JPH02196063A - マグネシア・クロム質耐火物 - 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］ 本発明はマグネシア−酸化クロム系のマグネシア・クロ
ム質耐火物に関する。

［従来の技術］ ＡＯＤ炉、ＶＯＤ炉、電気炉、溶鋼脱ガス槽などに使用
されるマグクロれんがは炉の苛酷な条件下での操業が増
すにつれ、いわゆるダイレクトボンドが発達し、マトリ
ックスがスピネルボンド化したれんがが必要となってい
る。このために高純度のマグネシアクリンカ−及びＳ　
ｒ　Ｏｘ分の少ないクロム鉱を使用して高温焼成するダ
イレクトボンドれんがが開発されている（特公昭６３−
３１４２８号公報）。

また、マグネシアとクロム鉱を予備反応させたいわゆる
溶融マグネシアクリンカ−や焼結マグクロクリンカーな
どの高密度耐火性原料を使用し、ダイレクトボンドの発
達しなマグクロリボンドれんがが開発されている。

従来、マグクロダイレクトボンドれんがやりボンドれん
がはＭｇＯＡｌ２Ｏ５Ｃｒ２Ｏ２Ｆｅ酸化物−８ｉＯｚ
−ＣａＯ系れんがであり、液相の主たる成分である５ｉ
Ｏｚはクロム鉱の脈石鉱物として取り込まれており、ク
ロム鉱の種類及びクロム鉱含有蓋により必然的にコンＩ
−ロールされる。

これらのれんがを組織的にみると、ペリクレース結晶間
のスピネルによる結合・組織としてＩ１１察されるが、
高温で生成したスピネルの周囲には必ず珪酸質液相が認
められ、本質的には液相から二次的に生成した（Ｍｇ、
Ｆ　ｅ）Ｏ−（Ｆ　ｅ、Ｃｒ、Ａｌり２０３の成分をも
つスピネルである。

スピネル（Ｍ　ｇｏ　、　Ｒ２０３）の珪酸塩質液相へ
の溶解度は、Ｒ２０１がＣｒｚＯ７＜＜Ａｉ！ｚＯ：ｉ
＜Ｆｅ酸化１勿の＋１１ｍに大きくなる。

ビクロクロマイト（Ｍ　ｇｏ　、　Ｃｒ２０３）はマグ
ネシア−クロム鉱により生成した（Ｍｇ、Ｆｅ）０、（
Ｆｅ、Ｃｒ、Ａ１）２０ａスピネルに比較して高融点で
あり、耐熱性、熱間強度、耐久ポーリング性に優れてい
る。

マグネシアクリンカ−にクロム鉱の一部または全部をビ
クロクロマイトクリンカーに代替添加することは既に開
示されている（特開昭５９−５４６７０号公報）。

し発明が解決しようとする課題］ この場合のビクロクロマイト相乍独またはビクロクロマ
イト相とペリクレースの混合物からなるビクロクロマイ
ト粒とマグネシア粒をお互いに焼結させる結合強度は比
較的弱いものであった。

また、本出願人はべりクレース中に酸化クロムを固溶し
たマグネシア−酸化クロムクリンカーを用いて焼成時に
ビクロクロマイＩ−の離溶析出してビクロクロマイト結
合した耐火物を既に開示している（特公昭５Ｌ−３３１
８５号公報）。この場合、製造も煩雑で、耐食性、熱間
強度、耐熱衝撃性も同時に得ることは困難である。

また．マグネシアクリンカーに酸化クロムを添加してマ
グネシア・クロム質耐火物を製造する場合、酸化クロム
は粉末のためれんがの粒度構成上１０重量％を超えると
成形性が低下し、また、焼成時に亀裂が多発し、亀裂の
ない製品を得るのが非常に困難になる欠点がある。

本発明は上述の背景に基づき為されたものであり、その
目的はビクロクロマイト結合によって高融点をもち且つ
耐食性、熱間強度、耐スポーリング性の１量れたマグネ
シア　クロム質耐火物を提供することにある。

１課題を解決するための手段１ 即ち、本発明は酸化クロムタリン力−３５〜７５重量％
及びマグネシアクリンカ−２５−６５重１？６をＸ有ｌ
〜てなる耐火物であって、該耐火物組織内に酸化クロム
とマグネシアのビクロクロマイ１−結なを有することを
特徴とするマグネシア・クロム質耐火物に係る。

［作　用］ 酸化クロムとマグネシアクリンカ−を高温焼成すること
によって酸化クロムクリンカーとマグネシアクリンカ−
の間に強固なビクロクロマイト結合を生成し、更に、酸
化クロムクリンカーの気孔及び低膨張性によって熱衝撃
歪を吸収し、耐食性と耐スポーリング性を同時に満足す
ることができる。

