JPH0664962A - 窯炉用耐火物内張 - Google Patents
窯炉用耐火物内張Info
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- JPH0664962A JPH0664962A JP24402692A JP24402692A JPH0664962A JP H0664962 A JPH0664962 A JP H0664962A JP 24402692 A JP24402692 A JP 24402692A JP 24402692 A JP24402692 A JP 24402692A JP H0664962 A JPH0664962 A JP H0664962A
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- JP
- Japan
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- refractory
- graphite
- raw material
- furnace
- alumina
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はスクラップを溶銑、溶鋼、石炭、コ
ークス、石灰などの副原料と共に溶解する窯炉用とし
て、高耐用性の耐火物内張を提供する。 【構成】 標記窯炉用耐火物としてアルミナあるいはス
ピネルを２０〜９５％と、黒鉛を５〜４０％含有し、さ
らに必要に応じて他の耐火材を配合した耐火物を使用す
ることで、高耐用性の窯炉内張りが得られる。
ークス、石灰などの副原料と共に溶解する窯炉用とし
て、高耐用性の耐火物内張を提供する。 【構成】 標記窯炉用耐火物としてアルミナあるいはス
ピネルを２０〜９５％と、黒鉛を５〜４０％含有し、さ
らに必要に応じて他の耐火材を配合した耐火物を使用す
ることで、高耐用性の窯炉内張りが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融金属精錬容器の耐火
物内張に関するものである。
物内張に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現状の鉄鋼製造においては、高炉で溶銑
を製造し、これを溶銑予備処理し、転炉で脱炭し、二次
精錬し、連続鋳造するプロセスが用いられている。鉄源
である高炉は連続操業設備であり、大量の鉄鋼製品を連
続的に生産するためには好適な設備であるが、消費量の
変動に対して柔軟に対応することは容易ではない。この
ため、近年では溶融還元法あるいはスクラップ溶解法な
どが研究されている。特に、成熟しつつある鉄鋼市場を
擁する日本においては、スクラップが大量に発生してお
り、これを有効に再利用できるスクラップ溶解法は重要
な鉄鋼製造プロセスの一つとなりつつある。
を製造し、これを溶銑予備処理し、転炉で脱炭し、二次
精錬し、連続鋳造するプロセスが用いられている。鉄源
である高炉は連続操業設備であり、大量の鉄鋼製品を連
続的に生産するためには好適な設備であるが、消費量の
変動に対して柔軟に対応することは容易ではない。この
ため、近年では溶融還元法あるいはスクラップ溶解法な
どが研究されている。特に、成熟しつつある鉄鋼市場を
擁する日本においては、スクラップが大量に発生してお
り、これを有効に再利用できるスクラップ溶解法は重要
な鉄鋼製造プロセスの一つとなりつつある。
【０００３】スクラップ溶解法は、スクラップを主原料
とし、これに必要に応じて溶銑あるいは溶鋼を添加し、
さらに石炭、コークス、副原料として石灰などを添加
し、酸素あるいはその他のガスを吹き込んで、溶銑ある
いは溶鋼を製造するプロセスである。この方法は、安価
なスクラップを利用して、しかも消費量に合わせて柔軟
に対応しながら鉄鋼を生産できる優れたものである。し
かし、実績のあるプロセスではないため、その実用化の
ためには多くの技術的課題が存在する。その一つが内張
耐火物に関する問題である。
とし、これに必要に応じて溶銑あるいは溶鋼を添加し、
さらに石炭、コークス、副原料として石灰などを添加
し、酸素あるいはその他のガスを吹き込んで、溶銑ある
いは溶鋼を製造するプロセスである。この方法は、安価
なスクラップを利用して、しかも消費量に合わせて柔軟
に対応しながら鉄鋼を生産できる優れたものである。し
かし、実績のあるプロセスではないため、その実用化の
ためには多くの技術的課題が存在する。その一つが内張
耐火物に関する問題である。
