JPH0323275A - 流し込み用不定形耐火物 - 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、流し込み用不定形耐火物、とくに取錫内張り
、ＤＨ，ＲＨ用浸漬管、タンディッシュ用母材等の流し
込み施工に好適な耐火物に関する。

〔従来の技術〕

従来からかかる流し込み用不定形耐火物として、珪石質
，ロー石質，シャモット質，高アルミナ質．マグネシア
質．ロー石一ジルコン質等が使用されてきた。

近年、真空脱ガス法，連続鋳造．取錫精諌技術の向上か
ら、高級鋼種が精錬されるようになり、溶鋼温度の上昇
、更に滞隔時間の延長等により、処理条件はますます苛
酷になってきており、従来の材質のものでは耐食性，耐
スポーリング性及び容積安定性等の点で対応できなくな
ってきている。

このため、このような苛酷ｆよ処理条件に適応可能な耐
火物として、材質面からスビネルクリン力一を使用した
スビネル質不定形耐火物が、特開昭６０−６０９８５号
公報、特開昭６４−８７５７７号公報等に開示されてい
る。

このスビネル質不定形耐火物はスピネルクリンカーの特
性、たとえば熱膨張係数が小さいことや、スラグ浸漬抵
抗性の大きいこと等を有効に利用して、耐食性，耐スポ
ーリング性及び容積安定性等に優れ、そのうえ、熱的ス
ポーリング性やスラグ浸透に起因する亀裂．剥離の抑制
にも優れたものである。

とくに特開昭６０−６０９８５号公報に記載のものは、
耐火材に付与すべき膨張性を、従来の塩基性材料に見ら
れるように、Ｋｇ○−＾ｌ，０３の反応により生じるス
ビネル膨張によるものではなく、微粉部分を構或するｌ
Ｏ〜３５重量％含有されるアルミナと３〜１０重量％含
有されるアルミナセメント中のＣａＯとの高温での反応
によるＣａ０・６＾Ｒ　２　０　ｓの形或に伴う膨張を
利用して耐火物としての膨張性を付与したことにある。

しかしながら、操業条件が苛酷な場合にはその溶損量は
極端に大きくなるという欠点がある。

また、特開昭６４−８７５７７号公報に記載のものは、
容積安定性を得るためにマグネシアを添加したものであ
るが、スラグの浸潤が大きく、耐スポーリング性に劣る
ことから剥離．地金差しが大きいという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、と記各公報に記載の内張り耐火物は、従前
の不定形材料に比較して、耐食性．耐スポーリング性及
び容積安定性等の改善により高耐用性を得ることを可能
にしたが、スラグ浸潤に伴う構造的なスポーリングを誘
発しやすい欠点があり、稼動中期．末期に剥離損耗を生
じ、安定性の点からの改善を望まれている。

本発明において解決すべき課題は、かかる従来の耐火材
料の欠点を解消することにあって、ＭｇＯクリン力一と
スビネルクリン力一を併用することによる耐食性向上の
効果を、耐スラグ浸潤性，耐スポーリング性を劣化させ
ることなく改善することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の流し込み用不定形耐火物は、高純度アルミナ原
料が少なくとも５７重量％と、スビ不ルクリンカーが１
０〜３０重量％と、粒径０，２１ｍｍ未満のマグネシア
クリンカーが１〜１０重量％と、非晶貿シリカが０．２
　〜３重量％とからＩ工る混合物に、硬化剤としてアル
ミナセメントを外掛け０。５重量％以ｌｆｆｉｌ％未満
、または活性マグネシア外掛け０、２〜５重量％を配合
したものである。

また、上記発明において、高純度アルミナ原科の中の１
〜２０重量％を粒径０，２１ｍｍ以上のマグネシアクリ
ンカーと置き換えることも可能である。

本発明に使用する高純度アルミナ原料としては、具体的
には焼結アルミナ，電融アルミナもしくは仮焼アルミナ
をさし、スビネルクリン力一としては、焼結スピネル，
電融スビネル、マグネシアクリン力一としては、焼結マ
グネシア，電融マグネシア等の不純物の少ないものが使
用できる。

本発明の配合組戊において、アルミナースピネルーマグ
ネシアの使用比率は、材料の耐食性，耐スラグ浸潤性，
容積安定性から決定される。

〔作用ｊ 本発明において配合されるマグネシアは、アルミナとス
ビネル化反応による膨張性付与及び酸化鉄含有スラグに
対する耐食性向上，スラグ浸潤抑制機能を有する。しか
しながら、ｌ重量％より少ない範囲では材料の膨張性を
付与するのに充分ではなく、またｌＯ重量％より多い範
囲では膨張が過度となり、使用中の組織劣化をもたらす
。

