JP6354807B2 - Cast refractories for blast furnace main slag line - Google Patents

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本発明は、高炉主樋スラグライン用耐火物などスラグと接触する箇所に使用することができる流し込み耐火物に関するものである。   The present invention relates to a cast refractory material that can be used at a location in contact with slag, such as a refractory material for a blast furnace main slag line.

高炉主樋は、高炉出銑口から導出される溶銑と溶融スラグとを次工程に運ぶための経路である。また、高炉樋は、溶銑と溶融スラグとを比重の差によって分離する機能も有している。高炉主樋の損耗は、壁部における空気と溶融スラグとの界面(スラグライン)及び溶融スラグと溶銑との界面(メタルライン)で局部的に起こることが知られている。スラグラインとメタルラインとでは損耗機構が異なるため、損耗機構に対応した材質の耐火物がスラグラインとメタルラインとに別個に採用されている。   The blast furnace main shaft is a route for carrying the hot metal and molten slag derived from the blast furnace outlet to the next process. The blast furnace iron also has a function of separating hot metal and molten slag by the difference in specific gravity. It is known that the wear of the blast furnace main body occurs locally at the interface between the air and the molten slag (slag line) and at the interface between the molten slag and the molten metal (metal line). Since the wear mechanism is different between the slag line and the metal line, a refractory material of a material corresponding to the wear mechanism is separately adopted for the slag line and the metal line.

一般に、スラグラインには、アルミナ−炭化珪素−炭素質流し込み耐火物が採用されている。例えば、特許文献1には、SiC含有量が70wt%以上でかつ気孔率10%以下、充填嵩比重が粗粒で1.25以上、中粒で1.60以上の炭化珪素骨材を使用し、炭化珪素70〜95wt%、カーボン質原料1〜7wt%、アルミナ微粉3〜20wt%及びシリカ超微粉0.5〜5wt%並びに適宜炭化ほう素0.8〜5wt%を含有する組成物に分散剤、結合剤を添加することを特徴とする高炉出銑樋用流し込み耐火材が開示されている。また、メタルラインには、スピネル−アルミナ−炭化珪素−炭素質流し込み耐火物が採用されている。例えば、特許文献2には、重量割合で、炭化珪素5〜25%、炭素1〜5%、平均粒径5μm以下のアルミナ超微粉5〜15%、アルミナセメント0.5〜7%、残部がMgO−Al系スピネルを主材とした配合物よりなる高炉樋用流し込み材が開示されている。 Generally, an alumina-silicon carbide-carbonaceous cast refractory is used for the slag line. For example, Patent Document 1 uses a silicon carbide aggregate having a SiC content of 70 wt% or more, a porosity of 10% or less, a filling bulk specific gravity of 1.25 or more for coarse grains, and 1.60 or more for medium grains. , Dispersed in a composition containing 70 to 95 wt% silicon carbide, 1 to 7 wt% carbonaceous raw material, 3 to 20 wt% alumina fine powder, 0.5 to 5 wt% silica fine powder, and 0.8 to 5 wt% boron carbide as appropriate A blast furnace pouring refractory material characterized by adding an agent and a binder is disclosed. Further, a spinel-alumina-silicon carbide-carbonaceous cast refractory is adopted for the metal line. For example, Patent Document 2 includes 5 to 25% silicon carbide, 1 to 5% carbon, 5 to 15% alumina ultrafine powder having an average particle size of 5 μm or less, 0.5 to 7% alumina cement, and the balance. A casting material for blast furnace fired made of a composition mainly composed of MgO—Al 2 O 3 spinel is disclosed.

従来、高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物材料には、高炉スラグに対する耐食性の向上が求められてきた。高炉スラグの組成は、溶鉱炉内に酸化物系の固体が残らないように、酸化物を溶解する組成に設計されており、樋内におけるスラグ組成に対して酸化物系の耐火骨材は容易に溶解してしまう。そのため、スラグライン用流し込み耐火物は、酸化物をできるだけ排除し、炭化珪素や炭素類のような非酸化物を主体とした材料が用いられてきた。しかしながら、非酸化物は高温下で酸化する欠点があり、この欠点が耐食性の低下をもたらす。   Conventionally, cast refractory materials for blast furnace main slag lines have been required to have improved corrosion resistance against blast furnace slag. The composition of the blast furnace slag is designed to dissolve the oxide so that no oxide-based solids remain in the blast furnace, and the oxide-based refractory aggregate is easier than the slag composition in the slag. It will dissolve. Therefore, slag line cast refractories have been made of materials mainly composed of non-oxides such as silicon carbide and carbons, eliminating oxides as much as possible. However, non-oxides have the disadvantage of oxidizing at high temperatures, which leads to a reduction in corrosion resistance.

この酸化という問題を解決するために、高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物の改良が様々行われてきた。例えば、特許文献3には、炭化珪素2〜92重量%とカーボン原料を2〜7重量%、若しくは、カーボン原料を2〜7重量%を含む配合物に、コバルト酸化物、コバルト塩、金属コバルト粉末の少なくとも1種を金属コバルトに換算して0.01〜0.5重量%添加したことを特徴とする耐食性、耐酸化性不定形耐火物が開示されている。また、特許文献3の[0011]段落には、「カーボン質原料としては、石油ピッチ、石炭ピッチ、メソフェーズカーボン、コークス、カーボンブラック、土状黒鉛粉、鱗状黒鉛、人造黒鉛の一種または二種以上使用できる。」旨の記載があり、また、実施例には、高炉主樋メタルゾーン用耐火物としてピッチ、メソフェーズカーボン及びカーボンブラックを併用した例が記載されている。特許文献3によれば、コバルト酸化物、コバルト塩、金属コバルト粉末をごく少量添加することによって、ガラス層を形成し酸化を防ぎ、耐食性を向上させることができるとしている。   In order to solve this oxidation problem, various improvements have been made to the cast refractory for the blast furnace main slag line. For example, Patent Document 3 discloses a compound containing 2 to 92% by weight of silicon carbide and 2 to 7% by weight of a carbon raw material, or 2 to 7% by weight of a carbon raw material, cobalt oxide, cobalt salt, and metallic cobalt. There is disclosed a corrosion-resistant and oxidation-resistant amorphous refractory characterized in that at least one powder is added in an amount of 0.01 to 0.5% by weight in terms of metallic cobalt. In addition, the paragraph [0011] of Patent Document 3 states that “as the carbonaceous raw material, petroleum pitch, coal pitch, mesophase carbon, coke, carbon black, earthy graphite powder, scaly graphite, artificial graphite, or two or more kinds of artificial graphite. In the examples, pitch, mesophase carbon and carbon black are used as refractories for the blast furnace main metal zone. According to Patent Document 3, by adding a very small amount of cobalt oxide, cobalt salt, and metal cobalt powder, it is possible to form a glass layer to prevent oxidation and improve corrosion resistance.

