(57)【要約】【課題】出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に復帰させることが可能な出銑孔閉塞材を提供する。【解決手段】粒度調整が行われた耐火物原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合することにより、例えば、高耐火性のカオリン粘土の一部を低耐火性のセリサイトにより置換して、低温での焼結性を向上させて、出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に復帰させる。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度調整が行われた耐火物原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合したことを特徴とする出銑孔閉塞材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出銑孔閉塞材に関し、特に高炉の出銑孔に充填して出銑孔を閉塞するために用いられる出銑孔閉塞材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、コスト削減の見地から、高炉の長寿命化を図るため、種々の試みがなされている。この高炉の長寿命化を図る上において、出銑孔付近の炉壁保護が非常に重要な課題の一つとなる。そして、この出銑孔付近の炉壁保護には、出銑孔に圧入して使用される閉塞材（出銑孔閉塞材）が大きな役割を果たしている。
【０００３】
そして、近年は、出銑孔閉塞材の原単価の低減や、高炉炉前作業の負荷軽減を目的として、より長い出銑時間を確保することが可能な出銑孔閉塞材が要求されるようになり、出銑孔閉塞材の高密度化、高強度化を実現するために、種々の設計が行われている。また、出銑孔付近の炉壁保護のため、出銑孔深度を適正に保つことが行われている。
【０００４】
そして、最近では、このような出銑孔閉塞材として、アルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カーボン、カオリン粘土、黒鉛、カーボンブラックなどを粒度調整した耐火原料に、バインダーとしてタール、フェノールレジン、粉末ピッチなどの残炭素有機化合物を加えて混練したものが使用されるに至っている。また、出銑孔深度が長期間、適正な範囲に保たれるようにするために、耐火原料として溶銑に溶けにくい高耐火性のアルミナ微粉が使用されるとともに、焼結材として金属シリコンが使用されている。
【０００５】
しかしながら、出銑孔は樋修理などにより、１〜１４日程度の間、休止する場合があり、従来の出銑孔閉塞材を用いた場合には、休止後の使用開始時に出銑孔深度が浅く、容易に本来の出銑孔深度に復帰しにくい場合があり、効率のよい操業を妨げるという問題点がある。
【０００６】
その原因の１つが、閉塞材の充填性を確保するために使用されている高耐火性カオリン系粘土にある。すなわち、カオリン粘土は耐火度がＳＫ３０〜３５と高く、このような高耐火性カオリン系粘土が使用された出銑孔閉塞材においては、早期焼結が阻害され、休止後の使用開始時に、本来の出銑孔深度に復帰することが困難になるという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するものであり、出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に復帰させることが可能な出銑孔閉塞材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、発明者らは、出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に至らしめることが可能な出銑孔閉塞材の組成について、種々の検討を行い、例えば、アルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カオリン粘土、カーボンブラックなどを含有し、粒度調整が行われた耐火物原料に対し、低耐火性のセリサイトを所定の割合で配合することにより、使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に至らしめることが可能になることを知り、さらに実験、検討を行って本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明の出銑孔閉塞材は、粒度調整が行われた耐火物原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合したことを特徴としている。
【００１０】
本発明の出銑孔閉塞材において、粒度調整が行われた耐火原料に添加されるセリサイトは、Ｋ２Ｏ・３Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏの化学組成を有する原料で、その耐火度はＳＫ６〜１０である。
このセリサイトは、単斜晶系の結晶で見掛けは板状であるが、適度な滑りを有し、出銑孔閉塞材に使用する場合、例えばカオリン粘土と置換しても、マッドガンによる充填性を阻害することがない。
また、セリサイトは、Ｋ２Ｏを多く含み、低温で焼結しやすく、出銑孔閉塞材に使用することにより、出銑孔内での出銑孔閉塞材の焼結が促進される。
【００１１】
出銑孔付近の炉壁は出銑中に溶銑、溶滓により加熱されて温度が上昇するが、休止後の使用初期は炉壁の温度が低く、出銑孔閉塞材が焼結しにくいため、出銑孔深度が延びにくいが、本発明の出銑孔閉塞材では、セリサイトが使用されていることから、焼結が低温領域から始まり出銑孔深度が本来の深度にまで早期に復帰し、速やかに安定した操業を行うことが可能になる。
【００１２】
