JPH0459677A - ガス吹き込み用ポーラス耐火物の製造方法 - 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、ガス吹き込み用ポーラス耐火物を製造する方
法に関するものである。

［従来の技術］ 溶融金属に対する温度調整、成分均一化、非金属介在物
の除去などを目的として溶融金属に不活性ガスを吹込む
ポーラスプラグ（例えば特開昭４９−９７７０５号公報
）、あるいは溶鋼鋳造用ノズルの内孔に不活性ガスを吹
き込んでノズル閉塞を防止するポーラス貿耐大物（例え
ば実開昭５４−３４３４２号公報、実開昭５−１２８３
１７号公報、特開昭５６−１４８４５３号公報）などに
使用されるガス吹き込み用ポーラス耐火物として、アル
ミナ質耐火物（例えば特開昭５０−４５８１０号公報）
、マグネシア貿耐火物、スピネル質耐火物（例えば特開
昭５０−４５８１０号公報）が知られている。

［発明か解決しようとする課題］ アルミナ質耐火物は、一般に耐食性・耐スポーリング性
に優れた材質として知られている。しかし、不活性ガス
による冷却作用によって溶鋼接触面との間に著しい温度
差が生じるガス吹き込み用耐火物では、その耐スポーリ
ング性は十分なものではない。しかも、スポーリングに
よってキレツか発生すると溶鋼の侵入でガス透過性が低
下し、カス吹き込み用耐火物としての機能か失われる。

一方、マグネシア貿耐火物、スピネル質耐火物なとの塩
基性材質は耐食性に優れるか、耐スポーリングについて
はアルミナ質耐火物よりさらに劣る。

上記従来の材質に対して、溶融シリカなどの熱膨張率の
小さいシリカ買原料、あるいは熱膨張を吸収する作用を
持つ炭素粉なとを添加し、耐スポーリング性を改善する
ことが知られている。しかし、シリカ貿原料は添加量か
多くなると低融点物質の生成で耐食性および通気性が低
下する問題かある。また、炭素粉は耐火物組織の気孔を
閉塞する作用をもち、ガス吹き込み機能か阻害する。

本発明は通気性を低下させることなく、耐久ポーリング
性に優れたガス吹き込み用ポーラス耐火物を提供するこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、アルミナと二酸化チタンとをモル比換算てＴ
ｉＯ□／Ａ交、０．か０．１〜４．０に組合せた混合粉
末を球状に造粒後、焼成してなるチタン酸アルミニウム
質球状粒子を主材にした配合物を成形し、焼成するカス
吹き込み用ポーラス耐火物の製造方法である。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

アルミナと二酸化チタンとを特定の割合で混合し、球状
に成形後、焼成することて得られるチタン酸アルミニウ
ム質球状粒子は、組織中のチタン酸アルミニウムの粒界
に存在する微細なキレッが熱膨張の緩衝部分として作用
する。本発明によるガス吹き込み用ポーラス耐火物は、
チタン酸アルミニウム質球状粒子かもつ前記作用によっ
て急激な膨張が抑制され、耐スポーリング性に優れたも
のになる。また、チタン酸アルミニウム貿粒子は耐融点
物質の生成か少なく、しかも球状品であることに加え、
粒子内の微細なキレツが通気路となってカス吹き込み用
耐火物に必要な十分な通気性が得られる。

チタン酸アルミニウム質球状粒子の製造に使用する二酸
化チタンは、例えばイルメナイトなどを精製、焼成、粉
砕して製造される。平均粒度は５０μｍ以下のものが好
ましい。この二酸化チタンは隠ぺい力、着色力、不溶性
などの諸性質によって従来より塗料、インキ、紙、プラ
スチックなどの充填剤、あるいは磁器原料、研磨材、医
薬品、化粧品などに使用されており、市販品からも人手
てきる。二酸化チタンは、その形態によってルチール型
とアナターセ型とが知られているが、本発明ではいずれ
の形態でも使用できる。

一酸化チタンと組合せるアルミナは、例えば焼結アルミ
ナ、電融アルミナを平均粒径５゜μｍ以下に微粉砕した
もの、あるいはバイヤー法て得られた水酸化アルミニウ
ムを軽焼した軽焼アルミナ粉などが使用される。

