(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉樋の高熱状態下でのＣＯ雰囲気でＳｉＯ（ｇ）やＮｉ（ｇ）の蒸気となって気相で直接反応してＳｉＯ2 −ＮｉＯ系のガラス相を均一に分散させるとともにＣ（ｓ）の析出を促進させて材質を緻密化するために、高炉樋用のアルミナ質骨材やスピネル質骨材にＳｉＯガスを発生させるＳｉＣ質原料を１重量％以上とＮｉガスを発生させる０．５ｍｍ以下のＮｉＯ粉末を０．０１〜１０．０重量％含有することを特徴とする高炉樋用不定形耐火物。
【請求項２】
主成分としてアルミナ質の粉末や粗粒を５重量％以上含有する請求項１に記載の高炉樋用不定形耐火物。
【請求項３】
主成分としてスピネル質の粉末や粗粒を５重量％以上含有する請求項１に記載の高炉樋用不定形耐火物。
【請求項４】
アルミナ質原料とスピネル質原料を９０〜１０対１０〜９０の比率で含有する請求項１ないし３のいずれかに記載の高炉樋用不定形耐火物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、耐火物分野におけるもので、高炉樋の損耗速度が低減し、樋材原単位の削減、樋修理頻度の低減がはかれる高炉樋用不定形耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉樋には、アルミナ−ＳｉＣ−Ｃ質の流し込み材やスタンプ材、吹付け材が使用されてきた。そして、これにスピネルを含有させることにより損耗速度の低減が図られてきた。一方、ごみ処理用熱分解ガス溶融システムに使用される耐火物として、ＮｉＯ−Al2O3 系の耐火物が実用化
されつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、さらなるコストダウンや省力化のため、損耗速度の低減により樋の寿命を向上し、樋材原単位の削減、樋修理頻度の低減を図る必要がある。これに対して上記ＮｉＯ−Al2O3 系の材料は、高炉樋の使用環境では耐食性が悪く、適用不可能であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、ＮｉＯ粉末をＳｉＣ質原料とともに使用することで、高炉樋の条件下でも大きく耐食性が向上することを発見した。そして、これにスピネル質原料を配合することで、さらに大きく耐食性が向上することも見い出したもので、高炉樋の高熱状態下でのＣＯ雰囲気でＳｉＯ（ｇ）やＮｉ（ｇ）の蒸気となって気相で直接反応して
ＳｉＯ2 −ＮｉＯ系のガラス相を均一に分散させるとともにＣ（ｓ）の析出を促進させて材質を緻密化するために、高炉樋用のアルミナ質骨材やスピネル質骨材にＳｉＯガスを発生させるＳｉＣ質原料を１重量％以上とＮｉガスを発生させる０．５ｍｍ以下のＮｉＯ粉末を０．０１〜１０．０重量％含有することを特徴とする高炉樋用不定形耐火物を提供するにある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の高炉樋用不定形耐火物は、高炉樋の高熱状態下でのＣＯ雰囲気でＳｉＯ（ｇ）やＮｉ（ｇ）の蒸気となって気相で直接反応してＳｉＯ2 −ＮｉＯ系のガラス相を均一に分散させるとともにＣ（ｓ）の析出を促進させて材質を緻密化するために、高炉樋用のアルミナ質骨材やスピネル質骨材にＳｉＯガスを発生させるＳｉＣ質原料を１重量％以上とＮｉガスを発生させる０．５ｍｍ以下のＮｉＯ粉末を０．０１〜１０．０重量％含有することを特徴としている。
【０００６】
高炉樋用の不定形耐火物は、ＳｉＣとともに粒径が０．５ｍｍ以下のＮｉＯ粉末を０．０１〜１０重量％含有させることができる。ＳｉＣとしては、粉末または粗粒を１重量％以上とするのが好ましい。高炉樋には、Ｃを含有させているため、材質内部はＣＯ雰囲気であり、ＳｉＣやＮｉＯはＳｉＯ（ｇ）やＮｉ（ｇ）といった蒸気となる。
【０００７】
このＳｉＯ（ｇ）とＮｉ（ｇ）が気相で直接反応することで、材質内部にＳｉＯ2 −ＮｉＯ系のガラスを均一に分散させる。このガラスは気相から生成するものなので、気孔を選択的に充填し、組織の緻密化が図られる。
【０００８】
さらに、ＳｉＣの蒸発、ＳｉＯ2 とＣの析出が行われる。ＳｉＣは、まず下記の（１）式にしたがってＣＯ（ｇ）と反応し、ＳｉＯ（ｇ）となる。このＳｉＯ（ｇ）は材質の外に流出するが、（２）式の反応が続いて起こると、ＳｉＯ2 とＣとして材質内部に留まる。
ＳｉＣ（ｓ）＋ＣＯ（ｇ）→ＳｉＯ（ｇ）＋２Ｃ（ｓ）・・・（１）
ＳｉＯ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）→ＳｉＯ2 （ｓ）＋Ｃ（ｓ）・・（２）
【０００９】
ＳｉＣを１重量％以上、ＮｉＯを０．０１〜１０．０重量％含ませて十分にＳｉＯ2 −ＮｉＯ系のガラスを生成させることで、（２）式の反応を進めることによりＣ（ｓ）の析出も促進される。このような気孔へのＣの析出によっても緻密化が促進される。材質が緻密化することによって、スラグの侵入を抑制し、スラグと反応する表面積が減少するので、耐食性の向上が図られる。
【００１０】
上記アルミナ質の粉末や粗粒は５重量％以上含ませるのが好ましく、さらにスピネル質の粉末や粗粒を併用することで大幅に耐食性を向上させることができる。このためスピネルの使用が望ましいが、原料コストが高くなるため、アルミナと併用して用いられるのが好ましい。
【００１１】
