JPH09157718A - 高炉鋳床樋の耐火物構造 - Google Patents
高炉鋳床樋の耐火物構造Info
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- JPH09157718A JPH09157718A JP33411295A JP33411295A JPH09157718A JP H09157718 A JPH09157718 A JP H09157718A JP 33411295 A JP33411295 A JP 33411295A JP 33411295 A JP33411295 A JP 33411295A JP H09157718 A JPH09157718 A JP H09157718A
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Abstract
し、樋内部に発生する応力を緩和して、樋全体としての
耐久性を向上させる。 【解決手段】 高炉鋳床樋の溶湯に接する耐火物である
ウエアーライニング材と、樋の外枠を形成する鉄皮との
間に、上記ウエアーライニング材側から順に、アルミナ
質耐火物層,断熱れんが層,アルミナ炭珪れんが層を配
してなる高炉鋳床樋の耐火物構造を提供する。
Description
出湯された溶湯を所定の運搬設備まで流す高炉鋳床樋に
関するものである。
0℃の高温の溶湯(溶銑・溶滓)が一定間隔で出湯され
る。この溶湯を受け止めて流す役割を果たす樋におい
て、溶湯と接する部分の耐火物(ウエアーライニング
材)は、高温に曝され、しかも溶滓による浸食を受けや
すいため、耐熱性・耐食性に優れた材質であることが要
求される。一般的には、アルミナ,マグネシウムスピネ
ル,炭化珪素等を骨材とした不定形材を流し込み施工し
て、湯道を形成させている。このウエアーライニング材
は、通常、アルミナ炭珪れんがや断熱キャスタブル(不
定形材)等の耐火物を介して樋の外枠を形成する鉄皮に
より支持されている。
して加熱−冷却を繰り返し受けるため、亀裂や局部的損
傷を生じやすい。このような欠陥を放置すると欠陥部分
から溶湯が侵入し、ついには溶湯が鉄皮にまで達して鉄
皮を溶損させ漏銑(落銑)事故につながる恐れがある。
また、外枠鉄皮は長期間使用するうちに膨張−収縮を繰
り返し受けて熱変形し、これに起因して耐火物の劣化
(亀裂・剥離・目地損傷)が進み、その結果同様の事故
につながる恐れもある。このため、実操業においては、
ウエアーライニング材およびそれを支える耐火物,鉄皮
の入念な点検・補修作業を頻繁に行って、漏銑トラブル
を未然に防止している。
鉄皮に最も近い部分に断熱キャスタブル材を使用してい
るが、このような耐火物構造では、鉄皮近くの断熱キャ
スタブル材の部位に大きな温度勾配が生じて、樋全体と
しての温度分布に大きな偏りが発生する。このため、樋
を構成する各材料間に作用する応力状態にアンバランス
が生じやすく、また、鉄皮に接する耐火物がキャスタブ
ルであるためこの部分での破損も大きい。
エアーライニング材の性能を飛躍的に向上させることも
考えられるが、現実的には難しい。したがって、損傷部
位の早期補修を実施すること以外に効果的な漏銑トラブ
ル対処法がないのが現状である。本発明は、上記漏銑ト
ラブルが、膨張−収縮を繰り返し受けることにより樋を
構成する各材料間に不均一な歪みが生じることに起因し
て発生する点に着目し、特性の異なる耐火物を適切に配
置して樋内部の温度勾配を適正化することにより、樋全
体としての耐久性を向上させた高炉鋳床樋を提供するこ
とを目的とする。
の溶湯に接する耐火物であるウエアーライニング材と、
樋の外枠を形成する鉄皮との間に、上記ウエアーライニ
ング材側から順に、アルミナ質耐火物層,断熱れんが
層,アルミナ炭珪れんが層を配してなる高炉鋳床樋の耐
火物構造によって達成される。
て、Al2O3:80重量%以上,SiC:7重量%以
上,残部にSiO2を含有し、かつ熱伝導率が2.5〜
5.0kcal/mh℃である特性を有するアルミナ質
耐火物を使用した耐火物構造を提供する。同様に、断熱
れんが層として、Al2O3:40重量%以上,Si
O2:30重量%以上を含有し、かつ熱伝導率が0.5
kcal/mh℃以下,1200℃で2kg/m2の応
力を5時間負荷したときのクリープ変形率が0.5%以
下である特性を有する断熱れんがを使用した耐火物構造
を提供する。同様に、アルミナ炭珪れんが層として、A
l2O3:55重量%以上,SiC:20重量%以上,残
部にSiO2を含有し、かつ熱伝導率が1.2〜2.0
kcal/mh℃である特性を有するアルミナ炭珪れん
がを使用した耐火物構造を提供する。
部または全部に、Al2O3:80重量%以上,SiC:
