JPH05170560A - 高炉出銑口充填材 - Google Patents
高炉出銑口充填材Info
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- JPH05170560A JPH05170560A JP3341423A JP34142391A JPH05170560A JP H05170560 A JPH05170560 A JP H05170560A JP 3341423 A JP3341423 A JP 3341423A JP 34142391 A JP34142391 A JP 34142391A JP H05170560 A JPH05170560 A JP H05170560A
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- Japan
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- zro
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高耐用性の高炉出銑口充填材の提供。
【構成】 高炉出銑口充填材において粒度調整した耐火
物原料に対してＺｒＯ2 を１５〜９０重量部とＣ粉末１
０〜３５重量部を含有せしめることによって、ＺｒＯ2
の耐用特性を発揮した充填材が得られ、出銑中、出銑口
の拡大がなく、出銑量の調整を行うことができる。
物原料に対してＺｒＯ2 を１５〜９０重量部とＣ粉末１
０〜３５重量部を含有せしめることによって、ＺｒＯ2
の耐用特性を発揮した充填材が得られ、出銑中、出銑口
の拡大がなく、出銑量の調整を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、耐用性を向上した製
銑用高炉の出銑口の閉塞に用いる充填材に関する。
銑用高炉の出銑口の閉塞に用いる充填材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高炉出銑口充填材としては、特公
昭５０−３９０９１号公報に記載されているように、ろ
う石、アルミナ等の酸化物、炭化珪素、窒化珪素等の非
酸化物、それにカーボン等を骨材とし、これに粘土、ピ
ッチ等を添加し、さらに、タール，レジン等の有機化合
物をバインダーとしたものが通常使用されている。
昭５０−３９０９１号公報に記載されているように、ろ
う石、アルミナ等の酸化物、炭化珪素、窒化珪素等の非
酸化物、それにカーボン等を骨材とし、これに粘土、ピ
ッチ等を添加し、さらに、タール，レジン等の有機化合
物をバインダーとしたものが通常使用されている。
【０００３】ところが、この充填材は、マッドガン，開
孔機等の高炉設備の能力から、出銑口に充填するに当た
っては、比較的多量のバインダーを用いて軟らかくする
必要があり、また、開孔については、強度はあまり高く
できないといった制約がある。そのため、耐火物として
は緻密な組織を形成できず、且つ強度も低いものとな
り、出銑末期には充填物の消失によって出銑口の口径が
大きくなり、出銑、出滓速度が急激に上昇するという問
題があった。
孔機等の高炉設備の能力から、出銑口に充填するに当た
っては、比較的多量のバインダーを用いて軟らかくする
必要があり、また、開孔については、強度はあまり高く
できないといった制約がある。そのため、耐火物として
は緻密な組織を形成できず、且つ強度も低いものとな
り、出銑末期には充填物の消失によって出銑口の口径が
大きくなり、出銑、出滓速度が急激に上昇するという問
題があった。
【０００４】その解決手段として、「開孔径」を小さく
する方法も採られたが、出銑初期の速度が遅すぎてスラ
グ排出が遅れ、炉内圧上昇による操業トラブルが起こり
易くなる。したがって、充填材の耐用を支配する「開孔
径」は、溶銑，スラグをバランスよく排出するための適
正な径を選択せざるを得ず、１日当たりの出銑回数もほ
ぼ決まったものになっている。
する方法も採られたが、出銑初期の速度が遅すぎてスラ
グ排出が遅れ、炉内圧上昇による操業トラブルが起こり
易くなる。したがって、充填材の耐用を支配する「開孔
径」は、溶銑，スラグをバランスよく排出するための適
正な径を選択せざるを得ず、１日当たりの出銑回数もほ
ぼ決まったものになっている。
【０００５】また、特公昭４８−７９２１８号公報に見
られるように、ＺｒＳｉＯ4 （ジルコン）を添加し、高
温下（１４００℃以上）でＺｒＯ2 とＳｉＯ2 に分解さ
せ、ＺｒＯ2 のもつ耐火物性により高耐用化を図ったも
のもあるが、ＳｉＯ2 の生成により大幅な耐用性向上は
