WO1992015537A1 - Boue pour orifice de sous-tirage de haut-fourneau - Google Patents

Description

明 細 書 高炉出銑 口 用マ 、 V ド 材 .

産業上の利用分野

本発明は高炉出銑口用 マ ツ ド 材に関す る も のであ る 。 従来の技術

近年 、 高炉の大型化 と 高圧操業に よ る 出銑量の増大 、 微粉炭等の吹 き 込み に よ る コ ー ク ス比の大幅な低減 、 稼 働年数の大幅な延長等の技術革新はマ ツ ド 材の使用条件 を 苛酷な も の と し 、 要求品質は高度化の一途 を た ど っ て い る 。 更には 、 環境面 を 考慮 し た品質ニーズが強 く な る 等要求 さ れ る マ ツ ド材の具備特性 も 変化 し て き て い る 。

即 ち 、 従来の 出銑 口 の閉塞 と 出銑 、 出滓 を 目 的 と し た 耐食性 、 作業性 を 重視 し た特性だけでな く 、 出銑 口 周辺 の炉壁れんがの保護 と 作業環境の改善が併せて重要な課 題 と な っ て い る 。

現在の各種高炉は 、 ー炉で 1 〜 4 個の 出銑 口 を 有 し 、 通常の 出銑作業は こ れ ら の 出銑口 を 交互 に使用す る ため 出銑 口 の開孔 、 閉塞の間隔は 同一 出銑 口 で通常数時間で あ る 。 し か し 、 操業法 に よ っ て は 2 個の対角線上の 出銑 口 だけで交互に 1 週間以上に わた り 継続使用 し 、 そ の後 休止 中の 出銑 口 を 使用ナ る 方法や樋の状況 、 マ " ド 力' ン の ト ラ ブル等で 、 1 個の 出銑口 を続けて使用す る 連続出 銑'も あ り 、 その場合は 1 時間前後で閉塞一 開孔 を 行わな ければな らな い時 も あ る 。

こ れ ら操業の多様性か ら マ ツ ド材に要求さ れ る 具備特 性 と し て 、 次の点が挙げ られる ：

①マ ツ ド ガンに よ る 出銑口への充填作業を容易 にする た め最適な粘 り と 可塑性 を 有す る こ と ；

②炉内充填後のマ ツ ド材は焼成所要時間が短いほ ど良 く 開孔時の発煙が少ない こ と ；

③焼成後の焼結強度は焼成時間の長短に よ つ て 変動が少 な く 、 開孔作業が容易であ る こ と ；

④溶滓 、 溶銑に対 して耐食性があ り 、 炉内堆積が長期間 可能で 、 かつ出銑口 口径拡大が少な く 、 出銑速度が安定 維持でき る こ と ；

⑤炉内充填時にお いて 、 高温度の 旧材 と の接着性 、 急加 熟時の容積安定性、 早強性に優れ 、 安定 し た 出銑口深度 を形成維持 し 、 炉壁れんがを保護 し得る こ と ；

⑥作業環境を汚染 しな い こ と 。

高炉出銑口用マ 、 V ド材は 、 上記特性を 具備 さ せ る ため 、 従来か ら種 々 の耐火物原料や粒度構成 、 バイ ン ダー等が 研究 さ れて き た 。 例 え ばシ ャ モ ッ ト 、 ロ ー石 、 コ ー ク ス 、 粘土を主原料 と し た珪酸塩質 、 低バ ン 土質系 に代わ っ て 高バ ン 土ァル ミ 十 、 電融 （ま たは焼結）アル ミ ナ 、 炭化珪 素 、 窒化珪素 、 コ ー ク ス 、 粘土を 主原料に し た アル ミ 十 質系が主流にな り つつ あ る 。 なお 、 バィ ン ダ一 と し て は 石'炭系 タ ール主体か ら 作業環境の改善 を 目 的に石油系 、 樹脂系溶液への転換が図 ら れて い る のが現状であ る 。

