(57)【要約】【課題】内張りれんがの施工・解体が容易で、かつ、付着物除去時におけるれんがの脱落を効果的に防止しうる溶鋼処理用取鍋を提供する。【解決手段】溶鋼湯面２６より上方に形成されたフリーボード部２４に、ＭｇＯ含有量が５０〜８０質量％で残部がＣｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３よりなる群から選ばれた少なくとも１種からなる焼成れんがを、Ａｌ２Ｏ３含有量が６０質量％以上のハイアルミナモルタルの目地材を用いて施工し、溶鋼処理中に前記焼成れんがのＭｇＯ成分と前記ハイアルミナモルタルのＡｌ２Ｏ３成分とを反応させてスピネルを生成させることにより、前記焼成れんがと前記ハイアルミナモルタルとを一体結合させて形成した内張り部２７を、フリーボード部２４の全周のうち７０％以上の部分に形成する。【選択図】図１
2007125605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルライン部と、スラグライン部と、溶鋼湯面より上方に形成されたフリーボード部とからなる取鍋本体を有する溶鋼処理用取鍋であって、前記フリーボード部に、ＭｇＯ含有量が５０〜８０質量％で残部がＣｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３よりなる群から選ばれた少なくとも１種からなる焼成れんがを、Ａｌ２Ｏ３含有量が６０質量％以上のハイアルミナモルタルを用いて設け、溶鋼処理中に前記焼成れんがのＭｇＯ成分と前記ハイアルミナモルタルのＡｌ２Ｏ３成分とを反応させてスピネルを生成させることにより、前記焼成れんがと前記ハイアルミナモルタルとを一体結合させて形成した内張り部が、前記フリーボード部の全周のうち７０％以上の部分に形成されてなることを特徴とする溶鋼処理用取鍋。
【請求項２】
前記メタルライン部がスピネル−マグネシア質不定形耐火物で形成されている請求項１に記載の溶鋼処理用取鍋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼処理用取鍋に関し、特に、付着物除去時のれんが脱落防止、内張りれんがの施工・解体の容易化を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていた一般的な溶鋼処理用取鍋の動きとしては、転炉からの受鋼→精錬処理→連続鋳造または造塊鋳込み→取鍋内の残留物排出→取鍋の内・外部の整備→転炉からの受鋼という一連のサイクルを繰り返している。しかしながら、取鍋内の残留物排出を行う際に、取鍋内に固着したスラグや地金等の付着物は排出することができず、特に、溶鋼湯面の上部（フリーボード部）には、多くの付着物が固着して成長する。この付着物は空鍋状態で付着物除去装置を用いて除去している。
【０００３】
例えば、空鍋状態にて点検員が取鍋の内部を点検し、許容以上の付着物を確認した場合には、後記図３に示すように、取鍋の開口部を横に向けた状態に向きを変えて、台車に搭載した付着物除去装置を接近させ、先端部のエアブレーカを用いて、取鍋内の付着物を除去する方法が用いられている。
【０００４】
上述の取鍋内の付着物を除去する装置としては、特許文献１で開示された構成が提案されており、図３にその概要を示している。同図において、符号１で示されるものは溶鋼処理をするための取鍋（取鍋本体）であり、この取鍋１は付着物除去作業場所２に移動され、この付着物除去作業場所２で開口部３を横に向けた状態に向きを変えて取鍋１を鍋置台４上に設置し、さらに、横方向から例えばアトラス等の重機５のハンマ６を挿入して付着物７の除去を行うように構成されている。なお、上記重機５と取鍋１との間には、防熱板８が配設され、取鍋１の背部側に配設された作業デッキ９上では、作業者が作業をすることができるように構成されている。
【０００５】
上記のような取鍋の付着物の除去作業においては、内張り部のれんがに損傷を与えることなく、付着物のみを取り除くことが必要であるが、実際には、固着した付着物（スラグや地金等）とともにれんがが脱落してしまうことがあった。
【０００６】
上記のようなれんがの脱落を防止するために、フリーボード部の上部の押さえ構造の改善や、図４に示すような、フリーボード部のれんがの背部に鉄板を設けた鉄板巻き部１０ａを有する背面鉄板巻きれんが１０を用い、図５に示すように、鉄板同士を融着させて一体構造とし、内張り部２７を形成することによって部分脱落を防止する方法等が採用されてきた。
【０００７】
また、ＭｇＯ含有量が５０〜８０質量％の焼成れんがおよびＡｌ２Ｏ３含有量が６０質量％以上のアルミナモルタル自体は、いずれも単独では特許文献２等で周知であったが、組み合わせることについては提案されていなかった。
