JPH06101975A - 高炉内張用炭素質耐火物 - Google Patents

高炉内張用炭素質耐火物

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JPH06101975A
JPH06101975A JP4276581A JP27658192A JPH06101975A JP H06101975 A JPH06101975 A JP H06101975A JP 4276581 A JP4276581 A JP 4276581A JP 27658192 A JP27658192 A JP 27658192A JP H06101975 A JPH06101975 A JP H06101975A
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JP
Japan
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blast furnace
resistance
weight
hot metal
thermal conductivity
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Application number
JP4276581A
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English (en)
Inventor
Takafumi Aoki
木 孝 文 青
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Akechi Ceramics Co Ltd
Original Assignee
Akechi Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶銑に対する高耐蝕性,高耐溶銑侵透性,高
耐アルカリ性,高熱伝導性を合わせもつことにより高炉
寿命を延長させるか、もしくは安定的に操業することを
可能とする。 【構成】 高炉内張用炭素質耐火物に於いて、主成分と
して焙焼無煙炭10〜50重量%,人造黒鉛又は天然黒
鉛10〜50重量%,炭化珪素5〜25重量%,金属珪
素1〜15重量%,アルミナ1〜15重量%を含有して
いることを特徴としている。 【効果】 溶銑に対する抵抗性が高く、熱伝導率も高値
を示し、そして耐アルカリ性並びに耐スポ−ル抵抗性も
高いことにより、いかなる苛酷な操業条件においても安
定的に操業でき、高炉寿命を延長することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、耐溶銑侵蝕性,
耐溶銑侵透性,耐アルカリ性及び高熱伝導性に優れた高
炉内張用炭素質耐火物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高炉の炉内は高圧かつ還元零囲気にさら
されており、かつ高炉の耐用期間を延長させるため炉外
より耐火物を水冷させ、溶銑に対する溶損を抑制させて
いるのが通常であり、例えばAl23−SiO2系シャ
モット質等の酸化物系の耐火物を、高炉内張用耐火物と
して使用することは高圧かつ還元零囲気下での不安定
性,そして低熱伝導性,さらには溶銑の侵透性に対する
抵抗性が低いことなどに起因して一般的には高炉炉床内
張用耐火物としては採用されない。
【0003】よって、従来より焙焼無煙炭(即ち無煙炭
を1500℃以上の温度にて仮焼して得られたもの)を
90重量%以上含有している炭素質耐火物が使用されて
いる。
【0004】しかし、前記炭素質耐火物は以下の問題点
を有している。即ち、前記の焙焼無煙炭を90重量%以
上含有した炭素質耐火物は、焙焼無煙炭とタ−ルピッチ
を混合−混練して押し出し成形し1300℃の温度にて
還元焼成されたもので有るが、耐火物中に内在している
気孔径が平均にして3μm以上と大きく、かつ、焙焼無
煙炭を90重量%以上含有しているため組織が脆弱であ
り、溶銑に対して溶解しやすく、そして溶銑の侵透が大
きい。又アルカリに対して抵抗性が低く、アルカリの侵
入により亀裂が発生し、温度が高ければ最悪の場合崩壊
してしまう。さらにまた鉱物的にも非晶質の炭素である
ため、熱伝導率は必ずしも高くなく、特に高負荷操業を
行なう場合に於いては、操業的に難しいところが有る。
【0005】上述の問題に対し、特に溶銑に対する耐蝕
性並びに耐溶銑侵透性を向上させた対策として次のよう
な方法が用いられており、特開昭52−32006号公
報に開示されている。即ち本質的に下記からなる耐火物
で形成された高炉炉床用炭素質耐火物である。
【0006】100μm以上の粗粒子を主体とする焙焼
無煙炭を主原料とする炭素質原料に内割で粒度200μ
m以下、熱膨張係数13×10-6/℃以下、溶融温度1
400℃以上の高耐火性金属酸化物粉末を2〜30重量
%含有し炭素結合材で結合させ形成する。
【0007】しかしながら上述の炭素質耐火物は、次の
問題点を有している。
【0008】金属酸化物粉末を2〜30重量%含有させ
ることで溶銑に対する耐蝕性は大幅に向上し、そしてマ
トリックス部が金属酸化物粉末により強化されるため溶
銑の耐溶銑侵透性も向上するが、主骨材としては焙焼無
煙炭を使用しているのでアルカリに対する抵抗性は従来
