(57)【要約】【課題】ＲＨ真空脱ガス装置の浸漬管（上昇管）の処理中に溶鋼の沸き上がり現象が発生することを防止できる浸漬管の構造を提供する。【解決手段】円筒形の芯金３の内側に不定形耐火物４を介して定形耐火物５が配置され、この定形耐火物５には背面から内孔面へ貫通する貫通孔７を有し、この貫通孔７に内孔面に開口部が位置するようにガス導入パイプ８が配置された浸漬管１において、貫通孔７とガス導入パイプ８との間の隙間へモルタル１０を充填した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の芯金の内側に不定形耐火物を介して定形耐火物が配置され、この定形耐火物には背面から内孔面へ貫通する貫通孔を有し、この貫通孔に内孔面に開口部が位置するようにガス導入パイプが配置された浸漬管において、貫通孔とガス導入パイプとの間の隙間へモルタルを充填した浸漬管。
【請求項２】
モルタルは、その耐火原料粉末の粒度が０．２ｍｍ以下である請求項１に記載の浸漬管。
【請求項３】
モルタルは、マグネシア材質又はマグネシア・スピネル材質である請求項１又は請求項２に記載の浸漬管。
【請求項４】
芯金の内側の不定形耐火物は、アルミナ・マグネシア材質である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の浸漬管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼の真空脱ガス装置、特にＲＨ真空脱ガス装置に使用される浸漬管に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉での一次精錬が完了した溶鋼には、さらに、脱炭のため又は水素や窒素などの溶存ガスの除去を目的として、真空脱ガス装置を用いた脱ガス処理が行われる。このうちＲＨ真空脱ガス装置では、真空脱ガス槽の底部に上昇用と下降用の２本の浸漬管を設け、真空脱ガス槽と取鍋との間で溶鋼を環流させることで反応面積を増やして脱ガス処理が行われる。具体的には、一方の浸漬管（上昇管）からアルゴンガス等の環流ガスを吹き込むことにより、環流ガスの浮上力を利用して、取鍋内の溶鋼を真空脱ガス槽内に流入させて脱ガスし、脱ガスされた溶鋼を他方の浸漬管（下降管）から取鍋へ流出させる処理を繰り返すことにより、溶鋼の脱ガス処理が行われる。
【０００３】
ところで、ＲＨ真空脱ガス装置の浸漬管（上昇管）では、処理中に取鍋中の溶鋼が激しく沸き上がる現象（以下、この現象を「溶鋼の沸き上がり現象」という。）が発生することがある。溶鋼の沸き上がり現象が発生すると、アルゴンガス等の環流ガスを吹き込むためのガス導入パイプが溶失したり破裂したりし、あるいはその際の溶鋼流により浸漬管外周耐火物の損耗が促進され、通常より少ない使用回数で浸漬管を交換せざるを得なくなる。また、溶鋼の沸き上がり現象が発生すると、取鍋周囲へ溶鋼が飛散するため、操業時の安全面においても問題となる。
【０００４】
このうちガス導入パイプの溶失（破裂）対策としては、特許文献１に、真空脱ガス装置用浸漬管において、アルゴン吹込みパイプの注入口部を耐火物（キャスタブル）にて施工することが開示されている。しかしながら、この対策は溶鋼の沸き上がり現象に対する根本的な対策ではないため、溶鋼の沸き上がり現象の発生を防止することはできず、浸漬管外周耐火物の損耗防止効果は得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ＲＨ真空脱ガス装置の浸漬管（上昇管）の処理中に溶鋼の沸き上がり現象が発生することを防止できる浸漬管の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、溶鋼の沸き上がり現象が発生した浸漬管を解体したところ、以下の特徴が確認された（図２参照）。
