JP2002012910A

JP2002012910A - 転炉内張り耐火物の保護方法

Info

Publication number: JP2002012910A
Application number: JP2000194333A
Authority: JP
Inventors: Hideki Yokoyama; 英樹横山; Shigeru Ogura; 滋小倉
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、炉上部の内張り耐火物の損耗を従来
より抑制可能な転炉内張り耐火物の保護方法を提供する
ことを目的としている。【解決手段】内壁に耐火物を内張りした転炉で溶融金属
を精錬するに当たり、溶融金属浴面より上方に位置する
耐火物の表面全体にわたり、地金を厚み２０〜５００ｍ
ｍで残留させる。さらに、前記溶融金属浴面より下方に
位置する耐火物の表面上には、スラグコーティングを施
すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転炉内張り耐火物
の保護方法に係わり、特に、転炉で溶鋼を精錬するに際
して、該転炉上部の内張り耐火物が損耗するのを抑制す
る技術である。

【０００２】

【従来の技術】製鋼用転炉等の溶融金属精錬用転炉は、
精錬時に炉内が極めて高温となるため、炉の内壁を耐火
物（これを内張り耐火物という）でライニングして保護
している（これを内張り耐火物という）。このような転
炉に目的金属を含む原料を装入して精錬を行ない溶融金
属を溶製すると、通常、精錬反応の生成物あるいは精錬
反応を積極的に起こさせるために加える造滓剤の作用で
溶融スラグが生成し、該スラグが溶融金属の浴面上に存
在するようになる。この溶融スラグは、前記内張り耐火
物を侵食したり、あるいは浸透し、該耐火物の成分と化
学反応を起こし、耐火物を変質させるばかりでなく、そ
の寿命を低下させる。従って、内張り耐火物の寿命を向
上するには、前記スラグの侵食や浸透から耐火物を保護
することが必要となる。

【０００３】そのため、従来より、精錬が終了して溶融
金属を排出（製鋼の場合には、出鋼という）した後に、
炉内に積極的に溶融スラグの一部を残留させ、該残留ス
ラグに焼石灰やドロマイト、マグネシアクリンカー等を
加え、それらにランスを介してガスを吹付て飛ばした
り、あるいは転炉を揺動して内壁の耐火物上に付着させ
てその表面を覆う、所謂「スラグコーティング」なる技
術が行なわれている（特開昭６２−１７１１２号公報、
特開昭６２−０４０３０７号公報等参照）。

【０００４】これは、図２に示すように、前回の操業で
形成し、炉内へ残留させたスラグ１（残留スラグとい
う）そのものを鉄皮２の内張り耐火物３にコーティング
して、次回以降の操業で該耐火物３と精錬中のスラグと
の直接接触を妨げるものである。前記したように、コー
ティング前に残留スラグ１に焼石灰、ドロマイト、マグ
ネシアクリンカー等を加えるのは、コーティングするス
ラグ１の融点を上昇させ、内張り耐火物３への付着性を
高めると共に、精錬中のスラグの耐火物３への侵食と浸
透を低減するためである。

【０００５】ところで、溶融金属の精錬では、該溶融金
属の浴に精錬ガス（酸素ガスが多い）が吹き付けられる
が、通常、そのガスジェットによって溶融金属の飛沫が
噴き上げられ、その飛沫が転炉上部の内張り耐火物にま
で付着、堆積する（これを付着地金４という）。この付
着地金４は、精錬を重ねる毎に次第に堆積を繰り返して
肥大化する。付着地金４中には、精錬を十分に経ていな
い不純物成分を多く含んだものがあり、そのようなもの
が、精錬中に溶融金属浴に落下したりすると、せっかく
精錬した溶融金属が再度不純物で汚染され、最終的には
成分の目標値外れが生じてしまう。そこで、従来は、こ
のような付着地金４は、操業前に除去しておくことが望
ましいと考えられ、その除去技術として、例えば、特開
平２−１２５８０９号公報は、図３に示すように、ラン
ス５を介して酸素ガス又は空気６を炉内に噴出し、炉内
雰囲気を加熱して、前記付着地金４を溶融除去する方法
を提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ス
ラグコーティングは、転炉の比較的炉底に近い側の内張
り耐火物３の寿命向上に大きく貢献したが、転炉上部の
内張り耐火物に対してはほとんど貢献していないのが現
状である。なぜならば、転炉の構造上、その揺動時に傾
動角に限界があり（炉の傾動軸７位置の都合で、炉傾斜
角を大きくすると、残留スラグ１が転炉８より溢れ出
る）、該スラグ１を転炉上部の内張り耐火物３に付着で
きないからである。つまり、上部の内張り耐火物３の損
耗を抑制できないのが現状である。

