JP2020100853A

JP2020100853A - 高炉樋カバー用不定形耐火物

Info

Publication number: JP2020100853A
Application number: JP2018237807A
Authority: JP
Inventors: 小林　正則; Masanori Kobayashi; 正則小林; 佳穂米山; Yoshiho Yoneyama; 広文平野; Hirofumi Hirano
Original assignee: Nippon Steel Corp; Towa Refractory Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Towa Refractory Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-07-02

Abstract

【課題】本発明は，耐火物の損耗をより少なくすることによって、高炉樋カバーの寿命を延ばすことを目的としている．【解決手段】本発明がとった解決手段は，耐火性骨材、耐火性超微粉および結合剤からなり，化学成分がA2Ol3,SiC,SiO2,Cなどで構成され，Al2O3を主成分とする不定形耐火物において，または化学成分がAl2O3以外にSiC,SiO2,Cの１種類以上からなる高炉樋カバー用不定形耐火物において，結合剤としてセメントを使用せずに、シリカゾルを適用することである。【選択図】なし

Description

本発明は、溶銑溶滓の飛散防止に用いる高炉樋カバー用不定形耐火物に関する。

高炉出銑樋では、高炉から排出される溶銑溶滓の飛散を防止する為に高炉樋カバーが設置されており、高炉樋カバーの内側には鉄皮を保護する不定形耐火物が施工されている。

なかでも、高炉出銑口に最も近接した高炉樋カバーにおいては、(1)溶銑溶滓の飛沫によるアタック，(2)噴出ガスの二次燃焼による高温化，(3)出銑毎の高炉樋カバー着脱による加熱冷却等、非常に過酷な条件にさらされるため、耐火物が徐々に損耗し、背面赤熱もしくは耐火物の残存厚みがなくなることで高炉樋カバーの寿命となり、交換となる。
加えて近年では、高圧操業等から高出銑操業により溶銑溶滓の飛散が大きくなっている。

溶銑溶滓の飛散は拡大する方向で、溶銑溶滓が高炉樋カバーに直接当たるようになってきた。そのため不定形耐火物の熱間摩耗による損耗と熱的スポーリングによる剥離が著しく、高炉樋カバーの稼動日数が低下する傾向にある。

特開平２−７７５１０号公報

特公平８−２２７８０号公報

特開平３−８０１５９号公報

この対策として、例えば、特開平２−７７５１０号公報、特公平８−２２７８０号公報には，SiC-Al₂O₃系不定形耐火物で耐スポール性が向上する材料が提起されているが，高温での熱間強度の発現は低いという欠点がある。

また特開平３−８０１５９号公報には，Al₂O₃-SiC-C系不定形耐火物でも耐スポール性が向上する材料が提起されている。しかし，SiC-Al₂O₃系不定形耐火物、Al₂O₃-SiC-C系不定形耐火物とも高温での熱間強度向上は十分でなく，熱間摩耗するという問題がある。

これらの不定形耐火物では，結合材としてアルミナセメントを配合したものが供されている。ところが、アルミナセメントの主成分であるCaOによりアノーサイト（CaO・Al₂O₃・2SiO₂）等の低溶融点化合物が生成されてしまうため，高温での熱間強度が低下する問題がある。

高炉樋カバー用不定形耐火物には，高温での熱間強度、耐熱スポール性の高いものが求められている。
本発明は、上記特性が向上し、耐火物の損耗をより少なくすることで、高炉樋カバーの寿命を延ばすことを目的とする。

本発明品は、従来品に比較して高温での熱間強度、耐熱スポール性が高く、実使用時において稼動日数の延長が認められた。
また、高炉樋カバー以外に溶銑、溶鋼が直接触れ、耐火物が摩耗する設備においても稼動日数の延長を見込める。

本発明は上記目的を解決するため、耐火性骨材、耐火性超微粉および結合剤からなり，化学成分がAl₂O₃,SiC,SiO_2,Cなどで構成され，Al₂O₃を主成分とする高炉樋カバー用不定形耐火物，または化学成分がAl₂O₃以外にSiC, SiO₂,Cの１種類以上からなる高炉樋カバー用不定形耐火物であって，結合剤としてセメントを添加せずに，シリカゾル、高純度アルミナ骨材、超微粉アルミナを適量適用することで，熱間強度、耐スポール性の向上をみた。

また，本発明は上記目的を達成するため、結合剤としてセメントを使用せず、シリカゾルのみを適用した高炉樋カバー用不定形耐火物である。シリカゾルとしてはSiO₂固形分の濃度が40%のものが良好で、濃度が低いシリカゾルでは強度発現が不十分となる。
更にアルミナ含有量99％以上、Na₂O含有量0.1％未満、粒径75μm以下の微粉アルミナ原料を適用した高炉樋カバー用不定形耐火物である。Na₂O含有量を抑えることで高温度域に於ける液相生成を抑制し、熱間強度が向上する。

上述のシリカゾルを適用した不定形耐火物に、平均粒径1μm以下の超微粉アルミナ原料を、不定形耐火物100重量％において3〜7重量％適用した高炉樋カバー用不定形耐火物である。超微粉アルミナ原料を3〜7重量％としたのは、3重量％未満では高温での熱間強度向上の効果が見られず、7重量％を超える添加量では混練時の流動性が低下し施工不良を招く為である。

上述のシリカゾルを適用した不定形耐火物に、アルミナ含有量99％以上、Na₂O含有量0.1％未満、粒径75μm以下の微粉アルミナ原料を適用し、平均粒径1μm以下の超微粉アルミナ原料を、不定形耐火物100重量％において3〜7重量％適用した高炉樋カバー用不定形耐火物である。

表1に示すような配合の材料を成型し、熱間強度及び耐熱スポール性の試験を実施した。
実施例3,7,9-11が本発明品である。
熱間強度は、予め1000℃3時間で予備焼成を行った40×40×160mmの供試体を、酸化雰囲気で1000℃30分保温した後、1450℃の炉に挿入、1時間保持した後に測定した。
耐熱スポール性は、予め1000℃3時間で予備焼成を行った230×114×65mmの並型れんがサイズの供試体を、1450℃保持の炉に試験体の3分の1を挿入し15分保持、その後水冷3分、空冷12分の加熱冷却を繰り返し，耐火物の外観を観察した。

本試験の結果を表2に示す。
実際に高炉出銑樋において、表1の実施例10を内張りした高炉樋カバーを用いて実用に供した。その結果を、従来品の結果と比較して、表2に示す。この表から明らかなように実施例１０は，従来品に比べて稼動日数で３日間延長し，優れた結果を示した。

Claims

耐火性骨材、耐火性超微粉および結合剤からなり，化学成分がAl₂O_3,SiC,SiO_2,Cなどで構成され，Al₂O₃を主成分とする高炉樋カバー用不定形耐火物において，または化学成分がAl₂O₃以外にSiC,SiO_2,C の１種類以上からなる高炉樋カバー用不定形耐火物において，結合剤としてセメントを使用せず、シリカゾルを適用したことを特徴とする高炉樋カバー用不定形耐火物。
請求項１に加え、Al₂O₃含有量99％以上、Na₂O含有量0.1％未満で粒径75μm以下の微粉アルミナ原料を適用した高炉樋カバー用不定形耐火物
請求項１に平均粒径1μm以下の超微粉アルミナ原料を、不定形耐火物100重量％において3〜7重量％適用した高炉樋カバー用不定形耐火物
請求項１にAl₂O₃含有量99％以上、Na₂O含有量0.1％未満、粒径75μm以下の微粉アルミナ原料を適用し、かつ平均粒径1μm以下の超微粉アルミナ原料を、不定形耐火物100重量％において3〜7重量％適用した高炉樋カバー用不定形耐火物