発明が解決 し よ う と す る 課題 近年の高炉寿命は大型高圧高炉にお いて も 十数年以上 と い う 稼働年数 を 目 標 と す る こ と が一般的 に な っ て き て お り 、 かつ操業内容 も 年 々 技術革新が図 ら れ 、 高炉炉体 れんが も 苛酷な使用条件 と な っ て く る 中で 、 耐用年数の 延長を 図 ら な ければな ら な い 。 そ のため には炉建設 当 時 に最新の高度技術 を 結集 し ただけでな く 、 実稼働時の操 業技術 と マ ッ ド 材質 を いかに進歩さ せ る かが 、 よ り 効率 的な生産 と 炉体の延命に と っ て 重要であ る 。

炉体延命策の中で最 も 重要な要因の一つであ る 炉体下 部の炉壁れんがの損傷 を 軽減 さ せ る こ と であ る 。

炉体下部の炉壁れんがの中で損傷の激 し い部分は貯湯 面近傍にお ける ノ ラ ク ロ損傷 （局部損傷）を 受け る 部分で 更に溶銑 、 溶滓 を 排出す る 出銑口周辺の損傷が当然なが ら 最 も 著 し い 。

従 っ て 、 出銑 口 周辺の炉壁れんがの損傷が炉体寿命 を 左右す る 最大の要因であ る と い っ て も 過言ではな い 。 当 該周辺にお け る 損傷負荷 を 軽減 さ せ る 主な要因対策は溶 銑滓の炉体内周辺流 を 低滅 、 抑制す る こ と で 、 炉体耐火 物 と 溶銑滓の界面 にお け る 拡散効果の抑止 と 、 炉体外水 冷効果が向上する 結果 と な り 、 界面部の温度低下に よ る 反応速度の低滅等に よ り 炉体下部れんがの溶解及び機械 的損傷を効果的に低減さ せ得 る 。 出銑口近傍の炉体内溶 銑滓の周辺流の抑制は出銑口深度 を長 く して 、 で き る だ け炉内径中心部よ り 溶銑滓の排出作業を行 う こ と であ る 従 っ て 、 マ ッ ド材の使用 目 的が従来の出銑口閉塞 と 安 定 した 出銑滓作業だけでな く 、 炉体下部出銑口周辺のれ んが保護が重要な役割 と 言え る 。

出銑口深度の伸長 と 安定性 を確保す る こ と は 、 炉体下 部出銑口深度の炉壁れんが保護 と 出銑滓作業で残銑 、 残 滓を減少 さ せ 、 常に低い炉内溶銑 レベルで作業管理する こ と ができ 、 風圧変動の減少及び機器の故障等に よ る 突 発休風時の二次的被害の防止等が可能 と な り 、 操業の安 定 、 安全性の面にお いて大 き な役割を果たすこ と がで き る 。 - しか し 、 現在のマ ツ ド材は材質の改善 と 進歩はな さ れ て いる が、 炉内の内容物の動 き や溶鉄滓の激 し い流下に 対 し て充分に溝足でき る 安定 し た 出銑口深度が得 ら れず ， マ 、'， ド材の多量の充填や設備的に出銑口上部の羽口 内径 の縮小や 、 羽口 の閉塞 、 羽口間隔を 広げた り して 対応 し て いる のが現状であ る 。

こ れ ら の対策で 、 マ ッ ド材充填量の増加は焼成不足に よ る 発煙の増大や作業環境の悪化 を招 き 、 ま た 、 設備面 で対応すれば 、 炉内の風量バ ラ ン スが損なわれる 等で好 ま し く な い 。 従 っ て 、 高炉操業技術に適合 し た マ ッ ド 材 を 開発 し 、 出銑 口深度 を 伸長 さ せ 、 かつ環境改善す る こ と が最 も 重要な課題であ る 。