【０００７】一方、酸素ガスや空気６をランス５を介し
て噴出し、高温下で地金を酸化溶融させる付着地金４の
除去は、該地金４だけでなく内張り耐火物３も常に高温
ガスにさらされること、及び付着地金４の除去毎に耐火
物３表層の酸化・劣化が促進されるので、かえって内張
り耐火物３の寿命低下を招くという問題が残る。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑み、炉上部の内
張り耐火物の損耗を従来より抑制可能な転炉内張り耐火
物の保護方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、耐火物保護のための残留スラグを付着させ
ることの困難な転炉上部の内張り耐火物の保護について
鋭意研究した。そして、通常は、溶融金属の成分外れや
歩留低下を防止するために除去される付着地金に着眼し
た。つまり、転炉内で溶融金属浴の上方に位置する内壁
の耐火物に対し、精錬中に自然と付着する地金の被覆効
果を利用することを考えたのである。そして、成分外れ
や歩留り低下に大きな影響を与えない付着地金の厚みを
検討し、操業毎に付着地金を完全に除去せず、むしろ積
極的に耐火物表面上に残留させることで、耐火物の酸化
や熱スポーリングによる損耗を抑制することを図り、そ
の成果を本発明に具現化した。

【００１０】すなわち、本発明は、内壁に耐火物を内張
りした転炉で溶融金属を精錬するに当たり、溶融金属浴
面より上方に位置する耐火物の表面全体にわたり、地金
を厚み２０〜５００ｍｍで残留させることを特徴とする
転炉内張り耐火物の保護方法である。

【００１１】また、本発明は、前記溶融金属浴面より下
方に位置する耐火物の表面上には、スラグコーティング
を施すことを特徴とする転炉内張り耐火物の保護方法で
ある。

【００１２】この場合、前記溶融金属が溶鋼であること
が好ましい。

【００１３】本発明では、転炉で溶融金属を精錬する際
に、溶融金属浴面より上方に位置する耐火物の表面全体
にわたり、厚み２０〜５００ｍｍ、好ましくは２０〜５
００ｍｍの付着地金を残したまま操業するようにしたの
で、該耐火物の酸化や熱スポーリングによる損耗を抑制
できるようになる。その結果、炉上部の内張り耐火物の
損耗が従来より格段と抑制されるようになる。その際、
転炉の下部については、従来通りのスラグコーティング
を施すと、内壁全体の内張り耐火物の保護が完全にな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明が対象とする転炉は、溶融
金属の精錬に使用される転炉であり、特に溶融鉄合金の
脱炭、溶融還元、脱燐あるいは脱硫に使用されるもので
ある。このような転炉の形式としては、精錬用ガスの吹
き込み方式が異なる上吹き転炉、底吹き転炉、上底吹き
転炉、ＡＯＤ（アルゴンガスで脱炭する）炉等がある
が、本発明では、特に限定するものではなく、いずれで
あっても良い。なお、本発明では、溶融金属についても
特に限定せず、溶鋼のみならず、各種の鉄合金、非鉄金
属、非鉄金属合金である。但し、これらの溶融金属が異
なれば、付着地金の成分が異なってくることは、言うに
及ばない。また、このような転炉の内壁に内張りする
耐火物の種類は、溶融金属が溶鋼の場合、現在、ＭｇＯ
−Ｃ系耐火物が耐スラグ浸透性、耐スポーリング性、高
温強度その他種々の特性で優れているので多用されてい
る。しかし、本発明では、その種類についても何ら限定
するものではない。

【００１５】以下、発明をなすに至った経緯を交え、溶
融金属を溶鋼とした例で、本発明の実施の形態を説明す
る。

【００１６】まず、本発明では、図１に示すように、転
炉８内の溶融金属９浴面より上方に位置する内張り耐火
物３の表面全体にわたって付着地金４を適切な厚みで残
留させて操業するようにする。ここに、溶融金属９の浴
面とは、炉内に溶融金属９を装入し、転炉８を正立させ
た状態での静止浴面をいい、通常は、炉の絞り部１０と
称する位置より下方の直胴部１１にある。この浴面より
も下方に地金４を付着させても、精錬中に溶融金属９に
よって溶融されてしまうので、無意味だからである。ま
た、表面全体にわたり残留させることも重要である。一
部でも地金４の付着していない場所があると、その位置
周囲の耐火物３が局部的に損傷が進行し、寿命を低減さ
せるからである。

【００１７】この場合、特に重要なことは、地金４の残
存厚みを２０〜５００ｍｍの範囲にすることである。２
０ｍｍ未満では、精錬中に再溶解して付着地金４からな
る保護層が消失し、耐火物３に対する保護効果が小さく
なるからである。また、５００ｍｍを超えると、付着地
金４の一部が剥離して精錬中の溶融金属９浴に混入し、
最終的に精錬での目標成分外れの原因となったり、炉口
からの原料装入作業あるいは精錬後のスラグ排出作業に
支障をきたす恐れがあるからである。なお、一層好まし
くは、５０ｍｍ〜２００ｍｍである。また、厚みは、全
体でできるだけ均一であることが好ましい。位置によっ
て不均一であると、内張り耐火物３へ及ぼす熱の影響が
異なり、保護効果がばらつくからである。

