JPS6016859A

JPS6016859A - 金属精錬炉

Info

Publication number: JPS6016859A
Application number: JP59113162A
Authority: JP
Inventors: 鹿野　弘; 岩田　俊彦
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1985-01-28
Also published as: JPH0152348B2

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、組成中に黒鉛、熱硬化性合成樹脂および低融
点金属粉末を添加して製造した耐火物を内張りの少なく
とも一部に使用した金属精錬炉に係る。

従来からこの種眠気炉、転炉等内張り用附火れんがとし
ては１３００〜１８００Ｃで焼成されたものが使用され
ているが、一部に省エネルギー化および低コスト化の観
点から、無機質および有機質の結合剤を使用した不焼成
れんがが、ごく一部の限られた部分に使用されている。

しかしながら、これらの結合剤を使用した耐火物による
内張りは、次に示すようないくつかの問題点を有してい
る。

無機質結合剤を使用した場合は、鋼の品質に有害な不純
物の発生源となる可能性が高く、シかも結合剤により耐
火度が低下し、溶融金属およびスラグによって溶損され
易い傾向にある。また有機質結合剤を使用した場合は、
使用時の高温下において耐火物のボンドを形成する有機
質結合剤が酸化分解し、著しい強度劣化をひきおこすた
め、稼動面側では溶融金属による摩耗損傷が、背面側で
は酸化による脆弱化が著しくなる。

したがって、従来からの不焼成れんがは、限られた鋼種
および操業条件で、かつ比較的に使用条件の甘い箇所に
限定されているのが現状である。

本発明に使用する耐火物は、有機質結合剤により耐火物
のボンドが形成される場合の使用時における強度上の改
善を達成したものである。

なお、こ＼で述べる有機質結合剤とけ、熱硬化性を有す
る全てのものを指すが、一般的には低価格と高炭化収率
の理由により、フェノール系の樹脂が汎用されている。

有機質の結合剤は、酸化雰囲気において普通５００Ｃ付
近から酸化分解が開始し、５００〜７００℃でそれが消
失するため、耐火物のボンドが有機質結合剤に全面的に
依存する従来の不焼成れんがでは、７００Ｃ付近で著し
い強度劣化を呈する。これの改善として、２００〜７０
０Ｃの範囲内に融点を有し、かつ１００００以上の温度
領域においても単体もしくは化合物として存在する物質
を添加して、それの軟化もしくは溶融によシ生じる粒の
保持機能を利用することによって、強度の補強を計り、
金属精錬炉の寿命延長を達成しようとする手法が本発明
の特徴である、上記の条件を満たす添加物質としては、
低融点の金属が有効であり、１０００Ｃ以下に融点を有
する金属はいくつか挙げられるが、製造上、使用上の安
全性およびその金属が酸化された場合でも、その金属酸
化物が高耐火性を有する点において、６６０Ｃの融点を
もつアルミニウムが最適である。

一般に市販されているアルミニウムＮ宋Ｋｕ、フレーク
粉とアトマイズ粉があり、前者は鱗片状、後者は球状を
呈する。金属粉の添加目的が、耐火組成物のマトリック
ス中で添加した金属が軟化もしくは溶融し、骨材に接触
することによる粒の保持機能を発生させることにある点
で、組織中に不連続に点在するアトマイズ粉よりも、マ
トリックス中にｔ１ソ連続的にネットワークするフレー
ク粉の添加の方が有効と言える。また添加した金属が組
織の中に均一に分散していることが肝要であり、その点
において添加金属は微粉であるほど有利である。

本発明に使用する耐火物を製造する方法について説明す
ると、所定量の骨材となる耐火原料、金属粉および熱硬
化性のバインダーをミキサーにて混練する。このとき添
加する金属粉の均一な分散を目的として骨材の微粉と金
属粉とを予め混合しておくことが望ましい。混線後の配
合物をプレス成形もしくは複雑な形状の場合には鋳込み
法等々にて成形し、１０００以上の加熱硬化処理にょっ
て、本発明に使用する耐火物は得られる。

骨材としての耐火原料の材質と粒度構成は、その使用目
的および使用条件によって任意に選定される。

金属粉の添加量としては１〜３０％が適当で、１％未満
であるとその効果は認められず、３０チを超えると金属
粉の軟化もしくは溶融によって、溶融金属流による摩耗
もしくは流出損傷が助長される。添加する金属粉として
は、前述した理由によりアルミニウムのフレーク粉が良
好であり、これを添加する場合は、５〜１０％の添加量
が最適である。まだ熱硬化性合成樹脂の添加量としては
、骨材の嵩比重にある程度依存するが、２〜１５チが適
当である。その添加量が２％未満であると、れんがとし
ての成形が不能となり、１５％を超えると成形困難とな
るばかりでなく、揮発成分が増加することにより、使用
中の耐火物組織がラフとなり、かつ耐酸化性にも劣り脆
弱化の傾向も大きくなる。

熱間強度に与える金属粉添加の効果を図面に示す。

サンプルの作製にわたっては、合成ムライト４０％、焼
結アルミナ６０％の骨材に対して、結合剤としてフェノ
ール樹脂５〜７％を外掛けで添加し、アルミニウム・フ
レーク粉をそれぞれ外掛けで、無添加、５％添加、１０
％添加とした。成形はプレス成形とし、２００Ｃにて２
４時間加熱硬化処理をした。

図面に示すように、アルミニウム無添加のものは高温に
なるに伴ない強度は劣化するが、アルミニウムを添加し
たものはアルミニウムの融点付近から強度が向上する。

これは換言すれば、熱間における耐摩耗性が向上するこ
とを意味している。

また添加金属の融点以上の温度領域においては、軟化も
しくは溶融した添加金属がれんが内の気孔を閉塞するた
め、酸化の促進を防止する効果も出てくる。有機質結合
剤を使用した従来の不焼成れんがでは、熱間強度の劣化
と＼もに、結合剤の酸化分解に起因する稼動面の背面側
における脆弱化が難点となっていたが、本発明に使用す
る耐火物ば、これも改善する。しかも本発明に使用する
耐火物のボンド形態は、焼成耐火物のそれと異な狡添加
金属の融点以上の温度領域では、添加金属が骨材粒間に
おいて部分的に液相が存在するため、加熱によりレンガ
組織内に生じた応力を、この液相部分で吸収することに
より、非常に優れた耐スポーリング性を有する耐火物を
可能としている。

以上のように本発明に使用する耐火物は、有機質結合剤
を使用した従来の不焼成れんがの大巾な特性改善を達成
し、かつ鋼の品質への悪影響が全くないものを可能とし
ている。また焼成工程の省略により、省エネルギー化、
省力化を達成し、かつ使用済みれんが’ｋ　ＩＪプサイ
ル使用できるため、省資源をも可能とする。

上記の説明においては、アルミニウムの場合を主体にし
たが、その他にもアルミニウムと他の低融点金属との１
種および２種以上の組合せによる添加において、本発明
の目的を達成することができる。その他の低融点金属と
して、Ｓｌｌ、Ｚｎ、　Ｓｎ合金、ｚｎ合金、Ａ１合金
、Ｍｇ合金等が使用可能である。

以上、本発明は、電気炉、転炉等金属精銖炉の内張りに
関するものであるが、実施例として電気炉の例を示す。

実施例１００を電気炉の天井れんがとして、表に示すように、
マグネシアおよび鱗状黒鉛を骨材とするアルミニウム・
フレーク粉８％添加品を試用した。

有機質結合剤を使用し、同一の骨材による不焼成れんが
が使用されたが、背面側の脱炭による脆弱化の問題が残
されていた。

本発明に使用した耐火物は、背面側に５門程度の脱炭層
が見られたが、脆弱層は全くなく良好であった。

注）品質特性は２００Ｃ熱硬化後

【図面の簡単な説明】

本発明に使用する耐火物において、熱間強度に与えるア
ルミニウム・フレーク粉の添加効果を示に二、−一一

Claims

【特許請求の範囲】

黒鉛配合の塩基性耐火材料５５〜９７重量乃、０．５酎
以下の粒度をもつ融点１０００ｐ以下の低融点金属粉１
〜３０重量％、および熱硬化性合成樹脂２〜１５重量係
重量り構成され、混練、成形後、加熱処理して成る耐火
物を内張りの少なくとも一部に使用したことを特徴とす
る金属精錬炉。