JP2911633B2 - 窯炉用耐火物内張 - Google Patents
窯炉用耐火物内張Info
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Description
金属を処理する窯炉(容器)の耐火物内張に関するもの
である。
いる精錬操作である酸素等の上吹きに加えて、精錬効率
の向上などを目的に、精錬容器の炉底に設置した羽口か
ら酸素、窒素、アルゴンなどのガス等の炉内への吹き込
みを行なっている。吹き込まれるのはガスのみではな
く、鉄鉱石、石灰、コークス等の粉末、あるいは羽口保
護のための冷却ガスなども吹き込まれる。この種の吹き
込みが盛んに行われているのは、転炉などの脱炭を行う
窯炉、鉄浴式の溶融還元炉、酸素と炭材等を吹き込んで
スクラップの溶解を行う窯炉、溶銑予備処理のための窯
炉などである。
が低い場合から高い場合まで、また高温でも安定して使
用できるマグネシアカーボン質れんがが広く使用されて
いる。近年ではアルミニウム、アルミニウム−シリコン
合金、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム
−マグネシウム−シリコン合金あるいは硼素系化合物な
どを添加したマグネシアカーボン質れんがの開発によっ
て、マグネシアカーボン質れんがの耐用性はかなり向上
した。
吹きつけ、必要に応じて炉底からも吹き込む通常の転炉
用としては、マグネシアカーボン質れんがの耐用性は向
上した。反面、れんがの弾性率が増大したため、転炉以
外の窯炉、特に大量のガス等を炉底に設置された羽口か
ら底吹きする窯炉用としてのマグネシアカーボン質れん
がの耐用性には多くの問題がある。
みに伴なう局部冷却、あるいは反応に伴う局部昇温など
が起こり、また、炉内では溶銑、溶鋼あるいはスラグ強
烈に攪拌され、これに起因する熱衝撃あるいは摩耗で耐
火物が損耗する。こうした傾向は、羽口が設置されてい
る精錬容器の底すなわち炉底で特に顕著である。
ン当たり20Nm3/H以上に相当する量のガス等を炉
底から吹き込んだ場合、ガス等による冷却・加熱による
熱衝撃と、ガス攪拌で運動する溶銑あるいは溶鋼による
摩耗の相乗効果によって、炉底のマグネシアカーボン質
れんがは著しく損耗する。この損耗が窯炉の寿命を決定
しているため、窯炉の寿命を延長し、耐火物原単位を低
減させ、操業を安定させるためには、耐熱衝撃性と耐摩
耗性を併せ持った耐火物を使用しなければならない。
窯炉で、ガス等吹込み量のうち溶銑あるいは溶鋼1トン
当たり、20Nm3 /H以上に相当する量のガス等を炉
底から吹き込む窯炉の耐火物内張りとして、弾性率14
0000kg/cm2 以下でかつ1400℃での曲げ強
度が100kg/cm2 以上であり、カーボン量を22
%超〜30%配合したマグネシアカーボン質れんがを使
用したことを特徴とした窯炉用耐火物内張で、大量のガ
ス等を底吹きする窯炉において、マグネシアカーボン質
れんがを内張りする場合において、炉寿命を安定的に延
長し、操業の安定化と炉材原単位の低減ができる。
撃による割れと、溶銑あるいは溶鋼による摩耗である。
耐火物の耐熱衝撃性は弾性率に反比例し、溶鋼に対する
耐摩耗性は熱間曲げ強度に比例するものと考えられる。
マグネシアカーボン質れんがの弾性率と熱間曲げ強度の
間には正の相関があるため、弾性率が低く耐熱衝撃性の
優れたものは、熱間曲げ強度が低く耐摩耗性が低い。一
方、熱間曲げ強度が高く耐摩耗性の優れたものは、弾性
率が高く耐熱衝撃性が劣る。従って、両性質を併せ持っ
た耐火物を選択することが必要となる。
以下の通りである。すなわち、測定試料の形状は20×
20×150mmで、事前にコークス粒内に埋め込んで
還元雰囲気で1400℃で3時間熱処理した。弾性率E
(kg/cm2)は常温での超音波伝搬速度V(cm/
s)から以下の式で算出した。 E=(ρV2/g)×10-3 ここで、ρは試料の嵩比重(g/cm3)、gは重力
加速度(980cm/s2) 熱間曲げ強度はJRS2117に従って測定した。試料
台のスパンは100mm、測定温度は1400℃、測定
雰囲気は窒素であった。試料は弾性率測定後のものであ
る。
カーボン質れんが4種類を、上部ランスから酸素を上吹
きし、かつ合計12本の炉底に設置された羽口から溶銑
1トン当たり28m3/Hの酸素等を底吹きする窯炉の
炉底に試験的に張り分け、その損耗量を測定し、 ま
た、使用後の耐火物を回収して、その損耗原因を調査し
た。この結果を表1に示す。尚、損耗量は試料Aの場合
を100として指数化した。
つ合計6本の炉底に設置された羽口から溶銑1トン当た
り26m3/Hの酸素等を底吹きする窯炉に同種のれん
がを張り分けた場合の結果を表2に示す。
ン当たり28m3/Hの酸素等を底吹きする窯炉の炉底
に使用したマグネシアカーボン質れんがの品質と損耗
量、損耗主因
ン当たり26m3/Hの酸素等を底吹きする窯炉の炉底
に使用したマグネシアカーボン質れんがの損耗量、損耗
主因(試料名は表1と共通)
0kg/cm2と高い試料Aは熱衝撃により亀裂が発生
して大きく損耗したが、弾性率が140000kg/c
