JP3224990B2 - 高炉出銑口閉塞材 - Google Patents

高炉出銑口閉塞材

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佳久 濱崎
行利 窪田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉出銑口閉塞材
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近の高炉の大型化、高圧化に伴い、高
炉出銑口閉塞材の使用条件も苛酷なものとなっており、
高炉における出銑口閉塞材に要求される特性も苛酷なも
のとなっており、特に重要な特性としては下記の3点が
挙げられる: マッドガンによる出銑口への充填が容易に行える施工
時の押出性を有し、且つ出銑口開孔時の開孔性が良いこ
と; 高炉出銑口閉塞材を充填後、高炉出銑口閉塞材が短時
間で焼結し、使用時の溶銑及びスラグの摩耗損傷に耐え
得ること; 使用時の溶銑及びスラグによる化学的侵食に耐え、出
銑口径の拡大がなく、安定した出銑が長時間可能である
耐食性を有すること。
【0003】これらの特性の中で、溶銑及びスラグに対
する耐摩耗性及び耐食性は、特に重要である。これらの
特性を改良した高炉出銑口閉塞材について、既に種々開
示されている。例えば、特開平2−285014号公報には、
アルミナ含有量80%以上のアルミナ原料を主原料とし
て使用し、粒径44μm以下の黒鉛を0.5〜4重量部
と粒径44μm以下の窒化珪素鉄15〜30重量部とカ
オリン粘土5〜15重量部と残部の耐火材に残炭素有機
化合物を加えて混練したことを特徴とする高炉出銑孔用
マッド材(閉塞材)が開示されている。
【0004】また、特開平3−205377号公報には、マッ
ド材の開孔性付与材として、石英粒、珪石粒、珪砂、珪
質ろう石粒、カイヤナイトサンド等の3mm〜0.1m
m粒子からなる高膨張原料の1種または2種以上の混合
物が5〜50重量%添加してなることを特徴とする高炉
出銑孔用マッド材が開示されている。
【0005】更に、特公平7−110793号公報には、(a)
炭素材料60〜84重量%、炭化珪素5〜15重量%、
カーボンブラック4〜15重量%、金属珪素2〜8重量
%及びAl23−SiO2系耐火骨材5〜20重量%か
らなる閉塞材原料100重量部及び(b)液状有機粘結剤
15〜26重量部を含有する高炉出銑口閉塞材が開示さ
れている。
【0006】また、特開平8−119754号公報には、3重
量%以下の粘土成分と、2〜20重量%のカーボンブラ
ックを含有することを特徴とする出銑孔閉塞材が開示さ
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のような高炉出銑
口閉塞材においては、高耐用性原料を大量に使用して耐
用性を向上させているが、適正な充填性を得るため、可
塑材及び結合材の添加量を増加する必要があり、それに
よって焼成に必要な時間が長くなったり、焼結を阻害し
たりすることがある。また、結合材中に存在する揮発分
に起因するガスの外界への放散を充分に行うことができ
ず、出銑口を開孔する際に滞留したガスが噴出する危険
性がある。更に、結合材の添加量を増加すると、結合材
中に存在する揮発分に起因するガスの発生量が増加し、
出銑口内部の亀裂の発生が多くなる等の欠陥、組織の粗
雑化が生じ、耐用性に問題が生じて好ましくなく、高耐
用原料の効果を充分に活用することができなかった。
【0008】しかしながら、最近の高炉の大型化、操業
条件の苛酷化により高炉出銑口閉塞材への負荷は極めて
高くなっている。また、経済性の面では、原単位低減、
作業環境での省力化等により出銑時間の延長、即ち、耐
食性の向上が望まれている。これに対し、前記のような
従来の高炉出銑口閉塞材では、耐用性が充分ではなく、
出銑時間の延長について充分満足できるものではなかっ
た。
【0009】従って、本発明の目的は、フタル酸ジブチ
ル(DBP)吸油量の少ないカーボンブラック原料を使用
し、適正な充填性を維持したまま、結合材添加量の低減
を行うことによって、高炉出銑口の閉塞から開孔作業環
境の改善と耐スラグ性に優れた高耐用性の高炉出銑口閉
塞材を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、DBP吸
油量の異なる種々のカーボンブラック原料の添加量につ
いて種々検討した結果、高炉出銑口閉塞材の適正な充填
性を維持したまま、結合材添加量を減少できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
【0011】即ち、本発明の高炉出銑口閉塞材は、カー
ボンブラック原料を除く炭素質原料5〜25重量%、炭
化珪素5〜50重量%、窒化珪素系原料10〜45重量
%、DBP吸油量が100(ml/100g)以下のカー
ボンブラック原料2〜15重量%及び耐火原料15〜7
5重量%よりなる粉末部100重量部に、外掛で10〜
25重量部の炭素含有結合材を含有してなることを特徴
とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高炉出銑口閉塞材
について詳述する。従来から、高炉出銑口閉塞材の微粉
部にカーボンブラック原料を、可塑材、結合材及び耐食
材として添加することは実施されている。この場合、慣
用のカーボンブラックは高い吸油量を有するものであ
り、結合材の添加量も多くなるのが一般的である。その
結果、焼成所要時間が長くなり、焼結を阻害し、且つ外
界へのガスの発散が充分ではなく、開孔時に滞留ガスが
噴出する危険性がある。また、結合材中の揮発分による
ガスの発生量が増加し、出銑口内部の亀裂の発生が多く
なる等の欠陥、組織の粗雑化が生じ、耐用性に問題が生
じて好ましくなかった。
【0013】そこで、本発明に使用するカーボンブラッ
ク原料は、DBP吸油量が100(ml/100g)以
下、好ましくは80(ml/100g)以下の範囲内であ
り、DBP吸油量が100(ml/100g)以下のカー
ボンブラック原料の1種または2種以上を使用できる。
カーボンブラック原料のDBP吸油量が100(ml/
100g)より多いと、結合材添加量が増加し、それに
よって耐スラグ性が低下するために好ましくない。ここ
で、カーボンブラック原料としては、DBP吸油量が上
記範囲内にあればいずれもものを用いても良く、例えば
チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレン
ブラック等が使用できる。また、カーボンブラック原料
の粒度は特に制限されず、適宜選択できるが、75μm
以下のものを使用することが好ましい。カーボンブラッ
ク原料の粒度が75μmを超えると、充填に適した可塑
性が得られないことがある。また、カーボンブラック原
料の添加量は、2〜15重量%、好ましくは4〜12重
量%の範囲である。カーボンブラック原料の添加量が2
重量%未満では、結合材添加量の低減効果が不充分であ
り、また、15重量%を超えても結合材添加量の低減効
果は不充分であるために好ましくない。
【0014】次に、本発明の高炉出銑口閉塞材の粉末部
に使用される炭素質原料としては、カーボンブラック原
料を除く通常のいずれのものをも使用することができ、
例えば黒鉛、コークス、石炭粉等を挙げることができ
る。この炭素質原料の添加量は5〜25重量%、好まし
くは8〜22重量%の範囲内である。ここで、炭素質原
料の添加量が5重量%未満では高炉出銑口閉塞材に、良
好な開孔性、耐食性を付与することができず、また、2
5重量%を超えると耐摩耗性に係わる充分な強度が得ら
れないために好ましくない。
【0015】次に、本発明の高炉出銑口閉塞材の粉末部
に使用される炭化珪素は、特に限定されるものではな
く、慣用のいずれのものをも使用することができる。炭
化珪素の添加量は5〜50重量%、好ましくは10〜4
5重量%の範囲内である。炭化珪素の添加量が5重量%
未満では、高炉出銑口閉塞材に充分な耐食性と耐摩耗性
を付与することができず、また、該添加量が50重量%
を超えると炭化珪素自体の焼結性が低いため、高温下で
の強度が低下し、炭化珪素が有する耐食性、耐摩耗性を
充分に発揮させることができないために好ましくない。
【0016】次に、本発明の高炉出銑口閉塞材の粉末部
に使用される窒化珪素系原料は、特に限定されるもので
はなく、例えば、窒化珪素鉄や窒化珪素等を使用するこ
とができる。窒化珪素系原料の添加量は10〜45重量
%、好ましくは12〜43重量%の範囲内である。窒化
珪素系原料の添加量が10重量%未満であると、充分な
耐食性及び耐摩耗性を高炉出銑口閉塞材に付与すること
ができず、また、窒化珪素系原料の添加量が45重量%
を超えると強度が低下し、耐食性及び耐摩耗性を充分に
発揮することができない。
【0017】次に、本発明の高炉出銑口閉塞材の粉末部
に使用される粘土原料としては、可塑性のある粘土を使
用することが好ましく、例えば木節粘土、ボールクレー
等を挙げることができる。粘土原料の添加量は3〜15
重量%、好ましくは5〜13重量%の範囲内である。粘
土原料の添加量が3重量%未満であると、可塑性が乏し
く、満足できる押出充填性が得られないために好ましく
なく、また、15重量%を超えると耐食性の低下を引き
起こすために好ましくない。
【0018】次に、本発明の高炉出銑口閉塞材の粉末部
に使用可能な他の耐火原料としては、例えばアルミナ、
ムライト、スピネル、ジルコン、ジルコニア、ロー石、
マグネシア等の酸化物原料を挙げることができ、これら
は1種または2種以上を使用できる。耐火原料の添加量
は、上記カーボンブラック原料、炭素質原料、炭化珪素
原料、窒化珪素系原料並びに粘土原料の添加量に応じて
15〜75重量%の範囲で使用することができる。
【0019】本発明の高炉出銑口閉塞材は、上記のよう
な配合割合を有する粉末部100重量部に対して外掛で
10〜25重量部、好ましくは12〜23重量部の炭素
含有結合材を含有してなるものである。ここで、炭素含
有結合材としては、例えば石油または石炭タール、ノボ
ラック型フェノール樹脂またはこれらの混合物を使用す
ることができる。炭素含有結合材の添加量が10重量部
未満であると、良好な充填性を得ることができないため
に好ましくなく、また、25重量部を超えると炭素含有
結合材に含まれる揮発分が増加して、出銑口閉塞後の温
度上昇期に高炉出銑口閉塞材組織中に亀裂、気孔の増加
による強度低下及び耐食性低下を来すことがあるために
好ましくない。
【0020】本発明の高炉出銑口閉塞材は、上記のよう
に原料構成に特徴を有するものであり、高炉出銑口閉塞
材の調製方法や施工方法は特に限定されるものではな
く、慣用の任意の方法を用いることができる。
【0021】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の高
炉出銑口閉塞材を更に説明する。 実施例 以下の表1に、本発明品及び比較品の高炉出銑口閉塞材
の配合割合と、得られた高炉出銑口閉塞材の耐スラグ性
について示す。
【0022】
【表1】
【0023】表1中、溶損指数は、回転ドラム侵食試験
で、高炉スラグを用いて還元雰囲気下で1500〜15
50℃で4時間試験後の平均侵食量を測定し、比較品を
100とした指数で示すものである。また、見掛気孔率
及び圧縮強さは、1350℃で3時間還元焼成後の試料
にて測定したものである。なお、供試体は、50mmφ
×50mmの形状を有するもので、成形圧力50kg/
cm2で作成したものである。更に、作業性指数は、4
5℃でマーシャル試験を行い、比較品1を100として
指数で示すものである。
【0024】
【発明の効果】上述から明らかなように、本発明の高炉
出銑口閉塞材は作業性を損なうことなく、炭素含有結合
材の添加量を低減することができ、更に、高耐用性を有
するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/66 C21B 7/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンブラック原料を除く炭素質原料
    5〜25重量%、炭化珪素5〜50重量%、窒化珪素系
    原料10〜45重量%、フタル酸ジブチル(DBP)吸油
    量が100(ml/100g)以下のカーボンブラック原
    料2〜15重量%及び耐火原料15〜75重量%よりな
    る粉末部100重量部に、外掛で10〜25重量部の炭
    素含有結合材を含有してなることを特徴とする高炉出銑
    口閉塞材。
JP19356696A 1996-07-23 1996-07-23 高炉出銑口閉塞材 Expired - Lifetime JP3224990B2 (ja)

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