(57)【要約】【課題】転炉内張り耐火物の表面に耐久性に優れたスラグコーティングを行うことで該耐火物の損耗を抑制し保護する方法を提案することにある。【解決手段】転炉出鋼後に炉内に残留させたスラグを、炉内内張り耐火物の表面に付着させて保護する際に、炉内残留スラグに、シリコン含有物質、またはさらに高融点物質を添加した残留スラグをコーティングする転炉内張り耐火物の保護方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉出鋼後の炉内に残留させたスラグを、炉内の内張り耐火物表面にコーティングすることによって、その内張り耐火物を保護する方法において、炉内に残留させた前記スラグに、シリコン含有物質を添加することを特徴とする転炉内張り耐火物の保護方法。
【請求項２】
前記炉内に残留させたスラグには、シリコン含有物質と共に高融点物質を添加することを特徴とする請求項１に記載の転炉内張り耐火物の保護方法。
【請求項３】
前記シリコン含有物質は、炭化珪素、窒化珪素および金属珪素、フェロシリコンのいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の転炉内張り耐火物の保護方法。
【請求項４】
前記高融点物質は、マグネシウム、軽焼ドロマイト、生ドロマイトのいずれか１種以上であることを特徴とする請求項２に記載の転炉内張り耐火物の保護方法。
【請求項５】
前記内張り耐火物が、装入側炉腹部および／または炉底部の耐火物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の転炉内張り耐火物の保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉内張り耐火物の保護方法に関し、特に、転炉内に残留させたスラグをコーティングすることによって、内張り耐火物の損耗を抑制し保護するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転炉内張り耐火物の損耗を抑制し保護する方法としては、スラグコーティング法がよく知られている。そのスラグコーティング法というのは、出鋼後の炉内に、適当量の溶融スラグを残留させ、その残留スラグに生ドロマイトなどの高融点吸熱物質を加えて、該残留溶融スラグ（以下、単に「残留スラグ」という）の固化を促進し、炉体の傾動（揺動）を繰り返すことにより、内張りれんが表面に付着させて被覆しこれを保護する方法である。
【０００３】
転炉内内張り耐火物の表面にスラグコーティングを施すことによって保護する方法としては、例えば、特許文献１では、残留スラグにコークスを添加して酸化鉄を還元すると共に、このときの吸熱反応によって該スラグの温度を低下させ、このことによってスラグコーティングを短時間で行う方法を開示している。また、特許文献２には、残留スラグにコークス、アルミニウム含有化合物およびマグネシウム含有化合物から選ばれるいずれか１種以上の酸化度低減材や耐火度向上材を添加して、鉄酸化物濃度を１５ｍａｓｓ％以下とすることにより、スラグの流動性を低下させてスラグコーティングを促進する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−７８１４号公報
【特許文献２】特開平１０−１８３２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、転炉内張り耐火物の表面に被覆されたコーティングスラグの寿命は短い。そのために、内張り耐火物の寿命を向上させるには、スラグコーティングの処理を頻繁に行う必要があった。しかしながら、このスラグコーティング処理については、転炉の生産性の観点からは、マイナス要因と考えられることから、この処理の時間短縮が求められていた。例えば、残留スラグに加える添加材や冷却による固化促進の方法について種々の提案がなされている。しかし、前記特許文献１に開示の方法では、そもそもコークスというのはスラグに対する濡れ性が悪く、該残留スラグ中に巻き込まれにくいため、反応が部分的にしか進まないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に開示のスラグコーティング方法は、アルミニウム含有物質を添加することで酸化鉄と反応して発熱するが、反応後のスラグは低融点組成物となって粘度の低下を招くことになる。そのために、後でドロマイト等の固化促進材を添加してもコーティング特性が改善されることはなく、内張り耐火物表面に付着したコーティング層自体の耐久性が、従来よりもむしろ悪くなる場合があった。