従来 、 作業環境の改善策 と し て 、 マ ツ ド 材の粘結用 バ ィ ン ダ一は石炭 タ ール系か ら 樹脂系 に変 え る こ と が提案 さ れ 、 発煙 、 悪臭の軽減 、 早期強度の発現 と 焼成時間の 短縮が図 られ 、 出銑口 の充填作業の環境改善 と 作業時間 の短縮等大幅な改善がな さ れて き た 。 し か し 、 そ れ ら 長 所だけでな く 、 前記 し た 出銑 口深度の伸長に不可欠な炉 内 に堆積 し た灼熱状態のマ ツ ド 材 と の接着性は早期熟硬 化が特性故に逆に損なわれ 、 出銑 口 内の閉塞 目 的だけな ら 使用上の効果は大 き いが 、 出銑 口深度の伸長に対 し て は逆効果であ り 、 マ ッ ド 材に よ る 炉壁下 ^の 出銑 口周辺 の炉壁れんが保護に よ る 高炉寿命の延長に対 し て は大 き な欠点であ る と 言わ ざ る を 得な い現状であ る 。

従 っ て 、 本発明の 目 的は樹脂系マ ッ ド 材の特性であ る 作業環境の改善 を 具備 し 、 短所であ っ た高熟下に あ る 炉 内堆積マ ツ ド 材 と の接着性 を 改善 し 、 出銑 口 深度 を 伸長 さ せ得 る 画期的なマ ツ ド 材 を 開発す る こ と に あ る 。 図面の簡単な説明

第 1 図は 、 実施例の特性試験にお いて 、 シ ュ ミ レ ー シ ョ ン炉テ ス ト に使用 し た装置の概略図であ る 。 第 1 図中 、

1 は赤熟 コ 一 ク ス 、 2 はマ ッ ド 材 、 3 は力 ブ セ /レ 、 4 は 油圧シ リ ンダー 、 5 は シ リ ン ダ一セ ッ ト 用 ジャ ッ キ 、 6 は炉内堆積マ ッ ド材 、 7 はカ プセル及び油圧 シ リ ン ダ一 固定具（脱着式）、 8 は電動式油圧ポ ン プ 、 9 はロ ス ト ル 1 0は圧縮空気送気口 、 1 1は熱電対 、 1 2は耐火キ ャ ス タ ブ ルであ る 。 課題を 解決する ための手段

本発明の高炉出銑口用マ ツ ド材は上述の如 き 問題点 を 解決すべ く 、 鋭意研究 を重ねた結果 、 高耐食性耐火骨材 に対 して粘結用バイ ン ダー と して は 、 作業環境改善のた め 、 ノ ボラ ッ ク 型 フ エ ノ ール樹脂 を 用 い 、 その樹脂の特 性は前述のマ ツ ド材具備特性のすべて を満足さ せ得る よ う に成 し得た も のであ る 。 即 ち 、 本発明に用 いた樹脂は 硬化特性を従来既知の硬化手法であ る 硬化剤の添加、 例 え ばへキサメ チ レ ンテ ト ラ ミ ンゃ レ ゾール型等の添加量 調整に よ る 手法 と は全 く 異な り 、 熱可塑性を前提 と し て 灼熱さ れたマ ツ ド材 と の熱簡接触面にお ける 濡れ性の付 与 と 、 急加熱に よ る 揮発物質のガス化 、 熱膨張等に対す る マ ッ ド材組成の安定性付与の両面か ら 、 樹脂の数平均 分子量 を特定する こ と に よ っ て 他の手法では全 く 得 ら れ なか っ た最適な濡れ性 、 熱硬化特性を実現 さ せ 、 従来の 樹脂系マ 、 V ド材の最大の欠点であ っ た高温下にお け る 接 着性 を解決 し 、 出銑口深度を 伸長 さ せる こ と がで き 、 か つ作業環境の改善を 図っ た も のであ る 。 即 ち 、 本発明は粒度調整 し た電融アル ミ ナ 、 焼結アル ミ ナ 、 ボー キ サイ ト 、 バ ン 土頁岩 、 アル ミ ナス ビ ネル 、 ロ ー石 、 炭化珪素 、 窒化珪素 、 炭素材 、 粘土及び少量の 金属粉等 よ り 構成 さ れた慣用のマ ツ ド 材用耐火物骨材に 特定数平均分子量の ノ ボ ラ ッ ク 型 フ ェ ノ ール樹脂溶液 を 粘結用バイ ンダー と し て 8 〜 2 0 重量％添加 、 配合す る こ と を 特徴 と す る 高炉出銑 口用マ ツ ド 材に係 る 。 作用