以上の二酸化チタンとアルミナとを組合せの割合は、モ
ル比換算てＴｉＯ□／ＡＵｚ０３が０．１〜４．０とす
る。モル比か０．１未満ではＴｌＯ２の不足てチタン酸
アルミニウムの生成量が少なく、耐スポーリング性の向
上の効果に劣る。モル比か４．０を超えると未反応のＴ
ｉＯ２量が多くなり、溶融金属との接触においてＴｉＯ
２がスラグ成分を生成することてＣａｂ、５ｉｎ２など
と反応して低融物を生成し、耐食性か低下する。

チタン酸アルミニウム質球状粒子を製造する混合粉末に
おいて、二酸化チタンおよびアルミナの割合は、合量で
７０ｗｔ％以上とする。７゜ｗｔ％未満てはチタン酸ア
ルミニウムの生成量が少なくなって、チタン酸アルミニ
ウム買球状粒子がもつ前記の効果か得られない。混合粉
末としてアルミナおよび二酸化チタン以外に組合せる場
合は例えばジルコン、ジルコニア、マグネシア、ＭｇＯ
−Ａｌ２Ｏ３スピネル、酸化クロムから選ばれる１種ま
たは２種以上とする。その平均粒径は、好ましくは５０
μｍ以下に微粉として使用する。

チタン酸アルミニウム球状粒子の成形は、適量の結合剤
を添加し、転勤法、スプレードライヤー法などの任意の
球状化法で行う。なお、この場合の球状とは、角部がな
く表面滑らかで球状と見なされるものであればよく、完
全な球状でなくてもよい。

この球状化で使用する結合剤は、耐火物の結合剤と知ら
れている通常の無機質あるいは有機買の結合剤を使用す
ることができる。

焼成は気流焼成炉、ロータリーキルン、トンネルキルン
なとの任意の装置により、例えば１３００〜１８００℃
の温度て行なう。チタン酸アルミニウム粒子の粒界の微
細なキレツは、この焼成工程における焼成・冷却過程で
生成される。球状粒子の焼成後の平均粒径は、ガス吹き
込み用耐火物に必要な通気性を持たせるために、例えは
０．１〜２ｍｍとする。

本発明は、以上のようにして得られるチタン酸アルミニ
ウム質球状粒子を使用したガス吹き込み用ポーラス耐火
物の製造方法である。

第１表は、各種のチタン酸アルミニウム質球状粒子の製
造において、その配合組成を示したものである。同表に
示す■〜０の球状粒子は、いずれも結合剤としてポリア
ルキルアリルスルフオン酸カルシウムを外掛け７ｗｔ％
添加し、混練後、転勤法にて球状化した。焼成は１６０
０℃の温度で焼成した。焼成後の粒径は、０５〜１．６
ｍｍであった。

■〜■および■〜［相］は、酸化チタンとアルミナとの
組合せの割合か本発明て限定した範囲内の球状粒子であ
る。■および■はアルミナと二酸化チタンの割合（モル
比換算ＴｉＯ□／ＡｕｚＯ３）が範囲外である。■は、
アルミナと二酸化チタンとの含量が少な過ぎる例である
。

第２表は、第１表で示すチタン酸アルミニウム質球状粒
子を配合してポーラス質耐大物を製造し、その物性を試
験したものである。第２表においてポーラス貿耐大物の
製造は、表に示す配合物に結合剤としてリグニンスルフ
オン酸カルシウムを外掛けで５ｗｔ％添加し、混練後、
フリクションプレスで加圧成形し、１６００℃で焼成し
た。

第２表の試験結果か示すとおり、本発明で限定した範囲
内のチタン酸アルミニウム質球状粒子を使用した耐火物
は、耐スポーリング性および通気性に優れている。

チタン酸アルミニウム質球状粒子を使用した耐火物は耐
スポーリング性および通気性組織の形成に効果的である
反面、クチン酸アルミニウム粒子内の微細なキレッの存
在によって機械的強度に劣り、溶鋼との接触部位では耐
食性に劣る傾向がある。そこで、チタン酸アルミニウム
質球状粒子の割合を１０ｗｔ％以上、好ましくは１０〜
９０ｗｔ％以上とし、残部をアルミナ、マグネシア、Ｍ
ｇＯ−ＡＬＯ３系スピネルより遷ばれる１ｆｉまたは２
種以上を主材にした配合物を成形し、焼成すると、さら
に耐食性にも優れた効果をもつガス吹ぎ込み用ポーラス
耐火物が得られる。

