JPH09235162A - 高炉用羽口リング及びその製造方法 - Google Patents
高炉用羽口リング及びその製造方法Info
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- JPH09235162A JPH09235162A JP8067440A JP6744096A JPH09235162A JP H09235162 A JPH09235162 A JP H09235162A JP 8067440 A JP8067440 A JP 8067440A JP 6744096 A JP6744096 A JP 6744096A JP H09235162 A JPH09235162 A JP H09235162A
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- tuyere ring
- ring
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微粉炭、プラスチック、鉱石粉等の吹き込み
に伴う灰分の浸透・浸食が少なく、且つ耐摩耗性のある
高炉羽口リングを提供する。 【解決手段】 ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 を主成
分とし、主成分が９０重量％以上をしめ、主成分中Ｓｉ
3 Ｎ4 が１０〜３５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が３〜１０重量
％で、残部がＳｉＣからなり、熱間曲げ強さが８００Ｍ
Ｐａ以上、気孔率７〜１５％の高炉羽口リングである。
上記成分組成となるように配合した素材に、金属Ｓｉを
５〜２０重量％の範囲で添加し、Ｎ2 雰囲気中で反応焼
結させ強度を高めたものは一層良く、又、内側表面粗さ
がＲmax １００μｍ以下であると良い。
に伴う灰分の浸透・浸食が少なく、且つ耐摩耗性のある
高炉羽口リングを提供する。 【解決手段】 ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 を主成
分とし、主成分が９０重量％以上をしめ、主成分中Ｓｉ
3 Ｎ4 が１０〜３５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が３〜１０重量
％で、残部がＳｉＣからなり、熱間曲げ強さが８００Ｍ
Ｐａ以上、気孔率７〜１５％の高炉羽口リングである。
上記成分組成となるように配合した素材に、金属Ｓｉを
５〜２０重量％の範囲で添加し、Ｎ2 雰囲気中で反応焼
結させ強度を高めたものは一層良く、又、内側表面粗さ
がＲmax １００μｍ以下であると良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の羽口に関す
るもので、更に詳しくは高炉羽口の内側に装入して羽口
の保護、エネルギーロスの削減、灰分付着、堆積を抑制
する目的で用いられる高炉用羽口リングに関する。
るもので、更に詳しくは高炉羽口の内側に装入して羽口
の保護、エネルギーロスの削減、灰分付着、堆積を抑制
する目的で用いられる高炉用羽口リングに関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉の羽口は炉内へ熱風を吹き込むため
に設けられた送風口であるが、製銑技術の進歩とともに
熱風を吹き込むのみに止まらず、重油、タール、更に最
近では微粉炭、プラスチック等の固体燃料および鉱石粉
までも吹き込んでいる。このような微粉炭や鉱石粉の吹
き込みは、高炉の性能を高めるとともに銑鉄の品質面及
び高炉操業の経済面での効果も大きく、その普及の度が
益々高まって来ている。
に設けられた送風口であるが、製銑技術の進歩とともに
熱風を吹き込むのみに止まらず、重油、タール、更に最
近では微粉炭、プラスチック等の固体燃料および鉱石粉
までも吹き込んでいる。このような微粉炭や鉱石粉の吹
き込みは、高炉の性能を高めるとともに銑鉄の品質面及
び高炉操業の経済面での効果も大きく、その普及の度が
益々高まって来ている。
【０００３】微粉炭を吹き込む場合、羽口内で吹き込ま
れた微粉炭の一部が燃焼することにより加熱還元剤とな