一方、高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物には、爆裂現象といった問題もある。所定量の水を添加して施工された流し込み耐火物は、ガスバーナ等により加熱して乾燥してから使用される。この加熱乾燥時には、施工水が水蒸気となるため、水蒸気の圧力で施工体が崩壊する場合がある。この現象を爆裂現象という。特に、高炉主樋耐火物は大きな施工体であることや、乾燥期間が短いこと等の理由によって爆裂現象が起こりやすく、耐爆裂性は高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物の重要な特性の一つである。   On the other hand, the cast refractory for the blast furnace main slag line has a problem of explosion. The cast refractory constructed by adding a predetermined amount of water is used after being heated and dried by a gas burner or the like. Since the construction water becomes water vapor during this heat drying, the construction body may collapse due to the pressure of the water vapor. This phenomenon is called an explosion phenomenon. In particular, the blast furnace main refractory is a large construction body and the explosion phenomenon is likely to occur due to the short drying period, etc., and the explosion resistance is one of the important characteristics of the cast refractory for the blast furnace main slag line. One.

例えば、特許文献4には、炭化珪素を70〜90wt%含有する母材に、金属シリコン粉末1〜3wt%、炭化硼素粉末0.5〜3.0wt%及び高融点ピッチ1〜3wt%を添加してなることを特徴とする出銑樋用流し込み樋材が開示されている。特許文献4によれば、炭化硼素粉末が炭化珪素より先に酸化によって炭化珪素の酸化を防止するとともに、β-SiCのウィスカーが形成し、出銑樋用流し込み樋材の耐食性が向上するとしている。
更に、特許文献5には、灰分が0.5重量%以下であるカーボンブラック原料と、固定炭素量が75〜95重量%であるピッチ原料を含有する耐火組成物であって、かつそのカーボンブラック原料とピッチ原料の含有量の重量比率が1:0.1〜1:0.9であることを特徴とする水系不定形耐火物が開示されている。また、特許文献5の実施例には、炭化珪素やアルミナを母材として、特定のカーボンブラックとピッチを特定の量比で配合する材料が開示されており、特定のカーボンブラックとピッチを特定の量比で使用することによって、緻密性や熱応力吸収性を付与し、耐スポーリング性や耐食性が向上するとしている。
また、特許文献6には、平均粒子径が1μm以下の超微粉の炭化珪素を1〜10重量%含有してその残部が耐火性原料であることを特徴とする高炉樋用不定形耐火物;平均粒子径が1μm以下の超微粉の炭化珪素を1〜10重量%、10μm以下の炭化珪素の合量が3〜12重量%で残部が耐火性原料とした前記高炉樋用不定形耐火物;残部の耐火性原料として、易焼結アルミナ6〜14重量%、スピネル20〜50重量%、炭化珪素40〜85重量%、カーボン原料1〜4重量%、シリカヒューム4重量%未満、金属シリコン0.5〜3.0重量%、アルミナセメント0.5〜3.0重量%、その他に分散剤、硬化調整材とした高炉樋用不定形耐火物が開示されている。特許文献6によれば、平均粒径1μm以下の超微粉を添加することによって、微粉部分の炭化珪素含有割合が増加して、耐食性が向上するとしている。
For example, in Patent Document 4, metal silicon powder 1 to 3 wt%, boron carbide powder 0.5 to 3.0 wt%, and high melting point pitch 1 to 3 wt% are added to a base material containing silicon carbide 70 to 90 wt%. A pouring material for pouring is characterized by being formed. According to Patent Document 4, boron carbide powder prevents oxidation of silicon carbide by oxidation prior to silicon carbide, and β-SiC whiskers are formed, thereby improving the corrosion resistance of the pouring material for pouring. .
Further, Patent Document 5 discloses a refractory composition containing a carbon black raw material having an ash content of 0.5% by weight or less and a pitch raw material having a fixed carbon content of 75 to 95% by weight, and the carbon black A water-based amorphous refractory is disclosed in which the weight ratio of the content of the raw material and the pitch raw material is 1: 0.1 to 1: 0.9. In addition, the example of Patent Document 5 discloses a material in which silicon carbide or alumina is used as a base material and a specific carbon black and pitch are blended in a specific quantity ratio, and the specific carbon black and pitch are specified. By using it in a quantitative ratio, it is said that it imparts denseness and thermal stress absorption and improves spalling resistance and corrosion resistance.
Further, Patent Document 6 contains 1 to 10% by weight of ultrafine silicon carbide having an average particle size of 1 μm or less, and the remainder is a refractory material; 1 to 10% by weight of ultrafine silicon carbide having an average particle size of 1 μm or less, 3 to 12% by weight of the total amount of silicon carbide of 10 μm or less, and the rest as an refractory raw material for blast furnace blast furnaces; As the remaining refractory material, 6-14% by weight of easily sintered alumina, 20-50% by weight of spinel, 40-85% by weight of silicon carbide, 1-4% by weight of carbon material, less than 4% by weight of silica fume, 0% of metallic silicon .5 to 3.0% by weight, alumina cement 0.5 to 3.0% by weight, and in addition, an irregular refractory for a blast furnace fired as a dispersant and a curing adjusting material is disclosed. According to Patent Document 6, the addition of ultrafine powder having an average particle size of 1 μm or less increases the silicon carbide content ratio in the fine powder portion, thereby improving the corrosion resistance.

特開平3−164479号Japanese Patent Laid-Open No. 3-164479 特開平5−339065号JP-A-5-339065 特開平9−278540号JP-A-9-278540 特開平5−70250号JP-A-5-70250 特開2002−137970号JP 2002-137970 A 特開2003−137664号JP 2003-137664 A

しかしながら、特許文献1に記載されているような高炉出銑樋用流し込み耐火物に用いられている炭化珪素や炭素類のような非酸化物は高温下で酸化する欠点があり、スラグラインでは、この欠点が耐食性の低下をもたらす。また、特許文献3の耐食性、耐酸化性不定形耐火物では、メタルゾーン用耐火物としてカーボンブラック、ピッチ、メソフェーズピッチを併用した実施例が示されているが、炭化珪素含有量が少なく、耐スラグ耐食性に大きく欠けるため、高炉主樋スラグライン用耐火物に用いることはできず、また、高炉出銑樋の耐火物が実際に使用されるほど長期間にわたって酸化を防ぐことはできず、更に、耐食性の観点からガラス層の形成は好ましいものではない。更に、特許文献4、5及び6では、ピッチとカーボンブラックを併用する実施例が開示されているが、これらの材質は耐爆裂性に劣るものであった。   However, non-oxides such as silicon carbide and carbons used in blast furnace pouring refractories as described in Patent Document 1 have the disadvantage of oxidizing at high temperatures. This drawback leads to a decrease in corrosion resistance. In addition, in the corrosion resistance and oxidation resistance amorphous refractories of Patent Document 3, examples in which carbon black, pitch, and mesophase pitch are used in combination as refractories for metal zones are shown. Since slag corrosion resistance is largely lacking, it cannot be used for refractories for blast furnace main slag lines, and it cannot prevent oxidation for a long period of time as refractories from the blast furnace are actually used. From the viewpoint of corrosion resistance, the formation of the glass layer is not preferable. Further, Patent Documents 4, 5 and 6 disclose examples in which pitch and carbon black are used in combination, but these materials are inferior in explosion resistance.

