JPH03232762A

JPH03232762A - マグネシア含有耐火物

Info

Publication number: JPH03232762A
Application number: JP2028436A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Goto; 潔後藤; Keisuke Asano; 敬輔浅野; Yuzo Otsuki; 大槻　雄三; Kiyoshi Okawa; 大川　清; Takeyuki Tamaki; 健之玉木; Hiroshi Yamamoto; 博山本
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-16

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、例えば取鍋、転炉、電気炉、真空脱ガス装置
などの特に塩基度の高いスラブの生成を伴なう溶融金属
用容器あるいは流通路の内張り耐火物として用いられる
マグネシア含有耐火物に関するものである。

（従来技術）マグネシア（ＭｇＯ）は融点が高く、高塩基度のスラグ
に対して高い耐食性を示す。このため、マグネシアをｉ
原料とした耐火物が鉄鋼製造プロセスの中で広く使用さ
れている。

マグネシア質焼成耐火物に使用されるマグネシア原料と
しては、天然のマグネサイトを熱処理して焼結させた天
然マグネシア、海水から採取したマグネシアを焼結させ
た海水マグネシア、これを電気炉で一旦溶解した電融マ
グネシアなどがある。

これらの原料を適当な粒度に調整して必要に応じて他の
耐火粒子を配合し、混線・成形・焼成することでマグネ
シア質耐火物を得ている。（参考技術特開昭６０−２５
１１６８号公報）（発明が解決しようとする課題）しかし、マグネシアを含有する焼成耐火物にはスラグが
侵入しやすく、これが原因となって耐火物の溶損、剥離
が進行しやすい。従来、スラグの侵入を押えるために、
粒度構成やプレス成形圧力などを改善することで耐火物
のｌｌｌ１密化が試みられている。しかし、スラグの侵
入がマグネシア含有焼成耐火物の損耗に与える影響は依
然として大きい。

マグネシアを含有する焼成耐火物へのスラグの侵入を抑
制するためには、耐火物を緻密化する方法と、マグネシ
ア粒界部分にスラグの侵入を食い止める物質を入れてお
く方法がある。緻密化は、前述の通り従来から試みられ
ているが、まだ充分といえるところまでは成功していな
い。スラグの侵入を食い止める物質としてはまず考えら
れるのが、スラグに濡れにくい黒鉛や、炭化物、硼化物
。

窒化物などがある。これらの物質はスラグと濡れ難いた
めスラグをはじき、その侵入を食い止める。

しかし、これらの物質はいずれも焼成工程あるいは使用
中に酸化しやすく、製造あるいは使用上での困難があり
、実用域に至っていない。

スラグ侵入を抑制する効果のある物質として他に考えら
れるのは、侵入スラグの粘性を上昇させてスラブの流動
性を低下させ、侵入の進展を抑制する物質である。この
種の効果を発揮するものとしては、Ｃｒ２Ｏ３，ＺｒＯ
２などがあげられる。Ｃｒ２Ｏ３に関しては、マグクロ
煉瓦の形で実用化されている。

しかし、Ｃｒ２Ｏ３がスラグの主成分の一つであるＣａ
Ｏと反応しやすい性質があるため、耐食性に限界がある
。これに対してＺｒ０２（ジルコニア）は耐食性に優れ
ており、有望である。しかし、マグネシアとジルコニア
は両方とも融点が高く、焼成工程で焼結が進行しないた
め、耐火物は緻密化しに＜＜。

この点でスラブ侵入に対して不利である。また、ジルコ
ニアは比較的高価であるため、これを耐火物に混合する
と耐火物の価格が上昇し、経済的に不利である。

本発明は、これらの問題を解決すべく研究を重ねた結果
、緻密なマグネシア−ジルコニア質焼成耐火物を、価格
の上昇をあまり伴なうことなく得ることができる方法を
提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明の第１の発明は、マグネシアとジルコンを混合、
成型して焼成したことを特徴とするマグネシア含有耐火
物であり、又第２の発明は、この第１の発明のマグネシ
ア含有物耐火物と他の耐火粒子を混合、成型して焼成し
たことを特徴とする。

マグネシア含有耐火物である。

本発明による耐火物の焼成時の製造方法と反応過程につ
いて、マグネシアとジルコン（ＺｒＯ２・５ｉｎ２）の
混合物の場合で説明する。マグネシアとジルコンとバイ
ンダーを混練して成型し、乾燥後、焼成炉で焼成する。

