JP2003137664A

JP2003137664A - 高炉樋用不定形耐火物

Info

Publication number: JP2003137664A
Application number: JP2001334942A
Authority: JP
Inventors: Satoru Terayama; 知寺山; Susumu Giyu; 軍牛; Nobuaki Muroi; 信昭室井; Seijiro Tanaka; 征二郎田中
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高炉樋用不定形耐火物について、その耐久性
を炭化珪素の使用量を増加することなく向上することに
ある。【解決手段】平均粒子径が１．０μｍ以下の超微粉の
炭化珪素を１〜１０重量％含有してその残部が耐火性原
料とするものである。また、平均粒子径が１．０μｍ以
下の超微粉の炭化珪素を１〜１０重量％、１０μｍ以下
の炭化珪素の合量が３〜１２重量％で残部が耐火性原料
とすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、冶金分野における
内張りに使用する不定形耐火物に関し、主樋、溶滓樋、
溶銑樋、溶銑傾注樋、溶滓傾注樋の内張りに使用する高
炉樋用不定形耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高炉樋材は、炭化珪素、アルミ
ナ、易焼結アルミナ、スピネル、土状黒鉛、カーボンブ
ラック、ピッチ、シリカヒューム、炭化硼素、金属シリ
コン、アルミナセメント、分散剤等からなり、実使用上
問題を生じることはなった。しかし、最近では、樋材原
単位低減を目的に、通銑量の大幅な延長が要求されるよ
うになった。そのためには、基本的には耐スラグ性を向
上させることが必要である。具体的には、炭化珪素の使
用量を増すか、微粉部の炭化珪素／アルミナ比をあげる
かである。

【０００３】しかし、従来の技術では、微粉部の炭化珪
素／アルミナ比を上げるのは困難である。これは、樋用
流し込み材の粒度構成が、１．０ｍｍ以上が５０重量％
前後、１．０ｍｍ〜０．０７５ｍｍが２０重量％前後、
０．０７５ｍｍ以下が３０重量％前後であり、流動性、
焼結性を付与する易焼結アルミナが約１０％程度不可欠
である。

【０００４】また、硬化剤として、アルミナセメントが
１〜３重量％程度不可欠であり、炭化珪素微粉は２０重
量％程度しか使用できなく、微粉部の耐食性向上は困難
である。また、炭化珪素以外に、易焼結アルミナ、アル
ミナセメント、シリカヒューム、金属シリコン、カーボ
ン、ピッチ、炭化硼素等がある一定量必要であり、必然
的に炭化珪素の使用量にも限界がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】樋材の原単価低減を目
的に通銑量の大幅な延長が要求され、樋の熱間補修等で
寿命延長が行われているが、吹付け材等には剥離等があ
り、安定性に欠ける問題がある。

【０００６】通銑量の延長には、流し込み材本体の耐食
性向上が有効である。例えば、主樋スラグライン材にお
いては、炭化珪素を増せば耐食性が向上するが、上記に
示したように従来の技術では、炭化珪素の使用量にも限
界がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、平均
粒子径が１．０μｍ以下の超微粉の炭化珪素を１〜１０
重量％含有してその残部が耐火性原料であることを特徴
とする高炉樋用不定形耐火物を提供するにある。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の高炉樋用不定形耐火物
は、平均粒子径が１．０μｍ以下の超微粉の炭化珪素を
１〜１０重量％含有してその残部が耐火性原料を含有で
あることを特徴としている。

【０００９】平均粒子径が１．０μｍ以下の炭化珪素が
１〜１０重量％であることを特徴とし、平均粒子径１．
０μｍ以上のものが多くては耐スラグ性が向上しなくて
耐食性向上の効果がなく、添加量が１重量％以下では耐
食性が向上しない。また、１０重量％以上になると、Ｓ
ｉＣの分解が多くなり、これによって生成されたＳｉＯ
₂ が多くなり、施工体の焼結が促進され（いわゆる過焼
結）、使用時に施工体に亀裂・剥離が生じ、耐用性が悪
くなる。

【００１０】また、平均粒子径が１０μｍ以下の炭化珪
素の合量が３〜１２重量％であることを特徴とし、平均
粒子径が１０μｍ以下の炭化珪素が３重量％以下では、
耐スラグ性が低下して耐食性向上の効果がない。また、
平均粒子径が１０μｍ以下の炭化珪素の合量が１２重量
％以上になると、ＳｉＣの分解が多くなり、これによっ
て生成されたＳｉＯ₂ が多くなり、施工体の焼結が促進
され（いわゆる過焼結）、使用時に施工体に亀裂・剥離
が生じ、耐用性が悪くなる。

【００１１】本発明の高炉樋用不定形耐火物における残
部の耐火性原料として、アルミナ、易焼結アルミナ、ス
ピネル、炭化珪素、土状黒鉛、カーボンブラック、ピッ
チ、シリカヒューム、炭化硼素、金属シリコン、アルミ
ナセメント、分散剤等を添加することができる。

【００１２】易焼結アルミナは、一般的に流し込み材の
流動性を付与し、かつ焼成後の強度を付与させる効果が
ある（いわゆる焼結強度向上）。添加量については、６
〜１４重量％程度が好ましい。６重量％以下では流動性
が付与されず、添加水量が多くなり、気孔率が上がり、
耐食性が低下する。また、焼結不足により耐摩耗性が低
下し、損耗が大きくなるので好ましくない。また、添加
量が１４重量％以上では、流動性は問題ないが、焼結が
促進され（いわゆる過焼結）、使用時に施工体に亀裂・
剥離が生じ、耐用性が悪くなる。

【００１３】スピネルは、一般的に電融スピネル、焼結
スピネルが知られ、主として主樋のメタルライン材に耐
食性向上を目的として添加される。添加量としては２０
〜５０重量％程度が好ましい。添加量が２０重量％以下
では耐食性向上の効果が少なく、５０重量％以上では炭
化珪素の分解により生成されたＳｉＯ₂とスピネルの反
応が多くなり、焼結が促進され（いわゆる過焼結）、使
用時に施工体に亀裂・剥離が生じ、耐用性が悪くなる。

【００１４】炭化珪素については、主樋スラグライン材
に使用する場合は、炭化珪素の添加量として４０〜８５
重量％が好ましい。炭化珪素の添加量が４０重量％未満
では耐食性が低下し、８５重量％以上では添加水量が増
え耐食性向上に効果がなくなる。また、主樋のメタルラ
イン材に使用する場合は、炭化珪素の添加量として１０
〜２０重量％が好ましい。炭化珪素の添加量が１０重量
％未満では体スラグ性が低下し、２０重量％以上では溶
銑に対する溶解が多くなり、逆に耐用性が低下する。

【００１５】カーボン原料として、土状黒鉛、カーボン
ブラック、ピッチ等が一般的に知られている。カーボン
原料は、耐スラグ浸透性に有効である。添加量は固定炭
素で１〜４重量％程度が好ましい。１重量％以下ではス
ラグ浸透防止の効果が少なく、また４重量％以上では焼
結が著しく抑制されて効果がなくなる。

【００１６】シリカヒュームは、流し込み材の流動性を
付与し、また７００〜１０００℃の中間温度域での強度
を向上させるのに有効である。添加量は４重量％未満が
好ましい。４重量％以上になると焼結が促進され（いわ
ゆる過焼結）、使用時に施工体に亀裂・剥離が生じ、耐
用性が悪くなる。

【００１７】炭化硼素は、カーボン原料の酸化防止に有
効であるとともに、熱間での結合力を増加させる。この
炭化硼素については、特開平４−７７３６８号公報で提
案されている。

【００１８】金属シリコンは、高温でカーボンと反応し
てβ−ＳｉＣを形成し、熱間での結合力を増加させるの
に有効である。金属シリコンの添加量は０．５〜３．０
重量％が好ましい。０．５重量％以下では効果がなく、
３．０重量％以上では耐食性が低下する。

【００１９】アルミナセメントは、硬化剤として使用さ
れ、添加量として０．５〜３．０重量％が好ましい。
０．５重量％以下では、施工体の強度が低く、脱枠等に
絶える強度が不足し、好ましくない。また、３重量％以
上では、高炉スラグに対する耐食性が低下し、好ましく
ない。

【００２０】分散剤として、ポリアクリル酸、ポリアク
リル酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン
酸ソーダ、ナフタレンスルフォン酸縮合化合物等が一般
的に知られている。爆裂防止剤として、金属アルミニウ
ム、ビニロンファイバー等の有機繊維が一般的に知られ
ている。

【００２１】硬化調整剤として、ほう酸、硼砂、シュウ
酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、重曹等が一般的に知
られている。

【００２２】また、樋先、ダンパー、溶銑樋、溶滓樋な
ど亀裂・剥離が起こりやすい場合は、ステンレスファイ
バー、スチールファイバー等を添加することが有効であ
る。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の主樋スラグラインでの一実施
例を示し、その特徴とするところをさらに詳しく説明す
る。表１に示すような割合で、電融アルミナ、炭化珪
素、易焼結アルミナ、シリカヒューム、ピッチ、カーボ
ンブラック、金属シリコン、アルミナセメント、分散
剤、硬化調整剤を配合してなる本発明の実施例の流し込
み材（実施例の試料）と、本発明以外の配合割合した流
し込み材（比較例の試料）を用意した。

