JPH0127124B2

JPH0127124B2 -

Info

Publication number: JPH0127124B2
Application number: JP55080604A
Authority: JP
Inventors: Masao Abe
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1980-06-14
Filing date: 1980-06-14
Publication date: 1989-05-26
Also published as: JPS575811A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、過酷な雰囲気に晒される上下吹き転
炉用の羽口れんがにに関する。〔従来の技術〕製鋼技術の進歩はめざましく、製鋼転炉の底吹
き化に成功したのに引き続き、上下吹き転炉の開
発が行われている。この上下吹き転炉は、すでに
一部では実用化されており、更に適用の拡大が検
討されている。該上下吹き転炉においては、炉底に備えた羽口
から炭化水素、炭酸ガス、不活性ガス、酸素等を
吹込み、上部からもランスを介して純酸素を吹き
込んでいる。この上下吹きによつて、底吹き転炉
及びLD−転炉双方の長所が得られ、吹練時間の
短縮、鋼歩留まりの向上等の改善が行われる。このように、上下吹き転炉は数多くの長所をも
つものではある。しかし、上下両方からガスが吹
き込まれるため、炉内の反応が苛烈に行われる。
特に、羽口及びその周辺部にある耐火物は、冷却
ガスによる冷却作用と高温の反応の双方を受ける
ため、急峻な温度勾配が生じ、熱的スポーリング
による損耗が激しくなる。そこで、この過酷な炉
内雰囲気に耐える炉壁構成材料又は内張り材の開
発が、この上下吹き転炉法が成功させるか否かの
鍵となる。他方、底吹き転炉においても、炉底に設けた羽
口から炭化水素、炭酸ガス、不活性ガス、酸素等
を炉内に吹き込むことにより、吹練反応を行つて
いる。そこで、この羽口を構成するれんがにも、
急峻な温度勾配が生じ、スポーリングによる損耗
が大きくなる。このような熱的スポーリングに強
いれんがとして、具体的に羽口を構成するもので
はないが、たとえば特開昭54−30212号公報に記
載されたような方法により製造された不焼成マグ
ネシア−カーボン質れんがを転炉の炉底部用に使
用した例がある。また、各種金属粉末を単独又は
組み合わせて添加することにより、それを酸素と
反応させて炭素の酸化防止を図つた電気炉のホツ
トスポツト等に使用する焼成マグネシア−カーボ
ン質れんがが特開昭54−39422号公報で紹介され
ている。また、上下吹き転炉における羽口れんが内の温
度勾配は、底吹き転炉の羽口における温度勾配に
比較して、格段に急峻であると予想される。この
急峻な温度勾配による熱応力を受ける羽口れんが
にあつては、耐スポーリング性が上下吹き転炉の
羽口を選定するにあたつての最も重要な要件にな
る。この点から、黒鉛を配合した耐火物が最も好
適な材料と考えられる。不焼成マグネシア−カーボン質れんがは、鱗状
黒鉛を含有しているため、現在使用されている他
の材料に比較して酸化抵抗性に優れ、また高熱伝
導率、低熱膨張率でもある。また、不焼成である
ため、れんが内に熱歪みがなく、優れたスポーリ
ング抵抗性を示す。更に、黒鉛が溶鋼及びスラグ
に対して濡れ難いため、れんがの耐食性に非常に
優れたものとなる。この不焼成マグネシア−カーボン質れんがを底
吹き転炉の羽口に使用するとき、従来の焼成マグ
ドロ・タール含浸れんがに比較して、数段優れた
実績が得られている。そして、不焼成マグネシア
−カーボン質れんがをLD−転炉の内張りに用い
た場合においても、耐食性、耐スポーリング性等
において優れた結果が得られている。〔発明が解決しようとする問題点〕不焼成マグネシア−カーボン質れんがの優れた
