JPS59110713A - 溶銑脱燐処理容器 - Google Patents
溶銑脱燐処理容器Info
- Publication number
- JPS59110713A JPS59110713A JP21946482A JP21946482A JPS59110713A JP S59110713 A JPS59110713 A JP S59110713A JP 21946482 A JP21946482 A JP 21946482A JP 21946482 A JP21946482 A JP 21946482A JP S59110713 A JPS59110713 A JP S59110713A
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- JP
- Japan
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- carbon
- slag
- alumina
- refractory
- sialon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/06—Constructional features of mixers for pig-iron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭酸ソーダ系フラックスを使用する溶銑処理
容器に関し、その内張り耐火物に関するものである。
容器に関し、その内張り耐火物に関するものである。
溶鉄の予備処理における混銑車または溶銑鍋での脱硫処
理においては、従来ＣａＣ２またはＣａＣＯ３を主体と
した脱硫剤が使用されてきたが、最近では炭酸ソーダ系
フラックスを使用して溶銑中のＳおよびＰを同時に除去
する同時脱硫脱燐法が採用されつつある。
理においては、従来ＣａＣ２またはＣａＣＯ３を主体と
した脱硫剤が使用されてきたが、最近では炭酸ソーダ系
フラックスを使用して溶銑中のＳおよびＰを同時に除去
する同時脱硫脱燐法が採用されつつある。
炭醜ソーダ系フラックスとしては、一般にＮａｚ ｃｏ
３ 、Ｎａ２３０４ 、鉄鉱石、マンガン鉱石などを適
宜配合したものが使用されており、これは溶銑の脱硫脱
燐剤として優れた性質を有している。しかし、その反面
、低融点、低粘性であり、処理容器の内張り耐火物への
侵食作用が大きい。従来、上記の処理容器の内張り耐火
物としては、主として Ａｊ２０ｚ −Ｓｉ ０２系
のシャモット賀耐大物、高アルミナ質耐火物または Ａ
ｈＯｌ・ＳｉＣ・カーボン質耐火物が使用されており、
その他、マグネシア質耐火物、マグネシア・クロム質耐
火物などが使用ｙれてさた。
３ 、Ｎａ２３０４ 、鉄鉱石、マンガン鉱石などを適
宜配合したものが使用されており、これは溶銑の脱硫脱
燐剤として優れた性質を有している。しかし、その反面
、低融点、低粘性であり、処理容器の内張り耐火物への
侵食作用が大きい。従来、上記の処理容器の内張り耐火
物としては、主として Ａｊ２０ｚ −Ｓｉ ０２系
のシャモット賀耐大物、高アルミナ質耐火物または Ａ
ｈＯｌ・ＳｉＣ・カーボン質耐火物が使用されており、
その他、マグネシア質耐火物、マグネシア・クロム質耐
火物などが使用ｙれてさた。
Ａ ｈ Ｏ３・５ｉ０２系のシャモット質耐火物は、Ｎ
ユ２ＣＯ３とＳｉＯ□との反応により、８００°Ｃに共
融点を有するＮ ａ２０・５ｉ０２系の低融点物質を生
成し、使用中に容易に溶流する。
ユ２ＣＯ３とＳｉＯ□との反応により、８００°Ｃに共
融点を有するＮ ａ２０・５ｉ０２系の低融点物質を生
成し、使用中に容易に溶流する。
高アルミナ質耐火物では、マトリ・ンクス中ヘスラグが
容易に浸透し、Ｎ ａ２０とＡ ７２０３ との反応に
よってβ−Ａ１２０３ （Ｎａ２０ ・１１ ＡＬ２
０３ ）またはＮ ａ２０−Ａ ！２０３などの化合物
を生成し、体積膨張により亀裂が発生し、剥落を引き起
こす。
容易に浸透し、Ｎ ａ２０とＡ ７２０３ との反応に
よってβ−Ａ１２０３ （Ｎａ２０ ・１１ ＡＬ２
０３ ）またはＮ ａ２０−Ａ ！２０３などの化合物
を生成し、体積膨張により亀裂が発生し、剥落を引き起
