JPH10306308A - 溶融金属精錬炉の羽口用炭素含有耐火物 - Google Patents
溶融金属精錬炉の羽口用炭素含有耐火物Info
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- JPH10306308A JPH10306308A JP12652497A JP12652497A JPH10306308A JP H10306308 A JPH10306308 A JP H10306308A JP 12652497 A JP12652497 A JP 12652497A JP 12652497 A JP12652497 A JP 12652497A JP H10306308 A JPH10306308 A JP H10306308A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 羽口環境下の温度履歴を経ても熱間強度の低
下が抑制され、長期間の耐用性を有する羽口用炭素含有
耐火物を提供する。 【解決手段】 添加物として、化合物中のホウ素以外の
元素が炭素、窒素および酸素のうちの１種以上の元素か
らなるホウ素系化合物と金属Ａｌとを含有し、ホウ素系
化合物と金属Ａｌの合計の含有量が１〜１０重量％、金
属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比が１．８≧Ａ
ｌ／Ｂ≧１．０（但し、Ａｌ：金属Ａｌ、Ｂ：ホウ素化
合物中のホウ素）であることを特徴とし、好ましくは、
耐火骨材をＭｇＯまたはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3の混合物若し
くはＭｇＯとＺｒＯ2の混合物とする。
下が抑制され、長期間の耐用性を有する羽口用炭素含有
耐火物を提供する。 【解決手段】 添加物として、化合物中のホウ素以外の
元素が炭素、窒素および酸素のうちの１種以上の元素か
らなるホウ素系化合物と金属Ａｌとを含有し、ホウ素系
化合物と金属Ａｌの合計の含有量が１〜１０重量％、金
属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比が１．８≧Ａ
ｌ／Ｂ≧１．０（但し、Ａｌ：金属Ａｌ、Ｂ：ホウ素化
合物中のホウ素）であることを特徴とし、好ましくは、
耐火骨材をＭｇＯまたはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3の混合物若し
くはＭｇＯとＺｒＯ2の混合物とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶融金属精錬炉
内に精錬用ガスを吹き込むための羽口に用いられる炭素
含有耐火物に関する。
内に精錬用ガスを吹き込むための羽口に用いられる炭素
含有耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素含有耐火物は耐熱衝撃性に優れてお
り、溶融金属精錬用容器の耐火物として広く使用されて
いるが、炭素を含有するため耐酸化性が低いという欠点
がある。このような欠点を補うとともに、強度をさらに
向上させるため、特公昭６１−１９５８４号や特公昭６
１−５２０９９号では、炭素よりも酸素親和力の強い金
属（金属Ａｌ＋金属ＳｉまたはＡｌ−Ｓｉ合金）と液相
を生成する物質（炭化ホウ素）を添加した炭素含有耐火
物が開示されている。また、従来における炭素含有耐火
物の高温強度の評価は、耐火物を試験装置内で室温から
昇温させ、所定温度で数時間保持した後、曲げ強度を測
定することにより行うのが一般的である。
り、溶融金属精錬用容器の耐火物として広く使用されて
いるが、炭素を含有するため耐酸化性が低いという欠点
がある。このような欠点を補うとともに、強度をさらに
向上させるため、特公昭６１−１９５８４号や特公昭６
１−５２０９９号では、炭素よりも酸素親和力の強い金
属（金属Ａｌ＋金属ＳｉまたはＡｌ−Ｓｉ合金）と液相
を生成する物質（炭化ホウ素）を添加した炭素含有耐火
物が開示されている。また、従来における炭素含有耐火
物の高温強度の評価は、耐火物を試験装置内で室温から
昇温させ、所定温度で数時間保持した後、曲げ強度を測
定することにより行うのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の炭素含
有耐火物は、溶融金属精錬用容器の側壁用耐火物として
は十分な耐酸化性と熱間強度を有しているが、図１に示