性質は、その一成分であるカーボンが酸化されな
い限りにおいて、維持される。しかし、最近の傾
向として、厳しい雰囲気の下で溶鋼を精練するよ
うになつてきている。特に、過酷な雰囲気にれん
がが曝される上下吹き転炉の羽口及びその周辺部
においては、カーボンの酸化が無視できないもの
となる。そして、カーボンが酸化された後では、
脱炭のため耐火物の組織が脆弱になり、前記の優
れた性質が発揮されなくなる。すなわち、上下吹きにおける下羽口は、上吹き
の影響を非常に強く受け、吹き込まれた酸素の火
点が底吹き転炉に比較して羽口に近づくものと考
えられる。この火点は、2000℃以上の温度にある
といわれ、羽口も高温に曝される。このような条
件下で羽口が耐火物の侵食を増大させるスラグコ
ーテイング層の溶流に接触するため、その下羽口
は、底吹き転炉とは比較にならないほど過酷な条
件の下で使用される。そこで、通常の対策として火点が羽口に比較的
近い場合、酸化による影響を少なくするため、高
熱伝導率、低熱膨張率等の特性をある程度犠牲に
して黒鉛含有量の少ない耐火材を用いている。他
方、火点が比較的羽口から離れている場合には、
高熱伝導率、低熱膨張率等に優れた黒鉛含有量の
多い耐火材を用いる。このカーボンの酸化は、焼成されたマグネシア
−カーボン質れんがにおいても同様である。ま
た、酸化防止剤として金属粉末を添加すると、熱
間強度に関しては優れた性質を示すが、吹き込ま
れた酸素の火点が高いため、溶鋼流に曝される羽
口部において必然的にカーボンの酸化が生じる。
そして、カーボンの酸化により耐火物が脱炭さ
れ、脆弱なものとなる。そこで、本発明は、マグネシア質原料に硼素化
合物を添加すると使用過程で硼素化合物の酸化が
生じた際にMgOとの反応によりMgO−B₂O₃系の
低融点化合物を生成し、耐熱性及び耐食性が悪く
なるものとして従来では通常使用することが考え
られないような耐火物系において、前述のMgO
−B₂O₃系低融点化合物のコーテイングにより、
カーボンの酸化を抑え、マグネシア−カーボン質
れんがの優れた性質を長期にわたり持続させた上
下吹き転炉用の羽口れんがを提供することを目的
とする。〔問題点を解決するための手段〕本発明の上下吹き転炉用羽口れんがは、その目
的を達成するため、鱗状黒鉛10〜30重量％と、マ
グネシア質原料90〜70重量％と、窒化硼素及び／
又は炭化硼素0.5〜９重量％とを配合し、有機結
合剤を用いて成形、加熱、硬化するか、或いはこ
れを非酸化性雰囲気中で焼成してなることを特徴
とする。〔作用〕本発明における窒化硼素BN又は炭化硼素B_oＣ
（ｎは１〜６であり、通常はｎ＝４）は、酸化防
止材として働く。たとえば、B₄Cを使用すると
き、このB₄Cは、溶鋼、スラグ、雰囲気、れんが
等に含まれている酸素と反応し、B₂O₃を生成す
る。このB₂O₃生成反応は、他の酸化防止剤に比
較して低温で進むので、より早い時点で酸化防止
効果が発揮される。また、生成したB₂O₃は、他
のフラツクス成分と比較して迅速に液相化する。
したがつて、耐火物の表面にB₂O₃の保護被膜が
生成され、酸素が更に耐火物内に侵入することが
防がれる。このような作用は、窒化硼素BNの場
合も同様である。その結果、B₄Cの添加により改質された耐火物
で、過酷な雰囲気に晒される上下吹き転炉の羽口
及びその周辺部を構築したものは、耐熱性及び耐
食性は劣るが、酸化性の高い雰囲気で使用するこ
とができるようになる。また、これにより、他の
部分における耐火物の溶損とのバランスが図ら
れ、炉一代を通して使用効率の高いものとなる。本発明において、鱗状黒鉛の含有量を10〜30重
量％としている。なお、鱗状黒鉛の他に、コーク
ス、カーボンブラツク、人工黒鉛等のその他のカ
ーボン質原料を使用することも考えられる。しか
し、これらのカーボン質原料を使用した耐火物の
