JPS60145962A - 低熱伝導性高炉ステ−ブ埋め込み用れんが - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉ステーブ埋め込み用れんがの改良に関す
る。

〔発明の技術的背景〕

高炉ステーブ埋め込み用れんがは、通常の高炉炉壁れん
がと同様の耐アルカリ性、耐水茶気酸化性、耐摩耗性が
要求されるが、特に高炉ステーブの冷却能力によりさ・
ハ伝導率が制限されるとともに、ステーブ鋳込み時の熱
衝撃に対する耐スポーリング性及び凝固時のメタルの収
縮に対する圧縮強度が高いことが要求される。

従来から高炉炉壁用としてＳｉＣに金属シリコンを加え
て還元焼成したβ−５ｉＣ結合炭珪れんがと、窒化焼成
した窒珪ボンド炭珪れんがとが使用されているが、熱伝
導率が２０〜１０Ｋｃａ　Ｉ　／　ｍｈ　’Ｃと高くス
テーブ埋め込め用れんがとしては適さない。

また、（α＋β）アルミナ＋スピネル＋炭珪系のれんが
は、熱伝導率が７Ｋｃａｌ／ｍｌ＋°Ｃ以下と低（熱伝
導率の点からは要求をみたしているが、１！′１０１Ｎ
アルカリ性、高耐摩耗性、高耐スポーリング性を付与す
ることは出来ない。

この様に従来の高炉用れんがではステーブ埋め込み用れ
んがとしていずれも不十分であり、その解決はステーブ
・クーリング方式の高炉の緊急な技術課題であった。

〔発明の目的〕

本発明は、ステーブ・クーリング方式の高炉のステーブ
埋め込み用れんがとして十分な高耐アルカリ性１高耐摩
耗性、高耐スポーリング性とともに、低熱伝導率を具備
したれんがを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明に係るステーブ埋め込み用れんがは、Ｓｉ３Ｎ４
粉を基体とする配合物を混練、成形したのち窒化焼成し
てなるもので、熱伝導率が７Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ以下の
低熱伝導性を有する。

Ｓｉ３　Ｎ＋は最近注目されているファイン・セラミッ
クスの高強度材料のひとつであり、気孔のほとんどない
緻密な焼結体から数十％の多孔質なものまで各種のもの
が報告されている。本発明に用いるＳＩＢ　Ｎ÷原料は
最終製品の強度と熱伝導率とのバランスから開口気孔率
が２５〜４５％の原料でなければならない。２５％未満
であれば製品の熱伝導率が高くなり、４５％を超えると
製品強度が得られない。

次にＳｉＢ　Ｎ÷の添加量についていえば、製品れんが
の熱伝導率を７　Ｋｃａ　ｌ　／　ｍｈ　’Ｃ以下にす
る為には３０重量％以上が必要であり、熱伝導率、コス
トそれに強度から見て３５〜６０重量％が望ましい。

また、本発明においては、耐スポーリング性。

耐アルカリ性、耐摩耗性付与の目的のためにＳｉＣを添
加する。その添加量は、４０重量％を超えると熱伝導率
が７ｋｃａ’ｌ／ｍｈ″Ｃ以下にはならないので４０重
電値以下である必要がある。

金属シリコン、又は、フェロシリコン、又は両者の混合
物を強度発現のために添加する。その添加量は５重量％
未満では熱伝導率が７　Ｋｃａ　ｌ　／　ｍｈ　’Ｃ以
下にはならず、また強度の発現が不十分で耐貯耗性が低
下する。また３０重量％を超えると窒化が完全には達成
されずフリーのシリコンが残り、水蒸気に対する耐酸化
性が低下し問題となる。

配合物に添加するバインダとしては、フェノールレジン
、糖みつ等の炭化収率の高いバインダも使用可能である
が、窒化焼成するに当たっての脱炭処理が困難になり、
脱炭処理なしで窒化焼成するとＳｉ＋Ｃ−βＳｉＣの反
応が３　Ｓｉ　＋　２　Ｎ　２−５ｉ３Ｎ÷の反応より
低い温度で始まる為β−３ｉＣが生成された後にＳｉ３
　Ｎ÷の生成が起きる。β−５ｉＣが生成すると熱伝導
率を７　Ｋｃａ　Ｉ　／　ｍｈ　’Ｃ以下にすることが
困難になり、熱伝導率を７’Ｋｃａｌ／ｍｈ’ｃ以下に
するためにばＳｉＢ　Ｎ＋の添加量を増加させる必要が
あり、Ｓｌａ　＋４４の添加の効果が低下することにな
る。又β−３ｉＣが生成すると５ｉＢＮ４のボンドが少
くなる為強度が低下し耐摩耗性も低下傾向となる。従っ
て、β−３ｉＣの生成反応を少くしてＳｉ３　Ｎ今の添
加の効果を上げるためには、バインダとしては、炭化収
率が３０％以下、望ましくは１０％以下の、例えばＰＶ
Ａ　（ポリビニールアルコール）、酢酸ビニール等の炭
化収率の低いバインダを使用することが望ましい。かか
る炭化収率の低いバインダを使用した場合には、脱炭処
理することな（そのまま窒化焼成することができる。こ
れによって製造の１工程を省略できることとなり、省エ
ネルギー、装置の簡略化とともに、中間製品の破損が防
止できる等の９）果がある。

〔実施例〕

以下実施例によって、本発明のれんかによるりＪ果を示
す。

別表に示す配合物にバインダを添加混練したのち、高炉
ステーブ埋め込み用れんがの形状にプレス成形し、焼成
して本発明の範囲内にあるれんが（実施例１〜１１）と
比較のためのれんが（比較例１〜１１）を作成した。

同表に示す焼成条件において、窒化焼成はとくに脱炭処
理を施さずに、常温よりＮ２ガスを流してＮ２雰囲気と
して１４５０°Ｃで焼成したものであり、また還元焼成
はコークス・ブリーズ中にれんがを埋め込んで１４５０
℃で焼成したものである。

製造した各れんがの性質を別表の中段に示す。

各れんがを１００１１１ｉ１使用してステーブクーラー
を製造し、これに１５５０℃の溶銑を鋳込んで亀裂の発
生を調べた。亀裂の発生のなかった各実施例と比較例１
と６（比較例２と５は実炉に供さす）を同一高炉に埋め
込み設置した。比較例においては、使用１年後にスポー
リングが生し、取り出して観察したところ、損耗が大き
かった。これに対し、本発明の各実施例のもは２年後に
同様にしてれんがを観察したが何等異常は認められなか
った。

上記の実施例から、本発明の窒化焼成した窒珪−炭珪れ
んが、特にバインダに低炭化収率のものを使用したれん
がは、高炉ステーブ埋め込み用れんがとして最適な性質
を有し、実炉に使用され良好な実績を示していることが
判る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　開口気孔率が２５〜４５％であるＳｉ３　Ｎ４粉
   ３０〜９５重量％と、ｓｉｃ！９ＪＯ〜４０重量％と、
   金属シリコン粉又はフェロシリコン粉又は両者の混合粉
   ５〜３０重量％とからなる配合物に、バインダを添加、
   混練、成形しその後窒化焼成してなり、かつ２００°Ｃ
   における熱伝導率が７　Ｋｃａ　ｌ　／　ｍｌ＋　’ｃ
   以下であることを特徴とする低熱伝導性高炉ステーブ埋
   め込の用れんが。 ２、配合物のバインダとしてポリビニールアルコール、
   酢酸ビニール等の低炭化収率のバインダを使用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の低熱伝導性高
   炉ステーブ埋め込み用れんが。