従って、本発明の目的は、従来に比べて、より長期間にわたり酸化防止効果を発揮することができ、更に、炭化珪素、カーボン等の非酸化物の耐食性機能を十分に発揮することができ、耐爆裂性を損なわない高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention can exhibit an antioxidant effect over a longer period of time compared to the prior art, and can sufficiently exhibit the corrosion resistance function of non-oxides such as silicon carbide and carbon. An object of the present invention is to provide a cast refractory for a blast furnace main slag line that does not impair explosion resistance.

本発明者らは、上述の特許文献によって高炉主樋スラグライン耐火物の耐用性は必ずしも向上できない理由を鋭意検討した。高炉主樋スラグライン耐火物は、流し込み耐火物の継ぎ足し施工によって運用されるのが一般的であり、施工された材料は、長いものでは1年程度使用されている。高炉主樋スラグライン耐火物は、上述のように炭化珪素、アルミナ及び炭素を主成分としている。このような耐火物は、使用中に大気中の酸素ガスと反応して、炭素は式(1)に従ってCOガスとなって飛散・消失し、次いで、炭化珪素は式(2)に従ってSiOとなる。
C+1/2O→CO (1)
SiC+O→SiO+C (2)
従って、高炉主樋スラグライン耐火物は脱炭により気孔率が増加するとともに、形成されたSiOの耐食性は劣ることから酸化後の耐食性は劣るようになる。このため、例えば特許文献3や特許文献4では、空気による酸化を抑制することを目的している。
しかしながら、使用後の高炉主樋スラグライン耐火物のサンプルを詳細に観察すると、稼働面内部のような式(1)に示される稼動面付近でのCの酸化が起こらない条件でも、SiCの酸化が進行していることが解った。その原因は、以下のように考えられる。すなわち、稼働面付近でのCの酸化によって、高炉主樋スラグライン耐火物の気孔中の雰囲気はCOを含有する雰囲気となる。この条件では、稼働面内部のCは酸化消失しない。しかし、炭化珪素は、式(3)のように酸化する。
SiC+2CO→SiO+3C (3)
つまり、SiCは式(2)の反応のように大気中のOのみでなく、COガス雰囲気下でも酸化することが解った。すなわち、高炉主樋スラグライン耐火物内部、すなわち、稼働面内部までSiCの酸化が起こってSiOが生成して耐用性の低下が生じる。ここで、金属シリコン、金属アルミニウム、コバルト類、炭化ほう素のような従来使用されている酸化防止剤では、短期間の酸化防止効果は望めるが、実際の高炉主樋スラグライン耐火物の使用期間を考えると不十分なものであった。
The present inventors diligently studied why the durability of the blast furnace main slag line refractory cannot always be improved by the above-mentioned patent documents. The blast furnace main slag line refractory is generally operated by adding the cast refractory, and the constructed material has been used for about one year. The blast furnace main slag line refractory mainly contains silicon carbide, alumina and carbon as described above. Such a refractory reacts with oxygen gas in the atmosphere during use, carbon is scattered and disappears as CO gas according to formula (1), and then silicon carbide is SiO 2 and SiO 2 according to formula (2). Become.
C + 1 / 2O 2 → CO (1)
SiC + O 2 → SiO 2 + C (2)
Accordingly, the porosity of the blast furnace main slag line refractory increases the porosity due to decarburization, and the corrosion resistance of the formed SiO 2 is inferior, so that the corrosion resistance after oxidation becomes inferior. For this reason, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4 aim to suppress oxidation by air.
However, when a sample of the blast furnace main slag line refractory after use is observed in detail, the oxidation of SiC occurs even in the condition where the oxidation of C in the vicinity of the working surface shown in the equation (1) such as the inside of the working surface does not occur. I understand that is going on. The cause is considered as follows. That is, due to the oxidation of C in the vicinity of the working surface, the atmosphere in the pores of the blast furnace main slag line refractory becomes an atmosphere containing CO. Under this condition, C inside the working surface is not oxidized and lost. However, silicon carbide is oxidized as shown in Formula (3).
SiC + 2CO → SiO 2 + 3C (3)
That is, it was found that SiC is oxidized not only in the atmosphere O 2 but also in a CO gas atmosphere as in the reaction of the formula (2). That is, the oxidation of SiC occurs inside the blast furnace main slag line refractory, that is, the inside of the working surface, and SiO 2 is generated, resulting in a decrease in durability. Here, with conventional antioxidants such as metallic silicon, metallic aluminum, cobalt, and boron carbide, a short-term antioxidant effect can be expected, but the actual period of use of the actual blast furnace slag line refractory Was not enough.

以上の考察に基づき本発明者らは、鋭意検討した結果、高炉主樋スラグライン耐火物の耐酸化性を長期間にわたり維持するためには、高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物にピッチを使用すること必須であることが解った。高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物にピッチを配合することによってCOガスによる炭化珪素の酸化を抑制できる機構は、以下のように推定できる。すなわち、式(3)によって炭化珪素の酸化が起こる場合、炭化珪素は櫛状に損傷して炭素が残り、Si成分は炭化珪素粒の付近には顕著には残留しない。これは、気散し易いSiO(g:ガス)を生成してSi成分が気散したためと考えられる。従って、炭化珪素粒子の周囲をガス透過性の低いピッチの膜で覆うことによって、COと炭化珪素粒の接触を防ぐとともに、生成したSiO(g)の揮散を抑制することができるものと考えられる。
しかしながら、ピッチの添加は高炉主樋スラグライン耐火物の通気性を著しく阻害するために、流し込み耐火物を施工する際の施工体の乾燥工程におる耐爆裂性が劣るという問題点が発生した。
そこで、長期間にわたり耐酸化性を維持しつつ、耐爆裂性の劣化を改善する方法を併せて検討した結果、メソフェーズピッチと、ピッチとを併用すれば、耐爆裂性を損なわず十分な耐酸化性を付与できるとの知見が得られた。
本発明は、上記知見に基づくものである。
Based on the above considerations, the present inventors have intensively studied. As a result, in order to maintain the oxidation resistance of the blast furnace main slag line refractory for a long period of time, the pitch is used for the cast refractory for the blast furnace main slag line. It turns out to be essential. The mechanism which can suppress the oxidation of silicon carbide by CO gas by mix | blending a pitch with the cast refractory for a blast furnace main slag line can be estimated as follows. That is, when silicon carbide is oxidized by the formula (3), silicon carbide is damaged in a comb shape and carbon remains, and the Si component does not remain remarkably in the vicinity of the silicon carbide grains. This is thought to be because SiO (g: gas) that is easily diffused was generated and the Si component was diffused. Therefore, it is considered that by covering the periphery of the silicon carbide particles with a film having a low gas permeability, it is possible to prevent contact between CO and silicon carbide particles and to suppress volatilization of the generated SiO (g). .
However, for the addition of pitch to significantly inhibit the breathability of the blast furnace main trough slag line refractory, construction body problem resistant explosion is poor contact only that the drying step when applying a refractory pouring occurs did.
Therefore, as a result of investigating methods for improving deterioration of explosion resistance while maintaining oxidation resistance over a long period of time, if the mesophase pitch and pitch are used together, sufficient oxidation resistance is maintained without impairing explosion resistance. The knowledge that it was possible to impart sex was obtained.
The present invention is based on the above findings.