り、高価なコークスを節減するとともに高炉の能力を高
め、大きな経済的効果をもたらしている。
れた微粉炭の一部が燃焼することにより加熱還元剤とな
り、高価なコークスを節減するとともに高炉の能力を高
め、大きな経済的効果をもたらしている。
【０００４】また、高炉羽口部は高温の熱風に曝される
ので、この羽口部を保護するため、強制水冷構造とした
銅製の羽口が用いられている。しかし、使用条件が苛酷
なため短命で羽口交換の回数が多く、資源、労力及び時
間の浪費が大きな問題となっていた。また、銅製の羽口
は前述の高温に直接曝されるので多量の水による強制水
冷を欠くことができず、羽口からのエネルギー損失も大
きかった。
ので、この羽口部を保護するため、強制水冷構造とした
銅製の羽口が用いられている。しかし、使用条件が苛酷
なため短命で羽口交換の回数が多く、資源、労力及び時
間の浪費が大きな問題となっていた。また、銅製の羽口
は前述の高温に直接曝されるので多量の水による強制水
冷を欠くことができず、羽口からのエネルギー損失も大
きかった。
【０００５】このような状態を改善させるため、最近で
は銅製の羽口を更に保護する耐火材で造られた羽口リン
グが使用されるようになった。図５は高炉羽口付近の構
造を示す。１は羽口リング、２は羽口、３は炉壁、４は
熱風管、５は微粉炭吹き込み管であり、羽口リング１は
銅製の羽口２の内側に内装され、羽口２を保護する。
は銅製の羽口を更に保護する耐火材で造られた羽口リン
グが使用されるようになった。図５は高炉羽口付近の構
造を示す。１は羽口リング、２は羽口、３は炉壁、４は
熱風管、５は微粉炭吹き込み管であり、羽口リング１は
銅製の羽口２の内側に内装され、羽口２を保護する。
【０００６】耐火材としては、従来、主にＡｌ2 Ｏ3 系
材やＡｌ2 Ｏ3 ８０重量％以上のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
系等の高アルミナ質素材が用いられ、試用的には、Ａｌ
2 Ｏ3 −Ｃｒ2 Ｏ3 系の素材も試みられている。
材やＡｌ2 Ｏ3 ８０重量％以上のＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
系等の高アルミナ質素材が用いられ、試用的には、Ａｌ
2 Ｏ3 −Ｃｒ2 Ｏ3 系の素材も試みられている。
【０００７】例えば、Ａｌ2 Ｏ3 を８０〜９５重量％含
むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系高アルミナ質、或いはＡｌ2
Ｏ3 ９０重量％−Ｃｒ2 Ｏ3 １０重量％のアルミナ−ク
ロミア質である。これらの耐火材で形成された羽口リン
グは、銅製羽口の内側に内装されて銅製羽口を保護する
とともに、断熱材としても作用して羽口からのエネルギ
ー損失を低減させている。
むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系高アルミナ質、或いはＡｌ2
Ｏ3 ９０重量％−Ｃｒ2 Ｏ3 １０重量％のアルミナ−ク
ロミア質である。これらの耐火材で形成された羽口リン
グは、銅製羽口の内側に内装されて銅製羽口を保護する
とともに、断熱材としても作用して羽口からのエネルギ
ー損失を低減させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吹き込
まれる燃料も重油、タール等から微粉炭やプラスチック
などの固形燃料が主流となってきており、これらに起因
する問題が無視できなくなってきている。微粉炭が吹き
込まれる羽口では、内装されている羽口リングの表面に
微粉炭の灰分や半燃焼物が付着し、これらが堆積する現
象が生じる。
まれる燃料も重油、タール等から微粉炭やプラスチック
などの固形燃料が主流となってきており、これらに起因
する問題が無視できなくなってきている。微粉炭が吹き
込まれる羽口では、内装されている羽口リングの表面に
微粉炭の灰分や半燃焼物が付着し、これらが堆積する現
象が生じる。
【０００９】このような付着・堆積が起こると微粉炭の
安定な吹き込みができなくなり、同時に、高炉の安全操
業ができなくなる問題が生じていた。又、付着した微粉
炭の灰分や半燃焼物は、耐火材に浸透し、浸食し羽口リ
