JP2672605B2 - 溶銑予備処理用耐火構造体の不定形耐火物 - Google Patents
溶銑予備処理用耐火構造体の不定形耐火物Info
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- JP2672605B2 JP2672605B2 JP63293238A JP29323888A JP2672605B2 JP 2672605 B2 JP2672605 B2 JP 2672605B2 JP 63293238 A JP63293238 A JP 63293238A JP 29323888 A JP29323888 A JP 29323888A JP 2672605 B2 JP2672605 B2 JP 2672605B2
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- hot metal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶栓の脱珪，脱燐，脱硫などの溶銑予備処
理に使用する鍋，浸漬槽，インジェクションランスなど
の耐火構造体の稼働部を成形する不定形耐火物に関す
る。
理に使用する鍋，浸漬槽，インジェクションランスなど
の耐火構造体の稼働部を成形する不定形耐火物に関す
る。
例えば上記浸漬槽のフリーボードなどの芯金入り耐火
構造体は、第１図に示すように、スタッド３を設けた鉄
管，鉄筋，鉄芯等の芯金２を有し、この芯金２を例え
ば、シャモット質，アルミナ質，スピネル質,MgO質,Al2
O3−SiC質,Al2O3−SiC質等の不定形耐火物１で被覆成形
した構造になっている。
構造体は、第１図に示すように、スタッド３を設けた鉄
管，鉄筋，鉄芯等の芯金２を有し、この芯金２を例え
ば、シャモット質，アルミナ質，スピネル質,MgO質,Al2
O3−SiC質,Al2O3−SiC質等の不定形耐火物１で被覆成形
した構造になっている。
ところが、この溶銑予備処理稼働部を構成する不定形
耐火物は亀裂発生が起こり易く、亀裂が一旦発生する
と、その伝播，拡大が早く、地金を耐火構造体に浸入さ
せてしまう。その結果、芯金を溶損させ該不定形耐火物
を脱落させてしまう等、該耐火構造体の寿命を著しく短
いものにしていた。
耐火物は亀裂発生が起こり易く、亀裂が一旦発生する
と、その伝播，拡大が早く、地金を耐火構造体に浸入さ
せてしまう。その結果、芯金を溶損させ該不定形耐火物
を脱落させてしまう等、該耐火構造体の寿命を著しく短
いものにしていた。
上述のような不定形耐火物の脱落の原因である亀裂の
発生は、従来から熱スポーリングに伴うものと考えられ
ており、そのため、稼働部の耐火物としては線膨張係数
が小さく、熱衝撃抵抗性に優れた耐火材料の適用が種々
検討されたが、亀裂発生防止の効果は小さく、問題解決
に至っていない。
発生は、従来から熱スポーリングに伴うものと考えられ
ており、そのため、稼働部の耐火物としては線膨張係数
が小さく、熱衝撃抵抗性に優れた耐火材料の適用が種々
検討されたが、亀裂発生防止の効果は小さく、問題解決
に至っていない。
本発明において解決すべき課題は、耐火構造体の芯金
の熱膨張変形や機械的応力による動きに追随変形可能
で、亀裂の発生を防止できる不定形耐火物を提供し、こ
れによって耐火構造体の長寿命化を図ることにある。
の熱膨張変形や機械的応力による動きに追随変形可能
で、亀裂の発生を防止できる不定形耐火物を提供し、こ
れによって耐火構造体の長寿命化を図ることにある。
本発明は、このような耐火構造体における亀裂発生の
主要因が、単純な熱サイクルに起因する熱スポーリング
によるものではなく、芯金の熱膨張及び使用中の振動や
機械的衝撃、さらに溶銑，溶鋼による浮力に伴う芯金変
形による影響が大であるという知見に基づいて完成し
た。
主要因が、単純な熱サイクルに起因する熱スポーリング
によるものではなく、芯金の熱膨張及び使用中の振動や
機械的衝撃、さらに溶銑，溶鋼による浮力に伴う芯金変
形による影響が大であるという知見に基づいて完成し
た。
すなわち、本発明の溶銑予備処理用耐火構造体の不定
形耐火物は、炭化珪素５〜40重量％、炭素材料１〜５重
量％、ロー石及び／又は珪石原料を２〜30重量％，バイ
ンダーを５〜20重量％，残部は実質的に骨材としてアル