すような溶融金属精錬炉のガス吹き込み羽口用耐火物と
して用いた場合、以下に述べるような問題がある。すな
わち、羽口用耐火物は側壁用耐火物と使用環境が大きく
異なり、表１に示すように側壁用耐火物の場合は稼働面
から背面に至るまでの全ての部分が、使用初期から添加
物の効果が顕在化する高温になるのに対し、羽口用耐火
物の場合はガスにより冷却されるため、溶融金属に接触
する稼働面近傍以外の部分は、損耗により稼働面付近と
なるまでの間は、添加物の効果が発揮されない数百℃程
度の比較的低い温度域で長時間維持される。
有耐火物は、溶融金属精錬用容器の側壁用耐火物として
は十分な耐酸化性と熱間強度を有しているが、図１に示
すような溶融金属精錬炉のガス吹き込み羽口用耐火物と
して用いた場合、以下に述べるような問題がある。すな
わち、羽口用耐火物は側壁用耐火物と使用環境が大きく
異なり、表１に示すように側壁用耐火物の場合は稼働面
から背面に至るまでの全ての部分が、使用初期から添加
物の効果が顕在化する高温になるのに対し、羽口用耐火
物の場合はガスにより冷却されるため、溶融金属に接触
する稼働面近傍以外の部分は、損耗により稼働面付近と
なるまでの間は、添加物の効果が発揮されない数百℃程
度の比較的低い温度域で長時間維持される。
【０００４】そして、このような羽口用耐火物が受ける
熱履歴は、炭素含有耐火物中の添加物による強度向上効
果に大きな影響を与える。例えば、表２に示すように従
来の評価法によるとほぼ同等の熱間曲げ強度（１４００
℃における熱間曲げ強度）と耐摩耗性を示すが、耐熱衝
撃性と添加物の種類が異なる２種類のＭｇＯ−Ｃ耐火物
を、炉底羽口部のスリーブ煉瓦として実炉試験した結
果、２種類のＭｇＯ−Ｃ耐火物は炉代前半の損耗速度の
優劣関係と炉代後半の損耗速度（すなわち、羽口環境下
の温度履歴を長時間受けた後の損耗速度）の優劣関係が
逆になり、耐熱衝撃性の良好な耐火物の方がむしろ損耗
速度が大きくなった事例が認められた。このように従来
の評価方法によりその特性が評価されてきた従来技術の
炭素含有耐火物は、少なくとも羽口用耐火物としては、
その組成条件が十分に適正化されていないのが現状であ
る。
熱履歴は、炭素含有耐火物中の添加物による強度向上効
果に大きな影響を与える。例えば、表２に示すように従
来の評価法によるとほぼ同等の熱間曲げ強度（１４００
℃における熱間曲げ強度）と耐摩耗性を示すが、耐熱衝
撃性と添加物の種類が異なる２種類のＭｇＯ−Ｃ耐火物
を、炉底羽口部のスリーブ煉瓦として実炉試験した結
果、２種類のＭｇＯ−Ｃ耐火物は炉代前半の損耗速度の
優劣関係と炉代後半の損耗速度（すなわち、羽口環境下
の温度履歴を長時間受けた後の損耗速度）の優劣関係が
逆になり、耐熱衝撃性の良好な耐火物の方がむしろ損耗
速度が大きくなった事例が認められた。このように従来
の評価方法によりその特性が評価されてきた従来技術の
炭素含有耐火物は、少なくとも羽口用耐火物としては、
その組成条件が十分に適正化されていないのが現状であ
る。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【表２】
【０００７】したがって本発明の目的は、羽口環境下の
温度履歴を経ても熱間強度の低下が抑制され、長期間の
耐用性を有する羽口用炭素含有耐火物を提供することに
ある。
温度履歴を経ても熱間強度の低下が抑制され、長期間の
耐用性を有する羽口用炭素含有耐火物を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本発明の羽口用炭素含有耐火物の特徴は以下の
通りである。 [1] 添加物として、化合物中のホウ素以外の元素が炭
素、窒素および酸素のうちの１種以上の元素からなるホ
ウ素系化合物と金属Ａｌとを含有し、ホウ素系化合物と
金属Ａｌの合計の含有量が１〜１０重量％、金属Ａｌと
ホウ素系化合物中のＢの原子数比が１．８≧Ａｌ／Ｂ≧
１．０（但し、Ａｌ：金属Ａｌ、Ｂ：ホウ素化合物中の
ホウ素）であることを特徴とする溶融金属精錬炉の羽口
用炭素含有耐火物。 [2] 上記[1]の羽口用炭素含有耐火物において、耐火原
料がＭｇＯまたはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3の混合物若しくはＭ
ｇＯとＺｒＯ2の混合物であることを特徴とする溶融金
属精錬炉の羽口用炭素含有耐火物。
るため、本発明の羽口用炭素含有耐火物の特徴は以下の
通りである。 [1] 添加物として、化合物中のホウ素以外の元素が炭
素、窒素および酸素のうちの１種以上の元素からなるホ