とかわらず低く、アルカリの侵入により亀裂が発生して
しまう。又熱伝導率は金属酸化物粉末を添加しているの
で、従来と比較しても向上することはない。
【0009】以上のことから、高炉内張用耐火物として
は炭素質耐火物が有用であることは周知であるが、具備
すべき条件、例えば、溶銑に対する耐蝕性,耐溶銑侵透
性,耐アルカリ性,高熱伝導性等を合わせもった高炉内
張用炭素質耐火物はまだ提案されていないのが現状であ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するためになされたものであって、本発明の目的は、
溶銑に対する高耐蝕性,高耐溶銑侵透性,高耐アルカリ
性,高熱伝導性を合わせもつことにより、高炉寿命を延
長させるか、もしくは安定的に操業することを可能とす
る高炉内張用炭素質耐火物を提供することにある。
【0011】本発明は本質的に下記からなる耐火物で形
成される。即ち主成分として焙焼無煙炭10〜50重量
%,人造黒鉛又は天然黒鉛10〜50重量%,炭化珪素
5〜25重量%,金属珪素1〜15重量%,そしてアル
ミナ1〜15重量%。なお粒度としては焙焼無煙炭につ
いてのみ250μm〜5000μmと限定し、それ以外
の成分について特に限定していない。
【0012】上述の耐火物で構成された高炉内張用耐火
物は焙焼無煙炭を250〜5000μmの粒度で使用
し、特に微粉部に相当する部位には使用しない。それと
並行して人造黒鉛ないしは天然黒鉛は粗粒〜微粉部に至
るまで使用することによりアルカリに対する抵抗性が向
上し、かつ熱伝導率も高位に維持することが出来る。
【0013】また溶銑に対する耐蝕性,耐溶銑侵透性に
対しても44μm以下のアルミナを添加することでマト
リックス部が強化でき、さらには250μm以下の炭化
珪素も添加されているのでマトリックス部の人造黒鉛な
いしは天然黒鉛の溶銑への溶出は抑制できる。又44μ
m以下の金属珪素は(フエロシリコンを併用しても差し
つかえない。)は1200℃以上の還元零囲気で焼成す
れば組織を緻密化して小気孔径化し、溶銑の侵透等に対
しても効果がある。
【0014】上記のように本発明は、焙焼無煙炭及び人
造黒鉛又は天然黒鉛の各々の短所、長所を有効に活用
し、高炉寿命を延長又は安定操業を可能とすることがで
きる高炉内張用炭素質耐火物を提供するものである。
【0015】
【作用】主成分として焙焼無煙炭の含有量は10〜50
重量%であることが望ましい。これは含有量が10重量
%未満であると溶銑に対する耐侵透性が劣り、溶銑の侵
透がさらに進行すれば構造的スポ−リングが発生し易く
なる。そして含有量が50重量%を越えると熱伝導率が
低下してしまう。又焙焼無煙炭の粒度に於いては250
μm〜5000μmであることが望ましい。これは25
0μm未満の微粉であると耐アルカリ性が低下してしま
い、また5000μmを越えると強度が低値化してしま
う。
【0016】人造黒鉛又は天然黒鉛の含有量は10〜5
0重量%であることが望ましい。これは含有量が10重
量%未満であると熱伝導率を向上させることが出来な
く、また含有量が50重量%を越えると溶銑への溶解性
及び溶銑の耐火物中への侵透に問題が生じることによ
る。
【0017】炭化珪素の含有量は5〜25重量%が望ま
しい。これは含有量が5重量%未満であるとマトリック
ス部を強化出来ず耐蝕性に於いて効果は無い。また含有
量が25重量%を超すと価格の高騰化もさることながら
耐アルカリ性が低下してしまう。
【0018】金属珪素の含有量は1〜15重量%が望ま
しい。これは含有料が1重量%未満であると気孔径を小
さくすることができず、溶銑の侵透を抑制できない。ま
た含有量が15重量%を超すと耐熱スポ−リング性が低
下してしまう。
【0019】アルミナの含有量は1〜15重量%が望ま
しい。これは含有料が1重量%未満であると耐蝕性が低
く、含有量が15重量%を超すと、耐アルカリ性及び耐
熱スポ−リング性が低下してしまう。
【0020】
【発明の効果】次に実施例を挙げ本発明の効果を述べ
る。
【0021】
【実施例】表1に本発明の範囲内及び外の配合を示す。
配合物1〜4(以下“本発明のサンプル”という)及び
配合物5〜13(以下“比較サンプル”という)の各々
に5〜15重量%の範囲内の粉末及び溶液のフェノ−ル
樹脂を添加し、それらを混合,混練,そして成形後、1
200℃以上の温度で還元焼成し、それぞれの試験をす
るのに必要なサンプルを作成する。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】上述した本発明のサンプル1〜4および比
較サンプル5〜13のそれぞれにおける物理特性値を表
2に示す。なを表2中の溶損性,溶銑侵透性,耐アルカ
リ性,耐熱スポ−リング性は次のような方法にてテスト
する。
【0025】耐蝕性は1560℃溶銑中に40×40×
250mmサンプルを60分間回転し浸漬させた後、テス
ト前後のサンプル形状の寸法を実測し、溶損率を出して
表2中に表示した。
【0026】溶銑侵透性は図1に示すような装置を用い
てテストする。即ち電気炉1内に加圧筒2を入れ、加圧
筒2の下部に80×80×110mmの角柱に内径30φ
深さ80mmの凹みを形成したサンプル3を設置しサンプ
ル3の凹みに1500℃溶銑130gを入れ、5Kg/cm2