こす。
また、Ａ ｈ Ｏ３・ＳｉＣ・カーボン質耐火物の場合
、スラグに対する耐食性は優れるがマトリックス中のカ
ーボンの酸化を防止する酸化防止効果が劣り、予熱時に
脱炭層を形成し、耐用性に影響を与える。
、スラグに対する耐食性は優れるがマトリックス中のカ
ーボンの酸化を防止する酸化防止効果が劣り、予熱時に
脱炭層を形成し、耐用性に影響を与える。
マグネシア質耐火物の場合はＭｇＯ粒の耐食性は比較的
良好であるが、スラグがれんが組織内に容易Ｊ浸透し、
亀裂を発生し易い。
良好であるが、スラグがれんが組織内に容易Ｊ浸透し、
亀裂を発生し易い。
マグネシア・クロム質の場合も耐食性は比較的よいが、
スラブ中に６価クロムを溶出するため、公害上問題があ
る。
スラブ中に６価クロムを溶出するため、公害上問題があ
る。
このように、以上に列挙した耐火物は、いずれも炭酸ソ
ーダ系フラックスに対して耐用性の点において問題が多
い。
ーダ系フラックスに対して耐用性の点において問題が多
い。
本発明は、前記のような問題点を解消し、溶銑の脱硫、
脱燐用処理容器の内張り耐火物の炭酸ソーダ系脱硫脱燐
剤に対する耐食性を向上させ、処理容器の寿命を延長す
ることを目的として開発したものである・ 本発明はアルミナ骨材を主体とした耐火物のマトリック
スにカーボンと窒化珪素（以下Ｓ 、３ Ｎ ４と記す
）またはサイアロン（Ｓ 、３ Ｎ ４とＡ ！２０
＊の固溶体）を配することにより、炭酸ソーダ系スラグ
の浸透を防止すると共に、カーボンの酸化を防止し、耐
用性に優れた耐火物とする技術を見出したものである。
脱燐用処理容器の内張り耐火物の炭酸ソーダ系脱硫脱燐
剤に対する耐食性を向上させ、処理容器の寿命を延長す
ることを目的として開発したものである・ 本発明はアルミナ骨材を主体とした耐火物のマトリック
スにカーボンと窒化珪素（以下Ｓ 、３ Ｎ ４と記す
）またはサイアロン（Ｓ 、３ Ｎ ４とＡ ！２０
＊の固溶体）を配することにより、炭酸ソーダ系スラグ
の浸透を防止すると共に、カーボンの酸化を防止し、耐
用性に優れた耐火物とする技術を見出したものである。
すなわち、炭酸ソーダ系スラグに対して耐食性が優れて
いるアルミナを骨材に使用し、炭酸ソーダ系スラグが耐
火物中の気孔を通して侵入するのをカーボンによって防
止し、カーボンの酸化をＳ 、３ Ｎ ４またはサイア
ロンで防止することにより、炭酸ソーダ系スラグに対す
る耐火物の耐用性を向上させることができる。本発明は
このような耐火物をスラグラインに内張すした溶銑予備
処理容器である。 □ 以下、本発明について詳細に説明する。
いるアルミナを骨材に使用し、炭酸ソーダ系スラグが耐
火物中の気孔を通して侵入するのをカーボンによって防
止し、カーボンの酸化をＳ 、３ Ｎ ４またはサイア
ロンで防止することにより、炭酸ソーダ系スラグに対す
る耐火物の耐用性を向上させることができる。本発明は
このような耐火物をスラグラインに内張すした溶銑予備
処理容器である。 □ 以下、本発明について詳細に説明する。
緻密質なアルミナ骨材は、炭酸ソーダ系スラグとの反応
において、低融点物質を生成しにくく、その耐食性は大
きい。カーボンは、炭酸ソーダ系スラグのＮ ａ２０と
の反応によって、以下の式に従ってガス発生を起こすの
みであり、このガス圧およびカーボンが本来有するスラ
ブに対して濡れにくい性質によって、スラグの浸透を防
止する。
において、低融点物質を生成しにくく、その耐食性は大
きい。カーボンは、炭酸ソーダ系スラグのＮ ａ２０と
の反応によって、以下の式に従ってガス発生を起こすの
みであり、このガス圧およびカーボンが本来有するスラ
ブに対して濡れにくい性質によって、スラグの浸透を防
止する。
Ｎａ２Ｏ＋Ｃ−＋２Ｎａ ＋ＣＯ（１）アルミナ質耐火
物のマトリックスの一部にカーボンを配したものを非酸
化性雰囲気中で使用すれば、スラグの浸透が防止される
ので、構造スポーリングの発生が防止され、耐火物の耐
用性は向上する。しかし、溶銑処理容器などにおいては
、排銑時など大気に曝される機会が多く、マトリックス
中のカーボンの酸化が起こる。カーボンの酸化は組織を
緩め、気孔を多くするためスラグの浸透を容易に起こし
、損傷を大きくする。