即ち、本発明は、炭化珪素−アルミナ−炭素系の高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物において、炭化珪素原料が50〜90質量%、アルミナ原料が1〜41質量%、及びカーボンブラック、ピッチ及びメソフェーズピッチからなる炭素質原料が0.9〜21質量%の範囲内にあり、且つカーボンブラックが0.3〜9質量%、ピッチが0.3〜5質量%及びメソフェーズピッチが0.3〜7質量%の範囲内にあることを特徴とする高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物である。   That is, the present invention is a silicon carbide-alumina-carbon blast furnace main slag line cast refractory, in which silicon carbide raw material is 50 to 90 mass%, alumina raw material is 1-41 mass%, carbon black, pitch and The carbonaceous raw material composed of mesophase pitch is in the range of 0.9 to 21% by mass, carbon black is 0.3 to 9% by mass, pitch is 0.3 to 5% by mass, and mesophase pitch is 0.3 to It is a cast refractory for a blast furnace main slag line characterized by being in the range of 7% by mass.

本発明によれば、高炉主樋使用中のCOガスによる炭化珪素の酸化を長期間にわたり防止することができ、炭化珪素、カーボン等の非酸化物の耐食性機能を十分に発揮させることができると共に、流し込み耐火物を施工後、乾燥工程における耐爆裂性を損なわない高炉主樋スラグライン材用流し込み耐火物の提供することができる。   According to the present invention, oxidation of silicon carbide by CO gas during use of the blast furnace main can be prevented over a long period of time, and the corrosion resistance function of non-oxides such as silicon carbide and carbon can be sufficiently exhibited. The cast refractory for a blast furnace main slag line material that does not impair the explosion resistance in the drying process after the cast refractory is constructed can be provided.

本発明の高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物は、炭化珪素−アルミナ−炭素系流し込み耐火物であり、基材は、炭化珪素原料、アルミナ原料及び炭素質原料から構成される。炭化珪素原料の配合割合は50〜90質量%、好ましくは60〜80質量%の範囲内である。炭化珪素原料の配合割合が、50質量%未満であると、耐食性に劣るために好ましくない。また、炭化珪素原料の配合割合が90質量%を超えると、流動性が劣り、流し込み耐火物を施工する際に多量の水分が必要となり、耐食性に劣るために好ましくない。なお、炭化珪素原料のSiC純度は、耐食性の観点から85質量%以上であることが好ましく、より好ましくは、90質量%以上である。   The cast refractory for the blast furnace main slag line of the present invention is a silicon carbide-alumina-carbon cast refractory, and the substrate is composed of a silicon carbide raw material, an alumina raw material, and a carbonaceous raw material. The compounding ratio of the silicon carbide raw material is 50 to 90% by mass, preferably 60 to 80% by mass. If the blending ratio of the silicon carbide raw material is less than 50% by mass, the corrosion resistance is poor, which is not preferable. Moreover, when the compounding ratio of a silicon carbide raw material exceeds 90 mass%, fluidity | liquidity is inferior, and when constructing | casting a cast refractory material, a lot of water | moisture contents are needed, and it is unpreferable since it is inferior to corrosion resistance. In addition, it is preferable that the SiC purity of a silicon carbide raw material is 85 mass% or more from a viewpoint of corrosion resistance, More preferably, it is 90 mass% or more.

次に、アルミナ原料の配合割合は1〜41質量%、好ましくは14〜37質量%の範囲内である。アルミナ原料の含有量が、1質量%未満であると、流動性が劣り、流し込み耐火物を施工する際に多量の水分が必要となり、耐食性に劣るために好ましくない。また、アルミナ原料の配合割合が41質量%を超えると、耐食性に劣るために好ましくない。ここで、アルミナ原料としては、仮焼アルミナ、電融アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト、ばん土頁岩などを使用することができ、これらのアルミナ原料を2種以上併用することも可能である。なお、アルミナ原料の純度は、耐食性の観点から80質量%以上であることが好ましく、より好ましくは、90質量%以上である。   Next, the mixing ratio of the alumina raw material is in the range of 1 to 41% by mass, preferably 14 to 37% by mass. When the content of the alumina raw material is less than 1% by mass, the fluidity is inferior, and a large amount of water is required when constructing the cast refractory, which is not preferable because the corrosion resistance is inferior. Moreover, when the mixture ratio of an alumina raw material exceeds 41 mass%, since it is inferior to corrosion resistance, it is unpreferable. Here, as the alumina raw material, calcined alumina, electrofused alumina, sintered alumina, bauxite, porphyry shale, or the like can be used, and two or more of these alumina raw materials can be used in combination. In addition, it is preferable that the purity of an alumina raw material is 80 mass% or more from a corrosion-resistant viewpoint, More preferably, it is 90 mass% or more.

また、炭素質原料の配合割合は0.9〜21質量%、好ましくは1.5〜16質量%の範囲内である。なお、炭素質原料の配合割合は、後述の各成分の合計量である。ここで、炭素質原料の配合割合が0.9質量%未満であると、耐食性が劣るために好ましくない。また、炭素質原料の配合割合が21質量%を超えると、流動性が劣り、流し込み耐火物を施工する際に多量の水分が必要となり、耐食性が劣るため好ましくない。
なお、炭素質原料としては、カーボンブラック、ピッチ及びメソフェーズピッチを併用する。ここで、カーボンブラックの配合割合は0.3〜9質量%、好ましくは0.5〜7質量%の範囲内である。カーボンブラックの配合割合が0.3質量%未満であると、耐食性に劣るために好ましくない。また、カーボンブラックの配合割合が9質量%を超えると、流動性が劣り、流し込み耐火物を施工する際に多量の水分が必要となり、耐食性に劣るために好ましくない。
The blending ratio of the carbonaceous raw material is in the range of 0.9 to 21% by mass, preferably 1.5 to 16% by mass. In addition, the mixture ratio of a carbonaceous raw material is the total amount of each component mentioned later. Here, if the blending ratio of the carbonaceous raw material is less than 0.9% by mass, the corrosion resistance is inferior. Moreover, when the mixing ratio of the carbonaceous raw material exceeds 21% by mass, the fluidity is inferior, and a large amount of moisture is required when constructing the cast refractory, which is not preferable because the corrosion resistance is inferior.
Carbon black, pitch and mesophase pitch are used in combination as the carbonaceous raw material. Here, the blending ratio of carbon black is 0.3 to 9% by mass, preferably 0.5 to 7% by mass. If the blending ratio of carbon black is less than 0.3% by mass, the corrosion resistance is poor, which is not preferable. On the other hand, when the blending ratio of carbon black exceeds 9% by mass, the fluidity is inferior, and a large amount of water is required when constructing the cast refractory, which is not preferable because the corrosion resistance is inferior.