ウ素系化合物と金属Ａｌとを含有し、ホウ素系化合物と
金属Ａｌの合計の含有量が１〜１０重量％、金属Ａｌと
ホウ素系化合物中のＢの原子数比が１．８≧Ａｌ／Ｂ≧
１．０（但し、Ａｌ：金属Ａｌ、Ｂ：ホウ素化合物中の
ホウ素）であることを特徴とする溶融金属精錬炉の羽口
用炭素含有耐火物。 [2] 上記[1]の羽口用炭素含有耐火物において、耐火原
料がＭｇＯまたはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3の混合物若しくはＭ
ｇＯとＺｒＯ2の混合物であることを特徴とする溶融金
属精錬炉の羽口用炭素含有耐火物。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明者らは羽口環境下において
炭素含有耐火物の熱間強度の低下を抑制できる添加物組
成を見い出すべく、種々の実験と検討を行った。この際
の添加物の評価選定では、各種物質を含有する炭素含有
耐火物について羽口環境下に近い温度履歴で処理した後
の熱間曲げ強度を調査した。具体的には、対象となる炭
素含有耐火物を曲げ試験片に加工してＳｉＣ製等の試料
ケース中に炭素粉（黒鉛粉、コークス粉等）で埋め、大
気雰囲気の熱処理炉内で熱処理した後に熱間曲げ強度を
測定した。熱処理温度としては、羽口用耐火物の受ける
熱履歴のうち熱処理後の強度に大きく影響する５００〜
８００℃とし、熱間曲げ強度の測定温度は、添加物によ
る強度向上効果が発揮され且つ稼働面近傍のバックアタ
ックや溶鋼流による摩耗が発生する温度域である１１０
０℃以上、溶湯温度以下の温度範囲とした。
炭素含有耐火物の熱間強度の低下を抑制できる添加物組
成を見い出すべく、種々の実験と検討を行った。この際
の添加物の評価選定では、各種物質を含有する炭素含有
耐火物について羽口環境下に近い温度履歴で処理した後
の熱間曲げ強度を調査した。具体的には、対象となる炭
素含有耐火物を曲げ試験片に加工してＳｉＣ製等の試料
ケース中に炭素粉（黒鉛粉、コークス粉等）で埋め、大
気雰囲気の熱処理炉内で熱処理した後に熱間曲げ強度を
測定した。熱処理温度としては、羽口用耐火物の受ける
熱履歴のうち熱処理後の強度に大きく影響する５００〜
８００℃とし、熱間曲げ強度の測定温度は、添加物によ
る強度向上効果が発揮され且つ稼働面近傍のバックアタ
ックや溶鋼流による摩耗が発生する温度域である１１０
０℃以上、溶湯温度以下の温度範囲とした。
【００１０】羽口環境下で強度向上効果を維持できる添
加物としては、雰囲気に対して耐火物内部をシールでき
るものが有望と考えられる。検討の結果、このような添
加物として、稼動中に耐火物表層または内部でＣＯによ
り酸化されることによりＢ2Ｏ3を生成し、これにより低
温域から高粘性の液相を発生するホウ素系化合物（例え
ば、Ｂ4Ｃ、ＢＮ等）或いはＢ2Ｏ3、Ｂ−Ｏ−Ｎ系ガラ
ス等のホウ素系化合物と、強度向上効果を有する金属の
うち、その金属酸化物がＢ2Ｏ3との間で液相と固相の混
合相を形成し、高温域でもシール性と強度を保持できる
金属を添加することが有効であること、また、そのよう
な添加物の中でも、特に金属Ａｌとホウ素系化合物の組
み合わせが最も優れた効果を示すことが判った。一般
に、ホウ素系化合物は低温液相を生成するため高温下で
は軟化し熱間強度が低いが、これにある程度の量の金属
Ａｌを添加してＡｌ2Ｏ3の比率が多い組成とし、Ａｌ2
Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系の２元状態図上の固相（Ａｌ18Ｂ4Ｏ33）
と液相が生成する領域の中で固相（Ａｌ18Ｂ4Ｏ33）の
比率を多くすれば高温下で軟化しにくくなり、熱間強度
の低下を抑制できる。
加物としては、雰囲気に対して耐火物内部をシールでき
るものが有望と考えられる。検討の結果、このような添
加物として、稼動中に耐火物表層または内部でＣＯによ
り酸化されることによりＢ2Ｏ3を生成し、これにより低
温域から高粘性の液相を発生するホウ素系化合物（例え
ば、Ｂ4Ｃ、ＢＮ等）或いはＢ2Ｏ3、Ｂ−Ｏ−Ｎ系ガラ
ス等のホウ素系化合物と、強度向上効果を有する金属の
うち、その金属酸化物がＢ2Ｏ3との間で液相と固相の混
合相を形成し、高温域でもシール性と強度を保持できる
金属を添加することが有効であること、また、そのよう
な添加物の中でも、特に金属Ａｌとホウ素系化合物の組
み合わせが最も優れた効果を示すことが判った。一般
に、ホウ素系化合物は低温液相を生成するため高温下で
