JP2007154219A - 溶銑用傾注樋 - Google Patents

Abstract

【課題】溶銑が落下する部分の溶損を従来のものよりも抑制できることにより、溶銑用傾注樋の耐用性を向上させることができる溶銑用傾注樋を提供する。
【解決手段】溶銑用傾注樋１０において、少なくとも溶銑落下部分である側壁部６０に、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を配置したこと、当該耐火物は、レンガまたはキャスタブル耐火物で形成し、当該耐火物は、質量比でＡｌ_２Ｏ_３が９７〜５０％、Ｃｒ_２Ｏ_３が３〜５０％を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、高炉からの溶銑を受ける溶銑用傾注樋に関するものである。

従来から、高炉から出銑樋を介して溶銑を受ける溶銑用傾注樋が提案されている（特許文献１）。溶銑用傾注樋は、溶銑を受け入れた後、傾動することにより、受け入れた溶銑を、混銑車や取鍋等の搬送容器に投入するようにされている。

一般的に、溶銑用傾注樋は、出銑樋の落ち口よりも低く配置されているため、出銑樋からは、落下した溶銑が溶銑用傾注樋に注がれることになる。その結果、溶銑用傾注樋において、溶銑が落下する部分が大きく溶損してしまい、傾注樋の寿命を決定ずける原因となっている。
特開２００２−６９５１５号公報

例えば、特許文献１に記載の溶銑用傾注樋においては、溶銑が落下する部分となる、溶銑用傾注樋の側壁部の耐火物は、Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ系のプレキャストブロックにて構成されている。しかし、Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ系のプレキャストブロックにおいても、溶銑用傾注樋において、溶銑が落下する部分が大きく溶損してしまう問題がある。

殊に、傾注樋において脱珪処理を行うようになってから、傾注樋の溶損が非常に大きくなっている。この脱珪処理は、傾注樋に収容されている溶銑に鉄酸化物系処理剤を添加することにより、溶銑中の珪素を酸化させてＳｉＯ₂としてスラグ化し、低減させる処理を意味する。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであって、溶銑落下部分の溶損を従来のものよりも抑制できることにより、溶銑用傾注樋の耐用性を向上させることができる溶銑用傾注樋を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、溶銑用傾注樋において、少なくとも溶銑落下部分に、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を配設したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を、レンガで形成したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２において、前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物は、質量比でＡｌ_２Ｏ_３が９７〜５０％、Ｃｒ_２Ｏ_３が３〜５０％を含むことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１において、前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を、キャスタブル耐火物で形成したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４において、前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物は、質量比でＡｌ_２Ｏ_３が９６〜８７％、Ｃｒ_２Ｏ_３が４〜１３％を含むことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項において、長手方向の両端部に溶銑吐出口を備える傾注樋本体と、該傾注樋本体の長手方向の中央域に設けられるとともに底部を形成する敷部と、該敷部の両側から立設された側壁部とを備えた耐火物とを備え、前記溶銑落下部分は、前記側壁部であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、溶銑落下部分の溶損を従来のものより抑制できることにより、溶銑用傾注樋の耐用性を向上させることができる。
請求項２、及び請求項３の発明によれば、前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を、レンガで形成することにより、請求項１の発明を実現できる。

請求項４及び請求項５の発明によれば、前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を、キャスタブル耐火物で形成することにより、請求項１の発明を実現できる。
請求項６の発明によれば、溶銑用傾注樋の側壁部の溶損を抑制できることにより、溶銑用傾注樋の耐用性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図１〜６を参照して具体的に説明する。
図１に示すように、溶銑用傾注樋（以下、単に、傾注樋１０という）は、溶解炉として機能する高炉１２から出銑樋としての大樋１３及び中樋１４を介して中樋１４の先端出口１５から出銑される溶銑を受け、取鍋１６やトーピードカー（図示しない）等に溶銑を移し替えるようにされている。該傾注樋１０は、中樋１４の先端出口１５側に配置されている。

傾注樋１０は、長手方向の両端部に溶銑吐出口１７が形成されるとともに、図３に示すように矢印Ａ１、Ａ２、Ｂ１，Ｂ２方向に傾動可能な傾注樋本体２０と、傾注樋本体２０のキャスタブル層２４の長手方向の中央領域に一体的に埋設されたレンガ形成部３０とを備えている。

図３に示すように、傾注樋本体２０は、長手方向の先端２１に向かうにつれて上昇傾斜する底面２２をもつ浅底容器状をなす鉄製の甲殻部材２３と、甲殻部材２３の底面２２側のほぼ全体域に設けられたキャスタブル層２４とにより形成されている。キャスタブル層２４は、耐火物を主要成分とする流動性をもつキャスタブル材を鋳込み成形して形成されたものである。キャスタブル層２４の上面には溶銑吐出口１７に向かって上昇面となる傾斜面２５が形成されている。

