JPS62212259A - 高炉内張用耐火物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は耐食性に優れた高炉内張用耐火物に関する。

最近、高炉では長期安定操業に重点がおかれ、例えば内
張材の耐用は１０年以上であることが目標とされている
。このため、高炉内張用耐火物も益々耐用度の高い耐火
物が必要となってきている。

本発明は高炉の長期安定操業のため重要な役割を担って
いる高炉内張用耐火物の提供に関するものである。

（従来の技術） 高炉内張材は高炉各部の損傷度合に応じ使用する内張材
の種類を変えて築炉するいわゆるゾーンライニングによ
り構成されている。そして、高炉の耐用を向上させるた
めには高炉各部にいかなる性能の耐火物を内張すしたら
よいかのゾーンライニング技術の向上とともに耐火物自
体の性能の向　。

上を図ることが重要となってきている。これら耐火物の
性能向上とゾーンライニング技術の向上のほか、内張材
の冷却方式の進歩や操業技術の向上等によって高炉耐用
１０年以上の目標を達成することが可能となってくる。

高炉内゛張用の炉材としてはシャモット、ムライト、ア
ルミナ、炭素、黒鉛、炭化珪素、黒鉛−炭化珪素、アル
ミナ−黒鉛、アルミナ−黒鉛−炭化珪素等が使用されて
いる。これらの耐火物は高炉内張材として各部位にゾー
ンライニングされているのであるが、耐食性を重視する
部位にはアルミ′ナー黒鉛、アルミナ−黒鉛−炭化珪素
が使用されている。アルミナは溶銑に対する耐食性、溶
銑流に対する耐摩耗性および容積安定性にすぐれている
のであるが、アルミナを多量に含有すると耐熱衝撃性が
低下して（るので、その使用量に制限がある。本発明は
従来のアルミナ−黒鉛、アルミナ−黒鉛−炭化珪素系耐
火物の性能をさらに向上することを目的としてなされた
ものである。

（本発明の構成） 本発明は、酸窒化アルミニウムを１〜５０％含有し、そ
の他の主たる耐火原料としてアルミナ、黒鉛からなり、
必要により炭化珪素、金属珪素または珪素合金などの耐
火原料にピッチ、タールあるいはフェノール樹脂等の有
機質結合剤を配合し、混練成形したのち還元性雰囲気中
で焼成したことを特徴とする高炉内張用耐火物である。

次に本発明を構成する原料とその使用割合について説明
する。

酸窒化アルミニウムはアルミナと窒化アルミニウムとの
固溶体（ｍＡｌｚｏ３．ｎＡＩＮ）である。

合成条件によって酸窒化アルミニウム中に金属アルミニ
ウム、アルミナ、窒化アルミニウムが随伴することがあ
る。酸窒化アルミニウムは良好な耐火性、耐熱性の他に
溶銑やスラグ等、特に溶銑中のＦｅＯに対して優れた耐
食性を有する。酸窒化　−アルミニウムの量を余り多（
すると耐摩耗性などの機械的性能が悪くなるので、アル
ミナとの併用が好ましい。また、酸窒化アルミニウムの
熱膨張係数はアルミナのそれよりも小さいのでアルミナ
と併用したときは耐熱衝撃性が向上し有利である。

したがって、Ａ　１　ｔ　Ｏｘ−黒鉛、Ａ　ｌ　ｚ　Ｏ
３−黒鉛一炭化珪素系耐火物において、アルミナの部分
を全量酸窒化アルミニウムに代替することは機械的性能
が悪くなるほか耐食性も不充分となるので、Ａ１ｔ０３
分の一部に酸窒化アルミニウムを代替し、アルミナと酸
窒化アルミニウムを併用すると耐食性、機械的性質を減
することなく耐熱衝撃性を向上することができる。酸窒
化アルミニウムの使用量はゾーンライニングされる部位
によって変わる。

例えば第１図Ａ部位では２〜２０％使用する。２％以下
では添加の効果がなり、２０％以上では他の構成原料の
使用量が不足するため、とくに熱伝導性、摩耗に対する
機械的抵抗性および耐食性等において満足なものが得ら
れない。また、第１図Ｂ部位煉瓦用では１〜５０％使用
する。１％以下では添加の効果がなく、５０％以上では
、他の構成原料の使用量が不足するため、耐食性および
摩耗に対する機械的抵抗性等において満足なものが得ら
れない。

アルミナは溶銑に対する耐食性、溶銑流に対する耐摩耗
性、容積安定性等が得られる。アルミナの原料として電
融アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト、ムライトな
どが使用できるが、なかでも電融アルミナが最も好まし
い、アルミナの使用量は、Ａ部位煉瓦用では２〜２０％
使用する。２％以下では溶銑に対する耐食性が充分では
なく、２０％以上では耐スラグ性、耐アルカリ性、耐熱
衝撃性、熱伝導性等が不充分となる。

黒鉛は耐久ラグ性、耐アルカリ性、溶銑に対する耐食性
および耐熱衝撃性等を付与させる。黒鉛は、天然鱗状黒
鉛、人造黒鉛、玉状黒鉛等が適し、黒鉛の使用割合は、
Ａ部位煉瓦用では７０〜９０％使用し、Ｂ部位煉瓦用で
は５〜３０％使用する。Ａ部位煉瓦用では、黒鉛が７０
％以下では熱伝導性が不足し、９０％以上では溶銑に対
する耐食性、強度が充分でない。

Ｂ部位煉瓦用では黒鉛が５％以下では耐スラグ性、耐ア
ルカリ性が充分でなく、３０％以上では溶銑に対する耐
食性および強度等が充分でない。炭化珪素は耐アルカリ
性、耐スラグ性、溶銑流に対する耐摩耗性を向上するの
で必要に応じ適宜添加する。炭化珪素は５〜２５％使用
する。５％以下では耐アルカリ性、耐スラグ性および溶
銑流に対する耐摩耗性が充分でなく、２５％以上では耐
熱衝撃性、熱伝導性が充分でなくなる。

本発明の高炉内張用耐火物は、上記耐火原料に結合剤と
してピッチ、タール、フェノール樹脂等を配合し混練し
、形成し、還元焼成して得る。

上記耐火原料のほか、必要により珪素、アルミニウムも
しくはこれらの合金の微粉末を添加して高温における機
械的強度を向上させる。結合剤とにフェノール樹脂を使
用すると耐火物の気孔径を小さくすることができるから
、アルカリの侵透、溶銑、スラグの浸透等をなくするこ
とができ、耐火物の耐用向上に効果を奏する。

本発明の実施例として第１図Ａ部位およびＢ部位につい
て述べたが、本発明品はＣＩ””’　Ｃ３部位、Ｄ部位
、Ｅ部位、Ｆ部位等にも使用できる。これらの場合には
酸窒化アルミニウムの使用量は１〜５０％の範囲内で使
用条件に合わせて前記Ａ部位およびＢ部位のごとく最適
使用範囲を決めるとよい。

第１表に本発明品と比較例の緒特性の比較試験結果を示
す。本発明品は耐熱衝撃性、耐食性において比較例より
も著しく優れていることが明らかである。

耐熱衝撃性 ａｔ　１３００℃に加熱した寸法５０Ｘ５０Ｘ５０ｍ−
の供試料を冷水に入れ、とり出した後再び１３００℃で
加熱し、水冷する。これを繰り返したとき供試料に亀裂
が初めて発生する回数により、耐熱衝撃性の優劣を測定
した。

耐久スラグ性、耐溶銑性、耐ＦｅＯ性 高周波誘導炉による回転浸食試験によって比較した。断
面台形の試験体を円筒形炉の内面に張り合せ、その内側
に鉄物用銑鉄３０００　ｇ、溶銑スラグ２００　ｇを投
入、溶融させ、供試料を浸食させた。

浸食時間は１２０分、溶融温度１５５０℃で行った。試
薬ＦｅＯを１０００　ｇ投入して同じように侵食させた
。

供試料の下方の侵食は溶銑によるものであり、上方部は
溶銑スラグ、ＦｅＯによる侵食とみなして侵食量を測定
した。第１表のＮａｌ〜−５では阻６（カーボン質）の
侵食量を１００としたとき、ｌ１ｈ７〜１１ｈ９では阻
１０（シャモツト質）の侵食量を１００としたときにお
ける侵食比較値を示す、低値はど耐食性にすぐれている
。

耐アルカリ性 寸法２５Ｘ２５Ｘ　１１５ｍｍの供試料をコークスと炭
酸カリウムの重量比率２：１の割合で混合したもののな
かに埋め込み、１３００℃Ｘ３ｂｒｓ保持し、その後常
温まで冷却する。これを５回繰り返した後の供試料の寸
法増加率を測定する。増加率の高いものがアルカリによ
る侵食が大きいことを示す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明耐火物の適用範囲を例示する高炉の部分縦
断面図である。 Ａ・・・湯溜部、　　　　　Ｂ・・・炉底、Ｃ３・・・
炉胸部、　　　　Ｃ１・・・炉腹部、Ｃ１・・・朝顔部
、　　　　Ｄ・・・炉頂部、Ｅ・・・羽口、　　　　　
　　Ｆ・・・出銑口。 ／　。 ２勇 一一一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　酸窒化アルミニウム１〜５０％含有し、その他の主た
   る耐火原料としてアルミナ、黒鉛と有機質結合剤とを配
   合し、混練成形後、還元性雰囲気中で焼成したことを特
   徴とする高炉内張用耐火物。