(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解および／または精錬が行われる金属溶融容器から溶融金属を排出した後に該容器内にスラグの全部または一部を残留させ、該容器を前後に傾動して該容器の内壁の耐火物をスラグでコーティングするに際し、スラグ中の（％T.Fe）が１２〜１９質量％であると共に、コーティング前にスラグにおける下記式(1) で示されるＡの値を３２０〜３３５に制御し、このスラグをコーティングすることを特徴とするスラグコーティング方法。
Ａ＝0.20×Ｔ＋50×（％Ｆ）−（％MgO)   ---------- 式(1)
ただし、上記式(1) において、Ｔ：スラグの温度（℃）、（％Ｆ）：スラグ中のＦの濃度（質量％）、（％MgO)：スラグ中のMgO の濃度（質量％）である。
【請求項２】
スラグの全部または一部を残留させた後、このスラグに成分調整剤を添加して前記Ａの値を３２０〜３３５に制御する請求項１記載のスラグコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラグコーティング方法に関する技術分野に属し、特には、転炉、脱りん炉、スクラップ溶解炉などの溶解および／または精錬用の炉の内壁の耐火物を保護するためのスラグコーティング方法に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
溶解・精錬炉（溶解および／または精錬が行われる炉）では、局部的に損耗した部位を補修し、炉寿命の延長をはかる目的でいくつかの補修方法が採用されている。
【０００３】
これらの中、吹付補修は、乾燥した吹付材を圧搾空気で搬送し、ノズル部で水分を供給・混合する乾式吹付と、予め吹付材と水分を混合してそれを圧搾空気で搬送する湿式吹付とに大別されるが、いずれも水分と混合されたスラリーを損傷部に吹き付けて補修するものである。しかしながら、吹付補修方法は、通常溶媒として水を用いるため、熱間で使用した場合に水の急激な蒸発に伴う蒸気圧の影響により、吹付材料と内張り耐火物との接着強度の劣化、内張り耐火物の組織の劣化を生じさせる欠点がある。
【０００４】
吹付補修以外の補修方法として焼付補修や溶射補修も挙げられる。しかし、前者は有機結合材に含まれる揮発分の加熱による分解ガス発生のため、内張り耐火物の組織が不良となり、耐用性が低下する欠点がある。後者は耐用性はそれなりにあるが、施工に時間を要し、費用もかかる欠点を有する。
【０００５】
これらの方法に代え、溶解・精錬炉の内張り耐火物の熱間補修方法として、出湯後に溶融スラグを炉内に残した状態で炉を前後に傾動するか、またはスラグに高圧窒素ガス吹付け等により外力を付加して、スラグを炉壁に吹付け付着させるスラグコーティング法が広く採用されている。このスラグコーティング法は、炉内耐火物表面に付着凝固したスラグ層により、耐火物を補修、保護するものであるが、形成されたスラグ層は溶解・吹錬中の溶湯よりも融点が低いため、再溶融されやすく耐用度が非常に小さいという欠点を有している。また、残留スラグを炉内耐火物の目的部位に適度な厚みで付着させるためには、スラグの粘性を調整することが必須となり、不適当な性状のスラグの場合には、目的の部位にスラグが到達しないか、あるいは、到達しても即座に流れ落ちてコーティングの役割を果たさない。
【０００６】
スラグコーティング法において、スラグコーティング性を向上させるために、各種方法が提案されており、それらは、例えば特開平10-183219 号公報、特開平10-245616 号公報に記載されている。
【０００７】
特開平10-183219 号公報には、スラグ中の（％T.Fe）が１５％超のとき、スラグにスラグ酸化度低減材を投入して（％T.Fe）を１５％以下にしてから耐火度向上材を投入し、このスラグによりコーティングするスラグコーティング法が記載されている。
【０００８】
特開平10-245616 号公報には、予備処理された溶銑を用いて吹錬中のMgO の濃度：１０％以上、塩基度〔CaO(％）／SiO2（％）〕：３〜６として吹錬し、出鋼温度：１６５０℃以上で出鋼したときの残留スラグによりコーティングするスラグコーティング法が記載されている。この方法においては、予備処理された溶銑の使用により脱りん負荷がないため、高MgO 濃度（１０％以上）による脱りん能の低下の問題はなく、高MgO 濃度（１０％以上）によりスラグは高い融点・粘性を持ち、コーティングに適したものとなる。
【０００９】
ところが、前記特開平10-183219 号公報に記載されたスラグコーティング法においては、スラグ酸化度低減材の投入に起因する生産性の低下および時間延長に伴う耐火物損傷や熱ロス等によるコスト増、並びに、スラグ酸化度低減材そのものによるコスト増を来すという欠点がある。
【００１０】