ングの寿命を縮めるという問題があり、更に、鉱石粉や
プラスチック等による熱間摩耗損傷も羽口リングの短命
化を促進するという問題があった。
安定な吹き込みができなくなり、同時に、高炉の安全操
業ができなくなる問題が生じていた。又、付着した微粉
炭の灰分や半燃焼物は、耐火材に浸透し、浸食し羽口リ
ングの寿命を縮めるという問題があり、更に、鉱石粉や
プラスチック等による熱間摩耗損傷も羽口リングの短命
化を促進するという問題があった。
【００１０】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、機械的強度及び耐熱性を有するととも
に、微粉炭の灰分や半燃焼物が付着し難くこれらによる
浸食、浸透に耐え、且つ熱間摩耗損傷に耐える寿命の長
い高炉羽口リングを提供しようとするものである。
されたもので、機械的強度及び耐熱性を有するととも
に、微粉炭の灰分や半燃焼物が付着し難くこれらによる
浸食、浸透に耐え、且つ熱間摩耗損傷に耐える寿命の長
い高炉羽口リングを提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題は下記の三つの
発明により解決される。第１の発明は、下記の特徴を備
えた高炉羽口リングである。 （ａ）主成分としてＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4 及びＡｌ2 Ｏ3
の三成分を含有し、これらの和が全体の９０重量％以上
であり、（ｂ）前記三成分の含有比率が、Ａｌ2 Ｏ3 が
３重量％以上２０重量％以下、Ｓｉ3 Ｎ4 が１０重量％
以上３５重量％以下で残りがＳｉＣであり、（ｃ）気孔
率が７％以上１５％以下であり、（ｄ）１４００℃にお
ける熱間曲げ強さが８００ＭＰａ以上である。
発明により解決される。第１の発明は、下記の特徴を備
えた高炉羽口リングである。 （ａ）主成分としてＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4 及びＡｌ2 Ｏ3
の三成分を含有し、これらの和が全体の９０重量％以上
であり、（ｂ）前記三成分の含有比率が、Ａｌ2 Ｏ3 が
３重量％以上２０重量％以下、Ｓｉ3 Ｎ4 が１０重量％
以上３５重量％以下で残りがＳｉＣであり、（ｃ）気孔
率が７％以上１５％以下であり、（ｄ）１４００℃にお
ける熱間曲げ強さが８００ＭＰａ以上である。
【００１２】ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 及びＡｌ2 Ｏ3 の三成
分を主成分とするのは、これらの成分が、耐火材の耐熱
性や強度を高め、摩耗や浸食に対しても耐火材に大きな
抵抗を与える優れた成分であるからである。したがっ
て、例えばＣａＯやＭｇＯ等の他の成分が混入してくる
と、それだけ耐火材の性能が低下する。このため、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ3 Ｎ4 及びＡｌ2 Ｏ3 の三成分の和が耐火材を
構成する全成分の９０重量％以上、好ましくは９８重量
％以上を占めるようにする。
分を主成分とするのは、これらの成分が、耐火材の耐熱
性や強度を高め、摩耗や浸食に対しても耐火材に大きな
抵抗を与える優れた成分であるからである。したがっ
て、例えばＣａＯやＭｇＯ等の他の成分が混入してくる
と、それだけ耐火材の性能が低下する。このため、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ3 Ｎ4 及びＡｌ2 Ｏ3 の三成分の和が耐火材を
構成する全成分の９０重量％以上、好ましくは９８重量
％以上を占めるようにする。
【００１３】ＳｉＣは、上記のように優れた成分である
が、ＳｉＣにＳｉ3 Ｎ4 を適当な量混合して焼成する
と、耐火物の耐熱衝撃性が一段と高まる。Ｓｉ3 Ｎ4 は
針状結晶質でその存在によって熱間強度を高めるが、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 が１０重量％程度加わると耐熱衝撃性は顕著に
向上する。しかし、Ｓｉ3 Ｎ4 はＳｉＣ及びＡｌ2 Ｏ3
と較べるとやや化学的安定性に欠ける。このため、その
量が多くなると耐溶損性が損なわれるので、過剰の混入
