JP2926449B2 - Kiln operation and refractory lining - Google Patents

Kiln operation and refractory lining

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JP2926449B2
JP2926449B2 JP3239866A JP23986691A JP2926449B2 JP 2926449 B2 JP2926449 B2 JP 2926449B2 JP 3239866 A JP3239866 A JP 3239866A JP 23986691 A JP23986691 A JP 23986691A JP 2926449 B2 JP2926449 B2 JP 2926449B2
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refractory
slag
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erosion rate
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敬輔 浅野
潔 後藤
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/425Preventing corrosion or erosion

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  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高温の溶融物を処理する
窯炉の操業方法と、窯炉の耐火物内張り方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of operating a kiln for processing a high-temperature molten material and a method of lining a refractory of the kiln.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄鋼製造をはじめ、非鉄金属の製造、ガ
ラスの製造等においては、材料を溶融し、その溶融成分
調整等を行うための容器あるいは窯炉(以下これらを総
称して「窯炉」という)が数多く使用されている。この
窯炉の内張りとして使用されている耐火物は、溶融物と
の反応により損耗して薄肉化し、やがて張り替えが必要
となる。耐火物の寿命は、製品の製造コストに直接影響
を与え、窯炉の安定操業にも関係する。耐火物が短命で
あれば、耐火物の使用量は増加して製造コストが上昇
し、操業も不安定となる。
2. Description of the Related Art In steel production, non-ferrous metal production, glass production, etc., containers or kilns (hereinafter collectively referred to as "kilns") for melting materials and adjusting the melting components thereof are used. ") Are used a lot. The refractory used as the lining of the kiln is worn and thinned by the reaction with the molten material, and eventually needs to be replaced. Refractory life has a direct impact on product manufacturing costs and is also relevant to the stable operation of kilns. If the refractory is short-lived, the use amount of the refractory increases, the production cost increases, and the operation becomes unstable.

【0003】一方、耐火物材質の改善・開発は日進月歩
であり、ある特定の使用条件(窯炉の操業条件)に適合
した高耐用性耐火物を得ることが可能となっている。し
かし操業条件が変化すると、最適使用条件を外れるた
め、耐火物の損耗が増大するのが普通である。損耗を減
少させるためには、操業条件を妥協できる範囲内で変更
するか、あるいは耐火物を変更する必要がある。従来
は、これらの対策を実行した場合の損耗速度を、実験室
での実験に経験を加味して決定していた。しかしこの方
法では、実験に伴う誤差が付きまとい、また時間を要す
る。しかも、理論的な裏付けがないため、さらに条件が
変わった場合、即時対応ができない等の問題があり、そ
の度ごとに実験と検討を繰り返さなければならず、大き
な損失となっている。
[0003] On the other hand, the improvement and development of refractory materials are progressing steadily, and it is possible to obtain high-durability refractories suitable for specific use conditions (operating conditions of kilns). However, when the operating conditions change, the optimum use conditions are deviated, so that the wear of the refractory generally increases. In order to reduce the wear, it is necessary to change the operating conditions within a range that can be compromised or to change the refractory. Conventionally, the wear rate when these countermeasures are implemented is determined by adding experience to experiments in a laboratory. However, this method involves errors associated with experiments and requires time. In addition, since there is no theoretical support, if the conditions are further changed, there is a problem that it is not possible to respond immediately, and experiments and studies must be repeated each time, resulting in a large loss.