は軟化し熱間強度が低いが、これにある程度の量の金属
Ａｌを添加してＡｌ2Ｏ3の比率が多い組成とし、Ａｌ2
Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系の２元状態図上の固相（Ａｌ18Ｂ4Ｏ33）
と液相が生成する領域の中で固相（Ａｌ18Ｂ4Ｏ33）の
比率を多くすれば高温下で軟化しにくくなり、熱間強度
の低下を抑制できる。
【００１１】羽口環境を想定した熱処理後の熱間強度の
測定結果から、既に実炉羽口で実績のあるＭｇＯ−Ｃ耐
火物よりも優れた耐用性（実炉損耗指数＜１００）を得
るには、ホウ素系化合物と金属Ａｌとを、金属Ａｌとホ
ウ素系化合物中のＢの原子数比でＡｌ／Ｂ≧１．０（但
し、Ａｌ：金属Ａｌ、Ｂ：ホウ素化合物中のホウ素）と
なるような配合割合で添加すればよいことが判った。し
かし、金属Ａｌの添加量が過剰になると、液相生成量が
少なくなり骨材間の空隙を十分に満せなくなるので、シ
ール性の低下によると思われる羽口環境を想定した熱処
理後の熱間強度の低下が生じる。検討の結果、金属Ａｌ
とホウ素系化合物の配合割合を、金属Ａｌとホウ素系化
合物中のＢの原子数比でＡｌ／Ｂ≦１．８にすれば、羽
口環境を想定した熱処理後の熱間強度の低下を抑制で
き、実炉損耗指数＜１００の耐用性が達成できることが
判った。
測定結果から、既に実炉羽口で実績のあるＭｇＯ−Ｃ耐
火物よりも優れた耐用性（実炉損耗指数＜１００）を得
るには、ホウ素系化合物と金属Ａｌとを、金属Ａｌとホ
ウ素系化合物中のＢの原子数比でＡｌ／Ｂ≧１．０（但
し、Ａｌ：金属Ａｌ、Ｂ：ホウ素化合物中のホウ素）と
なるような配合割合で添加すればよいことが判った。し
かし、金属Ａｌの添加量が過剰になると、液相生成量が
少なくなり骨材間の空隙を十分に満せなくなるので、シ
ール性の低下によると思われる羽口環境を想定した熱処
理後の熱間強度の低下が生じる。検討の結果、金属Ａｌ
とホウ素系化合物の配合割合を、金属Ａｌとホウ素系化
合物中のＢの原子数比でＡｌ／Ｂ≦１．８にすれば、羽
口環境を想定した熱処理後の熱間強度の低下を抑制で
き、実炉損耗指数＜１００の耐用性が達成できることが
判った。
【００１２】また、耐火物中のホウ素系化合物と金属Ａ
ｌの含有量は、両者の合計で１〜１０重量％、好ましく
は２〜６重量％とする必要がある。ホウ素系化合物と金
属Ａｌの合計の含有量が１重量％未満では、ホウ素系化
合物と金属Ａｌの複合添加による効果が十分に得られ
ず、一方、含有量が１０重量％を超えると液相が多くな
り過ぎて軟化する可能性があるため好ましくない。この
ため本発明では、耐火物中に金属Ａｌとホウ素系化合物
とを合計で１〜１０重量％、金属Ａｌとホウ素系化合物
中のＢとの原子数比で１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０の割合
で添加することを条件とする。
ｌの含有量は、両者の合計で１〜１０重量％、好ましく
は２〜６重量％とする必要がある。ホウ素系化合物と金
属Ａｌの合計の含有量が１重量％未満では、ホウ素系化
合物と金属Ａｌの複合添加による効果が十分に得られ
ず、一方、含有量が１０重量％を超えると液相が多くな
り過ぎて軟化する可能性があるため好ましくない。この
ため本発明では、耐火物中に金属Ａｌとホウ素系化合物
とを合計で１〜１０重量％、金属Ａｌとホウ素系化合物
中のＢとの原子数比で１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０の割合
で添加することを条件とする。
【００１３】添加するホウ素系化合物としては、化合物
中のホウ素以外の元素が炭素、窒素および酸素のうちの
１種以上の元素からなる化合物を用いる。本発明ではホ
ウ素系化合物を金属Ａｌと配合するため、ホウ素系化合
物がＣａ等の金属陽イオンを含んでいると高温下で生成
する液相の粘性が低下したり、また他の金属陽イオンに
より固相（Ａｌ18Ｂ4Ｏ33）の生成が妨げられるおそれ
がある。このため本発明では、化合物中のホウ素以外の
元素が炭素、窒素および酸素のうちの１種以上の元素か
らなるホウ素系化合物を用いる。このようなホウ素系化
合物として、例えばＢ4Ｃ、ＢＮ、Ｂ2Ｏ3、Ｂ−Ｏ−Ｎ
系ガラス等を挙げることができ、したがって、これらの
中から選ばれる１種または２種以上のホウ素系化合物を
単独でまたは混合して用いることができる。なお、上記
金属Ａｌとホウ素系化合物は、粉末の形で耐火物中に添
加される。
中のホウ素以外の元素が炭素、窒素および酸素のうちの
