JPH01275463A - 鋼の精錬炉内張用不焼成耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鋼の精錬炉内張用不焼成耐火物に関する。

従来の技術 従来鋼の精錬炉内張用耐火物として、鋼中の０世を特に
厳しく規制する場合には、高温焼成マグネシア−クロム
質れんが、焼成マグネシア−ドロマイト質れんがなどが
、一般に使用されている。

また、鋼中のＣｆｆ１の規制が余り厳しくない場合（例
えば、内張炉材から鋼中に流出するＣｆｆ１が鋼の成分
上問題とならない場合、後工程でＲＨ脱ガス処理、ＶＯ
Ｄ処理などの脱炭処理を行う場合など）には、不焼成マ
グネシア−炭素質れんが、不焼成マグネシア−カルシア
−炭素質れんが、マグネシア−ドロマイト−炭素質れん
がなどが、一般に使用されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、高温焼成マグネシア−クロム質れんがは
、高温下では、れんが中のＭｇ０粒およびＣｒ２Ｏ３粒
が、鋼中のＣと還元反応を起こして脱落し、かつ、温度
変化の繰返しにより、稼動面付近でクラックが発生して
、クラック部分から剥落する（スポーリング）という損
傷を生ずる。

焼成マグネシア−ドロマイト質れんがの場合にも、溶鋼
およびスラグの侵入により、稼動面付近が緻密化し、温
度変化の繰返しとれんが各部分の膨脂差によって、稼動
面付近でクラックが発生して、スポーリングを生ずる。

不焼成マグネシア−炭素質れんが、不焼成マグネシア−
カルシア−炭素質れんがおよびマグネシア−ドロマイト
−炭素質れんがの場合には、炭素の高熱伝導性および高
耐火性により、稼動面付近でのクラック発生はな（、耐
スポーリング性も改善される。しかしながら、不焼成マ
グネシア−炭素質れんがでは、Ｃ量が３〜１０％程度と
少ない場合には、使用時の温度変化により、稼動面に平
行な亀裂が発生し、脱落に至ることがある。また、Ｃ量
が１５％以上となると、亀裂は防止されるものの、れん
が中のＭｇＯ粒子とＣとの還元反応およびＣの酸化によ
るマトリックス部分の強度劣化、ならびに溶鋼流による
摩耗が著しくなる。さらに、れんが中のＣが鋼中に流出
するという問題点もある。

不焼成マグネシア−カルシア−炭素質れんがの場合には
、ＭｇＯのほかにＣａＯを含むので、不焼成マグネシア
−炭素質れんがの場合に比して、Ｃによるれんが中の酸
化物成分の還元は起こり難く、したがってより高温に耐
え得る。しかしながら、該れんがは、ＣａＯの消化反応
による組織劣化が起きるため、大気中で長時間保存する
ことが出来ないのが難点である。

上記の如き従来技術の問題点を総合的に考慮すれば、耐
スポーリング性を付与するために一定世のＣを含有させ
るとともに、れんが中のＭｇＯとＣとの反応を抑制し、
かつ鋼へのＣの流出を防止し得る新たなマグネシア−炭
素質れんがの開発が望まれている。

課題を解決するための手段 本発明者は、上記の様なマグネシア−炭素質れんがの問
題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定量の炭素を含
有する耐火原料の一次粒子を造粒して得た特定粒径の二
次粒子を成形する場合には、この様な問題点を大巾に軽
減し得ることを見出した。

すなわち、本発明は、下記の如き鋼の精錬炉内張用不焼
成耐火物を提供するものであり、その特徴とするところ
は、「炭素を５〜２０重量％添加された５ｍｍ以下の耐
火原料−次粒子をバインダーで造粒して得た平均粒径１
０〜０．１ｍ＋ｙ＋の粒子が９０％以上の二次粒子を成
形してなる鋼の精錬炉内張用不焼成耐火物」に存する。

