JPH02137766A - 鉄浴溶融還元炉用Ａｌ↓ｚＯ↓３系耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄浴溶融還元炉用の耐高温性で、高耐蝕性のＡ
Ｑ、０３−５ｉＣ−Ｃ及びＡｌ２Ｏ３−Ｃ質耐火物に関
するものである。

（従来の技術） 近年各種の新しい鉄鋼製造法が研究開発されている。鉄
浴溶融還元法もその一つであり、酸素ガスを用いた上底
吹き複合吹錬等、極めて苛酷な操業条件となっており、
これに適合する耐火物の開発が必須となっている。

鉄浴溶融還元法においては、還元鉱石或いは未還元鉱石
、石炭及び／またはコークス、石灰等の副原料を炉内に
投入或いは吹き込み、酸素ガスをランスバイブ及び／ま
たは羽目より吹き込み精練するものであり、従って、Ｆ
ｅ−Ｃｒ１６融還元炉で使用されているＭｇＯ−Ｃ及び
ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ，質れんがでは低塩基度・低Ｍｇｏ・
高Ａｌ２Ｏ３多量スラグにより、また、炉上部は炉内二
次燃焼により雰囲気温度が１９００℃を越えるため、更
に、ガス吹き込み羽目及び周辺等、内張耐火物全体の寿
命が非常に短いことが中型炉実験結果より分かっている
。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はこの点に鑑み、苛酷な操業条件に十分耐え得る
耐火物（参考技術　特開昭６０−１６８５９公報、特開
昭６０−　］、　６８６６公報）即ち、耐高温、高耐蝕
、（特に、溶融還元スラグに対して）、且つ、熱衝撃に
極めて優れた性質を合せ持つ耐火物を提供するものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明の第１は重量％でＡｌ１，０．が６６〜８８％、
ＳｉＣが２〜１０％、　Ｃが４〜１８％の化学成分を有
し、且つ、Ａｌ２Ｏ３純度が９９％以上、ＳｉＣ純度９
４％以上、Ｃ純度９６％以上である鉄浴溶融還元炉用Ａ
ｌ２Ｏ３−５ｉＣ−Ｃ質耐火物であり、その第２は重量
％でＡｌ２Ｏ３が７８〜８９％。

０７〜１８％の化学成分を有し、且つ、ＡＱ、０３純度
及びＣ純度が９９％以上である鉄浴溶融還元炉用ＡＩ２
．０３−Ｃ質耐火物であり、特に耐高温、高耐蝕性（特
に溶融還元スラグに対して）に優れ、かつ、耐熱衝撃に
優れたものであり、鉄浴溶融還元炉用の耐火物として好
適なものである。

（作用） 一般に、耐高温、高耐蝕性を有する耐火材料としては、
例えばＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３。

ＺｒＯ□、Ｍｇ０−Ｃｒ、０３があげられる。しがし、
これらを主原料とする耐火物は鉄浴溶融還元操業の条件
下では熱的スポーリングに対して非常に弱い。

そこでこのような熱スポーリング性を改善するために通
常Ｃを添加する本発明においても同様であるが、本発明
においては、鉄浴への影響、スラグの利用性等も考慮し
て、ＡＱ２０３系を選択するものである。即ち、本発明
者等はＡＱ２０３２ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ，、Ｍ
ｇＯ・Ｃｒ２Ｏ，、Ｃ１及びこれらを組み合わせた耐火
物を試作し、実験室レベルで鉄浴との接触評価試験を行
ったところ前述のＭｇ０−Ｃに限らず、ＭｇＯを含有す
る物は、低塩基度・低ＭｇＯ・高ＡＱ、０３条件下では
、ＭｇＯのスラグ中への溶出により骨材粒が崩壊し、マ
トリックス部のＣが酸化され損傷が大きかった。尚、Ｚ
ｒＯ，質耐火物も同様の結果となり、いずれも鉄浴溶融
還元炉用の耐火物として適性が小さい結果を示した。こ
れに対してＡｌ２Ｏ３が６６％以上のものはこのような
現象は見られず、鉄浴溶融還元炉用の耐火物としての適
性があることを示した。

しかし、Ａｆｌ、Ｏ，系耐火物においても不純成分（Ｓ
ｉｎ２．ＣａＯ）　が多いと高温下でシリケート化合物
を生成しスラグとの反応性が大で損傷が大きくなる傾向
を示した。したがって本発明においてはより、適性の大
きいものとするために耐火材料の含有不純成分を極力減
じることも考慮している。更に実験の結果１本発明の第
１の発明のＡＱ２０□−ＳｉＣ−Ｃ−Ｃ質耐火物では、
耐火材料の純度がＡＱ２０３９９％以上、５ｉＣ９４％
以上、Ｃが９９％以上の場合、又、第２の発明のＡＱ、
Ｏ。

