JPH0749183A - 溶融金属容器の耐火物内張り構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガで
内張りした溶融金属容器のスラグライン部の耐食性を向
上させる。 【構成】 アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガで
内張りした溶融金属容器において、スラグライン部にＭ
ｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成レ
ンガを配置したことを特徴とする、溶融金属容器の耐火
物内張り構造である。 【効果】スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成レンガは耐
スラグ侵食性に優れ、かつ、アルミナ−炭化珪素−炭素
質不焼成レンガとの境界部の目地損傷が少ない。その結
果、内張り全体としての耐用性向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製鉄産業で使用される
溶融金属容器の耐火物内張り構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、混銑車、混銑炉、溶銑鍋、溶
鋼鍋、電気炉などの溶融金属容器の内張り材として、ア
ルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガが知られてい
る。例えば特開昭５８−８４９１５号公報などに見られ
るとおりである。このアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼
成レンガは、アルミナがもつ容積安定性・耐食性、炭素
の耐スポーリング性付与の効果、炭化珪素の酸化防止作
用などが相まって優れた耐用性を示すが、スラグライン
部の耐食性については十分なものではない。そこで、耐
スラグ性に優れたマグネシア−炭素質レンガをスラグラ
イン部材質として使用することが考えられる。

【０００３】なお、ここでいうスラグラインとは、溶融
金属容器の内張りにおいて、スラグの接触で他部位より
溶損が大きい個所をいう。スラグは溶融金属上に浮遊し
ているため、容器の周方向に連続している。溶融金属の
上下動・受湯量、容器の種類などによってその位置、上
下幅などが異なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マグネシア−
炭素質レンガとアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レン
ガとの組合せ使用は、その境界部分の損傷が大きいとい
う現象がある。これは、両材質の反応および熱膨張差に
起因するものと考えられる。本発明は、アルミナ−炭化
珪素−炭素質不焼成レンガによる内張りにおいて、スラ
グライン部における上記従来の問題を解決することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナ−炭
化珪素−炭素質不焼成レンガで内張りした溶融金属容器
において、スラグライン部にＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネ
ル−炭化珪素−炭素質不焼成レンガを配置したことを特
徴とする、溶融金属容器の耐火物内張り構造である。

【０００６】ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネル−炭化珪素−
炭素質不焼成レンガは、ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネル
（以下、単にスピネルと称す）がスラグ中のＦｅＯを固
溶してスラグ浸透を防止し、スラグライン部での耐食性
を向上させる。しかし、スピネルは、アルミナに比べ
て、若干、熱膨張性が高く、高融点の為、使用温度域で
は、液相を生成しないことから熱的スポ−リングを起こ
しやすい。そこで本発明では、スラグライン下部は従来
どおりアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガで内張
りする。

【０００７】また、スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成
レンガは、アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガと
組合せても、その両者の境界部の損傷が少ない。これ
は、スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成レンガにおける
スピネルが使用中の高温下で一部分解し、それによって
生じたＭｇＯ成分がアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成
レンガ中のＡｌ₂Ｏ₃成分と反応してＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系
スピネルを生成し、その生成に伴う体積膨張で境界部の
目地開きが防止されるためと思われる。

【０００８】マグネシア−炭素質レンガとアルミナ−炭
化珪素−炭素質不焼成レンガとを組合せてもその両者か
らくるＭｇＯ成分とＡｌ₂Ｏ₃成分との反応によってスピ
ネルの生成が予想される。しかし、マグネシア−炭素質
レンガは熱膨張率および熱応力がきわめて高いことか
ら、レンガ積みによる拘束力で組織内部に亀裂が発生
し、さらに内張りのアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成
レンガとの熱膨張差が加わることによって、ハクリ損傷
し、本発明の耐用性の効果は得られない。

