JPH1129366A

JPH1129366A - 高炉出銑口閉塞用マッド材

Info

Publication number: JPH1129366A
Application number: JP9185521A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Yamura; 克俊八村; Takashi Matsunaga; 隆志松永; Akira Kojima; 昭小島; Hiroshi Imagawa; 浩志今川; Masaaki Matsumura; 正明松村; Takeshi Takarabe; 毅財部
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: JP3977900B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶銑，溶滓に対する摩耗強度を向上させ、且
つ容積安定性及び組織の緻密化を図ることで、強度およ
び耐食性の向上が期待でき、かつ開孔性を良くして、炉
前作業の軽減が図れるマッド材を提供。【解決手段】アルミナ質原料３０〜５０重量％、シリ
カ質原料を２〜５重量％、炭化珪素を１５〜２５重量
％、炭素質原料を５〜１０重量％、窒化物を１５〜３０
重量％、金属粉末を５〜１５重量％の耐火骨材１００％
に対し、結合材の液状タールを外掛けで１０〜１７重量
％添加し、混練したものである。さらに、前記耐火骨材
の粒度として、ｌｍｍを超えるものが５重量％以下、
０．０７５ｍｍ未満のものが６０〜７０重量％、２μｍ
以下の仮焼アルミナが５〜１５重量％、残部が１〜０．
０７５ｍｍのもので構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マッドガンにより
高炉出銑口に充填し、これを閉塞する高炉出銑口閉塞用
マッド材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高炉出銑口閉塞用マッド材（以下
「マッド材」という。）は、一般的に以下のような性状
が要求される。イ）充填性：マッドガンの能力内で容易に充填が完了で
きること。

【０００３】ロ）開孔性：所定時間で溶銑、溶滓が排出
できる深度まで容易に所定径で掘削できること。

【０００４】ハ）耐用性：スラグ（滓）を早期より排出
しながら、長時間出銑，出滓が可能なこと。そして、近年、特に高炉の大型化及び超高圧操業化に伴
い、その生産能力が増大し、１タップ当たりの出銑量の
増加及び出銑速度の向上は著しく、このためマッド材ヘ
の負荷が極めて高くなり、マッド材には、より良い品質
が要求されるようになってきた。

【０００５】このようなマッド材としては、例えば、特
公昭５０−３９０９１号公報に記載されているようにロ
ー石、アルミナ等の酸化物、炭化珪素、窒化珪素等の非
酸化物、それにカーボン等を骨材とし、これに粘土、ピ
ッチ等を添加し、さらにタール、レジン等の有機化合物
をバインダーとしたものが通常使用されている。

【０００６】また、特公昭６０−９９８４号公報のよう
に１μｍ以下の超微粉原料を使用し、液状タールの減量
を図った例も報告されているが、粒度構成についての知
見は少ない。さらに、特公昭５６−３９２号公報のよう
に開孔性を付与するためにコークスを多量（１５〜３０
％）に添加し、焼結性を劣らせ、これに伴い液状タール
をより多く必要とするものが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のマッ
ド材にあっては、作業性（開孔性）を改善するためにコ
ークスを多量に使用しており、強度の大幅な低下により
溶銑，溶滓による摩耗が大きくなる問題があった。粒度
構成においては１ｍｍ以上が１５〜２０重量％、０．０
７４ｍｍ以上が４５〜５５重量％とするのが一般的であ
り、これでは粒径の大きい骨材部の使用量が多くなり、
マッドガンによる充填時に抵抗が大きくなる。さらに
は、コークスの多量使用、あるいは粒径の大きい骨材部
が多いことは、液状タールの大量使用につながり、組織
の緻密化が図れず、強度の低下、耐食性劣化をもたらす
ことになり、結果として、１回当たりの通銑時間が短
く、通銑回数が増加する原因のひとつとなっていて厳し
い炉前作業を強いられていた。

【０００８】本発明の目的は、上記課題に鑑み、溶銑，
溶滓に対する摩耗強度を向上させ、且つ容積安定性及び
組織の緻密化を図ることで、強度および耐食性の向上が
期待でき、かつ開孔性を良くして、炉前作業の軽減が図
れるマッド材を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明に係るマッド材は、アルミナ質原料３０〜５０重
量％、シリカ質原料を２〜５重量％、炭化珪素を１５〜
２５重量％、炭素質原料を５〜１０重量％、窒化物を１
５〜３０重量％、金属粉末を５〜１５重量％の耐火骨材
１００％に対し、結合材の液状タールを外掛けで１０〜
１７重量％添加し、混練したものである。