第２表において、■〜［相］はチタン酸アルミニウム質
球状粒子の割合が８８ｗｔ％とじ、残部にアルミナ、マ
グネシア、ＭｇＯ−Ａｕｔｏ３系スピネルを組み合わせ
て製造したポーラス耐火物てあり、その試験結果から、
耐食性に優れていることが確記される。

チタン酸アルミニウム質球状粒子と組み合わせる前記の
アルミナ、マグネシア、ＭｇＯ−Ａ９．ａＯｓ系スピネ
ルは焼結晶、電融品を問わない。また、これらの粒子の
形状は、粉砕品、球状品のいずれでもよい。

本発明は以上の他にも、本発明の効果を阻害しない範囲
であれば、ポーラス耐火物の製造において知られている
例えばシリカ粉、粘土粉、酸化クロム粉、ジルコニア粉
、Ｆｅ、０３粉、ＮｉＯ粉、ＬｊＯ粉、金属粉などを適
量添加してもよい。

本発明は以上の配合物を使用し、後は常法どおり、配合
物に対して無機質あるいは有機質の結合剤を外掛け１〜
５％重量程度添加し、混練後、任意形状に加圧する。焼
成は、例えば１３００〜１８００℃の温度で行う。

Ｕ実　施　例コ 以下、本発明実施例とその比較例を第３表に示す。

同表におけるクチン酸アルミニウム質球状粒子は、第１
表に示したチタン酸アルミニウム質球状粒子を使用した
。

各側は、ポーラス買の耐火物組織を得るために、通常の
耐火物に比べて中間径の骨材粒子を少なくした配合組成
にした。また、成形には結合剤としてリグニンスルホン
酸カルシウムを水に溶解させた状態で添加し、混連後、
フリクションプレスにて加圧した。焼成は１７００℃×
６時間で行った。

試験方法は、次のとおりである。

耐スポーリング性・・・３０　ｘ　４０　Ｘ　１２０　
ｍｍの試験片を電気炉にて３０分加熱後、空冷 し、これを繰り返して亀裂発生までの 回数を測定した。

通気率　　・・・常温空気による測定。

圧縮強さ　・・・ＪＩＳ−Ｒ２２０６に準じて測定。

耐食性　　・・・鋼片を侵食剤とした回転侵食試験によ
って測定した。１６５０℃×３０分を３回くり返した後
、溶損寸法を測定 し、比較例１の溶損寸法を１００とした指数で示した。

数値が小さいほど耐食 性に優れている。

実機試験　・・・ポーラスプラグを製造し、３００を溶
鋼取鍋に装着し、耐用回数を測定し た。データが空欄のものは未使用。

果］ 本発明によって得られるカス吹き込み用ポーラス耐火物
は、カス吹き込み用耐火物に必要な通気性を十分に備え
、しかもガス吹き込み時に受ける著しい温度差に対して
も優れた耐スポーリング性を示す。したがって、このガ
ス吹き込み用ポーラス耐火物を使用すると渇漏れなとの
大事故などを懸念することもなく、その用途に応じて、
ガス吹き込みによる溶鋼攪拌、ノズル閉塞防止といった
機能をいかんなく発揮することかできる。

［効 他４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アルミナと二酸化チタンとをモル比換算でＴｉＯ＿
   ２／Ａｌ＿２Ｏ＿３が０．１〜４．０に組合せた混合粉
   末を球状に造粒後、焼成してなるチタン酸アルミニウム
   質球状粒子を主材にした配合物を成形し、焼成するガス
   吹き込み用ポーラス耐火物の製造方法。 ２　アルミナと二酸化チタンとをモル比換算でＴｉＯ＿
   ２／Ａｌ＿２Ｏ＿３が０．１〜４．０に組合せた混合粉
   末を球状に造粒後、焼成してなるチタン酸アルミニウム
   質球状粒子を１０ｗｔ％以上、残部がアルミナ、マグネ
   シア、ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３スピネルから選ばれる１
   種または２種以上を主材にした配合物を成形し、焼成す
   るガス吹き込み用ポーラス耐火物の製造方法。 ３　混合粉末が、アルミナおよび二酸化チタンが合量で
   ７０Ｗｔ％以上、残部がジルコン、ジルコニア、マグネ
   シア、ＭｇＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３系スピネル、酸化クロム
   から選ばれる１種または２種以上である請求項１または
   ２記載のガス吹き込み用ポーラス耐火物の製造方法。