7重量%以上,残部にSiO2を含有し、かつ熱伝導率
が2.5〜5.0kcal/mh℃である特性を有する
アルミナ質耐火物のプレキャストブロックを使用した耐
火物構造を提供する。さらに、断熱れんが層として、2
種以上の断熱れんがを積層した複層構造を有し、その複
層構造を構成する断熱れんがのうち少なくとも1種以上
が、Al2O3:60重量%以上,SiO2:30重量%
以上を含有し、かつ熱伝導率が0.5kcal/mh℃
以下,1200℃で2kg/m2の応力を5時間負荷し
たときのクリープ変形率が0.5%以下である特性を有
する耐火物構造を提供する。
ーライニング材に近い部位では温度勾配が緩やかにな
り、逆に、鉄皮に近い部位では比較的温度勾配が大きく
なるようにし、しかも、鉄皮近くの温度勾配があまり大
きくなりすぎないよう配慮して、ウエアーライニング材
と鉄皮の間に熱伝導率の異なる耐火物を配置することに
より、樋全体として熱応力を緩和するものである。ただ
し、ウエアーライニング材と鉄皮の間には通常1000
℃以上の温度差が生じるので、単に熱伝導率の異なる耐
火物を張り合わせただけでは、それぞれの耐火物中での
温度勾配が大きくなりすぎ、応力状態のアンバランスの
解消にはならない。そこで、本発明では、ウエアーライ
ニング材側の耐火物と鉄皮側の耐火物の間に断熱れんが
層を挟み、この断熱れんが層で温度差を吸収して、ウエ
アーライニング材側と鉄皮側の両方において温度勾配の
適正化を図る。
物層を配置するのは、アルミナ質耐火物はウエアーライ
ニング材と熱伝導率が比較的近似しているからである。
アルミナ質耐火物としては、Al2O3:80重量%以
上,SiC:7重量%以上,残部にSiO2を含有し、
かつ熱伝導率が2.5〜5.0kcal/mh℃である
特性を有するものを使用することが望ましい。このアル
ミナ質耐火物は、特に敷部においてプレキャストブロッ
クの形態のものが好適に適用できる。プレキャストブロ
ックはメーカーの工場で一定の品質管理の下で生産され
るので、これを使用することで強度的に安定したアルミ
ナ質耐火物層を形成できる。また、プレキャストブロッ
クはあらかじめ充分乾燥されているので、樋の施工期間
も短縮できる。このプレキャストブロックは、アルミナ
質耐火物層全体に使用することもできるが、経済的な観
点から、負荷の大きい敷部およびコーナー部のみにプレ
キャストブロックを使用し、壁部には流込み材を使用す
ることもできる。
のは、アルミナ炭珪れんがは比較的熱伝導率が大きく、
鉄皮からの冷却能を高めることが可能であること、およ
び、従来の断熱キャスタブル材等と比較すると強度が高
いため、万一耐火物中に溶湯が侵入してきた場合におい
ても、鉄皮とともにいわゆる「最後のとりで」としての
機能を発揮できるからである。アルミナ炭珪れんがとし
ては、Al2O3:55重量%以上,SiC:20重量%
以上,残部にSiO2を含有し、かつ熱伝導率が1.2
〜2.0kcal/mh℃である特性を有するものを使
用することが望ましい。このアルミナ炭珪れんがは、前
記のアルミナ質耐火物のプレキャストブロックと同様、
メーカーの工場で生産され、充分乾燥したものを使用す
るので、品質面、および樋の施工期間の面で優れてい
る。
質耐火物層とアルミナ炭珪れんが層の間の大きな温度差
を吸収する役割を果たす。断熱れんが層内部において充
分な温度勾配を維持するためには、熱伝導率が0.5k
cal/mh℃以下である断熱れんがを使用する必要が
ある。また、両側のアルミナ質耐火物層とアルミナ炭珪
れんが層から大きな応力を受けることになるので、この
応力による変形に耐えるためには、熱間における曲げ強
度が高いと同時に、1200℃で2kg/m2の応力を
5時間負荷したときのクリープ変形率が0.5%以下で
ある断熱れんがを使用する必要がある。このような特性
を有する断熱れんがとしては、Al2O3:40重量%以
上,SiO2:30重量%以上を含有するものが使用で
きる。
率が高いものほど、強度が高く、クリープ変形率が小さ
いという点で優れた特性を示す。しかし、Al2O3は高
価であり、また、Al2O3含有率が高くなるほど熱伝導
率が上昇するため、断熱れんが層全体にAl2O3の含有
率の高いれんがを使用することは必ずしも適切ではな
い。そこで、断熱れんが層をAl2O3含有率の異なる2
種以上の断熱れんがを積層した複層構造とし、性能とコ
ストの両面においてバランスのとれた構成とすることが
望ましい。具体的には、その複層構造を構成する断熱れ
んがのうち少なくとも1種以上に、Al2O3:60重量
%以上,SiO2:30重量%以上を含有した強度と耐
クリープ性に優れたれんがを使用し、他の部分に、これ
よりAl2O3含有率が低く断熱性に優れたれんがを使用
