本体より気孔率が低く、かつ溶鋼の浸潤の少ない材質の耐火物からなる浸潤防止部の第１層を積層し、さらに、その内側にガス流により剥離し易い強度の弱い材質の耐火物からなる易剥離部の第２層を積層したことを特徴とするステンレス鋼用の取鍋ポーラスプラグ。
【請求項３】
耐火物からなる浸潤防止部の第１層は気孔率が０超〜２０％で、圧縮強度が３０〜６０ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼用の取鍋ポーラスプラグ。
【請求項４】
耐火物からなる浸潤防止部の第１層は気孔率が０超〜２０％で、圧縮強度が３０〜６０ＭＰａであり、耐火物からなる易剥離部の第２層は気孔率が２０〜５０％で、圧縮強度が１０〜３０ＭＰａであることを特徴とする請求項２に記載のステンレス鋼用の取鍋ポーラスプラグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステンレス鋼用の取鍋精錬法のガス撹拌における不活性ガスを吹き込むための取鍋に使用するポーラスプラグに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気炉などで溶製された溶鋼をガス撹拌を利用して二次精錬する取鍋精錬法においては、成分・温度の調整のため取鍋底部に取り付けたポーラスプラグを介して溶鋼中に不活性ガスを吹き込んで溶鋼を撹拌する。すなわち、電気炉にて溶解された溶鋼は取鍋に受け、機械構造用炭素鋼のＳＣや機械構造用合金鋼のＳＣＲなどの一般鋼の場合では、取鍋（ＬＦ）でのガス撹拌などによる精錬・成分及び温度調整、ＲＨ脱ガス法での脱炭を経て連続鋳造（ＣＣ）により鋼塊に鋳込まれ、ステンレス鋼の場合は、ＲＨ脱ガス法での脱炭、取鍋（ＬＦ）での精錬・成分及び温度調整の処理を経て連続鋳造により鋼塊に鋳込まれる。このＬＦ処理では反応促進及び成分・温度の均質性を確保するため、溶鋼を撹拌する必要がある。そのため取鍋底に配置したポーラスプラグによりガス撹拌用のガスを流している。そしてこのポーラスプラグはその名のとおりポーラスな耐火物で出来ており、必要なガス流量を通すだけの通気性を確保している。
【０００３】
ところでこのポーラスプラグには、溶鋼が浸潤して目詰まりが生じて剥離が発生し、あるいは溶鋼により溶損する。しかしながら、図３に示すように、機械構造用炭素鋼のＳＣや機械構造用合金鋼のＳＣＲなどの一般鋼用では、ＬＦ処理が先に行われ、次いでＲＨ処理されるので、ポーラスプラグのＬＦでの溶損は小さく、さらにＲＨでの浸潤も小さく、このためポーラスプラグは３〜５回程度で交換している。ところがステンレス鋼用に使用した場合では、ＲＦ処理が先に行われ、次いでＬＦ処理が行われるが、ポーラスプラグへの溶鋼のＲＨでの浸潤は大きく、従って、ＬＦでの溶損も大きくなり、このため、ポーラスプラグは溶損および剥離が激しく、１回使用で寿命としている。このため、コストアップとなり、また、作業負荷の増大となっていた。
【０００４】
従来のポーラスプラグをステンレス鋼用に使用した場合の損耗過程を図２で説明する。ポーラスプラグ１１は本体１５からなり、取鍋底から差し込んだ本体１５の取鍋内の溶鋼と接する先端側の部分は、ＲＨ処理中に溶鋼が浸潤する部分の溶鋼浸潤層１２である。ところで、ステンレス鋼の溶製は、上記した図３に示すようにＲＨ処理した後にＬＦ処理する。そこでＲＨ処理に続くＬＦでのガス撹拌のガス流し始め時に、このＲＨ処理において溶鋼がポーラスプラグ１１の先端部に浸潤した溶鋼浸潤層１２では、ＬＦのガス撹拌による撹拌用のガスが通らないので、剥離部１３で撹拌用のガスのガス圧によって剥離することとなる。その結果、ＬＦ処理時には剥離した本体１５の残部の先端部である溶損部１４で溶鋼により溶損することとなり、１回使用で寿命が終了する問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ステンレス鋼の溶製における取鍋精錬におけるポーラスプラグの従来の問題点を解決し、ポーラスプラグの早期消耗を防止してコストの低減を図り、さらに作業負荷を軽減することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポーラスプラグの大きな剥離による早期消耗を防止するため、ポーラスプラグの本体の溶鋼と接する側の部分に比較的薄い層からなる気孔率（通気性）が低く、溶鋼の浸潤の少ない材質からなる第１層を積層して本体に設けて積層構造のプラグ本体とし、さらに、他の手段として第１層の内側に、剥離し易い強度の弱い材質からなる第２層を積層して積層構造のポーラスプラグの本体とし、ポーラスプラグを本体と合わせて二層又は三層構造に形成する。この二層または三層構造とすることでステンレス鋼の溶製において、ＲＨ処理におけるポーラスプラグへの溶鋼の浸潤を第１層で防止し、さらに、ＲＨ処理に続くＬＦ処理開始時には、二層構造のプラグである場合には、先端部に近い第１層の内側の本体との境界部分で、あるいは、三層構造のプラグである場合では第２層で剥離し、ポーラスプラグの本体の大部分は残存してプラグ寸法とガス流量の双方を確保できるものとする。
【０００７】
すなわち、課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、取鍋のポーラスプラグの本体の先端部に、本体より気孔率が低く、かつ溶鋼の浸潤の少ない材質の耐火物からなる浸潤防止部の第１層を積層したことを特徴とするポーラスプラグである。
【０００８】