【０００９】本発明においてスラグライン下部を構成す
るアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガの材質、製
造方法については、従来材質と何ら変わりない。その製
造で使用されるアルミナ原料は、合成あるいは天然品
の、例えば焼結アルミナ、電融アルミナ、ばん土頁岩、
シリマナイト、ボーキサイト、ろう石など、Ａｌ₂Ｏ₃含
有量が少なくとも１０ｗｔ％以上のアルミナ質および／
またはアルミナ−シリカ質から選択使用する。

【００１０】スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成レンガ
の製造で使用されるスピネルは、天然品では十分な供給
がないので、マグネシアとアルミナを合成して製造され
た焼結品または電融品とする。スピネルにおけるＭｇＯ
とＡｌ₂Ｏ₃の割合は、理論値の２８.３：７１.７に近い
ものが好ましいが、ＭｇＯが例えば１０ｗｔ％前後と少
ないものでもよい。その割合は、例えば４０〜９０ｗｔ
％が好ましい。

【００１１】炭化珪素は炭素の酸化防止剤としての役割
をもつ。その効果を顕著にさせるためには、例えば０．
１ｍｍ以下の微粒で使用するのが好ましい。その割合
は、アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガでは、１
〜２５ｗｔ％、スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成レン
ガでは１〜２０ｗｔ％が好ましい。少ないと酸化防止効
果がなく、多過ぎると耐食性が低下する。

【００１２】スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成レンガ
の場合、アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガに比
べて炭化珪素の上限割合が少ない理由は、レンガ使用中
にスピネルの一部が分解して生成したＭｇＯ成分と炭化
珪素が分解して生成したＳｉＯ₂成分とが反応し、低融
点のフォルステライト（ＭｇＳｉＯ₄）を生成し、耐食
性を低下させるからである。

【００１３】炭素は耐スポーリング性付与の効果を持
つ。天然黒鉛、人造黒鉛、ピッチコークス、無煙炭、カ
ーボンブラック、電極屑などが使用できる。その配合量
は、好ましくは３〜４０ｗｔ％である。３ｗｔ％未満で
は炭素の効果が少なく、耐スポール性が不十分である。
４０重量％を超えると耐火物としての強度や耐摩耗性が
低下する。これは、スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成
レンガ、アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガのい
ずれの場合も同様である。

【００１４】また、スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成
レンガ、アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガに、
シリカ、マグネシア、カルシア、ジルコニア、ジルコ
ン、炭化ほう素、炭化チタン、炭化クロム、炭化ジルコ
ニウム、窒化ケイ素、窒化ほう素、ほう化マグネシウ
ム、酸化クロム、氷晶石、金属粉、ガラス類、ファイバ
ー類などを適当量、添加してもよいことは、従来の炭素
含有耐火物と同様である。例えば氷晶石、金属粉、ガラ
ス類などの添加は、酸化防止に特に効果的である。

【００１５】スピネル−炭化珪素−炭素質不焼成レンガ
およびアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガは共
に、以上の配合物にフェノール樹脂、フラン樹脂、ピッ
チ、タールなどの結合剤を添加し、混練後、フリクショ
ンプレス、オイルプレスなどで成形して製造される。成
形後は、３００℃前後での加熱処理によって、成形体の
強度付与と揮発成分除去を行うのが一般的である。

【００１６】スラグライン上部は使用時の高温下で大気
に触れるため、炭素含有品では炭素の酸化で組織強度が
劣化する問題がある。このため、炭素未含有の定形耐火
物または不定形耐火物を使用することが好ましい。ま
た、取鍋・混銑車などは、炉底の湯当たり部に、受湯時
の衝撃に対する抵抗性に優れた耐火物を設けてもよい。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例とその比較例を説明す
る。表１は、各例で使用した耐火物の配合組成とその試
験結果である。符号〜は不焼成レンガであり、表に
示す配合物を混練後、フリクションプレスで並形サイズ
に加圧成形したものを３００℃×２４時間加熱処理して
製造した。符号は焼成レンガであり、表に示す配合物
を混練後、フリクションプレスで並形サイズに加圧成形
し、さらに１３５０℃×２４時間で焼成した。は不定
形耐火物であり、施工時には水分を添加し、混練後、並
形サイズに流し込み施工した。