焼成温度は１６００℃程度以上とする。焼成過程でジル
コンはジルコニア（ＺｒＯ２）とシリカ（ＳｉＯ□）に
解離し、生成したシリカはマグネシアの一部と反応し、
フォルステライト（２Ｍｇｏ−８ｉＯ□）を生成する。

すなわち、マグネシアとジルコンの混合物を焼成するこ
とで、マグネシアとジルコニアとフォルステライトが生
成する。これを冷却しても、マグネシアとジルコニアと
フォルステライトは安定に共存し、この鉱物組合せの焼
成煉瓦が完成する。なお、ジルコンの重量比が７０％を
超えると、全てのマグネシアが反応して消失してしまい
、フォルステライトとジルコニアとジルコンからなる焼
成体ができ、マグネシア効果が大巾に低下し、耐食性が
低下する。　このため、ジルコンの添加量は最大でも７
０重量％までとする必要があり、ジルコン添加効果を顕
著に得るためには、ジルコンの添加量は３重量％以上は
必要である。マグネシア効果を充分に確保し、ジルコン
添加効果を効果的に得るためにはジルコンの添加量は５
〜３０重量％とすることがより好ましい。

マグネシアとジルコンの混合物の前記の反応に伴って、
焼成中の煉瓦組織内に液相が生成し、粒子どうしの焼結
を助は焼成体は緻密化する。

以上、マグネシアとジルコンの混合物の場合について説
明したが、これに他の耐火粒子が加わった耐火物の場合
も、同様の機構で反応が起こる。

使用原料については、マグネシアに関しては純度９５％
程度以上、ジルコンについては不純物成分１０％程度以
下の、いずれも通常使用されている品質のもので差し支
えない。また、他の耐火粒子としては、スピネル、アル
ミナ、クロム鉱、マグクロクリンカー、カルシア、ドロ
マイトなどをあげることができる。なお、還元焼成を行
うのであれば、黒鉛、炭化物、硼化物、窒化物なども使
用可能である。これらの耐火粒子及びその配合量はスラ
グの塩基度等を考慮して適宜選定する。

ところで、単純にマグネシアとジルコンを混合した不定
形耐火物が存在するが、これを１６００℃以上の温度域
で使用すると、急激な温度上昇によってジルコンが分解
し、その際に発泡現象が起こり、耐火物組織が不安定に
なり、耐火物の強度が著しく低下する。これと比較して
本発明による耐火物の場合は、−旦温度上昇が比較的緩
らかな焼成工程を経ているため、使用中に発泡現象は生
じず、組織変化あるいは著しい強度低下も起こらず、安
定的に使用できる。

（実施例）マグネシア、ジルコン、スピネル、クロム鉱、マグクロ
クリンカー、カルシア、ドロマイトなどを第１表のよう
に配合して混合、焼成して焼成煉瓦を試作した。第１表
にこの焼成煉瓦の性質を示す。

本侵食試験後、各試料の最大溶損部の減寸量を測定し、
比較品である試料８（通常のマグネシア煉瓦）の減寸量
を１００として基準化した。溶損指数が少ない方が耐食
性が高いことを示す。

水車各試料の最大溶損部分でスラブ浸潤深さ（変質層の
厚さ）を測定し、溶損指数の場合と同様に比較品である
試料８の浸潤深さを１００として基準化した。

侵食試験実験条件方　法　　誘導炉による内張侵食試験温度　１６００℃ 時　間　　２時間スラグ　　Ｃ／Ｓ：１．５　Ａ　Ｄ、　２０３＝］５％
５００ｇ　Ｘ　４回鋼　　　　　ＳＳ４１本発明の実施例である試料１〜７の焼成煉瓦の耐食性は
比較例である試料９〜１３の耐火物に比し１０〜２０％
程度改善されている。また、スラブ浸潤指数に関しても
１５％程度改善されている。

（発明の効果）本発明は耐火物価格をほとんど上昇させることなく、また耐火物製造プロセスの変更も殆どなしにマグネシア
含有焼成耐火物の耐用性を大きく改善することができる
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マグネシアとジルコンを混合・成型して焼成した
マグネシア含有耐火物
（２）マグネシアとジルコンと耐火粒子を混合・成型し
て焼成したマグネシア含有耐火物