前記特開平10-245616 号公報に記載されたスラグコーティング法においては、転炉で不必要なMgO 分を添加することに起因する熱ロス、コスト増を来すという欠点がある。また、転炉で少しでも脱りんする必要が生じた場合には、MgO を削減せざるを得ないため、コーティング効果を期待できなくなるという問題点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情に着目してなされたものであって、その目的は、良好なスラグコーティング性を得ることができるスラグコーティング方法を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るスラグコーティング方法は、請求項１〜２記載のスラグコーティング方法としており、それは次のような構成としたものである。
【００１３】
即ち、請求項１記載のスラグコーティング方法は、溶解および／または精錬が行われる金属溶融容器から溶融金属を排出した後に該容器内にスラグの全部または一部を残留させ、該容器を前後に傾動して該容器の内壁の耐火物をスラグでコーティングするに際し、スラグ中の（％T.Fe）が１２〜１９質量％であると共に、コーティング前にスラグにおける下記式(1) で示されるＡの値を３２０〜３３５に制御し、このスラグをコーティングすることを特徴とするスラグコーティング方法である（第１発明）。ただし、下記式(1) において、Ｔ：スラグの温度（℃）、（％Ｆ）：スラグ中のＦの濃度（質量％）、（％MgO)：スラグ中のMgO の濃度（質量％）である。
【００１４】
Ａ＝0.20×Ｔ＋50×（％Ｆ）−（％MgO)   ---------- 式(1)
【００１５】
請求項２記載のスラグコーティング方法は、スラグの全部または一部を残留させた後、このスラグに成分調整剤を添加して前記Ａの値を３２０〜３３５に制御する請求項１記載のスラグコーティング方法である（第２発明）。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は例えば次のような形態（形態１、形態２）で実施する。
【００１９】
〔形態１〕
転炉から溶鋼を排出した後に転炉内にスラグの全部または一部を残留させ、この状態で転炉を前後に傾動して転炉の内壁（耐火物）をスラグでコーティングする。このとき、スラグ中の（％T.Fe）が１２〜１９質量％であると共に、転炉吹錬条件の調整等により、コーティング前にスラグにおけるＡの値〔前述の式(1) で示されるＡの値（以下、Ａ値という）〕が３２０〜３３５になるように制御し、このスラグをコーティングする。
【００２０】
〔形態２〕
転炉から溶鋼を排出した後に転炉内にスラグ（スラグ中の（％T.Fe）：１２〜１９質量％）の全部または一部を残留させ、このスラグに成分調整剤を添加してスラグにおけるＡ値が３２０〜３３５になるように制御し、この後、転炉を前後に傾動して転炉の内壁（耐火物）をスラグでコーティングする。なお、この方法は、転炉内に残留させたスラグでのＡ値が３２０〜３３５を満たしていない場合に適用する。
【００２１】
このような形態で本発明が実施される。
【００２２】
本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究および検討を行った。以下、この内容と結果および本発明の作用効果等について説明する。
【００２３】
本発明者らは、良好なスラグコーティング性を得ることができるスラグコーティング方法を開発すべく、種々の条件で実験を重ね、得られたデータを解析するという研究を鋭意行った。
【００２４】
この結果、良好なスラグコーティング性を得るためには、スラグ性状に起因するコーティング性と主としてスラグ中MgO 濃度に起因する耐用性とを満足することが必要であり、そのためには、スラグをコーティングする前に、そのスラグのＡ値〔前述の式(1) で示されるＡの値〕を３２０〜３３５に制御しておくことが重要であることを見出した。
【００２５】
本発明は、以上のような知見等に基づき完成されるに至ったものである。このようにして完成された本発明はスラグコーティング方法に係わり、それは請求項１〜２記載のスラグコーティング方法（第１発明〜第２発明に係るスラグコーティング方法）である。
【００２６】
即ち、本発明の第１発明（請求項１）に係るスラグコーティング方法は、溶解および／または精錬が行われる金属溶融容器から溶融金属を排出した後に該容器内にスラグの全部または一部を残留させ、該容器の内壁の耐火物をスラグでコーティングするに際し、コーティング前にスラグにおけるＡ値〔前述の式(1) で示されるＡの値〕を３２０〜３３５に制御し、このスラグをコーティングする。これによれば、コーティング前にスラグにおけるＡ値を３２０〜３３５に制御し、このスラグをコーティングすることに起因して、良好なスラグコーティング性を得ることができる。
【００２７】