本発明の高炉出銑 口用マ ツ ド 材に用 い る ノ ボ ラ ッ ク 型 フ エ ノ ール樹脂は 、 数平均分子爱 3 0 0 〜 6 0 0 の も の であ り 、 本発明では 、 こ の樹脂の溶液 を 粒度調整 し た電 融アル ミ ナ 、 焼結アル ミ ナ 、 ボー キサイ ト 、 バ ン土頁岩 アル ミ ナス ピ ネル 、 ロ ー石 、 炭化珪素 、 窒化珪素 、 コ ー ク ス 、 粘土ま た は シ リ カ やアル ミ ナ超微粉 、 及び焼結 を 目 的 と し た少量の金属粉等か ら 選定 し た組み合わせで構 成 さ れる 慣用のマ ツ ド材用耐火骨材の粘結用バイ ン ダー と し た使用す る も のであ る 。

当該 ノ ボ ラ ッ ク 型 フ X ノ ール樹脂の数平均分子量が 3 0 0 未満の場合には 、 マ ッ ド 材の硬化が遅 く な り 、 急 加熱 し た時にマ ツ ド 材中の揮発分の急激なガス 化ゃ熱膨 張に よ り マ ッ ド 材組成が粗雑 と な り 、 溶銑 、 溶滓に対す る 耐摩耗性や耐溶損性が低下 し 、 好 ま し く な い 。 ま た 、 数平均分子量が 6 0 0 を 超 え る 場合に は 、 マ ッ ド 材の硬 化が速 く な り 、 高温下にお け る 灼熱さ れたマ ツ ド材 と の 接着性が悪 く な り 、 かつ樹脂 自 体の粘性 も 高 く な る ため 混練ゃ炉内充填等の作業性維持に困難を き たす 。 こ れを 改善 し 、 適度の粘性にする こ と は可能であ る が 、 グ リ コ ール類の比率が必然的に大き く な り 、 そ の結果 、 樹脂分 が減少 し 、 マ ツ ド材焼成後の炭素結合力 が低下 し 、 耐食 性 を損な う ために好ま し く な い。

本発明にお いて は 、 上述の よ う な特定分子量 を も つ ノ ポラ ッ ク 型フ エ ノ ール樹脂 を 溶剤例え ばエチ レ ン グ リ コ ール、 ジエチ レ ンク： リ コ ール類等の ダ リ コ ール類 、 ジォ ク チルフ タ レー ト 、 ジブチルフ タ レー ト 等のエステル類 等に よ り 溶解 して樹脂溶液を粘結用バイ ンダ一 と して 使 用す る 。

一方 、 マ ッ ド材の耐火骨材に対す る ノ ボラ ッ ク 型 フ エ ノ ール樹脂溶液すなわち粘結用バイ ンダ一の添加量は出 銑口へ充填する マ 、'/ ド ガンの能力 、 耐火骨材の粒度構成 比 、 樹脂溶液の粘度等に も 影響さ れる が、 通常 8〜 2 0 重量％程度が最適であ る 。 バイ ン ダ一の添加 が 8 重置 .¾未満の場合には 、 マ ッ ドガンに よ る 炉内への充填が不 能 と な り 、 ま た 、 2 0 重量％ を超え る 場合には 、 マ ッ ド 材中の揮発分が必然的に多 く な り 、 ガス化に伴 う 組織の 粗雜化を助長する こ と と な り 、 耐食性の低下や急加熱に 伴 う 容積安定性を損な う ため に好ま し く な い 。

なお 、 液状樹脂中の樹脂分含有量は 5 0〜 7 0 重量 ¾ の範囲内が好 ま し い 。 樹脂分含有量が 5 0 重量％未満の 場合には 、 焼成初期 、 中期の炭素結合が弱 く 、 耐用性の 点で劣 り 好 ま し く な い 。 ま た 、 7 0 重量％ を 超 え る 場合 には 、 粘度が高 く な り 過 ぎて 、 バイ ン ダ一の添加量が多 く な り 、 添加量過剰の場合 と 同様な負効果 と な る 。 実施例