の圧力となるように加圧筒2内にArガスを導入して8
時間保持した後、サンプル3を電気炉1から取り出して
X線透過によって溶銑の侵入の有無を調べた。そして全
く侵透が認められなければ◎1mm以下の侵透が認められ
れば△1mm以上の侵透であればXとして表2中に表示し
た。
【0027】耐アルカリ性はSiCサヤ内の中央部に3
×30×110mmのサンプルを入れ、その廻りには人造
黒鉛と炭酸カリウムを重量比2:1で混合されたブリ−
ズを投入し、SiCのフタをして電気炉内にセットして
100℃/30分の昇温速度にて1100℃迄昇温さ
せ、その温度で30時間保持し、放冷後、サンプルを取
り出し亀裂の有無を調査した。
【0028】耐熱スポ−リング性は1560℃溶銑中に
40×40×250mmのサンプルを10分間浸漬させた
後、即液体窒素にて冷却し、亀裂の有無を確認した。
【0029】表2からも明らかなように本発明のサンプ
ルは、熱伝導率は焙焼無煙炭を骨材として使用している
にもかかわらず比較的高位に維持しており、耐スポ−ル
性も良好である。又耐火物の組織中に介在している気孔
径も小さく、そして溶銑に対する耐侵透性についてもほ
とんど組織内には侵透していない。耐蝕性に於いても良
好であるとともにアルカリに対しても亀裂が発生するこ
となく抵抗性は高い。
【0030】一方比較用サンプル5に於いては、無煙炭
の含有量が少なく人造又は天然黒鉛の配合量が高いこと
に起因して耐蝕性並びに耐溶銑侵透性とも良くなく、ま
してや耐アルカリ性も不調である。
【0031】比較用サンプル6に於いては、焙焼無煙炭
の含有量が大きいことに起因して耐アルカリ性が劣って
しまい、又熱伝導率が低値を示してしまう。
【0032】比較用サンプル7に於いては、微粉部に焙
焼無煙炭を配合していることに起因して上記と同様耐ア
ルカリ性が著しく劣ってしまう。
【0033】比較用サンプル8に於いては、炭化珪素の
含有量が低いことに起因して耐火物中に内在している気
孔径が大きく、耐侵透性が低く、かつ耐蝕性も悪くなっ
てしまう。
【0034】比較用サンプル9に於いては、炭化珪素の
含有量が大きいことに起因して耐アルカリ性が大巾に低
下してしまう。
【0035】比較用サンプル10に於いては、金属珪素
が配合されていないことに起因して組織がポ−ラス化し
ており、物性値も低く、気孔径の大きさも他配合に比較
して大きく差が認められる。その結果耐溶銑侵透性が大
巾に低下してしまっている。
【0036】比較用サンプル11に於いては、金属珪素
の含有量が高いことに起因して耐スポ−ル性が著しく劣
化している。
【0037】比較用サンプル12に於いては、アルミナ
が配合されていないことに起因して耐蝕性が著しく低下
しており、比較用サンプル13に於いては、アルミナの
含有量が大きいことに起因して耐アルカリ性,耐スポ−
リング性が大巾に低下してしまっている。
【0038】以上のように本発明の高炉内張用炭素質耐
火物によれば溶銑に対する抵抗性が高く、熱伝導率も高
値を示し、そして耐アルカリ性並びに耐スポ−ル抵抗性
も高いことによりいかなる苛酷な操業条件に於いても安
定的に操業出来、高炉寿命を延長することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶銑の侵蝕試験方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電気炉 2 加圧筒 3 サンプル 4 溶融銑鉄

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高炉内張用炭素質耐火物に於いて、主成分
    として焙焼無煙炭10〜50重量%,人造黒鉛又は天然
    黒鉛10〜50重量%,炭化珪素5〜25重量%,金属
    珪素1〜15重量%,アルミナ1〜15重量%を含有し
    ていることを特徴とする高炉内張用炭素質耐火物。
  2. 【請求項2】焙焼無煙炭は粒度が250〜5000μm
    で粗粒として使用してそれ以外の粒度は使用しないもの
    であることを特徴とする請求項1記載の高炉内張用炭素
    質耐火物。
JP4276581A 1992-09-21 1992-09-21 高炉内張用炭素質耐火物 Pending JPH06101975A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001074738A1 (fr) * 2000-03-30 2001-10-11 Nippon Steel Corporation Produit refractaire carbone et son procede de preparation
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EP2527773A1 (en) * 2011-05-27 2012-11-28 SGL Carbon SE Refractory for an inner lining of a blast furnace, obtained by semi-graphitization of a mixture comprising C and Si.

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