m2の試料B、C、Dでは熱衝撃による損耗は認められ
ず、むしろ摩耗が損耗の主因となっていた。また、損耗
量はれんがの熱間曲げ強度が増加するに従って減少し、
熱間曲げ強度が100kg/cm2以上の試料Bの損耗
は特に軽微であった。これらを総合すると、弾性率が1
40000kg/cm2以下であって、100kg/c
m2以上の高い熱間曲げ強度を有するマグカーボン質れ
んがが、耐熱衝撃性と耐摩耗性のバランスが取れてお
り、この種の窯炉に好適であることがわかった。
処理を行わないれんが、いわゆる不焼成れんがの状態で
使用される。この不焼成れんがの場合、弾性率1400
00kg/cm2 以下でかつ100kg/cm2 以上の
高い熱間強度を有するものは、金属無添加の場合はカー
ボン量20%程度、アルミニウムを含む金属を1〜2%
程度添加する場合はカーボン量を22%超〜30%配合
することで得られる。ただし前述のように、熱間強度が
高いほど耐摩耗性が高く、耐用性も高いので、アルミニ
ウムを含む金属を1〜3%程度添加し、カーボンを25
%程度配合したマグネシアカーボン質れんががより望ま
しい。
還元雰囲気下で熱処理を行ない、必要に応じて樹脂、ピ
ッチあるいはタールなどを含浸させた、いわゆる焼成れ
んがもある。この焼成れんがの場合、不焼成の場合と比
較して弾性率はあまり変化しないが、熱間曲げ強度は2
0kg/cm2以上大きく、通常120kg/cm2以上
となる。このため、本発明による耐火物内張用として
は、弾性率140000kg/cm2以下の焼成マグネ
シアカーボン質れんがは有効で、特に損耗の大きい羽口
周辺用としての利用価値が大きい。
設置された12本の羽口から溶銑1トン当たり28m3
/Hの酸素等を底吹きする窯炉の炉底に、表1の試料B
に当るマグネシアカーボン質れんがを内張りし、従来材
質(表1の試料Aに相当)の場合と炉寿命を比較した。
従来材質と比較して、弾性率が140000kg/cm
2以下のマグネシアカーボン質れんが使用の本発明によ
る内張りを採用した場合は、炉寿命が2倍以上となり、
安定した窯炉操業が可能となった。
ン当たり28m3/Hの酸素等を底吹きする窯炉の炉底
に内張りしたれんがの材質と炉寿命
マグネシアカーボン質れんがを、大量のガス等を底吹き
する窯炉の内張りに適用するという本発明によって、同
種窯炉の炉寿命を安定的に延長させることができ、炉材
原単位低減あるいは操業安定化に大きく寄与することが
できた。よって本発明は非常に有意義であると結論でき
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 ガス等の吹き込みを行う窯炉で、ガス等
吹込み量のうち溶銑あるいは溶鋼1トン当たり20Nm
3 /H以上に相当する量のガス等を炉底から吹き込む窯
炉の耐火物内張りとして、弾性率140000kg/c
m2 以下でかつ1400℃での曲げ強度が100kg/
cm2 以上であり、カーボン量を22%超〜30%配合
したマグネシアカーボン質れんがを使用したことを特徴
とした窯炉用耐火物内張。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11069891A JP2911633B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 窯炉用耐火物内張 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11069891A JP2911633B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 窯炉用耐火物内張 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04318113A JPH04318113A (ja) | 1992-11-09 |
JP2911633B2 true JP2911633B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=14542188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11069891A Expired - Fee Related JP2911633B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 窯炉用耐火物内張 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2911633B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP11069891A patent/JP2911633B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04318113A (ja) | 1992-11-09 |
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