JPH03109273A - 不定形耐火物 - Google Patents

不定形耐火物

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JPH03109273A
JPH03109273A JP1246695A JP24669589A JPH03109273A JP H03109273 A JPH03109273 A JP H03109273A JP 1246695 A JP1246695 A JP 1246695A JP 24669589 A JP24669589 A JP 24669589A JP H03109273 A JPH03109273 A JP H03109273A
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magnesia
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alumina
monolithic
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JP1246695A
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Koji Kono
幸次 河野
Takayoshi Sato
佐藤 高芳
Hisahiro Ueno
上野 尚弘
Hisayoshi Muraoka
村岡 久義
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Taiko Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Taiko Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
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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5#スポール性や耐蝕性に浸れ、主として、混
銑車炉口内張用に使用される不定形耐火物に関するもの
である。
従来の技術 近年溶銑予備処理技術の発達により、混銑車でも脱珪処
理などが行われるようになってきた。そして、この処理
を行うに際し、処理剤としてFeOやpe203からな
るミルスケールや酸素ガスなどが用いられるようになっ
ており、混銑車内張用耐火物に要求される条件も非常に
厳しくなってきた。そのため、従来、混銑車炉口内張用
不定形耐火物として耐スポール性や耐蝕性が優れている
ことから炭化けい素やカーボン類等の非酸化物を配した
不定形耐火物が使用されてきたが。
厳しい酸化雰囲気に晒されるようになったことによって
損耗が著しくなってきた。
この厳しい酸化雰囲気に耐えられる不定形耐火物として
、アルミナを主成分とし、これにマグネシアやスピネル
を配することによって耐蝕性を高めた不定形耐火物が開
発されてきた(例えば、特公昭第61−318号公報、
特公昭第61−11908号公報)、シかし、このよう
な不定形耐火物は、溶銑やスラグに浸った部分の内張り
であれば使用可能であったが、第2図に示したように、
溶鉄2を収容し、せり出した形状3を有するのみならず
、脱珪処理前後の急昇温、急降温による熱衝撃が大きい
混銑車炉口1のような部位に使用した場合はスポーリン
グ抵抗性が小さく、亀裂の発生や剥離、剥落現象が著し
いために、炭化けい素やカーボン類等の非酸化物を配し
た不定形耐火物に対する優位性は得られなかった。
発明が解決しようとする課題 従来のアルミナ−スピネル系もしくはアルミナ−マグネ
シア系のような酸化物系不定形耐火物は、炭化けい素や
カーボン類等の非酸化物を配した不定形耐火物と比較し
て、耐蝕性の点では良好な結果が得られているが、耐ス
ポール性の点では著しく劣っている。これは酸化物系の
不定形耐火物は炭化けい素やカーボン類等の非酸化物を
配した不定形耐火物と比較して、特に高温加熱した場合
、焼結が進むことによって高弾性率化するため、熱衝撃
による発生熱応力が増大し、急昇温・急降温時に亀裂や
剥離が発生しやすいためである。同様に、熱間線膨張係
数が大きいことも発生する熱応力が大きくなる原因とな
っている。従って、耐スポール性の向上を図るためには
、即ち発生熱応力を小さくするためには熱間線膨張係数
や弾性率を小さくする必要がある。
課題を解決するための手段 本発明は、0.5mm以上の粒径のマグネシアが3〜3
0重量%、アルミナセメントが0.5〜5重量%、残部
がアルミナからなる不定形耐火物を提供するものである
。また、本発明は、0.5mm以上の粒径のマグネシア
が3〜30重量%、0.5mm未満の粒径のマグネシア
が1〜5重量%もしくは0.5mm未満の粒径のスピネ
ルが1〜20重量%、アルミナセメントが0.5〜5重
量%、残部がアルミナからなる不定形耐火物を提供する
ものである。
実施例 第1表に本発明の実施例及び比較例を示した。
ここで、耐スポール性や耐蝕性の評価は以下のようにし
て行った。まずスポールテストを述べる。
4X4X16cm供試体を1500℃X3hr焼成し、
この時の弾性率Eoを測定した。その後これを電気炉に
て1500℃X20m1 n急熱の後急冷した。この急
熱・急冷を3サイクル繰り返し、nサイクル後の弾性率
(En )とEOとの比(En/Eo)を算出し、この
値で評価した。
En/Eoが1に近いほど耐スポール性が優れている0
次に、耐蝕性は誘導炉法を用いて評価した。この時使用
したスラグの塩基度はCab/5iOz=3.5、溶銑
温度は1600℃である。なお、比較例4は酸化劣化を
考慮して1000”cX3hr酸化処理した供試体にて
評価した。この評価法によって得られた結果は実機での
結果との対応が良好であった。
比較例1にマグネシアを配さない場合の物性を示した。
この比較例1に対し、実施例1〜実施例3のように1m
m以上の粒径を持つマグネシアを配した場合、その配合
量が増すにつれて1500℃X3hr焼成後の弾性率は
小さくなり、1500℃X3hr焼成後の熱間線膨張係
数も小さくなっており、それにつれて耐スポール性が向
上している。これに対して、比較例2のようにマグネシ
アの粒径が0.3mm以下のものを配した場合はl 5
00℃x3hr焼成後の弾性率は増大し、耐スポール性
も劣化している。また、比較例3のようにマグネシアの
代りに1mm以上の粒径を持つスピネルを配した場合は
アルミナのみの場合よりも1500℃X3hr焼成後の
弾性率はやや低下する。しかし、熱間線膨張係数がかな
り大きくなっているため耐スポール性はむしろ劣化する
この0.5mm以上の粒径を持つマグネシアの耐スポー
ル性向上効果は以下のような特性によってもたらされる
。第1表の実施例や比較例に示した不定形耐火物の供試
体を各々高温(1200℃以上)加熱すると、供試体内
部の粒子、特に0.5mm以上の粒径を持つ粒子は熱間
線膨張係数と温度とに比例して膨張する。この時、第1
図の高温加熱した後室温まで徐冷した供試体の切断面を
観察した走査型電子顕微鏡写真から明らかなように、0
.5mm以上の粒径を持つアルミナやスピネルは周囲の
微粉部(以下マトリックスと称す)と反応、焼結してい
るが、マグネシアの周囲にはマトリックスとの間に0.
03〜0.06mmの空隙が形成されている。
この空隙の形成は次のように推察される。即ち、0.5
mm以上の粒径を持つ粒子はいずれも高温下で膨張して
マトリックスを押し広げるが、マグネシアの場合はマト
リックスと焼結し難いか、あるいは分離しやすいため、
冷却時にはマトリックスと分離してマグネシアのみが大
きく収縮するためマトリックスとの間に空隙が形成され
る。一方、アルミナやスピネルは周囲のマトリ−7クス
と反応、焼結するため、冷却時にはマトリックスと連動
して収縮する、この空隙を形成するか否かは、1500
″C加熱時を基準・とじ、室温まで冷却した時の供試体
の収縮率にも影響し、マグネシアを配した場合は小さく
なり、スピネルを配した場合は最も大きくなる。また、
この空隙は再加熱時の9.5mm以上の粒径を持つマグ
ネシアやマトリックスの熱膨張を吸収する働きをなすた
め、再加熱時の熱間線膨張率も小さくなる。さらに、こ
の空隙は弾性率を小さくする効果を有し、ひいては急加
熱・急冷時の熱歪みによる弾性エネルギーを吸収する働
きをもなしている。
なお、第1表に示した熱間線膨張係数値は、1500”
cX3hr焼成後の供試体について測定した値である。
これに対し、110℃を基準とし、昇温時の熱間線膨張
率を測定した場合は、空隙が未形成のためマグネシアを
配した場合が最も大きい、しかし、実際に使用する場合
は乾燥、予熱等の緩やかな昇温前工程があるため、問題
とならない。
このマグネシアを配することによる空隙の形成の有無は
その粒径と密接に関わっており、マグネシアの粒径が0
.5mmよりも小さいと、空隙の形成に必要な熱間膨張
の絶対量が不足する。さらにアルミナとの反応によるス