望めなかった。
られるように、ＺｒＳｉＯ4 （ジルコン）を添加し、高
温下（１４００℃以上）でＺｒＯ2 とＳｉＯ2 に分解さ
せ、ＺｒＯ2 のもつ耐火物性により高耐用化を図ったも
のもあるが、ＳｉＯ2 の生成により大幅な耐用性向上は
望めなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高炉
の出銑口の開孔径を大きくしても長時間出銑が可能な高
耐用性高炉出銑口充填材を提供することにある。
の出銑口の開孔径を大きくしても長時間出銑が可能な高
耐用性高炉出銑口充填材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の高耐用性高炉出
銑口充填材は、粒度調整したＺｒＯ2 とＣ粉末とを、そ
れぞれ１５〜９０重量部と１０〜３５重量部との割合で
含有せしめてなることを特徴とする。
銑口充填材は、粒度調整したＺｒＯ2 とＣ粉末とを、そ
れぞれ１５〜９０重量部と１０〜３５重量部との割合で
含有せしめてなることを特徴とする。
【０００８】ＺｒＯ2 原料としては、未安定のものを用
いると加熱により異常膨張を起こして組織が損なわれ、
かつ高融点物でもあり焼結が起こりにくくなるため、Ｃ
ａＯ、Ｙ2 Ｏ3 等のイオン結合性の強い酸化物を固溶さ
せて安定化したもの、或いはその８０％程度を部分安定
化したものを用いる。ＺｒＯ2 の使用量が、１５重量部
より少ない場合には、ＺｒＯ2 の効果が少なく、９０重
量部より多い場合には耐熱衝撃性を損なうことになる。
いると加熱により異常膨張を起こして組織が損なわれ、
かつ高融点物でもあり焼結が起こりにくくなるため、Ｃ
ａＯ、Ｙ2 Ｏ3 等のイオン結合性の強い酸化物を固溶さ
せて安定化したもの、或いはその８０％程度を部分安定
化したものを用いる。ＺｒＯ2 の使用量が、１５重量部
より少ない場合には、ＺｒＯ2 の効果が少なく、９０重
量部より多い場合には耐熱衝撃性を損なうことになる。
【０００９】ＺｒＯ2 原料の粒度調整は、粒径が３ｍｍ
以下、好ましくは１ｍｍ以下になるようにする。
以下、好ましくは１ｍｍ以下になるようにする。
【００１０】ＺｒＯ2 の他に耐食性が良好なＺｒＢ2 を
ＺｒＯ2 の５０重量部以下使用してもよい。
ＺｒＯ2 の５０重量部以下使用してもよい。
【００１１】ＺｒＯ2 と組み合わせて使用する耐火物原
料としては、出銑口充填材に通常使用されているカーボ
ン原料，Ｓｉの非酸化物であるＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 及び
Ｓｉ，ＦｅＳｉ等の焼結材並びに充填性付与のための耐
火粘土，ろう石等の原料を使用できる。
料としては、出銑口充填材に通常使用されているカーボ
ン原料，Ｓｉの非酸化物であるＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 及び
Ｓｉ，ＦｅＳｉ等の焼結材並びに充填性付与のための耐
火粘土，ろう石等の原料を使用できる。
【００１２】カーボン原料としては、無煙炭、石炭・石
油系コークス、天然・人造黒鉛等を任意に選択でき、そ
の使用量としては１０〜３５重量部がよい。１０重量部
より少ない場合には、強度が高くなり過ぎて開孔不能と
なり、３５重量部より多い場合にはバインダー量が増し
て組織が不良となり、耐食性を低下させる。粒径は１ｍ
ｍ以下がよく、そのうち５０μｍ以下の含有量が５０％
以上含まれるものが好ましい。
油系コークス、天然・人造黒鉛等を任意に選択でき、そ
の使用量としては１０〜３５重量部がよい。１０重量部
より少ない場合には、強度が高くなり過ぎて開孔不能と
なり、３５重量部より多い場合にはバインダー量が増し
て組織が不良となり、耐食性を低下させる。粒径は１ｍ
ｍ以下がよく、そのうち５０μｍ以下の含有量が５０％
以上含まれるものが好ましい。
【００１３】ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 としては、耐スラグ性
が良い反面、耐溶銑性がよくないため、使用量としては
合量で３０〜５０重量部が好ましく、粒径は５０μｍ以
下が好ましい。なお、Ｓｉ3 Ｎ4 の代わりにＳｉ3 Ｎ4
Ｆｅを使用することも可能である。
が良い反面、耐溶銑性がよくないため、使用量としては
合量で３０〜５０重量部が好ましく、粒径は５０μｍ以
下が好ましい。なお、Ｓｉ3 Ｎ4 の代わりにＳｉ3 Ｎ4
Ｆｅを使用することも可能である。
【００１４】上記配合物に焼結剤として金属粉を添加す
ると強度が上がり、耐アブレージョン性が向上する。金
