含碳耐火物的背面氧化抑制方法、衬里结构体和含碳耐火物技术

本发明专利技术提供气密性高且背面氧化的抑制效果高的背面氧化抑制方法和衬里结构体。本发明专利技术的含碳耐火物的背面氧化抑制方法中，使含有碱金属氧化物和SiO2的硅酸的碱金属盐水溶液附着于耐火物中工作面的相反侧的面即背面，并使其固化而形成附着层，所述耐火物在400℃以上的高温下使用且含有1质量％以上的碳或碳化合物，所述硅酸的碱金属盐水溶液中，SiO2相对于碱金属氧化物R2O(R为碱金属元素)的摩尔比为2.3以上。在含碳耐火物的背面上形成有硅酸的碱金属盐的固态的附着层。

Back oxidation inhibition method of carbon containing refractory, lining structure and carbon containing refractory

The invention provides a back surface oxidation inhibition method with high air tightness and high inhibition effect on the back surface and a lining structure. On the back of the oxidation of carbon containing refractory material suppression method, which contains alkali metal oxide and SiO2 silicate aqueous solution of alkali metal salt on the opposite side attached refractory surface in working face is back, and curing the formed adhesive layer, high temperature of the refractory at more than 400 DEG C and use containing 1 mass% or more of carbon or carbon compounds, alkali metal salt solution of the acid, the alkali metal oxide R2O (SiO2 versus R for alkali metal element) molar ratio is above 2.3. Solid adhesion layer formed on the back surface of carbon containing refractory with alkali metal salt of silicic acid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及熔融炉、加热炉等设备中使用的含碳耐火物的背面氧化(rearfaceoxidation)抑制方法和衬里结构体。
技术介绍
在熔融炉、加热炉等内部温度达到400℃以上的高温的设备中，设备的内壁由冷却板或耐火物构成。重视散热抑制的设备的内壁使用耐火物。对于熔融炉、加热炉等的内壁的衬里结构体((refractory)liningstructure)，例如在钢水锅中成为耐火物的与钢水接触的受热面的工作面(workingface(ofrefractory))上设置有工作耐火物。工作耐火物的与工作面相反的一侧的面被称为背面。在工作耐火物的背面侧设置有永久衬耐火物，进而在永久衬耐火物的与上述工作耐火物相反的一侧设置有铁皮(outersteelshell)。在温度变化大而担心因热冲击引起的破损的情况、担心因反应性的气体、熔融物引起的侵蚀的情况、以及在还原性气氛的用途中使用耐火物的情况下，一般采用在耐火物中配合1质量％以上的石墨或炭黑等碳、或者碳化硅、沥青、酚醛树脂等碳化合物而提高耐火物的耐用性的对策。在本说明书中，将这些含有碳或碳化合物的耐火物统称为含碳耐火物。通过在耐火物中配合碳和/或碳化合物，能够利用碳或碳化合物所具有的高导热率、高的与熔融氧化物的接触角、高填充性以及对耐火成分的粘合效果来提高耐火物的耐用性。使用含碳耐火物时，背面被氧化，在含碳耐火物的背面侧形成氧化层。以下，将背面的氧化称为背面氧化，将在背面侧形成的氧化层称为背面氧化层。在耐火物的工作面侧，因与熔渣的接触而使工作面的损耗发展。此时，对于含有碳或碳化合物的耐火物而言，在背面侧，碳或碳化合物发生氧化直至内部而消失，因此，在氧化层中，空隙率与碳减少量相应地增加。磨损发展，耐火物的工作面到达背面侧的氧化层，结果，有时耐火物的损耗急剧发展而成为故障。对此，在专利文献1中，改变含碳耐火物的工作面侧和背面侧的抗氧化剂的配比，即，在衬里的厚度方向上改变耐火物的组成来应对。另外，在专利文献2中提出了如下方法：在铁皮与耐火物之间设置由金属板构成的耐火物保护片来防止含碳耐火物的背面氧化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平03-242369号公报专利文献2：日本特开2001-317880号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，专利文献1中的在衬里的厚度方向上改变含碳耐火物的组成的方法在工业上并不容易。另外，随着使用时间的增加，在耐火物衬里的厚度方向上损耗发展。为了避免假设在低温下使用而进行组成设计后的部位成为工作面，必须在残留厚度比在衬里的厚度方向上不改变组成的通常的耐火物的情况更厚的状态下结束使用。即，假设在低温下使用的部位不能耐受高温，因此必须对耐火物进行修补。因此，在专利文献1中，存在耐火物制造时的成本以及使用时的成本增加的问题。另外，在专利文献2中的在含碳耐火物的背面侧设置由金属板或固着有挠性片的金属板构成的耐火物保护片的方法中，存在如下问题：耐火物背面与耐火物保护片之间的间隙即使稍微残留时，外部气体也会容易侵入、或者用于填埋间隙的挠性片的性能不充分，出于该理由，不能得到令人满意的背面氧化的抑制效果。本专利技术是针对这样的问题而完成的，其目的在于提供可以得到充分的背面氧化的抑制效果的含碳耐火物的背面氧化抑制方法和衬里结构体。用于解决问题的方法为了实现上述目的，本专利技术具有如下所述的特征。