以下に実施例及び比較例 を 挙げて 本発明 を 更に説明す る 。

実施例

以下の表 1 は粘結用バイ ン ダーの特性 を 示 し 、 表 2 は 耐火骨材 と し て 使用 し た原料の化学成分 と 粒度 を示す 。 表 3 は実施例 と 比較例のマ ッ ド 材の配合 を 示 し 、 表 4 に そ の特性値 を示す 。

表 1

数分子量 粘度: 40C 固定炭素 溶液濃度 (平均） (ボイズ） ( ) {%) ノボラック型フヱノール樹脂： 260 40 30 73 ノボラック型フヱノール樹脂： R2 310 31 65 ノボラック型フヱノール樹脂： R3 450 30 60 ノボラック型フエノール樹脂： R4 580 29 55 ノボラック型フエノール樹脂： R5 650 28 48 従来型フエノール樹脂： P3 280 38 73 従来型フ ノール樹脂： P7 280 41 73 石炭系タール (JIS 2号)

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1)溶液濃度は各種樹脂をエチ レ ング リ コ ールに溶解 した時の樹脂分含有量 （重量％》を表す 。

2)従来型フ ノール樹脂 P 3 、 P 7 は熱硬化促進剤 と してへキサメ チ レ ンテ 卜 ラ ミ ンの添加量を示 し 樹脂溶液に対 して P 3 は外掛比 3 重量％ 、 P 7 は 7 重量 ^ 0 を意味する

表 2

粒度 化学成分 (重量％)

(mrn) AI₂20U3 Si0_: SiC Si₃N₄ F.C

電融アルミナ： M 3〜1 99.6

電融アルミナ： A2 1> 99.6

電融アルミナ： A3 0.075> 98.5

焼結アルミナ： A4 7〜1 99.7

ボーキサイ ト： B1 3〜1 90.5 6.2

ボーキサイト： B2 1> 90.5 6.E

ロー石： C1 3〜1 20.1 75.2

ロー石： C2 1> 20.1 75.2

コークス 2> 89.3 炭化珪素： D1 3> 83.5 7.9 炭化珪素: D2 0.075> 87.7 4.1 窒化珪素 0.075> 97.6

耐火粘土 0.7> 34.2 54.4

シリカフラワー 平均粒径 0,5〃 m 92.3

金属珪素 0.075> 98.3 石炭ピッチ 1> 53.1

(重量％〉 実施例

1 2 3 4 5 6 7 電融アル'さナ： A1 15 15 15 16 9

雷融ァゾレミナ · Α2 10 10 10 11 6

電融アブレミナ： A3 11 11 11 12 7

條結ァノレミ十 · Α4 38

ボ―キサイ - R1

ボーキサイ卜： 15

Π 7ί · Π1 i n -^_ 10 ークス 10 10 10 11 6 15 20 炭化珪素 -D1 5 5 5 5 3 5 5 炭化珪素： D2 12 12 12 13 7 12 12 窒化珪素 10 10 10 11 6 10 8 耐火粘土 8 8 8 5 12 15 シリカフラワー 6

2 2 9

¾ί炭ピッナ 2 1 2 2 2 2 2 フエノール樹脂: R1

フエノール樹脂: 15

フエノール樹脂: R3 15 11 9 17 18 フエノール樹脂: R4 15

フエノール樹脂: R5

フエノール樹脂: P3

フエノール樹脂: P7

石炭系タール 表 3 (続き） (重量％) 比較例

8 9 10 11 12 13

電融アルミナ： Al 15 15 15 15 14

電融アルミナ： 10 10 10 10 10

電融アルミナ： A3 11 11 11 11 11

焼結アルミナ： A4

ボーキサイト： B1

ボーキサイト： B2

ロー石： C1 10 ロー石： C2 10 コークス 10 10 10 10 10 19 炭化珪素： D1 5 5 5 5 5 5 炭化珪素: D2 12 12 12 12 12 12 窒化珪素 10 10 10 10 10 8 耐火粘土 8 8 8 8 8 15 シリカフラワー