請求項２の発明では、取鍋のポーラスプラグの本体の先端部に、本体より気孔率が低く、かつ溶鋼の浸潤の少ない材質の耐火物からなる浸潤防止部の第１層を積層し、さらに、その内側にガス流により剥離し易い強度の弱い材質の耐火物からなる易剥離部の第２層を積層したことを特徴とするステンレス鋼用の取鍋ポーラスプラグである。
【０００９】
請求項３の発明では、耐火物からなる浸潤防止部の第１層は気孔率が０超〜２０％で、圧縮強度が３０〜６０ＭＰａであることを特徴とする請求項１の手段のステンレス鋼用の取鍋ポーラスプラグである。
【００１０】
請求項４の発明では、耐火物からなる浸潤防止部の第１層は気孔率が０超〜２０％で、圧縮強度が３０〜６０ＭＰａであり、耐火物からなる易剥離部の第２層は気孔率が２０〜５０％で、圧縮強度が１０〜３０ＭＰａであることを特徴とする請求項２の手段のステンレス鋼用の取鍋ポーラスプラグである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のポーラスプラグを模式的に示す断面図である。図１において、ポーラスプラグ１の本体５は、例えばＡｌ２Ｏ３：９１％、ＳｉＯ２：７％、残部不純物からなり、気孔率３５．２％、圧縮強度：３４ＭＰａの耐火物からなる。このポーラスプラグ１の本体５の最先端部に、ＲＨ処理中の浸潤を防ぐために、本体５より気孔率すなわち通気性が低く、溶鋼の浸潤の少ない材質の耐火物、例えば、ＭｇＯ：９４％、ＳｉＯ２：３％、残部不純物からなり、気孔率４．９％、圧縮強度：４０ＭＰａの耐火物からなる浸潤防止部２の第１層を積層して形成する。このようにポーラスプラグ１を本体５と浸潤防止部２の第１層とからなる二層構造に形成することで、ステンレス鋼のＲＨ処理時に溶鋼がポーラスプラグ１の先端部の第１層から浸潤することがない。次いでＲＨ処理に続くＬＦ時のガス撹拌のガス出し始めに、浸潤防止部２の第１層の下部と本体５との境界部分である易剥離部３で、ポーラスプラグ内に吹き入れられるガスの流入圧力により浸潤防止部２の第１層を剥離させる。なお、この場合は、易剥離部３は本体５の境界部分であり、次に述べる他の実施の形態におけるように第２層として格別に形成したものではない。ポーラスプラグ１をこのように二層構造に形成した結果、ポーラスプラグ１が溶損される溶損部４の部分は本体５の先端部に限定することができ、本体５の大部分は残存することとなる。
【００１２】
他の実施の形態では、図１を用いて同様に説明するが、上記の第１の実施の形態と同様の耐火物からなるポーラスプラグ１の本体５の最先端部に、ＲＨ処理中の浸潤を防ぐために、同じく上記の実施の形態と同様の素材のＭｇＯ：９４％、ＳｉＯ２：３％、残部不純物からなり、気孔率４．９％、圧縮強度：４０ＭＰａの耐火物からなる浸潤防止部２の第１層を形成し、その浸潤防止部２の第１層の下の本体５との間に、本体５の耐火物よりもさらに圧縮強度の低い耐火物である易剥離部３である第２層を積層してポーラスプラグ１を浸潤防止部２の第１層と易剥離部３である第２層とその下の本体５の三層構造としたものである。この場合、第２層の易剥離部３は、例えば、Ａｌ２Ｏ３：８４％、ＳｉＯ２：１１％、残部不純物からなり、気孔率３９．２％、圧縮強度：１１ＭＰａの耐火物から積層するものとする。このように本体５と別体の第２層の易剥離部３を積層して設けることで、ＲＨ処理に続くＬＦ時のガス撹拌のガス出し始めに、ポーラスプラグ内に吹き入れられるガスの流入圧力により浸潤防止部２の第１層の下部の本体５の上に積層された第２層である易剥離部３で上記の実施の形態よりも一層容易に浸潤防止部２である第１層を剥離させ、ポーラスプラグ１の溶損部４を本体５のより先端部に限定することができる。
【００１３】
上記した各実施の形態とすることにより、ステンレス鋼の取鍋精錬による溶製において、従来はポーラスプラグ１の寿命が１回の溶製のみしか寿命が持たなかったものが、本実施のポーラスプラグ１では２回使用することが出来るようになった。
【００１４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願の発明は、取鍋精錬におけるガス撹拌用のガスを吹き込むためのポーラスプラグの構造において、ステンレス鋼の溶製時にＲＨ処理時に溶鋼の浸潤を防止する浸潤防止部である第１層をポーラスプラグの本体の溶鋼側の先端に積層することで、あるいは、さらにその第１層の下層にＬＦ処理時に一層容易に剥離する強度の低い易剥離層を第２層として積層することで、ＲＨ処理時に溶鋼がポーラスプラグに浸潤することを防止して、ＬＦ処理時の吹き込みガスのガス圧力によるポーラスプラグの剥離をポーラスプラグの本体の先端部に限定して、さらに本体の溶損部もポーラスプラグの先端部に限定することで、ポーラスプラグの使用回数を増大して、コストの低下を図り、かつ、作業負荷を軽減することができる優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポーラスプラグを模式的に示す断面図である。
【図２】従来のポーラスプラグをステンレス鋼用に使用した場合の損耗過程を説明する図である。
【図３】一般鋼とステンレス鋼の溶製工程におけるポーラスプラグの溶損および浸潤を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
１　ポーラスプラグ
２　浸潤防止部
３　易剥離部
４　溶損部
５　本体
１１　ポーラスプラグ
１２　溶鋼浸潤層
１３　剥離部
１４　溶損部
１５　本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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