を避け、上限を３５重量％とする。
が、ＳｉＣにＳｉ3 Ｎ4 を適当な量混合して焼成する
と、耐火物の耐熱衝撃性が一段と高まる。Ｓｉ3 Ｎ4 は
針状結晶質でその存在によって熱間強度を高めるが、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 が１０重量％程度加わると耐熱衝撃性は顕著に
向上する。しかし、Ｓｉ3 Ｎ4 はＳｉＣ及びＡｌ2 Ｏ3
と較べるとやや化学的安定性に欠ける。このため、その
量が多くなると耐溶損性が損なわれるので、過剰の混入
を避け、上限を３５重量％とする。
【００１４】Ａｌ2 Ｏ3 は、少量の添加で組織の結合力
を高める。このため、Ａｌ2 Ｏ3 が３重量％も添加され
ると、耐火物の強度が常温でも又熱間でも顕著に高くな
る。しかし、Ａｌ2 Ｏ3 の添加率が大きくなると、耐熱
スポーリング性が低下する傾向があり、割れが発生する
おそれがある。このため、Ａｌ2 Ｏ3 の添加率を２０重
量％以下に留める。
を高める。このため、Ａｌ2 Ｏ3 が３重量％も添加され
ると、耐火物の強度が常温でも又熱間でも顕著に高くな
る。しかし、Ａｌ2 Ｏ3 の添加率が大きくなると、耐熱
スポーリング性が低下する傾向があり、割れが発生する
おそれがある。このため、Ａｌ2 Ｏ3 の添加率を２０重
量％以下に留める。
【００１５】気孔率は耐火材組織の緻密度をしめすが、
気孔率が小さく７％に満たないと、熱スポーリングを起
こしやすくなる。気孔率が１５％を超えると、組織内へ
の異物の浸透度が高くなり、耐食性が低下するとともに
溝状亀裂が発生し易くなり、又、耐摩耗性も低下する。
気孔率が小さく７％に満たないと、熱スポーリングを起
こしやすくなる。気孔率が１５％を超えると、組織内へ
の異物の浸透度が高くなり、耐食性が低下するとともに
溝状亀裂が発生し易くなり、又、耐摩耗性も低下する。
【００１６】羽口リングは、微粉炭等を吹き込む送風圧
や吹き出しに伴う振動に耐えなければならず、熱間での
強度が要求される。このためには、１４００℃での熱間
曲げ強さが８００ＭＰａ以上であることが要求される。
又、熱間強度が高い耐火材は弾性率も大きく、このため
耐摩耗性にも優れる。
や吹き出しに伴う振動に耐えなければならず、熱間での
強度が要求される。このためには、１４００℃での熱間
曲げ強さが８００ＭＰａ以上であることが要求される。
又、熱間強度が高い耐火材は弾性率も大きく、このため
耐摩耗性にも優れる。
【００１７】第２の発明は、上記高炉羽口リングの内側
面の表面粗さがＲmax １００Ｓ以下である高炉羽口リン
グである。
面の表面粗さがＲmax １００Ｓ以下である高炉羽口リン
グである。
【００１８】羽口リング内面への灰分の付着や堆積の過
程を詳細に観察すると、先ず半溶融又は溶融状態の微粉
炭や燃焼後の灰分が付着する。次に、この付着物が羽口
リングの組織内部まで浸透し変質層を形成する。この変
質層には灰分が更に付着し易く、付着した灰分は組織内
浸透を加速し変質層を深める。同時に変質層に付着した
灰分は落し難く、順次上へと灰分が堆積しその厚さを増
して行く。
程を詳細に観察すると、先ず半溶融又は溶融状態の微粉
炭や燃焼後の灰分が付着する。次に、この付着物が羽口
リングの組織内部まで浸透し変質層を形成する。この変
質層には灰分が更に付着し易く、付着した灰分は組織内
浸透を加速し変質層を深める。同時に変質層に付着した
灰分は落し難く、順次上へと灰分が堆積しその厚さを増
して行く。
【００１９】一般に羽口リングは成型されたまま用いら
れているため、その表面は焼成したままで、多少の歪、
凹凸がある。このため微粉炭燃焼石の灰分や半燃焼灰分
が羽口内面に付着し易い。この灰分の主成分であるＦｅ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 及びＣａＯ等は、前述したように羽口
リングの組織内へ表面から浸透して数ｍｍの厚さにわた
って変質層を形成し、この変質層が更に灰分の付着、堆
積を促す。
れているため、その表面は焼成したままで、多少の歪、
凹凸がある。このため微粉炭燃焼石の灰分や半燃焼灰分
