取鍋壁のパージプラグ付近に生じた垂直亀裂：診断

ジャック・シン（YK Chanshine技術営業部長）著 · 2026年10月30日公開 · 読了時間13分

パージプラグ付近の縦割れには、個別の診断が必要な理由

取鍋壁の損耗は通常、ゆっくりと均一に進みます。縦割れはそうではありません。細く、壁に沿ってまっすぐ伸び、深いこともあります。ほかの部分はまずまずの状態なのに、深さ50 mmの目地ができていたという報告も受けています。

現場ではまず、れんがのせいにしがちです。それが正しい場合もあります。しかし実際には、れんが、目地、ガスの流れのすべてが原因であることが多く、どれが主因かによって次に変えるものが決まります。真の原因がリングの締め付けすぎや低温での始動なのに、れんがの材質を変更すると、ライニングを損耗させるだけで何の教訓も得られません。

このガイドは工場側の視点で書かれています。当社はMgO-C、MgO-Al2O3-C、Al2O3-MgO-Cの取鍋用れんがを製造しており、こうした写真がお客様から届きます。私たちは写真を次のように見ています。

このガイドの前提

• 割れは壁の、パージプラグの位置またはその近くにあり、底部にはありません。
• 内張りには、恒久ライニングと鋼殻に接するレンガ積みの取鍋壁が使われ、ワーキングライニングれんがが施工されています。
• 取鍋を空にして冷却した後なら、割れに手が届き、目視確認や探針による確認、写真撮影ができます。

縦割れの3つの種類（床から見ると見分けにくい）

実際の壁面では、これらのうち2つが同時に見られることもよくあります。目地が開くと溶鋼が入り込みます。目地に入った溶鋼は、隣接するレンガのエッジを侵食します。溝が見える頃には、目地が開いてから数週間経っていることもあります。

パージプラグ周辺が壁面にとって過酷な理由

プルームの流れが壁面流になる

プラグから吹き出すアルゴンが溶鋼を上方へ引き上げます。表面では溶鋼が広がり、最も近い壁を流れ落ちます。その壁は、ライニングの他のどの部分よりも速く、乱れの大きい流れにさらされます。目地や軟らかいレンガのエッジは、この流れによる侵食が始まる箇所です。

ガス冷却と熱サイクル

吹き込み中は、プラグ脇の高温面が冷却されます。ガスが止まると、面は再び加熱されます。吹き込みサイクルのたびに、すでに最も負荷がかかっている目地の箇所で、小さな熱サイクルが生じます。操業を重ねるごとに、目地は少しずつ開いていきます。

スラグラインの開口部

プルームが表面を突き破る箇所では、スラグ層が押しのけられます。裸の溶鋼が壁面に達するのは、スラグラインです。亀裂がプルーム域の上部付近にあると、ライニングはスラグによる侵食も受け、MgO-Cレンガの炭素もその部分で速く失われます。

目地に入り込んだ溶鋼がくさびの役割を果たす

目地が開くと溶鋼が入り込み、凝固します。次の昇温時にレンガが膨張しようとしても、凝固した溶鋼が目地を閉じるのを妨げます。レンガのエッジにかかる応力が高まります。エッジが欠けて隙間が広がり、さらに溶鋼が入り込みます。この悪循環は、数週間かけて目地が深くなる原因として、当社が最もよく目にするものです。

現場でよく聞く3つの説明

目地が開くと、当社が協力する耐火物エンジニアは、通常3つの原因を挙げます。いずれも重視しており、それぞれ検証できます。

1. 成形時にレンガのエッジに生じる微粉

   レンガで充填と均等な加圧が最も難しいのは角です。微粉がエッジに集まったり、圧力が角まで届かなかったりすると、エッジの密度が低下します。軟らかいエッジは最初に侵食され、溶鋼がそこへ流れ込みます。

   エッジ微粉の仮説を検証する方法

   継ぎ目付近の残存れんがを切断します。端部と中央部からサンプルを採取します。両方のかさ密度と見掛け気孔率を測定します。端部と中央部の差が大きければ、成形上の問題です。数値を評価する前に、仕入先と合格基準を取り決めてください。

2. 配合中の再生れんがが多すぎる

   MgO-Cれんがにある程度の再生粒子が含まれるのは普通です。問題は、その量、粒度の調整方法、バッチ記録の有無です。再生材が多すぎると、粒度が不均一になり、部分的に酸化した粒子や気孔が増え、弱点が角部に生じやすくなります。

   再生れんがに関する仮説の検証方法

   そのれんがのグレードについて、再生材含有率の範囲とバッチ記録を仕入先に問い合わせます。切断面を見てください。くすんだ色や酸化したように見える粒子が散在していれば、この兆候です。

3. 応力下での高い熱膨張

   大きく膨張するれんがは、隣接するれんがやシェルを押します。しかし、膨張そのものが問題なのではありません。ライニングに膨張を吸収する余裕がどれだけあるかが重要です。

   概算例です。内径3.5 mの取鍋では、リングの円周は約11 mです。高温面が約1%膨張すると（配合によって異なります）、リング全体で約100 mmの自由膨張が見込まれます。モルタル目地、膨張紙、シェルのわずかな膨張で、その一部が吸収されます。残りが圧縮力になります。圧縮が大きすぎると、最も弱い目地が剥落または座屈します。小さすぎると、取鍋が冷えたときに目地が開き、鋼が入り込みます。