使用可能なカーボンブラックは特に限定されるものではなく、熱分解法、不完全燃焼法のどちらで製造されたものでも使用することができる。また、カーボンブラックの粒度やDBP(ジブチルフタレート)吸収量も特に制限されるものではないが、好ましくは、平均粒径が15nm以上でかつDBP吸収量が150cm/100g以下のものである。 The carbon black that can be used is not particularly limited, and any carbon black produced by a pyrolysis method or an incomplete combustion method can be used. Also, but are not particle size or DBP (dibutyl phthalate) absorption amount of carbon black is also particularly limited, preferably, and a DBP absorption of the average particle diameter is 15nm or more is as follows 150 cm 3/100 g.

次に、ピッチの配合割合は0.3〜5質量%、好ましくは0.5〜4質量%の範囲内である。ピッチの配合割合が0.3質量%未満であると、耐酸化性に劣るために好ましくない。また、ピッチの配合割合が5質量%を超えると、耐爆裂性に劣るために好ましくない。   Next, the blending ratio of pitch is 0.3 to 5% by mass, preferably 0.5 to 4% by mass. If the blending ratio of the pitch is less than 0.3% by mass, the oxidation resistance is poor, which is not preferable. On the other hand, if the blending ratio of the pitch exceeds 5% by mass, the explosion resistance is poor.

ピッチとしては、軟化点が350℃以下のものを用いることができ、例えば、コールタールピッチ、石油ピッチ等が例示することができる。ピッチの粒度は特に限定されるものではない。好ましくは、軟化点が200℃以下のコールタールピッチを使用することができる。   As the pitch, those having a softening point of 350 ° C. or lower can be used, and examples thereof include coal tar pitch and petroleum pitch. The particle size of the pitch is not particularly limited. Preferably, a coal tar pitch having a softening point of 200 ° C. or lower can be used.

更に、メソフェーズピッチの配合割合は0.3〜7質量%、好ましくは0.5〜7質量%の範囲内である。メソフェーズピッチの配合割合が0.3質量%未満であると、耐爆裂性に劣るために好ましくない。また、メソフェーズピッチの配合割合が7質量%を超えると、流動性が劣り、流し込み耐火物を施工する際に多量の水分が必要となり、耐食性に劣るために好ましくない。   Furthermore, the blending ratio of mesophase pitch is 0.3 to 7% by mass, preferably 0.5 to 7% by mass. When the blending ratio of the mesophase pitch is less than 0.3% by mass, the explosion resistance is poor, which is not preferable. On the other hand, when the blending ratio of mesophase pitch exceeds 7% by mass, the fluidity is inferior, and a large amount of water is required when constructing the cast refractory, which is not preferable because of poor corrosion resistance.

メソフェーズピッチは、軟化点が350℃より高温であり、メソフェーズ割合が60質量%以上のものを用いる。メソフェーズピッチの固定炭素割合は、耐食性の観点から80質量%以上のものが好ましく、85質量%以上のものがより好ましい。   As the mesophase pitch, one having a softening point higher than 350 ° C. and a mesophase ratio of 60% by mass or more is used. From the viewpoint of corrosion resistance, the mesophase pitch fixed carbon ratio is preferably 80% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more.

ここで、本発明の高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物では、炭素質原料としてカーボンブラック、ピッチ及びメソフェーズピッチを併用することにより、高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物から得られる施工体の耐酸化性を長期間にわたり維持しつつ、施工体乾燥工程における耐爆裂性を改善することができる。   Here, in the cast refractory for the blast furnace main slag line of the present invention, by using together carbon black, pitch and mesophase pitch as the carbonaceous raw material, the acid resistance of the construction body obtained from the cast refractory for the blast furnace main slag line The explosion resistance in the construction drying process can be improved while maintaining the chemical conversion property for a long period of time.

本発明の高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物には、添加剤として、硬化材、分散剤、硬化時間調整剤、爆裂防止剤、酸化防止剤等を使用することができる。添加剤の配合割合は、炭化珪素原料、アルミナ原料及び炭素質原料から構成される基材100質量%に対して外掛けで1〜6質量%、好ましくは2〜5質量%の範囲内である。
硬化材には、例えば、アルミナセメント、粘土質原料等の常温硬化材や、珪酸塩や燐酸塩等の周知の熱硬化性結合材等を使用することができる。
分散剤には、例えば、アルカリ金属燐酸塩、アルカリ金属カルボン酸塩、アルカリ金属フミン酸塩、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリカルボン酸ナトリウム等の不定形耐火物に一般的に使用される物質や、これらと同様の効果が得られる物質を使用することができる。また、複数種の分散剤を併用することもできる。
硬化時間調整剤には、硬化促進剤と硬化遅延剤とが含まれる。硬化促進剤には、例えば、消石灰、塩化カルシウム、アルミン酸ソーダ、炭酸リチウム等を使用することができ、複数種の硬化促進剤を併用することもできる。硬化遅延剤には、例えば、ホウ酸、シュウ酸、クエン酸、グルコン酸、炭酸ソーダ、砂糖等を使用することができ、複数種の硬化遅延剤を併用することもできる。
爆裂防止剤には、例えば、金属アルミニウム、乳酸アルミ、有機繊維等を使用することができ、複数種の爆裂防止剤を併用することもできる。また、酸化防止剤には、例えば、炭化ホウ素を使用することができる。
In the cast refractory for the blast furnace main slag line of the present invention, a curing material, a dispersing agent, a curing time adjusting agent, an explosion preventing agent, an antioxidant and the like can be used as additives. The mixing ratio of the additive is 1 to 6% by mass, preferably 2 to 5% by mass, based on 100% by mass of the base material composed of the silicon carbide raw material, the alumina raw material and the carbonaceous raw material. .
As the curing material, for example, a normal temperature curing material such as alumina cement or a clay raw material, or a known thermosetting binder such as silicate or phosphate can be used.
Dispersants include, for example, materials commonly used for amorphous refractories such as alkali metal phosphates, alkali metal carboxylates, alkali metal humates, naphthalene sulfonic acid formalin condensate salts, sodium polycarboxylates, etc. Alternatively, a substance that can obtain the same effect as these can be used. A plurality of types of dispersants can be used in combination.
The curing time adjusting agent includes a curing accelerator and a curing retarder. For example, slaked lime, calcium chloride, sodium aluminate, lithium carbonate, or the like can be used as the hardening accelerator, and a plurality of kinds of hardening accelerators can be used in combination. For example, boric acid, oxalic acid, citric acid, gluconic acid, sodium carbonate, sugar or the like can be used as the curing retarder, and a plurality of curing retarders can be used in combination.
As the explosion preventing agent, for example, metallic aluminum, aluminum lactate, organic fiber, or the like can be used, and a plurality of types of explosion preventing agents can be used in combination. Further, for example, boron carbide can be used as the antioxidant.

