JPS6411593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は仕上げ構築部品の形態の耐火コンクリ
ートからなる高炉用内張り（ライニング）部材に
関する。

耐火コンクリートは噴射方法によつて高炉シヤ
フトの中間修繕に主に用いられていた。二つの公
知の物質ＡとＢの化学成分は次の通りである。

物質Ａ：SiO₂36.3％、Al₂O₃54.2％、TiO₂2.1％、
Fe₂O₃1.3％、CaO5.1％、Na₂O0.12％、
K₂O0.27％、P₂O₅0.06％、焼鈍損失0.43％。

物質Ｂ：SiO₂6.1％、Al₂O₃81.5％、TiO₂2.2％、
Fe₂O₃1.8％、CaO7.2％、Na₂O0.10％、
K₂O0.04％、P₂O₅0.04％、焼鈍損失0.67％。

耐火コンクリートの高炉煙突の噴射内張りの耐
久性は焼結レンガからなる内張りの耐久性より実
質的に悪い。従つて噴射内張りは修繕用のみ用い
られ新規な内張りには用いられない。

耐火コンクリートを高炉区分の次の箇所に用い
ることも又公知である。

すなわち噴射によるトツプガスフードにおいて
材料に接する冷却ボツクスとして、そして装入又
は燃料をくべる後充填に又、圧着によつて出鋼Ｐ
に、スタンプ及びラツピングによつて出鋼通路に
そして仕上部品として、又熱風スライドゲート修
繕及び鋳造による接続部にそして仕上部品として
である。

使用される公知の耐火コンクリートは室温で実
に高強度である。しかしながら700℃と1100℃の
間に加熱されると使用されるセメントの形態に依
存して強度の弱い所を生じセラミツク溶解が起き
ると再び高い最終強度を得る。（1977年版技術情
報70巻第３号150〜159ページ） 以前に使用された耐火コンクリートを噴射内張
りして作られた公知の高炉内張りは、その内張り
が強度の弱い区域にされ、そしてセラミツク溶解
がまだ起らない場合、下降するコークスと装入カ
ラムのために摩耗の度合が高くなる。

公知の耐火コンクリートの仕上げ構築部品の試
験から、水を除くために加熱されてる場合でも公
知耐火コンクリートは特に0.2m³を越える体積で
亀裂し粉砕することがわかつた。従つて耐火コン
クリートの仕上げ構築部品は亀裂を生ずる危険の
ため内張り溶鉱炉に適当でないと専門家は推測せ
ねばならなかつた。

前に用いられた耐火コンクリートの体積の大き
な仕上げ構築部品の他の欠点はその部品が炉内で
の最高温度範囲でセラミツク結合を有し従つて高
い最終強度も有しているが、一方構築部品の内部
は前記の強度の落ちる区域にあり、そして外皮方
向の炉の外側で水硬接続が最も低い温度で高強度
のままあるということである。

構築部の低強度の区域は、構築部品がセラミツ
クのように溶融した区域に作業条件とストレス下
変化する段階、及び炉の剥離される内側において
壊れる危険を含む。

本発明の目的は内張り時間が短かく、長い寿命
を有する溶鉱炉を内張りする仕上構築部品を生産
する耐火コンクリートを提供することである。

本目的は耐火コンクリートを用いることによつ
て解決されそのコンクリートのセメントの配合成
分比が (イ) 下記(a)−(e) (a) モノアルミン酸カルシウム、ジアルミン酸
カルシウム又はアルミン酸珪素カルシウムを
含有する冶金スラグ、 (b) モノアルミン酸カルシウムとジアルミン酸
カルシウム型のアルミナ含有セメント、 (c) アルミナ含有珪酸塩セメント (d) 珪酸カルシウム又はバリウム (e) 酸化マグネシウム、ドロマイト、酸化カル
シウム及び酸化バリウム； から選択された10ないし30重量％の１種以上の
鉱物性アルカリ土類物質、 (ロ) 100オングストロームないし0.1ミクロンの粒
径で酸化シリコン、酸化クロム、二酸化チタ
ン、酸化ジルコン及び酸化アルミニウム及びそ
れらの混合物14ないし54重量％； (ハ) １ないし100ミクロンの粒径の不活性充填材
14ないし54重量％、 −但し、前記セメント混合物の(ロ)と(ハ)成分の
総計は70ないし90重量％になる− の混合物からなる耐火コンクリートを用いること
によつて解決される。

