JP2544049B2 - 高炉出銑口充填材 - Google Patents
高炉出銑口充填材Info
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- JP2544049B2 JP2544049B2 JP3341423A JP34142391A JP2544049B2 JP 2544049 B2 JP2544049 B2 JP 2544049B2 JP 3341423 A JP3341423 A JP 3341423A JP 34142391 A JP34142391 A JP 34142391A JP 2544049 B2 JP2544049 B2 JP 2544049B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、耐用性を向上した製
銑用高炉の出銑口の閉塞に用いる充填材に関する。
銑用高炉の出銑口の閉塞に用いる充填材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高炉出銑口充填材としては、特開
昭５０−３９０９１号公報に記載されているように、ろ
う石、アルミナ等の酸化物、炭化珪素、窒化珪素等の非
酸化物、それにカーボン等を骨材とし、これに粘土、ピ
ッチ等を添加し、さらに、タール，レジン等の有機化合
物をバインダーとしたものが通常使用されている。
昭５０−３９０９１号公報に記載されているように、ろ
う石、アルミナ等の酸化物、炭化珪素、窒化珪素等の非
酸化物、それにカーボン等を骨材とし、これに粘土、ピ
ッチ等を添加し、さらに、タール，レジン等の有機化合
物をバインダーとしたものが通常使用されている。
【０００３】ところが、この充填材は、マッドガン，開
孔機等の高炉設備の能力から、出銑口に充填するに当た
っては、比較的多量のバインダーを用いて軟らかくする
必要があり、また、開孔については、強度はあまり高く
できないといった制約がある。そのため、耐火物として
は緻密な組織を形成できず、且つ強度も低いものとな
り、出銑末期には充填物の消失によって出銑口の口径が
大きくなり、出銑、出滓速度が急激に上昇するという問
題があった。
孔機等の高炉設備の能力から、出銑口に充填するに当た
っては、比較的多量のバインダーを用いて軟らかくする
必要があり、また、開孔については、強度はあまり高く
できないといった制約がある。そのため、耐火物として
は緻密な組織を形成できず、且つ強度も低いものとな
り、出銑末期には充填物の消失によって出銑口の口径が
大きくなり、出銑、出滓速度が急激に上昇するという問
題があった。
【０００４】その解決手段として、「開孔径」を小さく
する方法も採られたが、出銑初期の速度が遅すぎてスラ
グ排出が遅れ、炉内圧上昇による操業トラブルが起こり
易くなる。したがって、充填材の耐用を支配する「開孔
径」は、溶銑，スラグをバランスよく排出するための適
正な径を選択せざるを得ず、１日当たりの出銑回数もほ
ぼ決まったものになっている。
する方法も採られたが、出銑初期の速度が遅すぎてスラ
グ排出が遅れ、炉内圧上昇による操業トラブルが起こり
易くなる。したがって、充填材の耐用を支配する「開孔
径」は、溶銑，スラグをバランスよく排出するための適
正な径を選択せざるを得ず、１日当たりの出銑回数もほ
ぼ決まったものになっている。
【０００５】また、特公昭４８−７９２１８号公報に見
られるように、ＺｒＳｉＯ4（ジルコン）を添加し、高
温下（１４００°Ｃ以上）でＺｒＯ2とＳｉＯ2に分解さ
せ、ＺｒＯ2のもつ耐火物性により高耐用化を図ったも
のもあるが、ＳｉＯ2の生成により大幅な耐用性向上は
望めなかった。
られるように、ＺｒＳｉＯ4（ジルコン）を添加し、高
温下（１４００°Ｃ以上）でＺｒＯ2とＳｉＯ2に分解さ
せ、ＺｒＯ2のもつ耐火物性により高耐用化を図ったも
のもあるが、ＳｉＯ2の生成により大幅な耐用性向上は
望めなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高炉
の出銑口の開孔径を大きくしても長時間出銑が可能な高
耐用性高炉出銑口充填材を提供することにある。
の出銑口の開孔径を大きくしても長時間出銑が可能な高
耐用性高炉出銑口充填材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の高耐用性高炉出
銑口充填材は、耐火性配合物中に、粒径３ｍｍ以下のＺ
