JPH0412053A - マグネシア―カルシア質耐火物 - 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、耐火物に関し、特にマグ７シアーカルシア質
耐火物に関する。

〔従来の技術〕

転炉、塩基性製鋼炉、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、ドロマイト質耐大物が広く
使用されてきた。しかしながら、例えば、転炉の場合に
は、炉の大型化、出鋼温度の上昇、及び吹錬時間の短縮
が進行する等、その他、用途を問わず、その操業条件の
苛酷化が進行している。こうした状況にあって、炉寿命
の低下が問題となり、耐用性のより優れた耐火物の出現
が要求される傾向にある。

このような情勢に対応して、例えば、マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）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、耐スポーリング性に劣るという重大
な欠点がある。すなわち、マグネシアとスラグとの反応
性が低いため、侵入したスラグの融点に相当する温度を
有するれんが内部までスラグが浸透し、浸透部に存在す
るマグネシア結晶（ペリクレーズ）の結合組織を緩めさ
せる。その結果、れんがの温度が低下すると、浸透部と
非浸透部との間に物理的（熱膨張係数、気孔率、強度な
ど）な特性の違いを生じて、スポーリングを発生させ易
くなる。

また、マグネシアは、熱膨張係数が高いので、れんがの
炉内側（高温側）と背面側（低温側）との膨張差によっ
ても、スポーリングを発生しやすい。

従って、マグネシア系れんがを炉の内張り材として使用
した場合、上記のような諸要因が重なり合って、熱スポ
ーリングおよび構造スポーリングを生し、炉の内張り材
のれんが組織が徐々に剥落して行き、遂には炉が使用不
能となる。

マグぶシア系れんがの上記の如き欠点を解消するために
、ジルコニア（より好ましくは安定化ジルコニア）を配
合したマグネシア−カルシア系耐火れんがが提案されて
いる（特開昭４９−９６００５号公報参照）。このれん
かにおいては、れんが内に浸透したスラグとジルコニア
とがれんが表面近傍で反応して、スラグが高粘度となる
ので、スラグの浸透が防止され、以て、耐構造スポーリ
ング性を改善できるとされている。しかしながら、上記
耐火れんがでは、耐熱スポーリング性の改善は、はとん
どなされていない。

また、マグネシア原料とともにドロマイト原料、カルシ
ア（Ｃａｂ）原料などを配合した高強度のマグネシア−
カルシア質耐火物が開発され、繁用されているが、やは
り耐スポーリング性、耐熱衝撃性等は、不十分である。

特に、セメントロータリーキルンなどの内張り材として
使用する場合には、耐火物表面にセメント成分からなる
コーティング層が形成され、耐火物の寿命の延長が期待
できるとされているが、実際には、キルンの回転などに
よって上記コーティング層が激しく脱着を繰返すため、
キルン内の焼成帯付近で耐火物表面が著しい熱衝撃を受
けて、スポーリングが発生する。

そこで、本発明では、上記の如き技術の現状に鑑みて、
マグネシア−カルシア系耐火物が本来有している優れた
特性（高強度など）を損なうことなく、耐スポーリング
性、耐熱衝撃性などにも優れるマグネシア−カルシア系
耐火物を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明では以下の手段を
採用する。すなわち、マグネシア２０〜９５重量％とカ
ルシア８０〜５重量％とからなる耐火骨材１００重量部
に対し、粒径５ｎ以下のアルミナ系原料０．５〜１０重
量部を配合したマグネンアーカルシア質耐火物である。

〔作　用〕

本発明において使用する耐火骨材としては、マグネシア
および／またはカルシアを含む公知の塩基性耐火材料が
使用でき、具体的には、マグネシアクリンカ−ドロマイ
トクリンカ−、ライムタリン力−などが挙げられる。マ
グネシアクリンカ−としては、天然マグネシアクリンカ
−１海水マグネシアクリンカ−１電融マグネシアクリン
カ−などがある。ドロマイトクリンカ−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１Ｎ
融ドロマイトクリンカ−などがある。本発明においては
、これらの一種または二種以上を使用して、マグネシア
２０〜９５重量％とカルシア８０〜５重量％の割合とな
るように調整する。