2 2 2 2 2

石炭ピッチ 2 2 2 2 2

フエノール樹脂： R1 15

フエノール樹脂： R2

フエノール樹脂: R3

フエノール樹脂: R4

フエノール樹脂: R5 15

フエノール樹脂： P3 15

フエノール樹脂: P7 15

石炭系タール 16 19 表 3 に示す配合で 、 加熱式下廻 り ミ キサー を用 いて粘 結用バイ ンダ一が樹脂系の場合は練土温度 3 0 〜 4 0 V タ ール系の場合は 4 0 〜 5 0 °Cに保ち 、 よ く 混練 し て 供 試体作成用の杯土 と した 。

表 4 に示す物理特性値は形状 3 5 X 3 5 X 1 4 O m m 成形圧力 1 S O k g i Z c m ²で作成 し 、 供試体 と し た 。 表 4 中の各特性比較につ い て の テス ト 方法 を 以下に説明 する ：

①耐食性比較 ： * 1 は高周波誘導炉に よ る 1 5 5 0 °G 3 時間 、 侵食剤 と して銑鉄 1 O k g と 高炉ス ラ グ 3 0 0 g 6 回入れ替 え に よ る 侵食深さ の比較で耐用性 を指数 比較 した 。

②溶銑浸漬テス ト ： * 2 は予 じめ 6 0 Cに加熱 し た杯土 を用いて金型形状 1 0 O X 1 0 0 X 2 0 O m mの中 に杯 土を 入れ 、 ェヤー ラ ンマーで均一組織にな る ま で よ く 打 設成形 した 。 なお 、 金枠は短辺側の一端中央部に 1 1 m m <^ の穴を開け、 芯金 1 O m m X 2 0 0 m m の金棒 で一方の先端 と 5 O m m の位置に 5 m m ^ x' 4 O m mの 針金を直角 にス タ ツ ド と し て付けた も の を試料の中心部 ま で挿入 し た状態で成形でき る 形状 と し た 。 本供試体を 鉄パィ ァの先に固定 し て高炉主樋ス キ ン マ ー部の溶銑 ( 1 5 0 0 ）に供試体の先端 よ り 約 1 0 0 m m を ] 分間 浸漬 し て その状況 を比較 し た 。

⑧ シ ユ ミ レ ー シ ヨ ン炉チス ト ： * 3 は第 1 11に示す シ ュ ミ レー シ ョ ン炉で炉内 に コ ー ク ス粒 （ 3 0〜. l O m m )を 詰め 、 炉下部 よ り 送気に よ り 炉 内 コ一ク ス を燃焼 さ せ 、 コ ー ク ス温度約 1 5 0 0 °C に保 っ た状態の中へ 、 口径 2 0 m m ^ の ノ ズル よ り 杯土 1 . 0 k g を 油圧 シ リ ン ダ 一を 使 っ て 炉内へ充填 し 、 直ち に充填用カ プセル を 脱着 し 、 充填 口 を 2 0 m m コ ン ク リ ー ト ド リ ルで開 口す る 第 1 回充填 よ り 1 0 分経過後 、 第 2 回 目 の杯土 を 1 . 0 k g 炉内充填 し 、 同様の操作 を 反復 し 、 計 3 回の充填 を 行 う 。 2 0 分経過後に消火 し 、 酸化 を 抑制す る 方法で冷 却後炉体 を 縦 2 分割に し て コ ー ク ス を 除去 し 、 試料 を 採 取す る 。 本操作を各配合毎に実施 し 、 そ の接着状況 を 比 較 し た 。

