JPH02285014A - 高炉出銑孔用マッド材 - 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〕 この発明は高炉における出銑孔用マッド材に関するもの
である。

〔従来の技術〕

最近の鉄鋼業界では、少基数の大型高炉への集約がなさ
れ、出銑比〔１日の出銑量（ｔ−ｐｉｇｉｒｏｎ）／炉
内容積（ｄ）〕を高める努力が続けられており、出銑比
２．０以上の高炉が増えている。

この出銑比を高めるため、送風量を増加させることによ
り出銑滓の流出速度が大きくなり、出銑孔用マッド材の
損傷が大きく出銑時間の低下をきたす。また、高出銑比
操業では開孔径が小さいと出銑初期に造銑滓速度より出
銑滓速度が小さすぎて、炉内の貯銑滓レベルが高くなり
、炉内圧の変動等を生じ、操業に悪影響を及ぼす。従っ
て、開孔部を大きくする必要があるが、開孔径を大きく
すると出銑時間の低下をきたす。

高炉出銑孔用マッド材としてはろう石、シャモット、ア
ルミナ、炭化珪素、カーボン等の耐火骨材、耐火粘土、
金属珪素等の焼結剤並びにタール等のバインダーからな
るものが使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記、炭化珪素、カーボンは耐食性、耐摩耗性を増大さ
せるためにかなりの量が添加されるが、これ等物質は自
己焼結性がないため、添加量の増加に伴って強度が低下
する。そこで、このような強度の低下を防止するために
粘土が多量に添加されるのであるが、この粘土は高炉ス
ラグと反応し、低融物を生成する。従って、高出銑比操
業で出銑滓の流出量が多い場合、出銑中の孔径拡大が急
激に生じ、炉内に溶銑及び溶滓を残したまま出銑が終了
してしまい、出銑回数の増加、労働負荷の増大につなが
っていた。この問題を解決するために、従来は粘土量の
減少、アルミナ微粉、ジルコン微粉等を使用することが
試みられてきた。

しかしながら、アルミナやジルコン等では粘土量の焼結
性が得られず、実炉使用時に出銑初期の孔径拡大が大き
くなる欠点があった。

この発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであ
って、溶銑、溶滓に対して高い耐食性を有するとともに
、大きな強度を有し、高出銑比操業時において出銑孔の
急激な拡大現象がないマッド材を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するためにこの発明は、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重量部と残部のその他の耐火材に残炭素有機化合物
を加えて混練するようにしている。

〔作　用〕

この発明に使用される窒化珪素鉄は、フェロシリコンを
窒化したものであり、Ｓｉ、Ｎ４を７０〜８０％含有し
、残りの大部分は金属Ｆｅ及びＦｅＳｉである。この中
の５ｉｓＮ４は共有結合的性質を有し本来耐酸化性が高
く、溶銑、溶融スラグに対して濡れ難いという性質を有
しているが、１４００℃以上の温度で徐々に分解して窒
素を放出する性質がある。この窒素はカーボンの存在下
でカオリン粘土と反応し耐火物中に固定され、マッド材
の緻密化及び耐食性が向上すると推定される。

すなわち、カオリン粘土はカーボンの存在下で上記第（
１１式に示すように窒素と反応しサイアロンを生じる。

Ｎ２　→Ｓｉ、Ｎ、　　・Ａｌｔｏｓ　　・　ＡＩＮ＋
上記反応により生じたサイアロンは溶銑、溶融スラグに
濡れ難く、粘土の欠点である溶融スラグと反応して低融
点物質を生じる性質がなくなり、マッド材の耐食性が大
きく改良される。

この窒化珪素鉄は４４μｍ以下の微粉が粘土と反応しや
すく、添加量はマッド材中で１５〜３０重量部が適当で
ある。粒径が４４μｍ以上では粘土との反応が乏しく、
粘土が未反応として残るので、耐食性が低下する。１５
重量部以下では窒素の揮散が少なく、上記粘土と窒素の
反応が充分に生じ得ない。３０重量部以上では反応焼結
強度が高くなりすぎて、開孔が困難となり不都合である
。

主骨材は、高炉スラグと反応して低融点物質を生成しに
くいＡｌつ０．含有量８０％以上のアルミナ原料が適当
である。Ａｌ２Ｏ！含有量が８０％以下では耐食性が低
下する。

本発明では粒径４４μｍ以下の黒鉛を使用する。

黒鉛は上記窒素と粘土の反応を促進するものである。そ
の配合割合は０．５〜４重量部が適当であり、０．５重
量部以下では窒素との反応が充分得られず、４重量部以
上では焼結を阻害して不都合である。黒鉛の粒径は４４
μｍ以下が好ましく、４４μｍ以上では窒素と粘土の反
応が乏しく、粘土が未反応として残るので、耐食性が低
下する。