ミナ系原料もしくはムライト原料からなる。
形耐火物は、炭化珪素５〜40重量％、炭素材料１〜５重
量％、ロー石及び／又は珪石原料を２〜30重量％，バイ
ンダーを５〜20重量％，残部は実質的に骨材としてアル
ミナ系原料もしくはムライト原料からなる。
本発明の不定形耐火物は、溶銑処理用の耐火構造体の
芯金として通常用いられているSS41鋼材と極めて近似し
た線膨張係数を有するロー石，珪石等の高膨張性原料を
配合することによって、芯金の膨張変形に追随変形する
ようになり、これによって亀裂の発生を抑制し、発生し
た亀裂は熱間において閉塞してそれ以上の伝播，拡大を
防止するものである。
芯金として通常用いられているSS41鋼材と極めて近似し
た線膨張係数を有するロー石，珪石等の高膨張性原料を
配合することによって、芯金の膨張変形に追随変形する
ようになり、これによって亀裂の発生を抑制し、発生し
た亀裂は熱間において閉塞してそれ以上の伝播，拡大を
防止するものである。
即ち、アルミナ，炭素材料及び炭化珪素を加えたもの
に、２〜30重量％の高膨張性のロー石等のシリカ−アル
ミナ質、及び珪石等のシリカ質原料等を配合することに
よって、ロー石あるいは珪石原料中のシリカ（SiO2）成
分は、成形，乾燥後の溶銑予備処理にて加熱されると、
α−石英からβ−石英、さらにクリストバライトへの変
態を起こして、高温膨張と高残存膨張性を発揮する。こ
のため、不定形耐火物施工成形体は芯金の熱膨張等にも
追随変形し、亀裂発生，伝播が防止される。また、亀裂
が発生しても、高温下におけるSiO2のブローチング（Si
O2ガラスの生成，融着）により亀裂の先端を閉塞するこ
とができる。
に、２〜30重量％の高膨張性のロー石等のシリカ−アル
ミナ質、及び珪石等のシリカ質原料等を配合することに
よって、ロー石あるいは珪石原料中のシリカ（SiO2）成
分は、成形，乾燥後の溶銑予備処理にて加熱されると、
α−石英からβ−石英、さらにクリストバライトへの変
態を起こして、高温膨張と高残存膨張性を発揮する。こ
のため、不定形耐火物施工成形体は芯金の熱膨張等にも
追随変形し、亀裂発生，伝播が防止される。また、亀裂
が発生しても、高温下におけるSiO2のブローチング（Si
O2ガラスの生成，融着）により亀裂の先端を閉塞するこ
とができる。
しかし、シリカあるいはシリカ−アルミナ質原料の使
用によりSiO2成分のガラス化による不定形耐火物の低気
孔化による炭素原料と炭化珪素原料粉末の酸化防止が図
られるが、30重量％超に使用量を増すと逆に耐スポーリ
ング性及びスラグに対する耐食性は著しく低下する。ま
た、２重量％未満であると、前記作用が得られない。
用によりSiO2成分のガラス化による不定形耐火物の低気
孔化による炭素原料と炭化珪素原料粉末の酸化防止が図
られるが、30重量％超に使用量を増すと逆に耐スポーリ
ング性及びスラグに対する耐食性は著しく低下する。ま
た、２重量％未満であると、前記作用が得られない。
また、本発明の不定形耐火物を構成する骨材として
は、シャモット，ムライト，電融アルミナ，焼結アルミ
ナ，アンダリュサイト等のアルミナ系原料、マグネシ
ア，スピネル，ジルコン，ジルコニア，溶融シリカ等の
原料の他、前記のごとく、ロー石あるいは珪石の使用に
より耐食性，耐スポーリング性がやや劣化することか
ら、それを補うため、特に炭素材料並びに炭化珪素を配
合する。
は、シャモット，ムライト，電融アルミナ，焼結アルミ
ナ，アンダリュサイト等のアルミナ系原料、マグネシ
ア，スピネル，ジルコン，ジルコニア，溶融シリカ等の
原料の他、前記のごとく、ロー石あるいは珪石の使用に
より耐食性，耐スポーリング性がやや劣化することか
ら、それを補うため、特に炭素材料並びに炭化珪素を配
合する。
炭素材料は１〜５重量％配合することによって、スラ
グと濡れにくいことによる耐食性や、熱伝導が良いこと
による耐スポーリング性の向上に寄与するものである。
炭素材料としては種々の炭素質材料が使用できるが、特
に耐食性の点から、天然や人造の黒鉛のような結晶質の
もの、あるいはタール，ピッチ等の不定形黒鉛等の黒鉛
が好ましい。配合割合が５重量％超では、酸化損耗を受
けた時、組織が粗（ポーラス）になり、かえって耐食性
が悪くなる。一方、１重量％未満では、ほとんど耐食性
の向上に寄与せず、スラグの浸潤を起こし易くなるため
好ましくない。
