Jack Xing著、YK Chanshine技術営業ディレクター · 連続鋳造用耐火物 · 更新日
タンディッシュのライニングは、3つの要素を同時に左右します。取鍋から鋳型までの間に、鋼の清浄度をどれだけ保てるか。タンディッシュを台車から降ろすまで、連続鋳造シーケンスをどれだけ長く続けられるか。そして、鋳込みの合間に、準備エリアでどれほどのガス、労力、段取り時間が必要になるかです。
ほとんどの連続鋳造工場では、断熱ボード、吹付け／こて塗りコーティング、または乾式振動混練材のいずれかを作業ライニングとして使用します。このガイドでは、化学組成、運用上のトレードオフ、バインダーの選択、施工管理について、代表的なTDSの範囲と見積もり用チェックリストを交えて比較します。
このガイドの要点:
- 乾式振動混練材は、自由水を含まず、断熱性の裏打ち層と緻密な高温面を形成するため、連続使用寿命が最も長く（20～60時間以上）、最も清浄な鋼が得られます。
- 断熱ボードは予熱設備が不要で、解体も容易ですが、シリカボードはAlキルド鋼と反応し、介在物欠陥を引き起こす場合があります。
- 吹付けコーティングの材料コストは両者の中間ですが、水分を除去するために高温ガスによる長時間の焼成（800～1000 °C）が必要です。
- 超低炭素鋼や水素に敏感な鋼種には、炭素と水素の取り込みをなくすために無機バインダー（ポリリン酸塩、ケイ酸ナトリウム、またはホウ酸）が必要です。
一覧: ボード、コーティング、乾式振動混練材
| 質問 | ボード | 吹付け／こて塗りコーティング | ドライ振動材 |
|---|---|---|---|
| システム内の水分 | なし | 多い | なし |
| 予熱 | 冷間始動が可能 | 800～1000 °C、2～6時間 | 200～300 °C、45～90分（または急速加熱） |
| 最大の強み | 迅速で、解体が容易 | 施工コストが低く、断熱性に優れる | 長寿命、緻密な高温面、清浄な鋼 |
| 主なリスク | 種類により、Si、水素、または強度の問題 | 水による損傷、水素・酸素の取り込み、剥落 | 型枠と厳密な施工管理が必要 |
| 標準的な寿命 | 短い連続鋳造シーケンス | ボードより長い | 20時間以上、報告値は60～70時間 |
取鍋整備材: ゾーンと層
連続鋳造タンディッシュには複数の耐火材ゾーンがあり、それぞれに役割があります：
- 断熱層：鋼殻に接する層（ケイ酸カルシウムボードまたはセラミックファイバー）で、鋼殻を過熱から保護します。
- 恒久（安全）ライニング：数か月間そのまま使用する高アルミナれんがまたは低セメントキャスタブル。
- 作業ライニング：溶鋼やタンディッシュスラグに直接接触する交換可能な層（ボード、吹き付け材、ドライミックス）。
- 流量制御用部材：滞留時間と介在物の浮上を調整するインパクトパッド、堰、ダム、乱流抑制装置。
断熱ボード
タンディッシュボードは成形済みのパネルで、恒久ライニングにくさびで固定するか、モルタルで張り付けます。冷間始動が可能で、残鋼除去も非常に速いため、短い連続鋳造を行う小型ビレット鋳造機で広く使われています。
| ボード | 最適な用途 | 性能 | 注意点 |
|---|---|---|---|
| シリカボード | 普通炭素鋼・鉄筋用鋼 | 低コストで施工が容易 | Alキルド鋼ではSiO₂が還元され、介在物が発生 |
| マグネシアボード | 清浄鋼・合金鋼 | 高塩基度、反応性が低い | 水和を防ぐため、慎重な保管が必要 |
| フォルステライトボード | 中間グレード | 熱膨張のバランスが良い | 純MgOより耐火度が低い |
吹き付け・コテ塗りコーティング
コーティング材はロボット式スプレーアームまたはコテで施工します。ドライミックスよりトン当たりのコストは低い一方、ガス焼成で完全に除去する必要がある15～25%の水分を含みます：
| パラメーター | 一般的な範囲 | 鋳造機への影響 |
|---|---|---|
| 水の添加 | 18～25%（吹き付け）/14～18%（コテ塗り） | 予熱を短縮すると水素リスクが高い |
| 焼成サイクル | 800～1000 °Cで2～6時間 | 準備エリアで大量の燃料ガスを消費 |
| リバウンドロス | 施工時に5～12% | 吹き付け時の材料ロス |
ドライ振動材
MgO含有率80～92%のドライ振動材は、高品質鋼の製造や高生産性の連続鋳造における現在の標準です。加熱した型の周囲に完全な乾式で施工するため、除去する水分がありません。
| 結合剤の種類 | 一般的な材料 | 利点 | 制約 |
|---|---|---|---|
| 有機系 | フェノール樹脂、ノボラック、ピッチ | 200～250 °Cで焼成後、高い初期強度を発現 | 養生中に煙／ガスを発生し、CとHが増加 |