が羽口内面に付着し易い。この灰分の主成分であるＦｅ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 及びＣａＯ等は、前述したように羽口
リングの組織内へ表面から浸透して数ｍｍの厚さにわた
って変質層を形成し、この変質層が更に灰分の付着、堆
積を促す。
【００２０】しかし、羽口リングの内側表面を滑らかに
すると、灰分の初期付着が低減される。そこで、内側表
面を研磨加工により平滑化した羽口リングを用いて、１
ｔ／ｈ程度の微粉炭を吹き込み灰分の初期付着状態を調
べた結果、内側表面の粗さが最大粗さＲｍａｘ１００Ｓ
を超えると灰分の付着量が増えることが判った。
すると、灰分の初期付着が低減される。そこで、内側表
面を研磨加工により平滑化した羽口リングを用いて、１
ｔ／ｈ程度の微粉炭を吹き込み灰分の初期付着状態を調
べた結果、内側表面の粗さが最大粗さＲｍａｘ１００Ｓ
を超えると灰分の付着量が増えることが判った。
【００２１】即ち、最初の付着状況がその後の浸透、浸
食、堆積を大きく左右する。このため、高炉羽口リング
の内側面の表面粗さを小さくし、可及的に付着が起こら
ないにする。そこで、高炉羽口リング内側の表面粗さを
Ｒmax １００Ｓ以下に限定することが望ましい。なお、
Ｒｍａｘ１００ＳはＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される
仕上げ記号による表示方法によるものである。
食、堆積を大きく左右する。このため、高炉羽口リング
の内側面の表面粗さを小さくし、可及的に付着が起こら
ないにする。そこで、高炉羽口リング内側の表面粗さを
Ｒmax １００Ｓ以下に限定することが望ましい。なお、
Ｒｍａｘ１００ＳはＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される
仕上げ記号による表示方法によるものである。
【００２２】第３の発明は、下記の工程を備えたことを
特徴とする高炉用羽口リングの製造方法である。 （ａ）主成分として、Ａｌ2 Ｏ3 を３重量％以上２０重
量％以下、Ｓｉ3 Ｎ4 を１０重量％以上３５重量％以
下、残部をＳｉＣで配合し、更に前記主成分全体の５重
量％以上２０重量％以下のＳｉ金属を配合して配合素材
を調製し、（ｂ）前記配合素材を高炉用羽口リングに成
形し、（ｃ）前記成形した高炉用羽口リングをＮ2 雰囲
気中で反応焼結を行う。
特徴とする高炉用羽口リングの製造方法である。 （ａ）主成分として、Ａｌ2 Ｏ3 を３重量％以上２０重
量％以下、Ｓｉ3 Ｎ4 を１０重量％以上３５重量％以
下、残部をＳｉＣで配合し、更に前記主成分全体の５重
量％以上２０重量％以下のＳｉ金属を配合して配合素材
を調製し、（ｂ）前記配合素材を高炉用羽口リングに成
形し、（ｃ）前記成形した高炉用羽口リングをＮ2 雰囲
気中で反応焼結を行う。
【００２３】Ｓｉ3 Ｎ4 成分を加えるために、原料とし
て窒化珪素質材を使用する方法と、金属Ｓｉを使用しＮ
2 雰囲気中で反応焼結を行う方法とがある。後者の方法
によると、耐熱衝撃性の向上とともに熱間強度が著しく
向上する効果が得られる。この熱間強度向上効果は、添
加する金属Ｓｉ量が５重量％程度に達すると顕著とな
る。しかし、金属Ｓｉ量が多過ぎると未反応の金属Ｓｉ
が残存するおそれがあり、残存金属Ｓｉは耐火材の強度
を低下させるので、添加量の上限を２０重量％とする。
て窒化珪素質材を使用する方法と、金属Ｓｉを使用しＮ
2 雰囲気中で反応焼結を行う方法とがある。後者の方法
によると、耐熱衝撃性の向上とともに熱間強度が著しく
向上する効果が得られる。この熱間強度向上効果は、添
加する金属Ｓｉ量が５重量％程度に達すると顕著とな
る。しかし、金属Ｓｉ量が多過ぎると未反応の金属Ｓｉ
が残存するおそれがあり、残存金属Ｓｉは耐火材の強度
を低下させるので、添加量の上限を２０重量％とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】主成分の含有率を目的の範囲に調
整するために、原料として炭化珪素質材、窒化珪素質
材、高アルミナ質材、珪素質材等を用いる。これらの原
料及び後に述べるバインダの化学成分値を表１に示す。
整するために、原料として炭化珪素質材、窒化珪素質
材、高アルミナ質材、珪素質材等を用いる。これらの原
