JPH05148042A - 流し込み施工用不定形耐火物 - Google Patents

流し込み施工用不定形耐火物

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JPH05148042A
JPH05148042A JP3335452A JP33545291A JPH05148042A JP H05148042 A JPH05148042 A JP H05148042A JP 3335452 A JP3335452 A JP 3335452A JP 33545291 A JP33545291 A JP 33545291A JP H05148042 A JPH05148042 A JP H05148042A
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JP
Japan
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alumina
zirconium oxide
corrosion resistance
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Withdrawn
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JP3335452A
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English (en)
Inventor
Shiro Sukenari
史郎 祐成
Seiji Hanagiri
誠司 花桐
Kiyohiro Hosokawa
清弘 細川
Hitoshi Nishiwaki
均 西脇
Koichi Nishi
浩一 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、取鍋、真空脱ガス装置等に使用さ
れる流し込み施工用耐火物において、耐用性に優れた耐
火物を提供する。 【構成】 アルミナ系、アルミナ・スピネル系原料を主
材とした配合組成物において、平均粒径が150μm以
下の酸化ジルコニウムを外掛けで0.3〜5重量%およ
びマグネシア結合剤を外掛けで1〜10重量%併用添加
することで酸化ジルコニウムとマグネシア結合剤が反応
し耐火物組織が緻密化し熱間強度、耐食性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、取鍋、真空脱ガス装
置、タンディッシュなどに使用される耐火物として好適
な流し込み用不定形耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の流し込み施工用不定形耐火物(以
下、流し込み材)の材質は、シャモット質、高アルミナ
質、マグネシア質、アルミナ−マグネシア質などが一般
的である。最近では、例えば特開昭64−87577号
公報、特開平3−23275号公報に見られるように、
アルミナ−スピネル質も提案されている。アルミナ−ス
ピネル質は、アルミナがもつ耐食性および容積安定性と
スピネルの耐スラグ浸透性の相乗効果によって、優れた
耐用性を示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、高級鋼種が精錬
されるようになり、これに伴って溶鋼の処理温度の上
昇、容器内での滞留時間の延長などの使用条件の過酷化
から、従来材質の流し込み材では十分に対応できなくな
ってきている。アルミナ−スピネル質も含め、従来の流
し込み材に使用される結合剤は、アルミナセメントが主
流である。アルミナセメントは施工体の強度付与に優れ
る反面、その成分中のCaOが骨材成分あるいはスラグ
と反応し、低融物を生成して耐食性、耐スラグ浸透性の
低下、過焼結による構造的スポーリングなどを招く。本
発明は上記材質の欠点を解決した流し込み材を提供する
ことを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナおよ
び/またはMgO・Al23系スピネルを主材とした配
合組成物に、平均粒径が150μm以下の酸化ジルコニ
ウムを外掛け0.3〜5重量%およびマグネシア結合剤
を外掛け1〜10重量%添加したことを特徴とする流し
込み用不定形耐火物である。
【0005】アルミナ−スピネル質の流し込み材におい
てマグネシア結合剤を使用することは前記した特開平3
−23275号公報で既に公知である。マグネシア結合
剤は耐食性低下の原因となるCaOを殆ど含んでいない
ために、アルミナセメントを使用した材質に比べて耐食
性に優れている。しかし、近年の使用条件の過酷化は、
それでもなお十分なものではなく、さらに耐食性に優れ
た材質が強く望まれている。
【0006】そこで本発明者らは検討を重ねた結果、マ
グネシア結合剤と共に、酸化ジルコニウムを特定の粒度
と割合で配合すると耐食性向上に顕著な効果が得られる
ことを知り、本願発明を完成するに至ったものである。
本発明で使用する酸化ジルコニウム(ZrO2)は、天
然、人工のいずれでもよい。不純物が少なく、しかもY
23、MgO、CaOなどを添加して安定化させたタイ
プのものが好ましい。ZrO2純度は例えば80重量%