することが望ましい。複層構造は、2種類の断熱れんが
を張り合わせた2層構造とするだけでも効果があるが、
3層以上としても良い。2層構造とする場合、Al2O3
の含有率が高いれんがをアルミナ質耐火物側(=ウエア
ーライニング材側)とすることが好ましい。種類の異な
る断熱れんがを張り合わせる方法としては、例えば、モ
ルタル等をバインダーとして使用する方法が好適に採用
できる。
00mm,湯道の最大幅が1300mmの高炉鋳床の大
樋において、本発明の耐火物構造を採用して操業に使用
した。図1に、この樋の略断面図を示す。表1には、使
用した耐火物の組成、および特性を示す。
ナ炭珪れんが層を設けた。この内側に、厚さ100mm
の断熱れんが層を設けた。断熱れんが層は、Al2O3の
含有率が異なる2種類の断熱れんがをモルタルを用いて
張り合わせた複層構造とした。ここで、内側(アルミナ
質耐火物層側)にはAl2O3含有率が64.8重量%の
断熱れんが(50mm厚)を配置し、外側にはAl2O3
含有率が43.8重量%の断熱れんが(50mm厚)を
配置する構造とした。この断熱れんが層の内側には、1
60mm厚さのアルミナ質耐火物層を設けた。このアル
ミナ質耐火物層のうち、敷部とコーナー部にはプレキャ
ストブロックを配し、壁部には流込み材を使用した。そ
して、この内側にウエアーライニング材を流し込んで、
湯道を形成させた。ウエアーライニング材の厚さは、湯
道直下において413mmである。
た樋について、敷部(幅方向中央部)における耐火物の
温度勾配を計算した結果を例示する。ウエアーライニン
グ材の湯道表面温度が1500℃、外気温度が30℃の
場合の定常状態を想定し、鉄皮の熱伝導率は40kca
l/mh℃、各耐火物の熱伝導率は表1に示す値を採用
した。図2の結果は、耐火物の間に配置した断熱れんが
層において約780℃の温度差を吸収し、ウエアーライ
ニング材側と鉄皮側の両方において、それぞれ温度勾配
の適正化が図られることを示している。
の間隔が1748mm,湯道の最大幅が910mmの高
炉鋳床の大樋において、従来の耐火物構造を採用した場
合の比較例を示す。表2には、使用した耐火物の組成、
および特性を示す。
スタブル層を設けた。この内側に、厚さ75mmの耐火
れんが層を設けた。その内側には、厚さ160mmのア
ルミナ炭珪れんが層を設けた。そして、このアルミナ炭
珪れんが層の内側に、ウエアーライニング材を流し込ん
で湯道を形成させた。ウエアーライニング材の厚さは、
湯道直下において200mmである。
(幅方向中央部)における耐火物の温度勾配を計算した
結果を例示する。前記実施例と同様に、ウエアーライニ
ング材の湯道表面温度が1500℃、外気温度が30℃
の場合の定常状態を想定し、鉄皮の熱伝導率は40kc
al/mh℃、各耐火物の熱伝導率は表2に示す値を採
用した。図3の結果から、鉄皮近傍に急激な温度勾配が
存在し、この温度分布の偏りが、樋全体としての応力状
態のアンバランスを引き起こす要因になっていたものと
推測される。
を、それぞれの特性が十分に利用できるよう、いわば適
材適所に配置する構造を採用するものである。この構造
により、温度分布の適正化を通じて各部位に生じる歪を
緩和し、樋全体としての耐久性を向上させることが可能
になる。すなわち、特殊な材質のウエアーライニング材
を開発することなく、比較的簡便に樋の耐久性が向上で
きる。したがって、高炉操業現場の鋳床における作業性
の改善に大きく貢献できる。
構造の一例を示す図である。
した場合における温度分布の計算結果を示すグラフであ
る。
た場合における温度分布の計算結果を示すグラフであ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 高炉鋳床樋の溶湯に接する耐火物である
ウエアーライニング材と、樋の外枠を形成する鉄皮との
間に、上記ウエアーライニング材側から順に、アルミナ
質耐火物層,断熱れんが層,アルミナ炭珪れんが層を配
してなる高炉鋳床樋の耐火物構造。 - 【請求項2】 アルミナ質耐火物層は、Al2O3:80
重量%以上,SiC:7重量%以上,残部にSiO2を
含有し、かつ熱伝導率が2.5〜5.0kcal/mh
℃である特性を有するアルミナ質耐火物を使用して形成
されている、請求項1に記載の高炉鋳床樋の耐火物構
造。 - 【請求項3】 断熱れんが層は、Al2O3:40重量%
以上,SiO2:30重量%以上を含有し、かつ熱伝導
率が0.5kcal/mh℃以下,1200℃で2kg
/m2の応力を5時間負荷したときのクリープ変形率が
0.5%以下である特性を有する断熱れんがを使用して
形成されている、請求項1に記載の高炉鋳床樋の耐火物
構造。 - 【請求項4】 アルミナ炭珪れんが層は、Al2O3:5