ピネルの生成にともなう体積膨張反応が起こり、組織の
緻密化現象が顕著に現れることによって、耐スポール性
の向上効果が認められなくなる。場合によっては比較例
2のようにマトリックス組織の緻密化にともなう高弾性
率化によって耐スポール性の劣化も見られるようになる
また1粒径が0.5mm以上のマグネシアの配合量が3
重量%未満になると、耐スポール性の向上効果が見られ
なくなる。また、30重量%を越えるとスラグの浸透が
顕著となる他、強度低下も著しくなるため好ましくない
1マグネシアやアルミナは焼結拳電融いずれでも良い、
但し、その純度は90重量%以上でなければならない。
低純度の原料に含まれる5iOaやFe1O3等の不純
物は高温加熱時の焼結の進行を促すために、高弾性率化
し、耐スポール性の劣化が顕著となり好ましくない、ア
ルミナセメントはその配合量が5重量%を超えると十分
な可使時間が得られなくなる他、耐蝕性を損なう、耐ス
ポール性が劣化するなど好ましくない、また、0.5重
量%未満になると養生後の強度が低下し、構造体として
十分なものが得られなくなる。
耐蝕性をさほど要求しない部位であればマトリックス部
の組成は特に問題としないが、スラグスプラッシュによ
る溶損の著しい部位等に適用する場合は、実施例4.5
のようにマトリックス部に粒径が0.5mm未満のスピ
ネルやマグネシアなどを配することによって高耐蝕性化
が得られる。ここで使用するマグネシアやスピネルも焼
結・電融いずれでも良いが、その純度は90重量%以上
でなければならない、また、これらの配合量はいずれも
1重量%未満では効果は無く、またマグネシアが5重量
%、スピネルが20重量%を超えるとスラグの浸透が著
しくなり、好ましくない。
このようにして得られた不定形耐火物(実施例5)を、
脱珪処理を行っている混銑車の炉口に使用した結果、従
来材の炭化けい素やカーボン類を配した不定形耐火物(
比較例4)や比較例2の不定形耐火物と比較して50%
以上の寿命向上が可能となった。
発明の効果 以上のように、マグネシアの粒径を0.5mm以上に限
定し、これを高純度アルミナ質の不定形耐火物に配する
ことによって耐スポール性に優れた材料を得ることがで
きた0本発明は混銑車で最も高い耐スポール性が要求さ
れると考えられる部位である炉口の内張用不定形耐火物
に最適なものである。また、本発明は同じように苛酷な
熱衝撃を受けるランス材などにも適用できる。また、混
銑車炉口はどの熱衝撃を受けない部位に使用する不定形
耐火物に関しても、本発明を適用することによってより
安定した特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)、(ロ)は、1500℃焼成後の本発明耐
火物の断面の走査型電子顕微鏡写真である。 第2図は、混銑車受銑口部の断面を示した説明図である

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1. 0.5mm以上の粒径のマグネシアが3〜30重
    量%、アルミナセメントが0.5〜5重量%、残部がア
    ルミナからなることを特徴とする不定形耐火物。
  2. 2. 0.5mm以上の粒径のマグネシアが3〜30重
    量%、0.5mm未満の粒径のマグネシアが1〜5重量
    %もしくは0.5mm未満の粒径のスピネルが1〜20
    重量%、アルミナセメントが0.5〜5重量%、残部が
    アルミナからなることを特徴とする不定形耐火 物。
JP1246695A 1989-09-22 1989-09-22 不定形耐火物 Expired - Fee Related JPH0798677B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0597526A (ja) * 1991-10-02 1993-04-20 Towa Taika Kogyo Kk 取鍋内張り用不定形耐火物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0597526A (ja) * 1991-10-02 1993-04-20 Towa Taika Kogyo Kk 取鍋内張り用不定形耐火物

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JPH0798677B2 (ja) 1995-10-25

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