JP5832549B2 - 高炉炉床のセラミック底部ライニング - Google Patents
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Description
−粒状紅柱石、あるいは粒状シャモット、あるいは粒状鋼玉、あるいは粒状合成ムライトから成る事前作製ブロック、及び、珪素、アルミニウム、酸素及び窒素の1または2以上を含んで成る結合相を供する工程、及び
−前記ブロックを窒素雰囲気中で焼成する工程、から構成される。
図1は全体として円筒形を呈する高炉(すべてを図示していない)の炉床10、より詳細には羽口(図示せず)下方の炉床下側部分を示した図である。炉床10には、1500℃を超える極めて高温にも耐久性であり、高炉処理によって生成された溶融銑鉄浴を収容する耐火材から成る側部壁ライニング12及び下方底部ライニング14が備えられる。壁ライニング12には最内側となる追加ライニング16が含まれる。典型的方式では、例えば円筒形殻の周囲外殻18は壁ライニング12及び底部ライニング14を収容かつ機械的に保持するためにスチールで建造される。壁ライニング12及び底部ライニング14によって炉床10の有効容積の側部境界及び下方境界がそれぞれ形成される。図1にさらに示すように、底部ライニング14は下側部分20と該下側部分20上部を覆うように配置される上側部分22から成る。セラミック材料で建造される場合、上側部分22はしばしば「セラミックパッド」と呼ばれる。
10,210:炉床
12,212:壁ライニング
14,214:底部ライニング
16,216:最内側ライニング
18,218:外殻
20,220:下側部分
22,222:上側部分
24,224:セラミック部材
26,226:上面
28,228:第一段
30,230:第二段
32,232:セラミックカップ
34,234:第一接合部
36,236:第二接合部
38,238:最内側セラミック部材
[図3]
300:非焼成セラミックブロック
302:上面
304:下面
306:ブラインドホール
d:間隔
(<2x侵入深度)
[図4]
2:カーボンブロック
3:厚接合部
4:外側リング
236:セラミック部材
224:セラミックブロック
[図5]
224a:セラミック部材
2:カーボンブロック
3:厚接合部
4:外側リング
224a’:周辺セラミックブロック
[図6]
24a:セラミックブロック
2a:カーボンブロック
3a:厚接合部
5:外側リング
224a”:周辺セラミックブロック
224b:半幅セラミックブロック
[図7]
4a:内側リング
4b:外側リング
4c:中間リング
31a:平坦傾斜面
31b:段状面
31c:湾曲傾斜面
Claims (18)
- 特に高炉に用いられる冶金炉用炉床(10;210)であって、
溶融金属を含む浴を収容するために耐火材から作製された壁ライニング(12;212)及び底部ライニング(14;214)からなり、該底部ライニング(14;214)は、カーボン耐火層からなる下側部分(20;220)及び該下側部分(20;220)を覆うように配置されるセラミック部材(24;224)から成る上側部分(22;222)を有し、
前記上側部分(22;222)の前記セラミック部材(24;224)は、シリコンアルミニウム含有アルミナ高含量粒状材から成る粒状相と前記粒状材の粒子を結合させるための結合相から成る微孔質セラミック材から成り、該微孔質セラミック材(24;224)の熱伝導率が7W/m.°K以下、好ましくは5W/m.°K以下、透過性が2ナノ透過性以下、平均孔幅が2μm以下であることを特徴とする炉床。 - 前記壁ライニングが、前記下側部分のほぼ水平な上面を取り囲んでおり、及び前記セラミック部材層(24;224)が煉瓦あるいはブロックから成り、かつ前記上面を完全に覆う集合体であることを特徴とする請求項1に記載の炉床。
- 前記微孔質セラミック材の透過性が1ナノ透過性以下であることを特徴とする請求項1に記載の炉床。
- 前記微孔質セラミック材の平均孔幅が1μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の炉床。
- 前記粒状相が、紅柱石、シャモット、鋼玉、合成ムライトの1または2以上から成ることを特徴とする請求項1に記載の炉床。
