JP2010001186A - Carbon-containing brick for refining furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転炉、及び、溶融還元炉等の溶融金属中に炉の底部よりガスを吹き込む羽口れんがとそれを囲む周囲れんが群の組合せを最適にし、羽口れんがの耐スポーリング性を向上させるための新規な改良に関するものである。 The present invention optimizes the combination of tuyere bricks in which gas is blown from the bottom of the furnace into molten metal such as converters and smelting reduction furnaces, and the surrounding bricks surrounding them, thereby improving the spalling resistance of tuyere bricks. The present invention relates to a new improvement for improvement.
従来、精錬用転炉等では、底部に精錬用のガス吹き込み口を有する羽口れんがが用いられている。この羽口からは低温度のガスが吹き込まれるため、羽口れんが自身及び/または羽口周囲れんが群との間に大きな温度差が生じやすい。また、ガスのバックアタックも生じるため、羽口れんがは大きく損傷されやすい。この問題に関連して後述の特許文献1〜9が開示されている。
すなわち、特許文献1には、羽口周囲れんがに、炭素7〜35重量%を含み、マグネシアまたはマグネシアドロマイトを骨材に使用したマグネシアカーボン、マグネシアドロマイト・カーボン質不焼成れんがによるれんが積みを有することを特徴とする製鋼用酸素吹錬容器が開示されている。該公報によれば、吹錬用羽口の周囲におけるれんが積みの耐久性が増強される旨記載されている。
Conventionally, in a refining converter or the like, a tuyere brick having a gas inlet for refining at the bottom is used. Since low-temperature gas is blown from the tuyere, a large temperature difference tends to occur between the tuyere brick and / or the group of bricks around the tuyere. In addition, since back attack of gas occurs, tuyere bricks are easily damaged. In relation to this problem,
That is,
特許文献2には、鱗状黒鉛5〜100重量%、常用の他の耐火物原料95〜0重量%配合し、有機結合剤を用いた上吹き転炉用耐火物が開示されている。該公報によれば、羽口及び羽口周辺の内張りに適した耐火物として適用したところ、耐スポーリング性が向上し、今まで以上の耐用性が得られる旨記載されている。 Patent Document 2 discloses a refractory for top blown converters containing 5 to 100% by weight of scaly graphite and 95 to 0% by weight of other commonly used refractory raw materials and using an organic binder. According to the publication, it is stated that when applied as a refractory suitable for the tuyere and the lining around the tuyere, the spalling resistance is improved, and the durability more than ever is obtained.
特許文献3には、全炭素含有量が5重量%以上10重量%以下で残部がMgOクリンカから成るピッチ変性フェノール樹脂結合不焼成MgO−Cれんがを、炉壁およびまたは炉底の一部または全部に内張りしたことを特徴とする高温用転炉が開示されている。該公報によれば、高温におけるMgOとCとの反応を抑制しながら耐熱スポーリング性を確保し、含Cr溶鋼による化学的侵食と溶鋼中へのカーボンピックアップ防止を図り、転炉鉄皮の熱変形防止を図ることができる旨記載されている。 Patent Document 3 discloses a pitch-modified phenol resin-bonded unfired MgO-C brick having a total carbon content of 5% by weight to 10% by weight and the balance of MgO clinker, and a part or all of the furnace wall and / or the furnace bottom. A high-temperature converter characterized by being lined is disclosed. According to this publication, heat spalling properties are secured while suppressing the reaction between MgO and C at high temperatures, chemical erosion by Cr-containing molten steel and prevention of carbon pickup into the molten steel, It describes that deformation can be prevented.