本発明においては、炭素を５〜２０重回％（以下“％”
および“部“とあるのは、それぞれ“重量％”および“
重量部”を意味する）含有する耐火原料を基本原料とし
て使用する。炭素材料としては、鱗片状黒鉛、土状黒鉛
などの天然黒鉛、人造黒鉛、石油コークスなどが使用さ
れる。炭素材料以外の耐火原料としては、マグネシア、
ドロマイト、ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３スピネル、ＭｇＯ−１
１２０３スピネル、マグネシア−カルシアクリンカ−な
どが使用される。耐火原料中の炭素材料の配合但が５％
未満の場合には、耐スポーリング性およびスラグに対す
る耐蝕性改善という炭素配合による効果が十分に発揮さ
れず、一方２０％を上回る場合には、耐酸化性が劣化し
、スラグに対する耐蝕性も低下する。これら基本原料の
一次粒子としては、成形性の点から、５ｍｍ以下のもの
を使用することが好ましい。

本発明においては、この様な基本原料の一次粒子にバイ
ンダーを加え、造粒して、二次粒子を得る。−次粒子を
予めバインダーで結合させて二次粒子とするのは、炭素
含有量が少ない場合には、ＮｇＯ−Ｍｇ０粒が接触しや
すく、炭素添加の効果が小さくなるためである。炭素添
加による効果は、れんが内の温度差による膨脂と収縮と
のバランスが崩れて、歪による内部応力がれんが強度よ
りも大きくなると、亀裂が発生し、直線的に亀裂が伸展
するという現象を解消するものである。すなわち、−次
粒子としての原粒をれんが成形に供するに先立って、均
一に混合し、バインダーにより、いわゆる二次粒子を形
成せしめた後、成形し、れんが組織を二次粒子の集合体
とすることによって、低炭素含有量であっても、Ｍ　ｇ
　０粒子は直接接触せず、炭素を介して接触することに
なる。従って、れんが内の温度差による内部応力を二次
粒子内で緩和することができ、且つ二次粒子間でも、発
生する歪を二次粒子の接合点で緩和することができる。

その結果、二次造粒粒子を用いて、調製した本発明不焼
成耐火物は、使用時に亀裂が発生し難く、且つ発生した
亀裂の伝播を抑制することができる。

バインダーとしては、揮発分、灰分などの少ないものが
望ましく、具体的には、フェノール樹脂、ピッチ複合フ
ェノール樹脂、フラン樹脂、クレゾール樹脂などが例示
される。バインダーは、基本原料の一次粒子１００部に
対し、通常３〜５部程度の割合で配合する。二次粒子の
大きさは、平均粒径１０〜０．１ｍｍ程度のものが、９
０％以上を占めることが好ましい。これは、０．１ｍｍ
以下の微小粒子が大量に存在する場合には、二次粒子間
の空間に微小粒子が入り込んで、耐スポーリング性が低
下するからである。一方、１０ｍｍ以上の粗大粒子が大
量に存在する場合には、成形時にれんがコーナ一部の充
填性が悪くなり、その結果、れんがの気孔率が高くなり
、耐食性が低下する。

本発明においては、上記の様にして得た造粒二次粒子を
成形して、不焼成れんがとする。成形は、常法に従って
、圧力１０００〜２０００ｋｇ／ｃＪ程度で所定の寸法
に成形すれば良い。

実施例 以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とする
ところをより一層明らかにする。

実施例１〜２ 第１表に示す割合でマグネシアクリンカ−および鱗片状
黒鉛をミキサーで１０分間混錬した後、所定伝のバイン
ダー（フェノールレジンとピッチ）を加えてさらに３０
分間混合することにより、湿潤二次粒子を得た。得られ
た湿潤二次粒子を乾燥して、溶剤含有全を２部まで低下
させた後、圧力？１５００　ｋｇ／ｃＩＩＴで成形して
、本発明のれんがを得た。

