JPS5845174A - 耐火物及びそれを用いた加熱炉炉材の保護方法 - 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】 本発明は耐火物およびそれを用いた加熱炉炉材の保護方
法−に係り、特に溶融鉄酸化物から炉材を保睡するに好
適な耐火物および加熱炉炉材の保護方法に関する。

近年、ケイ索端等の高性能の鋼の製造に対する必要性が
増し、熱間圧延前の加熱炉における鋼片の加熱温度が高
温化しつつ感る。それに伴って。

従来は、鋼片からフレーク状に発生していた鉄酸化物（
以下スケールという。）が、溶融状態で発生する場合が
起こって来九。

こうし九溶融スケールは、炉床、炉壁等の加熱炉内の炉
材を溶損せしめる。また、炉床等に大量に溜った場合に
は、該スケール除′去の必要があるが、冷却同化後にス
ケールを破砕し搬出する作業に伴って炉床等の炉材を破
損する問題があ、る。さ、らに溶損、破損した炉材の補
修はいわゆる現場補修になり、長時間炉を止めなければ
ならずしかも十分な補修もできないので寿命が短くなる
という問題もある。

なお溶融スケールの化学組成の１例を第１表に示す。

第１表 本発明の目的はこのような問題点を解消し１特に溶融ス
ルケールから炉材を保論するに好適な耐火物および加熱
炉炉材の保護方法を提供するにある。

この目的は、第１の発明たる耐火耐食性の骨材と耐火性
の繊維とが耐火性を有す、る水和性結合材によって結合
されてなる耐火物、および第２の発明たるこの耐火物を
加熱炉中の炉材の少なくとも一部を覆うまりに該加熱炉
中に配設することを特徴とする加熱炉炉材の保護方法、
によって達成される。

第１の発明においては耐火物は耐火性および耐食性の点
から酸化マグネシウムと酸化クロムの少なくとも一方を
含−有し、かつその含有率は両者の合量で７０チ以上の
ものが好ましい。なお１本願にお匹てチは、含有水分を
除去したいわゆるドライベースにおける重量−を表わす
。このような化学組成とす゛ることＫより１４００”Ｃ
以上の温度域においても融液の生成が抑えられ、溶融ス
ケールからの侵食に耐えることが可能となる。

この化学組成とするために骨材はマグネシア質、クロミ
ア質またはマグネシアクロム質のものが好適であや、マ
グネシアクリンカ−の他、マグネシア系煉瓦およびマグ
クロ系煉瓦の破砕物、あるいは尖晶石、クロム鉄鉱、苦
土カンラン岩、クロム酸バリウム、クロム酸ストロンチ
ウム等が用いられる。

コノウチ、りｐム酸バリウム、クロム酸ストロンチウム
Ｆｉ６価クロムがＦｅＯを酸化してＦｅ１ｏｎとなシス
ケールの融点を上昇せしめること、自身がクロミアに変
化して溶融スケールを凝固させる作用があること及び酸
化バリウムおよび酸化ストロンチウムは耐火性を有しか
つ水に難溶性であることから好適である。ただし、クロ
ム酸バリウムおよびクロム酸ストロンチウムのき有事は
多゛過ぎると焼結温間が低下し使用中に著しい収縮が生
ずるところから１０％以下にするのが好ましい。

耐火性の繊維は成形性を向上させると共に耐火物の強度
、特に曲げ強度および衝撃強度を増大するために添加さ
れるものである。この繊維の添加量は多産になると成形
に際して４練が回置νになるところから実用に耐え得る
化学的および物理的耐久性を示し得る範囲において少な
い方が好ましく、１〜１０チの範囲の添加量が好適であ
る。

このような耐火性の繊維としては石綿、ロックウール、
スラグウール等の他、マグネシア、アルミナ、アルミノ
シリ−ケート、ジルコン、カオリン等の繊維化物が使用
できる。

耐火性を有する水和性結合材としては、゛爪焼によって
脱水して耐火性物質となると共に、水利凝結性を示、す
物質が採用され１例えば軽焼マグネシア、硫酸！グネシ
クム、塩化！グネシウム１石膏、軽焼ドロマイト、水酸
化アルミニウム１．硫酸アルミニウムおよびセメント類
等が採用可能である。

このような水和性結合材は、それ自前は前述の耐火性骨
材よりも耐火性に劣ること、および加熱時の収縮を低減
する点からして２〜２０％の含有率とするのが好ましい
。

以上詳述した骨材、繊維および結合材からなる耐火物は
、その原料をよく乾式混合した抜水を加え湿式混練して
泥漿状とし、型枠への流し込むか。

または吸引脱水装置付型枠成形により無圧成形し養生後
乾燥することによって製造される。ま、た必要に応じそ
の後りｉ焼してもよい。

なお、このようＫして製造され六耐大物の嵩比重は１．
５〜２．５、特に１．５〜２．０とするのが好ましい。

これは、マグネシア煉瓦、マグクル煉瓦およびクロマグ
煉瓦等の従来の使用煉瓦に対して、等容量でも軽量とな
り、施工が容易になること。

使用中にその表面での反応生成物の生成とその熱的歪力
を局部破壊によって消滅させ、構造体としての曲がり、
剥離を最小限に防ぐこと、および炉修時のスケールの破
壊・撤去を容易にすることが可能になるからである。

