(57)【要約】【課題】  取鍋等の溶鋼容器の内面にスラグが付着するビルドアップを防止する。【解決手段】  取鍋１の内面の溶鋼ライン部６をドロマイト質の耐火物で内張りする。耐火物は、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｃおよび不可避不純物からなっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器であって、少なくとも前記溶鋼容器内に装入された溶鋼が滞留する溶鋼ライン部に内張りされた前記耐火物がドロマイトからなることを特徴とする溶鋼容器。
【請求項２】
前記耐火物が、更に、質量％で、２〜５％のＣを含有する請求項１記載の溶鋼容器。
【請求項３】
内面が耐火物によって内張りされ、前記耐火物は、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％および不可避不純物を含有し、且つ、含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器。
【請求項４】
内面が耐火物によって内張りされ、前記耐火物は、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％、Ｃ：２〜５％および不可避不純物を含有し、且つ、含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器。
【請求項５】
内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器であって、少なくとも前記溶鋼容器内に装入された溶鋼が滞留する溶鋼ライン部が、請求項３または４に記載の耐火物からなることを特徴とする溶鋼容器。
【請求項６】
転炉において製錬した溶鋼を取鍋に移し、次いで、前記溶鋼を連続鋳造する鋼の製造方法において、前記取鍋として請求項１から５のうちの何れか１に記載の溶鋼容器を用いることを特徴とする鋼の製造方法。
【請求項７】
内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器の前記耐火物であって、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％および不可避不純物を含有し、且つ、含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器の内張り耐火物。
【請求項８】
内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器の前記耐火物であって、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％、Ｃ：２〜５％および不可避不純物を含有し、且つ、前記含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器の内張り耐火物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶鋼中に発生するスラグ対策として有効な溶鋼容器、それを用いた鋼の製造方法、および、溶鋼容器の内張り耐火物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼製造プロセスでは、溶鋼を貯留したり、製錬したり、スラブの鋳型に鋳込むために耐火物が内張りされた容器が使用されている。例えば、連続鋳造工程で使用する取鍋の内張り耐火物には、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）質の耐火物が多用されている。
【０００３】
ところがＡｌ2Ｏ3質の内張り耐火物では、取鍋の内面にスラグが付着する、いわゆるビルドアップの問題がある。そのため、ビルドアップされたスラグによって取鍋の有効体積が減少し、１チャージ当たりの処理量が減少してしまったり、取鍋内面の耐火物に付着したスラグが鋳造中に剥がれ、溶鋼の温度が下がって鋳造ができなくなったり、取鍋のノズルがスラグによって閉塞し、溶鋼流れに支障をきたす等の問題があった。
【０００４】
従来から、これらの容器内面の耐火物の付着に対応して、下記（１）、（２）に示す種々の対策が取られている。
【０００５】
（１）連続鋳造後、取鍋内面に付着したスラグを除去する方法として、削岩用解体機によって付着物を除去する方法や、高酸素負荷バーナーによって付着物を溶解除去する方法が用いられている（以下、「先行技術」という）。
【０００６】
（２）また、溶鋼容器の内面にスラグが付着すること自体を防止する方法として、スラグの存在下で低融点化合物を生成する添加物を溶鋼容器のスラグ上に投入する方法が開示されている。例えば、特許文献１には、ホタル石１０〜８０ｗｔ.％および石灰石９０〜２０ｗｔ.％を主材としてなる溶鋼容器用スラグビルドアップ防止剤を溶鋼容器内のスラグに投下する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１１６１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した（１）、（２）には下記に示す問題がある。
【０００９】
（１）先行技術のように、削岩用解体機で取鍋に付着したスラグを除去すると、取鍋内面の破損は避けられず、取鍋の寿命を低下させる。また、除去作業は取鍋が冷えてからの作業になるため、連続的に取鍋を使用することができないばかりか、取鍋の使用に際して、必要な温度まで上げなければならないので、熱エネルギーロスや転炉耐火物の寿命低下にもつながるという弊害も発生する。
【００１０】
