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公開番号2025106670
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-16
出願番号2024000078
出願日2024-01-04
発明の名称定形耐火物、定形耐火物の製造方法、定形耐火物の施工方法、および、竪型炉のライニング構造
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人
主分類C04B 35/101 20060101AFI20250709BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】水素含有ガスを用いて還元鉄を製造する竪型炉に用いる定形耐火物であって、耐水素ガス性に優れる定形耐火物を提供する。
【解決手段】水素含有ガスを用いて還元鉄を製造する竪型炉に用いる定形耐火物は、40質量%以上の酸化アルミニウムを含有する。定形耐火物の酸化鉄および酸化チタンの合計含有量は、5.0質量%以下が好ましい。定形耐火物の遊離シリカの含有量は、10.0質量%以下が好ましい。定形耐火物は、ムライトを含有することが好ましい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素含有ガスを用いて還元鉄を製造する竪型炉に用いる定形耐火物であって、
４０質量％以上の酸化アルミニウムを含有する、定形耐火物。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
酸化鉄および酸化チタンの合計含有量が５．０質量％以下である、請求項１に記載の定形耐火物。
【請求項３】
遊離シリカの含有量が１０．０質量％以下である、請求項１に記載の定形耐火物。
【請求項４】
ムライトを含有する、請求項１に記載の定形耐火物。
【請求項５】
耐火性原料を含有する混錬物を成形し、成形物を得て、
前記成形物に少なくとも乾燥を施すことにより、請求項１～４のいずれか１項に記載の定形耐火物を製造する、定形耐火物の製造方法。
【請求項６】
請求項１～４のいずれか１項に記載の定形耐火物を、竪型炉の鉄皮の内側に施工する、定形耐火物の施工方法。
【請求項７】
竪型炉の鉄皮の内側に施工された、請求項１～４のいずれか１項に記載の定形耐火物を備える、竪型炉のライニング構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、定形耐火物、定形耐火物の製造方法、定形耐火物の施工方法、および、竪型炉のライニング構造に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の製鉄法である高炉法（コークスを用いて鉄鉱石を還元する方法）は、ＣＯ
２
発生量が多い。
近年、全世界的に、ＣＯ
２
削減の取り組みがなされていることから、ＣＯ
２
発生量を大幅に低減させる製鉄法として、直接還元製鉄法（「直接還元法」または「直接製鉄法」ともいう）が着目されている。
直接還元製鉄法は、シャフト炉などの竪型炉に、酸化鉄を含む原料（鉄鉱石など）を導入して、還元ガスを吹き込み、原料を還元して還元鉄を製造し、その後、電気炉において還元鉄を溶融させる方法である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２３／１７１４８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シャフト炉などの竪型炉において、鉄皮の内側には、耐火物ライニング構造を構成する耐火物として、定形耐火物（耐火れんが）が施工される。
通常、定形耐火物については、基本的な性能として、良好な安定性（耐熱衝撃性）および断熱性が求められる。また、このとき、コストも考慮される。
【０００５】
ところで、カーボンニュートラルを目指す世界的な動きの中で、直接還元製鉄法において、竪型炉に吹き込む還元ガスとして、Ｈ
２
（水素ガス）を含有する水素含有ガスを用いることが検討されている。
竪型炉を用いて鉄鉱石を還元する際、竪型炉の内部は、１０００℃近い高温となる。
このような高温環境下で、還元ガスとして水素含有ガスを用いる場合、水素ガス（Ｈ
２
）が定形耐火物に与える影響が懸念される。
すなわち、竪型炉に用いる定形耐火物については、水素ガスに対する耐性（「耐水素ガス性」ともいう）に優れることが求められる。
【０００６】
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、水素含有ガスを用いて還元鉄を製造する竪型炉に用いる定形耐火物であって、耐水素ガス性に優れる定形耐火物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［７］を提供する。
［１］水素含有ガスを用いて還元鉄を製造する竪型炉に用いる定形耐火物であって、４０質量％以上の酸化アルミニウムを含有する、定形耐火物。
［２］酸化鉄および酸化チタンの合計含有量が５．０質量％以下である、上記［１］に記載の定形耐火物。
［３］遊離シリカの含有量が１０．０質量％以下である、上記［１］または［２］に記載の定形耐火物。
［４］ムライトを含有する、上記［１］～［３］のいずれかに記載の定形耐火物。
［５］耐火性原料を含有する混錬物を成形し、成形物を得て、上記成形物に少なくとも乾燥を施すことにより、上記［１］～［４］のいずれかに記載の定形耐火物を製造する、定形耐火物の製造方法。
［６］上記［１］～［４］のいずれかに記載の定形耐火物を、竪型炉の鉄皮の内側に施工する、定形耐火物の施工方法。
［７］竪型炉の鉄皮の内側に施工された、上記［１］～［４］のいずれかに記載の定形耐火物を備える、竪型炉のライニング構造。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐水素ガス性に優れる定形耐火物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
竪型炉を示す模式図である。
炉壁の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［定形耐火物］
本実施形態の定形耐火物は、水素ガス（Ｈ
２
）を含有する水素含有ガスを用いて還元鉄を製造する竪型炉（図１参照）のライニング構造（図２参照）において、鉄皮の内側に施工される定形耐火物である。
（【００１１】以降は省略されています）

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