【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出銑孔閉塞材に関し、特に高炉の出銑孔に充填して出銑孔を閉塞するために用いられる出銑孔閉塞材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、コスト削減の見地から、高炉の長寿命化を図るため、種々の試みがなされている。この高炉の長寿命化を図る上において、出銑孔付近の炉壁保護が非常に重要な課題の一つとなる。そして、この出銑孔付近の炉壁保護には、出銑孔に圧入して使用される閉塞材（出銑孔閉塞材）が大きな役割を果たしている。
【０００３】
そして、近年は、出銑孔閉塞材の原単価の低減や、高炉炉前作業の負荷軽減を目的として、より長い出銑時間を確保することが可能な出銑孔閉塞材が要求されるようになり、出銑孔閉塞材の高密度化、高強度化を実現するために、種々の設計が行われている。また、出銑孔付近の炉壁保護のため、出銑孔深度を適正に保つことが行われている。
【０００４】
そして、最近では、このような出銑孔閉塞材として、アルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カーボン、カオリン粘土、黒鉛、カーボンブラックなどを粒度調整した耐火原料に、バインダーとしてタール、フェノールレジン、粉末ピッチなどの残炭素有機化合物を加えて混練したものが使用されるに至っている。また、出銑孔深度が長期間、適正な範囲に保たれるようにするために、耐火原料として溶銑に溶けにくい高耐火性のアルミナ微粉が使用されるとともに、焼結材として金属シリコンが使用されている。
【０００５】
しかしながら、出銑孔は樋修理などにより、１〜１４日程度の間、休止する場合があり、従来の出銑孔閉塞材を用いた場合には、休止後の使用開始時に出銑孔深度が浅く、容易に本来の出銑孔深度に復帰しにくい場合があり、効率のよい操業を妨げるという問題点がある。
【０００６】
その原因の１つが、閉塞材の充填性を確保するために使用されている高耐火性カオリン系粘土にある。すなわち、カオリン粘土は耐火度がＳＫ３０〜３５と高く、このような高耐火性カオリン系粘土が使用された出銑孔閉塞材においては、早期焼結が阻害され、休止後の使用開始時に、本来の出銑孔深度に復帰することが困難になるという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するものであり、出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に復帰させることが可能な出銑孔閉塞材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、発明者らは、出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に至らしめることが可能な出銑孔閉塞材の組成について、種々の検討を行い、例えば、アルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カオリン粘土、カーボンブラックなどを含有し、粒度調整が行われた耐火物原料に対し、低耐火性のセリサイトを所定の割合で配合することにより、使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に至らしめることが可能になることを知り、さらに実験、検討を行って本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明の出銑孔閉塞材は、粒度調整が行われた耐火物原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合したことを特徴としている。
【００１０】
本発明の出銑孔閉塞材において、粒度調整が行われた耐火原料に添加されるセリサイトは、Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏの化学組成を有する原料で、その耐火度はＳＫ６〜１０である。
このセリサイトは、単斜晶系の結晶で見掛けは板状であるが、適度な滑りを有し、出銑孔閉塞材に使用する場合、例えばカオリン粘土と置換しても、マッドガンによる充填性を阻害することがない。
また、セリサイトは、Ｋ２Ｏを多く含み、低温で焼結しやすく、出銑孔閉塞材に使用することにより、出銑孔内での出銑孔閉塞材の焼結が促進される。
【００１１】
出銑孔付近の炉壁は出銑中に溶銑、溶滓により加熱されて温度が上昇するが、休止後の使用初期は炉壁の温度が低く、出銑孔閉塞材が焼結しにくいため、出銑孔深度が延びにくいが、本発明の出銑孔閉塞材では、セリサイトが使用されていることから、焼結が低温領域から始まり出銑孔深度が本来の深度にまで早期に復帰し、速やかに安定した操業を行うことが可能になる。
【００１２】
本発明の出銑孔閉塞材においては、セリサイトとして、粒度が４５μｍ〜０．１μｍのものを用いることが望ましく、使用量は１〜１０重量％の範囲とすることが望ましい。
セリサイトの粒径が４５μｍを超えると焼結が遅くなり、強度も低くなるため好ましくない。また、セリサイトの粒径が０．１μｍ未満になると、スラグに対する耐食性が低下し、出銑時間の低下を生じるため好ましくない。
また、セリサイトの使用量が１重量％未満になると十分な強度を得ることが困難になり、また、セリサイトの使用量が１０重量％を超えると耐食性が低下するため好ましくない。
【００１３】
なお、本発明の出銑孔閉塞材においては、耐火物原料として、一般に出銑孔閉塞材に使用されるアルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カオリン粘土、カーボンブラックなどを含有し、粒度調整が行われた耐火物原料を使用することが可能である。
【００１４】
また、本発明の出銑孔閉塞材においては、バインダーとして残炭素有機化合物が用いられるが、この残炭素有機化合物としては、タール、フェノールレジンなどが例示される。
【００１５】
また、本発明の出銑孔閉塞材においては、金属珪素、フェロシリコン、アルミニウム粉などの添加剤を必要に応じて使用することが可能である。
【００１６】
