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        転爐爐ライニングとは

        2020-05-25

        転爐爐ライニングとは、転爐金屬爐の殻內に築かれた耐火物層を指す。転爐爐ライニングの主な機能は、高溫冶金溶融物の製鋼反応を完成させるために耐久性のある容器を提供することである。爐ライニング材料は高溫及び溫度の激しい変動に耐えられ、スラグの化學的浸食に耐えられ、溶鋼の機械的衝撃と摩耗に耐えられることが要求されている。


        転爐爐ライニングはすべてアルカリ耐火物を用いた。耐火物の種類は非常に広い。その形態によって、定形製品と不定形製品の2つに大きく分けることができ、あるいは焼成製品と焼成しない耐火材料に分けることができる。成形品には、焼成煉瓦と打結成形煉瓦が含まれる。不定形材料は散狀の耐火材料であり、爐を積む際に特殊な部位に充填したり、爐全體のライニングを形成したりすることができる。


        アルカリ耐火酸化物は主にMgOとCaOである。その割合によってはドロマイト、高マグネシウムドロマイト、方マグネシアなどの種類がある。自然界のマグネシア鉱は焼成されてマグネシア石になる。マグネシアは純MgO結晶で、融點2800℃で、良質なアルカリ耐火物である。ドロマイトは等しいCaOとMgOの相間に構成された結晶で、融點は約2500℃で、資源分布が広く、価格が安い。高マグネシウムドロマイトのMgO含有量はドロマイトより高いが、マグネシアより低い。天然に存在する高マグネシウムドロマイトもあれば、人工調製でドロマイトMgO含有量を高めたものもある。マグネシア石の耐火度とスラグ浸食防止能力はドロマイトより優れているが、適切なCaO含有量は耐火材料の抗急冷急熱性能を高めることができ、MgO/CaO比が80/20前後でZも効果があることを研究した結果、マグネシアドロマイト煉瓦は転爐爐ライニングの優れた材料である。


        炭素には高い耐火度(3000℃以上)がある。炭素と黒鉛を主體とする炭素れんがは、耐熱性、耐摩耗性、高溫強度に優れ、高爐爐シリンダーの理想的な築造材料である。しかし、炭素れんがは抗酸化性がなく、製鋼爐には使用できない。しかし、マグネシア煉瓦と白雲石煉瓦に10%~ 20%の炭素を加えると、MgOとCの利點を兼ね備えることができる。すなわち、耐火度が高く、高溫強度が大きく、熱衝撃に強く、スラグ浸食に強い。耐火煉瓦中の炭素は、マグネシア砂(またはマグネシウムドロマイト砂)に一定粒度と炭素含有量>90%の鱗片狀黒鉛を用いて混入し、フェノール樹脂などの結合剤を用いて相互に結合させ、アルミニウム粉などの酸化防止剤を加えたものもある。耐火物の中方マグネシウム石結晶粒は完全に炭素膜に囲まれ、炭素膜はまたいくつかの大きなシート狀炭素と結合し、強固な炭素ネットワーク構造を形成している。1970年代以來、転爐と爐外精錬鋼包のスラグ線、出金口、爐口などの高腐食部位に炭素複合耐火材料を用いて築造し、壽命が著しく向上し、しかも設計の幾何形狀を維持することができる。


        ドロマイト耐火物にはCaOが含まれており、吸水?潮解変質しやすく、その深刻な欠點である。ドロマイトの吸水を防止するために、無水アスファルトを結合剤として煉瓦を製造し、煉瓦中の炭素含有量は約2%に達することができる。その炭素含有量をさらに高めるために、アスファルト結合したれんがを炭粉中に埋めて低溫焼成し、アスファルト中の揮発分を気化除去し、軽く焼かれたれんがを再びアスファルト中に浸漬することができる。このようにしてレンガ中の炭素含有量を5%?6%に増加させる。その性能は炭素複合耐火物には及ばないが、一般的な白雲石煉瓦より優れており、しかもコストが低く、軽焼油浸漬煉瓦と呼ばれている。

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