機械的強度は、耐火物の骨材に対して、耐火水和性結合
材と、耐火繊維物質それぞれの限定範囲と成形方法との
相乗効果によって発現される。

かかる耐火物を用いてなす本発明の加熱炉炉材の保諸方
法μ、加熱炉炉材すなわち耐火煉瓦、耐火断熱煉瓦もし
くは、耐火セラミックファイバー等から構成された炉壁
、炉床の炉内側に、板状に成形された第１の発明に係る
耐火物を耐火モルタルで貼りつける、あるいは、板状の
該耐火物を組み合わせる、円筒状の該耐火物を配置する
等によって炉材が直接溶融スケールに接触するのを防止
し骸炉材を保護するものである。

即ち、本来の炉材を永久内張シとし、この永久内張層を
橿うように耐火物を配設すればこの本来の炉材よりは耐
溶損性が少々劣っても溶損部分のみを交換すればよく、
補修加工が簡便で短時間に補修でき、本来の炉材の保護
と加熱炉操業効率の向上を図ることが可能となる。

また特に侵食されやすい部分の炉材に対してのみ該耐火
物を被覆せしめることも可能である。

以下、実施例につ−て説明する。

〔実施例１〕 第２表に示す１２種類（試料委号Ａ−Ｌ）の配合から成
る試料を乾式混合した後、水を添加して泥漿状とした。

この泥漿を、外側を金網で補強し。

中心軸Ｋ　Ｏ，２１１ｍφのＦｅ　−Ｃｒ　−ＡＩ　−
Ｙ　　系電熱線を配置したｐ紙筒内に吸引充填せしめ、
養生稜ｐ紙筒を除き、１８′ｏ℃で乾燥した後７３０”
Ｃで焼成して７φＸ４０■の耐火′物試料とした。

これらの供試試料の化学組成、　（ＭｇＯ＋ＣｒｔＯｓ
）優、嵩比重について第３表に示す。なお第３表には後
述の侵食試験の結果である溶損長さく１ｍ）　　につい
ても示しである。

次にこの試料について第１図に示す試験装置を用いて侵
食試験を行なった。

即ち、前述した電熱線１が埋設された耐火物試料２Ｆｉ
試料送り機構３につながる０、　１１１８φの白金線４
で試験炉５の中へ吊り下けられる。該試験炉５は炉殻６
、炉芯管７、断熱性耐火物８、白金箔発熱体９、上蓋１
０、下蓋（図示せず）および炉体支持枠（図示せず）か
ら成る竪型電熱がで、侵食テストは、下着の上に立つマ
グネシア’１１１の上に、クロム製保謙管１２で囲繞さ
れ酸化物溢流孔１３を有するクロム製坩堝１４の中に、
熔融スケール１５（化学組成は第１表に示されるものと
同一）を充たし、下蓋から窒素（８０容ＩＳ）で稀釈し
た空気を、Ｉｌ／ｍｉｎの流鉦で泥し、１４１０±５℃
で行なった。

なお、酸化と試料の溶出による熔融スケール１５の成分
変化を降出するために磁製管１６から、スケール粉末に
対して１０％の珪素鋼粉末を混ぜた混合物を、３０分ご
とにＩＯＰずつ供給した。

温度調節は前述の電気炉に取り付けた熟成対１７につな
がる自動温度調節器で行なった。試料２と溶融スケール
１５の上面との接触は、白金線４と接続されている試料
２に埋込んだ、前記電熱線ｌの先端と、溶融スケール１
５面との電気的な接触を保つように、試料２の先端が溶
損して短かくなっても常に先端が液面に接触しているよ
うに試料送り機構３を作動させることによって確保した
。

なお、クロ４製坩堝１４の内径は５０１ｍ、底から酸化
物溢流孔１３までの高さは３９％ｍとした。侵食試験は
１サンプル尚り１８０時間連続で行なった。

この侵食試験の結果供試試料が溶損した長さの測定結果
を第３表下棟に示す。

また試料における（　Ｍｇ　ｏ＋ｃ　ｒ＊　Ｏｓ　）　
’％と溶損長さとの関係を第２図にグラフとして示した
。第３表および第２図により、クロミア（クロム醸塩か
らの換算分を含む）は、耐溶損性においてマグネシアと
１＝１０重輩比で置換し得ること（例えばＢとＥ％また
はＣとＪ）が認められる。またマグネシアとクロミア（
りｐム酸塩からの換算分を含む）との和が、７０％より
も小さくなると、衾、速に溶損量が増加し始めること、
および他成分としてシリカが存在すると、アルミナやジ
ル・コニアの場合よりも、若干溶損量が大きくなる力；
、上記の条件（ＭｇＯ＋ＣｒｔＯｓ≧７０％）が満たさ
れるならば、耐食性の低下は少ないことが認められる。