上述のように構成された本発明の出銑孔閉塞材においては、粒度調整が行われた耐火原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトが１〜１０重量％の割合で配合されているので、出銑孔内での出銑孔閉塞材の焼結が促進され、低温から焼結が始まる。そのため、出銑孔深度を早期に本来の深度にまで復帰させることが可能になる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示して、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、高珪酸ろう石、炭化珪素、石炭コークス、窒化珪素鉄、カオリン粘土、及びタールを配合するとともに、さらに、所定の粒径のセリサイトを本発明の範囲内の割合で配合することにより出銑孔閉塞材（実施例の試料）を作製した。なお、比較のため、本発明の範囲外の比較例１，２及び３の出銑孔閉塞材を作製した。
表１において、タールの添加量は外掛けの値である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
なお、表１の実施例１は４０μｍ〜０．１μｍのセリサイトを９重量％の割合で配合した出銑孔閉塞材であり、実施例２は０．５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを２重量％の割合で配合した出銑孔閉塞材である。
【００２０】
また、比較例１はセリサイトを配合しない出銑孔閉塞材（従来例）、比較例２は粒径が０．１μｍ以下のセリサイトを０．５重量％の割合で配合した出銑孔閉塞材、比較例３は粒径が５０μｍまでのものを含むセリサイトを１２重量％の割合で配合した試料であり、比較例１〜３はいずれも本発明の範囲外のものである。
【００２１】
そして、これらの実施例１，２及び比較例１，２，３の試料について、１０００℃で焼成した後の常温曲げ強さを調べた。
また、実施例１，２及び比較例１，２，３の試料について、高周波誘導炉を使用し、１５５０℃で５時間の耐食性試験を行い、耐食性（溶損指数）を調べた。なお、侵食剤としては、高炉スラグを使用した。なお、溶損指数は比較例１（従来例）を１００として算出した。
【００２２】
上述のようにして調べた曲げ強さ及び耐食性（溶損指数）についての測定結果を表１に併せて示す。
表１に示すように、粒径が本発明の範囲内のセリサイトを、本発明の範囲内の割合で配合してなる実施例１及び２の試料は、比較例１（従来例）と比べて、曲げ強さが大きく、かつ、耐食性が同等であることが確認された。
また、表１より、セリサイトを配合しているが本発明の範囲外のものである比較例２は、耐食性については実施例１，２と同等の結果が得られているが、曲げ強さについては実施例１，２より劣っていることがわかる。
また、比較例３については、曲げ強さは、実施例１，２よりも優れているが、耐食性が劣っていることがわかる。
なお、表１には示していないが、粒径が４５μｍ〜０．１μｍの範囲のセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合した試料（出銑孔閉塞材）においては、上記実施例１及び２の試料と同等の曲げ強さ及び耐食性が得られることが確認されている。
【００２３】
上記実施例１及び２の出銑孔閉塞材を実際に高炉に使用したところ、休止後の使用開始時において、従来の出銑孔閉塞材を用いた場合には出銑孔深度の回復に約２日（使用開始後１０回）を要するところが、半日後の３回目の使用時に通常の出銑孔深度に復帰することが確認された。
【００２４】
なお、本発明の出銑孔閉塞材において、耐火物原料の種類は上記実施例に限定されるものではなく、耐火物原料として一般に出銑孔閉塞材に使用されるアルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カオリン粘土、カーボンブラックなどを含有し、粒度調整が行われた耐火物原料を種々の割合で配合して使用することが可能である。
また、上記実施例では、バインダーとしてタールを用いているが、フェノールレジンなどの他の残炭素有機化合物を用いることも可能である。
【００２５】
本発明は、さらにその他の点において上記実施例に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
上述のように、本発明の出銑孔閉塞材は、粒度調整が行われた耐火原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合するようにしているので、例えば、高耐火性のカオリン粘土の一部を低耐火性のセリサイトにより置換して、焼結を促進することが可能になり、出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に復帰させることが可能になる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tap hole closing material, and more particularly to a tap hole closing material used for filling a tap hole of a blast furnace to close the tap hole.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
In recent years, from the viewpoint of cost reduction, various attempts have been made to extend the life of the blast furnace. In order to extend the life of the blast furnace, protecting the furnace wall near the tap hole is one of the very important issues. A plugging material used to press-fit the taphole (a taphole plugging material) plays a large role in protecting the furnace wall near the taphole.
