JPH10298635A

JPH10298635A - ステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法

Info

Publication number: JPH10298635A
Application number: JP9120302A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kato; 勝彦加藤; Kenichiro Miyamoto; 健一郎宮本; Akio Shinkai; 昭男新飼
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ステンレス溶鋼の真空精錬に用いる浸漬管の
溶鋼や溶滓による損耗、及び待機から精錬への急激な温
度変化による耐火物のスポーリングによる欠損を防止
し、しかも、短時間で浸漬管耐火物の損耗を抑制できる
ステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法を提供す
る。【解決手段】減圧下精錬の終了時のスラグ１３が、Ａ
ｌ₂Ｏ₃とＣａＯの総量を５５〜９０重量％、Ｃｒ₂Ｏ
₃を１〜１０重量％、ＳｉＯ₂を７〜２５重量％、残部
のＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯの一種又は二種以上を２
〜１０重量％含有するように調整し、調整したスラグ１
３を減圧下精錬が終了した浸漬管１７の表面にコーティ
ングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取鍋内のステンレ
ス溶鋼に浸漬管を浸漬してステンレス溶鋼の脱炭、脱ガ
ス、クロム酸化物の還元精錬等に用いる真空精錬炉の浸
漬管の保護方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にステンレス溶鋼の真空精錬では、
大径の浸漬管を取鍋内のステンレス溶鋼に浸漬して、浸
漬管内の溶鋼を真空下でクロムの酸化を抑制しながら吹
酸による脱炭精錬、脱ガス精錬、吹酸脱炭により生成し
たクロム酸化物の還元精錬が行われている。この真空精
錬に用いられる真空精錬炉はその下部に図５に示す浸漬
管が設けられており、その形状は円筒状で、中心部に芯
金１を有し、外側には芯金１に固定されたスタット２に
支持された不定形耐火物３を、内側には耐火物煉瓦４を
施工してある。真空精錬炉を用いた真空精錬は浸漬管を
ステンレス溶鋼中に浸漬して、浸漬管の投影下の取鍋の
底部からポーラスプラグにより不活性ガスを供給して、
取鍋内及び浸漬管内のステンレス溶鋼を攪拌しつつ精錬
を行う。特に前述の脱炭精錬においては取鍋底部のポー
ラスプラグからの不活性ガスによる攪拌流動に加えて、
浸漬管内の溶鋼面にランスを介して酸素あるいは酸素含
有気体を吹付ける吹酸脱炭精錬により迅速な精錬が行わ
れている。この大径の浸漬管を用いる真空精錬は取鍋内
のステンレス溶鋼の攪拌が良好であり、吹酸に伴なう脱
炭等の精錬効率が高い利点があり広く適用されつつあ
る。しかし、この真空精錬炉はステンレス溶鋼の流動が
大きく、且つ吹酸脱炭等の高温度の精錬が行われるた
め、浸漬管がステンレス溶鋼の吹酸や攪拌流動により溶
損したり、あるいは精錬時から待機時への急激な温度変
化によるスポーリング等から前述の浸漬管を構成する耐
火物が図５に示すように損耗したりする。