さらに、このスラグコーティング方法については、マグネシウム含有物質を添加した場合、直ちにマグネシウム蒸気を発生して雰囲気中で爆発的に反応し、火炎を発生することがあるため、スラグ改質に効果がないだけでなく、操業の上で問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、スラグコーティングによる転炉内張り耐火物の損耗を抑制して保護するに際し、効果的なスラグコーティングを果すことができると共に、耐久性に優れたコーティング層を形成して、該内張り耐火物を保護する方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者の研究によると、従来技術が抱えている前述の課題を克服し、前記目的を実現するためには、転炉出鋼後の炉内に残留させたスラグを、炉内の内張り耐火物表面にコーティングすることによって、その内張り耐火物を保護する方法において、炉内に残留させた前記スラグに、シリコン含有物質を添加することが有効であることを突き止め、本発明に係る転炉内張り耐火物の保護方法を開発するに到った。
【０００９】
なお、本発明においては、
（１）前記炉内に残留させたスラグには、シリコン含有物質と共に高融点物質を添加すること、
（２）前記シリコン含有物質は、炭化珪素、窒化珪素および金属珪素、フェロシリコンのいずれか１種以上であること、
（３）  前記高融点物質は、マグネシウム、軽焼ドロマイト、生ドロマイトのいずれか１種以上であること、
（４）前記内張り耐火物が、装入側炉腹部および／または炉底部の耐火物であること、
が、より好ましい解決手段となる。
【発明の効果】
【００１０】
前記のように構成される本発明によれば、転炉の生産性を犠牲にすることなく、転炉内張り耐火物損耗を抑制してその寿命を大幅に改善することができるようになる。
【００１１】
特に、本発明によれば、反応により生成したシリカが、その温度低下とともにスラグ中の酸化カルシウムと結合して比較的高融点のダイカルシウムシリケートを形成すると共に、コーティング層中にドロマイト等の高融点物質の骨材を含むようになるため強固なコーティング層が得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、次の吹錬時においても付着スラグ中の液相比率を低減することができるから、耐久性の良好なコーティング層となる。従って、該スラグコーティング作業の実施頻度を低下させても、従来と同等以上の耐火物保護効果をあげることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
一般に転炉におけるスラグは、脱りんを目的として高塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）の組成に調整されるが、その炉内残留スラグは酸化鉄やアルミナを含有していることから、比較的低融点のスラグとなっている。このような残留スラグを用いて形成されたスラグコーティング層は、比較的低温においても液相比率が十分に低減しないため、内張り耐火物表面への付着特性が低下することが知られている。
【００１４】
そこで本発明では、こうした低融点スラグの液相比率を低減するため、酸化鉄還元処理を行うが、このとき（還元反応の際）に生成するアルミナの如き反応生成物（低融点スラグ）の生成を抑えるための方法について種々検討した。その結果、従来のように残留スラグに対し、コークスやアルミニウム含有物質、マグネシウム含有物質を添加するのに代え、シリコン含有物質を添加する方法に着目した。
【００１５】
このような、シリコン含有物質を添加材とする本発明方法によると、シリコンによる酸化鉄の還元反応をアルミニウム以上に促進することができると共に、反応生成物である残留スラグ中にはシリカを多く含む高融点の液相スラグとなり、所謂、低融点スラグの液相比率を低減させることが可能になることを見出した。
【００１６】
即ち、本発明ではまず、転炉出鋼後の炉内に残留するスラグ（残留スラグ）に対し、シリコン含有物質、例えば、炭化珪素、窒化珪素、金属珪素、フェロシリコン等を添加してスラグ中の酸化鉄を還元することにより、この残留スラグ中の酸化鉄濃度を低下させて、低融点スラグの液相比率を低減させる。その結果、残留スラグは、前記の反応に伴って生成する反応生成物であるシリカの濃度が上昇することにより、比較的高温において析出するダイカルシウムシリケートの析出量が増大することになる。
【００１７】
本発明では、さらに、シリコン含有物質を添加するという前記の処理に加えて、該残留スラグに対して、必要に応じマグネシアクリンカ、軽焼ドロマイト、生ドロマイト等の高融点物質を添加して該残留スラグの冷却を行う。このような処理によって、得られる残留スラグは高融点物質を骨材とするものになる。その結果、炉内に最終的に残留する残留スラグは、上記高融点物質を骨材とし、さらにシリコン含有物質の添加によって生成したダイカルシウムシリケートを含むものにて構成されることになるから、転炉内張り耐火物の表面に強固で耐久性のある高融点のスラグコーティング層を被覆形成することができる。
【００１８】
また、本発明の前記のような処理を行うことで、残留スラグ中には、低融点スラグの液相比率が従来のものよりも大幅に低減しているので、次の吹錬時における温度上昇時においても、コーティング層の剥離が抑制されて耐久性が一層向上し、ひいては、スラグコーティング作業の実施頻度をより少なくすることができると共に、このことによっても従来と同等以上の耐火物保護の効果が得られる。
【００１９】
なお、前記シリコン含有物質（還元材）は、残留スラグ中の酸化鉄濃度を速やかに低減させるように添加することが必要であり、そのためには、炭化珪素（ＳｉＣ）の場合では初期の酸化鉄濃度に応じて残留スラグ量に対して２〜１０ｍａｓｓ％程度を添加することが望ましい。それは、２ｍａｓｓ％未満では添加の効果が薄く、一方、１０ｍａｓｓ％を超えて添加しても、スラグの特性改善効果が小さくコストの増大を招くので、２〜１０ｍａｓｓ％の範囲内で添加を行うこととした。
【００２０】
本発明は、特に高スクラップ比の操業において有効なスラグコーティング法と言える。それは、高スクラップ比操業では、スクラップを装入時の衝撃で、転炉の炉腹部における内張り耐火物の損傷が特に激しいこと、および炉底部についは基本的に損耗速度が大きく、これらの部分の補修が他の部分よりも必要性が高いからである。この点、本発明に係る前述したスラグコーティングを行うことにより、転炉の装入側炉腹部および炉底部の内張り耐火物表面に、強固なスラグコーティング層を形成することができるので、転炉内張り耐火物の寿命を効果的に向上させることができる。
【実施例】
【００２１】
この実施例は、シリコン含有物質として粒径３０ｍｍ程度のＳｉＣブリケット（還元材）を添加して、約３００ｔの上底吹き転炉（不活性ガス底吹き）の装入側内張り耐火物の表面にスラグコーティングした実施例を示すものである。
【００２２】
この実施例では、発明例の転炉操業として、予備処理した高炉溶銑を、スクラップを前装入した転炉内に装入し、脱炭精錬に際しては、スラグ塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）３．５を目標として副原料添加量を調節し、目標の温度および炭素濃度となるよう酸素吹錬を行った。出鋼後に炉口から排滓する際、炉底の傾動角度を調節して、炉内にスラグを８〜１０ｔ程度残留させ、その後、直立姿勢に戻した後、ＳｉＣブリケットを４５０ｋｇ、および生ドロマイト１．８ｔを添加した後、炉体を前後に揺動させてスラグの攪拌を行った。その後、反応による火炎の発生が問題ない程度に沈静化したのを確かめ乍ら、揺動角度をさらに大きくして揺動を繰返し、残留スラグを付着させる操作を５分程度行い、最終的に残った溶融スラグと地金については炉口から排出した。この操作を１０〜１５チャージ毎を目途に実施し、レーザープロフィール計によって炉内形状の計測を適宜実施した。
【００２３】
なお、表１中の比較例１は、残留スラグ量を３ｔ程度として、生ドロマイトのみを１．５ｔ添加した後、炉体を大きく往復揺動する操作を２分程度行う処理を毎チャージ実施した例である。
【００２４】
比較例２は、残留スラグ量を８〜１０ｔ程度として、生ドロマイトのみを３ｔ程度添加した後、炉体を大きく往復揺動する操作を５〜１５分程度行い、最終的に残った溶融スラグと地金を炉口から排出する手順で３チャージ毎に実施する方法の例である。各方法ともスクラップの装入量は平均４０ｔ程度とした。
【００２５】
本発明例と、比較例１、２とについては、炉底部内張り耐火物および装入側炉腹部内張り耐火物の損耗速度と１チャージ当りの平均所用時間を示した。この表１に示すところから明らかなように、発明例については、生産性を犠牲にすることなく、耐火物損耗を効果的に低減させることができた。
【００２６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、単に転炉の内張り耐火物表面へのスラグコーティング法としてだけでなく、他の冶金炉等の耐火物保護方法の技術としても応用が可能である。