物のマトリックスの一部にカーボンを配したものを非酸
化性雰囲気中で使用すれば、スラグの浸透が防止される
ので、構造スポーリングの発生が防止され、耐火物の耐
用性は向上する。しかし、溶銑処理容器などにおいては
、排銑時など大気に曝される機会が多く、マトリックス
中のカーボンの酸化が起こる。カーボンの酸化は組織を
緩め、気孔を多くするためスラグの浸透を容易に起こし
、損傷を大きくする。
このカーボンの酸化防止には、使用中に酸化防止の保護
膜を形成するものが望まれる。本発明者らは酸化防止効
果が期待できるものとして、５ｔ３Ｎ４またはサイアロ
ンを選定し、酸化防止効果およびＮａ２ＣＯ３との反応
性を検討した。比較材としてＳｉＣを用いたものにつき
検討し、それらの結果を第１表および第２表に示す。
膜を形成するものが望まれる。本発明者らは酸化防止効
果が期待できるものとして、５ｔ３Ｎ４またはサイアロ
ンを選定し、酸化防止効果およびＮａ２ＣＯ３との反応
性を検討した。比較材としてＳｉＣを用いたものにつき
検討し、それらの結果を第１表および第２表に示す。
第１表は寸法４０Ｘ ４０Ｘ ４０ｍｍの供試材を大気
中で１４００℃、１時間処理した場合の脱炭層の形成状
況を示すもので、第１表から明らかなように、ＳｔＣに
比べＳ ｔ３ Ｎ ４またはサイアロンはいずれも耐火
物とした場合の酸化防止効果が大きい。
中で１４００℃、１時間処理した場合の脱炭層の形成状
況を示すもので、第１表から明らかなように、ＳｔＣに
比べＳ ｔ３ Ｎ ４またはサイアロンはいずれも耐火
物とした場合の酸化防止効果が大きい。
第２表はＳ Ｌ３ Ｎ ４粒、サイアロン粒、ＳｉＣ粒
をそれぞれ１２００℃のＮａ２ＣＯ３浴中八投下した際
のガス発生酸（アルゴン中にて）を示し、 ５ｊ３
Ｎ４またはサイアロンはＮ ａ２ ＣＯ３との反応性が
小さい。
をそれぞれ１２００℃のＮａ２ＣＯ３浴中八投下した際
のガス発生酸（アルゴン中にて）を示し、 ５ｊ３
Ｎ４またはサイアロンはＮ ａ２ ＣＯ３との反応性が
小さい。
第１表 １４００°Ｃにおける脱炭層の形成第２表 Ｎ
ａ２ＣＯ３浴（１２００℃）へ投下した際のガス発生量 また、Ｓ ｊ３ Ｎ ４またはサイアロンの粉末とＮａ
２ＣＯ３とを混合し、大気中にて＋ ２００ ’０で熱
処理した場合、以下の式に従って反応が進行し、Ｎ ａ
２０＊５ｉ０２系またはＮａ２Ｏａ Ａｌ２Ｏ３＊ Ｓ
ｉ ０２系化合物を形成する事がわかった。
ａ２ＣＯ３浴（１２００℃）へ投下した際のガス発生量 また、Ｓ ｊ３ Ｎ ４またはサイアロンの粉末とＮａ
２ＣＯ３とを混合し、大気中にて＋ ２００ ’０で熱
処理した場合、以下の式に従って反応が進行し、Ｎ ａ
２０＊５ｉ０２系またはＮａ２Ｏａ Ａｌ２Ｏ３＊ Ｓ
ｉ ０２系化合物を形成する事がわかった。
Ｓ ４３ Ｎ４ ＋Ｎ ａ２ Ｃ０３
−ｈ ３Ｎａ２ ０＠ ２Ｓｉ ０２十
Ｎ２ ＋ ＣＯ。
Ｎ２ ＋ ＣＯ。
サイアロン（３Ｓｉ３Ｎ４−４Ａ１２０３ ）＋Ｎａ２
ＣＯ。
ＣＯ。
瞬Ｎ ａ２０ ｅ ＡＬ２０３ ・２ Ｓ ｉ ０２
＋ Ｎ２＋ ＣＯ２ 以上のことから、次のように結論される。アルミナを主
体とした耐火物のマトリックスにカーボンとＳ ｔ５
Ｎ ４またはサイアロンを使用した場合、使用初期には
耐火物表面に露出しているマトリックス中のカーボン、
Ｓｉ３Ｎ４．サイアロンと炭酸ソーダ系スラグとの間で
反応を起こすが、初期の反応以降は、カーボンのスラグ
浸透防止効果、カーボンとスラグとの反応によるガス圧
、Ｓ ４３ Ｎ ４またはサイアロンとスラグとの反応
にょるＮ ａ２０−３ｉ０２系またはＮａ２Ｏ・Ａｌ２
Ｏ２＊ Ｓ ｉ ０２系の被膜の形成などにより、スラ
グの浸透を防止する。また、上記被膜の形成は、排銑後
、該耐火物が大気に曝された場合のマトリックス中の酸
化を防止する効果があり、耐火物の耐用性が向上する。
＋ Ｎ２＋ ＣＯ２ 以上のことから、次のように結論される。アルミナを主
体とした耐火物のマトリックスにカーボンとＳ ｔ５
Ｎ ４またはサイアロンを使用した場合、使用初期には
耐火物表面に露出しているマトリックス中のカーボン、
Ｓｉ３Ｎ４．サイアロンと炭酸ソーダ系スラグとの間で
反応を起こすが、初期の反応以降は、カーボンのスラグ