④電気炉加熱テス ト ： * 4 はマ ッ ド 材の未焼成品 と 焼成 さ れた灼熱状態のマ ツ ド 材 を 接触 さ せ 、 そ の後接合 さ せ た状態の ま ま で 3 0 0 °Cノ 1 0 時間加熱処理 した後 、 曲 げ強 さ を 測定 し 、 比較 し た 。 そ のテス ト 方法は 、 ま ず杯 土 を 成形圧力 1 5 0 k g i / c m ²で形状 4 0 X 4 0 X 8 0 m mの立方体に加圧成形 し た も の を 2 個用意 し 、 そ の う ち の 1 個の成形体は断熱れんがで分割可能な外枠 を 作 り 、 そ の形状は 4 0 X 4 0 X 2 0 0 m m と し 、 そ の 中 に未焼成の供試体 を 入れて お き 、 他方の供試体は酸素 レ ス の中性雰囲気の電気炉中で 1 5 0 0 °C 3 時間焼成 し そ の灼熱状態の も の を ト ン グで素早 く 取 り 出 し 、 前述の 断熱材の ケ ー ス に 入れ 、 3 k g f / c m ²の荷重 を 掛け た状態で 3 時間放冷後 、 焼成品 と 未焼成品が接合 し た状 態で 3 0 0 °C / 1 し 時間の熱処理 を 行い 、 未焼成品を 熟 硬化 さ せてか ら 曲げ強 さ を比較 した 。

⑤熱硬化速度 ： * 5 は成形圧力 1 5 0 k _g f Z c m ²で 、 5 0 m m <^ X 5 0 m m ^hに成形 したマ ツ ド材ブ リ ケ ッ ト を 2 k Wの螺旋状電気 ヒ ー タ ー 3 0 0 m m ^» の上に 、 鉄 扳（ 9 m m X 3 5 0 m m X 3 5 0 m m )を 置き 、 その鉄板 の表面温度を 5 0 0 °Cに保持 し 、 当該鉄板上に プ リ ケ ッ ト を乗せ 、 上部 ま で硬化す る に必要な時間を 求め 、 熟硬 化速度 と し て比較 した 。

⑥発煙時間 ： * 6 は 1 0 0 0 °C保持の電気炉の中へ 、 マ ッ ド材杯土を成形圧力 1 S O k g f Z c m ²で 3 O m m

X 3 0 m m ^hに成形 した供試体を投入 し 、 発煙の終了時 簡を比較 した 。

表 4

実 施 例 比 較 例

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 充填性 [マーシャル値 (kg/cm²)]

： 45°C 17 17 17 18 18 17 16 16 17 17 17 31 30

300°C/10hrs加熱後残存線

変化率（％) -0.2 -0.1 -0.2 -0.1 一 0.1 -0.2 -0.3 -0.2 -0.4 -0.5 -0.7 + 0.1 + 0.1 カザ比重 2.19 2.20 2.18 2.24 2.42 2.07 1.91 2.19 2.18 2.18 2.17 2.09 1.92 見掛気孔率（％) 14.4 14.1 13.7 13.3 12.5 14.8 15.4 14.3 13.6 14.1 14.9 9.1 9.0 曲げ強さ（kgfZcm²) 91 105 112 108 106 101 104 86 115 127 155 48 43

1500°CZ3hrs加熱後残存線

変化率（％) -0.4 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 一 0.5 -0.2 -0.3 一 0.7 -0.8 一 1-2 + 0.2 + 0.6 カザ比重 2.16 2.17 2.16 2.19 2.39 2.04 1.79 2.15 2.14 2.13 2.12 2.00 1.80 見掛気孔率（％) 28.0 27.8 28.1 27.9 26.3 28.0 28.8 28.1 28.4 29.2 30.5 28.7 29.3 曲げ強さ（kgfZcDi²) 71 87 84 89 85 78 73 70 85 66 58 71 68 耐食性比較 *1 83 85 84 88 100 76 65 79 78 77 74 75 63 溶鉄浸漬テス ト *2

残存重量率 (％) 91 90 91 92 94 88 85 79 87 88 90 75 72 組織内在キレツ状況 o 〇 〇 〇 〇 〇 〇 Δ Δ X X X X 見掛気孔率（％) 14.8 15.1 15.2 14.9 12.7 15.5 15.8 15.8 16.7 17.3 18.5 14.8 15.3 シミュレーション炉テスト *3

接着性比較 〇 ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 Δ △ X X 〇 〇 電気炉加熱テスト *4

接着強度 (曲げ強さ） (kgf/cm²) 33 35 32 37 28 34 31 21 11 6 2 13 10 熱硬化速度（ram/min)*5 0.50 0.57 0.65 0.60 0.63 0.54 0.51 0.42 0.76 1.18 1.98 0.62 0.60 発炎時間（sec)* 6 58 55 52 54 41 56 58 60 50 49 46 244 261