【０００３】このような浸漬管耐火物の損耗は真空精錬
炉の稼働率の低下を招き、真空精錬処理能力の低下は対
象処理鋼種の処理が不可能となり、高級鋼の製造そのも
のが困難となる。一方、真空精錬に用いる浸漬管の早期
損耗はそれを構成する耐火物コストの増加を招くと共
に、真空精錬炉を構成する真空槽及び浸漬管の交換等に
多大の手間を要する。この浸漬管の耐火物の損耗による
精錬処理能力の低下や耐火物コストの増大等を解消する
ために、特開昭５８−５５３８４５号公報、あるいは特
開平８−２７８０８７号公報に示すように、浸漬管の耐
火物の損耗部をプラズマ溶射補修を行うか、あるいは損
耗部を型枠で囲って、この浸漬管耐火物と型枠との間に
補修耐火物を流し込む補修が実施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空精
錬炉中の浸漬管は短時間の待機と真空精錬（以下減圧下
精錬と称する）とを連続的に繰返すことから、浸漬管の
耐火物の損耗部をプラズマ溶射補修しても、精錬中から
待機時への急激な温度変化により容易に剥離し、局部補
修の効果が十分に発揮できない。しかも、溶射補修自体
が補修に長時間の手間が必要であり、同時に補修に要す
るコストが高くなる。また、損耗部を型枠で囲って、こ
の浸漬管の耐火物と型枠との間に補修耐火物を流し込ん
で補修する方法の場合も、短時間の待機と減圧下精錬と
を繰り返している浸漬管では施工と乾燥に時間を要する
ことから補修そのものが不可能であり、特に施工後の乾
燥が不十分となるために、ステンレス溶鋼中に浸漬した
場合に剥落や亀裂の発生を生じ、前述の溶射補修と同様
に十分な補修効果が発揮出来ない。更に、溶射や耐火物
の流し込み補修の効果が剥落や亀裂により持続できない
ために、精錬中に浸漬管に最初に施工した耐火物が早期
に露出して損耗されて極度に浸漬管の寿命が短くなる欠
点を有する。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、減圧下で精錬を行う真空精錬炉の浸漬管の損耗及び
精錬中から待機時への急激な温度変化によるスポーリン
グ欠損を防止し、簡単に、且つ短時間で耐火物の溶損耗
を抑制して浸漬管の長寿命化を図るステンレス溶鋼真空
精錬炉用浸漬管の保護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
記載のステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法
は、真空精錬炉の浸漬管を取鍋内のステンレス溶鋼に浸
漬して、前記取鍋内のステンレス溶鋼を減圧下で精錬す
る真空精錬用浸漬管の保護方法であって、前記減圧下精
錬の終了時のスラグが、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯの総量を５
５〜９０重量％、Ｃｒ₂Ｏ₃を１〜１０重量％、ＳｉＯ
₂を７〜２５重量％、残部のＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｍｇ
Ｏの一種又は二種以上を２〜１０重量％含有するように
調整し、該調整したスラグを前記減圧下精錬が終了した
前記浸漬管の表面にコーティングしている。ここで、減
圧下精錬の終了時とは、クロムを５重量％以上含有する
粗溶鋼を転炉等の脱炭精錬炉を用いて一次脱炭精錬を行
なったステンレス溶鋼を、更に、浸漬管を備えた真空精
錬炉を用いて、脱炭精錬、脱ガス精錬を行ない、次いで
最終精錬である還元精錬を終了した時点である。

【０００６】この還元精錬の終了時に形成されるスラグ
を浸漬管の表面にコーティングしてあるので、再使用時
の高温度の溶鋼熱から浸漬管を保護することができる。
この浸漬管の表面にコーティングされるスラグの組成は
Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯの総量が５５重量％未満では浸漬管
にコーティングした際に耐食性が低く、コーティングに
よる浸漬管の保護効果がない。一方、スラグ組成のＡｌ
₂Ｏ₃とＣａＯが９０重量％を超えるとスラグの融点が
高くなり滓化も悪く、浸漬管へのコーティングが困難に
なると共に、前工程の還元精錬におけるクロム酸化物の
還元の阻害となる。また、Ｃｒ₂Ｏ₃が１重量％未満で
はスラグ等と反応した際に高粘性物の形成による耐食効
果が低下し、Ｃｒ₂Ｏ₃が１０重量％を超えると滓化が
悪く、浸漬管へのコーティングそのものが困難となる。
還元精錬の終了時に形成するスラグ組成中のＳｉＯ₂が
７重量％未満ではスラグの粘性が低下し融点も高くな
り、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯが増加した場合と同様に滓化が
悪くコーティングが困難となる。ＳｉＯ₂が２５重量％
を超えるとスラグの低融点化が大きく十分なコーティン
グ保護層の形成ができない。

【０００７】また、スラグ組成の内、残部として含有す
るＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯは減圧下精錬で生成及び
前工程で混入した組成物であり、ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、
ＭｇＯの一種又は二種以上を２〜１０重量％含有してあ
る。このＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯが増加すると低融
点化によるスラグの耐食性が低下し、特にＭｇＯが２重
量％未満では浸漬管を構成する耐火物の溶損が大きくな
り、１０重量％を超えるとＭｇＯ分の追加添加となる。