−Ｃ質耐火物では耐火材料の純度が、Ａｌ２Ｏ３９９％
以上、Ｃ９９％以上の場合にスラグとの反応を抑制する
効果が顕著である。

次に、化学成分値に関しては、第１の発明のＡ　Ｑ２０
．−　ＳｉＣ−Ｃ質耐火物ではＳｉＣが１０％、Ｃが１
８％を越えると耐蝕性に関与するＡｌ２Ｏ３が減少し耐
火物全体の耐蝕性が低下する。また。

ＳｉＣが２％、Ｃが４％未満になると熱スポーリングの
抑制効果が得られない。

ＡＱｚＯ，−Ｃ質耐火物では、Ｃが１８％を越えるとＣ
の酸化により耐火物全体の耐蝕性が低下する。

また、Ｃが７％未満になると熱スポーリングの抑制効果
が得られないことが明らかになった。

このような実験結果から鉄浴溶融還元炉用耐大物として
の適性が得られるものでとして本発明では重量％でＡｌ
２Ｏ３が６６〜８８％、ＳｉＣが２〜１０％、Ｃが４〜
１８％、Ａｌ２Ｏ３純度が９９％以上、ＳｉＣ純度が９
４％以上のＣ純度が９６％以上であるＡｌ２Ｏ３−Ｓｉ
Ｃ−Ｃ−Ｃ質耐火物、及び、重量％テＡｌ２Ｏ３が７８
〜８９％、Ｃが７〜１８％の化学成分を有し、且つ、Ａ
ＱｚＯ，純度及びＣ純度が９９％以上であるＡＱ、　Ｏ
，、−Ｃ質耐火物に特定するものである。先ず第１の発
明のＡＱ、Ｏ□−ＳｉＣ−Ｃ−Ｃ質耐火物は電融アルミ
ナクリンｈ−（Ａｇ２Ｏ３）ｌ　＊粉炭珪（ＳｉＣ）、
ｍ片状黒鉛（Ｃ）を主原料とし、乾燥或いは乾燥・焼成
後の化学成分値が重量％でＡＱ、０３が６６〜８８％、
ＳｉＣが２〜１０％、Ｃが４〜１８％、これらの含量が
９４％以上となるような割合で配合、これにＣの酸化抑
制剤としてＡＱ、Ｓｉ等の金属物質及び／またははうけ
い酸ガラス等を添加してなるものであり、これにフェノ
ール樹脂等をバインダーとして添加して通常これを一般
的な条件で混錬成形後、乾燥或いは乾燥後焼成して使用
される。又第２の発明のＡΩ２０３−Ｃ質耐火物は電融
アルミナクリンカー（ＡＱＺＯ３）−鱗片状黒鉛（Ｃ）
を主原料とし、乾燥或いは乾燥・焼成後の化学成分値が
重量％でＡｌ２Ｏ３が７８〜８９％。

Ｃが７〜１８％の化学成分を有し、これらの含量が９６
％以上となるような割合で配合、これにＣの酸化抑制剤
としてＡＱ、Ｓｉ等の金属物質等を添加してなるもので
あり、これにフェノール樹脂等をバインダーとして添加
して、通常これを一般的な条件で混錬成形後、乾燥或い
は乾燥後焼成して使用する。

（実施例） 実施例１ 第１表に示す配合割合で混錬成形し、乾燥することによ
って得られた実施例１−１〜２−３及び比較例３〜９不
焼成耐火物を夫々試料として第１図に示す侵蝕試験装置
に内張すして評価試験を行なった。第１図の１は実施例
及び比較例の不焼成耐火物、２は溶銑、３はスラグ、４
はＡｒガス吹き込み用ポーラスプラグ、１４は酸素吹き
込み用パイプをそれぞれ示す。第２図は第１図の１−１
を切断したときの断面図であり、１は実施例及び比較例
の不焼成耐火物、２は溶銑、５はガス吹き込みパイプ、
７はスタンプ材、８はるつぼを示す。