以上、好ましくは90重量%以上のものを使用する。平
均粒径は100μm以下とする。
【0007】図1は、アルミナ質流し込み材において、
平均粒径14μmの酸化ジルコニウムの添加割合と耐食
性の関係をグラフ化したものである。グラフ中、Aはア
ルミナセメントを外掛け5重量%添加したアルミナ質流
し込み材、Bはマグネシア結合剤を外掛け3.5重量%
添加したアルミナ質流し込み材である。
【0008】図1のとおり、Aのアルミナセメントを結
合剤とした材質は酸化ジルコニウムの添加で耐食性の向
上は認められるが、顕著なものではない。これに対し、
Bのマグネシア結合剤を使用した材質は、酸化ジルコニ
ウムの添加で耐食性が著しく向上することが確認され
る。酸化ジルコニウムの割合は、0.3重量%未満では
耐食性が従来材質と大差がない。5重量%を超えると耐
食性では問題ないが、過焼結となって耐スポ−リング性
が低下する。さらに好ましい割合は、0.5〜3重量%
である。
【0009】本発明の流し込み材は、マグネシア結合剤
と酸化ジルコニウムの併用添加によって初めて耐食性お
よび熱間強度に優れた結果が得られる。これは、酸化ジ
ルコニウムは骨材のアルミナとは固溶しないのに対し、
マグネシア結合剤とは反応性が高く、焼結し、耐火物組
織を緻密化するためと考えられる。
【0010】図2は、アルミナ骨材に酸化ジルコニウム
を外掛け3重量%およびマグネシア結合剤を外掛け5重
量%添加した流し込み材において、耐食性と酸化ジルコ
ニウムの平均粒径との関係をグラフ化したものである。
酸化ジルコニウムは平均粒径が大きいとマグネシア結合
剤との反応性に劣るためか、平均粒径が150μmを超
えると流し込み材の耐食性が不十分である。平均粒径の
下限は特に限定されるものではないが、極微粉は製造コ
ストが高いので、経済面からして平均粒径が1μm未満
の使用は好ましくない。
【0011】骨材としてのアルミナは、焼結品、電融品
のいずれでもよい。その一部に仮焼アルミナを使用して
もよい。純度はAl23含有量97重量%以上のものが
好ましい。骨材は、前記のアルミナの他、MgO・Al
23系スピネル(以下、単にスピネルと称する)使用し
てもよい。スピネルは耐食性、耐スラグ浸透性に優れ効
果をもつ。スピネルは骨材として使用した場合、アルミ
ナと同様、酸化ジルコニウムとほとんど固溶しない。
【0012】スピネルについても焼結品、電融品、仮焼
品のいずれを使用してもよい。スピネルを構成するMg
O・Al23の各成分の比は、必ずしも理論組成のもの
でなくてもよい。例えばモル比でMgO・Al23
0.4〜1.1:1.1〜0.4の範囲であればよい。骨材
粒度は従来の流し込み材と特に変わりなく、施工時の流
動性および充填性などを考慮して、粗粒・中粒・微粒に
調整される。骨材のアルミナおよび/またはスピネルに
対し、その一部をマグネシア、アルミナ−シリカ、ムラ
イト、ジルコン、炭素、炭化物、窒化物で置き換えるこ
ともできる。
【0013】マグネシア結合剤は従来材質と同様に、平
均粒径40〜300μmの活性なものを使用する。その
割合は、外掛けで0.1重量%未満では施工体強度に劣
る。10重量%を超えると高温下での異常膨張で施工体
組織をぜい弱化させる。施工時の流動性を付与する分散
剤の添加は従来材質と同様である。添加量は外掛け0.
01〜5wt%が好ましい。具体的材質は、例えばヘキ
サメタりん酸ソーダ、トリポリりん酸ソーダ、ポリアク
リル酸ソーダなどである。また、流し込み材の添加物と
して従来公知のファイバー類、金属粉、発泡剤、シリカ
フラワ−、粘土などを適量添加してもよいことはもちろ
んである。
【0014】マグネシア結合剤を添加する本発明の材質
に、さらにアルミナセメントを添加することは好ましく
ない。微量添加では問題ないが、アルミナセメントの併
用添加は、施工後の加熱乾燥時にマグネシア結合剤中の
結晶水とアルミナセメント中の結晶水の蒸発温度が異な
るためか、水蒸気圧によって施工体組織の一部が崩壊す
る。
【0015】施工は常法どおり、流し込み材全体に対す
るに外掛けで4〜10wt%程度の水分を添加し、型枠
を用いて鋳込み成形される。鋳込みの際に充填性を向上
させるため、一般には型枠にバイブレーターを取付ける
か、あるいは流し込み材中に棒状バイブレーターを挿入
する。施工対象は、例えば取鍋・真空脱ガス装置・タン
ディッシュなどの内張り、真空脱ガス装置浸漬管・溶鋼
浸漬型ガス吹き込み用ランス・溶鋼浸漬型フリーボード
などの耐火物被覆などである。
【0016】
【実施例】以下に、本発明の実施例とその比較例を示
す。表1は、各例で使用したマグネシア微粉と酸化ジル
コニウムの化学分析値および平均粒径である。表2は、
各例の配合組成と試験結果である。各例はいずれも施工
性に見合った適量の水分を添加し、型枠内に振動鋳込み
成形した。成形後は48時間養生させ、さらに200℃
×16時間加熱乾燥したものを試験片とした。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2A】
【0019】
【表2B】
【0020】試験方法は以下のとおり 曲げ強度;JIS−R2553に準じる。 気孔率;JIS−R2205に準じる。 耐スポーリング性;55×55×230mmの試験片
を、加熱(1400℃)←→空冷をくり返し、そのキレ
