[发明专利]高炉炉床部用砖及使用高炉炉床部用砖的高炉炉床部以及高炉炉床部用砖的制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种耐水合性优秀且可提高耐铁水性和耐炉渣性的高炉炉床部用砖。具体而言，即根据本发明的一个观点，可提供一种高炉炉床部用砖，包含47～92质量％的刚玉、7～50质量％的氮氧化铝，它们的总量为84质量％以上，而且碳质原材料的含量为10质量％以下(不包含0)，氮化铝的含量为3质量％以下(包含0)，AlN多晶形赛隆、β’‑赛隆及氮化硅的含量为总量3质量％以下(包含0)，并且在基质部中含有7质量％以上的所述氮氧化铝。

技术领域

本发明涉及高炉炉床部(指在高炉中包含比风口更靠下的侧壁和炉底的炉床部。以下相同。)所使用的高炉炉床部用砖及使用高炉炉床部用砖的高炉炉床部以及高炉炉床部用砖的制造方法。

背景技术

虽然在高炉炉床部上主要使用有以石墨为骨料的碳质砖或者以氧化铝为骨料的氧化铝质砖，但作为支配炉的寿命的主要因素之一，可列举有这些高炉炉床部用砖的损耗。

例如，作为高炉炉床部的内衬材料(衬砌材料)，碳质砖(块)成为主流，但在将碳成分多的砖使用于高炉炉床部时，碳容易向铁水中溶出，因而耐铁水性不佳。因此，需要从炉外加强内衬材料的冷却，在砖工作面上形成铁水粘稠层，通过该铁水粘稠层来防止碳从碳质砖向铁水中溶出，以便确保耐铁水性。然而，这样的从炉外的冷却会造成较大的能量损失。

因此，近年使用有以不容易向铁水中溶出的氧化铝为主体的氧化铝质砖。尤其，由于赛隆结合氧化铝砖几乎不包含碳，所述赛隆结合氧化铝砖在基质部中包含以化学式Si_6-ZAl_ZO_ZN_8-Z表示的β’-赛隆，因此耐铁水性优秀，且对于高炉中产生的炉渣的耐腐蚀性(耐炉渣性)优秀。

例如在专利文献1中，公开有在基质部(结合基质)中含有12～45质量％的Z值(指β’-赛隆的化学式Si_6-ZAl_ZO_ZN_8-Z中的Z值)为0.5～4的β’-赛隆的赛隆结合氧化铝砖。可是，由于在该专利文献1的赛隆结合氧化铝砖上，其基质部中包含的β’-赛隆中的Si一点点向铁水中溶出，因此砖的损耗发展，导致耐铁水性不足。

因此，作为在基质部中不包含Si的砖，还开发有以铝化合物为结合组织的铝化合物结合砖。

例如在专利文献2中，公开有下述高炉炉床部用铝化合物结合砖，即，砖的组织由结晶相和非晶质相构成，结晶相为80～98质量％的刚玉以及1～18质量％的氮化铝结晶及/或碳氧化铝结晶，非晶质相为0.5～10质量％，且Si含量为3质量％以下的高炉炉床部用铝化合物结合砖。而且，公开有下述情况，即，以氮化铝、碳氧化铝(主要为Al₂OC或者Al₄O₄C)为结合组织的耐火物其耐铁水性优秀。

然而，由于专利文献2的高炉炉床部用铝化合物结合砖含有氮化铝、碳氧化铝，因此存在有下述这样的问题，即，因砖的切削加工时的水分或者施工时的砂浆中的水分进一步讲保管中空气中的水分，而氮化铝、碳氧化铝容易被水合，导致耐水合性差的问题。此外，耐炉渣性也不足。

另一方面，在专利文献3的实施例3中，公开有一种含有刚玉、氮化铝及作为氮氧化铝的AlON的铝化合物结合砖。而且，作为该砖的制造方法，公开有将由铝粉和耐火原材料粉末构成的配合物的成形体装入可密封的容器，在该容器内填充有氮化硅粒的状态下进行烧成的方法。此时，由于在烧成气氛中，共存有由来于空气的氧气，因此在氮化铝以外还生成有氮氧化铝。即，公开有根据烧成气氛中的氮分压及氧分压，介由气相反应，在氮化铝以外同时生成析出有氮氧化铝的情况。