（２）特許文献１に示した溶鋼容器内のスラグにビルドアップ防止剤を添加する技術においては、ビルドアップ防止剤を添加する工程が追加されるため、製造コストの上昇につながる問題がある。
【００１１】
以上より、工程の中断がなく、エネルギーコストおよび製造効果の両面で有利な製造技術の開発が望まれている。
【００１２】
従って、この発明の目的は、上述の課題を解決し、溶鋼中に発生するスラグの影響を極力防止することができる溶鋼容器、それを用いた鋼の製造方法および内張り耐火物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、連続使用に耐え得る溶鋼容器の構造並びに鋼の製造方法等について鋭意研究を重ねた結果、ビルドアップを防止させる成分を含む耐火物を見出し、前記耐火物を溶鋼容器の内面に内張りすることにより、連続的に使用できる溶鋼容器並びに鋼の製造方法を得られることを知見した。この発明は、上記知見によってなされたものであり、次のような構成を有している。
［１］内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器であって、少なくとも前記溶鋼容器内に装入された溶鋼が滞留する溶鋼ライン部に内張りされた前記耐火物がドロマイトからなることを特徴とする溶鋼容器。
［２］前記耐火物が、更に、質量％で、２〜５％のＣを含有することを特徴とする前項［１］に記載の溶鋼容器。
［３］内面が耐火物によって内張りされ、前記耐火物は、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％および不可避不純物を含有し、且つ、含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器。
［４］内面が耐火物によって内張りされ、前記耐火物は、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％、Ｃ：２〜５％および不可避不純物を含有し、且つ、含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器。
［５］内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器であって、少なくとも前記溶鋼容器内に装入された溶鋼が滞留する溶鋼ライン部が、前項［３］または［４］に記載の耐火物からなることを特徴とする溶鋼容器。
［６］転炉において製錬した溶鋼を取鍋に移し、次いで、前記溶鋼を連続鋳造する鋼の製造方法において、前記取鍋として前項［１］から［５］のうちの何れか１に記載の溶鋼容器を用いることを特徴とする鋼の製造方法。
［７］内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器の前記耐火物であって、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％および不可避不純物を含有し、且つ、含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器の内張り耐火物。
［８］内面が耐火物によって内張りされた溶鋼容器の前記内張り耐火物であって、質量％で、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％、Ｃ：２〜５％および不可避不純物を含有し、且つ、含有物の合計が１００％であることを特徴とする溶鋼容器の内張り耐火物。
【発明の効果】
【００１４】
取鍋等の溶鋼容器に内張りされた耐火物中に含有されているＣａＯがスラグと反応し、スラグが溶鋼容器の内面に付着するビルドアップが防止され、溶鋼装入量の減少を防ぐことができ、歩留まりを大幅に向上できる。
【００１５】
ＭｇＯや更にＣが含有されているため、従来の溶鋼容器と同等の耐用度が得られる。
【００１６】
ビルドアップ防止剤を添加する工程を必要としないので作業効率が良好である。
【００１７】
溶鋼容器の内面に付着したスラグを取り除く作業が不要となり、この除去作業のための中断がなくなり、転炉耐火物や溶鋼容器の冷却による熱エネルギーロスや寿命低下が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１９】
本発明の溶鋼容器、例えば、取鍋においては、容器内面に、ＣａＯ（酸化カルシウム）およびＭｇＯ（酸化マグネシウム）からなるドロマイトおよび不可避不純物からなる耐火物が内張りされている。耐火物には、必要に応じて、更に、Ｃ（炭素）を含有することもできる。Ｃを含むカーボンドロマイトを用いることもできる。このように、取鍋の内面の内張りを、ドロマイト質の耐火物によって構成することにより、所望のビルドアップ防止効果が得られる。
【００２０】
ＣａＯは、取鍋内に装入された溶鋼により溶けてスラグと反応し、スラグの融点を下げ低融点にして取鍋内面への付着を防止しビルドアップを防ぐ作用を有する。耐火物中のＣａＯの好ましい含有量の範囲は、質量％（以下、「ｍａｓｓ％」）で５０〜９０ｍａｓｓ％である。ＣａＯ含有量が５０ｍａｓｓ％未満では、前記作用があまり顕著とならない。一方、ＣａＯ含有量が９０ｍａｓｓ％超えでは、複合して用いられるＭｇＯの含有量が少なくなり、内張り耐火物としての耐用度が減少する。
【００２１】
ＭｇＯは、耐火物の耐用度を確保する作用を有する。ＭｇＯの好ましい含有量の範囲は、１０〜４０ｍａｓｓ％である。ＭｇＯ含有量が１０ｍａｓｓ％未満では、内張り耐火物としての耐用度が減少する。一方、ＭｇＯ含有量が４０ｍａｓｓ％超えでは、ＣａＯの含有量が減少しビルドアップ防止作用に影響する。このように、ＣａＯ：５０〜９０ｍａｓｓ％、ＭｇＯ：１０〜４０ｍａｓｓ％の範囲内で含有し、不可避不純物を含め合計を１００ｍａｓｓ％としてＣａＯおよびＭｇＯの複合構造とすることにより、ＣａＯによりビルドアップの成長を防止し且つＭｇＯにより所望の耐用度を得ることができる。