セメントと上記成分のセメントを含むコンクリ
ートはドイツ公開公報第2731612号で公知である。
そのコンクリートは記載されたセメント10ないし
30％及び砕石例えばコランダム70ないし90％から
なつている。しかしながら、ドイツ公開公報第
2731612号において建設産業用途に、例えば腐食、
霜に耐えるような道路の舗装又は放射能消耗容
器、強化コンクリート構造及び水中構造物等の用
途を考えている。金属炉を内張りするために上記
コンクリートを適用する欠点を専門家は知つてい
るので、本発明で確立されたように高炉を内張り
する仕上構築部のコンクリートの適用性を必ずし
も認めていない。特に、高炉内で生ずる1700℃迄
の温度に関して熱抵抗に関してのみならず、熱変
化に対する抵抗及び熱応力のためにクラツク形成
に対抗し且つ落下コークス、装入材で繰り返され
た衝撃によつて生じる剥離に対する十分な強度に
もその必要性を認めている。

ドイツ公開公報第2731612号に相当する耐火コ
ンクリートからなる仕上構築部品は高炉で生ずる
公知コンクリートに関連した不具合もなく高炉内
張りに適当であることを本発明者は驚くべきこと
に確立した。使用される仕上げ構築部品は耐火コ
ンクリートからなるのが好ましくそれはセメント
成分10ないし30重量％であつて下記(イ)−(ハ)： (イ) アルミナ含有セメント又はアルミナ含有スラ
グ10ないし30重量％； (ロ) 100オングストロームと0.1ミクロンの間の粒
径を有する酸化クロム14ないし54重量％； (ハ) １と100ミクロンの間の粒径を有する焼成酸
化アルミニウム14ないし54重量％ −ここで(ロ)と(ハ)の成分の総計はセメントの70な
いし90重量％になる− を含むものと、及び コランダムからなる70ないし90重量％の砕石と
の混合物である。

高炉に建設される前に、仕上げ構築部品は200
℃ないし600℃の範囲の温度で熱処理を施される
のが好ましい。

本発明によつて使用される仕上げ構築部品は
700℃と1100℃間の温度範囲で、強度を低下しな
い。すべての温度範囲で十分な強さを維持する。
本発明によつて使用される仕上げ構築部品が加熱
される場合、クラツク発生を起こす危険を非常に
小さくすることを更に確立した。炉内の熱間部で
剥離は観察されなかつた。

本発明により用いられる仕上げ構築部品は銑鉄
及びアルカリ性スラグに対してある抵抗を有し、
その抵抗は高級な、焼成セラミツク耐火レンガの
抵抗に相当する。

仕上げ構築部品の大きさの観点から、組立て時
間は極端に短かく、そして内張りには摩耗が優先
的にそのシーム（seam）でおきる場合、特に有
利な二三のシームがある。

寸法に対して正確な仕上製品のためにモルタル
を使わずに乾燥状態で並べることが出来る。

構築基礎で各部品間につなぎを設ける必要があ
るならば、壁が同じ材料からなり特につなぎ目が
ないように同じ耐火コンクリートでスタンプ可能
である。更に又、スタンプされた継ぎ目は水の割
合が非常に低いので、炉が稼動されると水蒸気が
ほとんど分離しない。

本発明を図面に関連させて実施例を用いて以下
詳細に説明する。

第１、第２図によつて実施態様は、仕上構築部
品１，２，３及び４からなる高炉羽口を示す。

仕上げ構築部品は各々836Kgの重量とそして
0.238m³の容積を有する。

使用耐火セメントの成分は (イ) ５ないし50ミクロンの粒径を有する24重量％
のアルミナ含有セメント； (ロ) 0.1ミクロン未満の粒径を有する47重量％の
酸化クロム； (ハ) １ないし10ミクロンの粒径を有する29重量％
の酸化アルミニウムであり、19重量％の耐火セ
メントは81重量％のコランダムとコンクリート
乾燥混合物を関連させて3.3重量％の水を混合
させ、そしてコンクリート物質に調合した。使
用される81重量％のコランダムは次の粒径の区
分を有する： 23重量％の粒径区分５ないし10mm、 23重量％の粒径区分２ないし５mm、 20重量％の粒径区分0.2ないし２mm、 15重量％の粒径区分0.05ないし0.2mm。

コンクリートの化学成分は次の通り： SiO₂0.42％、Al₂O₃84.9％、TiO₂2.66％、
Fe₂O₃0.12％、CaO1.20％、Na₂O0.08％、
K₂O0.02％、MgO0.15％、Cr₂O₃8.9％残りは付
随元素。

調合コンクリートは高炉羽口の前述部１ないし
４に対応する形態に充填され、そして振動によつ
て固められた。24時間に時間を合わせた後、仕上
げ構築部品は約300ないし600℃の温度範囲で８日
間焼戻され、そして高炉羽口の面に構築された。

仕上げ構築部品が高炉に用いられる前に、テス
ト物体をガスバーナーを用いて酸素で作られた高
炉内のような1400℃にその片面をさらした。その
テスト物体は裏面では50℃の温度であつた。冷却
後テスト部品にはクラツクも発見されなかつた
し、又加熱前面に剥離も発見されなかつた。

高炉スラグ及び銑鉄に関連して、本発明に従つ
て用いられる耐火コンクリートの摩耗挙動を調べ
るために、比較テストも又回転しうるドラム式の
炉で実施された。

長さ方向軸が５％傾いているドラム式炉は前面
壁に自然ガスバーナーと、スラグ及び銑鉄測定手
段を設けてあり、裏面にはスラグ流出口がある。

最初のテストで三つの異なつた焼成クロム−コ
ランダムレンガで次の成分、 87.4％Al₂O₃と11.3％Cr₂O₃（レンガ１）又は 91.7％Al₂O₃と7.2％Cr₂O₃（レンガ２）又は 89.0％Al₂O₃と8.6％Cr₂O₃（レンガ３）を含むも
の及び本発明によつて用いられる、本実施例のコ
ンクリートからなる600×270×125mmの大きさの
不焼成スラブとがドラム型炉に構築された。摩損
テスト用コンクリートスラブの大きさはドラム型
炉の小さなサイズによつて決められる。

10Kgの高炉スラグと25Kgの銑鉄が次にドラム型
炉（回転速度：1.5r.p.m）に装入された。この装
入材は１時間溶解され、次に10Kg高炉スラグが各
時間添加された。加熱は前記自然ガスバーナーで
行なわれた。加熱温度は1500℃であつた。テスト
の継続時間は86時間になつた。

クロムコランダムレンガで平均損耗は0.11、
0.15、及び0.20mm／hrとなり、耐火コンクリート
スラブで0.21mm／hrとなつた。

第２回のテストでは 89.4％Al₂O₃と9.5％SiO₂（レンガ４）又は 91.9％Al₂O₃と7.0％SiO₂（レンガ５）又は 92.3％Al₂O₃と7.0％SiO₂（レンガ６） からなる標準型の三種類の焼成コランダムと最初
の比較テストに対応する耐火コンクリートスラブ
とで並べられた。

（90％高炉スラグと10％カセイカリ（K₂CO₃）
からなる）10Kgスラグが次に内張りされたドラム
型炉（回転速度：1.5r.p.m）に装入された。この
装入物は一時間溶解され、次に90％高炉スラグと
10％カセイカリからなる10Kgスラグが一時間毎に
添加された。加熱は前記自然ガスバーナーで行な
われた。加熱温度は1500℃であり、テストは48時
間継続して行なわれた。

平均損耗はレンガ４ないし６で、1.1及び0.8
mm／hrであり、コンクリートスラブで0.22mm／hr
であることがわかつた。

本発明により使用された耐火コンクリートから
なる不焼成スラブの化学的損耗−それは銑鉄及び
スラグによつて生ずるのだが−は試験クロムレン
ガの損耗よりほんのわずかだけ大きいことを比較
テストは示している。一方試験コランダムレンガ
は実質的に大きな損耗を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉羽口の図面であり、第２図は第１
図でＡ−Ｂ線に切つた長さ方向の断面で示した高
炉羽口を示す。 １，２，３，４……仕上構築部品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンクリートのセメントの配合成分比が下記
   (イ)−(ハ)： (イ) 下記(a)−(e) (a) モノアルミン酸カルシウム、ジアルミン酸
   カルシウム又はアルミン酸珪素カルシウムを
   含有する冶金スラグ、 (b) モノアルミン酸カルシウムとジアルミン酸
   カルシウム型のアルミナ含有セメント、 (c) アルミナ含有珪酸塩セメント、 (d) 珪酸カルシウム又はバリウム (e) 酸化マグネシウム、ドロマイト、酸化カル
   シウム及び酸化バリウム； から選択された10ないし30重量％の１種以上の
   鉱物性アルカリ土類物質； (ロ) 100オングストロームないし0.1ミクロンの粒
   径で酸化シリコン、酸化クロム、二酸化チタ
   ン、酸化ジルコン及び酸化アルミニウム及びそ
   れらの混合物14ないし54重量％： (ハ) １ないし100ミクロンの粒径の不活性充填材
   14ないし54重量％、 −但し、前記セメント混合物の(ロ)と(ハ)成分の
   総計は70ないし90重量％になる。− の混合物からなる、0.2m³を越える体積を有し
   200℃ないし600℃の範囲の温度で組み立て前に
   加熱されている仕上げコンクリート構築部品の
   形態の高炉用内張り部材。 ２ 仕上げコンクリート構築部品が (イ) アルミナ含有セメントあるいはアルミナ含有
   スラグ； (ロ) 酸化クロム；及び (ハ) 焼成酸化アルミニウム；及びコランダムから
   なる90ないし70重量％の骨材； を含む10ないし30重量％セメントを有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高炉用内
   張り部材。