１〜１０　１　量％配合されるマグネシアクリン力一の
粒度に関しては、耐食性，均一なスビネル化反応を起こ
させるためには０．２１＋ｎ未満である必要がある。

スピネル原料の使用比率は、配合される非晶質シリカの
量による耐食性によって規制される。スビネルの使用量
が３０重量％を越える範囲では、逆にＭｇＯ−＾ｌ２０
ｉｓ＋０２　系低融物生成量増大に起因する耐食性劣化
の傾向を示す。このことからスビネルの配合量は１０〜
３０重量％に規制されるが、粒度に関してはとくに規制
はない。

マタ・非晶質シリカの添加は、硬化促進及び養生から乾
燥初期の強度発現を付与し、さらに材料の通気性を低レ
ベルに維持し、かつスラグの浸透の抑制効果を期侍する
ことができる。

非晶質シリカ０．２重量％以下では強度発現に乏しく、
また３重量％以上ではＭｇＯ−＾１　２　０　３　　Ｓ
　Ｉ　０　２系低融物生成による過焼結傾向が増大し、
スポーリング性に劣り好ましくない。また、非晶質シリ
カの粒度としては、比表面積２０〜５００ｍ’／ｇのも
のが好ましい。

本発明の高純度アルミナ原料は、上記のマグネシア．ス
ビネル，非晶質シリカの使用比率を規制することによっ
て決定され、少なくとも５７重量％の配合量となる。

さらに、本発明に用いる高純度アルミナ原料の一部を粒
径が０．２１＋ｍ以上のマグネシアクリンカーに置き換
えることによって耐食性の向上を図ることができる。し
かしながら、マグネシアクリンカーを２０重量％以上使
用すると膨張が大き　なり過ぎ、また耐スポーリング性
も劣化する欠点がある。

そのため、その量は１〜２０重量％の範囲に規定される
。

本発明において配合される硬化剤は、アルミナセメント
もしくは活性マグネシアである。添加量が多いと、メリ
ライト，　Ｃａ２（＾ｆ，Ｍｇ，Ｓｉ）ｓｏ，のような
ＣａＯ−＾Ｒ２０ｙ−Ｍｇ〇一Ｓｉ　Ｏ．系低融物の生
ｓｘｍの増大をもたらし、耐食性の低下を生じることか
ら、セメン｝ｌとしては外掛け３重量％未満、好ましく
はＣａｖｉｌとして０．７５重量％以下、もしくは活性
マグネシア外掛け５重量％以下である。

とくに、活性マグネシアの場合、添加量が多いと＾１２
０ｓ−ＭｇＯのスピネル生戊反応による膨張性大により
組織の劣化を誘発することからも量的に制限されるもの
である。

逆にセメント量として、０．５　重量％以下もしくは活
性マグネシア０。２重量％以下では、施工後脱枠するま
での硬化時間が長く、かつ強度発現に乏しく好ましくな
い。

また、耐火物の作業性付与のために縮合燐酸アルカリ．
ポリカルボン酸ナトリウム等の分散剤や材料特性に影響
を与えない範囲の少量の粘土、更に短時間乾燥に対する
耐爆裂性改善のために少量の金属を添加することも差し
支えない。

〔実施例〕

第１表は本発明における耐火物混合物における高純度ア
ルミナ原料とマグネシアクリンカー微粉との混合割合を
変えたとき、及び高純度アルミナ際料の一部を０．２１
ｍｍ以上のマグネシアクリン力一に置換したときの骨材
の特性を示す。

粒度調整された焼結アルミナタリンカーと仮焼アルミナ
の混合物からなる高純度アルミナ原料に０．２１闘未満
の海水マグネシアクリンカー微粉を混合し或形したサン
プルを１５００℃×３時間加熱した後の残存膨張率及び
見掛け気孔率、または回転侵食法による侵食量とスラグ
浸潤量との関係を示したものである。

同表から、高純度アルミナ原料の侵食量とスラグ浸潤性
は０．２１ｕ未満のマグネシアクリンカーが略１〜１０
重量％の場合に良好な結果を示すことが判る。

第２表は、第１表の結果を基に粒度調整された高純度ア
ルミナ原料及び０．２１＋ｅｍ以上のマグネシアクリン
力−１５％と焼結スピネルクリンカー量比との関係につ
いて、０．２１ｎ未満の海水マグネシアクリンカー微粉
を５重量％、非晶質シリカｌ重量％及び硬化剤としてア
ルミナセメントを外掛け２重量％に所定の水を添加して
２０℃で２４時間養生し得たサンプルを用い、回転侵食
法により侵食量スラグ浸ａｉｌｔとの関係を示したもの
である。

