JPH0483765A - 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〕 本発胡は流し込み用耐火物に適した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、取鍋内張りの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−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、取鍋精錬技術の向上か
ら、高級鋼種が精錬されるようになり、溶鋼温度の上昇
、更に温湯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−の熱膨張係数が小さいことや、スラグ浸食抵抗
性の大きい特性によって、耐食性、耐スポーリング性そ
れに容積安定性等に優れたもので高耐用性を得ることを
可能にした。

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、従来から見られたスラグ浸潤に伴い
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及びそれに起因するいわゆるビ
ルドアップ現象を呈するという欠点が現れ、取鍋の安定
稼動が妨げられるという問題点がでてきた。

ここでいうビルドアップ現象は、スピネル−アルミナ質
不定形耐火物てライニングされた取鍋中の溶鋼に投入さ
れる脱酸剤として、金属Ａ１を用いるアルミキルド鋼受
鋼時にしばしば発生する現象で、Ａｌ２Ｏ，を主体にし
た脱酸生成物が内張り耐火物表面に付着し、耐火物稼動
表面に形成されたスラグ浸潤層と一体化することにより
成長する現象をいう。溶鋼が高温撹拌処理等を受けない
場合には、付着した脱酸生成物の脱離が生じず、ビルド
アップ層が成長し、取鍋の容量不足という揉業上の問題
を呈することとなる。

〔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
火物の欠点を解消するもので、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取鍋内張
り不定形耐火物を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の不定形耐火物の特徴は、１重量％以上１０重量
％未満のＣａＯを含有し、実質的にフランダムとＣａＯ
−Ａｉ＋２０３系化合物とからなるクリンカーを耐火骨
材として配合したことにある。

上記クリンカーと併用可能な耐火骨材としてアルミナ材
料としては、電融または焼結アルミナ。

活性アルミナ、電融または合成ムライト、ボーキサイト
類の焼結品または仮焼品が、マグネシア材料としては海
水マグホンアクリンカ−。電融マグネシアクリンカ−、
マグネサイト鉱およびその焼結品または電融品等が、さ
らにスピネル質材料としては、電融または焼結スピネル
クリンカ−等が使用できる。

また、上記不定形耐火物は、前述の耐火骨材のほかにバ
インダー、微粉状シリカ、粘土、カーボン原料等の副原
料を含んで構成される。

バインダーとしては、コロイダルシリカ又は気化性シリ
カ、ゲル状シリカ等の無定形シリカ、アルミナセメント
、ポルトランドセメント等の水硬性セメント、リン酸ア
ルミ、正リン酸等の無機系バインダーを使用できる。

さらに、本発明は、本発明の効果を阻害しない範囲で作
業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、更にはアルミナ質
入粗粒、スピネル質大粗粒を単独あるいは併用して添加
することも可能である。

〔作用〕

本発明は、ビルドアップ現象抑制は脱酸生成物と一体化
するスラグ浸潤層の形成を抑えることが有効であるとい
う知見に基づいて完成した。

実質的にコランダムとＣａ　Ｏ−Ａ　Ｉ２Ｏｓ系化合物
とからなるクリンカーは、従来のアルミナセメントーに
比較し、ＣａＯ含有量が高いため、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り、いわゆるビ
ルドアップ現象を抑制する機能を有する。

上記クリンカーは、（ＡＡ２０３＋ＣａＯ）の含量で９
５重量％以上含み、主たる構成鉱物相としてコランダム
およびＣａＯＡＲｚ○３系化合物からなるものである。

前記以外の鉱物１例えばβ−Ａ１２０．、　ムライト、
ペリクレース等を含むことがあるが、その量はわずかで
あり、本発明の効果を阻害するものではなく、実質的に
前記主たる構成鉱物相からなるクリンカーとして差支え
ない。

また、ＣａＯ−Δｆ、０３系化合物とはＣａＯ・６Ａｊ
！２００．ＣａＯ’ＡＬＯ３，１２ＣａＯ−７Ａ　！、
０３．　Ｃａ　０　・２　Ａｌ２Ｏ２あるいはＣａＯと
Ａ１．ｏ３からなる不定比な化合物（以下（Ａ１゜Ｃａ
）Ｏ）と記す）等を示している。

第１図はＣａＯとＡＡ２０３と５１０２の３成分相平衡
状態図を示す。、ＣａＯ量が多いほどＣａＯ・Ａｆ２０
３１２ｃａｏ　・７　ＡＡ、０３といった低融点成分の
生成、あるいは取鍋スラグからの浸潤成分であるＳｉＯ
２との反応により、急激な共融点温度の低下が見られる
。そのため、ＣａＯ含有量の高い組成を適用すると、ス
ラグによる溶損が大きくなり、材料は易溶損性の性状を
示し、スラグ浸潤層の形成を軽減ならしする。