【０００８】請求項２記載のステンレス溶鋼真空精錬炉
用浸漬管の保護方法は、請求項１記載のステンレス溶鋼
真空精錬炉用浸漬管の保護方法において、前記減圧下精
錬の終了時に形成される前記スラグのＡｌ₂Ｏ₃／Ｃａ
Ｏを０．２５〜３．０としている。減圧下精錬を終了し
たスラグのＡｌ₂Ｏ₃とＣａＯの総量５５〜９０％の条
件において、Ａｌ₂Ｏ₃／ＣａＯが０．２５未満ではス
ラグが冷却される際に、相変態をおこして粉化崩壊する
ためにコーティング層が剥落する。一方Ａｌ₂Ｏ₃／Ｃ
ａＯが３．０を超えるとスラグの滓化不良により浸漬管
へのコーティングが困難になる。

【０００９】請求項３記載のステンレス溶鋼真空精錬炉
用浸漬管の保護方法は、請求項１又は２記載のステンレ
ス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法において、前記浸
漬管の表面にコーティングされるスラグは、積層されて
いる。この浸漬管の表面に複数のスラグのコーティング
層が積層されて形成されているためにステンレス溶鋼及
び溶滓からの急激な熱負荷を受けた際にコーティング層
の表層が剥落しても残存コーティング層が形成できる。
この理由からコーティング層は１０〜１００ｍｍで、少
なくとも２層を積層することが望ましい。１０ｍｍ未満
ではコーティング層の表層剥落した際に浸漬管の耐火物
が露出しやすくなり、１００ｍｍを超えるとコーティン
グ層の積層に時間と手間を要し、減圧下精錬を完了した
溶鋼の温度低下等を招くことから２０〜７０ｍｍが更に
好ましい。

【００１０】請求項４記載のステンレス溶鋼真空精錬炉
用浸漬管の保護方法は、請求項１〜３のいずれか１項に
記載のステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法に
おいて、前記減圧下精錬の終了時に形成される前記スラ
グが、還元精錬以前にＣａＯを添加し、還元精錬の際に
金属Ａｌを添加してスラグ調整される。ここで、ＣａＯ
を添加する還元精錬以前とは、取鍋内のステンレス溶鋼
に真空精錬炉の浸漬管を浸漬して、減圧下で浸漬管内の
ステンレス溶鋼に酸素あるいは酸素含有ガスを吹酸しつ
つ取鍋底部から不活性ガスを吹込みながら攪拌する脱炭
精錬、あるいは吹酸を停止して減圧下で取鍋底部から不
活性ガスを吹込みながら攪拌して脱ガス精錬する工程で
あり、添加されたＣａＯは予め加熱溶解され滓化され
る。還元精錬は脱炭精錬を行ない、更に減圧下で脱ガス
精錬を行った後に、還元剤を添加して、脱炭精錬で生成
したクロム酸化物を減圧下で還元してステンレス溶鋼中
に回収する精錬である。この還元精錬を行う際に金属Ａ
ｌを添加することで、金属Ａｌが前記のクロム酸化物と
テルミット反応を起こしＡｌ₂Ｏ₃が速やかに生成さ
れ、先に添加したＣａＯと前述のＡｌ₂Ｏ₃との相乗作
用によりクロム酸化物の還元が行われ、ＣａＯとＡｌ₂
Ｏ₃系の溶融状態のスラグが形成できる。請求項５記載
のステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法は、請
求項１〜３のいずれか１項に記載のステンレス溶鋼真空
精錬炉用浸漬管の保護方法において、前記減圧下精錬の
終了時に形成される前記スラグが、還元精錬の際にＣａ
Ｏと金属Ａｌを添加してスラグ調整される。ＣａＯと金
属Ａｌを前記還元精錬で添加しても、金属Ａｌのテルミ
ット反応によりＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃が溶融状態のスラグ
を形成する。すなわち、前述の別添加又は還元精錬での
添加のいずれにおいても、コーティングに用いるスラグ
が形成される。

【００１１】

【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し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法
に用いる減圧下精錬装置の全体の概略図、図２はスラグ
のコーティングを施した浸漬管の部分断面図、図３はス
ラグのコーティングを施した浸漬管と従来の浸漬管の使
用回数の比較を示した図、図４はスラグのコーティング
を施した浸漬管と従来の浸漬管の耐火物コストの比較を
示した図である。