特許文献4には、炉底にガス吹き込み用羽口を有する転炉における炉底のワーク煉瓦張り構造において、電融マグネシアを含むマグネシアカーボン煉瓦による一層張り領域とマグネシア源が焼結マグネシアであるマグネシアカーボン煉瓦による二層張り領域よりなり、前記一層張り領域が炉底外周端部の少なくとも1箇所から他端部の少なくとも1箇所に渡って連続して形成され、前記二層張り領域が複数の領域に分割されていることを特徴とする転炉々底の煉瓦張り構造が開示されている。該公報によれば、羽口周辺の煉瓦の損耗も抑えられると共に、炉底煉瓦の耐用期間を大幅に延ばすことができる旨記載されている。 Patent Document 4 discloses a magnesia whose magnesia carbon brick including electrofused magnesia and a magnesia source are sintered magnesia in a work brick tension structure in a furnace bottom in a converter having a gas injection tuyere at the furnace bottom. It consists of a two-layer stretched region made of carbon bricks, and the single-layer stretch region is continuously formed from at least one location on the outer peripheral end of the furnace bottom to at least one location on the other end, and the two-layer stretched region is a plurality of regions A brick-clad structure at the bottom of the converter is disclosed. According to the publication, it is described that the wear of bricks around the tuyere can be suppressed and the useful life of the furnace bottom bricks can be greatly extended.
特許文献5には、黒鉛3〜10重量%含有する長尺のマグネシアーカーボンれんがからなることを特徴とするステンレス製鋼転炉炉床用耐火物が開示されている。該公報によれば、長尺品により横目地無しで炉床を厚く施工することができるようになったため、目地近傍での損傷加速が回避でき、炉床の耐用向上が可能になった旨記載されている。 Patent Document 5 discloses a refractory for a stainless steel converter hearth comprising a long magnesia carbon brick containing 3 to 10% by weight of graphite. According to the publication, it is possible to construct a hearth thick without a horizontal joint by a long product, so it is possible to avoid damage acceleration near the joint and to improve the durability of the hearth. Has been.
特許文献6には、精錬用ガスを吹き込む羽口ノズルと羽口ノズルを囲む羽口煉瓦とからなる精錬用羽口において、羽口ノズルが黒鉛パイプとそれに内挿された金属パイプと、前記黒鉛パイプの外面側に設けられた長繊維強化断熱層体からなる精錬用羽口が開示されている。該公報によれば、羽口の異常溶損がなくなり、周辺煉瓦の冷却も抑制され羽口の損耗速度を低減でき、精錬炉の炉体寿命の延長に寄与できる旨記載されている。 Patent Document 6 discloses a refining tuyere composed of a tuyere nozzle for blowing a refining gas and tuyere bricks surrounding the tuyere nozzle, wherein the tuyere nozzle is a graphite pipe, a metal pipe inserted therein, and the graphite. A refining tuyere comprising a long fiber reinforced heat insulating layer provided on the outer surface side of a pipe is disclosed. According to the publication, it is described that there is no abnormal melting of the tuyere, cooling of the surrounding bricks is suppressed, and the wear rate of the tuyere can be reduced, which can contribute to extending the life of the furnace body of the refining furnace.
特許文献7には、粒径が0.3mm以下の膨張黒鉛を15〜40重量%、残部がマグネシアを主体とする耐火材料からなるマグネシア・カーボンれんがを炉底の全部または一部に使用したことを特徴とする転炉炉底部ライニングが開示されている。該公報によれば、耐食性を維持しつつ、耐スポーリング性の大幅な向上が得られる旨記載されている。 In Patent Document 7, magnesia / carbon brick made of a refractory material mainly composed of magnesia is used for all or part of the furnace bottom, with 15 to 40% by weight of expanded graphite having a particle size of 0.3 mm or less. A converter furnace bottom lining is disclosed. According to the publication, it is described that the spalling resistance can be greatly improved while maintaining the corrosion resistance.
特許文献8には、羽口れんがと羽口れんが群のカーボン含有量の組み合わせが規定されており、一定の組み合わせを満たすことにより、羽口れんがと羽口れんが群との間に生じる隙間の幅を小さくできるので、地金差によるスポーリング損傷を抑制できるとしている。 Patent Document 8 defines a combination of the carbon content of a tuyere brick and a tuyen brick group, and by satisfying a certain combination, the width of a gap generated between the tuyere brick and the tuyere brick group. Can reduce spalling damage due to differences in bullion.