[0003]
In recent years, for the purpose of reducing the unit price of the tap hole plugging material and reducing the load of work before the blast furnace, a tap hole plugging material capable of securing a longer tapping time is required. In order to realize a high density and high strength of a tap hole closing material, various designs have been made. In addition, in order to protect the furnace wall near the tap hole, the tap hole depth is appropriately maintained.
[0004]
And recently, as such tap hole plugging material, alumina, pyroxene, silicon carbide, silicon iron nitride, carbon, kaolin clay, graphite, carbon black, etc. A mixture obtained by adding and kneading a residual carbon organic compound such as resin and powder pitch has been used. In addition, in order to keep the tap hole depth within an appropriate range for a long period of time, highly refractory alumina fine powder, which is difficult to dissolve in hot metal, is used as a refractory raw material, and metallic silicon is used as a sintering material. Have been.
[0005]
However, tapholes may be suspended for about 1 to 14 days due to gutter repair, etc., and when using conventional taphole blocking materials, the taphole depth is reduced at the start of use after suspension. There is a problem that it is difficult to return to the original taphole depth easily due to its shallow depth, which hinders efficient operation.
[0006]
One of the causes is the high refractory kaolin-based clay used for ensuring the filling property of the plugging material. In other words, kaolin clay has a high fire resistance of SK30 to 35, and in such tapping hole plugging materials using such high fire-resistant kaolin-based clay, early sintering is hindered. However, there is a problem that it is difficult to return to the taphole depth.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and to provide a tap hole closing material capable of promptly returning the tap hole depth after the start of tap hole use to the original tap hole depth. Aim.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have proposed various compositions of a tap hole plugging material capable of promptly bringing the tap hole depth after the start of tap hole use to the original tap hole depth. Investigating, for example, containing alumina, pyroxene, silicon carbide, silicon nitride iron, kaolin clay, carbon black, etc., for the refractory raw material that has been subjected to particle size adjustment, low refractory sericite predetermined It was found that by mixing in such a ratio, the taphole depth after the start of use can be quickly brought to the original taphole depth, and the present invention was completed through further experiments and studies.
[0009]
That is, the tapping hole closing material of the present invention is characterized in that sericite having a particle size of 45 μm to 0.1 μm is blended at a ratio of 1 to 10% by weight with respect to the refractory raw material whose particle size has been adjusted. I have.
[0010]
In the tap hole closing material of the present invention, sericite added to the refractory raw material whose particle size has been adjusted is a raw material having a chemical composition of K 2 O · 3Al 2 O 3 · 6SiO 2 · 2H 2 O. The fire resistance is SK6 to SK10.
This sericite is a monoclinic crystal and is plate-like in appearance, but has a moderate slip, and when used as a tap hole plugging material, for example, even if it is replaced with kaolin clay, it can be filled with a mud gun. Does not interfere with
In addition, sericite contains a large amount of K 2 O, easily sinters at a low temperature, and sintering of the tap hole blocking material in the tap hole is promoted by using the tap hole closing material.
[0011]
The furnace wall near the tap hole is heated by hot metal and slag during tapping, and the temperature rises.However, the temperature of the furnace wall is low in the early stage of use after pausing, and the tap hole closing material is difficult to sinter. Although the tap hole depth is difficult to extend, the tap hole closing material of the present invention uses sericite, so that sintering starts from a low temperature region and the tap hole depth quickly returns to the original depth. In addition, stable operations can be performed quickly.
[0012]
In the tap hole closing material of the present invention, it is desirable to use sericite having a particle size of 45 μm to 0.1 μm, and it is desirable to use the sericite in a range of 1 to 10% by weight.
If the particle size of sericite exceeds 45 μm, sintering will be slow and the strength will be low, such being undesirable. On the other hand, when the particle size of sericite is less than 0.1 μm, the corrosion resistance to slag decreases, and the tapping time is reduced, which is not preferable.
If the amount of sericite is less than 1% by weight, it is difficult to obtain sufficient strength, and if the amount of sericite exceeds 10% by weight, the corrosion resistance decreases, which is not preferable.
[0013]
In the tap hole closing material of the present invention, as a refractory raw material, generally contains alumina, wax, silicon carbide, silicon nitride, kaolin clay, carbon black, etc., which are generally used for tap hole closing materials. It is possible to use a refractory raw material whose particle size has been adjusted.
[0014]
Further, in the tapping hole closing material of the present invention, a residual carbon organic compound is used as a binder, and examples of the residual carbon organic compound include tar and phenolic resin.