本発明に使用する酸化クロムクリンカーの製造法は種々
あるが、特に限定されるものではない。

例えば、酸化クロム粉末成形体は焼結Ｌ　ｌいが、１５
００−、−　Ｉ　Ｓ　ＯＯ’Ｃの焼成温度で酸化雰囲気
または酸素分圧を変えて還元雰囲気に近付けて焼結クリ
ンカーを得ることもできる。

また、特開昭６０−２３９３５５号公報に見られるよう
に、焼結助剤としてＴ　ｉ　Ｏ２やＡ＆２０３、Ｓｉｎ
、、のＷを受蓋添加することも可能である。

酸化クロムクリンカーのＣｒ２Ｏ，含有量は９０重量％
以上であることが必要であり、Ｃｒ、０３含有量が９０
重量％未溝になると低融点組成の液体を作り、焼結が進
行し、低気孔率となるが、耐食性が低下するために好ま
しくない。

また、酸化クロムタリン力−の気孔率は５〜５０％の範
囲のものであれば使用することができる。

本発明において、耐火物中に含まれる酸化クロムクリン
カーの含有蓋は耐熱衝撃性と耐食性の両面からみて３５
〜７５重量％に調整する必要がある。酸化クロムクリン
カーの含有蓋が３５重量％未満では耐スポーリング性が
低下するために好ましくなく、また、７５重量％を超え
ると高塩基度スラグに対して耐食性が低下するために好
ましくない。

本発明に使用するマグネシアクリンカ−は電融マグネシ
アクリンカ−または焼結マグネシアクリンカ−の一般市
販品であり、Ｍｇ０９７重量％以上、５ｉＯｚ０．５重
量％未満、ＦｅｘＯ３０，５重量％未満、Ｃａ１１重量
％未満のものが好ましい。

耐火物に含まれるマグネシアクリンカ−量は２５〜６５
重量％が好ましく、２５重量％未満では耐スラグ性が低
下するために好ましくなく、また、６５重量％を超える
と耐スポーリング性が低下する。

本発明においては、更に．マグネシアクリンカーの一部
を電融マグネシア・クロム鉱クリンカー（以下、電融マ
グクロクリンカーと記載する）で１０重量％まで置き換
えることができる。電融マグクロクリンカーは焼結助剤
としての効果がある。

また、Ｃｒ２Ｏ，の含有量が９５重量％以上の酸化クロ
ム粉末を１０重量％まで添加してもよい。

酸化クロム粉末の添加量が１０重量％を超えると、上述
の如く、良好な耐火物組織を得ることができない。

上述の配合物に適宜バインダーを添加し、得られた混練
物をフリクションプレス、オイルプレス、静水圧プレス
等の成形法により所定の形状に成形し、次に、１７００
〜１９００℃の温度で、４〜１２時間焼成することによ
り本発明のマグネシア・クロム質耐火物が得られる。焼
成温度が１７００℃未満では、ビクロクロマイト結合の
生成が少なく、得られる耐火物の熱間強度が小さくなる
ために好ましくなく、また、１９００℃以上では焼成費
用が嵩む上に焼成変形が起こり易いために好ましくない
。

上述のように焼成することによりペリクレース中にクロ
ムが拡散し、ビクロクロマイト結合を生成する。また、
酸化クロムクリンカーは気孔を造る。

なお、本発明のマグネシア・クロム質耐火物の組織中に
マグネシアとクロムのビクロクロマイト結合が存在する
ことは慣用のエレクトロンプローブマイクロアナライザ
ー（以下、ＥＰＭＡ）の鏡上写真及びポイント分析等に
より確認することができる。

［実　施　例］ 以下、実施例を挙げて本発明のマグネシア・クロム質耐
火物を更に説明する。

支１匝 酸化クロムクリンカーの調製 Ｃｒ２０３９８重量％の酸化クロム微粉（粒度４４μ彌
〉）にＴｉＯ２を１重量％添加した混合物を静水圧プレ
ス成形した粗角を１５５０℃（半還元）で３時間にわた
り焼成したものを粒度調整した。酸化クロムクリンカー
の粒物性は気孔率２３．４％であった。

また、実施例において使用する原料の化学組成及び物性
を下記の第１表に記載する。

第一　　１−一一スー Ｓ　ｉ　Ｏ２０、１１、４４ ，１２０３０，１９，３０ Ｆｅ２０＝　　　　　　　　０．０５　　　　　　　　
　９．７７ＣａＯＯ，９２１，Ｏ８ ＭｇＯ９８，４６６３，４０ Ｃｒ２０３　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　
５．２０気孔率（％）　　　１．８　　　　　　３．１
上述の原料、クロム鉱原料並びに酸化クロムを使用して
下記の第２表に記載するような配合物を調製し、これら
の配合物にバインダーとしてリグニンスルホフオン酸ナ
トリウム（サンサル）及び糖蜜重量比１：１を外掛で３
．５重量％添加して混練した。

