JPH04104965A - 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、取鍋内張り用流し込み耐火物として好適に使
用される耐用性に優れた不定形耐火物に関する。

〔従来の技術〕

従来から取鍋内張り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−ジルコン質等が使用されてきた
。

近年、高級鋼種が精錬されるようになり、溶鋼温度の上
昇、さらに温湯時間の延長等により真空脱ガス、連続鋳
造、取鍋精錬に精錬炉外における処理条件はますます苛
酷になってきており、従来の内張りでは耐食性、耐スポ
ーリング性、容積安定性等の点で対応できなくなってき
ている。

このような苛酷な処理条件に適応可能な耐火物として、
材質面からスピネルクリンカ−及びアルミナクリンカー
を使用したスピネル−アルミナ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。

このスピネル−アルミナ質不定形耐火物は、スピネルク
リンカ−自体が有する熱膨張係数が小さいこと、スラグ
侵食抵抗性が大きいこと等の特性を利用したもので耐食
性、耐スポーリング性及び容積安定性等に優れたもので
、従来の不定形材料に比較して高耐用性を得ることがで
きる。

しかし、最近の操業条件の多様化の中では、スピネルと
アルミナ原料を主成分とするだけのスピネル−アルミナ
質不定形耐火物は、従来からのスラグ浸潤に伴う構造的
なスポーリングの発生だけでなく、操業条件によっては
スラグ浸潤の増大とそれに起因するいわゆるビルドアッ
プ現象を呈すという欠点が現れ、取鍋の安定稼動が妨げ
られるといった問題点が生じるようになった。

ここでいうビルドアップ現象とは、スピネル−アルミナ
質不定形耐火物によって内張すされた取鍋内の溶鋼に脱
酸剤として金属ＡＩを用いるアルミキルド鋼受鋼時にし
ばしば発生するもので、ＡＪｚＯ３を主体にした脱酸生
成物が内張り耐火物の表面に付着し、耐火物表面に形成
されたスラグ浸潤層と一体化したものが成長する現象を
いう。

このビルドアップ現象は、溶鋼の高温撹拌処理を行った
場合には付着した脱酸生成物が内張りから脱離するが、
かかる高温撹拌処理等を行わない場合にはビルドアップ
層が成長して取鍋の容量不足という操業上の問題を生じ
ることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、かかる従来のスピネル−アルミナ質不定形耐
火物における上記の問題を解消するもので、耐食性の大
幅な低下をもたらすことなく、ビルドアップ現象を解消
する手段を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アルミナセメントーとスピネルクリンカ−か
らなる耐火骨材に結合剤としてアルミナセメントを使用
する不定形耐火物に、微粉状のジルコニア源を添加配合
することによって、その課題を解決した。

この微粉状のジルコニア源としてジルコン微粉あるいは
ジルコニア微粉を用いることができる。

〔作用〕

本発明は上記ビルドアップ現象を抑制するためには、脱
酸生成物と一体化するスラグ浸潤層形成を抑えることが
有効であるという知見に基づく。

ジルコニア源の配合はスラグ浸潤層形成の抑制に極めて
有効に作用する。

ジルコニア源としてジルコニア微粉を使用した場合、高
温下の稼動面近傍部はジルコニアの結晶転移に伴う体積
変化により微細な亀裂が発生し、ラフな組織となる。そ
のためスラグによる溶損量が大きくなる反面、スラグ浸
潤が少なくなる。

ジルコニアを粗粒で使用すると、大きな亀裂がまばらに
生じるため、耐剥離性、耐スラグ浸潤性に劣る。したが
って、微細亀裂を生じさせるという点から、添加するジ
ルコニアは微粉で使用する。

好ましくは、２０μｍ以下の粒子を６０重量％以上有す
るものを使用する。また、Ｚ　ｒ　Ｏ２含有量としては
、９５重量％以上の不純物の少ないものの使用が好まし
い。その添加量としては、１〜１０重量％が好ましく、
この範囲より少ないとスラグ浸潤抑制効果が乏しく、逆
にこの範囲より多いと耐食性劣化、耐剥離性劣化が大き
い。

また、ジルコニア源としてジルコン微粉を使用した場合
、前述のジルコニア微粉が有する機能に加えて下記機能
を有する。

ジルコンは高温下においてジルコニアと５１０２に解離
する。生じた５１０２は本願材料のマ）ＩＪックス部を
構成するＣａｂ、ＡＬＯｓそれにＭｇＯと反応し、急激
な液層生成温度の低下を生じ、化学的侵食量が大きくな
る。そのため、スラグ浸潤が少なくなり、ビルドアップ
現象を抑制することが可能となる。

使用するジルコンを粗粒にすると、解離速度が遅いため
添加効果が表れない。そのため、添加するジルコンは微
粉で使用する。好ましくは４５μｍ以下の粒子を９０重
量％以上有し、ＺｒＯ＊含有量が６０重量％以上のもの
を使用する。上記ジルコン微粉の添加量としては骨材中
０．５〜５重量％が好ましい。この範囲より少ないとス
ラグ浸潤抑制効果が乏しく、逆にこの範囲より多いと解
離したＳ＋０２の影響により耐食性劣化、耐剥離性劣化
が大きくなる。

また、本発明に使用するアルミナクリンカーとしては、
ＡＡ２０＋＋純度が高く不純物の極力少ないもの、たと
えば焼結アルミナ、電融アルミナ、仮焼アルミナの使用
が好ましい。

この点、天然アルミナ原料はフラッグス成分、特にＳ＋
０２が多く、低融物生成の原因となり、本発明のスピネ
ル−アルミナ質不定形耐火物のビルドアップ抑制効果を
阻害することになる。