【００２４】本発明の実施例と比較例との比較表

【表１】

【００２５】そして、これらについて、耐食性試験、１
４００℃で３時間還元焼成後の常温曲げ強さ、１４００
℃で３時間還元焼成後の気孔率、実炉における耐用性
（損耗速度、使用時の剥離の有無の状況）を調査した。
また、耐食性試験は回転侵食炉を使用し、１５５０℃で
５時間、侵食剤は高炉スラグを使用した。

【００２６】表１に示すように炭化珪素（超微粉）を添
加していない比較例１（従来品）は実炉での損耗速度が
３．５ｍｍ／１００ｔ−ｐで、使用時の剥離はなく問題
なく使用されていた。しかし、原単価低減に伴い通銑量
の延長が要求されたことにより、目標の通銑量が未達に
なった。

【００２７】また、比較例２の炭化珪素（超微粉）を１
２重量％添加した材質は、実験室での耐食性は良好であ
ったが、実炉で使用したとき剥離が発生し、損耗速度の
４．０ｍｍ／１０００ｔ−ｐで悪くなった。これは、１
０μｍ以下の炭化珪素の合量が１３．５重量％と多くな
り、ＳｉＣの分解が多く、ＳｉＯ₂ が生成されることに
より焼結が促進され（１４００℃還元焼成後の曲げ強さ
が２５．９ＭＰａと高い）、剥離がみられた。

【００２８】これに対して、表１のように実施例の試料
の場合はいずれも、耐食性試験では従来より耐食性が向
上した。また、実炉での耐用性は、従来材（比較例１）
に比べ損耗速度が小さくなり、通銑量が従来より多くな
った。また、使用時の剥離もなく良好であった。

【００２９】なお、本発明の高炉樋用流し込み材は、上
記実施例に限定されるものではなく、耐火骨材の種類や
配合比、さらにはその他の微量添加物の添加の有無や添
加量などに関し、発明の趣旨の範囲内においての応用、
変形について実施することが可能である。

【００３０】また、上記で実炉使用した主樋スラグライ
ン用流し込み材だけではなく、主樋のメタルライン用流
し込み材、溶銑樋、溶滓樋、溶銑傾注樋、溶滓傾注樋に
も使用することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明にあっては、平均粒
子径が１．０μｍ以下の超微粉の炭化珪素を１〜１０重
量％含有してその残部が耐火性原料であることによっ
て、炭化珪素の比表面積を大きくし、炭化珪素の増量と
同じ効果を得られ、スラグによる溶損を抑制し、使用時
の剥離が少なく、高炉の安定した操業に寄与する。特
に、耐食性に優れているため、耐火物ライニングの補修
が減少し、耐火物原単位を低減できる。

【００３２】また、平均粒子径が１．０μｍ以下の超微
粉の炭化珪素を１〜１０重量％、１０μｍ以下の炭化珪
素の合量が３〜１２重量％で残部が耐火性原料とするこ
とによっても、上記のものとほぼ同様の効果を発揮する
ようにできる。

【００３３】また、残部の耐火性原料として、易焼結ア
ルミナ６〜１４重量％、スピネル２０〜５０重量％、炭
化珪素４０〜８５重量％、カーボン原料１〜４重量％、
シリカヒューム４重量％未満、金属シリコン０．５〜
３．０重量％、アルミナセメント０．５〜３．０重量
％、その他に分散剤、硬化調整剤とすることにより、上
記した不定形耐火物の実使用にあたって、流し込み材の
流動性を付与でき、耐食性を付与して耐用性を向上して
高炉の安定した操業に寄与できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者室井信昭兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者田中征二郎兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内Ｆターム(参考） 4G033 AA02 AA09 AA14 AA17 AA24 AB02 AB05 AB10 4K015 EC00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒子径が１．０μｍ以下の超微粉の
炭化珪素を１〜１０重量％含有してその残部が耐火性原
料であることを特徴とする高炉樋用不定形耐火物。
【請求項２】平均粒子径が１．０μｍ以下の超微粉の
炭化珪素を１〜１０重量％、１０μｍ以下の炭化珪素の
合量が３〜１２重量％で残部が耐火性原料とした請求項
１に記載の高炉樋用不定形耐火物。
【請求項３】残部の耐火性原料として、易焼結アルミ
ナ６〜１４重量％、スピネル２０〜５０重量％、炭化珪
素４０〜８５重量％、カーボン原料１〜４重量％、シリ
カヒューム４重量％未満、金属シリコン０．５〜３．０
重量％、アルミナセメント０．５〜３．０重量％、その
他に分散剤、硬化調整剤とした請求項１または２に記載
の高炉樋用不定形耐火物。