１種以上の元素からなる化合物を用いる。本発明ではホ
ウ素系化合物を金属Ａｌと配合するため、ホウ素系化合
物がＣａ等の金属陽イオンを含んでいると高温下で生成
する液相の粘性が低下したり、また他の金属陽イオンに
より固相（Ａｌ18Ｂ4Ｏ33）の生成が妨げられるおそれ
がある。このため本発明では、化合物中のホウ素以外の
元素が炭素、窒素および酸素のうちの１種以上の元素か
らなるホウ素系化合物を用いる。このようなホウ素系化
合物として、例えばＢ4Ｃ、ＢＮ、Ｂ2Ｏ3、Ｂ−Ｏ−Ｎ
系ガラス等を挙げることができ、したがって、これらの
中から選ばれる１種または２種以上のホウ素系化合物を
単独でまたは混合して用いることができる。なお、上記
金属Ａｌとホウ素系化合物は、粉末の形で耐火物中に添
加される。
【００１４】ところで、炭素含有耐火物に添加する金属
としてはＳｉやＡｌ−Ｍｇ合金等も考えられるが、金属
Ｓｉを例えばＭｇＯ−Ｃ耐火物に添加した場合、ＭｇＯ
とＳｉＯ2がフォルステライト等を形成することにより
耐火物が体積収縮し、シール性が低下するおそれがあ
り、羽口用耐火物としての耐用性が劣る。したがって、
本発明の炭素含有耐火物では金属Ｓｉの添加は行わず、
仮に金属Ｓｉの形で不可避的に含まれる場合があったと
しても、その含有量は０．３％以下とすることが好まし
い。また、Ａｌ−Ｍｇについても、Ｍｇの蒸気圧が高い
ため羽口環境下で長時間使用されるような耐火物中にＡ
ｌ−Ｍｇを存在させることは困難であり、このため耐火
物の各部位はＭｇが存在しない状態になった後に羽口の
稼働面となり、Ａｌ−Ｍｇ添加による強度向上効果は得
られない。
としてはＳｉやＡｌ−Ｍｇ合金等も考えられるが、金属
Ｓｉを例えばＭｇＯ−Ｃ耐火物に添加した場合、ＭｇＯ
とＳｉＯ2がフォルステライト等を形成することにより
耐火物が体積収縮し、シール性が低下するおそれがあ
り、羽口用耐火物としての耐用性が劣る。したがって、
本発明の炭素含有耐火物では金属Ｓｉの添加は行わず、
仮に金属Ｓｉの形で不可避的に含まれる場合があったと
しても、その含有量は０．３％以下とすることが好まし
い。また、Ａｌ−Ｍｇについても、Ｍｇの蒸気圧が高い
ため羽口環境下で長時間使用されるような耐火物中にＡ
ｌ−Ｍｇを存在させることは困難であり、このため耐火
物の各部位はＭｇが存在しない状態になった後に羽口の
稼働面となり、Ａｌ−Ｍｇ添加による強度向上効果は得
られない。
【００１５】また、本発明の炭素含有耐火物は、黒鉛の
含有量を１５〜３０重量％とすることが好ましい。黒鉛
の含有量が１５重量％未満では熱衝撃性に弱く、一方、
黒鉛の含有量が３０重量％を超えると成形しにくくなる
ため煉瓦の強度が低下する。通常、上記の黒鉛、ホウ素
系化合物および金属Ａｌ以外の残部は、不可避不純物を
除き実質的に耐火原料である。この耐火原料としては、
ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2が好ましく、これらを単独
または混合して用いることができる。一方、ＣａＯは低
温でＡｌ2Ｏ3と液相を多く発生させるため好ましくな
い。また、上記の耐火原料の中でもＭｇＯが最も好まし
く、このため本発明の炭素含有耐火物は、耐火原材とし
てＭｇＯまたはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3の混合物若しくはＭｇ
ＯとＺｒＯ2の混合物を用いるのが最も好ましい。
含有量を１５〜３０重量％とすることが好ましい。黒鉛
の含有量が１５重量％未満では熱衝撃性に弱く、一方、
黒鉛の含有量が３０重量％を超えると成形しにくくなる
ため煉瓦の強度が低下する。通常、上記の黒鉛、ホウ素
系化合物および金属Ａｌ以外の残部は、不可避不純物を
除き実質的に耐火原料である。この耐火原料としては、
ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2が好ましく、これらを単独
または混合して用いることができる。一方、ＣａＯは低
温でＡｌ2Ｏ3と液相を多く発生させるため好ましくな
い。また、上記の耐火原料の中でもＭｇＯが最も好まし
く、このため本発明の炭素含有耐火物は、耐火原材とし
てＭｇＯまたはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3の混合物若しくはＭｇ
ＯとＺｒＯ2の混合物を用いるのが最も好ましい。
【００１６】
【実施例】表３に示すように、金属Ａｌとホウ素系化合
物を合計で１〜１０重量％、金属Ａｌとホウ素系化合物