【００１０】さらに、前記耐火骨材の粒度として、１ｍ
ｍを超えるものが５重量％以下、０．０７５ｍｍ未満の
ものが６０〜７０重量％、２μｍ以下の仮焼アルミナが
５〜１５重量％、残部が１〜０．０７５ｍｍのもので構
成されたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明において、耐火骨材および
その粒度配分を定めたのは、マッド材の強度とその作業
性について検討した結果、骨材の選定は重要であるが、
それに加えて構成する粒度範囲の組合せが、耐食性並び
に強度を向上させ、長時間の出銑を可能にすることがで
きるとの知見を得たためである。

【００１２】アルミナ質原料としては、耐食性、耐火性
向上のためにＡｌ₂Ｏ₃含有量が８０重量％以上のボーキ
サイト、バン土頁岩、あるいはＡｌ₂Ｏ₃含有量９５重量
％以上の電融アルミナ、焼結アルミナ、仮焼アルミナ等
を使用し、３０〜５０重量％が好ましい。３０重量％未
満であると十分な耐火性が得られず、５０重量％を超え
ると焼結性が遅く強度劣化を伴う。

【００１３】シリカ質原料は、充填時の作業性に必要な
滑り性を付与する目的で使用するものであり、ＳｉＯ₂
含有量が５０重量％以上有れば良く、シリカフラワー、
粘土、ロー石等を２〜５重量％使用することができる。
２重量％未満であるとマッド材を充填する際の滑り性が
低下し、５重量％を超えると耐食性が劣化する。

【００１４】炭化珪素の使用は耐滓性の向上に有効であ
るが、使用量は１５〜２５重量％とするのがよい。１５
重量％未満であると十分な効果が得られず、２５重量％
を越えると炉内中のＣＯガスとの反応によりＳｉＯ₂に
酸化され効果が薄いものとなる。

【００１５】炭素質原料は、スラグ浸透防止のため用い
るもので、Ｃ含有量が８０重量％以上の、石油コーク
ス、石炭コークス、無煙炭等の一種又は二種以上を、カ
ーボン（Ｃ）源として５〜１０重量％使用するのがよ
い。１０重量％を超えると液状タールを多く必要とし強
度が低下する。５重量％未満であると耐滓性が低下す
る。

【００１６】窒化物としては、窒化珪素、窒化珪素鉄等
を使用し、１５〜３０重量％が好ましい。１５重量％以
下であると耐滓性、強度向上が発揮されず、３０重量％
を超えると強度発現材としての機能を果たさない。これ
は、結合材として添加している液状タールに起因するＣ
ボンドとの反応が３０重量％を超えると進行しないため
である。

【００１７】金属粉末は５〜１５重量％使用する。金属
源としては、アルミニウム、シリコン、フェロシリコ
ン、Ａｌ−Ｓｉ合金、ＭｇＢ₂等が適用可能である。５
重量％未満であると強度が十分に発現されない。金属の
使用は、例えばシリコンの場合組織内に存在する気孔中
の酸素源，窒素源と反応し、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系のウィスカ
ーを生成し、気孔を分散，閉塞するものである。これに
より、気孔量を減少せしめ、組織の緻密化が図れ、耐食
性を向上させる効果がある。しかしながら、その添加量
は１５重量％を越えると強度低下、気孔率の上昇を伴
う。これは、金属が焼成時の酸素源及び窒素源と反応
し、過剰膨脹するためである。高炉出銑口奥でのこのよ
うな異常膨脹は、造壁部を破壊し溶銑、溶滓の差し込み
を誘発し、開孔性、出銑時間に大きく影響を与える。そ
の他記載の金属においても１５重量％を越えると過剰膨
張するため好ましくない。

【００１８】液状タールは、充填作業性を得るためのも
ので、液状タールは、石炭系を使用し、耐火骨材１００
重量％に対して１０〜１７重量％を外掛け添加する。１
０重量％より少ないと良好な作業性が確保できない。即
ち、マッド材をマッドガンから出銑孔へ充填することが
できない。また、１７重量％を越えると揮発分が多くな
り組織劣化により強度並びに耐食性が低下する。

【００１９】本発明の耐火骨材の粒度構成については、
１ｍｍを越えるものが５重量％以下とした。１ｍｍを越
えるものは孔深度確保、すなわち、出銑孔の適度な直進
性付与のために使用するものであるが、５重量％より多
いとマッド材を充填する際の抵抗が大きくなり、液状タ
ールを多く必要とする。

