【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明は、転炉の炉底補修方法に関するもので
ある。
（発明の目的）
最近開発された上底吹き転炉は、上方のランス
から酸素を吹込むと同時に、炉底の羽口からも酸
素その他のガスを吹込むもので、従来の例えば上
吹き転炉に比べて溶鋼歩留、合金歩留が向上す
る。
しかしながら、この転炉はガス吹込みに伴う溶
鋼の撹拌作用と酸素ガスによる酸化によつて、炉
底の羽口周辺が大きく損傷される。そこで、不定
形耐火物による補修が行われているが、従来の材
質では充分な耐用が得られなく、また補修に要す
る時間で転炉の稼動率低下を招いていた。
本発明は耐用性にすぐれた補修材をもつて迅速
に補修する方法を提供し、上記従来の問題を解決
することを目的とする。
（発明の構成）
本発明は、転炉の炉底の補修において、この炉
底が保熱している際に、塩基性耐火材料を主材と
する骨材と、炭素樹脂とからなる補修材を炉底に
投入し、その上方から酸素を吹付けることを特徴
とする転炉炉底の補修方法である。
まず、補修材について説明する。骨材はマグネ
シア、ドロマイト、カルシア、マグクロ、スピネ
ルなどの塩基性耐火材料を主材とする。必要によ
つては、さらに炭化珪素、窒化珪素など既知なる
耐火材料を少量添加してもよい。
炭素樹脂は、補修時に炉底の保熱で溶融し、さ
らに揮発分が逸散した後は残留炭素により、炭素
結合の作用で補修材に強度、耐食性を付与する。
添加割合は特に限定するものではないが、前記骨
材に対して外掛で２〜30wt％が好ましい。2wt％
未満では添加効果が不充分である。30wt％を超
えると、その分骨材の割合が少なくなつて逆に耐
食性、強度などが低下の傾向にあり、また耐酸化
性の点でも好ましくない。
炭素樹脂の例としては石炭系または石油系のピ
ツチ、アスフアルトピツチ、フエノール樹脂、フ
ラン樹脂、エポキシ樹脂などがある。
その他、必要によつては炭素材、酸化防止剤、
フアイバー類などを添加してもよい。炭素材を添
加すると溶鋼との濡れ性が低いなどの性質から補
修材の耐食性をさらに向上させることができる。
炭素材の例としては天然黒鉛、人造黒鉛、ピツ
チコークス、カーボンブラツク、鋳物コークス、
電極屑などの一種または二種以上である。添加割
合は骨材に対して40wt％以下が好ましい。40wt
％を超えると耐酸化性が低下する。
酸化防止剤としてはアルミニウム、シリコン、
マグネシウム、フエロシリコン、あるいはそれら
の合金などの金属粉、炭化硼素、酸化硼素などが
例示される。好ましい添加量は、耐火材料に対し
て外掛で8wt％以下、好ましくは0.5〜6wt％であ
る。
フアイバー類は耐熱性の面からステンレススチ
ールフアイバーが好ましい。最適の添加量はフア
イバーの寸法にも左右されるが、好ましくは
10wt％以下である。
以上からなる補修材は、補修個所に充填させや
すくするために、凝集力を与える効果を持つ湿潤
剤を添加するのが好ましい。湿潤剤としては、例
えばエチレングリコール、グリセリン、プロピレ
ングリコールなどの多価アルコール、アントラセ
ン油、灯油などの鉱物油、あるいはヤシ油、菜種
油類の植物油などの一種または二種以上である。
添加量は、骨材に対して外掛で10wt％以下、好
ましくは0.5〜5wt％である。10wt％を超えると
補修材の気孔率が高くなつて耐食性低下の傾向を
示す。
湿潤剤を用いず、予め補修材を加熱混練して炭
素樹脂の溶融で塊状にしてもよい。しかし、この
場合は加熱混練しなければならないという、製造
上のわずらわしさがある。
補修は転炉から溶鋼を排出後、炉底が保熱され
ている際に行う。これは補修材中の炭素樹脂を溶
融させ、補修材を流動拡散し、付着させるためで
ある。従つて、保熱は表面温度が500℃以上であ
ることが好ましい。
補修は、炉底に設けられた羽口を閉塞すること
なく行わなければならない。このためには炉底羽
口からLPG、酸素、希釈酸素などのガスを噴出さ
せた状態で補修材を投入すると、羽口に相当する
個所は閉塞されることなく補修することができ
る。また、羽口形成部材を挿入した状態で補修材
を充填した後、この部材を引抜いて羽口を形成す
る方法などもある。
補修材を投入すると炉底の保熱で炭素樹脂が溶
融し、その流動拡散と濡れ性で補修材は補修個所
に付着する。一定時間経過すると、炭素樹脂の揮
発分や溶剤の逸散が進み骨材を炭素結合させる
が、本発明では上方から酸素を吹付けることで、
補修材の温度を上げ、揮発分や溶剤の逸散による
炭素化を促進し、補修時間が大巾に短縮される。
酸素の吹付けは、溶鋼吹錬時に酸素を吹込むた
めに備えられた既存の酸素ランスを用いることが
できる。酸素の圧力、流量などは炉底の保熱温
度、補修厚み、補修材の材質などによつて適宜決
定する。
第１図は本発明方法により、補修を行う様子を
示す転炉炉底の一部断面既略図である。１は炉底
の内張り、２は羽口耐火物、３は損傷部に充填さ
れた補修材、４は酸素ランスである。
（実施例）
実施例 １
補修材の配合組成
マグネシアクリンカー ４〜１mm 50wt％
〃 １mm以下 50wt％
ピツチ 外掛 20wt％
エチレングリコール 〃 5wt％
上底吹き転炉を３チヤージ使用後、炉底の表面
温度が1000℃のとき、羽口周縁部の損傷個所に上
記の補修材を投入した。この投入は、羽口が閉塞
しないよう羽口からガスを吹出しつつ行つた。次
いで、酸素ランスを降下して炉底から２ｍの位置
に保ち、酸素を吹付けた。補修材は酸素による酸
化と、揮発分の引火で表面温度が上昇し、炭素化
が促進された。
実施例 ２
補修材の配合組成
マグネシアクリンカー ４〜１mm 50wt％
〃 １mm以下 45wt％
炭化珪素 １mm以下 5wt％
ピツチ 外掛 10wt％
ピツチコークス 〃 4wt％
グリセリン 〃 3wt％
金属アルミニウム粉 〃 1wt％
以上からなる補修材をもつて、前記実施例１と
同様にして転炉炉底を補修した。
実施例 ３
補修材の配合組成
ドロマイトクリンカー ４〜１mm 40wt％
マグネシアクリンカー ４〜１mm 30wt％
〃 １mm以下 30wt％
ピツチ 〃 20wt％
カーボンブラツク 外掛 5wt％
灯油 〃 4wt％
金属シリコン 〃 1wt％
ステンレススチールフアイバー（SUS430） 〃
1wt％
以上からなる補修材をもつて、前記実施例１と
同様に転炉炉底を補修した。
実施例 ４
補修材の配合組成
マグネシアクリンカー ４〜１mm 50wt％
〃 １mm以下 40wt％
天然リン状黒鉛 10wt％
フエノール樹脂 外掛 15wt％
プロピレングリコール 外掛 5wt％
Al―Mg合金 〃 2wt％
以上からなる補修材をもつて、前記実施例１と
同様にして転炉炉底を補修した。
実施例 ５
補修材の配合組成
ドロマイトクリンカー ４〜１mm 25wt％
〃 １mm以下 25wt％
マグネシアクリンカー ４〜１mm 25wt％
〃 １mm以下 25wt％
ピツチ 外掛 20wt％
上記配合組成物を250℃で加熱混練してコブシ
大の塊を得た。
以上からなる補修材をもつて、前記実施例１と
同様に転炉炉底を補修した。
各実施例に示す補修材を用い、補修の際に酸素
ガスを吹付けないものを比較例にあげ、その耐用
性および補修時間を対比した結果を次表に示す。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for repairing the bottom of a converter. (Object of the Invention) The recently developed top-bottom blowing converter blows oxygen from the upper lance and at the same time blows oxygen and other gases from the tuyere at the bottom of the furnace. Molten steel yield and alloy yield are improved compared to furnaces. However, in this converter, the area around the tuyere at the bottom of the furnace is severely damaged due to the stirring action of the molten steel due to gas injection and oxidation due to oxygen gas. Therefore, repairs using monolithic refractories have been carried out, but conventional materials do not have sufficient durability, and the time required for repairs reduces the operating rate of the converter. The present invention aims to solve the above-mentioned conventional problems by providing a quick repair method using a repair material with excellent durability. (Structure of the Invention) In the repair of the hearth bottom of a converter, when the hearth bottom is retaining heat, the present invention uses a repair material consisting of aggregate mainly made of a basic refractory material and carbon resin. This method of repairing the bottom of a converter furnace is characterized by charging oxygen into the bottom of the furnace and spraying oxygen from above. First, the repair material will be explained. The main aggregates are basic refractory materials such as magnesia, dolomite, calcia, maguro, and spinel. If necessary, a small amount of known refractory materials such as silicon carbide and silicon nitride may be added. Carbon resin melts during repair due to heat retention at the bottom of the furnace, and after the volatile matter has dissipated, residual carbon provides strength and corrosion resistance to the repair material through carbon bonding.
