1. 取鍋耐火物における耐火レンガの損傷原因
1. 取鍋は高温の溶鋼を輸送するために使用されますが、輸送中に約1680度の高温の溶鋼とスラグによって、特にスラグラインが削り取られ、侵食され、タンクの耐用年数を決定する重大な要因となります。
2. LF やその他の炉外精錬処理は、未焼成レンガに深刻なダメージを与えます。
3. 転炉から溶鋼が流出すると、ライニングは急激な温度変化にさらされ、ひび割れや剥離が発生します。耐火レンガ裏地にあります。
4. 転炉内で取鍋に溶鋼を投入すると、高温の溶鋼によって取鍋底に強い機械的摩耗が生じ、この部分のライニング材が熱衝撃による損傷を受けやすくなります。
2. 取鍋耐火物の損傷メカニズム
取鍋内の耐火物の損傷メカニズムは、主に高温のスラグの浸食と浸透によって引き起こされます。取鍋のスラグラインが主に溶融し、スラグの浸透により側壁が割れて熱剥離します。溶融速度は、スラグ温度、粘度、材料の反応速度に関係しています。溶鋼の温度が高いこと、取鍋内での滞留時間が長いこと、スラグの粘度が低いこと、マトリックス材料の細孔浸透、液相浸透、固相での拡散により、材料表面の組成と構造が質的に変化し、溶解度の高い変成層が形成され、剥離しやすく、ライニング耐火レンガの損傷が加速します。同じまたは異なる化学組成の耐火物を持つ取鍋のライニングは、その組織構造と性能が異なるため、損傷率が異なります。取鍋は連続的に動作できず、ライニング温度が低下したり、取鍋が冷えたりして、ライニング構造が剥離しやすくなり、取鍋の耐用年数が短くなります。
スラグによる耐火物の侵食は表面の溶解に限らず、スラグが耐火物の内部に侵入（浸透）し、反応面積や深さが拡大し、材料表面付近で組成や構造が質的に変化して溶解性の高い変成層を形成し、損傷を加速させることもあります。この侵入の割合は、おおよそ気孔率に比例します。そのため、耐火物の化学組成が同じであっても、組織構造が異なるため、溶融損失率は大きく異なります。
耐火物の開放気孔率が高いほどスラグの浸入速度は速くなり、浸入率は気孔率にほぼ比例します。耐火物の見かけの気孔率が同じであっても、気孔の形状、大きさ、分布が異なれば侵食速度も変わります。
3. 取鍋ライニング用耐火物の特性
上記の分析によると、取鍋ライニング用の耐火材料は、緻密で均一な組織構造、高温での微小膨張、良好な体積安定性、高強度、中温強度と高温強度の比が小さいなどの特性を備えている必要があります。
耐火物の使用中、スラグは加熱面から内部深くまで容易に浸透し、作業面付近の気孔率を大幅に低下させて緻密化し、非常に厚い変成層を形成します。温度が急激に変化すると、変成層と元の耐火レンガ層との接合部に作業面と平行な亀裂が発生し、レンガが剥がれて損傷します。耐火物の構造的剥離を減らすために、次の側面からスラグ浸透の深さを減らすことができます。
（１）耐火材料のスラグ浸透に対する耐性を向上させる。
（２）耐火物の多孔性を低減し、スラグの侵食経路を減少させる。
（３）スラグは耐火物と反応して高融点化合物擁壁を形成し、スラグの浸透を防ぐ。
（４）スラグの粘度を上げる。スラグの粘度が高いほど、耐火物への侵食がひどくなります。