以上のような原料の混合方法は特に限定されず、公知の任意の混合方法を採用することができる。例えば、混合用の装置として、例えば、オムニミキサー等を使用することができる。また、混合の際に、硬化材、分散剤、硬化時間調整剤、爆裂防止剤、酸化防止剤等の添加剤を基材に混ぜ込まず、別袋とすることも可能である。
原料の混練方法についても特に限定されず、公知の任意の混練方法を採用することができる。例えば、混練用の装置として、ボルテックスミキサーやモルタルミキサー等を使用することができる。混練水についても特に限定されない。家庭用の浄水や工業用浄水等を使用することができる。また、シリカゾル等のバインダーを含んだ液体であってもよい。
The mixing method of the raw materials as described above is not particularly limited, and any known mixing method can be employed. For example, as an apparatus for mixing, for example, an omni mixer or the like can be used. Further, when mixing, additives such as a curing agent, a dispersing agent, a curing time adjusting agent, an anti-explosion agent, and an antioxidant can be made into a separate bag without being mixed into the base material.
The kneading method of the raw material is not particularly limited, and any known kneading method can be adopted. For example, a vortex mixer, a mortar mixer, or the like can be used as an apparatus for kneading. The kneading water is not particularly limited. Household water, industrial water, etc. can be used. Further, it may be a liquid containing a binder such as silica sol.

以下の表1〜4に記載する配合割合にて、本発明の高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物及び比較品を説明するが、本発明は以下の例示に限定されるものではないことを理解されたい。
表1〜4では、表中に示す配合割合で原料を配合、混練することにより調製した流し込み耐火物の特性を評価した。なお、混練は、JIS R 2521に準じた試験方法によるタップフロー値が135〜145になるように調整した混練水量で、ミキサーにより実施した。
なお、炭化珪素の純度は97質量%であった。アルミナの純度は99質量%であった。カーボンブラックは、熱分解法で製造されたもので、平均粒径80nm、DBP吸収量が29cm/100gのものである。ピッチAは、軟化点が110℃、固定炭素割合が60質量%のコールタールピッチである。ピッチBは、軟化点が300℃、固定炭素割合が83質量%のコールタールピッチである。メソフェーズピッチは、軟化点が350℃、固定炭素割合が85質量%のものを用いた。金属コバルトは純度95質量%のものを用いた。
また、各種添加剤として、硬化材であるアルミナセメント、分散剤である燐酸ナトリウム及びナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩、酸化防止剤である炭化ほう素を添加した。ここでは、各種添加剤におけるアルミナセメントの割合は2質量%、燐酸ナトリウムの割合は0.05質量%、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩の割合は0.05質量%、炭化ほう素の割合は0.9質量%とした。
The cast refractories for blast furnace main slag lines of the present invention and comparative products will be described with the blending ratios described in Tables 1 to 4 below, but it is understood that the present invention is not limited to the following examples. I want to be.
In Tables 1-4, the characteristics of the cast refractories prepared by blending and kneading the raw materials at the blending ratios shown in the tables were evaluated. The kneading was carried out with a mixer with the amount of kneading water adjusted so that the tap flow value by a test method according to JIS R 2521 was 135 to 145.
The purity of silicon carbide was 97% by mass. The purity of alumina was 99% by mass. Carbon black has been prepared pyrogenically, average particle size 80 nm, DBP absorption amount is of 29cm 3 / 100g. The pitch A is a coal tar pitch having a softening point of 110 ° C. and a fixed carbon ratio of 60% by mass. The pitch B is a coal tar pitch having a softening point of 300 ° C. and a fixed carbon ratio of 83% by mass. A mesophase pitch having a softening point of 350 ° C. and a fixed carbon ratio of 85% by mass was used. Metal cobalt having a purity of 95% by mass was used.
Further, as various additives, alumina cement as a hardener, sodium phosphate as a dispersant and sodium salt of naphthalenesulfonic acid formalin condensate, and boron carbide as an antioxidant were added. Here, the proportion of alumina cement in various additives is 2 mass%, the proportion of sodium phosphate is 0.05 mass%, the proportion of sodium salt of formalin naphthalene sulfonate formalin is 0.05 mass%, the proportion of boron carbide is The content was 0.9% by mass.

得られた本発明品及び比較品の流し込み耐火物について、流動性、耐食性、耐爆裂性、耐酸化性を評価し、表1〜4に併記する。評価方法は下記の通りである。
(1)流動性の評価
JIS R 2521に準じた試験方法によるタップフロー値が135〜145になるように調整する際の、必要水分割合で判断した。すなわち、必要水分割合が少ないほど流し込み耐火物の流動性が優れていることを示している。流動性が悪い材料では、施工体を得ようとすると多量の水分が必要となり、乾燥後に気孔が多くなり耐食性が劣る。必要水分割合が外掛けで5.9質量%未満の流し込み耐火物を◎、5.9〜6.5質量%の流し込み耐火物を○、6.5質量%より多い流し込み耐火物を×と評価した。
The flow-through, corrosion resistance, explosion resistance, and oxidation resistance of the cast refractories of the present invention and comparative products obtained are evaluated and listed in Tables 1-4. The evaluation method is as follows.
(1) Evaluation of fluidity Judgment was made based on the required water ratio when adjusting the tap flow value by a test method according to JIS R 2521 to be 135 to 145. That is, the smaller the required moisture ratio, the better the flowability of the poured refractory. In a material with poor fluidity, a large amount of moisture is required to obtain a construction body, and pores increase after drying, resulting in poor corrosion resistance. Cast refractories with a required moisture ratio of less than 5.9% by weight are evaluated as ◎, cast refractories with 5.9 to 6.5% by weight are evaluated as ◯, and cast refractories with more than 6.5% by weight are evaluated as ×. did.

(2)耐食性の評価
本発明品及び比較品の各流し込み耐火物を流し込み成形し、30℃で24時間養生して40mm×40mm×160mmの供試体を得、回転ドラム法によるスラグ侵食試験を実施した。侵食剤としてC/S(CaO/SiO質量比)≒1.2の高炉スラグを1時間あたり1kg使用し、1600℃で5時間にわたり試験を行った。高炉スラグは1時間ごとに排出し、新しい高炉スラグと交換した。加熱方法はアーク加熱で行った。試験終了後、供試体の溶損深さを測定し、表3に示す比較品11の溶損深さを100として指数表示した。すなわち、耐食性指数は、数値が小さいほど溶損量が少なく、耐食性に優れていることを示している。溶損指数が、100未満の流し込み耐火物を◎、100〜115の流し込み耐火物を○、115より大きい流し込み耐火物を×と評価した。
(2) Evaluation of corrosion resistance Each cast refractory of the present invention product and comparative product was cast and molded, and cured for 24 hours at 30 ° C to obtain a 40 mm x 40 mm x 160 mm specimen, and a slag erosion test was conducted by the rotating drum method. did. A test was conducted at 1600 ° C. for 5 hours using 1 kg of blast furnace slag of C / S (CaO / SiO 2 mass ratio) ≈1.2 as an erodant. Blast furnace slag was discharged every hour and replaced with new blast furnace slag. The heating method was arc heating. After completion of the test, the melt depth of the test specimen was measured, and the melt depth of the comparative product 11 shown in Table 3 was taken as 100 and displayed as an index. That is, the corrosion resistance index indicates that the smaller the numerical value, the smaller the amount of erosion loss and the better the corrosion resistance. A cast refractory having a melting index of less than 100 was evaluated as ◎, a cast refractory with 100 to 115 was evaluated as ◯, and a cast refractory greater than 115 was evaluated as ×.