【００１２】まず、減圧下精錬装置１０は図１に示すよ
うに、取鍋１１に転炉等の脱炭精錬炉（図示せず）によ
り炭素１．０重量％以下に脱炭されたクロムを５重量％
以上含有したステンレス溶鋼１２（以下単に溶鋼と称す
る）と一部混入したスラグ１３が受湯されており、取鍋
１１の底部１４には不活性ガスである例えばＡｒガス供
給配管１５に連通したＡｒガス吹込み用ポーラスプラグ
１６が設けてあり、Ａｒガスを供給できるようにしてあ
る。また、取鍋１１内の溶鋼１２には大径の浸漬管１７
と、この浸漬管１７にフランジ１８を介して締結され一
体に設けた真空槽１９と、浸漬管１７及び真空槽１９内
を減圧する吸引エゼクター（図示せず）に連通した排気
口２０、及び浸漬管１７に合金材、生石灰、金属Ａｌ等
の副材料を添加する副材料の添加口２１が装備されてお
り、浸漬管１７及び真空槽１９の全体は油圧昇降装置
（図示せず）等で昇降可能に保持されている。さらに、
真空槽１９の上部には浸漬管１７内の溶鋼に酸素あるい
は酸素含有ガスを吹付けて脱炭精錬を行うためのランス
２２が昇降可能に設けられている。図１及び図２に示す
ように、浸漬管１７は芯金１７ａに保持され、内側には
高温度で耐食性に優れたクロミア−マグネシア等からな
る煉瓦２３が内張りしてあり、外側には高アルミナ質等
の耐溶損に優れた不定形耐火物２４が流込み施工されて
いる。また、真空槽１９には高温度での耐食性に優れた
クロミア−マグネシア等の煉瓦２５が内張りされてい
る。ここで、２７はスタットであり、構成は図５のスタ
ット２と同じである。

【００１３】次に、前述の減圧下精錬装置１０を用いた
溶鋼の真空精錬炉用浸漬管の保護方法について述べる。
炭素が０．３〜１．０重量％、クロムが５〜２２重量％
に精錬された溶鋼１２を取鍋１１に受け、この取鍋１１
内の溶鋼１２に底部１４のポーラスプラグ１６から不活
性ガスの一例であるＡｒガス（アルゴンガス）を０．３
〜１０．０ＮＬ／（分・溶鋼ｔ）吹込んで溶鋼１２を攪
拌（図１の矢印）しながら、浸漬管１７を溶鋼１２内に
浸漬して、浸漬管１７及び真空槽１９内を吸引エゼクタ
ー（図示せず）の作動により大気圧以下に減圧すると共
に、ランス２２から酸素を吹付けて溶鋼１２の脱炭精錬
を行った。この脱炭精錬により炭素が０．０１〜０．１
０重量％となった溶鋼１２に対してランス２２からの酸
素の吹付けを停止する。次に、０．１〜１０ｔｏｒｒの
高真空に減圧して、ポーラスプラグ１６からアルゴンガ
スを吹込んで溶鋼１２を攪拌（図１の矢印）しながら、
溶鋼１２の脱ガス精錬を５分間行なった。この脱ガス精
錬を開始する時に、前述の副材料の添加口２１からＣａ
Ｏ（生石灰）を８〜１８ｋｇ／溶鋼ｔ添加して、添加し
たＣａＯ（生石灰）の中に含有する炭酸ガス分の除去と
滓化を行った。この脱ガス精錬を行った後の溶鋼１２を
引き続きポーラスプラグ１６からアルゴンガスを吹込ん
で攪拌（図１の矢印）しながら、１０〜７５０ｔｏｒｒ
の減圧状態で、前記の脱炭精錬で生成したクロム酸化物
の還元のために、副材料の添加口２１から金属Ａｌを４
〜９ｋｇ／溶鋼ｔ添加して還元精錬を行い、クロムを溶
鋼１２に回収した。

【００１４】各工程を介して最終的に形成されるスラグ
１３の組成内のＳｉＯ₂は、転炉等の脱炭精錬炉（図示
せず）から溶鋼１２を取鍋１１に受湯する際に混入する
スラグ分（混入スラグ中のＳｉＯ₂は３０重量％）と、
減圧下での脱炭精錬以前の溶鋼１２中に含有されたＳｉ
（０．０３〜０．２０重量％）とからなり、この成分は
分析することにより予め値を求めることができ、溶鋼１
２中の含有Ｓｉ分は全量をＳｉＯ₂に換算し、両方を合
わせた値がＳｉＯ₂量となる。この両方を合わせたＳｉ
Ｏ₂量の調整は、スラグの流入量と溶鋼１２中に添加す
るＳｉ濃度のいずれか、あるいは両方を調整することに
より７〜２５重量％の濃度にする。また、脱ガス精錬で
添加するＣａＯは還元精錬で還元すべきクロム酸化物量
等から以下のように求める。まず、前述の脱炭精錬条件
である吹酸の酸素量、到達する最終炭素濃度から、生成
クロム酸化物量を予測するか、あるいは溶鋼やスラグを
分析して、（１）式により生成クロム酸化物量を還元す
るための金属Ａｌ添加量と生成Ａｌ₂Ｏ₃量を求める。Ｃｒ₂Ｏ₃＋２Ａｌ→Ａｌ₂Ｏ₃＋２Ｃｒ・・・・・（１）このＡｌ₂Ｏ₃量からＣａＯ量を求め、ＣａＯとＡｌ₂
Ｏ₃の総量で５５〜９０重量％となるように調整する。
ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃の調整は、ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃の両
方、あるいはいずれか一方の添加量を変えることでも可
能である。Ｃｒ₂Ｏ₃は還元精錬で添加する金属Ａｌ量
により決定され、金属Ａｌの添加量が多い程、低くなる
ことから１〜１０重量％に調整した。また、スラグ１３
を形成する組成物の内で、残部として含有するＦｅＯ、
Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯは減圧下精錬で生成及び前工程で混
入した組成物であり、ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯの一
種又は二種以上で２〜１０重量％となるように混入スラ
グ量や還元精錬の金属Ａｌ添加量等を調整する。

【００１５】以上の如く、各精錬で調整されたスラグ１
３の浸漬管１７へのコーティングについて、図１及び図
２を参照して説明する。各精錬を行い減圧下精錬を終了
し、調整されたスラグ１３は１６５０〜１７５０℃の温
度で溶融している。浸漬管１７もこのスラグ１３及び溶
鋼１２中に浸漬された状態から減圧下精錬の終わりと同
時に真空槽１９及び浸漬管１７内は復圧（大気圧）され
る。この復圧された浸漬管１７はスラグ１３の上方に上
昇して待機する。この直後は浸漬管１７の内側のクロミ
ア−マグネシア煉瓦２３、高アルミナ質の不定形耐火物
２４共に、スラグ１３の温度と略同じ１６５０〜１７５
０℃となっている。この状態で０．５〜１分程度の上昇
待機により１２００〜１３００℃に下げて、次に、スラ
グ１３層内に浸漬管１７の先端から２７０〜５３０ｍｍ
を浸漬して後、直ぐにゆっくりと浸漬管１７を上昇する
ことで、厚さ３０ｍｍのコーティング層２６を形成させ
た。

【００１６】このコーティング層２６を形成した後、さ
らに５分の待機を行って、コーティング層２６の表面温
度が略８００℃の状態となった時点で、次の取鍋１１内
の溶鋼１２に浸漬管１７を浸漬して、次の減圧下精錬を
行なった。その後、浸漬管１７のコーティング層２６の
形成と減圧下精錬を繰り返して操業した。浸漬管１７の
クロミア−マグネシア煉瓦２３、高アルミナ質の不定形
耐火物２４の表面に、スラグをコーティングしてあるの
で、再使用時の高温度の溶鋼熱から浸漬管を保護するこ
とができた。さらに、浸漬管１７の表面にコーティング
されるスラグの組成をＡｌ₂Ｏ₃とＣａＯの総量を５５
〜９０％重量％、ＳｉＯ₂を７〜２５重量％、Ｃｒ₂Ｏ
₃１〜１０重量％、残部として含有するＦｅＯ、Ｆｅ₂
Ｏ₃、ＭｇＯの一種又は二種以上を２〜１０重量％とし
たので、コーティング層２６の耐食性が高く、スラグの
融点が高くなることによる滓化不良や浸漬管１７へのコ
ーティング不良がなく、前工程の還元精錬におけるクロ
ム酸化物の還元も良好に達成できた。

【００１７】また、浸漬管１７の表面にコーティングさ
れる前記スラグのＡｌ₂Ｏ₃／ＣａＯを０．２５〜３．
０となるように、添加するＣａＯあるいは金属Ａｌの量
を調整してあるので、スラグの滓化を良好にすることが
でき、浸漬管にコーティングが容易にできると共に、コ
ーティングしたスラグが冷却される際に、その過程での
相変態による粉化崩壊や剥落を防止してコーティング保
護の効果が高くなる。次に、前述のスラグ１３層内のみ
に全長１３００ｍｍの浸漬管１７の先端から２７０〜５
３０ｍｍを浸漬することで厚み３０ｍｍのスラグ１３の
コーティング層２６を略浸漬深さの範囲に形成し、更
に、スラグ１３中に再度の浸漬と待機を繰り返して（合
計２回のコーティング）厚み６０ｍｍのコーティング層
２６を形成した。この積層されたコーティング層２６の
形成により、１７５０℃から大気温度雰囲気、あるいは
８００℃から１７５０℃近傍の溶鋼１２への浸漬といっ
た急激な温度変化よって生じるスポーリングによる耐火
物の欠損と溶損が共に抑制された。

【００１８】また、減圧下精錬の終了時に形成されるス
ラグに対して、還元精錬以前にＣａＯを添加し、還元精
錬の際に金属Ａｌを添加するか、又は還元精錬の際にＣ
ａＯと金属Ａｌを添加してスラグ調整してあるので、添
加されたＣａＯは予め加熱溶解され滓化されると同時に
ＣａＯに付随して含有されるＣＯ₂ガスの還元反応によ
る溶鋼中への炭素ピックアップが防止される。さらに、
引き続く金属Ａｌ添加による還元精錬の固相核生成のク
ロム酸化物をＣａＯとＳｉＯ₂及びＡｌの酸化物が溶融
した一次スラグに巻き込んだ反応が生起して迅速なクロ
ム酸化物の還元が行われる。同時に還元精錬の終了した
スラグ１３は耐食性が高く、剥離等がなく、十分なコー
ティング層２６を形成できる優れた利点を有する。

【００１９】

【実施例】次に、本実施の形態に係るステンレス溶鋼真
空精錬用浸漬管の保護方法の実施例について説明する。
まず、転炉で溶鋼量を１５０ｔ、クロムを１３重量％、
炭素濃度を０．７重量％、Ｓｉを０．０３〜０．２０重
量％含有した溶鋼を溶製し、この溶鋼を取鍋１１に受湯
した。この溶鋼を受湯する際に、転炉から流れ込んだス
ラグを約１０００ｋｇ（ＳｉＯ₂を３０重量％含有）に
調整して、図１に示す減圧下精錬装置１０で、更に脱炭
精錬、脱ガス精錬と、その後に還元精錬を行った。更
に、スラグ調整と還元精錬の促進のため、ＣａＯと金属
Ａｌの添加に当たりＣａＯは脱ガス精錬の際に、金属Ａ
ｌは還元精錬の開始時及び還元精錬過程で２〜３回の分
割添加とした。ここで、表１の実施例に用いたスラグＮ
ｏ１〜Ｎｏ４はＣａＯを８〜１８ｋｇ／溶鋼ｔ、金属Ａ
ｌをＡｌ₂Ｏ₃換算で６〜１８ｋｇ／溶鋼ｔで調整され
ている。特に、Ｎｏ４においては、転炉から流れ込んだ
スラグが約１．５倍となり、スラグ組成中からのＳｉＯ
₂量の増加となっている。