第２表に２００℃で２４時間乾燥後のれんがの特性を示
す。

なお、第２表には、下記の比較例で得られたれんかにつ
いての結果を併せて示す。

比較例１ 平均粒径０．１ｍｍ未満のものを１４％含む乾燥二次粒
子を使用する以外は、実施例１と同様にして、比較れん
がを得た。

比較例２〜３ 第１表に示す割合でマグネシアクリンカ−１鱗片状黒鉛
およびバインダーをミキサーで３０分間混錬し、圧力１
５００ｋｇ／ｃ♂で成形して、れんがを得た。このれん
がは、公知の不焼成マグネシア−炭素質れんかに相当す
るものである。

なお、第２表および後記第３表に示す試験結果は、以下
のようにして測定した。

■、スラグテスト 実施例または比較例のれんがで内張すした高周波炉にＣ
ａＯ／Ｓ　ｉ０２　＝１．０、Ｆｅ０＝２０％の合成ス
ラグを収容し、１７００’Ｃで３時間保持した後、比較
例１れんがの溶損量を１００として、各れんがの相対的
溶損示を調べた。

■、酸化テスト ロ　０ｍｍＸ　６０ｍｍＸ　６０ｍｍのサンプルを空気
中１５００°Ｃで１時間加熱した後、サンプルの重量減
少および脱炭層の厚さを測定した。

■、急熱急冷試験 亜型れんが形状のサンプルの片面（１１４ｍｍＸ６５ｍ
ｍの面）を１４００℃まで急熱し、１５分保持した後、
５分間水冷し、１０分間空冷するというサイクルを繰り
返して、剥落乃至は亀裂の程度を調べた。

ノ ス 本発明品と比較例品とを対比すると、同一〇量では、気
孔率、かさ比重および強度上の明確な差量は、認められ
ず、またスラグテストおよび酸化テストにおいても、大
差はない。しかしながら、急熱急冷試験（耐スポーリン
グ性試験）においてよ、本発明品が特に優れた結果を示
している。

赴施例３ 鱗片状黒鉛の使用量を第３表に示す量とする以斗は実施
例１と同様にして、本発明のれんがを製置した。

得られたれんがの特性を第３表に併せて示す。

第３表に示す結果から明らかな様に、耐スラグ性に関し
ては、Ｃｆｆ１が５％から２０％までの間では、次第に
向上し、２０％を上回ると、かえって若干低下している
。

耐酸化性に関しては、５％から３０％までの間で、Ｃ量
が増加するとともに低下している。

耐スポーリング性に関しては、５％から３０％までの間
で、Ｃｆｆ１が増加するとともに改善されている。

従って、場合によっては相反するこれらの特性を総合的
に評価して、Ｃ量は５〜２０％の範囲内とすることが望
ましい。

発明の効果 本発明の不焼成耐火物においては、造粒した二次粒子を
成形するので、れんが内に発生する熱応力が緩和されて
、クラックの発生が防止され、耐スポーリング性も向上
する。すなわち、れんが内ではＣ成分が均一に分散して
いるので、温度差による内部応力が緩和されるとともに
、二次粒子間で発生する歪を粒子の接合点で緩和するこ
とが出来るので、れんが内部で発生した亀裂の伝播を防
止することができる。また、造粒した二次粒子において
は、５〜２０％と比較的低含有量のＣ粉末がＭｇＯなど
の耐火材料により被覆されているので、Ｃ成分の酸化も
効果的に防止される。

したがって、本発明れんがを１６５０℃以上の高温での
吹錬を必要とする転炉、精錬プロセスを伴う冶金窯炉な
どで使用する場合には、特にその有用性が発揮される。

（以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素を５〜２０重量％添加された５ｍｍ以下の耐
   火原料一次粒子をバインダーで造粒して得た平均粒径１
   ０〜０．１ｍｍの粒子が９０％以上の二次粒子を成形し
   てなる鋼の精錬炉内張用不焼成耐火物。