JPS5919272B2 - 治金電気ア−ク炉の耐火壁上部の構築方法 - Google Patents

治金電気ア−ク炉の耐火壁上部の構築方法

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JPS5919272B2
JPS5919272B2 JP54161707A JP16170779A JPS5919272B2 JP S5919272 B2 JPS5919272 B2 JP S5919272B2 JP 54161707 A JP54161707 A JP 54161707A JP 16170779 A JP16170779 A JP 16170779A JP S5919272 B2 JPS5919272 B2 JP S5919272B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冶金学的アーク炉、特に溶融金属浴と長時間接
触しない炉の部材の改良された製造法に関するものであ
り、前記方法を実施するための耐火性複合部材に関する
ものである。
ここ数年間、容積量に関連したアーク炉の電力、すなわ
ち溶融鋼１トン当りのトランスの公称ＫＶＡ電力で表わ
される電力は上昇し、しばしば５００ＫＶＡ／）ン（Ｕ
ＨＰ炉）を越え、場合によっては溶融期間中は７５０Ｋ
Ｗ／）ンにも達する。
この状況は炉壁をライニングする新しい拳法の必要性を
生じた。
アーク炉のライニングの最も使用される部分、すなわち
スラッグライ／、湯道、特に３つの電極に対向する壁の
部分は溶融注型マグネシア−酸化クロム耐火性ブロック
から成る。
このタイプのブロックはＣｏｒｈａｒｔ Ｒｅｆｒａｃ
ｔｏｒｉｅｓ社からｒｃＯＲＨＡＲＴ Ｃ，１０４Ｊ
の商品名で市販されている。
これらの電気溶融耐火性ブロックはインゴット状に切断
され、固化する際収縮巣が直径が１〜１０闘のマクロ多
孔性の状態で分散し、全体の多孔率は１６〜２０係であ
り、微小空洞が非常に少なく、このため非常に強い結晶
性結合力と組合わさって、他の再焼結して、溶融粒子に
基づく焼成した塩基性耐火材などよりも優秀なものにし
ている。
アーク炉のライニングの最も使用される部分を形成する
のにこれらのブロックを使用し、それほど使用されない
部分を形成するのにそれほど優秀でない耐火材を使用す
ることによって広範囲の炉電力及び容量の炉についての
ライニングの摩耗を均等化することが可能であり、これ
によって耐火材の生産性及び費用の面を改良することが
できる３しかしながら、作業条件が厳しくなり、特に溶
融期間中に使用される電力が５００ＫＷ／）ンを越える
場合、このような耐火ブロックを使用したのでは満足す
べき使用寿命が得られない。
実際に、特にライニングの”高温点″では溶融注型耐火
ブロックの破損が急激に生じる。
このような破損は特にスラグのスプラッシュ及びヒユー
ムによる高温における化学的攻撃によって、また急激な
温度変化による作業面のスケーリングによって起こり、
これらの２つの現象は炉の使用方法に応じて種々の速度
で種々の規模で起こる。
本発明の目的は冶金学的アーク炉、特に溶融金属浴と長
時間接触しない炉壁の上部を建設するための改良法を提
供することであり、前記部分を形成する耐火材の作業温
度を低下させることによって前記部分の使用寿命を実質
的に延長することができる。
本発明の別の目的は本発明の前記方法を実施するのに使
用される複合耐火材を提供することである。
本発明は、溶融金属浴と長時間接触せず、炉の内容物を
注ぐために傾ける場合などに短時間接触する冶金学的ア
ーク炉の耐火壁の上部の少くとも一部を構築する場合、
比較的熱伝導性の悪い酸化物母体耐火材のブロック及び
比較的熱伝導性の良いグラファイトのブロックを交互に
配することによって前記部分の摩耗をかなり減少させ、
それによって前記耐火壁の寿命を延長させることができ
ることを発見したことに基づく。
本発明は、電気良導体から成る冷却部材を使用して、溶
融金属浴と長時間接触しない電気アーク炉の耐火壁の上
部の少くとも一部を建設する方法で、酸化物母体耐火材
のブロックとグラファイトブロックとを交互に横の列を
なして並べ、各横列を形成するブロックは隣接する横列
を形成するブロックと位置がずれて配置されて各グラフ
ァイトブロックが各酸化物母体耐火物ブロックにより囲
まれるように配置されていることを特徴とする構築方法
を提供するものである。
本発明の好捷しい実施態様によれば、少くとも１枚のス
チール（鋼材）シートが任意の横列のブロック群と隣接
する横列のブロック群との間に配され、さらに同じ横列
のブロック間の少くとも一部、たとえば同じ横列のそれ
ぞれの対のブロック間に配されている。
本発明はさらに本発明の方法を実施するのに適した耐火
性複合部材に関するものであり、本発明の複合耐火部材
はその部材の内面から外面まで延びている異種の耐火材
からできている少くとも１対のブロックを有し、内面か
ら外面まで延びている隣接する表面の少くとも２面がス
チールシートを介して接合されており、前記対のブロッ
クの一方が酸化物母体耐火材からできており、他方がグ
ラファイトからできていることを特徴とするものである
。
好ましくは前記スチールシートは内面から外面まで延び
ている複合部材の４つの面を被覆している。
「少くとも１対のブロック」という表現は複合部材が１
対より多いブロック、たとえば２対、３対または４対の
ブロックから成るものでも良いことを意味する。
しかしながら、多くの場合、１対のブロックから成る複
合部材が使用される。
従って下記の複合部材は主として１対のブロックから成
る部材について説明する。
しかしながら、比較的大きな寸法のパネルとして一度に
設置する場合のように、数対のブロックからなる複合部
材を使用する方が有利な場合もある。
「内面」という用語は炉の内側面に面する部材の表面を
意味し、「外面」は炉の外側面に面する部材の表面を意
味する。
複合耐火部材は冶金炉の建設用として長い間公知であっ
た。
たとえば、英国特許第９２５，６４６号は金属シートで
被覆された複合部材について開示しており、その一部は
焼成した耐火材、たとえば酸化クロム／マグネシアから
形成され、他部は生の耐火材、たとえば生のマグネシア
／酸化クロムから形成されている。
同様のタイプの複合部材が英国特許第９０７．２８５号
にも記載されている。
しかしながら、従来、酸化物母体耐火材のブロックとグ
ラファイトのブロックを組合わせて使用することは知ら
れていなかった。
本発明では冶金炉の建設に適当な全ての酸化物母体耐火
材が使用でき、特にその摩耗が主として炉の温度変化に
よる痕及びスケーリングによって生じるものであり、寸
だ炉の雰囲気中に存在する高温におけるスラグのスプラ
ッシュ及びヒユームによる腐蝕によって生じるものが使
用される。
本発明Ｕ％に米国特許第２５５９５６６号及び第２６９
０９７４号に開示されているようなマグネシア／酸化ク
ロムの溶融注型耐火材を使用した場合効果的である。
このタイプの溶融注型耐人材でブロックの形態で市販さ
れ、冶金炉の建設用として広く使用されているものの例
としては、Ｃｏｒｈａｒｔ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｉｅｓ
Ｃｏ−によってアメリカで、また５ｏｃｉｅｔｅ Ｅ
ｕｒｏｐｅｅｎｎｅ ｄｅｓ Ｐｒｏｄｕｉｔｓ Ｒｅ
ｆｒａｃｔａｉ ｒｅｓ によってフランスで製造さ
れている「Ｃ０ＲＨＡＲＴＣ１１０４」がある。
しかしながら、本発明では酸化物母体塊状耐火材、すな
わちブロックの形態に成型した酸化物母体粒子または焼
結した酸化物母体耐火材を高温で焼成することによって
得られる耐火材も使用できる。
このような材料の例としては前述のマグネシア／酸化ク
ロムタイプの溶融注型耐火粒子から得られるものがある
。
これらの材料は公知であるのでこれ以上詳細には述べな
い。
本発明の方法及び／又は本発明の複合部材を使用して構
築してアーク炉の耐火壁の使用寿命が延びることは下記
の２つの効果に帰因する。
ａ）酸化物母体耐火ブロックとグラファイトブロックと
が相互に保護し合い、グラファイトブロックは酸化物母
体ブロックに形成されるフレークを保持し、それが溶融
浴に落下しないようにしている。
さらにそれぞれのグラファイトブロックは酸化物母体耐
火ブロックによって包囲されており、炉の雰囲気にさら
されているグラファイトブロックの表面上にはスラグス
プラッシュがスラグのコーティングを形成するのでグラ
ファイトが酸化されるのが防げる。
実際、グラファイトだけから成る炉壁は高温における耐
酸化性が劣ることが知られている。
スラグは通常グラファイトには付着しないにもかかわら
ず、グラファイトブロックの露出した表面上にスラグの
コーティングが維持されることはそれぞれのグラファイ
トブロックの周囲に酸化物母体耐火ブロックが存在する
ために可能なのである。
すなわち、スラグのスプラッシュは酸化物母体ブロック
に強固に付着し、酸化物母体ブロック間を橋かけして炉
壁を被覆するので、グラファイトの表面もスラグのスプ
ラッシュによって被覆されるのである。
ｂ）グラファイトは熱伝導性が良好なので、熱は特に炉
の操作中温度が最高に達した時迅速に炉から除去される
。
またけグラファイトブロックは隣接する酸化物母体ブロ
ックから熱を除去する。
これによって酸化物母体耐火ブロックにスケールが形成
される速度が低下する゛。
こＱ冷却効果はそれぞれのグラファイトブロックめ断面
積とそれぞれの酸化物母体耐火ブロックの断面積の比を
調節することによって調節できる。
実際に、グラファイトブロックによって占められる表面
が大きいほど冷却効果は著しくなる。
実用上、それぞれのグラファイトブロックの幅ｘｂは約
１０〜５０朋、好ましくは２０〜４０ｍｍであるべきで
あることがわかった。
実際に、幅（または厚さ）が１０７１！Ｗより小さいと
充分な機械的強度を有するグラファイトブロックまたは
プレートを得ることは難かしい。
逆に、幅が５０龍より大きいことは一般に不必要であり
、グラファイトブロックが酸化され易くなる。
酸化物母体耐火ブロックの場合、幅ｌａは約８０〜１５
０ｍｍであるべきであることがわかった。
１５０朋より大きいと、グラファイトブロクが酸化物母
体耐火ブロックに及ぼす冷却効果が特に酸化物母体ブロ
ックの中心部において不充分である。
逆に、幅が８０ｍｍより小さいと、酸化物母体ブロック
が不経済となり、使用しにくくなる。
酸化物母体耐火ブロック及びグラファイトブロックの高
さｈはたとえば約７５〜２５０ｍｍであり、長さＬ（内
面から外面までの長さ）はたとえば約３００〜６００ｍ
ｍである。
最高の結果を得るためには、それぞれのグラファイトブ
ロックと酸化物母体ブロックとの間が熱的に良好な接触
を保っていなければならなＧ）。
すなわち、これらのブロックは直接に密接に接触し、こ
れらのブロック間に粒状物や他の屑などが存在していて
はいけない。
前述の様にスチールシートを使用するのが好ましい。
アーク炉内の温度はステイールを融かすのに充分な高さ
を有するが、スチールシートはブロックによって保護さ
れているので、攻撃に限られており、数ｃＩｒＬ（たと
えば２〜４儂程度）の深さに限られる。
このスチールシートの使用目的はブロックを連結して結
束させることである。
実際に、スチールシートはブロックの内面側の部分にお
いて溶融し、非常に緻密なれんが積が形成される。
また酸化物母体ブロックとスチールシートとの間ではあ
る反応が起こる。
本発明の複合部材（１対のブロック）を耐火壁の上部の
少くともある部分を建設するのに使用する場合、内面か
ら外面まで延びている２個の表面上にスチールシートを
配すればそれぞれの部材を連結し、複数個の部材を結束
させることができる。
これらのスチールシートは接着または機械的結合等によ
る適当な手段によって部材に固着させることができる。
スチールシートは内面から外面に延びている部材の３つ
の面または４つの面上に施しても良い。
この場合は、耐火壁を建設した後、少くともある部分は
部材間のスチールシートの厚さが２倍になる。
内面から外面に延びている４つの表面上に連続的なスチ
ールシートを施して結束させた本発明の好ましい複合部
材の場合、スチールシートは部材を構成するブロックを
取扱い及び輸送中保護する役割を果たし、前記ブロック
を互いに密接に接触させ、炉の耐火壁の建設中部材の設
置を容易にし、ブロック間の熱的接触を良好にする働き
がある。
またこの場合は、スチールシートを部材を構成する２つ
のブロックをしっかりと包囲し、て部材の周囲に折曲げ
て施すので、部材上にシートを固着させる手段を特別に
必要とし々い。
スチールシートの厚さはあまり臨界的でなく、たとえば
０．５〜２ｍｍであり、通常の品質のスチ−ルシートが
使用できる。
本発明の複合部材は平行六面体の形状または特に曲線を
描く炉壁を建設するのに使用する場合にはアーチストー
ンの形状をしている。
第１図には記号１で表示した耐火壁、たとえばアーク炉
電極に対向する壁の一部が示されている。
この部分１は電気溶融した耐火材から成る酸化物母体ブ
ロック２及びグラファイトブロック３を交互に配し、任
意の横列のブロックを隣接する横列のブロックと位置を
ずらして配してグラファイトブロック３が溶融注型物質
のブロック２で包囲されるようＫなっている。
第２図及び第３図は本発明の複合部材の１つを示し、記
号１１で表示されている。
この部材は電気溶融耐火材の酸化物母体ブロック１２及
びグラファイトブロック１３から構成される。
電気溶融耐火材はたとえばｒｃＯＲＨＡＲＴ Ｃ，１０
４Ｊであり、重量係で下記の組成、ＭｇＯ：５５％、Ｃ
ｒ ２ｏ３ ： ２０．５ ％、ＦｅＯ： １２．５
％、Ａｌ２Ｏ３ニア％、５ｉ０２ ： ２．５％、Ｃａ
Ｏ： １．５ ％ ％ Ｔ ｉｏ ２ ：０．５％、そ
の他二０．５％を有する。
これらのブロック１２及び１３は厚さが１．５ｍｍの通
常のスチールシート１４によって結束されている。
すなわち、スチールシート１４（／ｉ内面から外面に延
びている部材の表面全体を被覆している。
より大きなサイズのインゴットを切断することによって
得られるブロック１２ばくさび形またはアーチストーン
の形態をしていても良いが、ブロック１３は板を切断す
ることによって得られるので実質的に均一な厚さを有す
る。
この場合、複合部材は全体としてアーチストーンの形状
をなし、円筒形の炉壁の建設用として適している。
たとえば、このような複合部材は下記のような大きさを
有する。
長さしく内面から外面までの長さ）−４５０ｍｍ高さｈ
＝１５２龍 平均幅ｌ（ｌａ＋ｌｂ ） ＝１３０ｍｍ（ブロック１
２の平均幅ｌａ＝１００ｍｙブロック１３の平均幅１ｊ
ｂ＝３０ｙｎｙｎ） 部材の内面における幅ｌ、及び外面における幅ｌｅは建
設する円筒形炉壁の径に応じて選定される。
建設する炉壁が平面である場合には平行六面体の部材が
使用される。
本発明で得られる炉壁は使用中非常に高い均一な耐蝕性
を有する。
容量が１００〜１２０トンで電力が８０ＭＶＡである冶
金アークＵＨＰ炉における腐蝕比較テストの結果を下記
に示す。
炉壁を形成するブロックの種類 腐蝕深度ｆｎ、→スチ
ールシートを使用しない通 常のＣ０ＲＨＡＲＴ Ｃ，１０４（密 度＝３．１５）のブロック ６スチール
シートを使用した通常 のＣ０ＲＨＡＲＴ Ｃ，１０４のブロ ック ５スチールシ
ートを使用しない緻 密なＣ０ＲＨＡＲＴ Ｃ，１０４のブ ロック ４第２図及び第
３図に示した不発 明の複合部材 １〜２これらの結
果かられかるように本発明の複合部材は炉壁の耐蝕性を
著しく改良し、それによって炉の使用寿命を延長し、生
産性を高めるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法で構築した耐火壁の一部を示す。 第２図は一対のブロックから成る本発明の複合部材の内
面を示す。 第３図は第２図に示した複合部材の水平断面を示す。 第４図は第２図及び第３図で示したような複合部材を使
用して構築した耐火壁の一部を示す。 ２．１２・・・・・・酸化物母体ブロック、３，１３・
・・・・・グラファイトブロック、１４・・・・・・ス
チールシート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属浴と長時間接触しない冶金電気アーク炉の
    耐火壁の上部の少なくともある一部を構築する方法にお
    いて、酸化物母体耐火ブロックとグラファイトブロック
    とを交互に横列をなして並べられ、これらのブロックは
    前記耐火壁の内側から外側まで延びており、各様の列を
    形成するブロックが隣接する横の列を形成するブロック
    と位置がずれて配置されて各グラファイトブロックが前
    記酸化物母体耐火ブロックによって囲まれるように配置
    され、且つ各酸化物母体耐火ブロックが８０ｍ７１７〜
    １５０ｍｙｙの巾をもち、各グラファイトブロックが１
    ０闘〜５０ｍｍの巾をもつことからなる構築方法。 ２ 溶融金属浴と長時間接触しない冶金電気アーク炉の
    耐火壁の上部の少なくともある一部を構築する方法にお
    いて、酸化物母体耐火ブロックとグラファイトブロック
    とを交互に横の列をなして並べられ、これらのブロック
    は前記耐火壁の内面から外面まで延びており、各様の列
    を形成するブロックが隣接する横の列を形成するブロッ
    クと位置がずれて配置されて各グラファイトブロックが
    前記酸化物母体耐火ブロックによって囲まれるように配
    置され、少なくとも１枚のスチールシートを任意の横列
    のブロックと隣接する横列のブロックとの間に配し、さ
    らに同じ横列のブロックの間の少なくとも一部に配置し
    、且つ各酸化物母体耐火物ブロックが８０酎〜１５０關
    の巾をもち、各グラファイトブロックが１０龍〜５０闘
    の巾をもつことからなる構築方法。
JP54161707A 1978-12-15 1979-12-14 治金電気ア−ク炉の耐火壁上部の構築方法 Expired JPS5919272B2 (ja)

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FR7835372A FR2444244A1 (fr) 1978-12-15 1978-12-15 Procede perfectionne de construction de fours electriques siderurgiques et element refractaire composite pour sa mise en oeuvre
FR7835372253-1 1978-12-15

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JPS5582287A JPS5582287A (en) 1980-06-20
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EP0012681A1 (fr) 1980-06-25
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