図３に示すように、傾注樋本体２０の長手方向の中央域において、レンガ形成部３０がキャスタブル層２４に一体的に埋設されており、傾斜面２５の下降端同士の間に位置している。

レンガ形成部３０は、図４に示すように、横断面ほぼＵの形状の樋形状に形成され、底部を形成する敷部４０と、敷部４０の両側から立設された側壁部５０，６０とが一体化されている。側壁部５０，６０は互いに対向して配置されている。

図４に示すように、レンガ形成部３０の敷部４０は、複数の耐火レンガを密に配置することにより、深さが浅い浅樋形状を有している。又、敷部４０は、ほぼ平坦状をなす浅い内底面４１と、内底面４１に背向して設けられたほぼ平坦状をなす外底面４２を有する。さらに、敷部４０は、前記内底面４１の端から斜め上方向、すなわち拡開方向に立設された高さＨ１をもつ内側面４３と、該内側面４３に背向すると共に外底面４２の端から斜め上方向、すなわち、拡開方向に立設された高さＨ２をもつ外側面４４とを備えている。

図４に示すように、レンガ形成部３０の一方の側壁部５０は、敷部４０の一方の上端４５ａから上方に向けて拡開方向に複数の耐火レンガを積むことにより立設されており、内側面５１と、該内側面５１に背向するとともにキャスタブル層２４に接する外側面５２とを備えている。又、レンガ形成部３０の他方の側壁部６０は、敷部４０の他方の上端４５ｂから上方に向けて拡開方向に複数の耐火レンガを積むことにより立設されており、内側面５１に対向する内側面６１と、該内側面６１に背向して、キャスタブル層２４に接する外側面６２とを有する。敷部４０の上端４５ａと側壁部５０の下端とは一体的に接合されており、敷部４０の上端４５ｂと側壁部６０の下端とは一体的に接合されている。

図４に示すように、内底面４１、内側面４３、５１、６１はキャスタブル層２４から露出しており、溶銑と接触する。図４に示すように、レンガ形成部３０の敷部４０と甲殻部材２３との間にはキャスタブル層２４が装填され、レンガ形成部３０の側壁部５０，６０と甲殻部材２３との間にもキャスタブル層２４が装填されている。

図２及び図３に示すように、レンガ形成部３０は、前述したように傾注樋１０の長手方向の中央域においてのみ設けられ、傾注樋１０の長手方向の両端部には設けられていない。中樋１４から流れる高温の溶銑は、浸食性をもつスラグと共に、傾注樋１０の長手方向の中央領域で受け止められるため、傾注樋１０の長手方向の中央領域が最も溶銑に対する耐久性が要請される。特に、図１に示すように中樋１４側に配置される側壁部６０は、中樋１４から落下する溶銑の落下部分（溶銑落下部分）になるため、溶銑に対する耐久性が要請される。

レンガ形成部３０の側壁部５０，６０を構成する耐火物としての耐火レンガは、アルミナ−酸化クロム系（Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系）からなる。この耐火物は、質量比でアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）が９７〜５０％、Ｃｒ_２Ｏ_３が３〜５０％を少なくとも含む。例えば、アルミナを８１％、Ｃｒ_２Ｏ_３を１１％、その他を８％含む。

本実施形態では、レンガ形成部３０の敷部４０を構成する耐火物は、レンガ形成部３０の側壁部５０，６０を構成する耐火物と同じ材質に形成されている。
この傾注樋１０を使用する際には、高炉１２から大樋１３及び中樋１４を介して出銑される高温の溶銑を傾注樋１０は受ける。この溶銑は傾注樋１０内を経由し、傾注しながら、取鍋またはトーピードカーに移送される。

以上のように構成された、傾注樋１０は、側壁部５０，６０が、アルミナ−酸化クロム系（Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系）からなる耐火レンガにて形成されているため、側壁部５０，６０に落下した溶銑による溶損を抑制することができ、この結果、傾注樋１０の耐久性を高めることができる。又、この結果、溶銑に対する耐摩耗性の向上、スラグに対する耐食性の向上、脱珪処理による鉄粒飛散に対する耐摩耗性の向上を図り得る。これにより傾注樋１０の耐久性を高め得、通銑量を増加できる。

（実施例）
上記の傾注樋１０の特徴的効果を確かめるために、下記のように実施例と、比較例の溶損試験を行った。

実施例１，２は、原料をいずれも、表１に示す割合で配合し、フレットミルで混練し、オイルプレスで９８Ｐａの圧力で、２３０×１１４×６５（mm）の並形形状の成形体をつくり、３００℃で２４時間乾燥後、１５００℃で４８時間焼成することによって耐火レンガを得た。

