JPH0230656A

JPH0230656A - マグネシア−カルシア質耐火物

Info

Publication number: JPH0230656A
Application number: JP63179368A
Authority: JP
Inventors: Kunio Tsunetsugu; 恒次　邦男; Masao Oguchi; 征男小口; Tatsuo Kawakami; 川上　辰男
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1988-07-18
Filing date: 1988-07-18
Publication date: 1990-02-01

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、耐スポーリング性に優れたマグネシア−カル
シア質耐火物に関する。

従来技術とその問題点転炉、製鋼炉、セメントロータリーキルンなどの各種の
炉の内張材としては、ドロマイト質耐火物が広く使用さ
れてきた。しかしながら、近年操業条件の苛酷化、具体
的には、炉の大型化、操業温度の上昇、吹錬時間の短縮
などに伴って、耐スポーリング性、耐熱衝撃性などによ
り優れた耐火物の出現が要求されるようになってきてい
る。

この様な情勢に対応して、例えば、マグネシア原料を主
成分とする塩基性耐火物が開発されている。この耐火物
は、高塩基性スラグに対する耐溶損性には優れているも
のの、熱衝撃に弱い、スラグが浸透し易い、耐火物組織
が変化し易い、構造スポーリングに起因する亀裂により
損傷されるなどの欠点がある。

マグネシア（ＭｇＯ）とカルシア（Ｃａ　Ｏ）との併用
により、耐スポーリング性を改善する試みもなされてい
る。この耐火物においては、ＣａＯにより、ＭｇＯの結
晶成長が抑制されて、耐スポーリング性が向上するもの
と期待されている。また、ＣａＯ自身のフラックス化促
進作用により、これが耐火物内に浸透してくるスラグと
反応してスラグを高融点化させ、耐火物内部へのスラグ
浸透を防止する。この場合、耐火物の損傷が、スポーリ
ング律速から溶損律速に変わるので、耐火物の寿命が延
長されるものと有望視されている。

しかしながら、ＣａＯを使用する場合には、耐火物が過
焼結を起こし易く、過焼結を起こした耐火物は、高弾性
体となって、応力に対する変形世が小さくなるため、応
力発生時に変形することなく、亀裂を生じ易くなり、耐
熱スポーリング性が低下する。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、Ｍ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物に特定量の
けい化ジルコニウムを配合することにより、従来技術の
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、マグネシア２５〜９０重量％とカ
ルシア７５〜１０重量％とからなる耐火骨材１００重量
部にＺｒ２５ｉＳＺｒ３　Ｓｉ２、Ｚｒ５Ｓｉ３および
Ｚｒ５Ｓｉ４からなるけい化ジルコニウムの群から選ば
れた少なくとも一種０．５〜１０重量部を配合したこと
を特徴とするマグネシア−カルシア質耐火物を提供する
ものである。

本発明において使用する耐火骨材としては、天然ドロマ
イトクリンカ−１合成ドロマイトクリンカー１焼結マグ
ネシアクリンカ−１電融マグネシアクリンカ−１焼結マ
グライムクリンカー、電融マグライムクリンカーなどが
挙げられる。本発明においては、これら耐火骨材の一種
または二種以上を使用して、Ｍ　ｇ　０２５〜９０重量
％（以下単に％とする）とＣａ０７５〜１０％の割合と
なるように調整する。ＭｇＯの割合が２５％未満の場合
には、耐消化性が不十分となるとともに、耐スラグ性が
低下する。一方、ＭｇＯの割合が９０％を上回る場合に
は、耐スポーリング性および耐スラグ溶損性が低下する
。耐火骨材の粒径は、通常５１１１０１以下程度、より
好ましくは３ｍｍ以下程度である。耐火骨材は、必要な
らば、常法にしたがって、粒度調整を行ない、適宜の粒
度分布の配合物として使用することも差し支えない。