第２表から、耐火材混合物中におけるスピネルクリンカ
ーの配合量は１０〜３０重量％の範囲内で良好な耐溶損
性を示すことが判る。

第３表は非晶質シリカ壇と強度，耐溶損性の関係につい
て調査したものである。粒度調整された高純度アルミナ
原料６０重量％，０．２１＋ｍ以上のマグネシアクリン
力−１０％，スビネルクリン力−２５重壇％．　０．２
１ｕ未満の海水マグネシアクリンカー微粉５重虫％と硬
化剤としてアルミナセントを２重ｑ％外掛け添加した混
合物に対し、非晶質ンリカ量を外掛け添加したときの結
果を示す。

所定の水を添加して２０℃で２４時間養生し、硬化体サ
ンプルを得た。この硬化体サンプルの１１０℃乾燥後の
強度、１５００℃で３時間焼成後の圧縮強度及び回転侵
食法により侵食量とスラグ浸潤量との関係を調査した。

本発明の実施例であるテスト試料Ｎα２１〜２４は充分
な強度を有し、また高温焼或後の過焼結傾向もなく、か
つ侵食量，スラグ浸潤量及び亀裂に対しても良好な結果
を示す。

第４表は、粒度調整された高純度アルミナ原料７４重量
％、焼結スビネルクリンカ−２０重遣％．海水マグネシ
アクリンカ−５重量％，非晶質シリカｌ重量％及び高純
度アルミナ原料の一部を０，２１ａ＋ｍ以上のマグネシ
アクリンカーに置換した混合物に、硬化剤としてアルミ
ナセメントもしくは活性マグネシアを用い、その外掛け
量と２０℃養生後の鋳込み体の硬化時間及び１１０℃乾
燥後の強度、１５００℃焼成後の強度線変化率、回転侵
食テストによるスラグ侵食量、スラグ浸潤量及びスポー
ルによる亀裂程度との関係を示す。

なお、鋳込み体は所定の水を添加した後に４０×４０　
Ｘ　１５Ｑｍｍの形状に鋳込み、２０℃で４８時間養生
した後、１１０℃で２４時間乾燥後、１５００℃で３時
間焼威後の品質を測定した。

同表から、本発明の実施例として示すテスト試料Ｎｌｌ
Ｌ２９〜３４は、比較例であるテスト試＄４Ｎｃ２７．
　２８及びＮα３５〜３８と比較して、作業性において
も、乾燥後の圧縮強度においても、耐溶損性においても
これらの全てを総合して、優れた性質を有することが判
る。

く以下、この頁余白） 〔発明の効果〕 本発明の流し込み不定形耐火物によって以下の効果を奏
することができる。

（１）　　ｌＪｇｏクリンカー、スピネルクリンカーの
併用に際し、非晶質シリカー硬化剤の使用を制約し、過
焼結防止からの耐スポーリング性が向上できた。

（２）従来のアルミナ系骨材へのＭｇＯの添加は耐食性
向上に有効であった反面、過度のスビネルの生戊膨張か
らの組織劣化とスラグ浸潤が厚いという問題があったが
、本発明の耐火物はアルミナセメントの配合量を制限し
、マグネシアクリンカー粒子の配合量を特定することに
よって上記の弊害は受けにくい。

（３）　　上記（１）と（２）によってＭｇ○の添加に
よる耐食性は大幅に向上する。

（４）施工に際して適度な硬化と強度を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．高純度アルミナ原料が少なくとも５７重量％と、ス
   ピネルクリンカーが１０〜３０重量％と、粒径０．２１
   ｍｍ未満のマグネシアクリンカーが１〜１０重量％と、
   非晶質シリカが０．２〜３重量％とからなる混合物に、
   硬化剤としてアルミナセメントを外掛け０．５重量％以
   上３重量％未満、または活性マグネシア外掛け０．２〜
   ５重量％を配合した流し込み用不定形耐火物。
2. ２．高純度アルミナ原料が少なくとも３７重量％と、ス
   ピネルクリンカーが１０〜３０重量％と、粒径０．２１
   ｍｍ以上のマグネシアクリンカーが１〜２０重量％と、
   粒径０．２１ｍｍ未満のマグネシアクリンカーが１〜１
   ０重量％と、非晶質シリカが０．２〜３重量％とからな
   る混合物に、硬化剤としてアルミナセメントを外掛け０
   ．５重量％以上３重量％未満、または活性マグネシア外
   掛け０．２〜５重量％を配合した流し込み用不定形耐火
   物。