浸透防止効果、カーボンとスラグとの反応によるガス圧
、Ｓ ４３ Ｎ ４またはサイアロンとスラグとの反応
にょるＮ ａ２０−３ｉ０２系またはＮａ２Ｏ・Ａｌ２
Ｏ２＊ Ｓ ｉ ０２系の被膜の形成などにより、スラ
グの浸透を防止する。また、上記被膜の形成は、排銑後
、該耐火物が大気に曝された場合のマトリックス中の酸
化を防止する効果があり、耐火物の耐用性が向上する。
カーボンの添加量は、５〜２５％とする。５％未満では
浸透防止効果が小さくなり、また２５％を超えるとスラ
グとの反応によってマトリックスが侵食されやすくなる
。
浸透防止効果が小さくなり、また２５％を超えるとスラ
グとの反応によってマトリックスが侵食されやすくなる
。
Ｓ Ｊ Ｎ ４またはサイアロンの添加量は、５〜２０
％とする。これは５％未満ではカーボンの酸化防止効果
が小さく、２０％超では反応生成物が溶流され易くなる
からである。
％とする。これは５％未満ではカーボンの酸化防止効果
が小さく、２０％超では反応生成物が溶流され易くなる
からである。
このように、本発明はアルミナ骨材を主体とした耐火物
のマトリックスにカーボンと５Ｌ３Ｎ＋ｔたはサイアロ
ンを配した耐火物を少なくともスラグラインに内張すし
た溶銑予備処理容器であって、炭酸ソーダ系スラグに対
して耐用性に優れ処理容器の寿命を大幅に向上させるこ
と、を可能としたものである。
のマトリックスにカーボンと５Ｌ３Ｎ＋ｔたはサイアロ
ンを配した耐火物を少なくともスラグラインに内張すし
た溶銑予備処理容器であって、炭酸ソーダ系スラグに対
して耐用性に優れ処理容器の寿命を大幅に向上させるこ
と、を可能としたものである。
以下に本発明の容器に用いる耐火物の実施例を説明する
。
。
実施例
本発明の容器に使用する実施例のアルミナ・カーボン・
窒化珪素質耐火物およびアルミナ・カーボン・サイアロ
ン質耐火物の２種と、比較例として高アルミナ質耐火物
、アルミナ拳カーボン・炭化珪素質耐火物の２種との合
計４種について、組成がＮａｚＣＯ；ニア５％、ＳｉＯ
，：１５％、Ｐ２Ｏ５： １０％の炭酸ソーダ系スラ
グによる侵食試験を行なった。
窒化珪素質耐火物およびアルミナ・カーボン・サイアロ
ン質耐火物の２種と、比較例として高アルミナ質耐火物
、アルミナ拳カーボン・炭化珪素質耐火物の２種との合
計４種について、組成がＮａｚＣＯ；ニア５％、ＳｉＯ
，：１５％、Ｐ２Ｏ５： １０％の炭酸ソーダ系スラ
グによる侵食試験を行なった。
回転侵食試験を採用し、各供試体について約５０ｍｍＸ
４０ｍｍＸ １２０ｍｍ ＋７３試験片を各々２本切
出シ、５０ｍｍＸ １２０ｍｍの面を内側にした正８角
形の筒状の横型炉を形成し、酸素・プロパンバーナで加
熱し、熱間でスラグを投入して回転させ所定時間経過後
スラグを排出し、２ Ｋｇ／ａｍ″の圧縮空気にて強制
空冷した。試験は１４００℃、１時間の条件で３回繰り
返し、試験後の断面から、侵食の厚さ、変質層の厚さ、
および亀裂の有無などを調べた。
４０ｍｍＸ １２０ｍｍ ＋７３試験片を各々２本切
出シ、５０ｍｍＸ １２０ｍｍの面を内側にした正８角
形の筒状の横型炉を形成し、酸素・プロパンバーナで加
熱し、熱間でスラグを投入して回転させ所定時間経過後
スラグを排出し、２ Ｋｇ／ａｍ″の圧縮空気にて強制
空冷した。試験は１４００℃、１時間の条件で３回繰り
返し、試験後の断面から、侵食の厚さ、変質層の厚さ、
および亀裂の有無などを調べた。
第３表に供試材の特性と２回繰り返し実験による耐食性
の平均値および亀裂発生状況などの結果を示した。表か
ら明らかなように、比較例の中でカーボンおよび窒化珪
素またはサイアロンの含まれていない高アルミナ質耐火
物は、侵食量、変質層がともに多く、亀裂発生もみられ
た。第３表中、侵食比は高アルミナ質を１００とした指
数である。アルミナ・カーボン・炭化珪素質耐大物では
、亀裂の発生および変質層は無いが侵食量がやや大きい
という欠点を有する。これらに比し、本発明の実施例の
アルミナ・カーボン・窒化珪素質およびアルミナ−カー
ボン・サイアロン質では、いずれにおいても変質層およ
び亀裂の発生はみられず、侵食量も大幅に改善されてい
る。
の平均値および亀裂発生状況などの結果を示した。表か