(3)耐爆裂性の評価
本発明品及び比較品の各流し込み耐火物を、直径80mm及び高さが80mmの円柱状の型枠に流し込み、30℃で24時間養生して供試体を作成した。得られた供試体を所定温度に保持した電気炉の中に入れ、20分間保持し、爆裂の有無を目視で確認する。そして爆裂が発生しなかった最高温度を爆裂限界温度とした。すなわち、爆裂限界温度が高いものほど、耐爆裂性に優れていることを示している。試験は上限を800℃として100℃毎に実施した。爆裂限界温度が、700℃より高い流し込み耐火物を◎、600℃より高く、700℃以下の流し込み耐火物を○、600℃以下の流し込み耐火物を×と評価した。
(3) Evaluation of explosion resistance Each cast refractory of the product of the present invention and the comparative product was poured into a cylindrical mold having a diameter of 80 mm and a height of 80 mm, and cured at 30 ° C. for 24 hours to prepare a specimen. . The obtained specimen is put in an electric furnace maintained at a predetermined temperature, held for 20 minutes, and visually checked for explosion. The maximum temperature at which no explosion occurred was defined as the explosion limit temperature. That is, the higher the explosion limit temperature, the better the explosion resistance. The test was conducted every 100 ° C. with an upper limit of 800 ° C. A cast refractory having an explosion limit temperature higher than 700 ° C. was evaluated as “◎”, a cast refractory higher than 600 ° C. and lower than 700 ° C. was evaluated as “◯”, and a cast refractory lower than 600 ° C. was evaluated as “x”.

(4)耐酸化性
本発明品及び比較品の各流し込み耐火物を、40mm×40mm×160mmの型枠に流し込み、30℃で24時間養生後脱枠し、110℃で24時間乾燥して供試体を得た。得られた供試体を、コークスブリーズ中で1500℃−3時間の加熱・自然冷却を1回行った後に質量を測定した。その後、追加で4回加熱・自然冷却を繰り返し行った後の供試体の質量を測定した。1回加熱後から5回加熱後の質量増加率で耐酸化性を評価した。すなわち、コークスブリーズ中で加熱しているためにCは酸化しないが、式(3)に従ってSiCはCOガスとの反応によって酸化されて、質量増加が起こる。従って、質量増加率の小さいものほど、SiCが酸化しておらず、耐酸化性に優れていることを示している。質量増加率が、0.6未満の流し込み耐火物を◎、0.6〜0.7の流し込み耐火物を○、0.7より大きい流し込み耐火物を×と評価した。
(4) Oxidation resistance Each cast refractory of the product of the present invention and the comparative product is poured into a 40 mm × 40 mm × 160 mm mold, cured at 30 ° C. for 24 hours, deframed, and dried at 110 ° C. for 24 hours. I got a specimen. The obtained specimen was heated and naturally cooled once in a coke breeze at 1500 ° C. for 3 hours, and the mass was measured. Then, the mass of the test body after repeating heating and natural cooling 4 times additionally was measured. The oxidation resistance was evaluated based on the mass increase rate after the first heating and after the fifth heating. That is, C is not oxidized because it is heated in the coke breeze, but SiC is oxidized by the reaction with CO gas according to the formula (3), resulting in an increase in mass. Therefore, the smaller the mass increase rate, the more the SiC is not oxidized and the better the oxidation resistance. The cast refractory having a mass increase rate of less than 0.6 was evaluated as ◎, the cast refractory having 0.6 to 0.7 was evaluated as ◯, and the cast refractory greater than 0.7 was evaluated as ×.

総合評価
総合評価は、各評価項目のうち一番悪い評価のものとした。◎は、最適、○は、許容範囲、×は、不適とした。
Comprehensive evaluation Comprehensive evaluation was made with the worst evaluation among the evaluation items. ◎ is optimal, ○ is acceptable, and x is inappropriate.