耐食性、耐酸化性、耐スポーリング性等は、鱗状
黒鉛の場合に比較して劣るものである。この点か
ら、本発明においては、鱗状黒鉛をカーボン質原
料として使用することが好ましい。また、マグネシア質原料としては、マグネシア
（MgO）、ピクロクロマイト（MgO・Cr₂O₃）が
あるが、主としてマグネシア（MgO）を90〜70
重量％の割合で使用する。この鱗状黒鉛とマグネ
シアの配合割合が上記の範囲内であれば、マグネ
シア−カーボン質れんがの一般特性としての耐食
性及び耐熱性の効果も有効に利用できるものであ
る。更に、黒鉛の少ない領域においては、金属アル
ミニウム、金属シリコン等を、強度の維持及び耐
酸化性の一層の向上のため、合計量で３〜10重量
％添加することもできる。この黒鉛の酸化を防止するために添加される窒
化硼素及び／又は炭化硼素の量は、炭素量100重
量部に対し５〜30重量部とすることが好ましい。
これは、窒化硼素及び／又は炭化硼素が５重量部
より少ない場合には、黒鉛の酸化抑制及びスラグ
コーテイング層の維持が不十分となり、逆に30重
量部を越える範囲では稼動面で黒鉛に優先して酸
化された際のB₂O₃系化合物の生成量が過多とな
り、耐熱性、耐食性が低下することを理由とす
る。以上述べたように、窒化硼素及び／又は炭化硼
素の量は、黒鉛量に律則されるが、全配合物を基
準とするとき0.5〜９重量％の割合で配合するこ
とが必要である。また、この窒化硼素及び／又は炭化硼素は、れ
んが中の黒鉛、ボンドカーボン等に優先して酸化
され、れんがの組織劣化を抑制する作用も発揮す
る。なお、このような耐火物は、そのままでも羽口
及びその周辺部の材料として使用できるが、ター
ル含浸処理を施すことにより耐スポーリング性の
劣化防止が図られる。〔実施例〕以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説
明する。鱗状黒鉛及び他の耐火物原料を、通常の最密充
填が得られるような粒度構成とし、フエノール樹
脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂
等の熱硬化性樹脂をバインダーとして用いて混練
した後、強圧成形し、硬化させた。このようにし
て得られた不焼成耐火物を、上下吹き転炉の羽口
及びその周辺部に使用した。また、溶鋼による摩耗が特に激しい羽口及びそ
の周辺部に対しては、耐火物を硬化させた後、非
酸化性雰囲気中で1400〜1500℃で還元焼成するこ
とにより、強固なカーボンボンドが生成された焼
成耐火物を使用した。このようにして得られた耐火物の特性を、次表
に示す。

【表】

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によるとき、窒
化硼素及び／又は炭化硼素を添加した黒鉛質耐火
れんがにより上下吹き転炉の羽口及びその周辺部
が構築される。この耐火れんがにおいては、鱗状
黒鉛の優れた性質、たとえば高熱伝導性、低熱膨
張率等を長期にわたつて安定して利用することが
できる。また、羽口及びその周辺部における耐火
物の溶損が、その他の個所における耐火物の溶損
とバランスし、炉一代を通して使用効率の高い転
炉が得られる。また、鱗状黒鉛の酸化が抑制され
ているので、過酷な酸化雰囲気にある上下吹き転
炉の羽口及びその周辺部においても、格別に黒鉛
含有量を低下させることなく、鱗状黒鉛の優れた
性質を充分に活用することが可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

１鱗状黒鉛10〜30重量％と、マグネシア質原料
90〜70重量％と、窒化硼素及び／又は炭化硼素
0.5〜９重量％とを配合し、有機結合剤を用いて
成形、加熱、硬化するか、或いはこれを非酸化性
雰囲気中で焼成してなることを特徴とする上下吹
き転炉用羽口れんが。