ら明らかなように、比較例の中でカーボンおよび窒化珪
素またはサイアロンの含まれていない高アルミナ質耐火
物は、侵食量、変質層がともに多く、亀裂発生もみられ
た。第３表中、侵食比は高アルミナ質を１００とした指
数である。アルミナ・カーボン・炭化珪素質耐大物では
、亀裂の発生および変質層は無いが侵食量がやや大きい
という欠点を有する。これらに比し、本発明の実施例の
アルミナ・カーボン・窒化珪素質およびアルミナ−カー
ボン・サイアロン質では、いずれにおいても変質層およ
び亀裂の発生はみられず、侵食量も大幅に改善されてい
る。
また、試験後試料について侵食表面からの距離とＮａの
浸透量の関係を求め第１図に示した。同図から本発明に
係る耐火物は、比較例に比べ炭酸ソーダ系スラグに対し
て浸透性が大幅に改善されていることが明らかである。
浸透量の関係を求め第１図に示した。同図から本発明に
係る耐火物は、比較例に比べ炭酸ソーダ系スラグに対し
て浸透性が大幅に改善されていることが明らかである。
本発明の処理容器では、上記実施例の耐火物をスラグラ
インのみならず内張全体に使うことももちろん可能であ
る。
インのみならず内張全体に使うことももちろん可能であ
る。
１
２
第１図は侵食試験後の試料表面からの距離一対する各種
耐火物のＮａ浸透量の変化を示すグラフである。
・ ｒ□ 特許出願人 川崎製鉄株式会社 川崎炉材株式会社 昭和電工株式会社 代理人 弁理士 小杉佳男 、′
耐火物のＮａ浸透量の変化を示すグラフである。
・ ｒ□ 特許出願人 川崎製鉄株式会社 川崎炉材株式会社 昭和電工株式会社 代理人 弁理士 小杉佳男 、′
Claims (1)
- ■ カーボン５〜２０％と窒化珪素またはサイアロン５
〜２０％とを含むアルミナ・カーボン・窒化珪素質耐火
物またはアルミナ・カーボン嗜すイアロン質耐大物を、
少なくともスラグライン部に内張すしてなることを特徴
とする、炭酸ソーダ系フラックスを用いる溶銑脱燐処理
容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21946482A JPS59110713A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 溶銑脱燐処理容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21946482A JPS59110713A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 溶銑脱燐処理容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110713A true JPS59110713A (ja) | 1984-06-26 |
Family
ID=16735838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21946482A Pending JPS59110713A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 溶銑脱燐処理容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4871698A (en) * | 1987-11-09 | 1989-10-03 | Vesuvius Crucible Company | Carbon bonded refractory bodies |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP21946482A patent/JPS59110713A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4871698A (en) * | 1987-11-09 | 1989-10-03 | Vesuvius Crucible Company | Carbon bonded refractory bodies |
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