ｒＯ2と粒径１ｍｍ以下のＣ粉末とを、それぞれ１５〜
９０重量％と１０〜３５重量％との割合で含有せしめて
なることを特徴とする。
銑口充填材は、耐火性配合物中に、粒径３ｍｍ以下のＺ
ｒＯ2と粒径１ｍｍ以下のＣ粉末とを、それぞれ１５〜
９０重量％と１０〜３５重量％との割合で含有せしめて
なることを特徴とする。
【０００８】ＺｒＯ2原料としては、未安定のものを用
いると加熱により異常膨張を起こして組織が損なわれ、
かつ高融点物でもあり焼結が起こりにくくなるため、Ｃ
ａＯ、Ｙ2Ｏ3等のイオン結合性の強い酸化物を固溶させ
て安定化したもの、或いはその８０％程度を部分安定化
したものを用いる。ＺｒＯ2の使用量が、１５重量％よ
り少ない場合には、ＺｒＯ2の効果が少なく、９０重量
％より多い場合には耐熱衝撃性を損なうことになる。
いると加熱により異常膨張を起こして組織が損なわれ、
かつ高融点物でもあり焼結が起こりにくくなるため、Ｃ
ａＯ、Ｙ2Ｏ3等のイオン結合性の強い酸化物を固溶させ
て安定化したもの、或いはその８０％程度を部分安定化
したものを用いる。ＺｒＯ2の使用量が、１５重量％よ
り少ない場合には、ＺｒＯ2の効果が少なく、９０重量
％より多い場合には耐熱衝撃性を損なうことになる。
【０００９】ＺｒＯ2原料の粒度調整は、粒径が３ｍｍ
以下、好ましくは１ｍｍ以下になるようにする。
以下、好ましくは１ｍｍ以下になるようにする。
【００１０】ＺｒＯ2の他に耐食性が良好なＺｒＢ2をＺ
ｒＯ2の５０重量％以下使用してもよい。
ｒＯ2の５０重量％以下使用してもよい。
【００１１】ＺｒＯ2と組み合わせて使用する耐火物原
料としては、出銑口充填材に通常使用されているカーボ
ン原料，Ｓｉの非酸化物であるＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4及びＳ
ｉ，ＦｅＳｉ等の焼結材並びに充填性付与のための耐火
粘土，ろう石等の原料を使用できる。
料としては、出銑口充填材に通常使用されているカーボ
ン原料，Ｓｉの非酸化物であるＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4及びＳ
ｉ，ＦｅＳｉ等の焼結材並びに充填性付与のための耐火
粘土，ろう石等の原料を使用できる。
【００１２】カーボン原料としては、無煙炭、石炭・石
油系コークス、天然・人造黒鉛等を任意に選択でき、そ
の使用量としては１０〜３５重量％がよい。１０重量％
より少ない場合には、強度が高くなり過ぎて開孔不能と
なり、３５重量％より多い場合にはバインダー量が増し
て組織が不良となり、耐食性を低下させる。粒径は１ｍ
ｍ以下がよく、そのうち５０μｍ以下の含有量が５０％
以上含まれるものが好ましい。
油系コークス、天然・人造黒鉛等を任意に選択でき、そ
の使用量としては１０〜３５重量％がよい。１０重量％
より少ない場合には、強度が高くなり過ぎて開孔不能と
なり、３５重量％より多い場合にはバインダー量が増し
て組織が不良となり、耐食性を低下させる。粒径は１ｍ
ｍ以下がよく、そのうち５０μｍ以下の含有量が５０％
以上含まれるものが好ましい。
【００１３】ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4としては、耐スラグ性が
良い反面、耐溶銑性がよくないため、使用量としては合
量で３０〜５０重量％が好ましく、粒径は５０μｍ以下
が好ましい。なお、Ｓｉ3Ｎ4の代わりにＳｉ3Ｎ4Ｆｅを
使用することも可能である。上記配合物に焼結剤として
金属粉を添加すると強度が上がり、耐アブレージョン性
が向上する。金属粉としては、Ｓｉ，Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉ
合金，Ａｌ−Ｍｇ合金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃａ合金，Ａｌ−
Ｍｇ−Ｃａ合金等が使用可能である。
良い反面、耐溶銑性がよくないため、使用量としては合
量で３０〜５０重量％が好ましく、粒径は５０μｍ以下
が好ましい。なお、Ｓｉ3Ｎ4の代わりにＳｉ3Ｎ4Ｆｅを
使用することも可能である。上記配合物に焼結剤として
金属粉を添加すると強度が上がり、耐アブレージョン性
が向上する。金属粉としては、Ｓｉ，Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉ
合金，Ａｌ−Ｍｇ合金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃａ合金，Ａｌ−
Ｍｇ−Ｃａ合金等が使用可能である。
【００１４】たとえば、金属珪素粉は配合中の炭素と反
応してβ−ＳｉＣを形成して結合に寄与する。また、Ａ
ｌ金属粉末は配合中の窒素と反応してＡｌＮ或いは炭素
と反応してＡｌ4Ｃ3を形成して耐食性及び強度発現に寄
与する。その添加量としては外掛けで１〜１５重量％が
良く、１５重量％より多すぎると強度が出過ぎて開孔が
困難となる。出銑口前面は大気に晒されており、酸化の
懸念がある。前記金属の添加でも酸化防止効果はある
が、硼素化合物、たとえばＢ4Ｃ等を併用するとより好
ましい。
応してβ−ＳｉＣを形成して結合に寄与する。また、Ａ
ｌ金属粉末は配合中の窒素と反応してＡｌＮ或いは炭素
と反応してＡｌ4Ｃ3を形成して耐食性及び強度発現に寄
与する。その添加量としては外掛けで１〜１５重量％が
良く、１５重量％より多すぎると強度が出過ぎて開孔が
困難となる。出銑口前面は大気に晒されており、酸化の
懸念がある。前記金属の添加でも酸化防止効果はある
が、硼素化合物、たとえばＢ4Ｃ等を併用するとより好
ましい。
【００１５】これはＢ4ＣがＣＯと反応してＢ2Ｏ3の膜
を生成しカーボンの表面酸化を防止する効果があるため
である。添加量としては、カーボン原料に対して５重量
％以下で充分である。多すぎると低融物であるため、耐
食性を低下させることになる。
を生成しカーボンの表面酸化を防止する効果があるため
である。添加量としては、カーボン原料に対して５重量
％以下で充分である。多すぎると低融物であるため、耐
食性を低下させることになる。
【００１６】また、開孔時，出銑時に出銑口充填剤へ耐
剥離性を持たせるために、繊維状物質、たとえば、Ｓｉ
Ｃ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3等のウィスカーを添加するとよ
い。添加量としては外掛けで１〜３重量％がよい。１重
量％より少ないと剥離防止効果が薄く、３重量％より多
いと分散性が悪くなる。更にウィスカーの形状として
は、分散性，靭性強化の点から、直径０．１〜１μｍ、
アスペクト比５０〜５０００のものが好ましい。有機結
合材としては、通常用いられるコールタール，フェノー
ルレジンが適用でき、固定炭素の多いものが好ましい。
剥離性を持たせるために、繊維状物質、たとえば、Ｓｉ
Ｃ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3等のウィスカーを添加するとよ
い。添加量としては外掛けで１〜３重量％がよい。１重
量％より少ないと剥離防止効果が薄く、３重量％より多
いと分散性が悪くなる。更にウィスカーの形状として
は、分散性，靭性強化の点から、直径０．１〜１μｍ、
アスペクト比５０〜５０００のものが好ましい。有機結
合材としては、通常用いられるコールタール，フェノー
ルレジンが適用でき、固定炭素の多いものが好ましい。
【００１７】
【作用】充填材として、ジルコニアを所定量含有した材
料を使用することによって、通常のマッドガン、開孔機
等を使用した場合比較的多量のバインダーを用いる必要
があっても、その耐用性は顕著に増大する。
料を使用することによって、通常のマッドガン、開孔機
等を使用した場合比較的多量のバインダーを用いる必要
があっても、その耐用性は顕著に増大する。
【００１８】
【実施例】実施例１ 表１に、粘土を使用した系で、アルミナ系とジルコニア
系充填材及び焼結材としての金属珪素粉末の効果を比較
した結果を示す。金属珪素粉末を添加していないもので
もジルコニア系の方がアルミナ系よりは耐食性が良く、
金属珪素粉末を添加することで更に耐食性が増してい
る。なお、表１に示す配合組成は、重量％によって示
す。表中で数値前の＋は外掛け添加量を示す。
系充填材及び焼結材としての金属珪素粉末の効果を比較
した結果を示す。金属珪素粉末を添加していないもので
もジルコニア系の方がアルミナ系よりは耐食性が良く、
金属珪素粉末を添加することで更に耐食性が増してい
る。なお、表１に示す配合組成は、重量％によって示
す。表中で数値前の＋は外掛け添加量を示す。
【００１９】
【表１】 実施例２ 表２に、配合する金属珪素粉末を５重量％と一定にし
て、ＺｒＯ2の使用量を変えた場合の強度と耐食性との
関係を示す。熱間強度はほぼ同等であるが、耐食性はＺ
ｒＯ2の使用量が増すにつれて向上しており、ＺｒＯ2系