なお図中６はコーン部鉄皮、９は熱電対、１０は誘導コ
イル、１１は鉄皮、１２はＡｒガス、１３は酸素ガス、
Ｘはコーン部（耐高温性、耐蝕性、耐酸化性）、Ｙはス
ラグライン部（耐高温性、耐蝕性）、Ｚは銑浴部（耐摩
耗性）、高周波溶解炉による侵蝕試験装置での耐高温、
高耐蝕、耐酸化、耐摩耗性試験の試験条件は部位別に評
価できるようにし、上吹きは酸素、底吹きはＡｒガス吹
き込み、スラグはＣａＯ／５ｉＯ２＝１．３．Ａｌ２Ｏ
３＝２３％、Ｍｇ０＝１％、　Ｔ−Ｆｅ＝２％の組成を
持つ合性スラグを使用し、１７００℃で２時間行った。

試験結果は第１表に示す。耐高温、高＃蝕、耐酸化、耐
摩耗性とも本発明の試料が良い結果が得られた、比較例
試料は侵蝕量も多く、ＡＱ、Ｏ。

５ｉＣ−Ｃ質耐火物高純度でＳｉＣの配合量は２〜１０
％、Ｃの配合量は４〜１８％、ＡＱ、Ｏ。

Ｃ質耐火物は高純度でＣの配合量は７〜１８％がよいこ
とがわかる。

実施例２ 第２表に示す配合割合の本発明による不焼成耐火物試料
を作成してこれを５　ｔｏｎ鉄浴溶融還元炉に内張すし
て実験操業を行った６得られた結果は第２表に示すよう
に比較例２試料に比較して、耐蝕性は２０〜４０％優れ
、熱スポーリング及び熱応力による剥離損傷も全くなか
った。

第２表 （発明の効果） 本発明の鉄浴溶融還元炉用のＡｌ２Ｏ３−Ｃ−ＳｉＣ−
Ｃ系耐火物及びＡｆ１２０．−Ｃ系耐火物は、高純度の
耐火材料を使用しているので、スラグとの反応が抑制で
き、耐高温性、高耐蝕性に優れ、耐熱スポール性にも優
れており特に苛酷な条件に晒される鉄浴溶融還元炉用の
耐火物として適性が高いものであり、耐用性が高くコス
ト面でも不利はなく、又、鉄浴成分生成スラグの水滓化
利用等の観点からもＭｇＯ，Ｃｒの阻害する要素が少な
い等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は侵蝕試験装置で、第２図は第１図中の１−１を
切断した断面図である。 １・・・（実施例及び比較例）耐火物 ２・・・溶銑　　　　　　　　３・・・スラグ４・・・
ガス吹き込み用ポーラスプラグ５・・・ガス吹き込みパ
イプ　６・・・コーン部鉄皮７・・・スタンプ材　　　
　　８・・・るつぼ９・・・熱伝対　　　　　　１０・
・・誘導コイル１１・・・鉄皮　　　　　　　１２・・
・Ａｒガス１３・・・酸素ガス　　　　　１４・・・酸
素吹き込み用パイプ 第１図 （賭り１及〆比較１１）耐火力 溶銑 スラグ カ゛久吹でへ七用小シラ又プラグ 又タンプ秋 ８：／Ｓフｔａ” ｑ：然伝封 ＩＯ−誘導コＡル ／２：Ａｒ−力パ又 １３−　鱈！Ｉ；ヒ、プ良ブｒ′入

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）重量％でＡｌ＿２Ｏ＿３が６６〜８８％、ＳｉＣが
   ２〜１０％、Ｃが４〜１８％の化学成分を有し、且つ、
   Ａｌ＿２Ｏ＿３純度が９９％以上、ＳｉＣ純度が９４％
   以上、Ｃ純度が９６％以上である鉄浴溶融還元炉用Ａｌ
   ＿２Ｏ＿３−ＳｉＣ−Ｃ質耐火物。 ２）重量％でＡｌ＿２Ｏ＿３が７８〜８９％、Ｃが７〜
   １８％の化学成分を有し、且つ、Ａｌ＿２Ｏ＿３が純度
   及びＣ純度が９９％以上である鉄浴溶融還元炉用Ａｌ＿
   ２Ｏ＿３−Ｃ質耐火物。 ３）Ａｌ＿２Ｏ＿３とＳｉＣとＣの合量が９４％以上か
   らなる特許請求の範囲第１項の鉄浴溶融還元炉用Ａｌ＿
   ２Ｏ＿３−ＳｉＣ−Ｃ質耐火物。 ４）Ａｌ＿２Ｏ＿３とＣの合量が９６％以上からなる特
   許請求の範囲第２項の鉄浴溶融還元炉用Ａｌ＿２Ｏ＿３
   −Ｃ質耐火物。