料及び後に述べるバインダの化学成分値を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】これらの原料は何れも、その主成分をかな
りの高濃度で含んでいるので、比較的自由に含有率を定
め配合比を決定することができる。次に、原料を破砕し
粒度を調整するが、粒径０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の
粒子を主体とし、０．６ｍｍ以上のものは除いた方がよ
い。
りの高濃度で含んでいるので、比較的自由に含有率を定
め配合比を決定することができる。次に、原料を破砕し
粒度を調整するが、粒径０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の
粒子を主体とし、０．６ｍｍ以上のものは除いた方がよ
い。
【００２７】配合された原料に、ＳｉＯ2 系の無機質バ
インダ２重量％及び水４．５重量％を加えて混練した
後、吸水性鋳型を振動させながらこの混練物を徐々に流
し込んで充填し成形する。この方法は加振充填成型と言
われている。又、バインダにはろう石材を用いることが
できる。成形後、脱型し乾燥する。焼成は、１５００℃
〜１６００℃で数１０時間かけて行なう。
インダ２重量％及び水４．５重量％を加えて混練した
後、吸水性鋳型を振動させながらこの混練物を徐々に流
し込んで充填し成形する。この方法は加振充填成型と言
われている。又、バインダにはろう石材を用いることが
できる。成形後、脱型し乾燥する。焼成は、１５００℃
〜１６００℃で数１０時間かけて行なう。
【００２８】一例では、１５００℃、６５時間であっ
た。このとき、金属Ｓｉが添加されていれば、Ｎ2 雰囲
気中で加熱し窒化反応焼結を行う。このようにして、羽
口リングが得られる。なお、成形法には、他にスリップ
キャスティング法、ＣＩＰ法、フリクションプレス法等
を用いることができる。
た。このとき、金属Ｓｉが添加されていれば、Ｎ2 雰囲
気中で加熱し窒化反応焼結を行う。このようにして、羽
口リングが得られる。なお、成形法には、他にスリップ
キャスティング法、ＣＩＰ法、フリクションプレス法等
を用いることができる。
【００２９】
【実施例】高炉羽口内の環境を考慮すると羽口リングは
以下の特性を備えることが望ましい。 強風や振動等に耐える機械的強度を有すること、 高温に耐えるとともに耐熱衝撃性が高くて割れないこ
と、 酸化鉄や灰の成分であるアルカリ及びアルカリ土類等
により溶損しないこと、 これらの成分の組織内滲透が少ないこと、 発生するガス中のＣＯ等還元性成分により組織の脆弱
化を来さないこと、 灰分が付着し難いこと、 等である。
以下の特性を備えることが望ましい。 強風や振動等に耐える機械的強度を有すること、 高温に耐えるとともに耐熱衝撃性が高くて割れないこ
と、 酸化鉄や灰の成分であるアルカリ及びアルカリ土類等
により溶損しないこと、 これらの成分の組織内滲透が少ないこと、 発生するガス中のＣＯ等還元性成分により組織の脆弱
化を来さないこと、 灰分が付着し難いこと、 等である。
【００３０】これらの観点から、本発明の高炉羽口リン
グを評価するために、試験材を作製し耐火材の物性値及
び品質を調べるとともに、高炉羽口リングを作製し、高
炉に取付けて実炉試験を行った。品質調査では、灰分等
の浸透浸食試験を行ったが、この試験では、６５×６５
×６５の試験片を作製し、その上部中央に、３０ｍｍφ
×１５ｍｍのブリケット状に成形した微粉炭を置き、１
４００℃で８時間加熱した。炉内放冷後、試験片の中央
を切断しその断面を観察して、浸食量と浸透深さを測定
した。
グを評価するために、試験材を作製し耐火材の物性値及
び品質を調べるとともに、高炉羽口リングを作製し、高
炉に取付けて実炉試験を行った。品質調査では、灰分等
の浸透浸食試験を行ったが、この試験では、６５×６５
×６５の試験片を作製し、その上部中央に、３０ｍｍφ
×１５ｍｍのブリケット状に成形した微粉炭を置き、１
４００℃で８時間加熱した。炉内放冷後、試験片の中央
を切断しその断面を観察して、浸食量と浸透深さを測定
した。
【００３１】又、実炉試験では、微粉炭のみの吹き込む
場合と、鉱石粉、プラスチックを吹き込む（微粉炭を吹