はアルミナ系に比べ２〜５倍の値を示している。表中で
数値前の＋は外掛け添加量を示す。
て、ＺｒＯ2の使用量を変えた場合の強度と耐食性との
関係を示す。熱間強度はほぼ同等であるが、耐食性はＺ
ｒＯ2の使用量が増すにつれて向上しており、ＺｒＯ2系
はアルミナ系に比べ２〜５倍の値を示している。表中で
数値前の＋は外掛け添加量を示す。
【００２０】
【表２】 実施例３ 表３に、ＺｒＯ2の使用量を４０重量％（５）と、９０
重量％（７）とし、これに焼結材として金属珪素粉末添
加量が強度並びに耐食性に与える影響を調べた結果を示
す。
重量％（７）とし、これに焼結材として金属珪素粉末添
加量が強度並びに耐食性に与える影響を調べた結果を示
す。
【００２１】金属珪素粉末を増加することにより、強度
が上昇し、耐食性も良好となっている。
が上昇し、耐食性も良好となっている。
【００２２】アルミナ系でも、同様に、熱間強度は金属
珪素粉末の増加により向上しているものの、ＺｒＯ2系
に比べ耐食性の向上は小さいものである。
珪素粉末の増加により向上しているものの、ＺｒＯ2系
に比べ耐食性の向上は小さいものである。
【００２３】ＺｒＯ2系は、金属珪素粉末を添加するこ
とで組織が強化され、更に耐食性がよくなることを示し
ている。アルミナ系に比べ３〜６倍の耐食性を示した。
表中で数値前の＋は外掛け添加量を示す。
とで組織が強化され、更に耐食性がよくなることを示し
ている。アルミナ系に比べ３〜６倍の耐食性を示した。
表中で数値前の＋は外掛け添加量を示す。
【００２４】
【表３】 実施例４ 表４に表２の実施例５をベースにして金属Ａｌ粉末，硼
素化合物及びウィスカーを添加した結果を示す。表中の
配合組成は重量％であり、数値前の＋は外掛け添加量を
示す。いずれの添加物も強度が上昇して耐食性も良好と
なっている。ここで、耐食性が良好であった５，７及び
９を４０００ｍ3級の大型高炉で実炉テストを実施し
た。充填性はいずれも問題なく、所定量の圧入ができ
た。ただ熱間強度の高い９は非常に硬く、開孔に手間取
ったため「Ｏ2」ランスを使用し開孔した。５および７
は、アルミナ系に比べると若干開孔に時間がかかった程
度でドリルによる開孔は可能であった。
素化合物及びウィスカーを添加した結果を示す。表中の
配合組成は重量％であり、数値前の＋は外掛け添加量を
示す。いずれの添加物も強度が上昇して耐食性も良好と
なっている。ここで、耐食性が良好であった５，７及び
９を４０００ｍ3級の大型高炉で実炉テストを実施し
た。充填性はいずれも問題なく、所定量の圧入ができ
た。ただ熱間強度の高い９は非常に硬く、開孔に手間取
ったため「Ｏ2」ランスを使用し開孔した。５および７
は、アルミナ系に比べると若干開孔に時間がかかった程
度でドリルによる開孔は可能であった。
【００２５】耐用はアルミナ系の約３時間の出銑時間に
対して、ＺｒＯ2の添加量とともに長くなり、５配合物
では出銑時間が約５時間、７では５．５時間となり、５
０％以上の長時間出銑が可能であった。「Ｏ2」ランス
で開孔した９は５時間であった。更に実施例４の１０，
１１及び１２の配合物を実炉で試験した結果、５に比べ
いずれも１０％以上の出銑時間が確保できた。
対して、ＺｒＯ2の添加量とともに長くなり、５配合物
では出銑時間が約５時間、７では５．５時間となり、５
０％以上の長時間出銑が可能であった。「Ｏ2」ランス
で開孔した９は５時間であった。更に実施例４の１０，
１１及び１２の配合物を実炉で試験した結果、５に比べ
いずれも１０％以上の出銑時間が確保できた。
【００２６】
【表４】 以上のように、ＺｒＯ2を骨材としたマッド材は、開孔
径を小さくせずに、初期の溶融物排出を容易にするため
に、開孔径を大きくした長時間の出銑が可能であった。
径を小さくせずに、初期の溶融物排出を容易にするため
に、開孔径を大きくした長時間の出銑が可能であった。
【００２７】
【発明の効果】本発明に係る高炉出銑口充填材は、耐ス
ラグ性，耐溶銑性にすぐれたＺｒＯ2の機能を充分に活
かし、スラグ，溶銑をバランスよく排出して長時間出銑
を可能にする。
ラグ性，耐溶銑性にすぐれたＺｒＯ2の機能を充分に活
かし、スラグ，溶銑をバランスよく排出して長時間出銑