マグネシアが２０重量％未満の場合には、耐消化性が不
十分となるとともに、耐スラグ熔損性が低下する。一方
、マグネシアが９５重量％を上回る場合には、耐スポー
リング性および耐スラグ浸透性が低下する。耐火骨材の
粒径ば、通常１０鶴以下程度、より好ましくは３１１程
度以下である。

本発明では、上記耐火骨材にアルミナ系原料を０．５〜
１０重量％添加することにより、焼成時にアルミナ系原
料がマグネシアと反応して、スピネル化する際に膨張し
、耐火物中にマイクロクラックを発生させる。該マイク
ロクラックは使用中に耐火物内部に発生する亀裂の進展
を防止、あるいは抑制し、耐スポーリング性を向上させ
る。

アルミナ系原料の添加量が０．５重量％未満ではマイク
ロクラックの発生が充分でなく、この発明の目的を達成
できない。１０重量％を超える添加量の場合には上記マ
イクロクランクが大きくなりすぎ、耐スポーリング性向
上の効果が低減されるので好ましくない。本発明に使用
するアルミナ系原料の粒径は特に制限されないが、通常
０．１〜５．Ｏｎ程度であるが、０．３５〜１．０鶴と
することで、耐火物内での好適なマイクロクラ・ツタの
発生を得ることができる。粒径が５Ｉｍを超える場合に
は、耐火物内のＵ織の多孔質化が進行して、耐火物の本
来有する耐火性が低下する。

本発明耐火物は、マグネシア−カルシア耐火物骨材にア
ルミナ系原料を配合し、更に常法に従って、タール、液
状フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレン、ワ
ックスなどの公知の非水系バインダーを添加しく通常耐
火骨材１００重量部に対し、１〜５重量部程度）、混練
し、成形し、焼成することにより、製造される。非水系
バインダーの添加から焼成に至る工程は、常法通りなの
で、特に詳述しないが、焼成は、１６００〜１７００℃
程度でおこなうことが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明について実施例をもとに更に詳細に説明を
行う。

第１表に示す割合（重量部）で各原料を配合し、該配合
物１００重量部にバインダーとしてポリプロピレン２重
量部を加えて、混練し、亜型に成形し、１６５０℃で焼
成した。本発明による実施例１．２及び３として、焼結
アルミナ（粒径０．３５〜１．Ｏｍ）をそれぞれ１重量
部、３重量部、５重量部配合した耐火物を製造した。ま
た、比較例１として上記焼結アルミナを全く配合しない
耐火物も製造した。

得られた４種類の耐火物について、以下のようにして調
べた特性を第２表に示す。

■気孔率（％）：ＪＩＳ　　Ｒ２２０５による。

■嵩比重：ＪＩＳ　　Ｒ２２０５による。

■圧縮強度（ｋｇｆ／ａｎｔ）　、Ｊ　Ｉｓ　　Ｒ２２
０６による。

■熱間曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｉ、１４００℃）：ＪＩＳ
Ｒ２２１３による。

■耐スポーリング性：耐大物を１２００℃に保持した電
気炉に挿入し、１５分間加熱した後、１５分間空冷する
試験を１サイクルとし、耐火物が剥落するまでのサイク
ル数を調べた。

第２表に示す結果から、耐火骨材にアルミナ系原料を配
合した本発明による実施例のマグぶシアカルシア質耐火
物は、アルミナ系原料を配合しない比較例として示す従
来のマグネシア−カルシア質耐火物に比して、気孔率、
嵩比重、圧縮強度、熱間曲げ強度に関しては顕著な差異
は認められないが、耐スポーリング性および耐熱衝撃性
が著しく向上したことが明らかとなった。

尚、本発明は上記実施例に限られるものではなく、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の応用が可能であるこ
とはいうまでもない。

〈以下余白〉 第１表 第２表 〔発明の効果］ 本発明によれば、公知のマグネシア−カルシア質耐火物
の耐火骨材に対して、アルミナ系原料を添加することに
より、マグネシア−カルシア質耐火物が本来存している
優れた特性を損なうことなく、耐スポーリング性および
耐熱衝撃性に優れたマグネシア−カルシア質耐火物を得
ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネシア２０〜９５重量％とカルシア８０〜５
   重量％とからなる耐火骨材１００重量部に対し、粒径５
   ｍｍ以下のアルミナ系原料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。