中のＢの原子数比が１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０となるよ
うに添加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦（本発明例１〜本発明例
３）と、金属Ａｌとホウ素系化合物を合計で１〜１０重
量％、金属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比がＡ
ｌ／Ｂ＜１．０となるように添加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦
（比較例１）と、Ａｌ−Ｍｇ合金とホウ素系化合物を添
加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦（比較例２）と、金属Ａｌと金属
Ｓｉを添加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦（比較例３）をそれぞれ
作製し、これら煉瓦を５００℃、８００℃でそれぞれ１
００時間熱処理した後、１４００℃で熱間曲げ強度を測
定した。
物を合計で１〜１０重量％、金属Ａｌとホウ素系化合物
中のＢの原子数比が１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０となるよ
うに添加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦（本発明例１〜本発明例
３）と、金属Ａｌとホウ素系化合物を合計で１〜１０重
量％、金属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比がＡ
ｌ／Ｂ＜１．０となるように添加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦
（比較例１）と、Ａｌ−Ｍｇ合金とホウ素系化合物を添
加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦（比較例２）と、金属Ａｌと金属
Ｓｉを添加したＭｇＯ−Ｃ煉瓦（比較例３）をそれぞれ
作製し、これら煉瓦を５００℃、８００℃でそれぞれ１
００時間熱処理した後、１４００℃で熱間曲げ強度を測
定した。
【００１７】また、各煉瓦を図１に示すような１２０ｔ
上底吹き転炉型の溶融還元炉の底吹き羽口に羽口用耐火
物として装着し、実炉試験を実施した。図１に示す溶融
還元炉において、１は側壁ライニング（ワーク：炭素含
有耐火物、パーマ：酸化物系焼成耐火物）、２は上吹き
ランス、３は底吹き羽口、４は溶湯、５はスラグ浴、６
はノズル（金属パイプ）、７は羽口用耐火物、８は鉄皮
である。この溶融還元炉による溶融還元では各工程で溶
湯温度が異なり、溶湯温度はＮｉ溶融還元時：１５２０
℃、Ｃｒ溶融還元時：１６００℃、脱炭時：１６２０℃
であった。羽口部損耗速度は、新炉の稼働面から４００
ｍｍ以上損耗した後の煉瓦残厚の経時変化から求め、従
来のＭｇＯ−Ｃ煉瓦による羽口用耐火物の煉瓦損耗速度
を１００とした場合の損耗指数（実炉損耗指数）で評価
した。
上底吹き転炉型の溶融還元炉の底吹き羽口に羽口用耐火
物として装着し、実炉試験を実施した。図１に示す溶融
還元炉において、１は側壁ライニング（ワーク：炭素含
有耐火物、パーマ：酸化物系焼成耐火物）、２は上吹き
ランス、３は底吹き羽口、４は溶湯、５はスラグ浴、６
はノズル（金属パイプ）、７は羽口用耐火物、８は鉄皮
である。この溶融還元炉による溶融還元では各工程で溶
湯温度が異なり、溶湯温度はＮｉ溶融還元時：１５２０
℃、Ｃｒ溶融還元時：１６００℃、脱炭時：１６２０℃
であった。羽口部損耗速度は、新炉の稼働面から４００
ｍｍ以上損耗した後の煉瓦残厚の経時変化から求め、従
来のＭｇＯ−Ｃ煉瓦による羽口用耐火物の煉瓦損耗速度
を１００とした場合の損耗指数（実炉損耗指数）で評価
した。
【００１８】表３によれば、金属Ａｌとホウ素系化合物
を合計で１〜１０重量％、金属Ａｌとホウ素系化合物中
のＢの原子数比が１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０となるよう
に添加した本発明例１〜３の羽口用耐火物は、いずれも
羽口環境を想定した熱処理後の熱間強度（１４００℃で
の熱間強度）が高く、無処理の熱間強度と比較しても大
きな低下はなく、羽口環境下での熱間強度低下が効果的
に抑制されていることが判る。また、本発明例１〜３の
煉瓦はいずれも実炉損耗指数は１００未満である。これ
に対して、金属Ａｌとホウ素系化合物を金属Ａｌとホウ
素系化合物中のＢの原子数比がＡｌ／Ｂ＜１．０となる
ように添加した比較例１の耐火物は、羽口環境を想定し
た熱処理後の熱間強度（１４００℃での熱間強度）は無
処理の熱間強度とは大きな差はないものの、熱間強度自
体が低い。また、この比較例１の耐火物の実炉損耗指数
は１２３であり、羽口用耐火物としては不適であること
が判る。
を合計で１〜１０重量％、金属Ａｌとホウ素系化合物中
のＢの原子数比が１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０となるよう
に添加した本発明例１〜３の羽口用耐火物は、いずれも
羽口環境を想定した熱処理後の熱間強度（１４００℃で
の熱間強度）が高く、無処理の熱間強度と比較しても大
きな低下はなく、羽口環境下での熱間強度低下が効果的
に抑制されていることが判る。また、本発明例１〜３の
煉瓦はいずれも実炉損耗指数は１００未満である。これ
に対して、金属Ａｌとホウ素系化合物を金属Ａｌとホウ
素系化合物中のＢの原子数比がＡｌ／Ｂ＜１．０となる
ように添加した比較例１の耐火物は、羽口環境を想定し
た熱処理後の熱間強度（１４００℃での熱間強度）は無
処理の熱間強度とは大きな差はないものの、熱間強度自
体が低い。また、この比較例１の耐火物の実炉損耗指数
は１２３であり、羽口用耐火物としては不適であること
が判る。
【００１９】上記本発明例１〜３と比較例１の耐火物に
ついて、金属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比
［Ａｌ／Ｂ］と羽口環境を想定した熱処理（８００℃×
１００ｈｒ）後の熱間強度（１４００℃での熱間強度）
との関係を図２に示す。同図によっても、実炉使用が可
能な［Ａｌ／Ｂ］の範囲は１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０で
あることが判る。Ａｌ−Ｍｇ合金とホウ素系化合物を添
加した比較例２の耐火物と、金属Ａｌと金属Ｓｉを添加
した比較例３の耐火物は、羽口環境を想定した熱処理後
の熱間強度（１４００℃での熱間強度）が無処理の熱間
強度と比較して著しく低く、羽口環境下での熱間強度の
著しい低下を生じている。また、これら比較例２、比較
例３も実炉損耗指数がそれぞれ１４３、１２８であり、
羽口用耐火物としては不適であることが判る。
ついて、金属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比
［Ａｌ／Ｂ］と羽口環境を想定した熱処理（８００℃×
１００ｈｒ）後の熱間強度（１４００℃での熱間強度）
との関係を図２に示す。同図によっても、実炉使用が可
能な［Ａｌ／Ｂ］の範囲は１．８≧Ａｌ／Ｂ≧１．０で
あることが判る。Ａｌ−Ｍｇ合金とホウ素系化合物を添
加した比較例２の耐火物と、金属Ａｌと金属Ｓｉを添加
した比較例３の耐火物は、羽口環境を想定した熱処理後
の熱間強度（１４００℃での熱間強度）が無処理の熱間
強度と比較して著しく低く、羽口環境下での熱間強度の
著しい低下を生じている。また、これら比較例２、比較
例３も実炉損耗指数がそれぞれ１４３、１２８であり、
羽口用耐火物としては不適であることが判る。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように本発明の羽口用炭素含
有耐火物は、羽口環境下での温度履歴を経ても熱間強度
の低下が効果的に抑制され、優れた耐用性を有する。
有耐火物は、羽口環境下での温度履歴を経ても熱間強度
の低下が効果的に抑制され、優れた耐用性を有する。
【図１】溶融金属精錬炉と精錬用ガス吹き込み羽口部の
断面構造を示す説明図
断面構造を示す説明図
【図２】実施例中の本発明例１〜３と比較例１の耐火物
について、金属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比
［Ａｌ／Ｂ］が熱処理後の耐火物の熱間曲げ強度に及ぼ
す影響を示すグラフ
について、金属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比
［Ａｌ／Ｂ］が熱処理後の耐火物の熱間曲げ強度に及ぼ
す影響を示すグラフ
１…側壁ライニング、２…上吹きランス、３…底吹き羽
口、４…溶湯、５…スラグ浴、６…ノズル、７…羽口用
耐火物、８…鉄皮
口、４…溶湯、５…スラグ浴、６…ノズル、７…羽口用
耐火物、８…鉄皮