【0004】ところで、窯炉の操業条件には、月から年
にわたる長期的な変動と、処理チャージごと、あるいは
日から週で変動する短期的な変動がある。長期的な変動
に対する対応策は、損失はあるものの、従来の方法であ
る程度決定できる。しかし短期的な変動に対する対策
は、この方法では策定できないため、このような短期的
変動に対応できるだけの余裕を持った耐火物を選定して
いるのが実状である。
By the way, the operating conditions of a kiln include a long-term variation from a month to a year and a short-term variation from a processing charge to a processing charge or from a day to a week. Measures for long-term fluctuations, with some loss, can be determined to some extent by conventional methods. However, since measures against short-term fluctuations cannot be formulated by this method, it is a fact that refractories with sufficient margins for such short-term fluctuations are selected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、実験的
・経験的な予測に基づいて操業あるいは耐火物を変更す
るのでは損失が大きく、また短期的変動には対処できな
いため、余裕のある、すなわち最適ではなく無駄のあ
る、高価な耐火物の選択を迫られているのが現状であ
る。
As described above, if the operation or refractory is changed based on experimental and empirical predictions, the loss is large and short-term fluctuations cannot be dealt with, so there is a margin. That is, at present, it is necessary to select an expensive refractory which is not optimal but wasteful.

【0006】本発明は、短期間に定量的で正確な結果を
得られる全く新しい耐火物損耗の予測方法を確立し、適
性の高い耐火物を選定し、その適性を確保して該耐火物
寿命の最適化を実現できる窯炉の操業方法ならびに耐火
物の内張り方法を提供するものである。
The present invention establishes a completely new method for predicting wear of refractories that can provide quantitative and accurate results in a short period of time, selects refractories having high suitability, secures the suitability of the refractories and secures the life of the refractories. It is intended to provide a method of operating a kiln and a method of lining a refractory capable of realizing the optimization of refractory.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その要旨とするところ
は下記のとおりである。 (1)耐火物で内張りされた窯炉の操業方法において、
(3)式に基づいて操業温度毎に又はスラグ組成毎に計
算溶損速度指数V′が0又は現状より小となるスラグ中
の耐火物成分の濃度C L を求め、前記操業温度において
又はスラグ組成の変化に伴って当該濃度C L となるよう
にスラグ組成を制御することを特徴とする窯炉の操業方
法。 V′=D 2/3 C …(3) ここで、V′:計算溶損速度指数、D:拡散係数、C:
濃度勾配(=C S −C L )、Cs:耐火物が飽和したス
ラグの耐火物成分の濃度、C L :スラグ中の前記耐火物
成分の濃度 (2)複数の耐火物の何れかを選択する窯炉耐火物の内
張り方法において、前記(1)記載の(3)式に基づい
て所定の操業温度とスラグ組成におけるそれぞれの耐火
物の計算溶損速度指数V′を求め、前記指数V′が最も
小さい耐火物を内張りすることを特徴とする窯炉の耐火
物内張り方法。
The present invention solves the above-mentioned problems.
The purpose is to make the summary.
Is as follows. (1) In the method of operating a kiln lined with refractories,
Based on equation (3), a total is calculated for each operating temperature or for each slag composition.
In slag where the calculated erosion rate index V 'is 0 or smaller than the current state
Determine the concentration C L of the refractory components of, at the operating temperature
Or, the concentration of the slag should be adjusted to C L with a change in the slag composition.
Of operating kiln characterized by controlling slag composition
Law. V ′ = D 2/3 C (3) where V ′: calculated erosion rate index, D: diffusion coefficient, C:
Gradient (= C S -C L), Cs: scan the refractory is saturated
The concentration of the refractory component of the lug, C L: the refractory in the slag
Component concentration (2) Among kiln refractories that select any of a plurality of refractories
In the tensioning method, based on the expression (3) described in the above (1),
Refractory at a given operating temperature and slag composition
The calculated erosion rate index V 'of the product is determined, and the index V'
Furnace fire resistance characterized by lining small refractories
Material lining method.