グと濡れにくいことによる耐食性や、熱伝導が良いこと
による耐スポーリング性の向上に寄与するものである。
炭素材料としては種々の炭素質材料が使用できるが、特
に耐食性の点から、天然や人造の黒鉛のような結晶質の
もの、あるいはタール，ピッチ等の不定形黒鉛等の黒鉛
が好ましい。配合割合が５重量％超では、酸化損耗を受
けた時、組織が粗（ポーラス）になり、かえって耐食性
が悪くなる。一方、１重量％未満では、ほとんど耐食性
の向上に寄与せず、スラグの浸潤を起こし易くなるため
好ましくない。
また、炭化珪素は５〜40重量％配合することによっ
て、炭素材料の酸化を抑制して炭素材料の高耐食性，高
耐スポーリング性を発揮させるために配合されるが、40
重量％を超えると炭化珪素原料の酸化によりSiO2を生成
して耐食性及び機械的強度の劣化を招くため好ましくな
い。また、５重量％未満であると不定形耐火物の耐熱衝
撃性を低下させ、スポーリングによる損傷を受け易くな
るため、その効果が期待できない。
て、炭素材料の酸化を抑制して炭素材料の高耐食性，高
耐スポーリング性を発揮させるために配合されるが、40
重量％を超えると炭化珪素原料の酸化によりSiO2を生成
して耐食性及び機械的強度の劣化を招くため好ましくな
い。また、５重量％未満であると不定形耐火物の耐熱衝
撃性を低下させ、スポーリングによる損傷を受け易くな
るため、その効果が期待できない。
また、バインダー（結合剤）としては、アルミナ系セ
メントを５〜20重量％配合することによって、前記各原
料の均一混合と良好な結合を可能とするが、より熱間強
度を向上したい場合は低融点物質を生成し易いセメント
を減量し、活性アルミナ，シリカフラワー等の超微粉減
量を２〜10重量％配合してもよく、ヘキサメタリン酸ソ
ーダ等分散剤を添加する。このバインダーの配合割合は
５重量％未満であると熱間強度が低く、構造体として耐
用性に劣るため好ましくない。また、20重量％を超える
と熱間強度は増大するものの、耐食性は著しく低下し、
また、芯金との膨張にも追随できず、亀裂の発生も増大
するため好ましくない。
メントを５〜20重量％配合することによって、前記各原
料の均一混合と良好な結合を可能とするが、より熱間強
度を向上したい場合は低融点物質を生成し易いセメント
を減量し、活性アルミナ，シリカフラワー等の超微粉減
量を２〜10重量％配合してもよく、ヘキサメタリン酸ソ
ーダ等分散剤を添加する。このバインダーの配合割合は
５重量％未満であると熱間強度が低く、構造体として耐
用性に劣るため好ましくない。また、20重量％を超える
と熱間強度は増大するものの、耐食性は著しく低下し、
また、芯金との膨張にも追随できず、亀裂の発生も増大
するため好ましくない。
溶銑鍋内の溶銑（340t,1400℃）に下端開口部を所定
深さ浸漬して、上部を排気ダクト等に連通させた脱隣，
脱硫処理用の円筒状のフリーボードの該浸漬槽の内外壁
を形成する耐火物について使用した。
深さ浸漬して、上部を排気ダクト等に連通させた脱隣，
脱硫処理用の円筒状のフリーボードの該浸漬槽の内外壁
を形成する耐火物について使用した。
第１表のNo.1〜10に本発明例の不定形耐火物の組成と
特性及び使用結果を示す。比較のために、ロー石，珪石
等の原料を含まない従来の不定形耐火物（比較例No.1）
及び本発明の配合割合範囲外の不定形耐火物（比較例N
o.2〜No.11）の組成と特性及び使用結果を示す。なお、
フリーボードの内径は2940mm、外径は3600mm、高さ8500
mm、内外壁各厚み200mm,110mm、芯金は円筒状であり、
厚み20mmのSS41の鋼板である。
特性及び使用結果を示す。比較のために、ロー石，珪石
等の原料を含まない従来の不定形耐火物（比較例No.1）
及び本発明の配合割合範囲外の不定形耐火物（比較例N
o.2〜No.11）の組成と特性及び使用結果を示す。なお、
フリーボードの内径は2940mm、外径は3600mm、高さ8500
mm、内外壁各厚み200mm,110mm、芯金は円筒状であり、
厚み20mmのSS41の鋼板である。
第１表に見られるように、実施例１〜10の熱膨張特性
は、芯金であるSS41と略同等である。第２図には実施例
4,6,7の熱膨張率（％）曲線を比較例１及び芯金SS41の
それぞれと比べて示す通り、本発明が優れた特性と効果
を有することが分かる。