Although the addition ratio is not particularly limited, it is preferably 2 to 30 wt% relative to the aggregate. 2wt%
If the amount is less than that, the effect of addition is insufficient. If it exceeds 30 wt%, the proportion of aggregate decreases accordingly, and corrosion resistance, strength, etc. tend to decrease, and it is also unfavorable in terms of oxidation resistance. Examples of carbon resins include coal-based or petroleum-based pitch, asphalt pitch, phenolic resin, furan resin, and epoxy resin. In addition, carbon materials, antioxidants,
Fibers etc. may be added. Addition of carbon material can further improve the corrosion resistance of the repair material due to its low wettability with molten steel. Examples of carbon materials include natural graphite, artificial graphite, pitch coke, carbon black, foundry coke,
One or more types of electrode scraps, etc. The addition ratio is preferably 40wt% or less based on the aggregate. 40wt
%, oxidation resistance decreases. As antioxidants, aluminum, silicon,
Examples include metal powder such as magnesium, ferrosilicon, or alloys thereof, boron carbide, and boron oxide. The preferred addition amount is 8 wt% or less, preferably 0.5 to 6 wt%, based on the external weight of the refractory material. The fibers are preferably stainless steel fibers in terms of heat resistance. The optimum amount added depends on the dimensions of the fiber, but preferably
It is 10wt% or less. In order to make it easier to fill the repair material into the repaired area, it is preferable to add a wetting agent having the effect of imparting cohesive force to the repair material. Examples of wetting agents include one or more of polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin, and propylene glycol, mineral oils such as anthracene oil and kerosene, and vegetable oils such as coconut oil and rapeseed oil.
The amount added is 10 wt% or less, preferably 0.5 to 5 wt% relative to the aggregate. If it exceeds 10 wt%, the porosity of the repair material increases and corrosion resistance tends to decrease. Instead of using a wetting agent, the repair material may be heated and kneaded in advance to form a lump by melting the carbon resin. However, in this case, heating and kneading is required, which is troublesome in production. Repairs are carried out after the molten steel has been discharged from the converter, while the bottom of the furnace is still warm. This is because the carbon resin in the repair material is melted, the repair material flows and spreads, and adheres to the repair material. Therefore, it is preferable for heat retention to be performed so that the surface temperature is 500°C or higher. Repairs must be made without blocking the tuyere located at the hearth bottom. For this purpose, if the repair material is introduced while gas such as LPG, oxygen, or diluted oxygen is being ejected from the bottom tuyere, the area corresponding to the tuyere can be repaired without being blocked. Alternatively, there is a method in which a repair material is filled with a tuyere forming member inserted, and then this member is pulled out to form a tuyere. When the repair material is put in, the heat retention at the bottom of the furnace melts the carbon resin, and its flow diffusion and wettability allow the repair material to adhere to the repaired area. After a certain period of time, the volatile content of the carbon resin and the solvent will dissipate and bond the aggregate with carbon, but in the present invention, by spraying oxygen from above,
By increasing the temperature of the repair material and promoting carbonization through the dissipation of volatile matter and solvent, repair time is greatly shortened. For blowing oxygen, an existing oxygen lance provided for blowing oxygen during molten steel blowing can be used. The oxygen pressure, flow rate, etc. are appropriately determined depending on the heat retention temperature of the furnace bottom, the thickness of the repair, the material of the repair material, etc. FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of the bottom of a converter furnace showing how repair is performed by the method of the present invention. 1 is the lining of the hearth bottom, 2 is the tuyere refractory, 3 is the repair material filled in the damaged area, and 4 is the oxygen lance. (Example) Example 1 Compound composition of repair material Magnesia clinker 4 to 1 mm 50 wt% 〃 1 mm or less 50 wt% Pitch Soka 20 wt% Ethylene glycol 〃 5 wt% After using the top and bottom blowing converter for 3 charges, the surface temperature of the bottom of the furnace When the temperature was 1000°C, the above repair material was poured into the damaged area around the tuyere. This injection was carried out while blowing out gas from the tuyere so as not to block the tuyere. Next, the oxygen lance was lowered and kept at a position 2 m from the bottom of the furnace, and oxygen was sprayed. The repair material was oxidized by oxygen and the volatile matter ignited, increasing the surface temperature and promoting carbonization. Example 2 Compounding composition of repair material Magnesia clinker 4 to 1 mm 50wt% 〃 1mm or less 45wt% Silicon carbide 1mm or less 5wt% Pitch 10wt% Pitch coke 〃 4wt% Glycerin 〃 3wt% Metal aluminum powder 〃 Repair material consisting of 1wt% or more Then, the bottom of the converter furnace was repaired in the same manner as in Example 1 above. Example 3 Compounding composition of repair material Dolomite clinker 4-1mm 40wt% Magnesia clinker 4-1mm 30wt% 〃 1mm or less 30wt% Pitch 〃 20wt% Carbon black External 5wt% Kerosene 〃 4wt% Silicon metal 〃 1wt% Stainless steel fiber (SUS430) ) 〃
The bottom of the converter furnace was repaired in the same manner as in Example 1 using a repair material containing 1wt% or more. Example 4 Compound composition of repair material Magnesia clinker 4 to 1 mm 50wt% 〃 1mm or less 40wt% Natural phosphorous graphite 10wt% Phenol resin Outer layer 15wt% Propylene glycol Outer layer 5wt% Al-Mg alloy 〃 Having a repair material consisting of 2wt% or more Then, the bottom of the converter furnace was repaired in the same manner as in Example 1 above. Example 5 Compounding composition of repair material Dolomite clinker 4-1mm 25wt% 〃 1mm or less 25wt% Magnesia clinker 4-1mm 25wt% 〃 1mm or less 25wt% Pituchi Sotokake 20wt% The above compounded composition was heated and kneaded at 250°C to obtain a kobusi size. I got a chunk of it. Using the above-mentioned repair material, the bottom of the converter furnace was repaired in the same manner as in Example 1 above. Comparative examples are those in which the repair materials shown in each example are used, but oxygen gas is not sprayed during repair, and the results of comparing the durability and repair time are shown in the following table.
【表】
（発明の効果）
補修材は材質ごとに耐用性が異なるが、同一材
質で見た場合、酸素を吹付けて炭素化を促進させ
た本発明実施例はいずれも比較例に比べて耐用性
が向上している。これは酸素の吹付けで補修材は
強固な炭素結合となるが、比較例は炉底の保熱で
硬化させるため、充分な炭素結合が生じていない
ためと思われる。以上上底吹転炉の例をもつて説
明したが、これに限るものでない上吹転炉又、酸
素吹付ランスがあれば転炉類似のもにも適用でき
る。
一方、補修時間は酸素の吹付けで大幅に短縮さ
れ、補修工数の縮減と転炉の稼動率向上に大きく
貢献する。[Table] (Effects of the invention) The durability of repair materials differs depending on the material, but when looking at the same material, the examples of the present invention, in which carbonization was promoted by spraying oxygen, were better than the comparative examples. Durability is improved. This seems to be because the repair material forms strong carbon bonds when sprayed with oxygen, but in the comparative example, it is hardened by heat retention at the bottom of the furnace, so sufficient carbon bonds are not formed. Although the above explanation has been made using an example of a top-bottom blowing converter, the present invention is not limited to this, and can also be applied to a top-blowing converter or a converter similar to a converter if an oxygen blowing lance is provided. On the other hand, the repair time is significantly shortened by oxygen spraying, which greatly contributes to reducing the number of repair man-hours and improving the operating rate of the converter.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明による転炉炉底の補修断面説明
図。
１…炉底の内張り、２…羽口耐火物、３…補修
材、４…酸素吹付ランス。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a repaired converter bottom according to the present invention. 1... Furnace bottom lining, 2... Tuyere refractory, 3... Repair material, 4... Oxygen spray lance.