(57)【要約】【課題】低熱伝導性、高耐溶銑溶解性の高炉炉底部用ライニングブロックを提供する。【解決手段】高炉炉底部用ライニングブロックは、無煙炭含有比率が５０〜１００重量％のフリーカーボン５０〜９０重量％、炭化珪素０〜２０重量％、アルミナ５〜５０重量％及びジルコニア０〜２０重量％からなり、フリーカーボンの無煙炭含有比率を５０〜１００％としたことにより、１０ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃以下の低熱伝導性を実現できるとともに、アルミナ５〜５０重量％及びジルコニア０〜２０重量％の耐蝕性骨材を添加することにより高耐溶銑溶解性を実現できる。また、加圧プレス成形後焼成され、長さ寸法が１，０００〜５，０００ｍｍ、幅寸法が３００〜１，０００ｍｍ、厚さ寸法が２３０〜１，０００ｍｍであるから、高炉炉底のカーボンブロック上への敷設工期を短縮できコスト低減に寄与することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無煙炭含有比率が５０〜１００重量％のフリーカーボン５０〜９０重量％、炭化珪素０〜２０重量％、アルミナ５〜５０重量％及びジルコニア０〜２０重量％からなることを特徴とする高炉炉底部用ライニングブロック。
【請求項２】
加圧プレス成形後焼成され、長さ寸法が１，０００〜５，０００ｍｍ、幅寸法が３００〜１，０００ｍｍ、厚さ寸法が２３０〜１，０００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の高炉炉底部用ライニングブロック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉炉底部用ライニングブロックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の炉底を構築するカーボンブロックの上部には、約２ｍ程度のシャモット煉瓦の捨て張り層が形成されていた。この捨て張り層は、３年程度で損耗してしまう。この原因は、シャモット煉瓦が長時間高温で使用されることにより収縮して目地から溶銑が侵入すること、この侵入によるシャモット煉瓦の浮上等によるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、高炉炉底のカーボンブロック上に大型のライニングブロックを敷設するとともに、その上部にシャモット煉瓦を一段程度積む捨て張り層を形成することにより、コストダウン及び工期の短縮を図るという要請が有る。
本発明は上記した要請に応えるためになされたもので、低熱伝導性、高耐溶銑溶解性の高炉炉底部用ライニングブロックを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された高炉炉底部用ライニングブロックは、無煙炭含有比率が５０〜１００重量％のフリーカーボン５０〜９０重量％、炭化珪素０〜２０重量％、アルミナ５〜５０重量％及びジルコニア０〜２０重量％からなることを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載された高炉炉底部用ライニングブロックは、請求項１に記載の構成において、加圧プレス成形後焼成され、長さ寸法が１，０００〜５，０００ｍｍ、幅寸法が３００〜１，０００ｍｍ、厚さ寸法が２３０〜１，０００ｍｍであることを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用及び効果】
請求項１に記載の高炉炉底部用ライニングブロックは、無煙炭含有比率が５０〜１００重量％のフリーカーボン５０〜９０重量％、炭化珪素０〜２０重量％、アルミナ５〜５０重量％及びジルコニア０〜２０重量％からなり、フリーカーボンの無煙炭含有比率を５０〜１００％としたことにより、１０ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃以下の低熱伝導性を実現できるとともに、アルミナ５〜５０重量％及びジルコニア０〜２０重量％の耐蝕性骨材を添加することにより高耐溶銑溶解性を実現できる。
【０００７】
請求項２に記載の高炉炉底部用ライニングブロックは、加圧プレス成形後焼成され、長さ寸法が１，０００〜５，０００ｍｍ、幅寸法が３００〜１，０００ｍｍ、厚さ寸法が２３０〜１，０００ｍｍであるから、高炉炉底のカーボンブロック上への敷設工期を短縮できコスト低減に寄与することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は高炉炉底部の構造を示した模式図であり、炉底部１は、カーボンブロック２で構築されている。炉底部１のカーボンブロック２の上部には、本発明に係る高炉炉底部用ライニングブロック（以下単にライニングブロックという）３が敷設されている。また、ライニングブロック３の上部及び炉底部側壁４の内側には、シャモット煉瓦５が敷設されている。
【０００９】
（実施例１）
実施例１のライニングブロックの組成は、無煙炭１００重量％のフリーカーボン７４．８重量％、炭化珪素５．１重量％、アルミナ１１．３重量％であり、バインダを添加して混練し、プレスにより成形して乾燥させた後、１，０００℃以上の温度で焼成して、長さ２，５００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ５００ｍｍのブロックに成形した。このライニングブロックの熱伝導率は、３．２ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃であった。また、１，５００〜１，５５０℃の溶銑中で６０分経過した際のライニングブロックの溶損指数は３．０であり高耐溶銑溶解性を示した。