また、スピネルクリンカ−も不純物の少ない物がよく、
焼結スピネル、電融スピネルのいずれでも、あるいはそ
れらの併用でもよい。

その組成はＭｇＯ’　Ａ　Ｉ！２ｏｚ　の理論組成に限
定されるものではなく、Ｍｇ○／ＡＡ、ｏ、重量比０．
５〜０．０５の範囲であればよい。

本発明の配合組成において、アルミナ−スピネルの使用
比率は特に限定されるものではないが、材料の耐食性、
耐スラグ浸潤性、容積安定性等から決定され、アルミナ
／スピネル重量比が３３　／６７〜８５／１５の範囲が
好ましい。

結合剤としてのアルミナセメントは、低Ｃａ。

量で強度発現性の良好な市販の高アルミナセメント、ス
ーパー高アルミナセメントが適しており、その添加量は
５〜２０重量％が好ましい。アルミナセメント中のＣａ
Ｏとマトリックス中のＡ１．０３とが稼動中に反応し、
Ｃａ０・６ＡＬＯ３なる化合物を生成して材料に適度な
膨張性を付与するという点、及び結合剤として充分な強
度を付与するという点から５重量％以上必要である。逆
に、２０重量％を越えるとＣａ　ＯＡ　ｊ！　２０ｓ　
　ＭｇＯ−３ｒ　Ｏ２系、Ｃａ０−Ａ　１２０ｓ　−５
ｉＯａ系、あるいはＣａ　Ｏ−Ａ　１　ａ○、系低融物
の生成量が増大し、耐食性劣化が大きく好ましくない。

また、作業性調整のため縮合リン酸アルカリ。

ポリカルボン酸ナトリウム等の分散剤や、耐爆裂性付与
及び剥離抑制のため、有機、無機、金属等のファイバー
類、さらにはアルミナ質入粗角、スピネル質大粗角を単
独あるいは併用して添加することもできる。

〔実施例〕

第１表は以下の実施例において使用した原料の化学組成
を示す。

第２表に本発明の実施例と従来例との特性の比較を示す
。

同表中の耐食性評価試験については以下のように行った
。

高周波誘導炉に内張すし、アルミキルド鋼、転炉スラグ
、金属アルミを侵食剤として、１６５０℃。

１時間を１サイクルとして４サイクル繰り返して溶損量
とスラグ浸潤量を測定し、比較例１を１００とした指数
で溶損量及びスラグ浸潤量を表示した。

数値が小さいほど侵食量及びスラグ浸潤量が少ないこと
を示す。更にビルドアップ抑制効果については、上記耐
食性評価サンプルの断面図を観察し、鋼浴部におけるビ
ルドアップ層の有無を判定した。

また、耐スポーリング性評価は、パネルスポーリング試
験法により、１６００℃にて加熱３０分、水冷１０分、
空冷２０分を１サイクルとして５サイクル繰り返して試
料の状態を観察した。

同表から、アルミナクリンカーとスピネルクリンカ−か
らなる耐火骨材に結合剤としてアルミナセメントを使用
する耐火キャスタブルにおいて、ジルコニア源を添加し
た実施例１〜７は、耐食性の大幅な劣化を示すことなく
スラグ浸潤層形成を抑制し、ビルドアップ現象の発現を
抑えていることが判る。また、同表の比較例４．５には
添加するジルコニア源を増量した例を挙げているが、耐
スポーリング性の大幅低下が見られ、剥離の増大が懸念
され不適である。これはジルコニア源増量による亀裂過
多及びジルコン微粉の場合は５Ｉ０２増による過焼結が
要因であると考えられる。

第３表は、本発明の実施例である実施例５を実用に供し
た例である。その結果、ビルドアップ現象を抑制するこ
とができたため、取鍋の容量低下を防ぎ、比較例１に比
して大幅に受鋼量の増大が可能となった。また、耐食性
の低下も軽微であったため、取鍋寿命も低下せず、安定
した稼動が可能となった。

第 表 （以下、 この頁余白） 第 表 〔発明の効果〕 本発明の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。

■　アルミナ質あるいはスピネル−アルミナ質不定形耐
火物のライニングの欠点であったビルドアップ現象を解
消することができたため、取鍋等の溶鋼処理の安定稼動
が可能となる。

■　ジルコニア源を使用することにより、耐食性の大幅
な低下をきたすことなく、耐スラグ浸潤性を改善するこ
とが可能となる。

特許出願人　黒崎窯業株式会社（ばか１名）代　　理　
　人　　小　　堀　　　益

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．アルミナクリンカーとスピネルクリンカーからなる
   耐火骨材に結合剤としてアルミナセメントを配合してな
   る不定形耐火物に、ジルコニア源としてジルコニア微粉
   を添加してなる不定形耐火物。
2. ２．請求項１の記載において、ジルコニア微粉が４５μ
   ｍ以下の粒子を９０重量％以上有し、ＺｒＯ＿２含有量
   が９５重量％以上のものを使用し、且つ骨材中１〜１０
   重量％含有してなる不定形耐火物。
3. ３．アルミナクリンカーとスピネルクリンカーからなる
   耐火骨材に結合剤としてアルミナセメントを配合してな
   る不定形耐火物に、ジルコニア源としてジルコン微粉を
   添加してなる不定形耐火物。
4. ４．請求項３の記載において、ジルコン微粉が４５μｍ
   以下の粒子を９０重量％以上有し、ＺｒＯ＿２含有量が
   ６０重量％以上のものを使用し、且つ骨材中０．５〜５
   重量％含有してなる不定形耐火物。