【００１８】次に、この付着地金４を、適切で、且つ均
一な厚みで残存させる具体的な方法を図３により説明す
る。

【００１９】それは、まず、同一の転炉８で精錬を数チ
ャージ行い、炉上部の内張り耐火物３の表面全体にわた
り地金４を付着させる。その後空炉の状態で、レーザ式
炉内プロフィル計（図示せず）等を用いて、炉内各位置
の付着地金４の厚みを詳細に計測する。その計測値が管
理したい値（上記５０〜２００ｍｍの領域から選択）の
上限を超えているか、また管理上限の近くにある場合
は、付着地金４の一部除去作業を行う。この付着地金４
の一部除去作業は、前記した酸素ガス６による酸化溶融
によって行えば良い。例えば、転炉８を正立させて、該
炉の上方にある開口から、酸素ガス６を水平方向に噴射
できるようにしたランス５を挿入して、付着地金４に酸
素ガス６を浴びせる方法や、底吹き羽口（図示せず）を
有する転炉８の場合には、炉を倒立させて、該底吹き羽
口から酸素ガス６を噴射させる方法が採用できる。その
際、通常行われている地金除去のように、付着地金４を
完全に溶融除去してしまうのではなく、適切な量を残存
させるようにする。そのためには、耐火物表面上で適当
な間隔をおいて地金除去作業を中断し、前記レーザ式炉
内プロフィル計等で地金残存厚みを計測しつつ、溶解す
るのが好ましい。なお、予め酸素ガス６の流量及び噴射
時間と付着地金４の溶融除去量との関係を把握してお
き、その関係を用いて、中断なしで目標の残存量まで地
金除去することもできる。

【００２０】かかる本発明によれば、残留させた付着地
金４の被膜効果で内張り耐火物３の酸化、劣化を防ぎ、
また保熱効果で炉上部耐火物の熱変化によるスポーリン
グも改善される。また、本発明の実施に際しては、前記
したスラグコーティングも合わせて行なうのが好まし
い。それによって付着地金４を残留させない浴面位置よ
り下方の内張り耐火物３を保護するのである。これによ
り、転炉内壁全体の内張り耐火物３の保護が達成され、
その寿命が従来より一層向上する。

【００２１】

【実施例】生産能力２６０トン／１チャージの底吹き転
炉８で各種溶鋼を溶製するの操業に、本発明に係る耐火
物の保護方法及び従来法を適用し、その結果を比較す
る。なお、主な操業条件を表１に一括して示しておく。

【００２２】

【表１】

【００２３】本発明に係る実施例では、各チャージ毎に
出鋼、排滓後の炉内プロフィルをレーザ式プロフィル計
で測定し、地金の残存厚が２０〜５００ｍｍの範囲に入
るように適宜、前記した酸素ガス吹きを行った。また、
転炉下部の耐火物に対しては、前回操業後に炉内に残し
たスラグに焼石灰、ドロマイトを添加し、炉を数回揺動
させる公知のスラグコーティングを施した。一方、従来
法を適用する操業では、前回の操業が終了する毎に付着
地金４をすべて除去し、スラグコーティングのみが施さ
れた。

【００２４】また、その際の転炉絞り部１０及び直胴部
１１での内張り耐火物３の損耗状況を調べ、表２に示
す。表２より、本発明によれば、内張り耐火物３の表面
全体にわたり付着地金４が残留しているので、絞り部１
０及び直胴部１１共に、内張り耐火物３の損耗が抑制さ
れることが明らかである。

【００２５】

【表２】

【００２６】なお、操業前後の溶鋼の組成及び溶鋼歩留
りを表３に一括して示すが、表３より、付着地金を残す
操業を行なっても、溶鋼の成分外れはなく、また歩留り
の著しい低下は起きていないことも明らかである。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、転炉
内張り耐火物の酸化、熱スポーリングによる損耗を抑制
することができる。また、付着地金を残留させること
で、耐火物が精錬中に直接高温の排ガスにさらされるこ
と及び新たな付着地金除去による耐火物表層部の酸化、
劣化を抑制し、耐火物の寿命を延ばすという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る転炉内張り耐火物の保護方法を説
明する図である。

【図２】スラグコーティングの実施で炉内残留スラグの
みを炉の内張り耐火物をコーティングした状況を示す図
である。

【図３】転炉上部の内張り耐火物へ付着した地金の除去
方法を説明する図である。

【符号の説明】

１炉内残留スラグ２鉄皮３内張り耐火物４付着地金５ランス６酸素ガス又は空気７回転軸８転炉９溶融金属１０絞り部１１直胴部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内壁に耐火物を内張りした転炉で溶融金
属を精錬するに当たり、溶融金属浴面より上方に位置す
る耐火物の表面全体にわたり、地金を厚み２０〜５００
ｍｍで残留させ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】前記溶融金属浴面より下方に位置する耐
火物の表面上には、スラグコーティングを施すことを特
徴とする請求項１記載の転炉内張り耐火物の保護方法。
【請求項３】前記溶融金属が溶鋼であることを特徴と
する請求項１又は２記載の転炉内張り耐火物の保護方
法。