November 23, 2025
電気アーク炉：主要部品の耐火材料の特性
1. ルーフ耐火物
この電気アーク炉ルーフは通常、高アルミナレンガ（Al₂O₃含有量75〜85％）を使用して構築されています。シリカレンガと比較して、高アルミナレンガは、より高い耐火性、より優れた耐熱衝撃性、およびより高い圧縮強度を提供します。国内のボーキサイト資源が豊富であるため、高アルミナレンガが主要なルーフ材料となり、シリカレンガのルーフよりも約2〜3倍の耐用年数を提供しています。
大規模、超高出力炉の台頭に伴い、高アルミナレンガの耐久性が低下し、焼成または未焼成マグネシアレンガやマグネシアクロムレンガなどの塩基性耐火物の採用が増加しています。プレキャストの市販耐火物形状も使用されており、従来の組積造と比較して、設置が容易、構造的完全性の向上、アーク放射に対する耐性の向上、および熱サイクル性能の向上などの利点があります。
2. 炉壁耐火物
炉壁は、一般領域、スラグラインゾーン、およびアーク付近の「ホットスポット」に分けられます。一般壁は、マグネシア、ドロマイト、またはペリクレースレンガで一般的に構築されています。一部の設計では、未焼成アルカリレンガまたはアスファルト結合マグネシアドロマイト突き固め混合物が使用されています。超高出力または特殊鋼炉の場合、マグネシアクロムまたは高純度マグネシアレンガが好ましいです。
スラグラインとホットスポットゾーンは最も脆弱な部分です。初期の設計ではマグネシアクロムレンガが使用され、100〜250回の熱処理を達成しました。今日では、マグネシアカーボンレンガが、その優れた高温安定性とスラグ耐性により広く適用されており、耐用年数を300回以上の熱処理に延長しています。
摩耗のバランスを取り、ライニング寿命を延ばすために、水冷パネルまたはジャケットがよく設置されます。内面にスプレーされた耐火物コーティングは、保護スラグ層の形成を助け、特定の耐火物消費量を削減しますが、エネルギー使用量が増加するというコストがかかります。
3. 炉底耐火物
炉底とバンクは、装入物と溶融金属を保持する炉床を形成します。底ライニングは、スラグと酸化鉄からの化学的攻撃に耐え、還元期間中の緩みや「浮遊」を防ぎ、鋼の浸透に耐えなければなりません。
したがって、この領域の組積造またはモノリシックライニングは、均一な特性、緊密な構造、高温強度、腐食/浸食耐性、熱衝撃安定性、および体積安定性を示す必要があります。高品質のマグネシアまたは溶融マグネシアが突き固めライニングに使用され、層の厚さ、密度、および接合部の完全性に細心の注意が払われます。
作業ライニングは通常、タール結合マグネシアレンガであり、その下の永久ライニングはマグネシアレンガで構成されています。スラグ浸食が激しい上部バンクのスラグライン領域は、マグネシアクロムまたは、好ましくは、マグネシアカーボンレンガなど、壁のホットスポットで使用されるレンガと同様のレンガを使用しています。
4. タップホール耐火物
最新の偏心底タップ（EBT）システムは、傾斜機構を排除し、水冷パネルの範囲を広げ、ライニングの摩耗を減らし、低いタップ温度を可能にし、タッピング時間を短縮し、運用コストを削減する、オフセット底位置に固定されたタップホールでタッピング注ぎ口を置き換えます。
EBT耐火物には以下が含まれます：
- タップホールレンガ：ピッチ含浸、焼成マグネシアレンガ
- パイプレンガ：樹脂結合マグネシアカーボンレンガ（炭素約15％）
- エンドブロック：樹脂結合マグネシアカーボンレンガ（炭素10〜15％）、またはAl₂O₃-C-SiCレンガ
スムーズなタッピングのために、オリビンベースの粗砂が排水剤としてよく使用されます。
各ゾーンに適切な耐火物を選択して適用することにより、炉オペレーターは、ライニング寿命、メンテナンスサイクル、および全体的なプロセス効率を最適化できます。
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