き込まなかった）場合とについて行った。その他の吹き
込み条件は、送風温度１１５０℃、風速２３０ｍ／秒、
酸素富化率４．０３vol ％であった。
場合と、鉱石粉、プラスチックを吹き込む（微粉炭を吹
き込まなかった）場合とについて行った。その他の吹き
込み条件は、送風温度１１５０℃、風速２３０ｍ／秒、
酸素富化率４．０３vol ％であった。
【００３２】本発明による耐火材及び羽口リングと比較
品について、物性値及び品質を調べた結果を表２に、又
実炉試験の結果を表３、表４に各々示す。表３は微粉炭
のみを吹き込んだ場合、表４は鉱石粉及びプラスチック
を吹き込んだ場合の結果である。
品について、物性値及び品質を調べた結果を表２に、又
実炉試験の結果を表３、表４に各々示す。表３は微粉炭
のみを吹き込んだ場合、表４は鉱石粉及びプラスチック
を吹き込んだ場合の結果である。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】物性値について、本発明品では、熱間曲げ
強さが８６９ＭＰａ〜１２０６ＭＰａと大きいが、比較
品では５９ＭＰａ〜５４９ＭＰａと劣る。又、品質で
は、本発明品の浸食量が０．２ｍｍ以下、灰分等の浸透
深さが１．２ｍｍ以下と少ないのに対し、比較品では浸
食量が０．８ｍｍ以上、灰分等の浸透深さが２．９ｍｍ
以上と大きい。
強さが８６９ＭＰａ〜１２０６ＭＰａと大きいが、比較
品では５９ＭＰａ〜５４９ＭＰａと劣る。又、品質で
は、本発明品の浸食量が０．２ｍｍ以下、灰分等の浸透
深さが１．２ｍｍ以下と少ないのに対し、比較品では浸
食量が０．８ｍｍ以上、灰分等の浸透深さが２．９ｍｍ
以上と大きい。
【００３７】実炉試験では、微粉炭吹き込みの場合、本
発明品は灰分付着開始までの時間、乱流が生ずるまでの
時間が、ともに比較品の２倍〜４倍に延び、したがって
耐用寿命も２倍〜４倍に延びている。特に、内側面を研
磨して表面粗さＲｍａｘを４９Ｓとしたものは、粗さの
大きい比較品の７倍以上の耐用寿命である。又、鉱石粉
とプラスチック吹き込みの場合でも、本発明品は比較品
の４倍の耐寿命があり、しかも、殆ど摩耗は見られてい
ない。
発明品は灰分付着開始までの時間、乱流が生ずるまでの
時間が、ともに比較品の２倍〜４倍に延び、したがって
耐用寿命も２倍〜４倍に延びている。特に、内側面を研
磨して表面粗さＲｍａｘを４９Ｓとしたものは、粗さの
大きい比較品の７倍以上の耐用寿命である。又、鉱石粉
とプラスチック吹き込みの場合でも、本発明品は比較品
の４倍の耐寿命があり、しかも、殆ど摩耗は見られてい
ない。
【００３８】
【発明の効果】以上述べてきたように、この発明による
高炉羽口リングは、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 を
主成分とし、これらの成分比及び気孔率が適切な範囲に
調整されているので、高温での強度に優れ、微粉炭の灰
分等が付着し難くこれらによる浸食、浸透量が少ない。
その上高温での耐摩耗性に優れている。このため、高炉
羽口リングとして実用した場合、その耐用寿命が大幅に
延び、高炉操業の中断を避けることができた。このよう
に、高炉の操業を妨げることなく安全な稼働を長期間継
続させることを可能としたこの発明の効果は大きい。
高炉羽口リングは、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 を
主成分とし、これらの成分比及び気孔率が適切な範囲に
調整されているので、高温での強度に優れ、微粉炭の灰
分等が付着し難くこれらによる浸食、浸透量が少ない。
その上高温での耐摩耗性に優れている。このため、高炉
羽口リングとして実用した場合、その耐用寿命が大幅に
延び、高炉操業の中断を避けることができた。このよう
に、高炉の操業を妨げることなく安全な稼働を長期間継
続させることを可能としたこの発明の効果は大きい。
【図１】高炉羽口及び羽口リングの断面図である。
１ 羽口リング ２ 羽口 ３ 炉壁 ４ 熱風管 ５ 微粉炭吹き込み管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 邦彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 有賀 喜久雄 岐阜県瑞浪市土岐町5101 (72)発明者 白石 勝介 神奈川県川崎市川崎区中島２−17−10