次に、得られた混線物をオイルプレスにより１〜２１−
ン／ｃ１１２の圧力で締めて２３０ｘｌ　１４ｘ６５１
の成形体を得た。

得られた成形体を約１７０℃の温度で乾燥１．、次に、
トンネルキルン内で１８３０〜１８５０°Ｃの温度で、
３時間にわたり焼成して本発明品及び比較品の耐火物を
得た。得られた耐火物の諸特性第２表中、スポーリング
テストをＳＴＳの耐火れんがのスポーリング試験方法に
従って行ない、加熱（１５分間、１０００℃）並びに水
冷（２分）及び放置（１３分間）のサイクルを行なって
れんがが亀裂を生じて脱落するまでの回数を測定しても
のである。

また、回転侵食テストはアーク加熱方式による加熱（１
７５０℃、４時間）、空冷（ブロアー冷却、４時間）を
２回反復する操作により行なったものであり、スラグ組
成はＣａ０３５％、Ｓ　ｉ　Ｏｚ　２８％、Ａ／、０ｔ
１５％、Ｍｇ０２０％、Ｆｅ０１％及びＣｒ２０３１％
であった。

更に、本発明品Ｎｏ、７の鏡上組織についてＥＰＭＡに
より分析した結果、第１図及び第２図に示す鏡上写真が
得られた。なお、第１図は倍率５０倍の鏡上写真であり
、第２図は第１図の鏡上写真の目印で囲った部分の拡大
鏡上写真（倍率２００倍）である。

また、第２図中の○印の地点をＥＰＭＡのポイント分析
により測定した結果、第３図に示すチャート並びに下記
の成分組成が得られ、ビクロクロマイト結合が存在して
いることが確認された。

艮鉦　　　　　１１笈 ＭｇＯ２１，０９ Ａ　１２０　ｓ　　　　　　Ｏ，４９ Ｓ　ｉ　Ｏ２０、４７ ＣａＯＯ，２４ ＴｉＯｚ　　　　　　０．７０ Ｃｒ２ｂｓ　　　　　７３．２６ Ｆ　ｅ、ｏ　：ｌ　　　　　　０　、３０なお、本発明
品Ｎｏ、１〜６並びにＮｏ、８〜１２についても同様の
結果が得られ、ビクロクロマイト結合の存在が確認され
た。

次に、実炉での実施例としてＡＯＤの羽口において、本
発明品Ｎｏ、５と比較品Ｎｏ、１８を使用した結果、１
５０ｃｈのライフで原寸５４０１の羽目が本発明品Ｎｏ
、５で残寸３５０Ｉ、比較品Ｎ。

１８で残寸２４０ｍｍであった。

［発明の効果１ 本発明のマグネシア・クロム質耐火物は酸化クロムの低
膨張性と気孔起因する耐久ポーリング性の改善並びにマ
グネシアと酸化クロムの強固なビクロクロマイト結合に
よる強度及び耐食性の向上を図ったものである。

本発明のマグネシア・クロム質耐火物は耐スポーリング
性と耐食性を同時に要求されるような用途で、その効果
が特に発揮される０例えば、ＡＯＤ羽口、ＲＩ−１羽口
、その池の製鋼炉羽目等において本発明品を有効に利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品Ｎｏ、７の鏡上組織についてＥＰＭＡ
により得られた鏡上写真（５０倍）であり、第２図は第
１図の鏡上写真の目印で囲った部分の拡大鏡上写真（倍
率２００倍）であり、第３図は第２図中の○印の地点を
ＥＰＭＡのポイント分析により得られたチャートである
。 兜１図 特許出願人　品川白煉瓦株式会社 ｆ；＝アーｒφ 手続補正書く方式） 平成１年５月２２日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化クロムクリンカー３５〜７５重量％及びマグネ
   シアクリンカー２５〜６５重量％を含有してなる耐火物
   であって、該耐火物組織内に酸化クロムとマグネシアの
   ビクロクロマイト結合を有することを特徴とするマグネ
   シア・クロム質耐火物。
2. ２．酸化クロムを１０重量％まで配合する請求項１記載
   のマグネシア・クロム質耐火物。
3. ３．マグネシアクリンカーの配合量の１０重量％までを
   電融マグネシア・クロム鉱クリンカーと置き換える請求
   項１または２記載のマグネシア・クロム質耐火物。