5重量%以上,SiC:20重量%以上,残部にSiO
2を含有し、かつ熱伝導率が1.2〜2.0kcal/
mh℃である特性を有するアルミナ炭珪れんがを使用し
て形成されている、請求項1に記載の高炉鋳床樋の耐火
物構造。 - 【請求項5】 アルミナ質耐火物層の一部または全部
が、Al2O3:80重量%以上,SiC:7重量%以
上,残部にSiO2を含有し、かつ熱伝導率が2.5〜
5.0kcal/mh℃である特性を有するアルミナ質
耐火物のプレキャストブロックを使用して構成されてい
る、請求項1に記載の高炉鋳床樋の耐火物構造。 - 【請求項6】 断熱れんが層は2種以上の断熱れんがを
積層した複層構造を有し、その複層構造を構成する断熱
れんがのうち少なくとも1種以上が、Al2O3:60重
量%以上,SiO2:30重量%以上を含有し、かつ熱
伝導率が0.5kcal/mh℃以下,1200℃で2
kg/m2の応力を5時間負荷したときのクリープ変形
率が0.5%以下である特性を有する断熱れんがであ
る、請求項1に記載の高炉鋳床樋の耐火物構造。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33411295A JP3785449B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 高炉鋳床樋の耐火物構造 |
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Publications (2)
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JPH09157718A true JPH09157718A (ja) | 1997-06-17 |
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ID=18273666
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JP33411295A Expired - Lifetime JP3785449B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 高炉鋳床樋の耐火物構造 |
Country Status (1)
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Cited By (6)
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KR20020070416A (ko) * | 2002-08-16 | 2002-09-09 | 이호영 | 용융금속 또는 슬래그의 흐름을 안내하는 런너 |
CN100430490C (zh) * | 2006-03-09 | 2008-11-05 | 武汉威林炉衬材料有限责任公司 | 一种贮铁式高炉出铁沟 |
WO2011086809A1 (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Jnc株式会社 | 融液保持容器 |
JP2013040716A (ja) * | 2011-08-16 | 2013-02-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | ライニングの乾燥方法 |
JP2013040721A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | ライニングの乾燥方法 |
CN110205143A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-09-06 | 西安华江环保科技股份有限公司 | 一种干熄焦用浇注砌筑混合结构用于炉体冷却段结构及方法 |
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JP5463262B2 (ja) * | 2010-11-09 | 2014-04-09 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 高炉主樋 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP33411295A patent/JP3785449B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP3785449B2 (ja) | 2006-06-14 |
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