- 前記粒状相が、Al2O3含量が55〜65重量%、好ましくは60〜63重量%である粒状紅柱石から成ることを特徴とする請求項5に記載の炉床。
- 前記結合相が窒化結合から成ることを特徴とする請求項1に記載の炉床。
- 前記結合相が、SiAlON結合を生成できる適当な範囲内の比率で、珪素、アルミニウム、酸素及び窒素を基材として成ることを特徴とする請求項7に記載の炉床。
- 前記セラミック部材が、矢筈パターンに配置される200×400×500mmを超える大形セラミックブロック(224a)であることを特徴とする請求項2に記載の炉床(10;210)。
- 前記壁ライニングが、前記上側部分と同じ高さにおいて、前記矢筈パターンになっている前記大形セラミックブロック(224a)に適合する耐火ブロック(2、2a)から成り、セラミックブロックの各列あるいは列群が1個の前記耐火ブロック(2、2a)によって壁ライニングの周辺へ向けて突き出されていることを特徴とする請求項9に記載の炉床(10;210)。
- 前記壁ライニングが、前記上側部分と同じ高さにおいて、周囲方向に並べて配置される第一環状耐火ブロック列と周囲方向に並べて配置される第二環状微孔質セラミックブロック列から成り、後者の第二環状微孔質セラミックブロック列は、第一環状耐火ブロック列と矢筈パターンに配置される大形セラミックブロック(224a)との間に配置されることを特徴とする請求項9に記載の炉床(10;210)。
- 前記壁ライニングは、前記上側部分と同じ高さにおいて、第一環状耐火ブロック列(2)を形成していること、前記セラミック部材は微孔質の大形セラミックブロックからなり、複数同心円環状列を形成していること、及び、前記セラミック部材の外側の環状列(4)はラミング材(3)によって前記第一環状ブロック列(2)へ接合されること、を特徴とする請求項2に記載の炉床(10;210)。
- 前記耐火ブロック、または第一環状耐火ブロック列の耐火ブロック(2、2a)は、カーボンブロックであることを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の炉床(10;210)。
- 前記セラミック部材(24;224)は、200×400×500mmを超える大形セラミックブロック間においてセラミックモルタルで閉じられた接合部(234,236)を有する大形セラミックブロックであり、いずれかの隣接ブロック間の接合部の幅が、該接合方向に対して垂直方向に測定される該隣接ブロックの寸法の0.7〜1.5%、好ましくは0.8〜1.2%であることを特徴とする請求項2に記載の炉床(10;210)。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の炉床(10;210)を備えて構成される高炉。
- 粒状紅柱石、粒状シャモット、粒状鋼玉、あるいは合成ムライトあるいは珪素、アルミニウム、酸素及び窒素の1または2以上を含んで成る結合相からなるブロックを用意する工程、及び
窒素雰囲気中において前記ブロックを焼成する工程から構成される、請求項1に記載の炉床の底部ライニングの上側部分(22;222)に使用可能な微孔質セラミック部材の製造方法。 - −アルミナ高含量凝集体または紅柱石、あるいは耐火粘土合成ムライト凝集体から成るブロックを供する工程、及び
−前記ブロックの結合工程から構成される、請求項1に記載の炉床の底部ライニングの上側部分(22;222)において使用可能な微孔質セラミック部材の製造方法。 - −好ましくは結合相中に元素としての珪素、アルミニウム、酸素及び窒素を含む粒状紅柱石、あるいはシャモット、あるいは鋼玉、あるいは合成ムライトを基材とする非焼成セラミック部材(300)を供する工程、及び
−窒素雰囲気中において非焼成(グリーン)セラミック部材(300)を焼成して好ましくは透過性が2ナノ透過性以下である微孔質セラミック結合相を含むセラミック部材とする工程から構成される、シリコンアルミニウム含有アルミナ高含量粒状材から成る粒状相と前記粒状材の粒子を結合させる結合相から成るセラミック耐火材の非浸透化方法。
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