RH脱ガス装置用耐火物ソリューション | スノーケル・容器ライニング

RH脱ガス炉向け耐火物ソリューション：真空循環用の炉体、スロート、スノーケルライニング

RH脱ガス炉（Ruhrstahl-Heraeus真空脱ガス炉）では、レードル炉で処理した後の鋼を、真空炉体と2本の浸漬管（上昇管と下降管のスノーケル）を使って処理し、レードル内の溶鋼全体を真空中で循環させます。上昇管に吹き込むリフトガスがこの循環を促し、水素と窒素を除去してIF鋼や自動車用鋼の超低炭素化を実現し、合金成分を高精度に調整します。この循環こそが、RH耐火物の設計を工場内の他の炉体と異なるものにしています。静止した溶鋼を保持するのではなく、ライニングは絶え間ない溶鋼の流れ、真空と大気圧の反復サイクル、そして炉体本体とは独立した摩耗サイクルを持つ2本のスノーケルにさらされます。当社は、この条件を踏まえ、炉体、スロート、スノーケルを一体的に設計したRH耐火物パッケージを製造しています。

RH脱ガス炉の耐火物がレードルや炉のライニングと異なる理由

レードル内の溶鋼は比較的静止しています。EAFやBOFは空炉と満炉を繰り返します。RH炉はそのどちらとも異なり、狭い管から溶鋼を吸い上げて真空中を循環させ、操業期間中、溶解ごとに再び押し戻します。このため、RH操業特有の課題が3つ生じます。

連続流による侵食と静止浴の保持

スロートとスノーケルでは、溶鋼が高速で絶えず流れるため、静止した溶鋼を保持する場合とは異なり、激しい機械的せん断と洗掘が生じます。

高真空下での周期的な熱疲労

1回の溶解中、炉体は大気中での挿入と真空処理を何度も繰り返します。その結果、激しい熱膨張と収縮が周期的に起こり、一定の熱負荷よりも強くれんがの目地に負荷がかかります。

摩耗サイクルの違い：スノーケルと主真空炉体

浸漬スノーケルは通常、炉体本体よりかなり早く摩耗します。独立した迅速交換式の消耗品として管理することで、炉体ライニングの早期かつ高額な張り替えを防げます。

RH脱ガス炉のライニング構造

• 鋼製シェル: レードルとの動的な接続時にも高度な真空気密性を維持できるよう設計された、頑丈な構造用ケーシング。
• 永久安全ライニング: 高アルミナれんがまたは低セメントキャスタブルを使用し、断熱封じ込めとシェルの安全保護を提供します。
• 作業ライニング: 炉体の天井、側壁、下部全体に高純度マグネシアクロム耐火れんがを使用。真空下での優れた耐熱衝撃性と耐スラグ性を実現します。
• RHスノーケル（上昇管・下降管浸漬管）: 溶融マグネシアクロムれんがの内張り、中間壁の構造用鋼製ケーシング、迅速なモジュール交換に対応するキャスタブル製ノーズアセンブリ。
• 機能性耐火物部品：高速循環を促す排ガスダクトライニング、合金添加シュート、アルゴンガス吹き込みノズル。

RH真空脱ガス装置の耐火物ライニング構造：マグネシアクロム作用ライニング、スロート部、モジュール式プレキャスト浸漬スノーケルを示す模式図。

RHの各ゾーンに最適な耐火材は？

スノーケルが容器の他の部分よりも早く摩耗するのはなぜですか？

上昇脚には溶鋼と加圧されたリフトガスの両方が流れ、流れによるせん断と激しいガス乱流の複合的な作用を受けるため、ほぼ常に最初に損傷します。下降脚はより均一に摩耗しますが、処理サイクル全体を通して両方の管が循環する溶融金属に完全に浸漬されているため、上部容器本体よりもはるかに速く摩耗します。

この摩耗の差があるため、スノーケルは主容器と一緒に再施工するのではなく、交換可能な個別の消耗品として設計・在庫されています。スノーケルを最適なローテーション計画で管理する製鋼工場では、予定より早い冷間停止を行わずに、主容器を複数の操業キャンペーンにわたって稼働させ続けられます。

寸法図、摩耗診断、プレキャスト浸漬管アセンブリの詳細については、専用のエンジニアリングガイドをご覧ください：RHスノーケルサプライヤー - マグネシアクロム浸漬管。

マグネシアクロム材とクロムフリー材の比較：材料選定マトリックス

溶融粒マグネシア・クロムれんがは、RHスロートおよび容器の性能における国際的なベンチマークであり続けています。深真空下での耐火性、耐熱衝撃性、FeOを含むスラグへの耐食性を兼ね備え、その性能に匹敵するものはありません。しかし、一部地域（特にEU）で六価クロム（Cr⁶⁺）を含む耐火物の廃棄に関する環境規制が厳格化したことから、クロムフリーのマグネシア・スピネルやアルミナ・スピネルへの関心が高まっています。

冶金面でのトレードオフは明らかです。現状、クロムフリー配合は、流速の高いスロート部と容器下部で耐用年数が20%～35%短くなります。当社は両方の種類を設計・供給し、お客様の工場に適用される地域固有のガイドラインに基づき、総所有コスト（TCO）と環境責任の評価を透明性をもってご提供します。

RHライニングの個別設計・レイアウトに必要な技術データ

真空脱ガスと循環の条件

設計仕様に必要な情報：

標準品質レビューの確認項目：

• 容器容量と形状：公称ヒート量（メートルトン）、スロート内径、および容器シェルの図面。
• 脱ガスの運転サイクル：脱炭（IF鋼）、深脱ガス（[H] < 1.0 ppm）、および合金成分調整にかかる時間。
• 真空度とガス流量：操業時の真空度（mbar / Torr）、アルゴンリフトガスの注入流量（Nm³/h）、および循環速度。
• キャンペーン目標：容器キャンペーンあたりの目標ヒート数、および現在のスノーケル交換所要時間。
• 環境方針：クロム含有使用済み耐火物の廃棄に関する製鉄所の基準。

よくある質問：RH脱ガス装置の耐火物（FAQ）

厳しい二次精錬条件下で、120回以上のチャージ寿命を達成した実績のあるRH脱ガス装置用スノーケル。

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