[1]一种含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，使含有碱金属氧化物和SiO2的硅酸的碱金属盐水溶液附着于含碳耐火物中工作面的相反侧的面即背面，然后使其固化而形成附着层，所述含碳耐火物在400℃以上的高温下使用且含有1质量％以上的碳或碳化合物，所述硅酸的碱金属盐水溶液中，SiO2相对于碱金属氧化物R2O(R为碱金属元素)的摩尔比为2.3以上。[2]如[1]所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，上述硅酸的碱金属盐水溶液的粘度为10mPa·s以下。[3]如[1]或[2]所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，在上述硅酸的碱金属盐水溶液的附着完成后经过30分钟以上之后，将附着上述硅酸的碱金属盐水溶液并使其固化后的耐火物施工到设备中。[4]如[1]～[3]中任一项所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，上述硅酸的碱金属盐水溶液包含日本工业标准JISK1408-1966中规定的硅酸钠2号和3号、以及硅酸钠4号中的至少一种。[5]如[1]～[3]中任一项所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，上述硅酸的碱金属盐水溶液为硅酸钾水溶液。[6]如[1]～[5]中任一项所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，将上述硅酸的碱金属盐水溶液向耐火物的背面反复涂布两次以上，使其附着。[7]如[1]～[6]中任一项所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，固化后的上述硅酸的碱金属盐的附着层的厚度为0.1mm以上且0.4mm以下。[8]一种衬里结构体，其包含在400℃以上的高温下使用且含有1质量％以上的碳或碳化合物的含碳耐火物，在上述含碳耐火物的工作面的相反侧的面即背面上形成有硅酸的碱金属盐的固态的附着层，上述硅酸的碱金属盐中所含的SiO2相对于上述硅酸的碱金属盐中所含的碱金属氧化物R2O(R为碱金属元素)的摩尔比为2.3以上。[9]如[8]所述的衬里结构体，其中，上述硅酸的碱金属盐的固态的附着层的厚度为0.1mm以上且0.4mm以下。[10]一种含碳耐火物，其含有1质量％以上的碳或碳化合物，在使用时成为工作面的相反侧的面即背面的至少一个面上具有硅酸的碱金属盐的固态的附着层，上述硅酸的碱金属盐中所含的SiO2相对于上述硅酸的碱金属盐中所含的碱金属氧化物R2O(R为碱金属元素)的摩尔比为2.3以上。[11]如[10]所述的含碳耐火物，其中，上述硅酸的碱金属盐的固态的附着层的厚度为0.1mm以上且0.4mm以下。专利技术效果根据本专利技术，能够提供气密性高、背面氧化的抑制效果高的背面氧化抑制方法和衬里结构体。附图说明图1是表示应用了本专利技术的实施方式的背面氧化抑制方法的、炼铁厂的钢水锅的衬里结构体的图。图2是将实施例1中的应用了本专利技术的耐火物使用三个月后的背面侧的端部的照片。图3是将现有例的耐火物使用三个月后的背面侧的端部的照片。图4是表示实施例2中的炼铁厂的钢水锅的衬里结构体的图。图5是将实施例2中的应用了本专利技术的耐火物使用三个月后的背面侧的端部的照片。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。[经过]首先，对完成本专利技术的经过进行说明。对于在抑制含碳耐火物的背面侧的氧化时含碳耐火物的氧化速度受什么限制进行了调查。这是因为，含碳耐火物的氧化速度、即耐火物中的碳的氧化速度一般认为被碳的氧化反应速度或氧的供给速度中的某一项限制。对于碳的氧化反应速度而言，越达到高温则越快。另外已知，氧的供给速度在与外部气体的接触面加快。在本说明中，含碳耐火物的背面表示耐火物的铁皮侧的面。将炼铁厂的钢水锅的使用后的耐火物回收并进行观察。含碳耐火物的氧化在自工作面起向背面侧约1mm深度的范围和自背面起向工作面侧数十mm深度的范围内发生。在工作面侧的氧化层及其附近，氧化物系的耐火成分发生部分熔融而使耐火物变得致密，从而抗氧化性提高，与此相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，使含有碱金属氧化物和SiO2的硅酸的碱金属盐水溶液附着于含碳耐火物中工作面的相反侧的面即背面，然后使其固化而形成附着层，所述含碳耐火物在400℃以上的高温下使用且含有1质量％以上的碳或碳化合物，所述硅酸的碱金属盐水溶液中，SiO2相对于碱金属氧化物R2O的摩尔比为2.3以上，R为碱金属元素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.10 JP 2014-0028781.一种含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，使含有碱金属氧化物和SiO2的硅酸的碱金属盐水溶液附着于含碳耐火物中工作面的相反侧的面即背面，然后使其固化而形成附着层，所述含碳耐火物在400℃以上的高温下使用且含有1质量％以上的碳或碳化合物，所述硅酸的碱金属盐水溶液中，SiO2相对于碱金属氧化物R2O的摩尔比为2.3以上，R为碱金属元素。2.如权利要求1所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，所述硅酸的碱金属盐水溶液的粘度为10mPa·s以下。3.如权利要求1或2所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，在所述硅酸的碱金属盐水溶液的附着完成后经过30分钟以上之后，将附着所述硅酸的碱金属盐水溶液并使其固化后的耐火物施工到设备中。4.如权利要求1～3中任一项所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，所述硅酸的碱金属盐水溶液包含日本工业标准JISK1408-1966中规定的硅酸钠2号和3号、以及硅酸钠4号中的至少一种。5.如权利要求1～3中任一项所述的含碳耐火物的背面氧化抑制方法，其中，所述硅酸的碱金属盐水溶液为硅酸钾水溶液。6.如权利要求1～5中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上明彦，清田祯公，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP