JPH09316522A - 転炉炉底の補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉底耐火物の表面にスラグ耐火コーティング
を施し、このスラグ耐火コーティング層をより耐用性の
高い炉底耐火物保護層として、炉材コスト及び補修費用
を低減することのできる転炉炉底の補修方法を提供す
る。 【解決手段】 溶鋼１６を排出し、スラグの一部を炉底
に残留させ、耐火れんが塊１８を炉底１２に投入して、
転炉１０を往復傾転させながらスラグ１７及び耐火れん
が塊１８からなるスラグ耐火コーティング層１９を炉底
１２に形成させた後、次の精錬処理を少なくとも１回以
上行ってから転炉１０内の溶鋼１６及びスラグ１７を排
出し、炉底１２に付着するスラグ耐火コーティング層１
９の上に熱可塑性耐火組成物２０を投入して、転炉１０
を傾転させながら熱可塑性耐火組成物２０が流動、固化
してなる熱可塑性耐火コーティング層２１を形成させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑あるいは溶鉄
に酸素もしくは酸素含有ガスを吹き込んで、溶銑あるい
は溶鉄を脱炭して精錬を行う上吹き、底吹き及び上底吹
き転炉における転炉炉底の補修方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に上吹き、底吹き、上底吹き等の転
炉精錬においては、転炉に保持される溶銑あるいは溶鉄
に酸素含有ガスを吹き込むことにより、溶銑、溶鉄中の
炭素、燐、硫黄等の元素を酸化除去して精錬を行うた
め、吹酸中における火点温度が２３００℃以上の高温と
なる。また、転炉内部の溶鉄あるいはスラグも１５５０
℃〜１７２０℃の高温となり、このような溶鉄あるいは
スラグが内張り耐火物に接触して、内張り耐火物が浸食
される。前記の転炉内張り耐火物の過酷な浸食条件に対
応して、内張り耐火物の高性能化が図られているが、こ
のような内張り耐火物の高性能化だけで、転炉全体の溶
損バランスを考慮して、適正な操炉タイミングを維持管
理することが困難であるため、耐火物を補修する方法の
開発が重要課題となっている。このような耐火物の補修
方法として、例えば特公昭６１−５９３６４号公報に
は、転炉内に残留させた溶融スラグの１００重量部に対
し、１００〜２００ｍｍの大きさの塊状塩基性耐火物を
５〜２０重量部投入した後、鎮静、保持して転炉炉底に
スラグコーティングによる保護層を形成し、全体の内張
り耐火物の寿命向上を図る方法が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
スラグコーティングにより転炉内張り耐火物の寿命向上
を図る方法では、転炉内に形成したたスラグコーティン
グによる保護層が数チャージの精錬により容易に損耗す
るため、スラグコーティングによる保護効果を充分に持
続させることができない。また、特に底吹き、及び上底
吹き転炉のように炉底に羽口を有する転炉では、炉底耐
火物の損耗によりその厚みが減少すると、この羽口れん
がと羽口そのものの寿命をも低下させる。さらに、この
羽口れんが及び該羽口れんがの外周に配置された耐火物
（以下両者を含めて単に羽口という）の寿命低下によ
り、この羽口を所定のサイクル毎に新しいものと取り替
えなければならないが、この羽口の取り替えには２０〜
２５時間もの長時間を要し、かつ多大の手間と費用を必
要とする。

【０００４】また、転炉の内張り施工後の初期精錬時に
おいては、羽口の長さと炉底耐火物の厚みとが一致して
いるが、炉底耐火物が損耗して厚みが減少してきたとき
に、新しい羽口と交換すると、炉底耐火物の面から羽口
が突出して、その先端部の損耗が極端に進行し、羽口の
耐用回数を大幅に低下させるような問題がある。しか
も、このような羽口交換が２０〜２５時間もの長時間に
亘るので、操炉タイミングを合わせるために、待機炉を
２日から３日間に亘り稼働させることが必要となってい
る。これらにより、いずれも炉材コストの上昇、補修及
び羽口交換に伴う作業負荷、補修費用の増加を招くとい
うような問題点があった。本発明はこのような事情に鑑
みてなされたもので、羽口交換の頻度を低減して、炉材
コスト及び補修費用を低減すると共に、羽口交換に伴う
作業負荷を軽減できる転炉炉底の補修方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の転炉炉底の補修方法は、溶銑、屑鉄等の主原料、
及び生石灰、蛍石等の副原料を含む溶鋼原料に酸素もし
くは酸素含有ガス等を吹き込んで精錬処理を行う転炉に
おける転炉炉底の補修方法において、前記精錬処理終了
後、前記転炉内の溶鋼を排出して、精錬処理中に生成す
るスラグの一部を炉底に残留させると共に、耐火れんが
塊を該炉底に投入して、前記転炉を往復傾転させながら
前記スラグ及び耐火れんが塊からなるスラグ耐火コーテ
ィング層を前記炉底に形成させた後、次の精錬処理を少
なくとも１回以上行ってから前記転炉内の溶鋼及びスラ
グを排出し、前記炉底に付着する前記スラグ耐火コーテ
ィング層の上に熱可塑性耐火組成物を投入して、前記転
炉を傾転させながら該熱可塑性耐火組成物が流動、固化
してなる熱可塑性耐火コーティング層を形成させる。請
求項２記載の転炉炉底の補修方法は、請求項１記載の転
炉炉底の補修方法において、前記耐火れんが塊がマグネ
シアれんが又はマグクロれんがを破砕した塊状物であ
り、前記熱可塑性耐火組成物がマグネシア質又はマグク
ロ質等の耐火骨材にタール、ピッチ又は高分子樹脂から
なる結合剤を２０〜４０ｗｔ％含有させてなる組成物で
ある。

【０００６】スラグとは、転炉における精錬処理により
発生する塩基度が２〜６のスラグであり、精錬終了後、
溶鋼を排出して、全スラグ量の約１０〜５０ｗｔ％に相
当する量を転炉内に残留させる。耐火れんが塊は、例え
ばマグネシア８０〜７０ｗｔ％、炭素２０〜３０ｗｔ％
を含有するマグネシアカーボンれんがあるいは、マグネ
シア５０〜７０ｗｔ％、クロミア３０〜５０ｗｔ％を含
有するマグクロれんが等を必要に応じてクラッシャにか
けて、５〜２００ｍｍ程度の塊状に破砕したものであ
る。熱可塑性耐火組成物は、マグネシア、マグネシアク
ロム等からなる粒径０．５〜５ｍｍの耐火骨材にピッチ
とタールあるいはピッチとフェノール樹脂等を２０〜４
０ｗｔ％添加して混練したものであり、転炉内に投入さ
れた時に転炉内の熱で流動状態となり最終的に固化する
組成物である。前記熱可塑性耐火組成物中におけるター
ル、ピッチ又はフェノール樹脂等の結合剤の量が２０ｗ
ｔ％より少ないと、スラグ耐火コーティング層の上に露
出する耐火れんが塊と、熱可塑性耐火コーティング層と
を強固に結合させることができない。一方、前記結合剤
の量が４０ｗｔ％より多くなると相対的に耐火れんが塊
の含有量が減るので、熱可塑性耐火コーティング層の溶
鋼あるいはスラグに対する耐食性、耐磨耗性等が劣化す
るので好ましくない。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明する。ま
ず、図１〜図６は本発明の一実施の形態に係る転炉炉底
の補修方法を示す模式図である。転炉１０は溶鋼処理容
量が３５０ｔである上底吹き式の精錬処理容器であり、
炉殻を構成する鉄皮の内側に、マグネシアを８０ｗｔ％
以下、炭素を２０ｗｔ％以下含有するマグネシアカーボ
ンれんがが内張りされている。そして、この炉底１２に
は複数の羽口れんが１３と、羽口れんが１３に一体に嵌
挿された、ステンレス製の外管と内管からなる羽口ノズ
ル１４が配置されている。この羽口ノズル１４の外管と
内管との間には炭化水素ガスあるいは灯油等の羽口の冷
却を兼ねた燃料ガスが、一方、内管には酸素ガス、酸素
含有ガス又は不活性ガス等のガスが供給され、転炉１０
内の溶鋼１６をガスにより撹拌して効率的な酸化精錬が
行えるようになっている。さらに精錬処理時には、転炉
１０の上部に配置された酸素吹き込みランス１１の先端
部を転炉１０の炉口部から挿入して、転炉１０内に酸素
ガスあるいは酸素含有ガスを所定の圧力及び流量で供給
できるようになっている。また、転炉１０は図示しない
傾転機構を備えた保持装置上に配置されており、この傾
転機構を作動させることにより、転炉１０を所定角度の
範囲で前後に揺動させることができる。そして、精錬終
了後、転炉１０内の溶鋼１６を排出する場合には、転炉
１０を傾転させることにより転炉１０炉腹上部に配置さ
れた出鋼孔１５から溶鋼１６が排出されるようになって
いる。

【０００８】続いて、前記の転炉１０を用いる本発明の
一実施の形態に係る転炉炉底の補修方法について説明す
る。まず、図１に示すように、転炉１０に屑鉄、溶鉄等
の主原料と、生石灰、蛍石等の副原料を装入して、上部
の酸素吹き込みランス１１から酸素ガスを吹き付けると
共に、羽口ノズル１４から撹拌ガスを供給して溶鋼１６
の炭素濃度が０．０５ｗｔ％となるまで脱炭精錬を行っ
た。精錬終了後、転炉１０内に生成するスラグ１７の全
重量は約２５ｔであった。次に、転炉１０を傾転させ、
溶鋼１６を出鋼孔１５から図示しない溶鋼鍋に排出し
て、溶鋼表面上にあるスラグ１７の全量の２０％に相当
する量の５ｔ分を炉内に残留させて、残りを図示しない
排滓鍋に排出し、図２に示すような正立状態とした。次
いで、耐火れんが塊１８の重量４ｔ分を図示しない装入
シュートを用いて転炉１０内の残留スラグ１７中に投入
した。ここで、前記耐火れんが塊１８には、溶鋼容器、
あるいは精錬容器の内張りに用いられるＭｇＯ純度が９
３ｗｔ％程度である焼成マグネシアれんが、あるいは転
炉の内張りれんが等のＭｇＯが８０ｗｔ％、カーボンが
２０ｗｔ％であるマグネシアカーボンれんが等を回収し
て、この使用済みのれんが屑をクラッシャにより５０〜
１００ｍｍのサイズに破砕したものを使用した。

【０００９】この後、転炉１０の傾転を２〜３回繰り返
すことにより、スラグ１７と耐火れんが塊１８とが混合
されて、図３に示すようなスラグ１７により結合された
スラグ耐火コーティング層１９を炉底１２及びその近傍
に形成させることができる。なお、この際に羽口ノズル
１４から必要に応じてガスを流しておき、羽口ノズル１
４のスラグ付着等による閉塞を防止することもでき、ノ
ズル孔が閉塞した場合には付着物を酸素ガスの吹き付け
あるいは機械的手段により除去することもできる。次い
で、図４に示すように、新たな精錬処理を少なくとも１
回以上行った後に、転炉１０内に保持される溶鋼１６と
スラグ１７の全量を転炉１０から排出した（図５参
照）。この時、スラグ耐火コーティング層１９の耐火れ
んが塊１８が露出する。

【００１０】そして、図６に示すように、炉底１２に付
着残存する前記スラグ耐火コーティング層１９の表面上
に、熱可塑性耐火組成物２０を４ｔ分投入した。熱可塑
性耐火組成物２０は、粒径が１〜１０ｍｍのマグネシア
質又はマグクロ質等の耐火骨材１００重量部に対して、
タール、ピッチ又は高分子樹脂の一例であるフェノール
樹脂等の結合剤を２０〜４０重量部加えて、さらに必要
に応じて溶剤を添加、混練してなる固形状の組成物であ
る。このような熱可塑性耐火組成物２０が、精錬後の転
炉１０に投入されると高温に加熱されて流動状態とな
る。ここで転炉１０の傾動を繰り返し行うことにより、
流動状態の熱可塑性耐火組成物２０が前記スラグ耐火コ
ーティング層１９を被覆し、結合剤中の揮発分、及び可
燃成分が燃焼することにより最終的に硬化する。こうし
て、図６に示すように熱可塑性耐火コーティング層２１
がスラグ耐火コーティング層１９の上に形成され、焼き
付け補修が完了する。

【００１１】この熱可塑性耐火組成物２０の投入量が２
ｔよりも少ないと、焼き付け時の強度が得られない。ま
た、５ｔより多くなる場合にはスラグ耐火コーティング
層１９との焼き付け接着強度の不足、及び補修材の費用
増加等の問題がある。従って、このような溶鋼処理容量
が３５０ｔである転炉１０においては、補修一回当たり
の熱可塑性耐火組成物２０の投入量を２〜５ｔの範囲と
することが好ましい。また、図７は、熱可塑性耐火組成
物２０の投入量とコーティング層の耐用チャージ数との
関係を示したものである。即ち、前述のように一定量の
スラグ耐火コーティング層１９を形成して、所定の精錬
処理を１回行った後における熱可塑性耐火組成物２０の
投入量を変化させることにより、対応するコーティング
層の耐用チャージ数を記録して、このような結果の集計
を示している。同図から、コーティング層の耐用チャー
ジ数を例えば７回に維持するためには、熱可塑性耐火組
成物２０の投入量を３〜５ｔの範囲とすることがより望
ましいことが分かる。

【００１２】以上説明したように、前記図３におけるス
ラグ耐火コーティング層１９は、耐火れんが塊１８を骨
材としたコーティング層であり、精錬処理後には図５に
示すように結合材であるスラグ１７の表面に耐火れんが
塊１８が露出した状態にある。このスラグ耐火コーティ
ング層１９はスラグ１７を結合材としているために、精
錬処理を継続すると、スラグ１７の部分が選択的に損耗
され、マグネシアれんが又はマグネシアカーボンれんが
の骨材が脱落して、さらに損耗が加速されることにな
り、スラグ耐火コーティング層１９全体の寿命を低下さ
せる。そこで、本発明においては、精錬を継続せずにス
ラグ１７の表面にマグネシアれんが又はマグネシアカー
ボンれんがの骨材を露出させた時点で、このコーティン
グ層の上部に熱可塑性を有する熱可塑性耐火組成物２０
を投入して、スラグ１７及び耐火れんが塊１８をこの熱
可塑性耐火組成物２０で覆うと共に、それぞれをより強
固に結合させる。この熱可塑性耐火組成物２０でコーテ
ィングされたスラグ耐火コーティング層１９は、溶鋼１
６に浸食される表面が該熱可塑性耐火組成物２０が硬化
してなる熱可塑性耐火コーティング層２１により保護さ
れており、より耐食性を向上させることができる。しか
も、この熱可塑性耐火コーティング層２１が前記のスラ
グ耐火コーティング層１９に露出した骨材である耐火れ
んが塊１８のスラグ１７からの脱落を防止すると共に、
熱可塑性耐火コーティング層２１自体の強度及び耐食性
を向上させることが可能である。

【００１３】そして、このように耐火れんが塊１８と熱
可塑性耐火組成物２０とを特定することにより、従来、
平均５チャージ程度であった補修材料の耐用回数を７〜
８チャージに引き上げることができた。また、従来、転
炉耐火物を施工してから最初に羽口を交換するまでの羽
口寿命は１５００チャージであったのが、これを２２０
０チャージに延長すると共に、羽口交換２回目以降の羽
口寿命も従来の５００チャージから８００チャージへと
大幅に向上させることが可能となった。

【００１４】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態においては、スラグ
耐火コーティング層を炉底に被覆して、精錬処理を１回
行ってから、熱可塑性耐火コーティング層を形成させた
が、精錬処理を２回以上行った後でも前記スラグ耐火コ
ーティング層が残存していれば、熱可塑性耐火コーティ
ング層の形成が可能である。また、本発明に適用する耐
火れんが塊としては、マグネシア、マグクロ、マグネシ
アカーボン等のれんがの破砕品の他に、これ以外の原料
屑等の適用が可能である。