属粉としては、Ｓｉ，Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉ合金，Ａｌ−Ｍ
ｇ合金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃａ合金，Ａｌ−Ｍｇ−Ｃａ合金
等が使用可能である。
ると強度が上がり、耐アブレージョン性が向上する。金
属粉としては、Ｓｉ，Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉ合金，Ａｌ−Ｍ
ｇ合金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃａ合金，Ａｌ−Ｍｇ−Ｃａ合金
等が使用可能である。
【００１５】たとえば、金属珪素粉は配合中の炭素と反
応してβ−ＳｉＣを形成して結合に寄与する。また、Ａ
ｌ金属粉末は配合中の窒素と反応してＡｌＮ或いは炭素
と反応してＡｌ4 Ｃ3 を形成して耐食性及び強度発現に
寄与する。その添加量としては１〜１５重量部が良く１
５重量部より多すぎると強度が出過ぎて開孔が困難とな
る。出銑口前面は大気に晒されており、酸化の懸念があ
る。前記金属の添加でも酸化防止効果はあるが、硼素化
合物、たとえばＢ4 Ｃ等を併用するとより好ましい。
応してβ−ＳｉＣを形成して結合に寄与する。また、Ａ
ｌ金属粉末は配合中の窒素と反応してＡｌＮ或いは炭素
と反応してＡｌ4 Ｃ3 を形成して耐食性及び強度発現に
寄与する。その添加量としては１〜１５重量部が良く１
５重量部より多すぎると強度が出過ぎて開孔が困難とな
る。出銑口前面は大気に晒されており、酸化の懸念があ
る。前記金属の添加でも酸化防止効果はあるが、硼素化
合物、たとえばＢ4 Ｃ等を併用するとより好ましい。
【００１６】これはＢ4 ＣがＣＯと反応してＢ2 Ｏ3 の
膜を生成しカーボンの表面酸化を防止する効果があるた
めである。添加量としては、カーボン原料に対して５重
量部以下で充分である。多すぎると低融物であるため、
耐食性を低下させることになる。
膜を生成しカーボンの表面酸化を防止する効果があるた
めである。添加量としては、カーボン原料に対して５重
量部以下で充分である。多すぎると低融物であるため、
耐食性を低下させることになる。
【００１７】また、開孔時，出銑時に出銑口充填剤へ耐
剥離性を持たせるために、繊維状物質、たとえば、Ｓｉ
Ｃ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 等のウィスカーを添加する
とよい。添加量としては１〜３重量部がよい。１重量部
より少ないと剥離防止効果が薄く、３重量部より多いと
分散性が悪くなる。更にウィスカーの形状としては、分
散性，靭性強化の点から、直径０．１〜１μｍ、アスペ
クト比５０〜５０００のものが好ましい。有機結合材と
しては、通常用いられるコールタール，フェノールレジ
ンが適用でき、固定炭素の多いものが好ましい。
剥離性を持たせるために、繊維状物質、たとえば、Ｓｉ
Ｃ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 等のウィスカーを添加する
とよい。添加量としては１〜３重量部がよい。１重量部
より少ないと剥離防止効果が薄く、３重量部より多いと
分散性が悪くなる。更にウィスカーの形状としては、分
散性，靭性強化の点から、直径０．１〜１μｍ、アスペ
クト比５０〜５０００のものが好ましい。有機結合材と
しては、通常用いられるコールタール，フェノールレジ
ンが適用でき、固定炭素の多いものが好ましい。
【００１８】
【作用】充填材として、ジルコニアを所定量含有した材
料を使用することによって、通常のマッドガン、開孔機
等を使用した場合比較的多量のバインダーを用いる必要
があっても、その耐用性は顕著に増大する。
料を使用することによって、通常のマッドガン、開孔機
等を使用した場合比較的多量のバインダーを用いる必要
があっても、その耐用性は顕著に増大する。
【００１９】
実施例１ 表１に、粘土を使用した系で、アルミナ系とジルコニア
系充填材及び焼結材としての金属珪素粉末の効果を比較
した結果を示す。金属珪素粉末を添加していないもので
もジルコニア系の方がアルミナ系よりは耐食性が良く、
金属珪素粉末を添加することで更に耐食性が増してい
る。
系充填材及び焼結材としての金属珪素粉末の効果を比較
した結果を示す。金属珪素粉末を添加していないもので
もジルコニア系の方がアルミナ系よりは耐食性が良く、
金属珪素粉末を添加することで更に耐食性が増してい
る。
【００２０】
【表１】 実施例２ 表２に、配合する金属珪素粉末を５重量部と一定にし
て、ＺｒＯ2 の使用量を変えた場合の強度と耐食性との