しかしながら、微粉域のＣａＯ含有量を高めると、骨材
と微粉域との耐食性の差異が著しく太きくなり、大幅な
耐食性の低下を招き、いわゆるマトリックス先行型の溶
損形態を呈する。

本発明は、ＣａＯ含有量の高い実質的にコランダムとＣ
ａＯＡＲｚ○３系化合物とからなるクリンカーを耐火骨
材として使用することにより、上記欠点を抑制し、骨材
と微粉域との溶損バランスをとりつつ、適度な溶損の進
行てスラグ浸潤層の形成を抑えることを可能ならしめた
ものである。

実質的にコランダムとＣａＯ−ＡＣＣＬ系化合物とから
なるクリンカー中のＣａＯが１重量％未満では、このク
リンカーを配した材料は適度な溶損を得ることができず
、スラグ浸潤層形成を抑える効果が乏しい。

一方、ＣａＯが１０重量％以上では、クリンカー中に未
反応のＣａＯが残留し消化現象を呈するようになり、使
用できなくなる。あるいは、クリンカー中での低融物量
が過多となり、クリンカー自体の耐熱性を損ない、材料
の耐食性を著しく低下させることになる。

〔実施例〕

以下、実施例によって本発明の効果を具体的に説明する
。

第１表には、本発明の不定形耐火物に耐火骨材として使
用する実質的にコランダムとＣａＯＡｆａＣＬ系化合物
とからなるクリンカーの物性及び従来からある市販のア
ルミナセメントーとスピネルクリンカ−の物性を示す。

第２表は、本発明の不定形耐火物のバインダーとしてア
ルミナセメントを用いたときの効果について示したもの
である。

同表中の不定形耐火物に対して、所定の水を添加して混
練した後、４０　ｍｍ　Ｘ　４０　ｍｍ　Ｘ　１６０闘
の大きさに読込成形を行い。２０℃で２４時間養生後、
１１０℃で２４時間乾燥後、１５００℃で３時間焼成後
の品質を測定した。更に、耐食性、ビルドアップ抑制効
果については、以下のように試験した。

高周波誘導炉に内張すし、アルミキルド鋼、転炉スラグ
、金属アルミを浸食剤として、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２を１００とした指
数で溶損量及びスラグ浸潤量を表示した。

数値が小さいほど浸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切断面を観察し、鋼浴部における
ビルドアップ層の有無を判定した。

同表から、実質的にコランダムとＣａＯＡｆ２０３系化
合物とからなるクリンカーを耐火骨材として使用した実
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、耐火物中のＣａＯ含有
量を高めるため、アルミナセメント増ＩＩび微粉の炭酸
塩添加を行った効果について記載しているが、セメント
増量は、微粉域での低融物増大による耐食性低下、適焼
結による耐スポーリング性の劣化が懸念され不適である
。また、炭酸塩についても、耐食性の大幅な劣化が生じ
、本発明品の優位性が明確に表れている。

第３表は本発明の不定形耐火物のバインダーとして無定
形シリカを使用したときの効果について示したものであ
る。

更に第４表は、本発明の不定形耐火物のバインダーとし
てコロイダルシリカを使用したときの効果について示し
たものである。

これらの第３．４表から、本発明品が従来品に比較して
、ビルドアップ抑制効果において格段に優れていること
が判る。

第５表は、本発明の実施例である実施例２を実用に供し
た例である。

同表に示すように、ビルドアップ現象を抑制することが
できただｔ１取鍋の容量低下を防ぎ、比較例２に比して
大幅な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５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。

〔１〕　　実質的にコランダムとＣａＯ−ＡｆｚＣＬ系
化合物とからなるクリンカーを耐火骨材として含んでい
るため、その軟化効果により耐火物構造体としての熱応
力を緩和する能力を有し、優れた耐スポーリング性が得
られる。

（２）実質的にコランダムとＣａ　ＯＡ　ｆｌｘ　Ｏｓ
系化合物とからなるクリンカーを使用することにより、
耐食性の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り、稼動中の剥離を軽減することが
できる。

〔３）　　本発明の不定形耐火物を取鍋のライニングに
使用した場合、アルミナ質あるいはスピネル−アルミナ
質不定形耐火物をライニングした取鍋の欠点であったビ
ルドアップ現象を解消することができ、取鍋の安定稼動
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣａＯとＡｊ！ｚ０３及び５１０３の３成分系
相平衡状態図を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．１重量％以上１０重量％未満のＣａＯを含有し、実
   質的にコランダムとＣａＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３系化合物と
   からなるクリンカーを耐火骨材として使用してなる不定
   形耐火物。