【0008】多くの場合、耐火物の損耗は、溶融物と耐
火物の化学的反応によっている。反応による耐火物の溶
損速度を理論式で表現し、そこに必要な値を代入すれ
ば、耐火物の溶損速度を求めることができる。この方法
を用いれば、操業条件変化に伴う耐火物損耗を定量的に
速やかに予測できるため、従来不可避であった繰り返し
実験等に伴う時間と手数の損失を回避することができる
だけでなく、これまで不可能であった短期的な損耗予測
が可能となり、オンラインで耐火物損耗を予測すること
で、きめ細かく操業条件に修正を加え、耐火物の損耗を
最小限に食い止めることが可能となる。これによって、
耐火物の寿命の管理が容易になり、従来のように過度な
安全性を確保するためより高価な耐火物を選択する必要
はなくなり、最適でより安価な耐火物を使用することが
できる。
In many cases, refractory wear is due to the chemical reaction between the melt and the refractory. The rate of erosion of the refractory by the reaction is expressed by a theoretical formula, and a necessary value is substituted into the equation to determine the rate of erosion of the refractory. By using this method, refractory wear due to changes in operating conditions can be quantitatively and quickly predicted, so that not only can time and labor losses associated with repeated experiments and the like which were inevitable in the past be avoided, but also in the past. It is possible to predict the short-term wear that was impossible, and by predicting the refractory wear online, it becomes possible to finely modify the operating conditions and minimize the wear of the refractory. by this,
It is easy to manage the life of the refractory, and it is not necessary to select a more expensive refractory for securing excessive safety as in the conventional case, and an optimal and less expensive refractory can be used.

【0009】[0009]

【作用】耐火物の溶損速度は、スラグの粘性、スラグへ
の耐火物成分の拡散速度と溶解度等の関数である。耐火
物溶損速度に関する理論式は幾つか提唱されているが、
一例として浅野ら(耐火物、1987、39、560〜
561)の式を提示できる。彼らは以下の式を提唱し、
実際の溶損速度と良く一致することを報告している。 V = kυ-1/6{ DO exp(−ΔE/RT)}2/3( CS ρS − CL ρL ) SP …(1) ここで V 溶損速度 k =0.331(u/X)1/2 u スラグ流速 X 代表長さ υ スラグの動粘性係数 DO exp(−ΔE/RT) 耐火物成分のスラグ中での拡散係
数のアレニウス式による表現 Cs 耐火物が飽和したスラグの耐火物成
分の濃度 ρS 耐火物が飽和したスラグの密度 CL スラグ中の耐火物成分の濃度 ρL スラグの密度 S 耐火物の密度の逆数 P スラグの液相率 耐火物の溶損速度の絶対値を求めるためには、(1)式
に変数すべてを代入する必要がある。しかし実際には、
溶損速度の相対比が算出できるだけでも、操業あるいは
耐火物の変更等に必要な情報は十分得られる。
The erosion rate of the refractory is a function of the viscosity of the slag, the rate of diffusion of the refractory component into the slag and the solubility. Some theoretical formulas for refractory erosion rate have been proposed,
As an example, Asano et al. (Refractory, 1987, 39, 560-
561) can be presented. They propose the following formula,
It is reported that it is in good agreement with the actual erosion rate. V = kυ -1/6 {D O exp (-ΔE / RT)} 2/3 (C S ρ S - C L ρ L) SP ... (1) where V erosion rate k = 0.331 (u / X) 1/2 u Slag flow velocity X Representative length 動 Kinematic viscosity coefficient of slag D O exp (−ΔE / RT) Expression by Arrhenius equation of diffusion coefficient of refractory component in slag C s Refractory is saturated erosion of the refractory component concentration [rho S refractory liquid phase ratio refractory reciprocal P slag density density S refractory concentrations [rho L slag refractory component density C L slag slag saturated slag In order to obtain the absolute value of the speed, it is necessary to substitute all the variables in the equation (1). But actually,
Even if the relative ratio of the erosion rate can be calculated, sufficient information necessary for operation or change of refractory can be obtained.

【0010】実際の耐火物の溶損速度を推定する場合、
ある特定の窯炉、すなわち転炉用耐火物の検討を行うの
であれば、転炉操業を前提として、その操業条件変化あ
るいは耐火物の変更による溶損速度変化の推定を行うの
が一般的である。この場合、(1)式中のkはほぼ一定
と考えられる。一方、υは−1/6乗がかかっており、
ほとんどVに影響を与えないものと考えられる。ρS
ρL は、通常のスラグ組成範囲であれば、ほぼ一定と見
なせる。Sも、通常の耐火物を仮定すれば、ほぼ一定と
見なせる。Pは1と考えられる。
When estimating the actual erosion rate of a refractory,
When studying a specific kiln, that is, converter refractories, it is common to estimate the change in melting rate due to changes in operating conditions or refractory changes, assuming converter operation. is there. In this case, k in equation (1) is considered to be substantially constant. On the other hand, υ is raised to the power of /,
It is considered that V has almost no effect. ρ S and ρ L can be considered to be almost constant within a normal slag composition range. S can be regarded as substantially constant assuming a normal refractory. P is considered to be 1.

【0011】以上の仮定より、(1)式は以下のように
簡単に書き換えられる。 V=KD2/3 C …(2) ここで、Kは定数、Dは拡散係数、Cは濃度勾配、すな
わちCS −CL である。溶損速度Vの比を算出するため
には、Kは消える。すると(2)式は以下のように更に
簡単になる。
From the above assumption, equation (1) can be easily rewritten as follows. V = KD 2/3 C ... (2 ) where, K is a constant, D is the diffusion coefficient, C is the concentration gradient, i.e. C S -C L. To calculate the ratio of the erosion rate V, K disappears. Then, equation (2) is further simplified as follows.

【0012】 V′=D2/3 C …(3) ここでV′はVの比である。従ってDとCが求まれば、
V′を算出することができる。このV′を以下では計算
溶損速度指数と呼ぶ。なお、実際の溶損速度を予測する
ためには、実際の温度とスラグ組成のデータと溶損速度
データを基にKを(2)式で算出すれば、(2)式を用
いて温度とスラグ組成に関する操業条件から、耐火物の
溶損速度を算出することができる。
V ′ = D 2/3 C (3) where V ′ is a ratio of V. Therefore, if D and C are found,
V ′ can be calculated. This V 'is hereinafter referred to as a calculated erosion rate index. In order to predict the actual erosion rate, if K is calculated by the equation (2) based on the actual temperature, slag composition data, and erosion rate data, the temperature and the temperature are calculated using the equation (2). The erosion rate of the refractory can be calculated from the operating conditions related to the slag composition.

【0013】このDとCの値をいかに正確に算定するか
が予測の精度を決定する。Dについては、理論的あるい
は経験的な算出法が確立されていないため、文献値を使
用するが、算出法が確立されればこれを使用したい。C
は、以下に述べる計算機による相平衡計算を応用した方
法で、精度よく算出可能である。
How to accurately calculate the values of D and C determines the accuracy of prediction. As for D, a theoretical or empirical calculation method has not been established, and thus the literature value is used. However, if a calculation method is established, it is desired to use this. C
Can be calculated with high precision by applying a phase balance calculation by a computer described below.

【0014】相平衡計算のためには、計算モデルが必要
である。この一例としてGayeら(”Second Internationa
l Symposium on Metallurgical Slags and Fluxes" p.3
57、ed. by H.A.Fine and D.R.Gaskell、 The Metallurgi
cal Society of AIME、 Warrendale Pennsylvania (198
4))のモデルをあげることができる。このモデルはスラ
グと耐火物の成分系を包含しており、精度も比較的良好
であるため、これを利用することができる。当然のこと
ながら、他に適当なモデルがあればそれも利用できる。
For the phase equilibrium calculation, a calculation model is required. An example of this is Gaye et al. (“Second International
l Symposium on Metallurgical Slags and Fluxes "p.3
57, ed.by HAFine and DRGaskell, The Metallurgi
cal Society of AIME, Warrendale Pennsylvania (198
4)) model can be given. This model includes the component system of slag and refractory and has relatively good accuracy, so that it can be used. Of course, other suitable models are available.