関係を示す。熱間強度はほぼ同等であるが、耐食性はＺ
ｒＯ2 の使用量が増すにつれて向上しており、ＺｒＯ2
系はアルミナ系に比べ２〜５倍の値を示している。
て、ＺｒＯ2 の使用量を変えた場合の強度と耐食性との
関係を示す。熱間強度はほぼ同等であるが、耐食性はＺ
ｒＯ2 の使用量が増すにつれて向上しており、ＺｒＯ2
系はアルミナ系に比べ２〜５倍の値を示している。
【００２１】
【表２】 実施例３ 表３に、ＺｒＯ2 の使用量を４０重量部（５）と、９０
重量部（７）とし、これに焼結材として金属珪素粉末添
加量が強度並びに耐食性に与える影響を調べた結果を示
す。
重量部（７）とし、これに焼結材として金属珪素粉末添
加量が強度並びに耐食性に与える影響を調べた結果を示
す。
【００２２】金属珪素粉末を増加することにより、強度
が上昇し、耐食性も良好となっている。
が上昇し、耐食性も良好となっている。
【００２３】アルミナ系でも、同様に、熱間強度は金属
珪素粉末の増加により向上しているものの、ＺｒＯ2 系
に比べ耐食性の向上は小さいものである。
珪素粉末の増加により向上しているものの、ＺｒＯ2 系
に比べ耐食性の向上は小さいものである。
【００２４】ＺｒＯ2 系は、金属珪素粉末を添加するこ
とで組織が強化され、更に耐食性がよくなることを示し
ている。アルミナ系に比べ３〜６倍の耐食性を示した。
とで組織が強化され、更に耐食性がよくなることを示し
ている。アルミナ系に比べ３〜６倍の耐食性を示した。
【００２５】
【表３】 実施例４ 表４に表２の実施例５をベースにして金属Ａｌ粉末，硼
素化合物及びウィスカーを添加した結果を示す。いずれ
の添加物も強度が上昇して耐食性も良好となっている。
ここで、耐食性が良好であった５，７及び９を４０００
ｍ3 級の大型高炉で実炉テストを実施した。充填性はい
ずれも問題なく、所定量の圧入ができた。ただ熱間強度
の高い９は非常に硬く、開孔に手間取ったため「Ｏ2 」
ランスを使用し開孔した。５および７は、アルミナ系に
比べると若干開孔に時間がかかった程度でドリルによる
開孔は可能であった。
素化合物及びウィスカーを添加した結果を示す。いずれ
の添加物も強度が上昇して耐食性も良好となっている。
ここで、耐食性が良好であった５，７及び９を４０００
ｍ3 級の大型高炉で実炉テストを実施した。充填性はい
ずれも問題なく、所定量の圧入ができた。ただ熱間強度
の高い９は非常に硬く、開孔に手間取ったため「Ｏ2 」
ランスを使用し開孔した。５および７は、アルミナ系に
比べると若干開孔に時間がかかった程度でドリルによる
開孔は可能であった。
【００２６】耐用はアルミナ系の約３時間の出銑時間に
対して、ＺｒＯ2 の添加量とともに長くなり、５配合物
では出銑時間が約５時間、７では５．５時間となり、５
０％以上の長時間出銑が可能であった。「Ｏ2 」ランス
で開孔した９は５時間であった。更に実施例４の１０，
１１及び１２の配合物を実炉で試験した結果、５に比べ
いずれも１０％以上の出銑時間が確保できた。
対して、ＺｒＯ2 の添加量とともに長くなり、５配合物
では出銑時間が約５時間、７では５．５時間となり、５
０％以上の長時間出銑が可能であった。「Ｏ2 」ランス
で開孔した９は５時間であった。更に実施例４の１０，
１１及び１２の配合物を実炉で試験した結果、５に比べ
いずれも１０％以上の出銑時間が確保できた。
【００２７】
【表４】 以上のように、ＺｒＯ2 を骨材としたマッド材は、開孔
径を小さくせずに、初期の溶融物排出を容易にするため
に、開孔径を大きくした長時間の出銑が可能であった。
径を小さくせずに、初期の溶融物排出を容易にするため
に、開孔径を大きくした長時間の出銑が可能であった。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係る高炉出銑口充填材は、耐ス
ラグ性，耐溶銑性にすぐれたＺｒＯ2 の機能を充分に活
かし、スラグ，溶銑をバランスよく排出して長時間出銑
を可能にする。
ラグ性，耐溶銑性にすぐれたＺｒＯ2 の機能を充分に活
かし、スラグ，溶銑をバランスよく排出して長時間出銑