は、芯金であるSS41と略同等である。第２図には実施例
4,6,7の熱膨張率（％）曲線を比較例１及び芯金SS41の
それぞれと比べて示す通り、本発明が優れた特性と効果
を有することが分かる。
〔発明の効果〕 本発明の不定形耐火物は、以下の効果を奏するもので
ある。
ある。
（１） 芯金と略近い熱膨張係数を有するものであるの
で、芯金の熱膨張による発生する構造体内の内部応力が
極めて小さくなる。
で、芯金の熱膨張による発生する構造体内の内部応力が
極めて小さくなる。
（２） ロー石もしくは珪石の粒周辺には、他の骨材原
料あるいは、マトリックスとの膨張差から微細な欠陥
（隙間）が生じ、亀裂の分散及び内部応力を抑制する。
料あるいは、マトリックスとの膨張差から微細な欠陥
（隙間）が生じ、亀裂の分散及び内部応力を抑制する。
（３） 芯金の熱膨張による内部応力抑制及び応力吸収
能向上に効果的であり、溶銑処理用構造体としては不可
欠な耐食性，耐熱衝撃性、さらには亀裂伝播が拡大し難
い特性優れた効果をもたらす。
能向上に効果的であり、溶銑処理用構造体としては不可
欠な耐食性，耐熱衝撃性、さらには亀裂伝播が拡大し難
い特性優れた効果をもたらす。
第１図は本発明の対象となる耐火構造体の一例を示す図
である。第２図は本発明の不定形耐火物の熱膨張曲線を
示すグラフである。
である。第２図は本発明の不定形耐火物の熱膨張曲線を
示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 浩一 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式會社大分製鐵所内 (72)発明者 吉村 正 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 川崎 和彦 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 (56)参考文献 特開 昭61−209962（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】炭化珪素５〜40重量％，炭素材料１〜５重
量％，ロー石及び／又は珪石原料を２〜30重量％，バイ
ンダーを５〜20重量％，残部が実質的に骨材としてアル
ミナ系原料もしくはムライト原料を配合してなることを
特徴とする溶銑予備処理用耐火構造体の不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63293238A JP2672605B2 (ja) | 1988-11-19 | 1988-11-19 | 溶銑予備処理用耐火構造体の不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63293238A JP2672605B2 (ja) | 1988-11-19 | 1988-11-19 | 溶銑予備処理用耐火構造体の不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02141445A JPH02141445A (ja) | 1990-05-30 |
| JP2672605B2 true JP2672605B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=17792222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63293238A Expired - Fee Related JP2672605B2 (ja) | 1988-11-19 | 1988-11-19 | 溶銑予備処理用耐火構造体の不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672605B2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-19 JP JP63293238A patent/JP2672605B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02141445A (ja) | 1990-05-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |