JPS6054969A - 転炉内張り耐火物のライニング方法 - 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、同−１代中に低合金鋼精錬および／またはス
テンレス鋼精辣を行う複合吹錬転炉の耐火物のライニン
グ方法に関するものである。　近年に至り、低合金鋼精
錬とステンレス鋼精錬を同一の転炉、すなわち複合吹錬
転炉によって行う方法が採用されるようになった。

この方法の問題として該転炉内張り耐火物の損耗が著し
く大きい点があげられる。すなわち、低合金鋼を精錬す
る転炉では、マグネシア・カーボン系耐火物が適用され
損耗が小さく良好な耐用性を示しているが、マグネシア
Φカーボン系耐火物で内張すした転炉でステンレス鋼を
精錬すると損耗が勇しく大きくなり、逆にステンレス鋼
を精錬するＡＯＤ炉で常用されているマグクロれんがを
内張すした転炉で低合金鋼を精錬するとやはり損耗が大
きくなる。これらの損耗要因は、前者はスラグ中のＣｔ
２０３が耐火物中のカーボンにより還元され、スラグが
低融点化して損耗を促進すると言われており、後者は低
合金鋼精錬時のＣａｂ／５ｉ０２比の高いスラグによっ
てマグクロれんがが損耗するためと言われている。

そこで、同−炉代中に低合金鋼精錬とステンレス鋼精錬
とを行う複合吹錬転炉においては、天然ドロマイトタリ
ンカー、合成マグドロクリンカー、あるいは電融マグド
ロ粒を用いた焼成マグドロれんがが用いられてきたが、
その耐用性は十分でなく、このような転炉の耐火物原単
位は大きなものとなって経済的な不利益をもたらしてい
た。

従来から炉内の耐火物損耗形態に応じてそれぞれの損耗
形態に対して抵抗性のある耐火物を部位別に張り分けて
使用する技術はゾーンライニングとしてＪ：り知られて
いる。

そこで本発明者らｌ〕同−炉代中に１１（合金鋼精ｔｅ
ｌ！とラテン１／ス鋼精錬を行う複合吹錬転炉の部位別
損耗形態を、ＴｌＡｌ１　Ｌこ調査し−それぞれの損耗
形態に応じた向１大物を選定する研究を行った。

本発明者らは、ｌｉ／？転炉内張りｍｌ大物の損耗機構
を５１細に調査するとともに、ＭｇＯとＣａＯを１構成
分どする種々の血］大物の！１１１性を研究し、さらに
ト記ゾーンライニングの考え力を適用することも（７１
せて研究し、１．述のような転炉に望ましい耐火物とそ
のライニング方／ｌｉを完成するに至った。

本発明は、耐火物内張り構成を変えたライニング方１人
によって炉寿命の延長、ひいては１耐火物原中位の低減
をはからんとするものである。

に記「Ｉ的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、同−炉代中に低合金鋼の精錬および／またはステン
レス鋼の精錬をおこなう転炉の削大物を内張すするにあ
たり、炉を水平に傾転した時のスラグライン周辺には、 １・−タルフラックス：合、ｉｉ　１．５Φ、　ｊｊｕ
％以下、ＣａＯ：粒度１ｍｍ以丁；５〜１０重量％、Ｍ
ｇＯ：粒（Ｑｊ　３　ｍ　ｍ以下；１／ＪＣ部、から成
るＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物をライニングし、前記
スラグライン周辺以外の部位には、トータルフラックス
：合計１．０重量％以下。

Ｃａｂ：粒度１ｍｍ以下；２０〜３０重量％、粒度１〜
３ｍｍ１１〜５５重量％、 合計；２１〜７５重計％ ＭｇＯ：粒度３ｍｍ以下；残部 から成るＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物をライニングす
ることを特徴とする転炉内張り耐火物のライニング方法
にある。ここで１・−タルフラックスとは耐火物中のＡ
ｕ２０３．Ｆｅ２Ｏ３、Ｓ　＋０２の合計量である。

天然ドロマイＩ・クリンカーを配合した同一種類の焼成
マグドロれんがを使用した転炉の各所から採取した試料
を調べた結果から、転炉を水平に傾転した時に溶融スラ
グと接触する内張り耐火物部すなわちスラグライン周辺
における損耗要因は低合金鋼を精錬した時の酸化鉄の多
いスラグによる溶損と推定された。この積置は耐火物の
稼動面からのスラグ浸透が少なく稼動面近傍のドロマイ
ト粒が溶損していることに基づいている。

一方転炉内張りの他の部分では耐火物内部への低塩基度
スラグの浸透が顕著であり、中にはスラグ浸透部と原ｌ
ｌ１）ｌ大物層との間に亀裂の見られるものもあったた
め、ステンレス鋼精錬時の低塩基度スラグの浸透とそれ
に引き続く構造的スポーリングが損耗の主要因とＲ１定
された。そこで次にこれらの損耗に対し抵抗性のあるｍ
ｌ大物について検ホＩした。その結果、スラグライン部
での酸化鉄の多いスラグに対する抵抗性の大きい耐火物
として耐火物中の１・−タルフラックス、すなわちＡｕ
２０３　、　Ｆｅ２０３　、　Ｓ　ｉ　０２合ス１＆１
が１．５　屯Ｊｌ、％以下で、１．０　ｍ　ｍ以下のＣ
ａ　ＯＪＪを５〜１０重早％含むＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ
系耐火物が好適であることが判明した。

第１図はトータルフラックス量が異なり、かつＣａＯ含
右ｍの異なる各種耐火物の高酸化鉄スラグによるスラグ
テストの結果を示す。第１図からまず明らかなように、
高酸化鉄スラグによる溶損を低減させるには、耐火物中
のトータルフラックス量を低減させることが必要である
。トータルフラックス量が多いと、耐火物の稼動面温度
が高くなった時に多聞の液相を生成し、耐火物中へ溶融
スラグが浸透するのを容易にして稼動面近傍の液相量を
ますます多くし、耐火物骨材であるＭｇＯ粒、ＣａＯ粒
を容易に離脱せしめて溶損していく。このため、ここに
用いる耐火物中のトータルフラックス楢は１．５重騒％
以下でなければならない。トータルフラックス量を１．
５重量％より小さくしてもこの場合の溶損量はあまり変
らないが、あまり高純度のＭｇＯ原料、ＣａＯ原料を用
いると原料の価格に比してその効果は小さく、経済的で
なくなる。

次いで重要なことは、ＣａＯ含有量とＣａＯ粒の分布状
態である。第１図から明らかなように、ＣａＯ含有量が
多くなると酸化鉄の多いスラグによる溶損は著しく大き
くなる。

また、第１図中に同時に示したように、ＣａＯ粒は１．
０　ｍ　ｍ以下で使用した方が溶損が少ない。

ＣａＯ含イ］１１増加にともなう溶損の増大はＣａＯと
酸化鉄との反応による低融点組成物の生成によるもので
あり、ＣａＯ粒が細かく分散している耐火物の＋ｆｆｄ
食性が高い理由は、ＣａＯ微細粒がＭｇＯ粒子で包囲さ
れ、スラグど反応しにくいためと考えられる。

」二連のスラグテストの結果と耐火物の耐スポーリング
性の兼ね合いから酸化鉄の多いスラグに対する耐火物と
してＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物であって、ＣａＯ源
の粒度１．　Ｏｍ　ｍ以下が５〜ｌＯ重量％のものが決
定された。

１、　Ｏｍ　ｍ以下のＣａＯ粒が５重ｎ１％未満では耐
火物の耐スポーリング性は著しく低下し、使用中の剥落
損耗が顕菓になる。また、１．　Ｏｍ　ｍ以下のＣａＯ
粒が１Ｏｆｉ早％を越えると前述のように溶損が大きい
。１．Ｏｍｍを越える大きさのＣａＯ粒を使用すると耐
火物中でのＣａＯ粒の分布状態は粒径が大きくなるにつ
れて偏在するようになり、耐スポーリング性、；耐食性
とも悪くなるのである。

次に前記スラグライン周辺以外の部位に適する耐火物は
、耐火物中のＣａＯ成分が２１〜７５重量％で、トータ
ルフラックス量Ａ！Ｊ２０３．　Ｆｅ２Ｏ３、Ｓ　ｉ　
０２の合計含量が１．０重量％以下であるＭ　ｇ　Ｏ−
Ｃａ　Ｏ系耐火物であって、ＣａＯ源は粒度１．０ｍｍ
以下が２０〜３０重量％、粒度１．０〜３．０　ｍ　ｍ
が１〜５５重量％、残部が実質的に３ｍｍ以下の粒度の
ＭｇＯ源から成る耐火物が適切である。

前述の如く、これらの部位の耐火物の損耗は、耐火物中
への低塩基度スラグの浸透とそれに統〈構造的スポーリ
ングに起因する。そこで、本発明者らは各種のＣａＯ含
有原料とＭｇＯ原料からなる耐火物を作成し、ステンレ
ス鋼精錬時のスラグを用いてスラグ浸透実験を行った。

その結果は第２図に示す如く、全体的にＣａＯ含有歇が
増加するのに従ってスラグ浸透深さが浅くなるが使用す
るＣａＯ含有原料およびその粒度によってスラグ浸透性
が異なっている。第２図の曲線中１はドロマイトクリン
カ−を組粒から使用してＣａＯ含有量を増加させるため
順次細粒１７１を多くしていったものであり、この場合
はＣａＯ源が点在しているためスラグ浸透防１に効果は
低い。

曲線２はカルシアクリンカ−をやはり組粒から用いＣａ
Ｏ含有填を増すのにともなって同様に微細粒への使用範
囲を広げたものである。この場合のスラグ浸透防止効果
もＣａＯ粒が微細粒化するに従って大きくなる。このよ
うな結果からＣａＯ粒が微細粒で多量に存在することが
スラグ浸透防１Ｆに効果的であることが分る。そこで１
．０　ｍ　ｍ以下のＣａＯ粒を一定の粒度構成のマグネ
シア耐火物坏土の１．　Ｏｍ　ｍ以下のＭｇＯ粒と代替
する形で使用し、ｌ、０ｍｍ以下のＣａＯ粒の代替量が
２０重量％に達したら次には１．０　ｍ　ｍより大きい
ＭｇＯ粒にＣａＯ粒を代任する方法で作成した耐火物に
ついてスラグ浸透実験を行った。その結果が第２図中の
曲線３でありこの図からｌ、　Ｏｍ　ｍ以下のＣａ０粒
２０　重ｊｉｊ％、ｉ、Ｏｍｍより大きいＣａ０粒１〜
５５重量％、残部が実質的に３．０ｍｍ以下のＭｇＯ粒
からなる耐火物がステンレス鋼吹錬時のスラグの浸透に
対し最も効果的であることが明らかになった。ただし、
１．　Ｏｍ　ｍ以下のＣａ０粒は２０〜３０重鼠％の範
囲にあればよい。すなわち、ステンレス鋼吹錬時の低塩
基度スラグの浸透を防止するためには、微細なＣａ０粒
が耐火物中に２０〜３０重量％均一に存在することがま
ず不可欠であり、次いで１．　Ｏｍ　ｍより大きい粗粒
部にＣａ０粒が存在し、全てのＣａＯ成分としては７５
重屏％まで、つまり粗粒部には１〜５５重敬％存在する
必要がある。ＣａＯ量が２１重縫％未満ではスラグ浸透
防１に効果が十分でなく、また粗粒部にＣａ０粒が全く
存在しない場合及び７５重礒％を越えるＣａｏｉでは耐
スポーリング性が悪くなる。

また、この場合の耐火物中のトータルフラックスＪａ、
はスラグライン周辺部用の耐火物よりさらに低くないと
第２図の結果は得られない。それは、１・−タルフラッ
クス亀が多いと耐火物の使用温度でフラックス成分は液
相化するが、スラグの浸透は耐火物中の液相ｌ［１が増
加すると茗しくなるためである。従ってこの場合の再１
大物中のＩ・−タルフラックス早はｉ、　ｏ　ｉｌ（Ｈ
，１％以１・°でなければならない。

以」―述べた炉内の損１Ｌ形Ｔｌ’ｊに応じた耐火物を
得るためには種々の原料の組合せが可能である。例えば
ＭｇＯ原料として高純度電融ＭｇＯ粒、高純度ＭｇＯク
リンカーの１種または２種の混合物を配合し、ＣａＯ原
料として高純度電融Ｃａ０粒、高純度ＣａＯクリンカー
の１種または２種の混合物を用いることができる。これ
らの原料により常法によって混練、成形、焼成すること
により本発明に用いる面１火物をｔＩＩることができ、
その原料、製造法を問わない。

本発明によって転炉の内張りを行う場合、ＣａＯ含有ｆ
ｉｌ：　Ｌｌ該転炉回−炉底中の低合金鋼とステンレス
鋼の精錬比率によって最適含有量を変えればよい。すな
わち、低合金鋼の精錬比率が高い場合には、スラグライ
ン、その他の部位ともＣａＯ含有川の用ない向１大物を
用いるのが好ましく、ステ１ ンレス鋼精錬比率が高い場合にはＣａＯ含有量の多い耐
火物でライニングする。ステンレス鋼だけを精錬する場
合も同様である。

次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。

実施例 ＭｇＯ源とし−（ＭｇＯタリン力−を、ＣａＯ源として
ＣａＯクリンカーを用い、 ＭｇＯクリンカーは 粒度３〜１ｍｍのものを５０重量％、 粒度１ｍｍ以下のものを４２重量％、 ＣａＯクリンカーは 粒度１ｍｍ以下のものを８重量％ を配合し、有機バインダーを用いて混練した後成形し、
１６７０℃で焼成することによって得たＭ　ｇ　Ｏ−Ｃ
ａ　Ｏ系耐火物（れんがＡ）をスラグライン部にライニ
ングし、 ＭｇＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを２０重量％、 粒度１ｍｍ以下のものを３０重徽％、 　２ ＣａＯクリンカーの 粒度３〜１．　ｍ　ｍのものを３０　ｉＴＩ；　Ｑ１％
、粒度１ｍｍ以下のものを２０重に％ を配合１７たＭｇＯ−ＣａＯ系＋６ｉ１火物（れんがＢ
）をその他の部位にライニングし、吹錬を行なった。

第３図はれんがＡとれんがＢとを張り分けた位置を示す
説明図であって、転炉の周方向を展開して転炉内面を示
した模式図である。第３図の−１−側は炉「１側、Ｆ側
は炉底側で、４は炉１１の出鋼側、５は炉口の装入側で
ある。

吹錬の内訳は、総精錬数の約５０％がステンレス鋼精錬
で残りが低合金鋼精錬であった（以下ステンレス鋼吹錬
比率５０％と称す）。

比較例ｌ ＭｇＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを２０屯１ｊ％、粒度１ｍｍ以下
のものを４０重量％、 ドロマイＩ・クリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを３０　ｉ’）（−１９％、粒度
１ｍｍ以下のものをｉｏ重量％ を配合したマグドロ系−大物（れんがＣ）を転炉内壁全
域にライニングし、ステンレス鋼吹錬比率５０％の吹錬
を行った。このライニングは従来のライニングである。

比較例２ 第４図に示すように張り分は位置■〜■に各種れんがを
張り分けてステンレス鋼吹錬比率５０％の吹錬を行った
。第４図は第３図と同様の転炉の周方向を展開して転炉
内面を示した模式図である。

スラグライン周辺部には、張り分は位置■に本発明実施
例のれんがＡ、張り分は位置■にれんがＤをライニング
した。れんがＤは、 ＭｇＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを５０重量％、 粒度１ｍｍ以下のものを４７重量％、 ＣａＯクリンカーの 粒度１ｍｍ以下のものを３重量％ を配合したＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物（れんがＤ）
である。

スラグライン周辺部以外には張り分は位置０）にれんが
Ｅを、張り分は位置（４）にれんかＦを、張り分は位置
■に本発明のれんがＢをライニングした。

れんがＥは。

ＭｇＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを５０重は％、 粒度１ｍｍ以下のものを３５重電殺、 ＣａＯクリンカーの 粒度１ｍｍ以下粒を１５重−％ を配合１７たＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物である。

れんがＦは、 ＭｇＯタリン力−の 粒度１ｍｍ以下粒を２０重ｍ％、 ＣａＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを５０屯星％、 才１γｌｌＴｌｍｍ以下のものを３０屯亀％を配合した
Ｍ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物である。

比較例３ ５ 比較例２と同様に第４図に示す張り分は位置■〜■に次
のように各種のれんがを張り分けた。

スラグライン周辺部 張り分は位置■　れんがＡ（実施例） 張り分は位置■　れんがＥ（比較例） スラグライン周辺部以外 張り分は位置■　れんがＧ（比較例） 張り分は位置■　れんがＨ（比較例） 張り分は位置■　れんがＢ（実施例） れんがＧは、 ＭｇＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを２０重量％、 粒度１ｍｍ以下のものを３０重量％、 ＣａＯクリンカーの 粒度１ｍｍ以下のものを５０重量％ を配合したＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物である。

れんがＨは、 ＭｇＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍのものを２０重量％、 粒度１ｍｍ以下のものをを５０重量％。

　６ ＣａＯクリンカーの 粒度３〜１ｍｍ粒を３０重品％ を配合したＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物である。

以−に本発明の実施例および比較例の実施結果を第１表
に、また使用した耐火物の原１１粒度構成および耐火物
組成を第２表に示す。

なお、第１表中のｉＦ均損耗速Ｉｆ（ｍｍ／ｃｈ）はレ
ーデを用いたれんが残厚測定装置により測定した。

第１表に示したように、本発明は炉寿命の延長ひいては
一大物原Ｑ１位の低減に効果がある。

第　１　表 （註）　ＳＬニスラグライン周辺部 ＯＴ：その他の部分 ９

【図面の簡単な説明】

第１図はれんが中ＣａＯ含イｉｖ、フラックスにと最大
溶損深さの関係を示すグラフ、第２図はれんが中ＣａＯ
含有星とスラグ浸透深さの関係を示すグラフ、第３図、
第４図は転炉内面の周方向を模式的に展開して示した、
れんが張り分は位置を示す説１１図である。 出　願　人　川１喝製鉄株式会社 代理人　弁理上　小杉佳男 １ 第１図 ０５１０１５２０２５３０３５４０４５５０紅ん水中ｃ
ａｏ４，１量（ｗｔ％） −ｋＬＬ２に中Ｃａｂ含有量（ｗｔ％）柔　堪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　同−１代中に低合金鋼の精錬および／またはステン
   レス鋼の精錬をおこなう転炉の耐火物を内張すするにあ
   たり、炉を水＋ｌＺに傾転した時のスラグライン周辺に
   は、 トータルフラックス： 合計１．５東１７４％以下、 Ｃａｂ：粒度１ｍｍ以下； ５〜ｉｏ重（Ａ％、 ＭｇＯ：粒度３ｍｍ以下；残部、 から成るＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物をライニングし
   、前記スラグライン周辺以外の部位には、 トータルフラックス： 合、ｉｉ　ｌ、　Ｏ型部％以下、 Ｃａｂ：粒１１ｆｆｉ　１　ｍ　ｍ以Ｆ；２０〜３０重
   ｈ１．％、 粒度１〜３　ｍｍ　： １〜５５重に％、 合；ｉｔ　；２１〜７５重１４％。 ＭｇＯ：粒度３ｍｍ以下；残部、 から成るＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物をライニングす
   ることを特徴とする転炉内張り耐火物のライニング方法
   。