を可能にする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古里 功 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 片岡 稔 千葉県木更津市築地７番地１ 黒崎窯業株 式会社木更津工場内 (72)発明者 内田 良彦 千葉県木更津市築地７番地１ 黒崎窯業株 式会社木更津工場内 (72)発明者 松永 隆志 千葉県木更津市築地７番地１ 黒崎窯業株 式会社木更津工場内 (72)発明者 中村 展 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 中山 正章 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 天野 繁 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 岩永 竹市 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 佐藤 高芳 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 小林 正則 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 粒度調整したＺｒＯ2 とＣ粉末とを、そ
れぞれ１５〜９０重量部と１０〜３５重量部との割合で
含有せしめ、更に金属粉末を添加してなる高炉出銑口充
填材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341423A JP2544049B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 高炉出銑口充填材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341423A JP2544049B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 高炉出銑口充填材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170560A true JPH05170560A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2544049B2 JP2544049B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=18345961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341423A Expired - Lifetime JP2544049B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 高炉出銑口充填材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544049B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009263203A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-11-12 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用耐火物 |
| JP2010100458A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用不定形耐火物 |
| CN112552074A (zh) * | 2021-01-23 | 2021-03-26 | 山东丁鼎科技发展有限公司 | 一种低收缩多孔陶瓷组分、注射喂料及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP3341423A patent/JP2544049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009263203A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-11-12 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用耐火物 |
| JP2010100458A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用不定形耐火物 |
| CN112552074A (zh) * | 2021-01-23 | 2021-03-26 | 山东丁鼎科技发展有限公司 | 一种低收缩多孔陶瓷组分、注射喂料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2544049B2 (ja) | 1996-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960524 |