キャスタブル耐火物である実施例３、比較例１，２，３は、表１に示す耐火原料、及びその他成分の割合で混合した。なお、その他の原料は、結合剤及び分散剤や、或いは、添加物である。キャスタブル耐火物の添加物として知られている物としては、乾燥促進剤、金属ファイバー、有機ファイバー、セラミックファイバー、塩基性乳酸アルミニウム、酸化防止剤、増粘剤、硬化剤、硬化遅延剤等がある。そして、従来材質と同様に、施工水を外掛け５．５質量％程度添加して混練し、次いで中子を使用して流し込みし、充填性を高めるために、バイブレータによって加振して、実施例１，２の大きさと同じ大きさに形成した。

溶損試験は、図５に示すように、高周波誘導路１００の内壁に、実施例１〜３、比較例１〜３の試験サンプルを内張した状態で、１６００℃に保持して、脱珪処理を行った。脱珪処理の条件は下記の通りである。

○ミルスケールの投入量： ５０ｇ／１５分間
○酸素吹き込み量 ： ４０ＮＬ（ノルマルリットル）／分
○ミルスケール投入を１時間行う毎に、銑鉄を交換する。

○試験時間 ： ３時間

なお、溶損指数は、比較例１（従来例）の溶損量を１００とする溶損指数で示した。溶損指数の数値が小さいほど、溶損が小さい。
図６は、溶損量を縦軸に、酸化クロムの質量％を横軸にして、実施例１〜３、比較例２，３をプロットしたものである。直線Ｌは、耐火レンガである実施例１，２を通過する特性線であり、曲線Ｍは、キャスタブル耐火物である実施例３、比較例１，２を通過する特性線を描くことができる。

図６に示すように、耐火物をレンガ（耐火レンガ）で形成する場合は、Ｃｒ_２Ｏ_３が３〜５０％までの範囲で、溶損量が従来例（比較例１）よりも大きく抑制できる。なお、Ｃｒ_２Ｏ_３が５０％を超えると、コストが高くなるため、実用的ではない。

又、図６に示すように、耐火物を、キャスタブルで形成する場合は、Ｃｒ_２Ｏ_３
が４〜１３％までの範囲で、溶損量が約９mm以下であるため、溶損量が従来例（比較例１）よりも大きく抑制できる。さらには、Ｃｒ_２Ｏ_３が５〜１０％であると、溶損量が約７ｍｍ以下となるため、好ましい。又、５．５〜８．５％であると、溶損量が約６ｍｍ以下となるため、さらに好ましい。

なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更してもよい。
○ 前記実施形態の、レンガ形成部３０を、実施例３で説明したキャスタブル耐火物に変更してもよい。

○ 前記実施形態の敷部４０の耐火物を、実施例３で説明したキャスタブル耐火物に変更してもよい。

高炉に溶銑用傾注樋を装備している形態を模式的に示すレイアウト図。 傾注樋１０の平面図。 傾注樋１０の縦断面図（図２の１−１線矢視図）。 傾注樋１０の横断面図（２−２線矢視図） 高周波誘導路１００の説明図。 試験結果のクロム量と溶損量との関係を示すグラフ。

符号の説明

１７…溶銑吐出口
２０…傾注樋本体
４０…敷部
６０…側壁部（溶銑落下部分）

Claims (6)

1. 溶銑用傾注樋において、
   少なくとも溶銑落下部分に、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を配設したことを特徴とする溶銑用傾注樋。
2. 請求項１において、
   前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を、レンガで形成したことを特徴とする溶銑用傾注樋。
3. 請求項２において、
   前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物は、質量比でＡｌ_２Ｏ_３が９７〜５０％、Ｃｒ_２Ｏ_３が３〜５０％を含むことを特徴とする溶銑用傾注樋。
4. 請求項１において、
   前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物を、キャスタブル耐火物で形成したことを特徴とする溶銑用傾注樋。
5. 請求項４において、
   前記Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３系の耐火物は、質量比でＡｌ_２Ｏ_３が９６〜８７％、
   Ｃｒ_２Ｏ_３が４〜１３％を含むことを特徴とする溶銑用傾注樋。
6. 請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項において、
   長手方向の両端部に溶銑吐出口を備える傾注樋本体と、
   該傾注樋本体の長手方向の中央域に設けられるとともに底部を形成する敷部と、該敷部の両側から立設された側壁部とを備えた耐火物とを備え、
   前記溶銑落下部分は、前記側壁部であることを特徴とする溶銑用傾注樋。

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