前記スラグのＡ値の制御はコーティング前に行うが、コーティング前であれば金属溶融容器（以下、容器という）内にスラグを残留させる前でもよいし、残留させた後でもよい。即ち、溶解や精錬の際にスラグのＡ値を３２０〜３３５に制御することができ、容器内に残留させるスラグのＡ値が３２０〜３３５となる場合には、この残留させたスラグをコーティングすればよい。これに対し、溶解や精錬の際にスラグのＡ値を３２０〜３３５に制御することができず、容器内に残留させるスラグのＡ値が３２０〜３３５とならない場合には、残留させたスラグに成分調整剤を添加してスラグのＡ値を３２０〜３３５に制御した後、このスラグをコーティングすればよい。
【００２８】
本発明の第２発明（請求項２）に係るスラグコーティング方法は、上記の後者の方法（成分調整剤の添加による方法）に相当するものである。即ち、スラグの全部または一部を残留させた後、このスラグに成分調整剤を添加してスラグのＡ値を３２０〜３３５に制御し、このスラグをコーティングすることとしたものである。このスラグコーティング方法は、溶解や精錬の際にスラグのＡ値を３２０〜３３５に制御することができない事情があり、どうしても容器内に残留させるスラグのＡ値を３２０〜３３５に制御することができない場合に、特に有効である。しかし、このような場合だけでなく、溶解や精錬の際にスラグのＡ値を３２０〜３３５に制御しない場合にも好適である。また、容器内に残留させたスラグのＡ値が３２０〜３３５の範囲にはあるが、その値を３２０〜３３５の範囲内で大きくしたり、小さくしたい場合にも好適である。
【００２９】
上記成分調整剤としては、例えば、（％MgO)の調整用としてドロマイトまたはマグネサイト系の物質が挙げられ、（％Ｆ）の調整用として螢石が挙げられる。
【００３０】
Ａ値：３２０〜３３５のスラグの場合、良好なスラグコーティング性が得られる。これに対して、Ａ値：３３５超のスラグの場合には、スラグの流動性が過剰である（粘性がなさ過ぎる）ために、コーティング作業を行っても大半が流れ落ちる結果となり、容器内壁の耐火物を保護するだけのコーティング層を付着形成させることはできない。一方、Ａ値：３２０未満のスラグの場合には、スラグ中に固体が存在するか、あるいは、スラグの流動性が極端に悪いために、コーティングしようとする部位までスラグを到達させることができないか、もしくは、その部位までスラグを到達させるのに非常に時間を要するために短時間でコーティングすることができないなど、効率的なスラグコーティングをすることはできない。かかる点から、スラグのＡ値を３２０〜３３５に制御する必要がある。
【００３１】
Ａ値：３２０〜３３５の範囲内において、スラグコーティングの際に、より確実にスラグの流れ落ちを抑えるためには、スラグのＡ値は３３３以下であることが望ましく、更には、スラグのＡ値は３３０以下であることが望ましい。また、より確実にコーティングしようとする部位までのスラグの到達時間を短くするためには、スラグのＡ値は３２２以上であることが望ましく、更には、スラグのＡ値は３２５以上であることが望ましい。
【００３２】
本発明の第１発明（請求項１）に係るスラグコーティング方法は、上記要件（スラグのＡ値を３２０〜３３５に制御する）に加えて、コーティングするスラグ中の（％T.Fe）が１２〜１９質量％であることも要件としており、これにより、より一層良好なスラグコーティング性を得ることができる。即ち、スラグがより好適な性状のスラグとなり、このため、耐用性がより一層優れたスラグコーティング層を得ることができる。ここで、スラグ中の（％T.Fe）とは、スラグ中のトータルの鉄量（質量％）のことである。
【００３３】
なお、コーティングするスラグ中の（％T.Fe）を１９質量％超とした場合は、得られるスラグコーティング層の耐用性の向上の程度が小さくなり、この（％T.Fe）を減少させると、得られるスラグコーティング層の耐用性の向上の程度が大きくなる。一方、スラグ中の（％T.Fe）は一般的にスラグの酸素ポテンシャルを表す指標であり、脱りん反応を進行させることなどのために、ある程度の量を確保する必要があり、１２質量％以上とすることが望ましい。
【００３４】
かかる点から、コーティングするスラグ中の（％T.Fe）は１２〜１９質量％とする。さらに、上記のような耐用性がより一層優れたスラグコーティング層を得ると共に脱りん反応を進行させることなどのために、コーティングするスラグ中の（％T.Fe）は１３〜１８質量％とすることが望ましい。
【００３５】
また、スラグ中の（％T.Fe）：１２〜１９質量％の範囲内において、上記のような耐用性がより一層優れたスラグコーティング層を得る上で、スラグ中の（％T.Fe）は１７質量％以下とすることが望ましく、更には、１６質量％以下とすることが望ましく、１５質量％以下とすることはさらに望ましい。また、上記のような脱りん反応を進行させることなどのために、スラグ中の（％T.Fe）は１４質量％以上とすることが望ましく、更には、１５質量％以上とすることが望ましく、１６質量％以上とすることはさらに望ましい。
【００３６】
前述の式(1) において、Ｔはスラグコーティングする際のスラグの温度（℃）である。この温度は、放射温度計等を用いて直接測定することができる。