【００１８】表１で示す試験は、以下の方法で測定し
た。 熱膨張率；ＪＩＳ−Ｒ２２０７による「耐火れんがの熱
間線膨張率の試験方法」に基づいて測定した。 耐食性；重量比で１：１の混銑車スラグと銑鉄の混合物
を溶剤とし、１６００℃での回転侵食を行い、その溶損
寸法を求め、耐火物符号の溶損寸法を１とした指数で
示した。数値が小さいほど溶損寸法が少ない。

【００１９】

【表１】

【００２０】表２は、表１に示す符号の耐火物を使用し
て実際に６００ｔ混銑車の内張りを行い、実機試験を行
った。図１は、混銑車のスラグライン上部（１）、スラ
グライン部（２）およびスラグライン下部（３）を模式
的に示したものである。スラグライン部（２）の高さ方
向の幅は、容器の種類、使用条件などによって任意に決
定されるが、ここでは約４８０ｍｍとした。

【００２１】

【表２】

【００２２】目地損傷寸法；スラグライン部とスラグラ
イン下部との境の目地損傷について、最大損傷深さを測
定した。 耐用性；内張り全体としての耐用回数。実際には、内張
りの初回の補修が必要なまでの使用回数。

【００２３】表２の試験結果が示すとおり、本発明実施
例はいずれも、スラグライン部とスラグライン下部との
境の目地損傷が少ない。その結果、スピネル−炭化珪素
−炭素質不焼成レンガがもつスラグライン部の耐食性
と、アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガのスラグ
ライン下部における耐食性とが、いかんなく発揮され、
内張り全体としての耐用性が格段に向上する。また、ス
ラグライン上部を酸化劣化がない炭素未含有耐火物を使
用した実施例３〜６は、内張り全体の耐用性がさらに向
上した。

【００２４】これに対しスラグライン部およびスラグラ
イン下部をアルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レンガと
した比較例１、スラグライン部をマグネシア−炭素質不
焼成レンガ、スラグライン下部をアルミナ−炭化珪素−
炭素質不焼成レンガとした比較例２は、いずれもスラグ
ライン部の損傷が大きく、耐用性に劣る。

【００２５】

【発明の効果】以上のとおり本発明による溶融金属容器
の耐火物内張り構造は、アルミナ−炭化珪素−炭素質不
焼成レンガよりなる内張りがもつ耐食性を損なうことな
く、かつ、その欠点であるスラグライン部の耐食性低下
の問題を解消したものである。その結果、上記の実施例
からも明らかなように、耐火物内張り全体としての耐用
性は従来構造に比べて格段に向上する。なお、実施例の
内張り構造は混銑車を主体に説明したが、混銑炉、溶銑
鍋、溶鋼鍋、電気炉でも同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】混銑車の耐火物内張りにおいて、耐火物内張り
構造を示す。

【符号の説明】

１ スラグライン上部 ２ スラグライン部 ３ スラグライン下部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 麻生 誠二 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 竹内 公彦 兵庫県高砂市荒井町新浜１−３−１ ハリ マセラミック株式会社内 (72)発明者 保木井 利之 兵庫県高砂市荒井町新浜１−３−１ ハリ マセラミック株式会社内 (72)発明者 大倉 昇 兵庫県高砂市荒井町新浜１−３−１ ハリ マセラミック株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミナ−炭化珪素−炭素質不焼成レン
   ガで内張りした溶融金属容器において、スラグライン部
   にＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネル−炭化珪素−炭素質不焼
   成レンガを配置したことを特徴とする、溶融金属容器の
   耐火物内張り構造。
2. 【請求項２】 スラグライン上部を、炭素未含有耐火物
   とした請求項１記載の溶融金属容器の耐火物内張り構
   造。