本発明の出銑孔閉塞材においては、セリサイトとして、粒度が４５μｍ〜０．１μｍのものを用いることが望ましく、使用量は１〜１０重量％の範囲とすることが望ましい。
セリサイトの粒径が４５μｍを超えると焼結が遅くなり、強度も低くなるため好ましくない。また、セリサイトの粒径が０．１μｍ未満になると、スラグに対する耐食性が低下し、出銑時間の低下を生じるため好ましくない。
また、セリサイトの使用量が１重量％未満になると十分な強度を得ることが困難になり、また、セリサイトの使用量が１０重量％を超えると耐食性が低下するため好ましくない。
【００１３】
なお、本発明の出銑孔閉塞材においては、耐火物原料として、一般に出銑孔閉塞材に使用されるアルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カオリン粘土、カーボンブラックなどを含有し、粒度調整が行われた耐火物原料を使用することが可能である。
【００１４】
また、本発明の出銑孔閉塞材においては、バインダーとして残炭素有機化合物が用いられるが、この残炭素有機化合物としては、タール、フェノールレジンなどが例示される。
【００１５】
また、本発明の出銑孔閉塞材においては、金属珪素、フェロシリコン、アルミニウム粉などの添加剤を必要に応じて使用することが可能である。
【００１６】
上述のように構成された本発明の出銑孔閉塞材においては、粒度調整が行われた耐火原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトが１〜１０重量％の割合で配合されているので、出銑孔内での出銑孔閉塞材の焼結が促進され、低温から焼結が始まる。そのため、出銑孔深度を早期に本来の深度にまで復帰させることが可能になる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
表１に示すような割合で、高珪酸ろう石、炭化珪素、石炭コークス、窒化珪素鉄、カオリン粘土、及びタールを配合するとともに、さらに、所定の粒径のセリサイトを本発明の範囲内の割合で配合することにより出銑孔閉塞材（実施例の試料）を作製した。なお、比較のため、本発明の範囲外の比較例１，２及び３の出銑孔閉塞材を作製した。
表１において、タールの添加量は外掛けの値である。
【００１８】
【表１】
2004010380.tif 000002
【００１９】
なお、表１の実施例１は４０μｍ〜０．１μｍのセリサイトを９重量％の割合で配合した出銑孔閉塞材であり、実施例２は０．５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを２重量％の割合で配合した出銑孔閉塞材である。
【００２０】
また、比較例１はセリサイトを配合しない出銑孔閉塞材（従来例）、比較例２は粒径が０．１μｍ以下のセリサイトを０．５重量％の割合で配合した出銑孔閉塞材、比較例３は粒径が５０μｍまでのものを含むセリサイトを１２重量％の割合で配合した試料であり、比較例１〜３はいずれも本発明の範囲外のものである。
【００２１】
そして、これらの実施例１，２及び比較例１，２，３の試料について、１０００℃で焼成した後の常温曲げ強さを調べた。
また、実施例１，２及び比較例１，２，３の試料について、高周波誘導炉を使用し、１５５０℃で５時間の耐食性試験を行い、耐食性（溶損指数）を調べた。なお、侵食剤としては、高炉スラグを使用した。なお、溶損指数は比較例１（従来例）を１００として算出した。
【００２２】
上述のようにして調べた曲げ強さ及び耐食性（溶損指数）についての測定結果を表１に併せて示す。
表１に示すように、粒径が本発明の範囲内のセリサイトを、本発明の範囲内の割合で配合してなる実施例１及び２の試料は、比較例１（従来例）と比べて、曲げ強さが大きく、かつ、耐食性が同等であることが確認された。
また、表１より、セリサイトを配合しているが本発明の範囲外のものである比較例２は、耐食性については実施例１，２と同等の結果が得られているが、曲げ強さについては実施例１，２より劣っていることがわかる。
また、比較例３については、曲げ強さは、実施例１，２よりも優れているが、耐食性が劣っていることがわかる。
なお、表１には示していないが、粒径が４５μｍ〜０．１μｍの範囲のセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合した試料（出銑孔閉塞材）においては、上記実施例１及び２の試料と同等の曲げ強さ及び耐食性が得られることが確認されている。
【００２３】
上記実施例１及び２の出銑孔閉塞材を実際に高炉に使用したところ、休止後の使用開始時において、従来の出銑孔閉塞材を用いた場合には出銑孔深度の回復に約２日（使用開始後１０回）を要するところが、半日後の３回目の使用時に通常の出銑孔深度に復帰することが確認された。
【００２４】
なお、本発明の出銑孔閉塞材において、耐火物原料の種類は上記実施例に限定されるものではなく、耐火物原料として一般に出銑孔閉塞材に使用されるアルミナ、ろう石、炭化珪素、窒化珪素鉄、カオリン粘土、カーボンブラックなどを含有し、粒度調整が行われた耐火物原料を種々の割合で配合して使用することが可能である。
また、上記実施例では、バインダーとしてタールを用いているが、フェノールレジンなどの他の残炭素有機化合物を用いることも可能である。
【００２５】
本発明は、さらにその他の点において上記実施例に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
上述のように、本発明の出銑孔閉塞材は、粒度調整が行われた耐火原料に対し、粒径が４５μｍ〜０．１μｍのセリサイトを１〜１０重量％の割合で配合するようにしているので、例えば、高耐火性のカオリン粘土の一部を低耐火性のセリサイトにより置換して、焼結を促進することが可能になり、出銑孔使用開始後の出銑孔深度を本来の出銑孔深度に早期に復帰させることが可能になる。