【００２０】

【表１】

【００２１】次に、表１に示された組成に調整されたス
ラグを、浸漬管１７の下端部から５００ｍｍまでに１回
の浸漬で厚さ３０ｍｍのコーティング層を形成し、さら
に、このコーティングと待機及び減圧下精錬とを繰り返
した結果を、従来のスラグコーティングの無い場合と比
較した。図３では浸漬管の使用回数において、また図４
では耐火物のコストにおいて、その比較結果を従来の場
合を１として指数で示した。図３に示すように、浸漬管
の使用回数においては、図５に示す状態で減圧下の真空
精錬を繰り返し行う従来の場合に比べ、本発明は溶鋼や
スラグによる溶損、熱負荷によるスポーリングの減少に
より、１．５倍にも使用回数が延長できた。また、この
浸漬管の使用回数の増加により、図４に示すように、従
来の浸漬管の耐火コストを指数１とした場合に、本発明
の耐火コストは約０．６となり４０％もの大幅なコスト
節減が図れた。更に、コーティングに用いるスラグは減
圧下精錬装置による脱炭精錬、脱ガス精錬、特に還元精
錬反応の促進にも有効な働きをする添加物と生成組成物
を活用しているので、浸漬管の耐火物の保護と精錬の促
進の相乗的活用が図れ、精錬効率と浸漬管寿命、耐火コ
スト低減等共に向上できる。

【００２２】また、浸漬と待機とを繰り返して複数回の
コーティングを行ない、厚み６０ｍｍのコーティング層
を形成した場合においても、略同一の結果が得られた
が、複数回のコーティングを行うことにより、再使用の
際に高温度の溶鋼やスラグ熱によるスポーリングに起因
した損耗が防止でき、より好ましい結果が得られた。な
お、本実施例では還元剤及びスラグの調整剤として金属
Ａｌを用いたが、これに代えて、再生Ａｌ、あるいはＡ
ｌ合金を用いることもできる。ＣａＯもその一部をドロ
マイト等のＣａＯの含有したものに置換しても良く、添
加時期も脱炭精錬時にすることもできる。また、減圧下
精錬装置を昇降して、精錬とスラグのコーティングを浸
漬管に施したが、減圧下精錬装置を固定して取鍋を昇降
して減圧下精錬とスラグのコーティングを行うこともで
き、コーティング層を形成した浸漬管の他部を合わせ溶
射や吹付け補修を施しても良い。さらに、減圧下精錬装
置として、例えば２本の浸漬管内の片方にＡｒガスを吹
込み溶鋼を還流するＲＨや、１本の浸漬管で減圧と複圧
を繰り返すＤＨ等の浸漬管の保護にも有効であり、本発
明の要旨を逸脱しない範囲の変形を含むものである。

【００２３】

【発明の効果】請求項１〜５記載のステンレス溶鋼真空
精錬炉用浸漬管の保護方法は、減圧下精錬の終了時のス
ラグが、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯの総量を５５〜９０重量
％、Ｃｒ₂Ｏ₃を１〜１０重量％、ＳｉＯ₂を７〜２５
重量％、残部のＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯの一種又は
二種以上を２〜１０重量％含有するように調整し、該調
整したスラグを減圧下精錬が終了した浸漬管の表面にコ
ーティングするので、耐食性が良好であり、再使用時に
高温度の溶鋼やスラグの熱から浸漬管の保護が発現で
き、浸漬管の使用回数の増加、浸漬管耐火物コストの大
幅な低減が可能となる。

【００２４】特に、請求項２記載のステンレス溶鋼真空
精錬炉用浸漬管の保護方法は、減圧下精錬の終了時に形
成されるスラグのＡｌ₂Ｏ₃とＣａＯの総量を５５〜９
０重量％とすることに加えて、精錬を終了したスラグの
Ａｌ₂Ｏ₃／ＣａＯを０．２５〜３．０としてあるの
で、浸漬管の表面にコーティングされたスラグが浸漬管
の表面で冷却固化する際に、相変態による粉化崩壊を防
止でき、しかも、スラグの滓化不良によるコーティング
不良がないので、耐食性がより向上し、再使用時に高温
度の溶鋼やスラグの熱からの浸漬管の保護が安定的に行
える。