【０００８】
また、特許文献３には、主成分としてアルミナとマグネシアを配合し、１０００℃以上の高温における使用中にアルミナとマグネシアを反応させ、膨張性のあるスピネルを生成させるようにしたれんが目地充填材が開示されているものの、ＭｇＯ含有量が５０〜８０質量％の焼成れんがとＡｌ２Ｏ３含有量が６０質量％以上のアルミナモルタルを組み合わせて溶鋼処理中に焼成れんが中のＭｇＯとアルミナモルタル中のＡｌ２Ｏ３とを反応させてスピネルを生成させて焼成れんがとアルミナモルタルとを一体化することについては開示も示唆もなされていない。
【０００９】
また、近年の粗鋼増産態勢下で１鍋当たりの溶鋼処理量が増加しているため、湯面レベルが上昇し、フリーボード部れんがの溶損増大、またれんが表面への地金付着増加によって、フリーボード部れんがの脱落が生じやすくなり、従来より取鍋の寿命がさらに低下する傾向にあり、その対策が喫緊の課題となっている。
【特許文献１】特開平８−１０９３８号公報
【特許文献２】特開平８−２８３０７４号公報
【特許文献３】特開２０００−３０２５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の取鍋内の付着物を除去する装置および方法としては、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
【００１１】
すなわち、上述の特許文献１に開示されたような取鍋の付着物除去装置における課題を解決するために採用された背面鉄板巻きれんがの場合、この背面鉄板巻きれんがは製造工程の工程数が従来よりも増加するため、大幅なコストアップとなっていた。また、れんが解体時には、鉄板融着部を解体することが難しく、解体には多大の時間とコストを必要としていた。また、鉄板部分まで地金が浸透した場合には、地金とともに広範囲のれんがが脱落することがあった。この場合には、フリーボード部における広範囲の吹付け補修が必要となり、取鍋の使用を一旦停止しなければならない場合もあった。
【００１２】
また、特許文献２に開示された耐火モルタルはマグネシアとアルミナを主とした組成で、ＲＨでの実施例では、モルタルの目地溶損防止のためにモルタル自体の耐溶損性を向上させることを目的としており、本願のように、付着物除去時におけるれんがの脱落防止のためには不適であった。
【００１３】
また、特許文献３に開示されたれんが目地充填材は、充填材（モルタル）中でスピネル反応を起させてモルタルを膨張させることで、目地部への溶鋼の差込みを防止しようとするものであり、つまりはモルタル自体は強化されるとしても、れんがとモルタルとはせいぜい物理的に密着するに留まり、本願のように、れんがとモルタルとの間でスピネル反応を起させて両者を化学的に接着させるものではないため、付着物除去装置の衝撃によるれんが脱落を防止する効果は期待できない。
【００１４】
また、れんがの材質からみても、従来のフリーボード部れんがである高アルミナ質れんがは取鍋中の塩基性スラグに溶損されやすく、またスラグライン部に使用されているマグネシアカーボン質れんがでは耐溶損性は高いものの、これをフリーボード部に用いると大気でカーボンが酸化されてれんがが脆くなるため、付着物除去装置の衝撃に耐えられない。
【００１５】
したがって、取鍋のフリーボード部には耐溶損性が高くかつ付着物除去装置の衝撃に耐えることのできるれんがが必要とされる。
【００１６】
以上のような状況に鑑み、本発明は、内張りれんがの施工・解体が容易で、かつ、付着物除去時におけるれんがの脱落を効果的に防止しうる溶鋼処理用取鍋を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、メタルライン部と、スラグライン部と、溶鋼湯面より上方に形成されたフリーボード部とからなる取鍋本体を有する溶鋼処理用取鍋であって、前記フリーボード部に、ＭｇＯ含有量が５０〜８０質量％（以下、「質量％」を単に「％」と略記する。）で残部がＣｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３よりなる群から選ばれた少なくとも１種からなる焼成れんがを、Ａｌ２Ｏ３含有量が６０％以上のハイアルミナモルタルを用いて設け、溶鋼処理中に前記焼成れんがのＭｇＯ成分と前記ハイアルミナモルタルのＡｌ２Ｏ３成分とを反応させてスピネルを生成させることにより、前記焼成れんがと前記ハイアルミナモルタルとを一体結合させて形成した内張り部が、前記フリーボード部の全周のうち７０％以上の部分に形成されてなることを特徴とする溶鋼処理用取鍋である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記メタルライン部がスピネル−マグネシア質不定形耐火物（以下、「不定形耐火物」を「キャスタブル」ともいう。）で形成されている請求項１に記載の溶鋼処理用取鍋である。