Claims (3)
- 【請求項１】 下記の特徴を備えた高炉用羽口リング。 （ａ）主成分としてＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 及びＡｌ2 Ｏ3
の三成分を含有し、これらの和が全体の９０重量％以上
であり、（ｂ）前記三成分の含有比率が、Ａｌ2 Ｏ3 が
３重量％以上２０重量％以下、Ｓｉ3 Ｎ4 が１０重量％
以上３５重量％以下で残部がＳｉＣであり、（ｃ）気孔
率が７％以上１５％以下であり、（ｄ）１４００℃にお
ける熱間曲げ強さが８００ＭＰａ以上である。 - 【請求項２】 前記高炉用羽口リングの内側面の表面粗
さがＲmax １００Ｓ以下である請求項１記載の高炉羽口
リング。 - 【請求項３】 下記の工程を備えたことを特徴とする高
炉用羽口リングの製造方法。 （ａ）主成分として、Ａｌ2 Ｏ3 を３重量％以上２０重
量％以下、Ｓｉ3 Ｎ4 を１０重量％以上３５重量％以
下、残部をＳｉＣで配合し、更に前記主成分全体の５重
量％以上２０重量％以下のＳｉ金属を配合して配合素材
を調製し、（ｂ）前記配合素材を高炉用羽口リングに成
形し、（ｃ）前記成形した高炉用羽口リングをＮ2 雰囲
気中で反応焼結を行う。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8067440A JPH09235162A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 高炉用羽口リング及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8067440A JPH09235162A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 高炉用羽口リング及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235162A true JPH09235162A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=13344998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8067440A Pending JPH09235162A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 高炉用羽口リング及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09235162A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109400189A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-01 | 河南华西耐火材料有限公司 | 一种高炉炉缸氮复合浇注料及其制备方法 |
| CN113650147A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-16 | 秦皇岛市泰德管业科技有限公司 | 一种送风装置脱模工装 |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP8067440A patent/JPH09235162A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109400189A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-01 | 河南华西耐火材料有限公司 | 一种高炉炉缸氮复合浇注料及其制备方法 |
| CN113650147A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-16 | 秦皇岛市泰德管业科技有限公司 | 一种送风装置脱模工装 |
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