高炉主樋メタルライン材の耐食性に及ぼすSiC酸化の影響

摘要

高炉内で生成した溶銑淳は炉底付近の側壁に設けられた出銃孔を通して炉外へ排出される。 排出時の温度は1500～1530℃程度である。 排出された溶銑淳は主樋を流れながら溶銑と溶淳が比重分離され，分離されたそれぞれは溶銑樋，渾樋を流れて次工程に移される。これら樋にはライニング用耐火物としてAl_2O_3-SiC-Cからなる流し込み材やスタンプ材が用いられている。 樋の中で主樋は最も大きく，損傷が著しい。主樋の損耗は局部損耗であり，最大損耗部位は出銑孔から3～5m付近で，スラグ/大気界面（スラグライン；以下SL），銑鉄/スラグ界面（メタルライン；以下ML）である。 これらの界面損傷については界面張力差に関する詳細な解析がなされた。 その結果，SLの損傷については界面張力差に起因する100 μm程度のスラグフイルムの壁面の這い上がり，耐火物中SiCの大気による酸化とスラグフイルムへの溶出，および濃度変化によるスラグの界面エネルギーの変化に伴って発生するスラグフィルムの対流によるものである3）と説明された。 他方，MLについても界面張力差に起因して100 μm程度のスラグフイルムが壁面に沿って垂れ下がり，対流を生じることで，耐火物組成のスラグフイルムへの溶出で損耗するとされた。 このように，SL，MLとも損耗機構としてはスラグによる化学的溶損が支配的であるとされている。