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表1〜4から理解できるように、本発明品11〜21では、比較品1〜11に比べて流動性、耐食性、耐爆裂性、耐酸化性が優れている。
以下、表1〜4に示す流し込み耐火物について簡単に説明する。
比較品1は、炭化珪素の配合割合を40質量%とした配合である。本発明品1〜5は炭化珪素の配合割合を50〜90質量%の範囲内とした配合である。比較品2は、炭化珪素の配合割合を95質量%、アルミナの配合割合を0.5質量%とした配合である。比較品1では炭化珪素の配合割合が50質量%未満であるために、耐食性に劣る。また、比較品2では炭化珪素の配合割合が90質量%より多く、アルミナの配合割合が1質量%未満であるために、流動性に劣る。
比較品3は、アルミナの配合割合を48質量%とした配合である。比較例3ではアルミナの配合割合が41質量%より多いために、耐食性に劣る。
比較品4は、カーボンブラックの配合割合を0.1質量%とした配合である。比較品5は、カーボンブラックの配合割合を10質量%とした配合である。比較品4ではカーボンブラックの配合割合が0.3質量%未満であるために、耐食性に劣る。また、比較品5ではカーボンブラックの配合割合が9質量%より多いために、流動性に劣る。
比較品6は、ピッチの配合割合を0.1質量%とした配合である。比較品7は、ピッチの配合割合を6質量%とした配合である。比較品6ではピッチの配合割合が0.3質量%未満であるために、耐酸化性に劣る。また、比較品7ではピッチの配合割合が5質量%より多いために、耐爆裂性に劣る。
比較品8は、メソフェーズピッチの配合割合を0.1質量%とした配合である。比較品9は、メソフェーズピッチの配合割合を8質量%とした配合である。比較品8ではメソフェーズピッチの配合割合が0.3質量%未満であるために、耐爆裂性に劣る。また、比較品9ではメソフェーズピッチの配合割合が7質量%より多い為に、流動性に劣る。
比較品10は、炭化珪素の配合割合を15質量%とした配合である。比較品10では炭化珪素の配合割合が50質量%未満であるために、耐食性に劣る。
比較品11は、炭素質原料としてカーボンブラックとピッチのみを使用した配合である。比較品11ではメソフェーズピッチ原料が無添加であるために耐爆裂性に劣る。
本発明品22は、本発明品1の配合において、ピッチAをピッチBに置換したものである。本発明品22ではピッチBの軟化点が300℃と高いために、耐酸化性が若干劣る。
比較品12は、特許文献3に開示されている金属コバルトを酸化防止剤として使用した配合である。比較品12では金属コバルトを配合しているために耐食性に劣る。ここで、特許文献3では、金属コバルトの添加は、短時間且つ低温(1000℃−3時間)での酸化防止に有効であるとされているが、本発明者らの実験では、実際の高炉主樋の使用状況に近似させたCOガス雰囲気下、高温、長時間で耐酸化性を評価しており、金属コバルトの添加により耐酸化性が悪化していた。これは、以下のような理由によるものと考えられる。即ち、金属コバルトが酸化して酸化コバルトが生成するが、この酸化コバルトとSiOガスが反応して珪酸コバルトを生成させ、そのために供試体中のSiO分圧が低下し、SiCからさらにSiOガスが発生し、その結果、SiCの酸化がより促進させるものと推測される。
比較品13は、炭素質原料としてカーボンブラックのみを使用した配合である。比較品13ではピッチ及びメソフェーズピッチを併用していないために耐酸化性及び耐爆裂性に劣る。
比較品14は、炭素質原料としてピッチのみを使用した配合である。比較品14ではカーボンブラック及びメソフェーズピッチを併用していないために耐食性及び耐爆裂性に劣る。
比較品15は、炭素質原料としてメソフェズピッチのみを使用した配合である。比較品15ではカーボンブラック及びピッチを併用していないために耐食性及び耐酸化性に劣る。
比較品16は、炭素質原料としてカーボンブラック及びピッチを使用した配合である。比較品16ではメソフェーズピッチを併用していないために耐爆裂性に劣る。
比較品17は、炭素質原料としてカーボンブラック及びメソフェーズピッチを使用した配合である。比較品17ではピッチを併用していないために耐酸化性に劣る。
比較品18は、炭素質原料としてピッチ及びメソフェーズピッチを使用した配合である。比較品18ではカーボンブラックを併用していないために耐食性に劣る。
以上のように、本発明品の優位性は明らかである。
As can be understood from Tables 1 to 4, the products 11 to 21 of the present invention are superior in fluidity, corrosion resistance, explosion resistance and oxidation resistance as compared with the comparative products 1 to 11.
Hereinafter, the cast refractories shown in Tables 1 to 4 will be briefly described.
The comparative product 1 is a blend in which the blending ratio of silicon carbide is 40% by mass. Invention products 1 to 5 are blends in which the blending ratio of silicon carbide is within the range of 50 to 90% by mass. Comparative product 2 is a mixture in which the mixing ratio of silicon carbide is 95 mass% and the mixing ratio of alumina is 0.5 mass%. In the comparative product 1, since the compounding ratio of silicon carbide is less than 50% by mass, the corrosion resistance is inferior. Moreover, in the comparative product 2, since the compounding ratio of silicon carbide is more than 90% by mass and the compounding ratio of alumina is less than 1% by mass, the fluidity is inferior.
Comparative product 3 is a blend in which the blending ratio of alumina is 48 mass%. In Comparative Example 3, since the compounding ratio of alumina is more than 41% by mass, the corrosion resistance is inferior.
The comparative product 4 is a blend in which the blending ratio of carbon black is 0.1% by mass. The comparative product 5 is a blend in which the blending ratio of carbon black is 10% by mass. In Comparative product 4, the carbon black content is less than 0.3% by mass, so that the corrosion resistance is poor. Moreover, in the comparative product 5, since there are more compounding ratios of carbon black than 9 mass%, it is inferior to fluidity | liquidity.
Comparative product 6 is a blend with a pitch blending ratio of 0.1 mass%. Comparative product 7 is a blend with a blending ratio of 6% by mass. In comparative product 6, since the blending ratio of pitch is less than 0.3% by mass, the oxidation resistance is inferior. Moreover, in the comparative product 7, since the blending ratio of the pitch is more than 5% by mass, the explosion resistance is inferior.
The comparative product 8 is a blend in which the blending ratio of the mesophase pitch is 0.1% by mass. Comparative product 9 has a mesophase pitch blending ratio of 8% by mass. In Comparative Product 8, the blending ratio of mesophase pitch is less than 0.3% by mass, so that the explosion resistance is poor. Moreover, in the comparative product 9, since the blending ratio of mesophase pitch is more than 7% by mass, the fluidity is inferior.
The comparative product 10 is a blend in which the blending ratio of silicon carbide is 15% by mass. In comparative product 10, since the compounding ratio of silicon carbide is less than 50% by mass, the corrosion resistance is inferior.
Comparative product 11 is a blend using only carbon black and pitch as carbonaceous raw materials. Comparative product 11 is inferior in explosion resistance because no mesophase pitch raw material is added.
Invention product 22 is obtained by replacing pitch A with pitch B in the formulation of product 1 of the invention. In the product 22 of the present invention, since the softening point of the pitch B is as high as 300 ° C., the oxidation resistance is slightly inferior.
The comparative product 12 is a blend using metal cobalt disclosed in Patent Document 3 as an antioxidant. The comparative product 12 is inferior in corrosion resistance because it contains metallic cobalt. Here, in Patent Document 3, it is said that the addition of metallic cobalt is effective for preventing oxidation at a short time and at a low temperature (1000 ° C.-3 hours). The oxidation resistance was evaluated at a high temperature and for a long time in a CO gas atmosphere approximated to the usage situation of the main pole, and the oxidation resistance was deteriorated by the addition of metallic cobalt. This is considered to be due to the following reasons. That is, metallic cobalt is oxidized to produce cobalt oxide, and this cobalt oxide reacts with SiO gas to produce cobalt silicate. For this reason, the SiO partial pressure in the specimen decreases, and further SiO gas is generated from SiC. As a result, it is presumed that the oxidation of SiC is further promoted.
Comparative product 13 is a blend using only carbon black as a carbonaceous raw material. Comparative product 13 is inferior in oxidation resistance and explosion resistance because pitch and mesophase pitch are not used together.
The comparative product 14 is a blend using only pitch as a carbonaceous raw material. Comparative product 14 is inferior in corrosion resistance and explosion resistance because carbon black and mesophase pitch are not used together.
Comparative product 15 is a blend using only meso-fez pitch as a carbonaceous raw material. Comparative product 15 is inferior in corrosion resistance and oxidation resistance because carbon black and pitch are not used together.
Comparative product 16 is a blend using carbon black and pitch as the carbonaceous raw material. Comparative product 16 is inferior in explosion resistance because it does not use mesophase pitch.
Comparative product 17 is a blend using carbon black and mesophase pitch as carbonaceous raw materials. The comparative product 17 is inferior in oxidation resistance because no pitch is used in combination.
The comparative product 18 is a blend using pitch and mesophase pitch as the carbonaceous raw material. Since the comparative product 18 does not use carbon black in combination, it is inferior in corrosion resistance.
As described above, the superiority of the product of the present invention is clear.

Claims (1)

炭化珪素−アルミナ−炭素系の高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物において、炭化珪素原料が50〜90質量%、アルミナ原料が1〜41質量%、及びカーボンブラック、ピッチ及びメソフェーズピッチからなる炭素質原料が0.9〜21質量%の範囲内にあり、且つカーボンブラックが0.3〜9質量%、ピッチが0.3〜5質量%及びメソフェーズピッチが0.3〜7質量%の範囲内にあることを特徴とする高炉主樋スラグライン用流し込み耐火物。   Silicon carbide-alumina-carbon blast furnace main slag line cast refractory, carbonaceous material comprising 50 to 90 mass% silicon carbide raw material, 1 to 41 mass% alumina raw material, and carbon black, pitch and mesophase pitch The raw material is in the range of 0.9 to 21% by mass, the carbon black is in the range of 0.3 to 9% by mass, the pitch is in the range of 0.3 to 5% by mass, and the mesophase pitch is in the range of 0.3 to 7% by mass. Cast refractories for blast furnace main slag lines.
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