【0015】計算のためには計算ソフトウェアが必要で
ある。その一例としてErikssonによる汎用相平衡計算ソ
フトウェアであるSOLGASMIX(Cemica Scripta、1975、8、10
0〜103)を挙げることができる。これ以外にJansson & S
undmanによるTHERMOCALCや、他の相平衡計算ソフトウェ
アもこの計算に利用可能である。ところで、耐火物の溶
損速度を計算するためには、ある温度条件下でのあるス
ラグに対する耐火物の溶解度を求める必要がある。上記
のモデルと計算ソフトウェアにより、ある温度条件下に
おけるある組成物の平衡相、すなわち、鉱物組合せ、液
相組成、固溶体組成などが求まるが、溶解度は算出でき
ない。このため、スラグと耐火物の混合比を変えて平衡
相を求め、平衡相中に耐火物成分が出現する混合比のう
ち、最も耐火物成分の少ない比を求める。この時の耐火
物成分比をスラグ成分比で割った値を、耐火物の溶解度
(以下C1 と呼ぶ)とする。また、この時の液相成分中
の耐火物成分の濃度とスラグ中の耐火物成分の濃度の差
をC 2 とする。(3)式に代入すべき値はC1 である
が、C2 が使用できる場合もある。
Calculation requires calculation software.
is there. One example is Eriksson's general-purpose phase equilibrium calculation software.
SOLGASMIX (Cemica Scripta, 1975, 8, 10
0 to 103). Other than this, Jansson & S
undman's THERMOCALC and other phase equilibrium calculation software
A can also be used for this calculation. By the way, refractory melting
To calculate the loss rate, a certain temperature under a certain temperature condition
It is necessary to determine the solubility of the refractory in the rug. the above
Models and calculation software allow for
Equilibrium phase of a composition, i.e., mineral combination, liquid
Phase composition, solid solution composition, etc. are determined, but solubility can be calculated.
Absent. Therefore, the mixing ratio of slag and refractory is changed to balance
Phase and refractory components appear in the equilibrium phase.
That is, the ratio of the least refractory component is determined. Fire resistance at this time
The refractory solubility is calculated by dividing the refractory component ratio by the slag component ratio.
(Hereinafter C1). Also, in the liquid phase component at this time,
Between the concentration of refractory components in slag and that of slag
To C TwoAnd The value to be substituted into equation (3) is C1Is
But CTwoCan be used in some cases.

【0016】以上述べてきた方法による耐火物溶損速度
の予測精度を確認するために、マグネシアカーボンれん
がとアルミナカーボンれんがについて、実際の溶損速度
と計算溶損速度指数の関係を調査した。両材質れんがを
誘導炉の内側に張り、ここで銑鉄を溶解して1430℃
に保持し、その上にCaO/SiO2=0.8〜1.
2、Al2 3 =8.5%、FeO=2.0%の試薬を
混合した合成スラグをのせて溶解し、これを浸食材とし
て耐火物を溶損させる実験をスラグ組成を変えて行っ
た。実験後、耐火物を取り出して最も溶損された部位で
溶損量を測定し、これを実験時間で割って溶損速度を算
出した。その結果と、この時のスラグ組成、温度条件を
基に算出した計算溶損速度指数の関係を図1に示す。
[0016] In order to confirm the accuracy of predicting the refractory erosion rate by the method described above, the relationship between the actual erosion rate and the calculated erosion rate index was examined for magnesia carbon brick and alumina carbon brick. Brick both materials inside the induction furnace, where the pig iron is melted to 1430 ° C
Held in, CaO / SiO 2 = 0.8~1 on it.
2. An experiment was conducted in which a synthetic slag mixed with a reagent of Al 2 O 3 = 8.5% and FeO = 2.0% was placed and dissolved, and this was used as an erosion material to dissolve the refractory by changing the slag composition. Was. After the experiment, the refractory was taken out and the amount of erosion was measured at the most eroded portion, and this was divided by the experimental time to calculate the erosion rate. FIG. 1 shows the relationship between the results and the calculated erosion rate index calculated based on the slag composition and temperature conditions at this time.

【0017】図1からわかるように、計算溶損速度指数
と実際の溶損速度の間には正の相関が見られ、相関係数
も0.86と高く、計算によって精度よく耐火物の溶損
速度を予測できることがわかる。なお、上記の計算式と
計算方法は一例にすぎず、他によい式・方法があれば、
それを利用することができる。
As can be seen from FIG. 1, there is a positive correlation between the calculated erosion rate index and the actual erosion rate, and the correlation coefficient is as high as 0.86. It can be seen that the loss speed can be predicted. The above formulas and calculation methods are merely examples, and if there are other good formulas and methods,
You can take advantage of it.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

(実施例1)鉄鋼精錬窯炉の短期的操業条件変化に伴う
耐火物損耗増大を抑制するための対策を、本発明による
方法で策定し実行した例を以下に示す。マグネシアカー
ボン質耐火物を内張りした転炉において、現状の出鋼温
度は平均1670℃であるが、チャージによっては20
℃高い1690℃から、30℃低い1640℃まで変動
する。また、平均的なスラグ組成(SiO2 =17%、
Al2 3 =2%、CaO=52%、FeO=15%、
MgO=8%、MnO=6%)に対して、スラグ中のC
aO/SiO2 も2.5から3.5の間で変化する。
(Example 1) An example in which a measure for suppressing an increase in refractory wear due to a short-term change in operating conditions of a steel refining kiln is formulated and executed by the method according to the present invention will be described below. In a converter with magnesia carbonaceous refractory lining, the current tapping temperature is 1670 ° C on average, but it depends on the charge.
It varies from 1690 ° C higher by 1 ° C to 1640 ° C lower by 30 ° C. In addition, the average slag composition (SiO 2 = 17%,
Al 2 O 3 = 2%, CaO = 52%, FeO = 15%,
MgO = 8%, MnO = 6%), and C in slag
aO / SiO 2 also varies between 2.5 and 3.5.

【0019】この操業条件下で、耐火物の損耗を抑制す
るために軽焼ドロマイトを投入するスラグコントロール
操業を行い、スラグ中のMgO濃度を8%に保ち、耐火
物の損耗を抑制している。このMgO濃度を、毎チャー
ジの温度条件に応じてどう加減すれば、軽焼ドロマイト
使用原単位を削減し、かつ耐火物の損耗を抑制すること
ができるかを、本発明による方法で検討・実行した。す
なわち、毎チャージの温度条件あるいはスラグ組成条件
で、マグネシアの計算溶損速度指数が0となるスラグ中
のMgO濃度を算出し、必要十分量の軽焼ドロマイトを
投入した。
Under these operating conditions, a slag control operation in which lightly fired dolomite is introduced to suppress the wear of the refractory is performed, and the MgO concentration in the slag is maintained at 8% to suppress the wear of the refractory. . The method according to the present invention examines how the MgO concentration can be adjusted according to the temperature condition of each charge to reduce the unit consumption of lightly fired dolomite and suppress the wear of refractories. did. That is, the MgO concentration in the slag at which the calculated erosion rate index of magnesia was 0 was calculated under the temperature condition of each charge or the slag composition condition, and a necessary and sufficient amount of lightly fired dolomite was charged.

【0020】計算結果の例を表1と表2に示す。現状の
1670℃よりも30℃低い1640℃となった場合
は、スラグ中のMgO濃度を1%低下させても同じ効果
が得られることがわかる。一方、温度が20℃高い16
90℃となった場合、軽焼ドロマイトを増量してスラグ
中のMgO濃度を9%とすれば、マグネシアカーボンれ
んがの損耗を抑制することができることがわかる。一
方、CaO/SiO2 の増減に伴っても、必要十分なM
gO濃度が変化することがわかる。このように温度・ス
ラグ組成変化に伴う必要十分なMgO濃度をチャージ毎
に算出し、これに従って軽焼ドロマイト投入量を変更し
て転炉を操業したところ、軽焼ドロマイト原単位を8%
削減でき、かつ耐火物内張りの寿命を15%延長するこ
とができた。
Tables 1 and 2 show examples of the calculation results. When the temperature becomes 1640 ° C., which is 30 ° C. lower than the current 1670 ° C., the same effect can be obtained even if the MgO concentration in the slag is reduced by 1%. On the other hand, the temperature is higher by 20 ° C.16
When the temperature reaches 90 ° C., it can be seen that if the amount of lightly burnt dolomite is increased to make the MgO concentration in the slag 9%, wear of the magnesia carbon brick can be suppressed. On the other hand, even if CaO / SiO 2 increases or decreases, the necessary and sufficient M
It can be seen that the gO concentration changes. In this way, the necessary and sufficient MgO concentration accompanying the change in the temperature and slag composition was calculated for each charge, and the converter was operated with the lightly fired dolomite input amount changed accordingly.
The life of the refractory lining could be extended by 15%.

【0021】従来は短時間でこのような定量的な指標を
求めることができなかったため、軽焼ドロマイトの無駄
や、耐火物の異常損耗、あるいは余裕を見た耐火物選定
を余儀なくされていたが、本発明による方法により、こ
れらの問題が解決された。
Conventionally, such quantitative indices could not be obtained in a short time, so that it was necessary to select refractories in consideration of waste of lightly burned dolomite, abnormal wear of refractories, or a margin. These problems have been solved by the method according to the invention.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】(実施例2)大きな操業条件変化に伴う耐
火物の損耗速度低減を狙って、本発明によって最適操業
条件と最適耐火物を選択した例を以下に示す。精錬炉の
操業条件が変わり、従来内張りされていたマグネシアカ
ーボンれんがの損耗速度が上昇した。これを抑制するべ
く、マグネシアの計算溶損速度指数を算出したところ、
スラグ中のMgO濃度を上昇させることで溶損速度は大
幅に低減できることがわかった。この状況を表3に示
す。
Embodiment 2 An example in which the optimum operating conditions and the optimum refractory are selected according to the present invention with the aim of reducing the wear rate of the refractory due to a large change in the operating conditions will be described below. The operating conditions of the smelting furnace changed, and the wear rate of the magnesia carbon brick, which had been conventionally lined, increased. To suppress this, we calculated the calculated erosion rate index of magnesia,
It was found that increasing the MgO concentration in the slag can significantly reduce the erosion rate. Table 3 shows this situation.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】以上の知見から、軽焼ドロマイトを添加す
ることで、この窯炉におけるマグネシアカーボンれんが
の溶損を大幅に軽減することができた。一方、スラグ中
のMgO濃度変更等の操業条件の修正によるのではな
く、耐火物材質変更によって耐火物内張り寿命を延長で
きる可能性もあるため、マグネシアとアルミナの場合で
計算溶損速度指数を比較した。この結果を表4に示す。
骨材をマグネシアからアルミナに変更することで、溶損
速度をほぼ半減できることがわかった。
From the above findings, the addition of lightly fired dolomite was able to significantly reduce the melting damage of magnesia carbon brick in this kiln. On the other hand, it is possible to extend the life of the refractory lining by changing the refractory material rather than by modifying the operating conditions such as changing the MgO concentration in the slag, so compare the calculated erosion rate index for magnesia and alumina. did. Table 4 shows the results.
It was found that by changing the aggregate from magnesia to alumina, the erosion rate could be almost halved.

【0027】以上の結果に従って、アルミナ骨材を使用
したAl2 3 −SiC−Cれんがをこの窯炉の内張り
に使用したところ、れんがの損耗速度は、マグネシアカ
ーボンれんがを使用した場合の60%に減少し、ほぼ計
算による予測通りの結果となった。
According to the above results, when Al 2 O 3 —SiC—C brick using alumina aggregate was used for the lining of this kiln, the wear rate of the brick was 60% of that when magnesia carbon brick was used. And the result was almost as predicted by calculation.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明による方法を利用
することで、短期的あるいは長期的な操業条件変動に伴
う耐火物の損耗速度予測と、これに基づいた定量的な対
策を講じることができる。その結果、耐火物を最も好適
な条件で使用することができ、また無駄のない耐火物選
択や、耐火物保護材の使用原単位低減を図ることができ
る。このように、本発明の効果は非常に大きく、有益な
発明であるといえる。
As described above, by using the method according to the present invention, it is possible to predict the wear rate of refractories due to short-term or long-term fluctuations in operating conditions, and to take quantitative measures based on this. Can be. As a result, the refractory can be used under the most suitable conditions, the refractory can be selected without waste, and the unit consumption of the refractory protective material can be reduced. As described above, the effect of the present invention is very large, and it can be said that the present invention is a useful invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】誘導炉での浸食試験による溶損速度と計算溶損
速度指数の関係(条件:スラグC/S=0.8〜1.
2、Al2 3 =8.5%、FeO=2.0%、温度1
430℃)を示す図である。
FIG. 1 shows a relationship between a erosion test in an induction furnace and a calculated erosion rate index (conditions: slag C / S = 0.8 to 1.
2, Al 2 O 3 = 8.5%, FeO = 2.0%, temperature 1
430 ° C.).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 5/44 C03B 5/42 F27D 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C21C 5/44 C03B 5/42 F27D 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 耐火物で内張りされた窯炉の操業方法に
おいて、(3)式に基づいて操業温度毎に又はスラグ組
成毎に計算溶損速度指数V′が0又は現状より小となる
スラグ中の耐火物成分の濃度C L を求め、前記操業温度
において又はスラグ組成の変化に伴って当該濃度C L
なるようにスラグ組成を制御することを特徴とする窯炉
の操業方法。 V′=D 2/3 C …(3) ここで、V′:計算溶損速度指数 D :拡散係数 C :濃度勾配(=C S −C L S :耐火物が飽和したスラグの耐火物成分の濃度 L :スラグ中の前記耐火物成分の濃度
1. A method of operating a kiln furnace lined with refractories.
Then, based on the equation (3), for each operating temperature or slag group
Each time the calculated erosion rate index V 'is 0 or smaller than the current state
Determine the concentration C L of the refractory components in the slag, the operating temperature
And the concentration C L with a change in the, or slag composition
A method for operating a kiln, comprising controlling the slag composition so that the slag composition is controlled . V '= D 2/3 C ... ( 3) where, V': calculated erosion rate index D: diffusion coefficient C: concentration gradient (= C S -C L) C S: refractory slag refractory is saturated the concentration of the object component C L: concentration of the refractory components in the slag
【請求項2】 複数の耐火物の何れかを選択する窯炉耐
火物の内張り方法において、請求項1記載の(3)式に
基づいて所定の操業温度とスラグ組成におけるそれぞれ
の耐火物の計算溶損速度指数V′を求め、前記指数V′
が最も小さい耐火物を内張りすることを特徴とする窯炉
の耐火物内張り方法。
2. A furnace furnace for selecting one of a plurality of refractories.
In the method for lining a fire, the formula (3) according to claim 1 is used.
Based on the given operating temperature and slag composition respectively
Of the refractory calculated as described above, the index V 'is obtained.
A refractory lining method for a kiln characterized by lining a refractory with the smallest size .
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