[0015]
In addition, in the tapping hole closing material of the present invention, additives such as metallic silicon, ferrosilicon, and aluminum powder can be used as necessary.
[0016]
In the tapping hole plugging material of the present invention configured as described above, sericite having a particle size of 45 μm to 0.1 μm is blended at a ratio of 1 to 10% by weight with respect to the refractory raw material whose particle size has been adjusted. The sintering of the tap hole plugging material in the tap hole is promoted, and sintering starts at a low temperature. Therefore, it is possible to quickly return the tap hole depth to the original depth.
[0017]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, and features thereof will be described in more detail.
In a ratio as shown in Table 1, high silica silicate, silicon carbide, coal coke, silicon nitride, kaolin clay, and tar are blended, and further, sericite having a predetermined particle size falls within the scope of the present invention. A tap hole plugging material (sample of Example) was prepared by blending at a ratio. For comparison, tapping hole plugging materials of Comparative Examples 1, 2, and 3 outside the scope of the present invention were produced.
In Table 1, the amount of tar added is an outer value.
[0018]
[Table 1]
[0019]
In addition, Example 1 of Table 1 is a taphole blocking material in which 40 μm to 0.1 μm of sericite is blended at a ratio of 9% by weight, and Example 2 is 0.5 μm to 0.1 μm of sericite. It is a tap hole plugging material blended in a ratio of weight%.
[0020]
Comparative Example 1 was a tapping hole plugging material containing no sericite (conventional example), and Comparative Example 2 was a tapping hole plugging compound containing 0.5% by weight of sericite having a particle size of 0.1 μm or less. Comparative Example 3 is a sample in which sericite containing particles having a particle size of up to 50 μm is blended at a ratio of 12% by weight, and Comparative Examples 1 to 3 are all outside the scope of the present invention.
[0021]
With respect to the samples of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2 and 3, the room-temperature bending strength after firing at 1000 ° C. was examined.
The samples of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3 were subjected to a corrosion resistance test at 1550 ° C. for 5 hours using a high-frequency induction furnace, and the corrosion resistance (melting index) was examined. In addition, blast furnace slag was used as an erosion agent. The erosion index was calculated by setting Comparative Example 1 (conventional example) to 100.
[0022]
Table 1 also shows the measurement results of the bending strength and the corrosion resistance (melting index) examined as described above.
As shown in Table 1, the samples of Examples 1 and 2 in which sericite having a particle size within the range of the present invention was blended at a ratio within the range of the present invention were compared with Comparative Example 1 (conventional example). Thus, it was confirmed that the bending strength was large and the corrosion resistance was equivalent.
Also, from Table 1, Comparative Example 2, which contains sericite but is out of the range of the present invention, has the same corrosion resistance as Examples 1 and 2, but has a flexural strength. Is inferior to Examples 1 and 2.
Further, it can be seen that Comparative Example 3 is superior in bending strength to Examples 1 and 2, but is inferior in corrosion resistance.
In addition, although not shown in Table 1, in the sample (tapped hole blocking material) in which sericite having a particle size in the range of 45 μm to 0.1 μm was blended at a ratio of 1 to 10% by weight, the above Example 1 was used. It was confirmed that bending strength and corrosion resistance equivalent to those of the samples Nos. 1 and 2 were obtained.
[0023]
When the tap hole plugging materials of Examples 1 and 2 were actually used in a blast furnace, when the tap hole plugging material of the related art was used at the time of starting operation after a halt, it was necessary to recover the tap hole depth. Although it took two days (10 times after the start of use), it was confirmed that the taphole depth returned to the normal taphole depth at the time of the third use half a day later.
[0024]
In the tapping hole plugging material of the present invention, the type of the refractory raw material is not limited to the above-described embodiment, and alumina, pyroxene, and silicon carbide generally used in taphole plugging materials as refractory raw materials are used. , Silicon nitride, kaolin clay, carbon black, etc., and refractory raw materials whose particle size has been adjusted can be used in various proportions.
Further, in the above embodiment, tar is used as the binder, but other organic compounds with residual carbon such as phenolic resin can be used.
[0025]
The present invention is not limited to the above embodiment in other respects, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, the tapping hole closing material of the present invention is such that sericite having a particle size of 45 μm to 0.1 μm is blended at a ratio of 1 to 10% by weight with respect to the refractory raw material whose particle size has been adjusted. Therefore, for example, by replacing a part of the high refractory kaolin clay with low refractory sericite, it becomes possible to promote sintering, and to reduce the tap hole depth after the start of tap hole use. It is possible to quickly return to the original taphole depth.