特許文献9には、羽口スリーブれんがの熱伝導率が羽口補強内張れんがの熱伝導率と同等以上の材質にすることにより、すなわち、羽口スリーブれんがのカーボン含有量を羽口補強内張れんがよりも多くすることにより、羽口金物周辺の目地損傷が少なく、熱スポーリングによる亀裂もなく、羽口全体の損傷を少なくできるとしている。 Patent Document 9 discloses that the thermal conductivity of tuyere sleeve bricks is equal to or higher than that of tuyere reinforcement lining bricks, that is, the carbon content of tuyere sleeve bricks is reduced within tuyere reinforcement. By increasing the amount of tension, the joint damage around the tuyere hardware is reduced, and there is no cracking due to thermal spalling, and damage to the whole tuyere can be reduced.
以上のような各従来技術があるにも関わらず、依然として、精錬用羽口れんがの耐用が向上していない。そこで本発明者らは、実炉における羽口れんがの損傷状況を仔細に検討解析した結果、特に、熱スポーリングによる損傷が大きく、熱スポーリングによって、一度に稼動面から数10mmないし100mmを超える範囲で損傷が生じていることがわかった。 Despite the conventional technologies as described above, the durability of the refining tuyere brick has not been improved. Therefore, the present inventors have carefully studied and analyzed the damage situation of tuyere bricks in an actual furnace. As a result, the damage caused by heat spalling is particularly large, and the heat spalling causes several tens to 100 mm from the operating surface at a time. Damage was found in the area.
ここで、前述の特許文献8の構成は、羽口れんがと周囲れんがとの間に操業中に溶鉄が侵入する地金差しが起こり、これが羽口れんがのスポーリング損傷と関連することを見出した特許であるが、さらに仔細に検討した結果、本発明者らは、溶鉄が侵入しなくとも羽口れんがのスポーリング損傷が生じることを見出した。すなわち、特許文献8の構成では、羽口れんがと羽口周囲れんが群との間の隙間を無くしているが、実機においては、それが逆に羽口れんがを羽口周囲れんが群が拘束し、その大きな力により、羽口れんがに大きな応力が生じること、また、元々、羽口れんがには熱衝撃による大きな応力も生じており、それらが重畳することで、羽口れんがの損傷に拍車を掛けていることがわかった。さらには、羽口れんがと羽口周囲れんが群のカーボン量組合せが、特許文献8の構成には開示がなくとも、地金差しを生じさせない領域の存在することもわかった。 Here, the configuration of the above-mentioned Patent Document 8 has found that a bullion pen in which molten iron penetrates during operation between the tuyere brick and the surrounding brick, and this is related to the spalling damage of the tuyere brick. Although it is a patent, as a result of detailed examination, the present inventors have found that spall damage of tuyere bricks occurs even if molten iron does not enter. That is, in the configuration of Patent Document 8, the gap between the tuyere bricks and the tuyere bricks is eliminated, but in the actual machine, the tuyere bricks constrain the tuyere bricks conversely, The large force causes a large stress on the tuyere brick, and the tuyere brick originally also has a great stress due to thermal shock, and these overlaps spur damage to the tuyere brick. I found out. Furthermore, it has also been found that there is a region in which the combination of the amount of carbon in the tuyere brick and the tuyere bricks does not cause a bullion even if the configuration of Patent Document 8 is not disclosed.