【０００４】内張耐火物は装入されるスクラップの衝撃
に加え冷たいスクラップと高温の溶銑あるいは溶鋼と次
々に接触するため大きな熱衝撃を受け、スクラップ、溶
銑、溶鋼あるいは副原料から発生するスラグに侵され、
流動する溶融物により削剥作用を受ける。このように非
常に厳しい使用条件に耐えられる耐火物を得ることは容
易ではなく、このような鉄鋼製造プロセスを工業的に成
功させるためには高耐用性の耐火物を実用化できるか否
かにかかっていると言っても過言ではない。
に加え冷たいスクラップと高温の溶銑あるいは溶鋼と次
々に接触するため大きな熱衝撃を受け、スクラップ、溶
銑、溶鋼あるいは副原料から発生するスラグに侵され、
流動する溶融物により削剥作用を受ける。このように非
常に厳しい使用条件に耐えられる耐火物を得ることは容
易ではなく、このような鉄鋼製造プロセスを工業的に成
功させるためには高耐用性の耐火物を実用化できるか否
かにかかっていると言っても過言ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような条件下で使
用される耐火物の具備特性としては、高強度、高耐熱衝
撃性、高耐食性が要求される。特に耐食性に関しては、
主原料と副原料から生じるスラグの組成が広範囲に渡
り、いずれの組成にも適した耐火物を選択することは非
常に困難である。本発明はこの問題を解決する最適な耐
火物内張を提供するものである。
用される耐火物の具備特性としては、高強度、高耐熱衝
撃性、高耐食性が要求される。特に耐食性に関しては、
主原料と副原料から生じるスラグの組成が広範囲に渡
り、いずれの組成にも適した耐火物を選択することは非
常に困難である。本発明はこの問題を解決する最適な耐
火物内張を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、スクラップ
と、それと同量以下の溶銑あるいは溶鋼と、石炭、コー
クス、石灰などの副原料を添加し、酸素あるいはその他
のガスを送って溶銑あるいは溶鋼を製造する窯炉におけ
る、アルミナ、スピネルのうちの１種あるいは２種を２
０〜９５重量％と黒鉛原料を５〜４０重量％と、必要に
応じて炭化珪素、マグネシアを含む他の耐火材を配合し
た耐火物を使用したことを特徴とする窯炉用内張であ
る。
と、それと同量以下の溶銑あるいは溶鋼と、石炭、コー
クス、石灰などの副原料を添加し、酸素あるいはその他
のガスを送って溶銑あるいは溶鋼を製造する窯炉におけ
る、アルミナ、スピネルのうちの１種あるいは２種を２
０〜９５重量％と黒鉛原料を５〜４０重量％と、必要に
応じて炭化珪素、マグネシアを含む他の耐火材を配合し
た耐火物を使用したことを特徴とする窯炉用内張であ
る。
【０００７】
【作用】本発明者等は高強度、高耐熱衝撃性を得るため
には、黒鉛含有系耐火物が有利であると考え、これに様
々な骨材を添加した耐火物を試作し、評価した。その結
果、アルミナあるいはスピネルを使用した場合に高い耐
用性を得られることを確認した。
には、黒鉛含有系耐火物が有利であると考え、これに様
々な骨材を添加した耐火物を試作し、評価した。その結
果、アルミナあるいはスピネルを使用した場合に高い耐
用性を得られることを確認した。
【０００８】アルミナあるいはスピネルは、このプロセ
スで発生するスラグに対する溶解度が低く、なおかつマ
グネシアなどと比較すると、熱膨張係数が比較的低いた
め、これを黒鉛と共に配合することで耐食性に優れ、か
つ耐熱衝撃性も優れた耐火物が得られる。しかし、炭素
含有系の場合、黒鉛の酸化は致命的な決定である。そこ
で、炭化珪素あるいはＳｉ、Ａｌ等の金属などを添加す
ることで黒鉛の酸化を抑制し、この耐火物の優れた特性
をさらに高めることができる。
スで発生するスラグに対する溶解度が低く、なおかつマ
グネシアなどと比較すると、熱膨張係数が比較的低いた
め、これを黒鉛と共に配合することで耐食性に優れ、か
つ耐熱衝撃性も優れた耐火物が得られる。しかし、炭素
含有系の場合、黒鉛の酸化は致命的な決定である。そこ
で、炭化珪素あるいはＳｉ、Ａｌ等の金属などを添加す
ることで黒鉛の酸化を抑制し、この耐火物の優れた特性
をさらに高めることができる。
【０００９】ところで、このスクラップ溶解プロセス用
の窯炉は、場合によっては脱炭炉（転炉）としても操業
される場合がある。この場合、アルミナあるいはスピネ
ルは、転炉スラグに対しては溶解度が高く、大きく溶損
される可能性がある。この場合、転炉スラグに侵されに
くいマグネシアと、アルミナあるいはスピネルを併用し