【００１９】
スピネル−マグネシア質キャスタブルとしては、アルミナ８０〜９７％、マグネシア３〜２０％、その他耐火物微粉、金属粉末、ファイバ、バインダ等各種添加剤からなるものが好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る溶鋼処理用取鍋は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
【００２１】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、フリーボード部の全周のうち一定以上の部分に、ＭｇＯ含有量が５０〜８０質量％で残部がＣｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３よりなる群から選ばれた少なくとも１種からなる焼成れんがを、Ａｌ２Ｏ３含有量が６０質量％以上のハイアルミナモルタルを用いて設けることにより内張り部を形成しているため、この内張り部が溶鋼処理中に加熱されて生成したスピネルにより上記焼成れんがと上記ハイアルミナモルタルとが一体化して内張り部が極めて強固に形成されるので、付着物の除去作業時における空鍋状態での取鍋のれんがの脱落を防止することができる。また、内張り部を焼成れんがとモルタルのみで構成しているので、施工・解体が容易である。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明によれば、メタルライン部を高耐食性のスピネル−マグネシア質キャスタブルで形成しているので、メタルライン部の耐火物寿命が延長され、上記付着物除去時におけるれんがの脱落防止の効果と相まって取鍋寿命がさらに延長される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る溶鋼処理用取鍋は、フリーボード部に少なくともＭｇＯ含有量が５０〜８０％の焼成れんがをハイアルミナモルタルで内張りし、付着物除去時のれんが脱落防止、内張りれんがの施工・解体の容易化を得るようにした溶鋼処理用取鍋である。
【００２４】
[実施形態]
以下、図面を参照しつつ本発明に係る溶鋼処理用取鍋の好適な実施形態について説明する。なお、従来例と同一または同等部分については、同一符号を用いて説明を行う。
【００２５】
図１において、符号１で示されるものは全体形状がカップ型をなす取鍋本体であり、この取鍋本体の内壁には、キャスタブル材２０からなるメタルライン部２１と、ＭｇＯ−Ｃれんが２２からなるスラグライン部２３と、フリーボード部２４とが順次形成されている。
【００２６】
フリーボード部２４は、取鍋本体１の内部に収容された溶鋼２５のスラグ層２５Ａ上面である溶鋼湯面２６から上の部分の領域を示している。
【００２７】
フリーボード部２４の内張り部２７は、ＭｇＯ含有量が５０〜８０質量％で残部がＣｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３よりなる群から選ばれた少なくとも１種からなる焼成れんが（図示せず）を、Ａｌ２Ｏ３含有量が６０％以上のハイアルミナモルタルを用いて目地等を埋めることによって内張りした構造で形成されている。
【００２８】
上記焼成れんがは、フリーボード部２４の全周のうち７０％以上の部分に形成する必要があり、実際には、ＭｇＯ含有量５０〜８０％のマグクロれんが、または、マグネシアスピネル質れんがを適用し、各れんが間の目地材としてハイアルミナ質モルタルを使用することで、使用中（溶鋼処理中）に目地材である上記ハイアルミナ質モルタル中のＡｌ２Ｏ３成分とれんが中のＭｇＯ成分がスピネル生成反応を起して生成したスピネルにより強固なスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）ボンドを形成することができる。
【００２９】
ここで、上記焼成れんがを形成する範囲を、フリーボード部２４の全周のうち７０％以上とした理由を以下に述べる。すなわち、付着物は通常、フリーボード部２４の全周に一様に形成されることは少なく、取鍋へのランスの設置位置の偏り等の影響により上記全周のうち特定の範囲に形成されやすいため、そのような範囲にのみ上記焼成れんがを形成すれば本発明の目的の一つである付着物除去時におけるれんがの脱落防止を達成できるからである。このれんが脱落防止の目的をより確実に達成するため、上記焼成れんがを形成する範囲は、フリーボード部２４の全周のうち８０％以上とするのがさらに好ましい（後記実施例１、図２参照）。