（１）ガス導入パイプ８のガス吹き出し口周囲に、地金及びスラグの塊９が付着していた。
（２）浸漬管内周の定形耐火物５に設けた貫通孔７と、その貫通孔７に通したガス導入パイプ８との間に隙間が発生していた。
（３）定形耐火物５と芯金３と間の隙間を充填する内周不定形耐火物４に収縮が見られ、内周不定形耐火物４と芯金３及び定形耐火物５との間に隙間が生じていた。
【０００８】
上記３点の特徴から、本発明者らは、溶鋼の沸き上がり現象の発生メカニズムを次のように推定した（図２参照）。なお、浸漬管を溶鋼へ浸漬する前後も、ガス導入パイプ８中への溶鋼侵入防止とガス導入パイプ８の溶融防止のため、ガス導入パイプ８からはガスを吐出しており、通常はガス導入パイプ８と貫通孔７との間の隙間には何も充填されていない。ガス導入パイプ８の外径は１０ｍｍ程度、貫通孔との隙間は０．７ｍｍ程度（片側で０．３５ｍｍ）が一般的である。
（１）ガス導入パイプ８のガス吹き出し口周囲に付着した地金及びスラグの塊９にアルゴンガスが当たる。
（２）地金及びスラグの塊９に当たったアルゴンガスが、浸漬管内周の定形耐火物５に設けた貫通孔７とその貫通孔７を通したガス導入パイプ８との間の隙間を通り逆流する。
（３）逆流したアルゴンガスが、定形耐火物５と芯金３との間の内周不定形耐火物４の収縮により生じた隙間を通り、浸漬管下方へ流れる
（４）アルゴンガスが、芯金３下端を通り、外周キャスタブル６まで到達する。
（５）アルゴンガスが、外周キャスタブル６に発生したき裂を通り、浸漬管外周へ噴出する（溶鋼の沸き上がり現象の発生）。
【０００９】
以上の知見から本発明者らは、溶鋼の沸き上がり現象の発生を防止するために、アルゴンガスの逆流経路を塞ぐという発想を得、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の浸漬管は、円筒形の芯金の内側に不定形耐火物を介して定形耐火物が配置され、この定形耐火物には背面から内孔面へ貫通する貫通孔を有し、この貫通孔に内孔面に開口部が位置するようにガス導入パイプが配置された浸漬管において、貫通孔とガス導入パイプとの間の隙間へモルタルを充填したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の浸漬管によれば、貫通孔とガス導入パイプとの間の隙間へモルタルを充填したことで、溶鋼の沸き上がり現象を惹き起こすアルゴンガス（環流ガス）の逆流が防止されるので、溶鋼の沸き上がり現象の発生を防止することができる。したがって、溶鋼の沸き上がり現象によって生じるガス導入パイプの溶失や破裂、あるいは浸漬管外周耐火物の損耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例による浸漬管の断面図である。
【図２】従来の浸漬管の断面図であって、溶鋼の沸き上がり現象の発生メカニズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例による浸漬管の断面図である。
【００１４】
この浸漬管１はＲＨ真空脱ガス装置の浸漬管（上昇管）として使用されるもので、上部にフランジ２を有する円筒の芯金３の内孔に内周不定形耐火物４を介して定形耐火物５としてマグクロれんががライニングされ、芯金３の外周及び下部は外周キャスタブル６がライニングされている。
【００１５】
定形耐火物５には背面から内孔面へ貫通する貫通孔７を有し、この貫通孔７に内孔面に開口部が位置するようにガス導入パイプ８が配置されている。ガス導入パイプ８はフランジ２の下側から外周キャスタブル内６を通り、さらに芯金３を貫通して内周不定形耐火物４を通って、定形耐火物５の貫通孔７に入っている。この浸漬管１ではガス導入パイプ８を上下に９本ずつ、合計１８本有している。
【００１６】
定形耐火物５はマグクロれんがで、内径１０.７ｍｍの貫通孔７を有する。この貫通孔７に外径１０ｍｍのステンレス製のガス導入パイプ８が配置され、ガス導入パイプ８と貫通孔７との間の隙間にはモルタル１０が充填されている。本実施例においてモルタル１０は、粒度が０．１ｍｍ以下のマグネシアからなる耐火原料粉末にバインダーとしてにがりを添加したもので、気孔率が３０％のものを使用した。
【００１７】
定形耐火物５と芯金３との間の隙間には、内周不定形耐火物４としてアルミナ・マグネシア材質のキャスタブルが充填されている。また、芯金３の下部と外周には、外周キャスタブル６としてアルミナ・マグネシア材質のキャスタブルがライニングされている。ここで使用されているアルミナ・マグネシア材質のキャスタブルは、Ａｌ２Ｏ３含有量が９０質量％、ＭｇＯ含有量が８質量％のものである。
【００１８】
貫通孔７とガス導入パイプ８との間の隙間へモルタル１０を充填することで、浸漬管の使用中にガス導入パイプ８先端のガス吹き出し口に地金やスラグが付着しても貫通孔７とガス導入パイプ８との間の隙間へのアルゴンガスの逆流を防止することができる。
【００１９】
この充填されるモルタル１０は、貫通孔７とガス導入パイプ８との間の隙間へ充填しやすいようにモルタル中の耐火原料粉末の粒度と添加水分量とを適宜設定したものとすれば良い。例えば、作業性の面からモルタル中の耐火原料粉末の粒度は０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２０】
モルタル１０の耐火原料粉末としては、マグネシア以外にアルミナ、アルミナ・シリカ、シリカ、スピネル、ジルコニア、ジルコン等を使用することができ、バインダーとしては、にがり以外にＣＭＣ、フェノール樹脂、珪酸塩、アルミナセメント、燐酸塩等を使用することができる。なかでも、マグネシア材質あるいはマグネシア・スピネル材質のモルタルは熱膨張係数が大きいため、貫通孔７とガス導入パイプ８との間の隙間への高い充填性を維持することができ、アルゴンガスの逆流防止効果を高めることができる。
【００２１】
貫通孔７とガス導入パイプ８との間の隙間へモルタル１０を充填することで、アルゴンガスの逆流を防止することができるが、モルタル１０の充填不良などの万が一のトラブル時を想定して、定形耐火物５と芯金３との間の内周不定形耐火物４をアルミナ・マグネシア材質とすることもできる。アルミナ・マグネシア材質は、浸漬管の使用時の受熱によってスピネルを生成し、このときに膨張するために定形耐火物５と芯金３との間の隙間の発生を防止することができ、万が一、貫通孔７とガス導入パイプ８との間の隙間をアルゴンガスが逆流しても、溶鋼中へのアルゴンガスのリークを防止することができる。
【００２２】
このアルミナ・マグネシア材質の不定形耐火物としては、浸漬管や取鍋の内張り材として一般的に使用されているアルミナ・マグネシア材質の不定形耐火物（キャスタブル）であれば問題なく使用することが可能である。さらに、キャスタブル以外にも、モルタル、スタンプ材、あるいは圧入材なども使用可能である。
【００２３】
なお、本発明の浸漬管では、ガス導入パイプ８自体に逆流防止対策を施すこともでき、例えばガス導入パイプ８の途中に鍔を設けたり、ガス導入パイプ８の途中に段差を設けたりすることも可能である。
【実施例】
【００２４】
図１の浸漬管１を２５０Ｔの取鍋で８０回使用したところ溶鋼の沸き上がり現象が１度も発生することなく良好であった。なお、従来のものは８０回使用すると溶鋼の沸き上がり現象が平均６回以上は発生していた。
【符号の説明】
【００２５】
１  浸漬管
２  フランジ
３  芯金
４  内周不定形耐火物
５  定形耐火物
６  外周キャスタブル
７  貫通孔
８  ガス導入パイプ
９  地金及びスラグの塊
１０  モルタル
【図１】
2016176102.tif 000003
【図２】
2016176102.tif 000004