   膨張に関する仮説の検証方法

   れんがの膨張曲線を確認し、ライニング設計で実際にどれだけの余裕を見込んでいるかを調べます。

次の出鋼前に行う現場確認

確認：継ぎ目はどこ？

高さ、プラグからの距離、角度を記録します。複数段にわたって一直線に延びていますか？キーブリック、膨張目地、またはリングの閉じ部にありますか？プラグと継ぎ目が一緒に写る広角写真を撮ります。

探針で測定：深さと幅は？

細い鋼片を隙間に押し込みます。3か所の高さで深さと幅を記録し、鋼片を差し込んだ状態を撮影します。数回の出鋼後にもう一度行います。週ごとに深くなる継ぎ目は、プロセス上の問題です。変化しない継ぎ目は、ライニングの問題です。

記録する項目

確認：隙間の中にあるものは？

凝固した鋼

取鍋に鋼が入っている間、隙間は開いていた。比較的古い可能性が高い。

スラグ

隙間はスラグライン付近、または鋼がなくなった後に開いた。

清浄で暗い破断面

新しいひび割れ。

酸化した、または錆びた破断面

隙間はしばらく開いた状態で、空気にさらされていた。

切断：残存れんがから何が分かるか？

目地付近から残存れんがを採取して切断します。脱炭深さ、層状剥離の有無、端部から中央部までの密度を確認します。切断面を見れば、1週間議論しても分からないことが1時間で分かります。

1シフトで実施できる6段階の診断

1. 目地の位置を特定する：高さ、プラグからの距離と角度、最も近いキーレンガまたは膨張目地。
2. 分類する：目地の開き、れんがを貫通する亀裂、または端部の侵食溝。
3. 3つの高さで深さと幅を測定する。
4. 隙間を確認する：凝固した鋼、スラグ、清浄な破断面または酸化した破断面。
5. れんがを切断して端部と中央部を比較する。
6. 記録を確認する：予熱曲線、アルゴン流量、取鍋のターンアラウンド時間、熱処理回数、シェルの状態。

結果の読み取り：観察内容、考えられる原因、確認方法、対策

今すぐ行うことと、次回のライニングで変更すること

今週

• 取鍋の使用を続けるべきか判断します。目地の深さと残存ライニング厚さを比較します。目地が永久ライニングまで達している場合、またはシェル付近に鋼が見える場合は、使用を停止してください。工場の安全規則に従い、最終判断は自社の耐火物エンジニアに確認してください。
• 継ぎ目を記録します。写真、プローブ番号、ヒート数を記録します。同じ箇所を再度プローブで測定します。
• 補修には注意してください。目地への吹付けやパッチ補修は一時的な対策です。原因が残っていれば、継ぎ目は再発します。
• 損傷したレンガを交換してライニングを続ける必要がある場合は、適切な目地幅を確保して積み直します。新しいレンガを無理に隙間なく押し込まないでください。

次回のライニング時

• 目地の方針：図面の段階で、レンガサプライヤーと目地幅、モルタル、膨張代について合意し、主要レンガと閉じ部がプラグに対してどこに位置するかを確認します。
• プラグ部のレンガグレード：この箇所には、より高グレードのMgO-C、またはMgO-Al2O3-CやAl2O3-MgO-Cが適する場合があります。慣例ではなく、切断したレンガと工程データに基づいて選定してください。
• レンガの品質：エッジ密度の検査、寸法公差、リサイクル材含有率の明記を求めます。
• 予熱：初回加熱にはサプライヤーの加熱曲線を使用し、記録して保管します。
• 工程：吹込み条件と取鍋のターンアラウンドを見直します。ライニングが適切でも、操業サイクルが不適切だと損傷します。

パージプラグ壁用レンガの種類比較

一般的な市販品の表記。実際のTDS値はサプライヤーによって異なります。

取鍋用レンガのTDSで確認する項目

データシートの簡単な要約だけで判断しないでください。試験方法を確認し、密度については、れんがのどの位置からサンプルを切り出したかを尋ねてください。

縦ひび割れの調査にYK Chanshineができること

当社はMgO-C、MgO-Al2O3-C、Al2O3-MgO-Cの取鍋用れんがを自社製造しているため、れんがと内張りの両面からひび割れを調査できます。

写真と記録をもとにできること：

• 写真とプローブ測定値を確認し、3種類のどれに当てはまると考えられるか、次に何を確認すべきかをお伝えします。
• 現在お使いのれんがのTDSを、切断したれんがの検査結果および図面上の膨張代と比較します。
• プラグゾーン向けに、材質、形状、キーレンガ、寸法公差、目地設計を含む特注れんがを供給します。
• 同一ロットが関係している場合、保管サンプルを使って当社製れんがの端部密度を検査します。
• 取鍋の特定ゾーンでの試験用に、無料サンプルと特注試験注文をご利用ください。

リングの締め付けや冷間始動が原因の目地を、新しいれんがの材質で直せるとはお約束できません。できるのは、根拠に基づいて、まず試すべき対策を早い段階でお伝えすることです。

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よくある質問（FAQ）：取鍋用耐火物の縦ひび割れ