但し、１，５００〜１，５５０℃の溶銑中で６０分経過した際の後述する比較例１のライニングブロックの溶損指数（耐溶銑溶解性）を１とする（以下同じ）。
【００１０】
（実施例２）
実施例２のライニングブロックの組成は、無煙炭１００重量％のフリーカーボン７４．９重量％、炭化珪素４．９重量％、アルミナ１１．０重量％、ジルコニア６．１重量％であり、バインダを添加して混練し、プレスにより成形して乾燥させた後、１，０００℃以上の温度で焼成して、長さ２，５００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ５００ｍｍのブロックに成形した。このライニングブロックの熱伝導率は、３．４ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃であった。また、このライニングブロックの溶損指数は、５．５であり高耐溶銑溶解性を示した。
【００１１】
（実施例３）
実施例３のライニングブロックの組成は、無煙炭７０重量％のフリーカーボン７４．９重量％、炭化珪素４．９重量％、アルミナ１１．０重量％、酸化亜鉛６．１重量％であり、バインダを添加して混練し、プレスにより成形して乾燥させた後、１，０００℃以上の温度で焼成して、長さ２，５００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ５００ｍｍのブロックに成形した。このライニングブロックの熱伝導率は、７．０ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃であった。また、このライニングブロックの溶損指数は、４．５であり高耐溶銑溶解性を示した。
【００１２】
（比較例１）
比較例１のライニングブロックの組成は、フリーカーボン６８．９重量％、炭化珪素１７．７重量％、アルミナ５．７重量％であり、バインダを添加して混練し、プレスにより成形して乾燥させた後、１，０００℃以上の温度で焼成して、長さ２，５００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ５００ｍｍのブロックに成形した。このライニングブロックの熱伝導率は、２４．０ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃であった。また、１，５００〜１，５５０℃の溶銑中で６０分経過した際の溶損指数は、上記各実施例との比較のため１とする。
【００１３】
また、実施例１〜３のライニングブロックは、フリーカーボンの骨材である無煙炭及び人造黒鉛を微粒子化すること及び低粘性バインダを採用することにより、実施例１では１μｍ以上の気孔径比率が７．７３％、平均気孔径０．０７μｍとなり、実施例２では１μｍ以上の気孔径比率が７．５４％、平均気孔径０．０６μｍとなり、さらに実施例３では１μｍ以上の気孔径比率が８．０５％、平均気孔径０．０８μｍとなった。これに対して、比較例１では１μｍ以上の気孔径比率が１３．３％、平均気孔径０．１８μｍであった。比較例１に比して実施例１〜３のように、１μｍ以上の気孔径比率及び平均気孔径を少なくすることにより、耐溶銑浸透性の改善が期待される。
【００１４】
図２は、実施例１〜３及び比較例１のライニングブロックに対して行った溶銑加圧浸透試験の試験装置の概略図である。加圧浸透試験の試験条件は、溶融金属（高炉銑）をライニングブロックのサンプル中に入れ、１，５５０℃の高温雰囲気中で０．５ＭＰａのアルゴンガスにより８時間加圧する。比較例１では溶銑の浸透が極少であったが、実施例１〜３では溶銑の浸透は無く、耐溶銑浸透性が実証された。これにより、ライニングブロックの耐用寿命を長期化することができる。
【００１５】
上記で説明したように、実施例１〜３のライニングブロックは、何れも１０ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃以下の低熱伝導性及び高耐溶銑溶解性を実現できるとともに、耐溶銑浸透性を実現できる。また、長さ寸法が１，０００〜５，０００ｍｍ、幅寸法が３００〜１，０００ｍｍ、厚さ寸法が２３０〜１，０００ｍｍであるから、高炉炉底のカーボンブロック上への敷設工期を短縮できコスト低減に寄与することができる。
尚、上記各寸法を逸脱するブロック形状では、小さすぎたり大きすぎたりして敷設工期の短縮に寄与することができない。
【００１６】
また、ライニングブロックは、高炉炉底部に敷設した際、側周壁部において凹凸の関係で係合する係合部を設けることにより、溶銑中に浮き上がってしまうのを防止できる。
上記実施例１〜３と比較例１における他の特性については、図３に示す通りである。
【図面の簡単な説明】
【図１】高炉炉底部の構造を示した模式図である。
【図２】溶銑加圧浸透試験の試験装置の概略図である。
【図３】実施例１〜３と比較例１における各特性を示した表である。
【符号の説明】
１．．．炉底部
３．．．ライニングブロック
４．．．炉底部側壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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