説明

混銑車用耐火物およびそれを用いた混銑車

【課題】多量の気体酸素を使用した溶銑予備処理に対しても耐用性の高い混銑車用耐火物およびそれを用いた混銑車を提供することにある。
【解決手段】混銑車の炉口周辺および天井部の少なくとも一方に、マグネシアスピネル(MgO・Al)と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したことを特徴とする混銑車用耐火物である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐用性に優れる混銑車用耐火物およびそれを用いた混銑車に関するものである。
【背景技術】
【0002】
高炉から製鋼工場への溶銑の輸送には、混銑車または高炉鍋が使用される。また、これらの容器は、搬送容器としてのみならず溶銑予備処理容器としても使用されるため、耐火物が損耗する。特に、混銑車を使用した場合、気体酸素を使用する溶銑予備処理時には、炉口周辺および天井部ではCO+1/2O→COの2次燃焼反応によって高温となり、溶融もしくはスラグ侵食によって耐火物損耗が著しくなる。
【0003】
混銑車用耐火物としては、過去にはハイアルミナ煉瓦(以下、HA煉瓦と略す)が使用されていたが、近年は溶銑予備処理によるスラグ侵食の低減のために、アルミナ−SiC−黒鉛煉瓦(以下、ASC煉瓦と略す)を使用するのが一般的である(特許文献1参照)。ASC煉瓦はHA煉瓦に比較し、黒鉛添加によってスラグと濡れ難い性質を持ち、SiC添加によって黒鉛の酸化が抑制されており、スラグ侵食に強く、結果として耐用性に優れる。
【0004】
但し、溶銑予備処理時に気体酸素を多量に使用する場合には、炉口周辺もしくは天井部に使用されるASC煉瓦のSiCの酸化が助長され、反応生成するSiOはアルミナ骨材の融点を下げるため、ASC煉瓦の侵食が進むことが問題となっている。
【0005】
この対策としては、ASC煉瓦からSiCを排除したアルミナ−黒鉛煉瓦(以下、AC煉瓦と略す)が使用され、ASC煉瓦に比較して優れた耐用性が得られている。しかしながら、多量の気体酸素を使用した溶銑予備処理を行う場合には、AC煉瓦を使用しても耐用性が十分でなく、頻繁に新品煉瓦に交換することが必要で、耐火物コストを増加させる原因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2004−043933号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述のように、従来は多量の気体酸素を使用した溶銑予備処理をする混銑車の炉口周辺および天井部用として満足のいく耐用性を持つ耐火物が無いことが問題であった。
【0008】
以上の実情に鑑み、本発明は、多量の気体酸素を使用した溶銑予備処理に対しても耐用性の高い混銑車用耐火物およびそれを用いた混銑車を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の混銑車用耐火物は、前記課題を解決するために、混銑車の炉口周辺および天井部の少なくとも一方に、マグネシアスピネル(MgO・Al)と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したことを特徴とするものである。本発明では、特に炉口周辺および天井部の両方に、マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用することが好ましい。
【0010】
さらに本発明では、前記マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦におけるMgOとAlの合計量に占めるMgOの比率は10重量%〜40重量%の範囲内であると、耐用性に関し略同等の特性が得られるので好ましい。
【0011】
さらに本発明では、前記マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦における黒鉛の比率は1重量%〜30重量%の範囲内であると、耐スポーリング性および耐食性上好ましく、5重量%〜15重量%の範囲内であると、耐スポーリング性および耐食性上さらに好ましい。
【0012】
さらに本発明では、前記マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦は、熱膨張率の大きなマグネシア(MgO)単体は含まないが、マグネシアスピネルと熱膨張率がほぼ等しいアルミナ(Al)単体を含んでも良い。アルミナ単体の比率は、(マグネシアスピネル+アルミナ単体)/黒鉛=(70〜99)/(1〜30)(重量比)とすることが好ましい。
【0013】