Claims (2)
- 【請求項１】 添加物として、化合物中のホウ素以外の
元素が炭素、窒素および酸素のうちの１種以上の元素か
らなるホウ素系化合物と金属Ａｌとを含有し、ホウ素系
化合物と金属Ａｌの合計の含有量が１〜１０重量％、金
属Ａｌとホウ素系化合物中のＢの原子数比が１．８≧Ａ
ｌ／Ｂ≧１．０（但し、Ａｌ：金属Ａｌ、Ｂ：ホウ素化
合物中のホウ素）であることを特徴とする溶融金属精錬
炉の羽口用炭素含有耐火物。 - 【請求項２】 耐火原料がＭｇＯまたはＭｇＯとＡｌ2
Ｏ3の混合物若しくはＭｇＯとＺｒＯ2の混合物であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の溶融金属精錬炉の羽口
用炭素含有耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12652497A JPH10306308A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 溶融金属精錬炉の羽口用炭素含有耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12652497A JPH10306308A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 溶融金属精錬炉の羽口用炭素含有耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306308A true JPH10306308A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14937347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12652497A Pending JPH10306308A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 溶融金属精錬炉の羽口用炭素含有耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10306308A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001007520A1 (fr) * | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Composition de resine de polycarbonate |
| JP2003041337A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Nkk Corp | 塩化物含有溶融塩接触材料及びその製造方法 |
| JP2011026643A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Nisshin Steel Co Ltd | ガス吹込みノズル |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP12652497A patent/JPH10306308A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001007520A1 (fr) * | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Composition de resine de polycarbonate |
| US6838502B1 (en) | 1999-07-28 | 2005-01-04 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Polycarbonate resin composition |
| JP2003041337A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Nkk Corp | 塩化物含有溶融塩接触材料及びその製造方法 |
| JP2011026643A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Nisshin Steel Co Ltd | ガス吹込みノズル |
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