JPS62176963A

JPS62176963A - 流し込み施工される高炉出銑孔周り充填材

Info

Publication number: JPS62176963A
Application number: JP61017485A
Authority: JP
Inventors: 直樹筒井; 及川　信哉; 菊地　善悦; 安田　尚俊; 正人中島
Original assignee: Harima Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1987-08-03
Also published as: JPH0329745B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、高炉において出銑孔周シに使用される不定形
耐火物からなる充填材に関する。

（従来の技術）高炉出銑孔の孔周りには、マッドガンの面合せが容易な
こと、あるいは怖工性などの理由から、不定形耐火物の
充填材が設けられている。第１図は、この孔周シ充填材
の使用状況を模式的に示したもので、１は高炉レンガ、
２は出銑孔、３は出銑樋、４は浴銑、５はマッド材、そ
して６が孔周シ充填材である。

との孔周シ充填材は、施工が簡単であること、溶銑に対
する耐食性に優れていることに加え、他の耐火物では見
ることのできない下記に挙げたような特有の条件が要求
される。

（ａ）　　マッドガンの面合せが確実に行えるようにあ
る程度のクッシ璽ン性又は、可塑性を有すること。硬い
材質であれは面合せの際にマッドガンと孔周り材との間
に隙間ができ、マッド材がその隙間から漏れ、出銑孔の
閉塞が迅速に行われない。

（ｂ）　　マッドガンの圧着衝撃、マッド材の注入圧に
対する強度に優れ、キレン、ハクリなどを生じないこと
。

（ｃ）出銑時の孔洗いで生じるスプラッシュおよびノロ
に対して耐蝕性に侵れていること。

（ｄ）　　Ａ炉ガスのアタックに対して強度劣化が少な
いこと。

（発明が解決しようとする問題点）孔周り充填材の施工方法には、スタンプ法、パッチング
法、流し込み法が知られている。スタンプ法は従来、一
般にＡｔ２０３７０〜８０ｗｔ％、５ｔＣ１０〜２０ｗ
ｔ％、Ｃ１〜５　ｗｔ％、８１０２５〜１５　ｗｔ％の
化学組成を有するスタンプ材が用いられていた。

しかし、スタンプ法は簡便な施工方法であるが、組織内
に層間を有するために均一な施工体が得られないとか、
施工ムラに起因する強度、耐蝕性の変動が大きくて寿命
が一定しないなどの欠点を有する。また、材質的に、前
記（ｅ）　、　（ｄ）の条件に劣る。

パッチング法は、スタンプ法と同様に簡便な方法であシ
、小規模な補修に特に有効であるが、その半面、大規模
な補修では均一な施工体が得られがたい上に、焼結収縮
が大きいことからハクリ損傷が著しい。

以上の点から、施工方法としては、流し込み法が好まし
い。しかし、この材質として従来、一般的なキャスタブ
ル耐火物を使用すると、結合剤としてアルミナセメント
を多量に含んでいるため、溶銑、スラグに対する耐蝕性
が悪く、かつ、耐磨耗性に劣り、孔周υ充填材として不
適当であった。

そこで、流し込み法による孔周シ充填材として開発され
た材質が、特開昭５６−１２０５７７号公報に提案され
ている。この材質は高炉用樋の内張シ材に近いもので、
従来のキャスタブル耐火物に比べ、耐磨耗性、溶銑、ス
ラグに対する耐蝕性において良好な結果を得ている。し
かし、大気接触による炭素成分の酸化と、高炉出銑孔付
近の特有の現象である高炉ガスアタックとによる強度劣
化があり、さらに高品質の材質の開発が１強く望まれて
いる。

（問題点を解決するための手段）本発明の流し込み施工される高炉出銑孔周シ充填材は、
以上のような問題点を解決したものであシ、炭化珪素２
０〜５０　ｗｔ％　、粒径５篇以下の耐以下の微粉のう
ち炭イヒ珪素が５０〜９５　ｗｔ％とじ、かつ前記耐火
原料配合物に対し、粉末リン酸ガラス０．１〜５　ｗｔ
４　、適量の硬化剤および解膠剤を添加してなることを
特徴としている。

ここで使用する炭化珪素は、高炉スラグに対する耐蝕性
に優れ、しかもスラグとの濡れ性が悪いことでスラグの
浸透を防止する。また、低熱膨張により、熱的組織安定
性に効果がある。このため、炭化珪素の使用は従来材質
でも行われているが、本発明者らは、その配合条件を特
に、耐火原料配合物全体において粒径７４μｍ以下の微
粉のうち炭化珪素が５０〜９５　ｗｔ％占めると、耐酸
化性が著しく向上することを知った。この範囲に限定す
ると、使用中にＳＩＣ＋２０□→５ＩＯ２＋Ｃ０２の反
応により生成したＳ　ｉＯ２が稼動面にシリカガラス被
膜を生成し、内部の炭素成分の酸化を防止するものと考
えられる。第２図は、孔周シ充填材において、７４μｍ
以下の耐火原料の割合を全体配合に対し３５　ｗｔ％に
定め、その範囲内で７４μｍ以下の炭化珪素の割合を０
〜９５　ｗｔ％に変化させ、酸化層の厚みの推移をテス
トした結果を示すグラフである。

酸化層の厚みの測定法は、口１１００Ｘ１００のテスト
ピースを酸化ふんいきで１２００℃×５時間焼成し、白
色化した寸法を測定しておシ、数値が大きいほど酸化さ
れやすいことになる。７４μｍ以下の微粉中に炭化珪素
を５０　ｗｔ％以上添加すると酸化層の厚みが急激に減
少する。

また、高炉ガスによるアタックに対して、粉末リン酸ガ
ラスの添加が効果的なことを知った。粉末リン酸ガラス
は、ガラス被膜の形成でガスの通気が阻止されるためと
思われる。第１表は、高炉ガスアタックによるハクリ損
傷と粉末リン酸ガラスの添加割合との関係を示した実炉
試験結果である。試験は口５０Ｘ１００ｍの試験片を出
銑孔の孔周り上部に埋設し、５０タツグ後のハクリの有
無について観察した。粉末リン酸ガラスを添加すること
により、ハクリ現象がなくなった。尚、炭化珪素の酸化
によるシリカガラス被膜は、ふんいき温度８００℃以上
で生じ、粉末リン酸ガラスによる被膜はふんいき４００
℃以上で効果が出ることを確認している。

第　　１　　表つぎに、本発明で使用する耐火原料および添加剤の種類
と割合について詳述する。

炭化珪素は、前記したように劇スラグ性、耐スラグ浸透
性、耐酸化性を付与する効果をもつ。

２　Ｑ　ｗｔ％未満では特に耐酸化性に劣シ、５０　ｖ
ｔｌを越えると配合したことによる効果は、それ以下の
割付と大差がなく、一般に炭化珪素は高価なため、経済
的でない。さらに好ましい範囲は、２５〜３５　ｖｔｌ
である。

粒径５μ毒以下の耐火性超微粉は、使用初期の強度を付
与するもので、３　ｗｔ４未満では効果がなく、１０　
ｖｔｌを越えると施工体の強度が過度となって、マッド
ガンの面合わせに必要な可塑性が不充分となる。耐火性
超微粉の種類としては、アルミナ、シリカ、チタニア、
ジルコニア、ジルコンなどから選ばれる一釉以上がある
が、経済性などの点で、シリカフラワー（ＳｔＯ□）が
好ましい。さらに好ましい割合は、３〜６　ｖｔｌであ
る。

アルミナは、炭化珪素とともに、主骨材となるもので天
然又は合成の高アルミナ質原料を使用する。好ましくは
、強度および耐蝕性によシ優れた電融又は焼結のアルミ
ナである。

カーゲンは、高炉スラグ、溶銑のいずれに対しても耐蝕
性に優れ、しかも耐スラグ浸透防止の効果をもつ重要な
配合物である。しかし、一方、非常に酸化され易い原料
であシ、本発明では、酸化を抑えるよう考慮している。

カーがンの具体例としては、天然黒鉛、人造黒鉛、電極
くず、コークス、カーゲンブラックなどや、加熱すると
炭化あるいはコークス化する有機質物質で、残留炭素含
有率の高い工Ｉキシ樹脂、フラン樹脂、フェノール樹脂
、タールビ、チなどから選ばれる一柚以上が使用できる
。カーがンの好ましい添加割合は、２〜５　ｗｔｌであ
る。

主骨材の粒度構成は、例えば最大粒径５〜２０露とし、
その範囲内で従来のキャスタブル耐火物と同様、密充填
が得られるように粗粒、中粒、微粒に調整する。好まし
くは、マッドガンの面合せが容易になるように粗粒の割
合を少な目とし、施工体表面に骨材がブツブツしないよ
うにする。例えば、８〜５震１０　ｖｔｌ、５〜３■３
０　ｖｔチ、３〜１ｍ２０ｗｔチとする。

また、粒径７４ＩＷｎ以下の微粉のうち、炭化珪素が５
０〜９５　ｖｔｌ占めるようにする。５０　ｗｔ％未満
では、酸化防止効果が不充分である。上限の９５　ｖｔ
ｌはカーゲンおよび耐火性超微粉を最小限添加すること
で定まる。好ましくは、５５〜８０ｗｔ％である。炭化
珪素の粒度は上記条件を満せば、７４μｍを超える粗い
ものを併用しても問題はない。

７４μｍを超える粒径を併用すると過焼結を防止する効
果がある。

尚、粒径７４μｍ以下の微粉の量については、特に限定
するものではな、いが、流し込み可能な様に配合すれば
、通常、全体配合に対し、１５〜５０ｗｔｑ６となる。

粉末リン酸ガラスは、粒径０．１　ｍｌ程度以下の白色
粒状で、その化学成分はＰ２Ｏ，３０〜８０　ｖｔｌ、
５ｔｏ２またはＢ２０．が２０　ｗｔチ以下、金属酸化
物１５〜６０　ｖｔｌである。４００℃付近から、軟化
溶融し、耐火原料粒子を被覆し、高炉ガスアタ。

りを阻止する効果をもつ。耐火原料配合物に対して０．
１　ｖｒｔ４未満では効果がなく、５　ｖｔｌを越える
と施工体の耐火度が低下する。好ましくは０．３〜ｌ　
ｗｔチである。

硬化剤は、例えばアルミナセメント、弱酸性硬化剤を組
み合わせたケイ酸アルカリなどである。

それぞれ、養生強度はアルミナセメント、耐酸化性はケ
イ酸アルカリが優れている。好ましい添加量は、耐火原
料配合物に対して０．５〜４　ｖｔチである。

解膠剤は、施工時の流動性を付与する役割をもつ。具体
例は、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ
、ワルトラポリリン酸ソーダ、酸性へキサメタリン酸ソ
ーダ、ホク酸ソーダ、炭酸ソーダ、ビロリン酸ソーダ、
ポリアクリル酸ソーダ、スルフオン酸ソーダなどの有機
塩から選ばれる一種以上である。割合は、耐火原料配合
物に対して０．０１〜０．３　ｗｔ％が好ましい。

この他、必要に応じて、繊維類、金属粉、耐火粘土、窒
化珪素、窒化はう素、炭化はう素、サイアロンなどの一
種以上を少量添加してもよい。

そして、施工においては、以上の配合物に水分４〜６　
ｗｔチ程度溢加し、充分混練した後、型枠などを用いて
高炉出銑孔の孔周シに対して直接、流し込み成形する。

その際、バイブレータ−などによシ、施工体の充填化を
図ることが好ましい。

（効果）孔周り充填材の施工後、第一回目の出銑の際に孔周シ充
填材の中を直接、溶銑・スラグが通る。

このため第一回目の出銑では特に耐蝕性が要求される。

本発明の材質は、耐蝕性に優れた耐火性原料の使用、及
び耐火性超微粉による組織の緻密化、そして炭化珪素の
微粉の作用によって高耐蝕性を有している。

第２回目以降の出銑は出銑孔にマッドが閉塞されておシ
、このマッドを通して出銑が行われるため、孔周り充填
材は溶銑・スラグによる直接の損傷は免れるが、スグラ
ッシーによって損あされる。

出銑孔周りにスグラッシーなどの異物が付着していると
、マッドガンの面合せを確実に行うことが出来ないため
、出銑末期にダンパーをもって溶銑を孔周シに掛け、付
着したスプラッシュなどの異物を洗い落すことが行われ
ておシ、この際にも孔周シ充填材は著しい損耗作用を受
ける。したがって、本発明の孔周り充填材の高耐蝕性は
、出銑２回目以降のスプラッシュ洗い落しに対しても効
果が発揮される。さらに通常、出銑孔近くに作業環境を
考慮して集塵装置が設けられておυ、非常に厳しい酸化
条件となるが本発明の孔周シ充填材は耐酸化に対し著し
い効果を示す。又、孔周りは高炉ガスによるアタックの
激しい場所であシ、従来材質ではこのガスアタック化学
反応で組織劣化が著しい。そのため変質層のハクリ損傷
が生じていた。本発明では粉末リン酸ガラス添加による
低温カラのガラス被膜形成によってガスアタックを阻止
し、組織劣化がなく、長期にわたって耐用できる。

（実施例）以下に実施例を示す。第２表に本発明の実施例を比較例
と共に示す。

従来例は、５ＮＬ以下の超微粉を４　ｗｔ％含む強度向
上品であるが、炭化珪素の使用方法及び貴さらに粉末リ
ン酸ガラスを使用していないため酸化による組織劣化、
ガスアタックによるノ１クリ損傷が大きく出銑−閉塞の
繰返しくこの数をタップ数と称する）を１２０回すると
解体しなければならなかった。それに対し実施例１，２
は２００回以上のタッグ数を達成した。

尚比較例１は粉末リン酸ガラスを使用していないためガ
スアタックによるハクリ損傷で１５０タツプと若干の向
上にとどまった。比較例２は６ｗｔ’Ｚと添加量の多い
ケースで、耐火度の低下によりハクリ損傷は認められな
かったがタップ数は従来並であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉出銑孔周シ充填材の使用状況を模式的に示
した図、第２図は７４μｍ以下のＳＩＣの含有量と、酸
化層厚みの関係を示した図である。１：高炉レンガ　　−２：出銑孔３；出銑樋　　　　　　４：溶銑５：マッド材　　　　　６：孔周シ充填材１麺−Ｎ！

Claims

【特許請求の範囲】

　炭化珪素２０〜５０ｗｔ％、粒径５μｍ以下の耐火性
超微粉３〜１０ｗｔ％、残部は、アルミナおよびカーボ
ンからなる耐火原料配合物を流し込み可能に粒度調整し
、さらに粒径７４μｍ以下の微粉のうち炭化珪素が５０
〜９５ｗｔ％とし、かつ前記耐火原料配合物に対し、粉
末リン酸ガラス０．１〜５ｗｔ％、適量の硬化剤および
解膠剤を添加してなる、流し込み施工される高炉出銑孔
周り充填材。