〔実施例２〕 実施例１における試料番号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｅ％Ｆ％Ｈ１工
、Ｊの組成のものを用いて、耐火物を成形・製造し、加
熱炉炉材の保護を行なった。

第３図は、加熱炉スキッドサポートの下部に第１の発明
に係る耐火、物を取凹むように設けたものである。従来
のサポート耐火被覆３１は、溶融スケールカミ炉床３２
に堆積する高さに相当する部分だけが、短期間に著しく
溶損するという欠点力！あった。第３図に示すように保
合組立可能に公害りして成形・製造された耐火物３３（
筒状）および３４（蓋体）を、サポート耐火被覆３１を
囲繞するように築造して使用した結果、溶融スケールの
侵透を完全に防止することができた・。さらに補修時に
耐１火物３３．３４のみを交換することによって、従来
の炉材耐用寿命を６倍以上に延長することができた。

また耐火物の築造に、組み立て式を採用すると同時に厚
みを調整することによって、軽量化と作業の簡易化を図
ることができるように力９、材料費、施工費の′両面か
ら低コスト化を進めることができた。

第４図囚は１箱型の築造例であり、第４図（６）に示す
切込を有する板状材４０を第４図（Ｑに示すように交互
に組み合わせ上蓋４１をかぶせたものである。これは第
３図のものと同様にスキッドサポート３１の下部を保護
するものである。

第５図は他の実施例ｆあシ、コ字状耐火物５０によって
炉床５１と側壁５２との接合部を保護するものである。

この実施例においては同一材質の蓋を付けたり、その内
側に耐火性粉末を充填したりすることによって炉床等の
開口部の閉塞を行なうことも可能である。

ま−た。紋針大物の組立に轟って、その接合部にはマグ
ネシア質モルタルまたはクロム質プラスチックを適用す
るのが最も効果的である。

以上詳述した通り本発明によれば、耐火性、耐食性に優
れかつ任意の形状とすることが可能な耐火物が得られ、
かつこの耐火物を加熱炉中の炉材の少なくとも一部を覆
うように加熱炉中に配設することによって加熱炉炉材の
保護を行なうことができ、炉材寿命を長くし、かつ補修
も容易となって加熱炉操業効率が向上される。

特に溶融スケール等の侵食作用から加熱炉炉材の保護を
行々うに好適である。

なお、このような耐火物は円筒形に成形して溶鋼等を流
すノズルの内張りに用いたり、並形煉瓦等の煉瓦と同様
の形状に成形して、モルタルで築造することも当然なが
ら可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は侵食試験用装置の断面図、詰２回は（Ｍｇ　Ｏ
＋　Ｃｒｖ　Ｏｓ　）　％と溶損長さとの関係を表わす
グラフ、算３図、第４１囚および第５図は加熱炉炉材を
保護するために設けた耐火物の斜視図、鯖４図０３）及
び第＋ｒ！？Ｉ（Ｃ）け躯４図（４）の耐火物の組立説
明図である。 工・・・電熱線、２・・・試料、５・・・試験炉、１１
・・・マグネシア管、１２・・・クロム製保誇管、１３
・・・溢流孔、１４・・・クロム製坩堝、１５・・・溶
融スケール。 代理人　　　鵜　　沼　　辰　　之 （ほか２名） 破　１　図 第２図 ＭｇＯ＋Ｃｒ２０３（’Ｍ量％）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐火耐食性の骨材と耐火性の承維とが耐火性を有
   する水利性結合材によって結合されてなる耐火物。
2. （２）　　酸化マグネシウムと酸化クロムの少なくとも
   一方を含有する特許請求の範囲第（１）項記載の耐火物
   。
3. （３）　　酸化マグネシウムと酸化クロムの含有率は含
   量で７０重量−以上である特許請求の範囲第（２）項記
   載の耐火物。
4. （４）　　骨材の含有率は７０重量−以上である特許請
   求の範囲第（２）項または第（３）項に記載の耐火物。
5. （５）　　繊維の含有率は１〜１０ｆｆｉｆチである特
   許請求の範囲第（２）虫〜第（４）項のいずれか１項に
   記載の耐火物。
6. （６）　　水和性結合材の含有率は２〜２０重量饅であ
   、る特許請求の範囲第（２）項〜第（５）項のいずれか
   １項に記載の耐火物。
7. （７）耐火耐食性の骨材と耐火性の繊維とが耐火性を有
   する水和性結合材によって結合されてなる耐火物を加熱
   炉中の炉材の少なくとも一部を覆うように該加熱炉中に
   配設することを特徴とする加熱炉炉材の保護方法。