【００２２】
Ｃは、耐火物の耐久性を強化するために用いる。取鍋は１日に複数回（複数チャージ）、例えば、４〜８回位使用されるが、本発明耐火物はＣａＯを所定量含有するドロマイト質であるため、割れ、破損などのスポーリング性が問題となる。例えば、取鍋を１日に複数回使用する場合において、１回の使用の後、次の使用までの時間的間隔の間に取鍋が冷えて耐火物の温度が下がり、加熱時（溶鋼装入）と冷却時（溶鋼なし）との温度差により耐火物が割れる原因となる。特に、間隔が長くなると冷えが顕著となる。従って、耐火物に、更に、Ｃを２〜５ｍａｓｓ％含有して耐久性を強化する。すなわち、Ｃは、耐火物の耐用度を向上する作用を有する。このように、ＣａＯ：５０〜９０％、ＭｇＯ：１０〜４０％Ｃ：２〜５ｍａｓｓ％の範囲内で含有し、不可避不純物を含め合計を１００ｍａｓｓ％とすることにより、ＣａＯによりビルドアップの成長を防止し且つＭｇＯにより所望の耐用度を得、そして、Ｃにより耐用度が強化される。Ｃ含有量が２ｍａｓｓ％未満では、上記作用に所望の効果が得られない。一方、Ｃ含有量が５ｍａｓｓ％を超えると、溶鋼中に溶け出したＣによって溶鋼中のＣ量が増加し、製品（溶鋼）の成分調整に影響がでる。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態に係る連続鋳造に用いる取鍋の断面構造を示す概念図である。図１に示すように、取鍋１内に装入された溶鋼２は、取鍋１の下方の溶鋼ライン部６に滞留し、一方、スラグ３は溶鋼２の上方のスラグライン部５に位置する。従って、装入された溶鋼２が多くの時間接触するのは、溶鋼が滞留する溶鋼ライン部６である。すなわち、ビルドアップの成長により溶鋼装入量の減少に影響するのは溶鋼ライン部６に付着したスラグである。従って、スラグライン部５を、ＣａＯを含まない耐火物、例えば、ＭｇＯあるいはＡｌ2Ｏ3を主体とする耐火物によって構成しても、溶鋼装入量にさほど影響しない。すなわち、溶鋼ライン部６を本発明の耐火物によって構成し、スラグライン部５は、ＣａＯを含まない耐火物、例えば、ＭｇＯあるいはＡｌ2Ｏ3を主体とする耐火物によって構成することもできる。
【実施例】
【００２４】
次に、この発明を実施例により更に詳細に説明する。
【００２５】
本発明の耐火物を取鍋型の溶鋼容器に適用した。図１に示すように、取鍋１の内面を、底面（以下、底面を「敷き」という）４、下側の内側面を構成する溶鋼ライン部６、および、溶鋼ライン部６の上方の上側の内側面を構成するスラグライン部５とに分け、敷き４は、Ａｌ2Ｏ3を主体とする耐火物、スラグライン部５は、ＭｇＯを主体とする耐火物により内張りし、そして、溶鋼ライン部６は、表１に示す本発明例１〜１０に示す本発明耐火物によって内張りし、取鍋の供試体を調製した。比較例として、溶鋼ライン部６に、Ａｌ2Ｏ3を主体とする表１に示す耐火物を内張りし、敷き４およびスラグライン部５は、本発明供試体と同様にＭｇＯやＡｌ2Ｏ3を主体とする耐火物によって内張りした取鍋の供試体を調製した。表１の「その他」の項に示す「Ｂａｌ．」は、不可避不純物を含む。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
そして、鋼の製造プロセスにおいて転炉において精錬した溶鋼を連続鋳造する際に、上記の取鍋の供試体の各々を用い、溶鋼の装入、排出を複数回（複数チャージ）繰り返す操業を実施した。そして、実施の終了時に、取鍋の溶鋼装入量がどれだけ減少したかを調べた。実施は、耐火物が溶けて取鍋１が使用不能になるまで行い、耐火物の所定の張替え時期を終了時期とした。
【００２８】
図２は、本発明例３および比較例について溶鋼装入量の減少を示すグラフである。図２に示すように、ＣａＯを５７ｍａｓｓ％含有する本発明例３は、実施開始時の溶鋼装入量を１００％とすると、終了時の装入量が開始時の９５％であり、減少量は５％とわずかで、ビルドアップの成長が防止され溶鋼ライン部６にスラグがほとんど付着しないことがわかる。なお、評価は、終了時の溶鋼装入量が９５％以上のものが◎印、終了時の溶鋼装入量が９０％以上のものが○印、終了時の溶鋼装入量が９０％未満のものが×印であった。また、図示はしないが、本発明例１、２、４〜１０についても調べた結果、表１に示すように、ビルドアップの防止状況は良好であった。一方、比較例は、終了時の溶鋼装入量が８０％であり、ビルドアップの成長が大きいことがわかる。
【００２９】
更に、本発明例および比較例について、耐火物の耐用度を調べた。評価は、実施終了時に耐火物に割れなどの損傷が発生していないものを○印、発生しているものを×印とした。その結果、本発明例１〜１０には損傷は発生していなかった。比較例と同等の耐用度を有することがわかる。
【００３０】
以上の結果から、本発明例によれば、比較例よりもビルドアップの成長を大幅に低減でき、溶鋼装入量の減少を防ぐことができ、しかも、比較例と同等の耐用度を備え、歩留まりを大幅に向上できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態に係る連続鋳造に用いる取鍋の断面構造を示す概念図である。
【図２】この発明の実施例に係る本発明例および比較例の溶鋼装入量の減少を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１  取鍋
２  溶鋼
３  スラグ
４  敷き
５  スラグライン部
６  溶鋼ライン部
【図１】
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【図２】
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