た黒鉛含有系耐火物が好適である。
の窯炉は、場合によっては脱炭炉（転炉）としても操業
される場合がある。この場合、アルミナあるいはスピネ
ルは、転炉スラグに対しては溶解度が高く、大きく溶損
される可能性がある。この場合、転炉スラグに侵されに
くいマグネシアと、アルミナあるいはスピネルを併用し
た黒鉛含有系耐火物が好適である。
【００１０】アルミナ、スピネル、マグネシアを使用し
た黒鉛含有系耐火物の各種スラグに対する耐食性と耐熱
衝撃性を評価するために、各種耐火物を試作し、浸漬法
による侵食試験と溶銑浸漬法による熱衝撃試験を行っ
た。
た黒鉛含有系耐火物の各種スラグに対する耐食性と耐熱
衝撃性を評価するために、各種耐火物を試作し、浸漬法
による侵食試験と溶銑浸漬法による熱衝撃試験を行っ
た。
【００１１】試作耐火物は、アルミナ、スピネル、マグ
ネシアとも高純度の電融品で、これに鱗状黒鉛、Ａｌ、
Ｓｉなどの金属粉、炭化珪素原料などを配合し、さらに
バインダーを加えて混練、成形して製造した。
ネシアとも高純度の電融品で、これに鱗状黒鉛、Ａｌ、
Ｓｉなどの金属粉、炭化珪素原料などを配合し、さらに
バインダーを加えて混練、成形して製造した。
【００１２】表１に試料の一般品質を示す。Ａはアルミ
ナ−炭化珪素−黒鉛れんが、Ｂはスピネル−炭化珪素−
黒鉛れんが、Ｃはスピネル−マグネシア−カーボンれん
が、Ｄはマグネシアカーボンれんがで、比較品として試
験した。
ナ−炭化珪素−黒鉛れんが、Ｂはスピネル−炭化珪素−
黒鉛れんが、Ｃはスピネル−マグネシア−カーボンれん
が、Ｄはマグネシアカーボンれんがで、比較品として試
験した。
【００１３】侵食試験の方法を以下に述べる。黒鉛坩堝
に試薬を混合して合成したスラグを入れ、電機炉中で昇
温し１５００℃に保った。この時、黒鉛坩堝の酸化を防
止するためにＡｒを流した。スラグはＣａＯ／ＳｉＯ2
＝１．５、 Ａｌ2Ｏ3＝１０％、ＦｅＯ＝５％であっ
た。溶融したスラグに、棒状に切削した試料を浸漬し、
３時間保ち、その後取り出して冷却し、試料の太さを測
定した。実験前後の試料の太さの差を溶損量とした。そ
して比較品である試料Ｄ（マグカーボンれんが）の溶損
量を１００とした指数で、結果を表２に示した。値が小
さいほど高耐食性であることを示す。
に試薬を混合して合成したスラグを入れ、電機炉中で昇
温し１５００℃に保った。この時、黒鉛坩堝の酸化を防
止するためにＡｒを流した。スラグはＣａＯ／ＳｉＯ2
＝１．５、 Ａｌ2Ｏ3＝１０％、ＦｅＯ＝５％であっ
た。溶融したスラグに、棒状に切削した試料を浸漬し、
３時間保ち、その後取り出して冷却し、試料の太さを測
定した。実験前後の試料の太さの差を溶損量とした。そ
して比較品である試料Ｄ（マグカーボンれんが）の溶損
量を１００とした指数で、結果を表２に示した。値が小
さいほど高耐食性であることを示す。
【００１４】溶銑浸漬法による熱衝撃試験の方法を以下
に示す。誘導炉で銑鉄を溶解し、１５００℃に保つ。こ
こに３０×５０×２００ｍｍに切削試料を９０秒浸漬
し、すぐに取り出して３０秒水冷し、１５分空冷する。
これを繰り返して試料が折損に至るまでの回数を調査し
た。この結果を表２に示す。値が大きいほど高耐熱衝撃
性であることを示す。
に示す。誘導炉で銑鉄を溶解し、１５００℃に保つ。こ
こに３０×５０×２００ｍｍに切削試料を９０秒浸漬
し、すぐに取り出して３０秒水冷し、１５分空冷する。
これを繰り返して試料が折損に至るまでの回数を調査し
た。この結果を表２に示す。値が大きいほど高耐熱衝撃
性であることを示す。
【００１５】 ＊曲げ強度はＡｒ雰囲気中で１４００℃で測定した。測
定用試料は事前にコークス粉中に埋め込んで１４００℃
×３時間熱処理した。
定用試料は事前にコークス粉中に埋め込んで１４００℃
×３時間熱処理した。
【００１６】 試料の符号は表１と共通 ＊試料Ｄを１００とした指数で表示。値が小さいほど高
耐食性 **値が大きいほど高耐熱衝撃性
耐食性 **値が大きいほど高耐熱衝撃性
【００１７】これらの結果から、スクラップ溶解法用の
窯炉内張り用耐火物に求められる高耐食性、高耐熱衝撃
性、高強度の各特性に関して、アルミナあるいはスピネ
ルを配合した耐火物が非常に優れた特性を有しているこ
とが実証された。
窯炉内張り用耐火物に求められる高耐食性、高耐熱衝撃
性、高強度の各特性に関して、アルミナあるいはスピネ
ルを配合した耐火物が非常に優れた特性を有しているこ
とが実証された。
【００１８】なお、本発明による内張を構成する耐火物
である、アルミナ、スピネルのうちの１種あるいは２種
を５０〜９５重量％と黒鉛原料を５〜４０重量％と、必
要に応じて他の耐火材を配合した耐火物の製造法に関し
て、以下の事項が例示できる。まず使用原料について
は、アルミナ原料は通常使用されている純度８０％程度
以上のものが使用できるが、より高純度のものを使用す
れば、より高耐用性の耐火物を得ることができる。スピ
ネルに関しても同様である。黒鉛は通常使用される鱗状
黒鉛を主原料とし、他にコークス粉、合成黒鉛、メソフ
ェーズカーボン、超微粉黒鉛など、あらゆる黒鉛原料を
加えることができる。
である、アルミナ、スピネルのうちの１種あるいは２種
を５０〜９５重量％と黒鉛原料を５〜４０重量％と、必
要に応じて他の耐火材を配合した耐火物の製造法に関し
て、以下の事項が例示できる。まず使用原料について
は、アルミナ原料は通常使用されている純度８０％程度
以上のものが使用できるが、より高純度のものを使用す
れば、より高耐用性の耐火物を得ることができる。スピ
ネルに関しても同様である。黒鉛は通常使用される鱗状
黒鉛を主原料とし、他にコークス粉、合成黒鉛、メソフ
ェーズカーボン、超微粉黒鉛など、あらゆる黒鉛原料を
加えることができる。
【００１９】他の耐火粒子としては、マグネシアを始め
とする酸化物、炭化珪素を始めとする炭化物、Ｍｇ、Ａ
ｌ、Ｓｉを始めとする金属、合金、金属間化合物、 Ｂ4
Ｃ、ＢＮを始めとするほう化物、Ｓｉ3Ｎ4などを始めと
する窒化物などを挙げることができる。これら以外にバ
インダーとして各種の樹脂を添加して混練し、成形、乾
燥の各工程を経て耐火物を製造できる。
とする酸化物、炭化珪素を始めとする炭化物、Ｍｇ、Ａ
ｌ、Ｓｉを始めとする金属、合金、金属間化合物、 Ｂ4
Ｃ、ＢＮを始めとするほう化物、Ｓｉ3Ｎ4などを始めと
する窒化物などを挙げることができる。これら以外にバ
インダーとして各種の樹脂を添加して混練し、成形、乾
燥の各工程を経て耐火物を製造できる。
【００２０】配合比率に関しては、黒鉛配合量が５％以
下では、耐熱衝撃性が確保できず、また４０％は製造技
術上の黒鉛配合限界である。従って黒鉛配合量は５〜４
０％である。そのアルミナあるいはスピネルに関して
は、２０％以下では耐火物の耐用性が低下し、９５％以
上では耐熱衝撃性が確保できない。このためアルミナあ
るいはスピネルの適正添加量は２０〜９５％である。
下では、耐熱衝撃性が確保できず、また４０％は製造技
術上の黒鉛配合限界である。従って黒鉛配合量は５〜４
０％である。そのアルミナあるいはスピネルに関して
は、２０％以下では耐火物の耐用性が低下し、９５％以
上では耐熱衝撃性が確保できない。このためアルミナあ
るいはスピネルの適正添加量は２０〜９５％である。
【００２１】以上の製造方法は、いわゆる不焼成れんが
のものであるが、これをコークス粉中に埋め込み、ある
いは還元雰囲気中で熱処理することで、焼成れんがを製
造することもできる。本発明による内張には、不焼成あ
るいは焼成のどちらのれんがも使用可能である。
のものであるが、これをコークス粉中に埋め込み、ある
いは還元雰囲気中で熱処理することで、焼成れんがを製
造することもできる。本発明による内張には、不焼成あ
るいは焼成のどちらのれんがも使用可能である。
【００２２】
【実施例】表１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各材質を、実際のス
クラップ溶解炉の炉底に内張りした。炉代終了後、解体
して各れんがの残存厚さを測定し、元の厚さから差し引
いて損耗量を算出し、符号Ｄのれんがの場合を１００と
して指数化して表３に示した。この炉代では脱炭炉とし
ての操業は行わなかったためか、マグネシアを配合した
Ｃの損耗は大きめであったが、ＡとＢについては良好な
成績を納めた。
クラップ溶解炉の炉底に内張りした。炉代終了後、解体
して各れんがの残存厚さを測定し、元の厚さから差し引
いて損耗量を算出し、符号Ｄのれんがの場合を１００と
して指数化して表３に示した。この炉代では脱炭炉とし
ての操業は行わなかったためか、マグネシアを配合した
Ｃの損耗は大きめであったが、ＡとＢについては良好な
成績を納めた。
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明による内張は、ス
クラップ溶解法用窯炉の内張として高い耐用性を示し、
このプロセスを工業的に実用化させる上できわめて有用
なものである。
クラップ溶解法用窯炉の内張として高い耐用性を示し、
このプロセスを工業的に実用化させる上できわめて有用
なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 正夫 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 会社室蘭製鐵所内 (72)発明者 笠原 始 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 スクラップと、それと同量以下の溶銑あ
るいは溶鋼と、石炭、コークス、石灰などの副原料を添
加し、酸素あるいはその他のガスを送って溶銑あるいは
溶鋼を製造する窯炉における、アルミナ、スピネルのう
ちの１種あるいは２種を２０〜９５重量％と黒鉛原料を
５〜４０重量％と、必要に応じて炭化珪素、マグネシア
を含む他の耐火材を配合した耐火物を使用したことを特
徴とする窯炉用内張。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24402692A JPH0664962A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 窯炉用耐火物内張 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24402692A JPH0664962A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 窯炉用耐火物内張 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0664962A true JPH0664962A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=17112610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24402692A Pending JPH0664962A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 窯炉用耐火物内張 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664962A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1052233A1 (en) * | 1998-01-28 | 2000-11-15 | Krosaki Corporation | Alumina-magnesia-graphite type refractory |
| KR100461737B1 (ko) * | 1999-08-12 | 2004-12-13 | 주식회사 포스코 | 고로 출선통 커버용 래밍 내화물 |
| JP2013253736A (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | Shinagawa Refractories Co Ltd | フェロマンガン製造炉用耐火物 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP24402692A patent/JPH0664962A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1052233A1 (en) * | 1998-01-28 | 2000-11-15 | Krosaki Corporation | Alumina-magnesia-graphite type refractory |
| EP1052233A4 (en) * | 1998-01-28 | 2004-11-03 | Krosaki Corp | REFRACTORY MATERIAL OF THE ALUMINA-MAGNESIA-GRAPHITE TYPE |
| KR100461737B1 (ko) * | 1999-08-12 | 2004-12-13 | 주식회사 포스코 | 고로 출선통 커버용 래밍 내화물 |
| JP2013253736A (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | Shinagawa Refractories Co Ltd | フェロマンガン製造炉用耐火物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001031 |