【００２５】また、請求項３記載のステンレス溶鋼真空
精錬炉用浸漬管の保護方法は、浸漬管のスラグ内への浸
漬とスラグ外での待機とを複数回繰り返して、浸漬管の
表面にコーティングされるスラグが積層されるようにな
っているので、溶鋼及び溶滓からの急激な熱負荷を受け
た際にコーティング層の表層が剥落した場合であって
も、残存コーティング層があるために、浸漬管は確実に
保護されスポーリングと溶損が共に回避される。更に、
この残存コーティング層により、減圧下の精錬の際に発
生する溶鋼や溶滓によって、最初に施工した煉瓦や不定
形耐火物が溶損することも防止できるために、浸漬管の
使用回数の増加、浸漬管耐火物コストの大幅な低減がよ
り向上する。

【００２６】また、請求項４記載のステンレス鋼真空精
錬炉用浸漬管の保護方法は、減圧下精錬の終了時に形成
されるスラグが、還元精錬以前にＣａＯを添加し、還元
精錬の際に金属Ａｌを添加して調整されており、請求項
５記載のステンレス鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法
は、減圧下精錬の終了時に形成されるスラグが、還元精
錬の際にＣａＯと金属Ａｌを添加してスラグ調整される
ので、ＣａＯは予め加熱溶解して滓化されるか、あるい
は金属Ａｌのテルミット反応によりＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃
が迅速に加熱溶解され滓化され、ＳｉＯ₂等の他の組成
物を含有したスラグは耐食性に優れ、且つコーティング
した際のコーティング層の剥離、脱落がなく被覆保持性
が向上する。更に、添加されるＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃は早
期に溶融滓化され、還元精錬の際に還元されにくいクロ
ム酸化物を溶融滓に縣濁して還元の促進が可能となり、
還元精錬時間の短縮、クロム酸化物の還元効率の向上も
合わせ達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るステンレス溶鋼真
空精錬炉用浸漬管の保護方法に用いる減圧下精錬装置の
全体の概略図である。

【図２】スラグのコーティングを施した浸漬管の部分断
面図である。

【図３】スラグのコーティングを施した浸漬管と従来の
浸漬管の使用回数の比較を示した図である。

【図４】スラグのコーティングを施した浸漬管と従来の
浸漬管の耐火物コストの比較を示した図である。

【図５】従来のスラグのコーティングを施していない浸
漬管の部分断面図である。

【符号の説明】

１０減圧下精錬装置１１取鍋１２溶鋼１３スラグ１４取鍋の底部１５Ａｒガ
ス供給配管１６ポーラスプラグ１７浸漬管１７ａ芯金１８浸漬管
フランジ１９真空槽２０排気口２１副材料の添加口２２ランス２３浸漬管内張りの煉瓦２４不定形
耐火物２５真空槽内張りの煉瓦２６コーテ
ィング層２７スタット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空精錬炉の浸漬管を取鍋内のステンレ
ス溶鋼に浸漬して、前記取鍋内のステンレス溶鋼を減圧
下で精錬する真空精錬用浸漬管の保護方法であって、前記減圧下精錬の終了時のスラグが、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａ
Ｏの総量を５５〜９０重量％、Ｃｒ₂Ｏ₃を１〜１０重
量％、ＳｉＯ₂を７〜２５重量％、残部のＦｅＯ、Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＭｇＯの一種又は二種以上を２〜１０重量％含
有するように調整し、該調整したスラグを前記減圧下精
錬が終了した前記浸漬管の表面にコーティングすること
を特徴とするステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護
方法。
【請求項２】前記減圧下精錬の終了時に形成される前
記スラグのＡｌ₂Ｏ₃／ＣａＯを０．２５〜３．０とす
ることを特徴とする請求項１記載のステンレス溶鋼真空
精錬炉用浸漬管の保護方法。
【請求項３】前記浸漬管の表面にコーティングされる
スラグは、積層されていることを特徴とする請求項１又
は２記載のステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方
法。
【請求項４】前記減圧下精錬の終了時に形成される前
記スラグが、還元精錬以前にＣａＯを添加し、還元精錬
の際に金属Ａｌを添加してスラグ調整されることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステンレス
溶鋼真空精錬炉用浸漬管の保護方法。
【請求項５】前記減圧下精錬の終了時に形成される前
記スラグが、還元精錬の際にＣａＯと金属Ａｌを添加し
てスラグ調整されることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載のステンレス溶鋼真空精錬炉用浸漬管
の保護方法。