| 無機系 | ポリリン酸塩、ケイ酸ナトリウム、ホウ酸 | 煙の発生なし、炭素／水素のピックアップなし | 型枠温度の厳密な管理が必要 |
乾式振動材の一般的なTDS仕様
| パラメーター | 標準グレード（ビレット） | 高純度グレード（スラブ／高清浄鋼） |
|---|---|---|
| MgO含有量（%） | 82.0–85.0% | 88.0–92.0% |
| SiO₂含有量（%） | ≤ 5.5% | ≤ 3.0% |
| CaO含有量（%） | ≤ 3.0% | ≤ 2.2% |
| かさ密度（g/cm³） | 2.10–2.25 | 2.25–2.40 |
| 冷間圧縮強度（250 °Cで養生後） | ≥ 4.0 MPa | ≥ 5.0 MPa |
| 冷間圧縮強度（1500 °Cで焼成後） | ≥ 18.0 MPa | ≥ 25.0 MPa |
タンディッシュ用耐火物とフロー調整材
プレキャスト製のダム、ウィア、ターボストップは乾式振動材と連携し、溶鋼の流れを最適化して滞留時間を延ばし、計量ノズルへのショートサーキットを防ぎます。
| 形状 | 位置 | 主な機能 |
|---|---|---|
| ターボストップ／インパクトパッド | 取鍋シュラウドの真下 | 溶鋼流の運動エネルギーを消散させ、スラグの渦巻きを防止 |
| ウィア | 注湯ゾーンと鋳造ゾーンの間 | 溶鋼の流れを下向きにしてトップスラグを保持 |
| ダム | ストランドノズルの手前 | 溶鋼の流れを上向きにして介在物の浮上を促進 |
選定ガイド：連続鋳造機に適したライニングの選び方
| 連続鋳造機の種類 | 鋼種 | 推奨ワーキングライニング |
|---|---|---|
| 小型ビレット連続鋳造機（短い連続鋳造順序 < 4回のチャージ） | 鉄筋、形鋼 | シリカまたは低MgO断熱ボード |
| 中型ビレット／ブルーム連続鋳造機（4～12回のチャージ） | 構造用鋼、SBQ炭素鋼 | MgOスプレーコーティングまたはMgO 82%乾式材 |
| 高生産性スラブ連続鋳造機（10～30回以上のチャージ） | 深絞り用鋼、IF鋼、APIラインパイプ | 高純度MgO乾式振動材（MgO 88～92%） |
| 極低炭素鋼／軸受鋼用連続鋳造機 | 100Cr6、タイヤコード鋼、ULC | 無機結合高純度MgO乾式材 |
よくある質問（FAQ）：タンディッシュ用ワーキングライニングシステム
タンディッシュの乾式振動材とコーティングの違いは何ですか？
塗材は水と混ぜて湿式で塗布するため、800～1000 °Cで長時間焼成する必要があります。乾式振動施工材は乾燥状態で投入し、型枠の周囲で振動施工した後、わずか200～300 °Cで養生するため、ライニングに自由水が持ち込まれません。
タンディッシュ用乾式振動施工材の寿命はどのくらいですか？
通常は鋳造時間で20時間以上です。高級品では60～70時間の実績も報告されています。実際の寿命は鋼種、スラグ、温度、施工品質によって異なります。
Alキルド鋼にシリカボードを使用できますか？
推奨しません。鋼中のAlとMnがボード中のSiO₂を還元し、酸化物介在物となるAl₂O₃と2MnO·SiO₂を生成します。
超低炭素鋼にはどの結合剤が最適ですか？
ポリリン酸塩、固体ケイ酸ナトリウム、ホウ酸などの無機結合剤です。炭素や水素を加えず、養生中に刺激性のガスも発生しません。
タンディッシュ乾式混合材は何度で養生すればよいですか？
型枠を200～300 °Cで1～2時間加熱して脱型し、使用前に1000 °Cを超える温度で約1時間焼成します。必ずメーカー指定の手順に従ってください。
タンディッシュのダムや堰にマグネシアが使われるのはなぜですか？
マグネシアは溶鋼中でも強度を保ち、アルミナ・マグネシアより低コストで、Al₂O₃介在物を吸収してスピネル層を形成します。また、高アルミナ質のタンディッシュ部材と比べて、溶鋼中への酸素の持ち込みを約80%低減すると報告されています。
ダム用キャスタブルにα-Al₂O₃とシリカ微粉を加えるのはなぜですか？
アルミナ微粉はMgOと反応して約8%膨張するスピネルを形成し、マトリックスを緻密化します。シリカ微粉は水和と亀裂を抑制しますが、低融点相を生じるため、約2%以下に抑えます。
タンディッシュライニングの見積もりには、何を送ればよいですか？
能力、ストランド数、鋼種、連続鋳造の長さ、スラグデータ、現在のライニングと損傷形態、結合剤の制限、数量、仕向地をお知らせください。推奨グレードとTDSをご案内します。
連続鋳造機の仕様と連続鋳造の目標をお知らせください
連続鋳造時間の延長、段取り替えによる停止時間の短縮、または高清浄鋼への水素・酸素の混入防止をお考えですか？鋳造機の形式（ビレット／ブルーム／スラブ）、鋼種、連続鋳造の長さ、現在のライニング寿命をお知らせください。用途に合わせた乾式混合材／ボードの推奨、TDS、コスト比較を24～48時間以内にご提供します。