カオリン粘土は５重量部以下ではカーボン、窒素との反
応が不十分であり、１５重量部を越えると未反応の粘土
が多くなりすぎて、マッド材の耐食性に悪影響を及ぼす
。

この他、残部の耐火性物質として、炭化珪素、コークス
等の非酸化物原料、金属珪素、フェロシリコン、アルミ
ニウム粉等の添加剤等を必要に応じて使用することがで
きる。バインダーは残炭素有機化合物、例えば通常使用
されるタール、タールピッチ、フェノールレジンを使用
することができる。

以上の構成及び作用により、この発明のマッド材は使用
温度付近での良好な耐食性及び充分な強度を発揮し、し
かも、出銑時に低融点物質を生成しないので、高出銑比
操業時の出銑孔の急激な拡大がなくなる。

〔実施例〕

（実施例（ａ）） 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

本発明の一実施例では、第１表実施例（ａｌ欄に示すよ
うに、粒径３〜９．１ｍｍの焼ボーキサイト（ＡＪｚＣ
）＋含有量８８％）２４重量部、粒径４４μｍ以下の窒
化珪素鉄１７重量部、粒径１ｍｍ以下の炭化珪素２０重
量部、粒径２〜０．１ｍｍのコークス１０重量部、粒径
４４μｍ以下の黒鉛１重量部、カオリン粘土１０重量部
、タール１９重量部を良く混合して高炉出銑孔用マッド
材を得た。

（実施例（ｂ）） この高炉出銑孔用マッド材の１４００℃における熱間曲
げ強さ及び１５５０℃における耐食性を試験した結果を
第１表実施例（ａ）欄に示す。

また、本発明の他の実施例では、第１表実施例（ｂ）欄
に示すように、粒径３〜０．１ｍｍの焼ボーキサイト（
Ａ　ｌｔ　Ｏ！含有量８８％以上）２６重量部、粒径０
．１ｍｍ〜の焼ボーキサイト１１重量部、粒径１ｍｍ〜
の炭化珪素２０重量部、粒径２〜Ｑ、１ｍｍのコークス
１０重量部、粒径４４μｍ以下の窒化珪素鉄２５重量部
、粒径４４μｍ以下の黒鉛３重量部、カオリン粘土５重
量部、タール１９重量部を良く混合して高炉出銑孔用マ
ッド材を得た。

この高炉出銑孔用マッド材の１４０（ｌにおける熱間曲
げ強さ及び１５５０℃における耐食性の試験した結果を
第１表実施例（ｂ）欄に示す。

（比較例の） 第１の比較例として、第１表比較例■欄に示すように粒
径３〜Ｑ、１ｍｍの焼ボーキサイト２５重量部、粒径０
．１ｍｍ以下の焼ボーキサイト２５重量部、粒径１ｍｍ
以下の炭化珪素２０重量部、粒径２〜０．１ｍｍのコー
クス１０重量部、粒径４４μｍ以下の窒化珪素鉄ｌＯＭ
量部、カオリン粘土１０重量部、その他にタール１９重
量部を良く混合して高炉出銑孔用マッド材を得た。

この高炉出銑孔用マッド材の１４００℃における熱間曲
げ強さ及び１５５０℃における耐食性を試験した結果を
第１表比較例■欄に示す。

（比較例■） 第２の比較例として、第１表比較例■欄に示すように粒
径３〜Ｑ、１ｍｍの焼ボーキサイト２５重量部、粒径０
．１ｍｍ以下の焼ボーキサイト１５重量部、粒径１ｍｍ
以下の炭化珪素２０重量部、粒径２〜０．１ｍｍのコー
クス５重量部、粒径４４μｍ以下の窒化珪素鉄１５重量
部、粒径４４μｍ以下の黒鉛１０重量部、カオリン粘土
１０重量部、その他にタール２０重量部を良く混合して
高炉出銑孔用マッド材を得た。

この高炉出銑孔用マッド材の１４００℃における熱間曲
げ強さ及び１５５０℃における耐食性の験結果を第１表
比較例■欄に示す。

第１表から明らかなように、本発明の各実施例は熱間曲
げ強さ、耐食性共に各比較例に比べて温かに優れている
ことがわかる。また、本発明の高炉出銑孔用マッド材を
高出銑比操業（出銑比２゜１）の高炉の出銑孔に充填し
たところ、出銑中の孔径拡大が少なく、出銑時間が従来
に比して約１゜５倍に延長され、マント材の使用量及び
労働負荷の低減を図ることができた。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、ＡＡ、Ｏ，含有量８０
％以上のアルミナ原料を主骨材とし、粒径４４μｍ以下
の窒化珪素鉄と粒径４４μｍ以下の黒鉛及び粘土を組み
合わせることにより、使用温度域での耐食性、強度が充
分となり、高出銑比操業時における出銑孔の急激な拡大
を生じない利点がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕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。