本発明による精錬炉用カーボン含有れんがは、精錬炉の底部に設けられ、精錬炉用ガスのガス通過孔を有するカーボン含有の羽口れんがと前記羽口れんがを囲むカーボン含有の羽口周囲れんが群からなる精錬炉用カーボン含有れんがにおいて、前記羽口れんが及び羽口周囲れんが群のカーボン含有量をそれぞれCt及びCbと表したとき、100質量%>Ct>0質量%及び100質量%>Cb>0質量%であって、以下の(1)式から求められるΔLが60を超え160以下であり、同時にCt<Cbを満たすCb及びCtの組み合わせからなる構成であり、また、カーボン含有量Ct及びCbが14.9質量%<Ct<22.5質量%かつ22.5質量%<Cb<27.5質量%である構成である。
ΔL=−225.921+15.951Ct+0.905Cb−0.304Ct2+0.189Cb2 …(1)
The carbon-containing brick for a smelting furnace according to the present invention is a group of carbon-containing tuyere bricks provided at the bottom of the smelting furnace and having gas passage holes for the gas for the smelting furnace, and a group of carbon-containing tuyere bricks surrounding the tuyere brick. 100% by mass>Ct> 0% by mass and 100% by mass>Cb> when the carbon content of the tuyere brick and the tuyere brick is represented by Ct and Cb, respectively. 0% by mass, and ΔL obtained from the following formula (1) is more than 60 and less than or equal to 160, and at the same time, a combination of Cb and Ct satisfying Ct <Cb, and the carbon content Ct and Cb is 14.9 mass% <Ct <22.5 mass% and 22.5 mass% <Cb <27.5 mass%.
ΔL = −225.921 + 15.951 Ct + 0.905 Cb−0.304 Ct 2 +0.189 Cb 2 (1)
本発明による精錬炉用カーボン含有れんがは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、羽口れんがに適用できるカーボン量と羽口周囲れんが群に適用できるカーボン量には最適な組み合わせがあり、その組み合わせを定量的に得ているため、これにより、羽口れんがと羽口周囲れんが群との間の隙間を適度に設定でき、羽口周囲れんが群による羽口れんがへの拘束力が制御され、さらには、隙間への地金差しによるスポーリング損傷も生じなくなり、羽口れんがの耐用が大幅に向上した。さらに、羽口れんがの耐用が大幅に向上したことにより、補修頻度の減少、羽口交換頻度の減少を実現でき、それに伴う精錬の稼働率向上に寄与できた。
Since the carbon-containing brick for a smelting furnace according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
In other words, there is an optimal combination of the amount of carbon that can be applied to tuyere bricks and the amount of carbon that can be applied to groups of tuyere bricks, and the combination is obtained quantitatively. The gap between bricks can be set moderately, the binding force to the tuyere bricks by the bricks around the tuyere is controlled, and furthermore, no spalling damage due to the metal bar in the gaps occurs, and the tuyere bricks The service life of has been greatly improved. In addition, the service life of tuyere bricks has been greatly improved, so it has been possible to reduce the frequency of repairs and to reduce the frequency of tuyere replacement, which has contributed to the improvement in the utilization rate of refining.
本発明は、転炉及び溶融還元炉等の溶融金属中に炉の底部よりガスを吹き込む羽口れんがとそれを囲む周囲れんが群の組合わせを最適にし、羽口れんがの耐スポーリング性を向上させるようにした精錬炉用カーボン含有れんがを提供することを目的とする。 The present invention improves the spalling resistance of tuyere bricks by optimizing the combination of tuyere bricks in which gas is blown into the molten metal such as converters and smelting reduction furnaces from the bottom of the furnace and surrounding bricks. An object of the present invention is to provide a carbon-containing brick for a smelting furnace.
以下、図面と共に本発明による精錬炉用カーボン含有れんがの好適な実施の形態について説明する。
まず、本発明で用いられる羽口れんが1と羽口周囲れんが群10との区別を行う。図1から図6で示されるように、この羽口れんが1は内部にガス通過孔4を有し、一体的れんがである。一方、羽口周囲れんが群10は、前記羽口れんが1を取り囲むれんがの集合体であり、羽口れんが1及び羽口周囲れんが群10同士は物理的に区別できるれんがである。この羽口れんが1と羽口周囲れんが群10との間には目地が存在し、目地は空目地でもよく、あるいはマグネシア系、アルミナ系、マグクロ系等の各種材料からなるモルタル目地、その他通常の目地により、羽口れんがと羽口周囲れんがとは接合できるようになっている。
Hereinafter, preferred embodiments of a carbon-containing brick for a refining furnace according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the tuyere brick used in the present invention is distinguished from the
本発明は、羽口れんが1のスポーリングによる損傷を抑制し、耐用性を向上させるために、羽口れんが1と羽口周囲れんが群10のカーボン含有量の組み合わせを規定することを目的にしている。その際、羽口周囲れんが群10が羽口れんが1を拘束する力を弱めることができるそれぞれのカーボン量の最適組み合わせを見出し、また、設定されたそれぞれのカーボン量によっても地金指しの侵入を抑制できるカーボン量の最適組み合わせを見出すことを目的としている。
The present invention aims to define the combination of carbon content of 1 tuyere brick and 10 tuyere bricks in order to suppress damage due to spalling of
図1は単管型の羽口れんが1を稼動面側から見た断面図になっている。この断面形状が稼動面から背面に向かってほぼ続いている。従って、断面によってその特徴を示すことができる。なお、断面の外形は図では正方形になっているが、これは長方形・円形いずれでも良い。
図1は単管型の羽口れんが1である。図中の断熱層2はガスによるれんが部分の急冷却を抑制するために設けられるが、この層はあっても無くても良い。また、ガス通過孔4は空洞であっても、あるいは高通気率を持つ耐火材料によって充填されていてもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a single tube
FIG. 1 shows a single tube type tuyere brick. The heat insulating layer 2 in the figure is provided to suppress rapid cooling of the brick portion due to gas, but this layer may or may not be present. Further, the gas passage hole 4 may be hollow or may be filled with a refractory material having a high air permeability.
図2は多重管型の羽口れんが1である。複数のガス吹き管3が同心円を構成している。ここでは3重管の例を示した。 FIG. 2 shows a multi-tube type tuyere brick. A plurality of gas blowing pipes 3 constitutes a concentric circle. Here, an example of a triple pipe is shown.
図3は多管型の羽口れんが1である。ここでは9個のガス吹き管3を整列して図示したが、個数、配列は任意に選べる。 FIG. 3 shows a multi-tube type tuyere brick. Here, nine gas blowing pipes 3 are shown aligned, but the number and arrangement can be arbitrarily selected.
図4は、羽口れんが1と羽口周囲れんが群10のカーボン量の組み合わせを示す、本特許を説明するための図で本特許からカーボン量の組み合わせを設定できる範囲は図中の一点鎖線領域Aであり、図中の点線で囲まれた領域Aは、本特許の中でも特に効果が得られる領域を示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining this patent, showing a combination of the carbon amount of 1 tuyere brick and
図5は、れんがを平行に並べた「平行積みの方法」によって築炉された炉底である。1個のれんがは図中の線で囲まれた最小領域で表した。この図は一例として、炉底の中央部は横方向に平行に並べ、図の上下部分は縦方向に平行に並べている。また、4本の羽口れんが1が設置されている。これら縦と横の位置関係は逆であっても良いし、羽口れんが1の設置位置、本数も任意に選べる。
FIG. 5 shows a furnace bottom constructed by a “parallel stacking method” in which bricks are arranged in parallel. One brick is represented by a minimum area surrounded by a line in the figure. As an example, the center of the furnace bottom is arranged in parallel in the horizontal direction, and the upper and lower portions of the figure are arranged in parallel in the vertical direction. In addition, four
図6は、れんがが真円巻きの方法によって築炉された炉底である。図では、羽口れんが1は中央に1本あり、羽口れんが1の設置位置は、中央部以外に任意に選べる。例えば、円の中心を通る直線上に並べることもできる。
FIG. 6 shows the bottom of a furnace in which bricks are constructed by a method of round winding. In the figure, there is one
図7は、れんがが網代(アジロ)積みの方法によって築炉された炉底である。図では、2本の羽口れんが1が設置されているが、任意の位置に設置できる。以上の3種類の築炉方法を互いに組み合わせて用いることもできる。例えば、炉底中央部は「平行積みの方法」でれんがを並べ、外周部を「真円巻きの方法」で巻くこともできる。
FIG. 7 shows the bottom of the brick built by the method of Ajiro loading. In the figure, two
以上の羽口れんが1及び羽口周囲れんが群10は、本発明の精錬炉用カーボン含有れんがに適用されるれんが構造の複数の形態を例示しているもので、羽口れんが1と羽口周囲れんが群10の組合わせであれば本発明では適用できる。
The
次に、本発明による羽口れんが1及び羽口周囲れんが群10の実施例を表1、表2の第1表及び第2表に示す。第1表は本発明の実施例、第2表は比較である。第1、第2表中、羽口ライフは、使用回数(チャージ数)で羽口の損傷量(損傷長さ)を割った値(mm/ch)を求め、第2表中の比較品1を1にしたときのそれぞれの羽口ライフの程度を指数化した値である。指数の数字が大きいほど良好であることを示し、例えば、指数が2なら、比較品22に比べ2倍の耐用を示したことを表す。表より、本発明による羽口れんが1は比較品よりも2倍以上の耐用を示すことがわかる。
Next, examples of
従って、前述の実施例から明らかなように、精錬炉の底部に設けられ、精錬炉用ガスのガス通過孔を有するカーボン含有の羽口れんがと前記羽口れんがを囲むカーボン含有の羽口周囲れんが群からなる精錬炉用カーボン含有れんがにおいて、前記羽口れんが及び羽口周囲れんが群のカーボン含有量をそれぞれCt及びCbと表したとき、100質量%>Ct>0質量%及び100質量%>Cb>0質量%であって、以下の(1)式から求められる図4に示されるΔLが60を超え160以下であり、同時にCt<Cbを満たすCb及びCtの組み合わせである精錬炉用カーボン含有れんがが最適であることが判明した。
ΔL=−225.921+15.951Ct+0.905Cb−0.304Ct2+0.189Cb2 …(1)
また、14.9質量%<Ct<22.5質量%かつ22.5質量%<Cb<27.5質量%である精錬炉用カーボン含有れんがが好適であることが判明した。
Therefore, as is clear from the above-described embodiments, a carbon-containing tuyere brick provided at the bottom of the smelting furnace and having a gas passage hole for the smelting furnace gas and a carbon-containing tuyere brick surrounding the tuyere brick In the carbon-containing brick for a smelting furnace comprising a group, when the carbon content of the tuyere brick and the tuyere brick is expressed as Ct and Cb, respectively, 100% by mass>Ct> 0% by mass and 100% by mass> Cb Carbon content for a smelting furnace that is a combination of Cb and Ct satisfying Ct <Cb, where ΔL shown in FIG. The brick was found to be optimal.
ΔL = −225.921 + 15.951 Ct + 0.905 Cb−0.304 Ct 2 +0.189 Cb 2 (1)
Further, it has been found that carbon-containing bricks for a smelting furnace satisfying 14.9% by mass <Ct <22.5% by mass and 22.5% by mass <Cb <27.5% by mass are suitable.
1 羽口れんが
2 断熱層
3 ガス吹き管
4 ガス通過孔
10 羽口周囲れんが群
1 tuyere brick 2 heat insulation layer 3 gas blow pipe 4
Claims (2)
ΔL=−225.921+15.951Ct+0.905Cb−0.304Ct2+0.189Cb2 …(1) A carbon-containing tuyere brick (1) provided at the bottom of the smelting furnace and having a gas passage hole for a gas for a smelting furnace and a group of carbon-containing tuyere bricks (10) surrounding the tuyere brick (1) In the carbon-containing brick for a refining furnace, when the carbon content of the tuyere brick (1) and the tuyere surrounding brick group (10) is expressed as Ct and Cb, respectively, 100% by mass>Ct> 0% by mass and 100% by mass %>Cb> 0% by mass, ΔL calculated from the following formula (1) is more than 60 and less than or equal to 160, and at the same time, a refining furnace comprising a combination of Cb and Ct satisfying Ct <Cb Carbon-containing brick for use.
ΔL = −225.921 + 15.951 Ct + 0.905 Cb−0.304 Ct 2 +0.189 Cb 2 (1)
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Cited By (1)
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JP2016188411A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 黒崎播磨株式会社 | Multi hole plug |
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- 2008-06-20 JP JP2008161436A patent/JP2010001186A/en active Pending
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