そして本発明の混銑車は、炉口周辺および天井部の少なくとも一方に、マグネシアスピネル(MgO・Al)と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、混銑車の炉口周辺および天井部の少なくとも一方に、マグネシアスピネル(MgO・Al)と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したので、多量の気体酸素を使用した溶銑予備処理に対しても従来と比較して優れた耐用性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の混銑車用耐火物の一実施形態としての煉瓦の、本発明の混銑車の一実施形態への使用状態を示す横断面図である。
【図2】本発明の混銑車用耐火物の一実施形態としての煉瓦の、本発明の混銑車の一実施形態への使用状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1,2に示す、本発明の混銑車用の一実施形態では、混銑車1の炉口2の周辺および天井部3に、本発明の混銑車用耐火物の一実施形態としての、マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦(以下、SpC煉瓦と略す)4を使用している。
【0017】
溶銑予備処理時、特に多量の気体酸素を使用した場合、損傷が著しいのは炉口2の周辺および天井部3(特に、溶銑が充填されていない部位)である。これらの部位では、前述の通り、2次燃焼による高温、気体酸素による酸化、およびスラグによる侵食に晒されるため、耐火物の損耗が著しくなる。そのためこの実施形態では、耐火物として、マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とするSpC煉瓦4を使用する。
【0018】
従来使用されているAC煉瓦のアルミナ骨材は、1550℃程度以下で使用され、予備処理スラグが低塩基度(C/S:1〜0.5)の場合は比較的優れた耐食性を示すが、1600℃以上の高温では、スラグ中への溶解度が高く、侵食が著しい。
【0019】
一方、本実施形態に係るSpC煉瓦4に使用されるマグネシアスピネル骨材は、予備処理スラグが低塩基度(C/S:1〜0.5)の範囲で、1550℃以下ではアルミナ骨材と同程度のスラグ中溶解度を示すが、1600℃以上の高温ではアルミナ骨材よりも低いスラグ中溶解度となる。その結果、本実施形態に係るSpC煉瓦4は、従来のAC煉瓦と比較して、1600℃以上の高温で優れた耐食性が得られる。
【0020】
従って本実施形態では、溶銑予備処理時、特に多量の気体酸素を使用した場合、損傷が著しい炉口2周辺および天井部3(特に、溶銑が充填されていない部位)に、2次燃焼による高温、気体酸素による酸化、およびスラグによる侵食に対し、耐用性に優れるSpC煉瓦4を使用している。
【0021】
本実施形態におけるSpC煉瓦4の施工範囲は、混銑車1の炉口2の周辺および天井部3であり、具体的には、混銑車1の横断面を時計の文字盤になぞらえると、図1に示すように、10時から2時までの上部120度の範囲内に好ましく適用することができる。
【0022】
さらに、混銑車1の走行方向については、図2中に符号Lで示すように、炉口2に繋がる円筒状の直胴部および、その直胴部の両側に位置する円錐台部を走行方向(図2では左右方向)に2分した炉口2側の半分の範囲内に好ましく適用することができる。
【0023】
混銑車1のその他の部分は、比較的低温で使用され、気体酸素に晒されることもないので、従来のASC煉瓦を使用することが好ましい。
【0024】
本実施形態にかかるSpC煉瓦4は、マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする主原料を具える。ここにおけるマグネシアスピネルは、実質28.3重量%MgO−残部Alの化学組成を持ち、そのMgOの範囲は、通常の10重量%〜40重量%の範囲内が、略同等の耐用性特性が得られるので好ましい。
【0025】
また、ここにおける黒鉛は、グラファイト結晶を持つ、天然黒鉛、人造黒鉛が、酸化開始温度が高いため好ましい。黒鉛は、1〜30重量%の範囲内で使用できる。黒鉛量が少ないと耐スポーリング性が低下し、黒鉛量が多いと耐食性が低下する傾向がある。このため、耐スポーリング性および耐食性を高めるには5〜15重量%がより好ましい。
【0026】
他の成分としては、90重量%以上(90重量%以上が耐食性の観点から好ましい)の純度を持つアルミナが含まれても良いが、含有量が増えると耐食性が劣化する。
【0027】
本実施形態にかかるSpC煉瓦4は、副原料として、フェノール樹脂やコールタールピッチを成型助剤(バインダー)として使用する。通常その使用量は主原料に対し1〜8重量%程度ある。コールタールピッチは、加熱後の残留炭素が高く好ましいが、人体への影響を考慮する必要がある。一方、フェノール樹脂は、コールタールピッチよりも人体への影響は小さいが、加熱後の残留炭素が低いという不都合がある。
【実施例】
【0028】
本実施形態にかかるSpC煉瓦および比較用の煉瓦を試験煉瓦として用意し、その耐食性および耐スポーリング性を比較した。試験煉瓦は、何れもコークスプリーズ中に1400℃で3時間保持して焼成し、供試した。
【0029】
耐食性は、回転侵食試験によって評価した。回転侵食試験は、鉄製のドラムの内側に煉瓦試験片を内張りし、ドラムを回転させながらその内部で予備処理スラグをバーナー溶解し、1700℃で3時間(1時間毎にスラグを交換)保持し、試験片煉瓦の侵食量を比較した。
【0030】
耐スポーリング性は、40×40×160mmの試験片を使用し、1200℃の電気炉中に20分保持した後、15℃の水槽に投入して熱衝撃を与え、熱衝撃前後の動弾性率を比較した。これらの結果を表1に示す。
【0031】
【表1】

【0032】
比較例1,2の従来のAC煉瓦は銑浴煉瓦と比較すれば耐食性に優れるが、上記の結果から明らかなように、本実施形態にかかる実施例1〜3のSpC煉瓦は、従来の天井用のAC煉瓦よりもさらに耐食性に優れている。また、対スポーリング性も、本実施形態にかかる実施例1〜3のSpC煉瓦は、従来の天井用のAC煉瓦よりも優れている。
【0033】
従って、本実施形態にかかる混銑車によれば、多量の気体酸素を使用した溶銑予備処理に対しても従来のAC煉瓦を用いたものと比較して優れた耐用性を得ることができる。
【0034】
なお、本発明は、上述の実施形態に限られるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができる。すなわち例えば、SpC煉瓦は混銑車の炉口周辺および天井部のうち何れか一方、好ましくは炉口周辺だけに用いても良く、あるいは炉口周辺および天井部全体に用いても良く、それに加えてさらに他の部位に用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【0035】
かくして本発明の混銑車用耐火物およびそれを用いた混銑車によれば、混銑車の炉口周辺および天井部の少なくとも一方に、マグネシアスピネル(MgO・Al)と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したので、多量の気体酸素を使用した溶銑予備処理に対しても従来と比較して優れた耐用性を得ることができる。
【符号の説明】
【0036】
1 混銑車
2 炉口
3 天井部
4 SpC煉瓦
L SpC煉瓦使用範囲

【特許請求の範囲】
【請求項1】
混銑車の炉口周辺および天井部の少なくとも一方に、マグネシアスピネル(MgO・Al)と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したことを特徴とする混銑車用耐火物。
【請求項2】
前記マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦におけるMgOとAlの合計量に占めるMgOの比率は10重量%〜40重量%の範囲内であることを特徴とする、請求項1記載の混銑車用耐火物。
【請求項3】
前記マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦における黒鉛の比率は1重量%〜30重量%の範囲内であることを特徴とする、請求項1または2記載の混銑車用耐火物。
【請求項4】
前記マグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦はアルミナ(Al)単体を含み、
アルミナ単体の比率は、(マグネシアスピネル+アルミナ単体)/黒鉛=(70〜99)/(1〜30)(重量比)であることを特徴とする、請求項1から3までの何れか1項記載の混銑車用耐火物。
【請求項5】
炉口周辺および天井部の少なくとも一方に、マグネシアスピネル(MgO・Al)と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したことを特徴とする混銑車。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−100198(P2013−100198A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−245049(P2011−245049)
【出願日】平成23年11月9日(2011.11.9)
【出願人】(000001258)JFEスチール株式会社 (8,589)
【Fターム(参考)】