【００２０】０．０７５ｍｍ未満の割合は６０〜７０重
量％とすることが好ましい。６０重量％より少ないとマ
ッド材に十分な可塑性が得られず、炉内での造壁性が形
成されず孔切れ等の作業トラブルを生じる。７０重量％
を越えると比表面積の増大から液状タールを多く必要と
する。

【００２１】２μｍ以下の仮焼アルミナは５〜１５重量
％とする事により液状タールの減量も図れる。添加量が
５重量％より少ないと液状タールの減量が十分でなく組
織の緻密化が図れない。又、１５重量％を越えると過度
の粘性の上昇により十分な減量効果が得られなくなる。

【００２２】その他に、１〜０．０７５ｍｍの耐火骨材
使用される。これは前記した１ｍｍを越える耐火骨材の
５重量％以下の使用と合わせて、２５〜３５重量％の範
囲で調整される。この粒度域は孔深度確保のためには必
要なものではあるが、多すぎると可塑性が低下し、孔切
れ等の作業トラブルを生じ、あまり少ないと適度な孔深
度が形成できない。

【００２３】

【実施例】表１に比較例及び本発明品の実施例のマッド
材について示す。

【００２４】なお、各試験の試料は、混練後のマッド材
を２５×２５×１５０ｍｍの形状にアムスラー成形した
ものを使用した。

【００２５】線変化率は、１４５０℃で３時間還元焼成
し、冷却後の残存膨張収縮率として示した。

【００２６】熱間曲げ強さは、１４５０℃で１時間Ｎ₂
雰囲気下で保持した状態での強度を測定した。

【００２７】スラグ溶損指数は、溶銑およびスラグを溶
解した１５５０℃の高周波炉中に成形後の試料を１時間
×５回浸漬し、スラグ／メタル界面の溶損量を測定した
ものであり、従来例の比較例１を１００とした場合の指
数で示した。

【００２８】出銑時間は実炉で使用した場合の、出銑開
始から閉塞までによって得られた数値である。

【００２９】孔切れ率は、実炉で使用した各々のマッド
材の開孔回数を基準として算出した。

【００３０】粒度構成については、１ｍｍ、＜０．０７
５ｍｍ＞、１〜０．０７５ｍｍと、２μｍ以下の仮焼ア
ルミナに区分けした。

【００３１】表１には実施例１〜４、と比較例１（従来
例）を示した。

【００３２】

【表１】本発明品は容積安定性、耐食性が良好な上、強度向上が
図られている。

【００３３】比較例１においては、骨材部の添加量が多
く、マッドガン充填時に抵抗となるため、多くの液状タ
ールを必要とし、耐食性劣化、強度が低下している。

【００３４】実施例４の本発明品を５０００ｍ³級の大
型高炉に使用したところ、出銑回数は、耐食性及び強度
の大幅な向上のために、従来の１日当たり１２〜１３回
が６〜８回と減少し、炉前作業の軽減に大きく貢献でき
た。

【００３５】なお、表１の各例において、アルミナ質原
料として実施例１はボーキサイト、その他の例は電融ア
ルミナを、シリカ質原料としては粘土、炭素質原料とし
て石炭コークスを使用したが、本実施例の原料に限ら
ず、実施の形態に記載した原料、材料の使用においても
同様の効果が得られることはいうまでもない。

【００３６】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明に係る高炉出銑
口閉塞マッド材によれば、高強度、緻密化組織を形成で
き、溶銑滓の摩耗による孔径拡大を抑え、耐食性に優れ
た効果を発揮する。さらに、出銑回数の低減と開孔性の
向上による炉前作業の軽減にも大いに貢献する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松永隆志千葉県木更津市築地７番地の１黒崎窯業株式会社不定形事業部木更津不定形工場内 (72)発明者小島昭千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (72)発明者今川浩志福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者松村正明千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (72)発明者財部毅福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラント設計株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ質原料３０〜５０重量％、シリ
カ質原料を２〜５重量％、炭化珪素を１５〜２５重量
％、炭素質原料を５〜１０重量％、窒化物を１５〜３０
重量％、金属粉末を５〜１５重量％で構成された耐火骨
材１００％に対し、結合材の液状タールを外掛けで１０
〜１７重量％添加した高炉出銑口閉塞用マッド材。
【請求項２】前記耐火骨材の粒度として、１ｍｍを超
えるものが５重量％以下、０．０７５ｍｍ未満のものが
６０〜７０重量％、２μｍ以下の仮焼アルミナが５〜１
５重量％、残部が１〜０．０７５ｍｍのもので構成され
た請求項１記載の高炉出銑口閉塞用マッド材。