【００３７】
（％Ｆ）はスラグコーティングする際のスラグ中のＦの濃度（質量％）、（％MgO)はスラグコーティングする際のスラグ中のMgO の濃度（質量％）である。この（％Ｆ),（％MgO)は直接スラグをサンプリングし迅速分析することにより確認することができる他、過去操業実績等を用いた回帰式により推定することも可能である。
【００３８】
なお、スラグコーティングする際のスラグの温度Ｔは、主にスラグの流動性に影響を及ぼす因子であり、この温度Ｔが低くなると、スラグの流動性が低下し、それに伴ってスラグのＡ値が小さくなる。スラグ中のＦの濃度（％Ｆ）は、主にスラグの流動性および得られるスラグコーティング層の耐用性に影響を及ぼす因子であり、この（％Ｆ）が高くなると、スラグの流動性が大きくなり、スラグコーティング層の耐用性は低下すると考えらる（それに伴ってスラグのＡ値が大きくなる）。スラグ中のMgO の濃度（％MgO)は、主にスラグの流動性および得られるスラグコーティング層の耐用性に影響を及ぼす因子であり、この（％MgO)が高くなると、スラグの流動性が小さくなり、スラグコーティング層の耐用性が高くなると考えられる（それに伴ってスラグのＡ値が小さくなる）。
【００３９】
【実施例】
本発明の実施例及び比較例を以下説明する。尚、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４０】
転炉から溶鋼を排出した後に転炉内にスラグの全部または一部を残留させ、この後、転炉を前後に傾動して転炉の内壁（耐火物）をスラグでコーティングするスラグコーティングを行い、スラグコーティング性を調査した。
【００４１】
このとき、転炉吹錬条件の調整等により、スラグコーティングする際のスラグの温度Ｔ、スラグ中のＦの濃度（％Ｆ）、スラグ中のMgO の濃度（％MgO)をパラメータとして変化させ、これにより、スラグのＡ値をパラメータとして変化させた。更に、スラグ中の（％T.Fe）もパラメータとして変化させた。また、スラグを残留させた後、成分調整剤を添加して（％Ｆ）、（％MgO)を変化させ、スラグのＡ値を変化させ、更に、スラグ中の（％T.Fe）を変化させることも行った。
【００４２】
これらのスラグの温度Ｔ（℃）、スラグ中のＦの濃度（％Ｆ）、スラグ中のMgO の濃度（％MgO)、スラグのＡ値、及び、スラグ中の（％T.Fe）を表１に示す。なお、（％Ｆ）、（％MgO)、（％T.Fe）の単位は、質量％である。
【００４３】
スラグコーティング性の調査の結果を図１に示す。この図１は、横軸をスラグ中の（％T.Fe）、縦軸をスラグのＡ値としたグラフであり、このグラフ上に、表１の各条件〔（％T.Fe）、Ａ値〕にてスラグコーティングした場合の結果（スラグコーティング性）をプロットしたものである。即ち、スラグのＡ値および（％T.Fe）とスラグコーティング性との関係を示す図である。
【００４４】
図１からわかるように、スラグのＡ値：３３５超の場合には、スラグの流動性が過剰であった（▲印参照）。このため、コーティングしようとするスラグの大半が流れ落ち、転炉内壁の耐火物を保護するだけのコーティング層を付着形成させることはできなかつた。
【００４５】
スラグのＡ値：３２０未満の場合には、図１からわかる如く、コーティング性不足であった（×印参照）。即ち、スラグの流動性が不足であり、このため、コーティングしようとする部位までスラグを到達させるのが難しく、効率的なスラグコーティングをすることはできなかつた。
【００４６】
これらに対し、スラグのＡ値：３２０〜３３５の場合には、図１からわかる如く、効果があつた（●印参照）。即ち、スラグの流動性に過不足がなく、短時間で効率的なスラグコーティングをすることができ、また、転炉内壁の耐火物を保護するだけのコーティング層を付着形成させることができた。つまり、スラグコーティング性が良好であつた。
【００４７】
スラグ中の（％T.Fe）：１９質量％超の場合には、図１からわかる如く、得られるスラグコーティング層の耐用性が低くなる傾向がある。これに対し、スラグ中の（％T.Fe）：１２〜１９質量％の場合には、得られるスラグコーティング層の耐用性が高くなる。
【００４８】
スラグ中の（％T.Fe）：１２質量％未満の場合には、スラグの酸素ポテンシャルが低く、転炉吹錬の際に脱りん反応を充分に進行させることができなくなる傾向があった。
【００４９】
【表１】
0003825312.tif 000002
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係るスラグコーティング方法によれば、良好なスラグコーティング性を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例及び比較例に係るスラグの（％T.Fe）およびＡの値とスラグコーティング性との関係を示す図である。
【図１】
0003825312.tif 000003