また、Ｃ質原料としては、１重量％以上含有させることができ、土状黒鉛、鱗片状黒鉛、カーボンブラックのような無機物やこれを２次処理したもの、またピッチやレジンといった有機物をＣ源としてもよい。
【００１２】
また、バインダーとしては、アルミナセメントが好適であるが、その他の特性を鑑みて、シリカゾルやアルミナゾルといった無機バインダーやレジンのような有機物であっても同様な耐食性向上効果が得られる。
【００１３】
その際、従来から使用されているように分散剤や硬化調整剤を添加することで、低水分で施工時の流動性を確保し、さらに施工に好適な硬化時間を調整することができる。また、乾燥時の爆裂を防止するための、アルミニウム粉末や有機繊維の添加をすることもできる。
【００１４】
以上は流し込み材の例であるが、公知の技術で粒度配合、粘土、バインダーを調整し、スタンプや、乾式または湿式の吹付けで施工できるようにすることもできる。
【００１５】
このようなＮｉＯ粉末の添加量であるが、０．０１重量％より少ないと、ＳｉＯ（ｇ）を固定するのに添加量が不十分で、目的とする組織向上効果が得られない。一方、１０重量％を超えて添加しても、それ以上の効果は得られない。ＮｉＯは比重が６．７と重いため、微粉末での添加量が多すぎると、粒度設計の体積バランスがくずれ、流し込みにおいても、スタンプにおいても、吹付けにおいても施工に支障をきたす。
【００１６】
粒径に関しては、反応性の高い微細なものが好適であるが、前述の施工性確保のために粗くしてもよい。しかし、十分な効果を得るためには０．５ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下の量が前述の０．０１重量％より多く含まれるように設計するのが好ましい。
【００１７】
本発明に係わるその他の成分としては、公知の設計技術を用いることができる。すなわち、骨材としてはアルミナ質、シリカ質の天然原料や人工原料、またマグネシアやカルシア、ドロマイトといった塩基性物質も配合可能である。さらに、粘土等の可塑性付与材、シリカヒュームも使用可能である。加えて、シリコンやアルミニウム等の金属粉末との併用も可能である。
【００１８】
【実施例】
本発明の実施例として、ＮｉＯ粉末添加の効果を例示して説明する。表１は、実施テストした高炉樋不定形耐火物の配合である。本実施例は、流し込み材を使用した。これらの配合４Ｋｇをそれぞれ万能混練機で３分間混練した。その後、所定形状の金型に流し込み成型した。常温で２４時間養生し、硬化を確認した後に脱型し、１１０℃の乾燥機中で２４ｈ乾燥した。その後、コークスブリーズを充填した炭化珪素質のサガーに入れ、電気炉を用い、５００℃で加熱し、ピッチの揮発分を除去した。その後、高周波炉を用い、内張法にて耐食性を比較した。その結果を図１に示している。
【００１９】
表１    本発明の実施例と比較例の配合表
【表１】
0003681673.tif 000002
【００２０】
表１のようにＮｉＯ粉末を多量に添加した比較例ｋ、ｌは流動性が不良で実用的でなく、また図１のようにＮｉＯ粉末を含まない比較例ｍのアルミナ質と比較例ｎのスピネル質のものに比べて、ＮｉＯ粉末を０．０１〜１０重量％を添加した本発明のアルミナ質、スピネル質の実施例ａ〜ｊのものはそれぞれ溶損比が低減し、ＮｉＯを添加することでアルミナ骨材においても、スピネル骨材においても、０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％の添加で耐食性が向上する効果が認められた。
【００２１】
さらに、図１のようにスピネル材質の方が耐食性が良好であることがわかる。このため、原料コスト等を考え、スピネルとアルミナを適当な比で同時に使用することが実用的であり、アルミナ質骨材とスピネル質骨材を９０〜１０対１０〜９０の比率で配合するのが好ましい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明にあっては、高炉樋用のアルミナ質骨材やスピネル質骨材に
ＳｉＯガスを発生させるＳｉＣ質原料を１重量％以上とＮｉガスを発生させる０．５ｍｍ以下のＮｉＯ粉末を０．０１〜１０．０重量％含有することによって高炉樋は、高熱状態下で材質内部はＣＯ雰囲気であり、ＳｉＣやＮｉＯはＳｉＯ（ｇ）やＮｉ（ｇ）といった蒸気となり、このＳｉＯ（ｇ）とＮｉ（ｇ）が気相で直接反応することで材質内部にＳｉＯ2 −ＮｉＯ系のガラスを均一に分散させる。このガラスは気相から生成するものなので、気孔を選択的に充填し、組織の緻密化が図られる。同時にＣの析出が行われるため、緻密化に寄与する。このように材質が緻密化することによって、スラグの侵入を抑制し、スラグと反応する表面積が減少するので、耐食性の向上が図られる。そのため、高炉樋の損耗速度の低減が図られ、樋の寿命が向上し、耐火物原単位の削減が図られ、樋修理頻度の低減による省力化が図られる。
【００２３】
また、上記アルミナ質の粉末や粗粒は５重量％以上含ませるのが好ましく、さらに
スピネル質の粉末や粗粒を併用することで大幅に耐食性を向上させることができる。このためスピネルの使用が望ましいが、原料コストが高くなるため、アルミナと併用して用いられるのが好ましい。またさらに、アルミナ質原料とスピネル質原料を９０〜１０対１０〜９０の比率のように併用するのが、原料コスト等の低減がはかれて経済的に耐食性の向上がはかれて好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例と比較例のＮｉＯ粉末添加量と溶損比の比較図。
【図１】
0003681673.tif 000003