本発明で使用するけい化ジルコニウムは、Ｚｒ２　Ｓｉ
、Ｚｒ３　Ｓｉ２、Ｚｒ５　Ｓｉ３およびＺｒ５Ｓｉ４
からなるけい化ジルコニウムの群から選ばれた少なくと
も一種である。これ以外の低融点のけい化ジルコニウム
、例えば、ＺｒＳｉ　　（融点１５２０℃）、Ｚｒ５ｉ
２（融点１３６０℃）などは、耐火物の使用温度で液相
を形成するので、使用し得ない。けい化ジルコニウムの
粒度は、０．１〜５ａ＋ｍ程度とする。粒子径が０．１
ｍｍ未満の場合には、耐火物使用時にけい化ジルコニウ
ムの粒子内に発生する亀裂が小さくなり、耐熱衝撃性が
十分に発揮されない。また、浸透したスラグとの反応性
が高くなって、浸蝕速度が速くなり、耐蝕性が低下する
。一方、けい化ジルコニウムの粒子径が、５ｍｍを上回
る場合には、耐火物成形時に他の材料粒子とのなじみが
不良となり、成形困難となる。耐火骨材１００重量部（
以下単に部とする）に対するけい化ジルコニウムの配合
量は、０．５〜１０部とする。けい化ジルコニウムの配
合量が、０．５部未満の場合には、耐火物中に発生する
マイクロクラックの量が不十分となって、耐スポーリン
グ性向上の効果が十分に改善されないとともに、浸透し
てきたスラグの高粘性化および高融点化という効果も十
分に発揮されない。一方、けい化ジルコニウムの配合量
が、１０部を上回る場合には、焼結不良による組織の多
孔質化が促進され、耐蝕性が低下する傾向が認められる
。

本発明の耐火物は、耐火骨材にけい化ジルコニウム粉末
を配合し、さらに常法に従って、タール、液状フェノー
ル樹脂、ポリプロピレン、ポリウレタン、パラフィン、
ワックスなどの公知の非水系バインダーを添加し、混練
し、成形および焼成することにより得られる。非水系バ
インダーの添加から焼成にいたる工程は、常法どおりな
ので詳述しないが、焼成は、１４００〜１７００℃程度
で行なうことが好ましい。

発明の効果本発明耐火物によれば、以下の如き効果が奏される。

（１）耐熱スポーリング性に著るしく優れている。

これは、主に以下の如き理由によるものと推測される。

（イ）けい化ジルコニウム粒子は、焼成時に粒子内に多
数の亀裂を生成する。この亀裂が応力伝播を阻止するの
で、その結果、耐熱スポーリング性が向上する。

（ロ）けい化ジルコニウム粒子（Ｚｒ２Ｓｉを例にとる
）は、焼成時に、下式に示す様に、表面から酸化される
。

ｚｒ２Ｓ１＋３０２→Ｚｒ０２１１Ｓ１０２＋ＺｒＯ２
この際生ずる体積膨脂により、けい化ジルコニウム粒子
の周囲に亀裂が発生し、上記（イ）の場合と同様に、耐
熱スポーリング性が向上する。

（２）耐構造スポーリング性にも著しく優れている。す
なわち、けい化ジルコニウムが、使用時に耐火物内に浸
透してくるスラグと反応して、これを高融点化および高
粘性化させるので、スラグのそれ以上の浸透を抑制し、
耐構造スポーリング性を向上させるのである。

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確にする。

実施例１第１表に示す割合（重量部）で各原料を配合し、バイン
ダーとしてポリウレタン２重世部を加えて混練し、ＪＩ
Ｓ並形れんが形状に成形し、１６５０℃で焼成して、本
発明耐火物を得た。

得られた耐火物の各種の物性を下記の方法により測定し
た。

■、気孔率・・・ＪＩＳ　　Ｒ２２０５■、嵩比重・・
・ＪＩＳ　　Ｒ２２０５■、圧縮強さ・・・ＪＩＳ　　
Ｒ２２０６■１曲げ強さく１４００℃）・・・ＪＩＳ　
　Ｒ２２０６また、得られた耐火物を電気炉内に挿入し
、１２００℃で１５分間保持→空冷１５分間からなる加
熱およ゛び冷却サイクルを繰返し、耐火物に剥落が認め
られるまでの回数を調べて、耐スポーリング性を判定し
た。

さらに、ＣａＯ／５ｉ０２比＝２のスラグを使用して、
得られた耐火物を１７００℃で８時間のロータリースラ
グテストに供し、比較例品の侵蝕量を１００として、相
対的侵蝕量を測定した。

これらの結果を第２表に示す。

第２表に示す結果から、本発明による耐火物が、優れた
耐熱スポーリング性および耐構造スポーリング性（耐ス
ラグ性）を備えていることが、明らかである。

（以上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マグネシア２５〜９０重量％とカルシア７５〜１
０重量％とからなる耐火骨材１００重量部にＺｒ＿２Ｓ
ｉ、Ｚｒ＿３Ｓｉ＿２、Ｚｒ＿５Ｓｉ＿３およびＺｒ＿
５Ｓｉ＿４からなるけい化ジルコニウムの群から選ばれ
た少なくとも一種０．５〜１０重量部を配合したことを
特徴とするマグネシア−カルシア質耐火物。