(57)【要約】      （修正有）【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。【解決手段】混銑車１の炉口２の周辺および天井部３の少なくとも一方に、マグネシア（ＭｇＯ）単体とマグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）と黒鉛とを主成分とする煉瓦４を使用した、混銑車用耐火物および混銑車である。さらに、混銑車用耐火物はマグネシアスピネルの比率は５重量％〜５０重量％の範囲内で、黒鉛の比率は１重量％〜３０重量％の範囲内とし、アルミナ単体（Ａｌ２Ｏ３）を含み、アルミナ単体の比率を所定の範囲とした。【選択図】図１
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【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（ＭｇＯ）単体とマグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）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】
前記マグネシア単体と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マグネシアスピネルの比率は５重量％〜５０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】
前記マグネシア単体と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】
前記マグネシア単体と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単体（Ａｌ２Ｏ３）を含み、
アルミナ単体の比率は、（マグネシア単体＋マグネシアスピネル＋アルミナ単体）／黒鉛＝（７０〜９９）／（１〜３０）（重量比）、かつ、
（マグネシア単体）／（マグネシアスピネル＋アルミナ単体）＝（５５〜９３）／（７〜４５）（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（ＭｇＯ）単体とマグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）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。
【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。特に混銑車において、溶銑予備処理時に気体酸素を使用する場合に、炉口周辺および天井部ではＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２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ＳｉＯ２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（ＭｇＯ）単体とマグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）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、マグネシアと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、前記マグネシア単体と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マグネシアスピネルの比率は５重量％〜５０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い。
【００１１】
さらに本発明では、前記マグネシア単体と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、前記マグネシア単体とマグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦は、マグネシアスピネルを熱膨張率のほぼ等しいアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）単体に一部置換しても良い。但し、マグネシアスピネルとアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）単体との合計量に占めるＭｇＯの比率は、１０重量％未満の場合に耐食性が劣化するため、１０重量％以上が好ましい（なお、マグネシアスピネル中のＭｇＯの比率は、理論上は２８．３重量％である）。アルミナ単体の比率は、（マグネシア単体＋マグネシアスピネル＋アルミナ単体）／黒鉛＝（７０〜９９）／（１〜３０）（重量比）、かつ、（マグネシア単体）／（マグネシアスピネル＋アルミナ単体）＝（５５〜９３）／（７〜４５）（重量比）とすることが耐スポーリング性および耐食性上好ましい。
【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（ＭｇＯ）単体とマグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）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（ＭｇＯ）単体とマグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したので、熱膨張の大きいマグネシア単体と熱膨張の小さいマグネシアスピネルとが組み合わさって耐スポーリング性が改善され、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、マグネシア単体とマグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とする煉瓦（以下、ＭＳｐＣ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、マグネシア単体とマグネシアスピネルと黒鉛とを主成分とするＭＳｐＣ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。すなわち、溶銑予備処理では、１６００℃以上の高温での耐食性が要求される。
【００１９】
一方、本実施形態に係るＭＳｐｃ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。また、マグネシア単体はアルミナと比較して高い耐食性を示すが、マグネシア−Ｃ煉瓦とすると、高温ではＭｇＯとＣとが反応するいわゆるマグカーボン反応が生じてマグネシアとＣとが消費され、組織が劣化して耐食性が低下する。そこで本実施形態に係るＭＳｐＣ煉瓦４では、アルミナ骨材よりも耐食性に優れたマグネシアスピネルおよびマグネシア単体を用い、しかもマグネシアスピネルを用いることでマグカーボン反応を抑制した煉瓦としている。その結果、本実施形態に係るＭＳｐＣ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ＭＳｐＣ煉瓦４を使用している。
【００２１】
本実施形態におけるＭＳｐＣ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ＭＳｐＣ煉瓦４は、マグネシア単体と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Ａｌ２Ｏ３の化学組成を持ち、５重量％〜５０重量％の範囲内であると耐用性上好ましい。
【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重量％〜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】
主原料の残部はマグネシアで、主原料の他の成分として、９０重量％以上（９５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ＭＳｐＣ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％程度である。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ＭＳｐＣ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、何れもコークスブリーズ中に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１時間あたり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】
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【００３２】
比較例１〜３のマグネシアスピネル−Ｃ煉瓦や比較例４，５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ＭＳｐＣ煉瓦は、比較例のマグネシアスピネル−Ｃ煉瓦や従来の天井用の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ＭＳｐＣ煉瓦は、マグネシアスピネル−Ｃ煉瓦と概ね同等で、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、ＭＳｐＣ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（ＭｇＯ）単体とマグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）と黒鉛とを主成分とする煉瓦を使用したので、熱膨張の大きいマグネシア単体と熱膨張の小さいマグネシアスピネルとが組み合わさって耐スポーリング性が改善され、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  ＭＳｐＣ煉瓦
Ｌ  ＭＳｐＣ煉瓦使用範囲
【図１】
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【図２】
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