【００３０】
上記スピネルボンドは、極めて強力な接着力を発揮することができ、従来のような鉄板を用いた鉄板巻きによる背部融着構造を採用しなくても、これに相当する強さを有するれんがの一体化構造を得ることができ、付着物除去時のれんが脱落防止を達成することができる。
【００３１】
また、実際に上記構成からなる取鍋の製作を行った結果、その施工方法、施工コストおよび解体については、従来の通常の耐火物構成に対する施工とほとんど同じであり、鉄板巻きれんがの施工および解体よりも格段に容易で、施工コストも大幅に低減できることが確認できた。
【００３２】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
まず、２５０ｔ取鍋のフリーボード部２４の内張り部２７にＭｇＯ：６２％、Ｃｒ２Ｏ３：２２％の焼成マグクロれんがを、取鍋の円周方向における施工範囲を変更して施工したときの取鍋寿命に及ぼす影響を調査し、その結果を図２に示す。なお、内張り部２７の残部はＡｌ２Ｏ３：８０％のハイアルミナれんがで施工し、目地材としては内張り部２７の全周すべてにおいてＡｌ２Ｏ３：７０％のハイアルミナモルタルを用いた。また、スラグライン部はＭｇＯ：７５％、Ｃ：１５％のＭｇＯ−Ｃれんが、メタルライン部はＡｌ２Ｏ３：８７％、Ｃ：１５％のＡｌ−Ｍｇ質キャスタブルで施工した。
【００３４】
同図に示すように、フリーボード部２４全周の７０％以上施工することにより平均９０ｃｈ以上、８０％以上施工することにより平均９５ｃｈの耐用が実現され、十分な効果が得られることが確認された。
【実施例２】
【００３５】
次に、上記実施例１と同じ２５０ｔ取鍋フリーボード部２４の内張り部２７に、れんが材質とモルタル材質の組み合わせを種々変更して施工したときの取鍋寿命に及ぼす影響を調査し、その結果を表１に示す。なお、上記各材質の組み合わせの施工範囲はいずれも１００％（全周全て）とした。
【００３６】
同表において、中修理寿命とは、フリーボード部およびスラグライン部の耐火物寿命に相当し、大修理寿命とは、取鍋全体の寿命に相当し、メタルライン部の耐火物寿命に律速される。なお、この取鍋では、大修理寿命は中修理寿命の４倍になるように目標設定されている。
【００３７】
同表から明らかなように、れんが材質とモルタル材質のうち、両方の材質ともまたはいずれかの材質が本発明の規定する成分範囲を外れる場合（Ｎｏ．１〜４）には、本実施例において目標とする中修理寿命９０ｃｈをいずれも達成できないのに対し、本発明の規定する成分範囲のれんが材質とモルタル材質との組み合わせによる施工の場合（Ｎｏ．５，６）には、上記目標の中修理寿命９０ｃｈを超える９５ｃｈを達成できることが確認された。
【００３８】
なお、Ｎｏ．５および６では、中修理寿命はいずれも９５ｃｈを達成できたものの、大修理寿命は、メタルライン部２１をアルミナーマグネシア質（Ａｌ−Ｍｇ質）キャスタブルで施工したＮｏ．５では目標設定値である中修理寿命の４倍の３８０ｃｈに足りない３６５ｃｈまでしか到達しなかったが、メタルライン部２１をスピネルーマグネシア質（ＳＰ−Ｍｇ質）キャスタブルで施工したＮｏ．６では上記目標設定値である３８０ｃｈを達成することができた。
【表１】
2007125605.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、溶鋼処理用取鍋だけではなく、他の鉄鋼製造プロセスにおいて使用される耐火れんがで内張りされた容器、例えば溶銑鍋、トピード、転炉などへの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る溶鋼処理用取鍋を示す断面図である。
【図２】実施例１における、焼成マグクロれんがの円周方向における施工範囲と取鍋寿命との関係を示すグラフ図である。
【図３】取鍋の付着物の除去作業を説明するための部分断面図である。
【図４】従来の背面鉄板巻きれんがを示す斜視図である。
【図５】図４の背面鉄板巻きれんがを用いた内張り部の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：取鍋本体
２１：メタルライン部
２３：スラグライン部
２４：フリーボード部
２６：溶鋼湯面
２７：内張り部
【図１】
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【図２】
2007125605.tif 000005
【図３】
2007125605.tif 000006
【図４】
2007125605.tif 000007
【図５】
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