を可能にする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古里 功 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 片岡 稔 千葉県木更津市築地７番地１ 黒崎窯業 株式会社 木更津工場内 (72)発明者 内田 良彦 千葉県木更津市築地７番地１ 黒崎窯業 株式会社 木更津工場内 (72)発明者 松永 隆志 千葉県木更津市築地７番地１ 黒崎窯業 株式会社 木更津工場内 (72)発明者 中村 展 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 中山 正章 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 天野 繁 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 岩永 竹市 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 佐藤 高芳 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 小林 正則 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内
Claims (2)
- 【請求項１】 粒径３ｍｍ以下のＺｒＯ2と粒径１ｍｍ
以下のＣ粉末とを、それぞれ１５〜９０重量％と１０〜
３５重量％との割合で耐火性配合物中に含有せしめてな
る高炉出銑口充填材。 - 【請求項２】 請求項１に記載の高炉出銑口充填材に、
金属粉末を外掛けで１〜１５重量％添加した高炉出銑口
充填材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341423A JP2544049B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 高炉出銑口充填材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341423A JP2544049B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 高炉出銑口充填材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170560A JPH05170560A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2544049B2 true JP2544049B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=18345961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341423A Expired - Lifetime JP2544049B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 高炉出銑口充填材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544049B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5309916B2 (ja) * | 2008-04-01 | 2013-10-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | シャフト炉の出銑口用耐火物及びシャフト炉の出銑口 |
| JP5168080B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2013-03-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 竪型炉用不定形耐火物 |
| CN112552074B (zh) * | 2021-01-23 | 2022-08-26 | 山东丁鼎科技发展有限公司 | 一种低收缩多孔陶瓷组分、注射喂料及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP3341423A patent/JP2544049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05170560A (ja) | 1993-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960524 |