JPS59195580A - 高炉用炭素質れんが - 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、高炉の内張り用炭素質れんかに係り、特に高
炉湯溜部および炉底部のアルカリおよびまたは溶銑の侵
食による異常損傷を防止し得る内張り炭素質れんかに関
するものである。

一般に高炉の湯溜部および炉底部には炭素質れんがが使
用されている。これは焙焼無煙炭３５〜６５屯♀％、人
造黒鉛１５〜５０重量％および天然黒鉛５〜１５重量％
を主成分とし、粘結材としてタールピッチを１０〜２０
重量％使用し、押出し成型法または高圧プレス法によっ
て成型したものであった。

ところで」−２炭素質れんがは灰分ＣＡｌｚ０３．５ｉ
Ｏｚ等の酸化物）が多く、耐アルカリ性に劣るのが大き
な欠点である。すなわち、周知のように高炉内ではコー
クス等の装入原料に由来するアルカリ成分が蒸発と凝固
を繰りかえしながら高さ方向で循環しており、その一部
は炉底まで到達し、炭素質れんが内に侵入する。侵入し
たアルカリ成分は丁にれんが内に存在する灰分と反応し
、アルカリ珪（ＲＪＭを生成してれんかに亀裂を発生さ
せ、れんがを脆化−させる。このような現象が長期間に
亘って継続し、炉底損傷の大さな原因となる。

また、従来の炭素質れんがは気孔径が比較的大きいため
炉底の溶銑が気孔を通して侵入し、いわゆる構造スポー
リングにより損傷することも炉底拓傷の一原因と考えら
れる。この対策とじて近年結晶質の黒鉛−３ｉＣ系また
は黒鉛−３ｉＣ−３ｉ４　　Ｎ４系のれんかが開発され
ている。しかしなから、これらのれんかは＋ｉｉ＋述の
無煙炭質のれんかに比し溶銑への溶解度か大きい欠点か
あり、いわゆるれんがの溶銑中への加炭溶解により損耗
する。

本発明は、１−記欠点を解決するためになされたもので
、高炉炉底部の異常損傷を防止することのできる効果的
な高炉湯溜部および炉底部内張り用度素質れんかを提供
するものである。

本発明者らが、）５素質れんがの損傷原因について調査
研究した結果、次の事実か明らかになった。すなわち、
従来の炭素質れんがをＣＯ存在下のアルカリ蒸気中で９
００°Ｃの熱処理をするど、れんか組織内にはアルカリ
が侵入し、れんが中の灰分であるＡＱ２０１　．５ｉ０
２　との反応でアルカリ珪酸塩を生成し、その体積増加
によってｆ１裂を発生する。

１、記アルカリ珪耐塩の生成はＸ線回折によって次のノ
又１イ４、によるものであることか確認されている。

２に＋ＡＭ２０３　＋２Ｓ　ｉ０２　＋ｃ。

−に２０ΦＡ文、０３　・２Ｓｉ０２＋Ｃ・・・（１）
また後述の第２表および第２図に示すように人、貴黒鉛
−３ｉ　Ｃ′！Ａおよび焙焼無煙炭系のれんがを１５０
０°Ｃの溶銑中で回転侵食実験を行うと人造黒鉛使用れ
んがは無煙炭質れんかに比し溶損か著しいことか明らか
である。

本発明者らは、ト記炭素質れんがの損傷を防止する材質
について種々比較研究した結果、石油コークス若しくは
石炭ピッチコークスまたはこれらの混合物（以下石油コ
ークス若しくは石炭ピンチコークスまたはこれらの混合
物を単に「石油コークスご９」という）を６５〜ｓ　５
　（５Ｂ：％、炭化珪素５〜２５市縫％および金属珪素
粉末１〜１０屯足％からなる４１５合物を有機結合材の
炭化物で一体に結合した炭素質れんがであって、れんが
中の酸化物系不純物含有量か１重量％以ドであるれんが
が、耐アルカリ性、耐＃銑性に対し著しい効果を発揮す
ることを見出した。

このようなｉＲＭ　’ｔ’↓れんかか耐アルカリＰ１に
渋れているのは、イ１油コークス：ｔ；：　ｔ−ｒ灰分
か少なく、＋ｉｉ）述の（１）式に従うアルカリとの反
応か起こらないためである。また耐溶銑性に１ｐれてい
るのは、＋ｉｉ＋記実験結果から明らかなように非晶質
のカーホンの力か結晶ｒ′走の黒鉛より溶銑に対するｊ
耐溶解性に１虻れているためである。

以ドに本発明の原料および原料組成の限定郡山ムこつい
て、ｉ’ｆ、細に説明する。

（１）イーＩ油コークス″５は灰分か少なく嗣アルカリ
性、耐溶銑性に優れているか、８５毛星形を超えると成
形性か悪く強度低下か起こる。　−力６５手１′、１％
未ｆ＋！１′４では耐溶銑性が低下する。従って未発Ｉ
ＪＩては石油コークス等を６５〜８５　ｉＩｉ：　ｊ、
４％の範囲にさせたものである。

（２）炭（ヒ上１素はＳｉＣ分純度が９７％以１．のも
のか々ｆましく、通常不純物として含まれるＡ文、Ｏ，
，５ｉＯｚ　’Ｓか極力少ないことか心霊である。）促
化月素は緻に：な気孔の形成を容易ならしめるとともに
１耐アルカリ性の向上に′＾°す、するか、その配合１
．；、か２５　ＩＦ、’−’ｉ’％を超えると成型体を
加熱焼成する際の収縮に伴う亀裂か発生する。−力、５
　ＩＴＩ：　；／、＋％未満では緻冨な気孔の形成か妨
げられ強度か低下する。従って本発明では炭化珪素の配
合￥は５〜２５重−１％の範囲にさせたものであ（３）
金属珪素粉末は、Ｓ１分純度か９８９ｂ以−１，のちの
か々ｒましく、酸化物系不純物は前述の説明と同様極力
少ないことが心安である。金属珪素Ｆ＋）末は成型体の
焼成過程で結合材か炭化して生じた炭、）；と反応して
ＳｉＣを生成させ結合部の強（ヒ、強１′、ｌ；の」−
昇に寄Ｉｉ−する効果な有するか１０重ｊ、Ｈ％を超え
ると未反応の金属珪素か残留するので好ましくない。−
力１：Ｔ＜ｒ−％未満であると、結合部の強化、強度−
１，昇の効果が認められな１１゜従って本発明では、金
属１１素粉末の配合ｊ−を１〜１０中品％に限定しｊこ
のである。

（４）れんが中の酸化物系不純物は」−述のようにアル
カリとの反応を起し、１重−ｊＪ？％を超える量を含有
すると、１耐アルカリ性か低下するので１重１ｉｉ％以
ドに１１−１限される。

次に本発明の実施例を挙げ効果について置体的に説明す
る。

’ｊ’ｔ　ｌ　６”、　Ｉオ本発明の実施例の炭素質れ
んがの製造榮件を小才ものであり、第２表は実施例の炭
素質れんがの物理的性質と化学組成を、比較例として従
来品Ａ、Ｂと対比して掲げた。比較例Ａは訪３１’６無
煙炭系、Ｂは人造黒鉛−３ｉＣ貿のものである。

第２表におＱ・て、１爾アルカリ性試験は、各供試体よ
り２０ｔｎｔｒ＋Ｘ２０ｍ＋ｎＸ１２０ｍｍの試験ノ１
をすＪり出し、それぞれに２　Ｃｏ）：コークスプリー
ズ−１，１の４昆合物Ｚｋｇ中に埋設し、電気炉中で９
００’Ｃの加熱・保十〜後炉冷した。／令却後、試験片
をコークスプリーズのみの中に埋設し、１２００°Ｃで
加熱処理した。以」−二の加熱処理を５回繰り返し行い
、その後、亀裂発生のイ１無の観（イ１、」″法度化の
ｉ！ＩＩＩ　ｆｉｌ　　アルカリ残イ、：　ｉｉ）の定
ｊ、：を１１った。第１図（ａ）、（ｂ）には加熱処理
回数と・１法変化わよひアルカリ残存量の関係を表示し
た。第１１／１から明らかなように、石油コークスを用
いた本発明の実施例は比較例Ａ、Ｈに比しアルカリ残存
量か少なく、従って・」−法度化率（残存膨弓長；間）
か層しく小さい。

一力、溶銑溶解性はＣ金石１□＋４．２５重八へ％の銑
鉄を１５００°Ｃで溶解し、これ（こ２０φＸ７０ｍｍ
の供試体を３０ｍ出浸漬し、２００ｒｐｍの回転速度で
２時間の回転侵食実験を行い溶損速度を求めた。第２図
には溶銑中のＣ含イｊＨ；Ｈの経時変化、第２表にはカ
ーホンの平均溶解速度（ｍｇ／ｃ　ｍ’・ｍ１ｎ）を表
示した。

第２表、第２図から明らかなように本発明れんがは溶銑
に対する溶解性が箸しど少なく、従来の高炉用度素質れ
んかに比べ１夏れていることが判゛る。

以１−説明したことく、本発明の高炉用度素質れんがは
、アルカリによる侵食、溶銑への溶解も少なく、従って
高炉の湯溜部および炉底部の内張りれんがとして用いれ
ば高炉の方向延長かげ能である。

第　　　２　　　表

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例の炭素質れんがと従来の
焙焼無煙炭系および人造黒Ｊｉ＞ＳｉＣ賀れんがとにつ
いて、アルカリ中熱処理とコークスブリース中熱処理の
繰り返し回数とに２０残留Ｊ４１゜を対比した線図、回
（ｂ）は」−記熱処理繰り返し回数と＝Ｊ−法変比変化
比した線図、第２図は＋ｉｉｊ述れんがの溶銑中での回
転侵食試験における時間経過と溶銑中のカーホン増加Ｉ
ＩＹの変化を対比した線区である。 出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　　　弁理士　　　小杉什男 １２００°Ｃコークスプリーズ゛中の加熱ｇ８処理転第
２図 ！ 浸５★回転詩門　（分）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　石油コークス若しくは石炭ピッチコークスまたはこ
   れらの混合物６５〜８５５〜８５重量珪素５〜２５重量
   ％および金属珪素粉末１〜１０重量％からなる混合物が
   有機結合材の炭化物で−・体に結合されているカーボン
   れんがであって、れんが中の酸化物系不純物含石量が１
   重量％以下であることを特徴とする高炉用炭素質れんが
   。