註 ： 表中の記号は下記の通 り であ る 。

1〉組織内在キ レ ツ の程度 ： 〇 = な し 、 =微小キ レ ツ ，

X =環状キ レ ツ有

2 ) * 3 の接着性比較（ 3 回 に分けて 1 0 分毎に炉内充 填物の接合状態）

◎ = 3 回分が一体化 した状況

〇 = 3 回分が略一体化 して い る が 、 目 視で 3 区分 でき る も の

Δ = 3 区分が一部接合 した所 も あ る が触れる と 崩 れる も の

X = 3 区分が全 く 接合せず 、 3 個バラバラ の状態 本発明品であ る 実施例 2 のマ ツ ド材を大型高圧高炉（容 積 4 5 5 0 m ³ )にお いて実機テス ト した結果 、 出銑口深 度は 、 従来品であ る 比較例 1 2 のマ ツ ド材では 3 3 9 c m であ る の に対 して 、 当該発明品は 3 5 4 c m と 使用 1 0 日間（ 1 キ ャ ンペー ン）の平均値で伸長 し 、 出銑時閤 は 1 5 0 分が 1 5 4 分 と 略同等であ り 、 ま た 、 マ ツ ド ガ ン保持時間は 2 5 分が 7 分に短縮でき 、 取 り 扱い時の黒 鉛発生等 も 解消 し 、 作業環境 も 併せて顕著な改善ができ た 。

更に 、 本発明のマ ツ ド材を 1 力 月 間の長期維続テス ト した と こ ろ 、 比較例 1 2 に対 して 出銑口深度は従来値の 3 3 9 c m 力 ら 3 7 5 c m に 3 6 c m 伸長 した 。 ま た 、 マ ツ ド材の 1 タ ッ プ当た り の充填 fi を 3 0 %肖【j減 して も 、 従来質のマ ツ ド 材 と 同等の出銑 口深度が確保で き る こ と が判明 し 、 高温下にお け る 灼熱マ ッ ド 材 と の良好な接着 性 と 容積安定性が実証で き 、 適切な充填量 を選定すれば 出銑口周辺のれんが保護 も 容易 に達成で き る 画期的なマ ッ ド 材 を 開発す る こ と がで き た 。 発明の効果

本発明の高炉出銑 口用マ ツ ド 材は炉内の灼熱 さ れた マ ツ ド 材 と の接着性 と 急加熱に伴 う マ ツ ド 材中の揮発分の急 激なガス化に よ る 組織の粗雑化や崩壊現象 を 防止す る た め に適度の熱硬化性を樹脂の数分子量で特定す る こ と で 優れた特質を 成 し得たので 、 出銑口深度の伸長 と 安定維 持 を 可能な も の と し 、 かつ作業環境 と 閉塞及び開孔準備 作業等の面で大幅な時間短縮等が図 ら れ 、 毎 日 の軽快な 出銑作業 と 高炉炉体下部のれんが保護に よ る 高炉稼働年 数の延長ができ る 。 ま た 、 本発明は高炉の出銑口 閉塞 目 的だけでな く 、 電気炉の 出鋼 口 の閉塞材ゃ溶湯を扱 う 湯 口 の閉塞等に も 応用で き る 。

Claims

請 求 の 範 囲

1 ·. 慣用のマ ツ ド材用耐火物骨材に 、 特定数平均分子 iの ノ ボラ ッ ク 型フ エ ノ ール樹脂溶液を粘結用バイ ン ダ 一 と して 8〜 2 0 重量％添加 、 配合する こ と を特徴 と す る 高炉出銑口用マ ツ ド材。

2 . 特定数分子量の ノ ボラ ッ ク 型フ エ ノ ール樹脂溶液 は 数平均分子量 3 0 0 〜 6 0 0 の範囲の樹脂を溶剤に

5 0 〜 7 0 重 i %含有 さ せた液状樹脂であ る 請求項 ¹ 記 載の高炉出銑口用マ ツ ド材。