【００１５】

【発明の効果】請求項１及び２記載の転炉炉底の補修方
法においては、精錬処理終了後、精錬処理中に生成する
スラグの一部を炉底に残留させると共に、耐火れんが塊
を該転炉炉底に投入して、前記転炉を往復傾転させなが
ら前記スラグ及び耐火れんが塊からなるスラグ耐火コー
ティング層を前記転炉炉底に形成させるので、精錬処理
により損耗された炉底の部分がスラグ耐火コーティング
層で保護される。その後、次の精錬処理を少なくとも１
回以上行ってから前記転炉内の溶鋼及びスラグを排出
し、炉底に付着する前記スラグ耐火コーティング層の上
に熱可塑性耐火組成物を投入して、該転炉を傾転させな
がら該熱可塑性耐火組成物が流動、固化してなる熱可塑
性耐火コーティング層を形成させるので、スラグ耐火コ
ーティング層の耐用性を大幅に向上させることができ、
炉底及び羽口の寿命延長が可能となり、羽口交換頻度あ
るいは補修頻度の減少と耐火物コストの節減ができる。
特に、請求項２記載の転炉炉底の補修方法においては、
耐火れんが塊に用いる塊状物の種類、及び熱可塑性耐火
組成物の組成を限定しているので、コーティング層の耐
用性が向上して、さらに補修頻度の減少と耐火物コスト
の節減とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る転炉炉底の補修方
法における精錬処理時の模式図である。

【図２】同補修方法における精錬処理後の模式図であ
る。

【図３】同補修方法におけるスラグ耐火コーティング層
形成時の模式図である。

【図４】同補修方法における再精錬処理時の模式図であ
る。

【図５】同補修方法における再精錬処理後の模式図であ
る。

【図６】同補修方法における熱可塑性耐火コーティング
層形成時の模式図である。

【図７】熱可塑性耐火組成物の投入量とコーティング層
の耐用チャージ数との関係を示す図である。

【符号の説明】 １０ 転炉 １１ 酸素吹き
込みランス １２ 炉底 １３ 羽口れん
が １４ 羽口ノズル １５ 出鋼孔 １６ 溶鋼 １７ スラグ １８ 耐火れんが塊 １９ スラグ耐
火コーティング層 ２０ 熱可塑性耐火組成物 ２１ 熱可塑性
耐火コーティング層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶銑、屑鉄等の主原料、及び生石灰、蛍
   石等の副原料を含む溶鋼原料に酸素もしくは酸素含有ガ
   ス等を吹き込んで精錬処理を行う転炉における転炉炉底
   の補修方法において、 前記精錬処理終了後、前記転炉内の溶鋼を排出して、精
   錬処理中に生成するスラグの一部を炉底に残留させると
   共に、耐火れんが塊を該炉底に投入して、前記転炉を往
   復傾転させながら前記スラグ及び耐火れんが塊からなる
   スラグ耐火コーティング層を前記炉底に形成させた後、
   次の精錬処理を少なくとも１回以上行ってから前記転炉
   内の溶鋼及びスラグを排出し、前記炉底に付着する前記
   スラグ耐火コーティング層の上に熱可塑性耐火組成物を
   投入して、前記転炉を傾転させながら該熱可塑性耐火組
   成物が流動、固化してなる熱可塑性耐火コーティング層
   を形成させることを特徴とする転炉炉底の補修方法。
2. 【請求項２】 前記耐火れんが塊がマグネシアれんが又
   はマグクロれんがを破砕した塊状物であり、前記熱可塑
   性耐火組成物がマグネシア質又はマグクロ質等の耐火骨
   材にタール、ピッチ又は高分子樹脂からなる結合剤を２
   ０〜４０ｗｔ％含有させてなる組成物であることを特徴
   とする請求項１記載の転炉炉底の補修方法。