ツ発生状況から耐スポーリング性について大、中、小の
三段階に評価した。 回転侵食;鋼片:転炉スラグ=60:40(重量比)を
溶剤とし、1700℃×3hr回転侵食し、溶損寸法と
スラグ浸透寸法を測定した。 実機試験;真空脱ガス装置の内張りに使用し、耐用チャ
ージ数を求めた。空欄の箇所は試験しなかったものであ
る。
【0021】表2の結果から、本発明の実施例はいずれ
も耐食性に優れた結果を示し、施工強度にも問題がな
い。比較例1はマグネシア結合剤を使用しているが、本
発明のように酸化ジルコニウムを併用していないために
耐食性に劣る。比較例2はアルミナセメントを結合剤と
した従来最も一般的な材質であり、本発明実施例に比べ
て耐食性に劣る。
【0022】マグネシア結合剤、酸化ジルコニウムのそ
れぞれの添加量が多すぎる比較例5、比較例3はいずれ
も耐食性、耐スラグ浸透性に劣る。平均粒径の大きい酸
化ジルコニウムを使用した比較例4は、マグネシア結合
剤との反応性に劣るためか耐食性の効果がない。比較例
9は酸化ジルコニウムを添加しているが、結合剤がアル
ミナセメントであり、耐食性向上の効果が不十分であ
る。酸化ジルコニウム、マグネシア結合剤とアルミナセ
メントを併用した比較例7は、施工体強度および耐食性
に劣る。また、実機試験でも本発明実施例の材質は比較
例に比べていずれも好結果が得られている。
【0023】
【発明の効果】本発明は以上の実施例の結果からも明ら
かなように、アルミナ質、スピネル質またはアルミナ−
スピネル質の流し込み材において、耐食性が格段に向上
し、しかも耐スポーリング性などについて従来材質と比
べて遜色がない。その結果、実機試験では従来材質に相
当する比較例1および比較例2に比べ 1.4倍以上の耐
用性を示す。近年の炉操業は苛酷化の一途をたどり、し
かも耐火物原単位の低減を強く求められる中で、耐食性
に優れた本発明の流し込み材質の工業的価値はきわめて
高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】アルミナ質流し込み材において、酸化ジルコニ
ウムの添加割合と耐食性の関係をグラフ化したものであ
る。
【図2】耐食性と酸化ジルコニウムの平均粒径との関係
をグラフ化したものである。
フロントページの続き (72)発明者 細川 清弘 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミツク株式会社内 (72)発明者 西脇 均 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミツク株式会社内 (72)発明者 西 浩一 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミツク株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナおよび/またはMgO・Al2
    3系スピネルを主材とした配合組成物に、平均粒径が
    150μm以下の酸化ジルコニウムを外掛け0.3〜5
    重量%およびマグネシア結合剤を外掛け1〜10重量%
    添加したことを特徴とする流し込み用不定形耐火物。
JP3335452A 1991-11-26 1991-11-26 流し込み施工用不定形耐火物 Withdrawn JPH05148042A (ja)

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US07/977,247 US5283215A (en) 1991-11-26 1992-11-16 Refractories for casting process
KR1019920022484A KR930009958A (ko) 1991-11-26 1992-11-26 주입성형용 내화물
GB9224925A GB2262522B (en) 1991-11-26 1992-11-26 Refractories for use in casting processes

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KR (1) KR930009958A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107309410A (zh) * 2017-06-07 2017-11-03 唐山钢铁集团有限责任公司 耐硫酸露点腐蚀用钢的连铸方法
CN113173780A (zh) * 2021-04-26 2021-07-27 郑州大学 一种氧化镁结合的含原位尖晶石耐火浇注料及其制备方法
CN117362008A (zh) * 2023-10-13 2024-01-09 郑州金河源耐火材料有限公司 一种方镁石-尖晶石与空心球复合砖及其制备方法

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CN117362008B (zh) * 2023-10-13 2024-04-26 郑州金河源耐火材料有限公司 一种方镁石-尖晶石与空心球复合砖及其制备方法

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Effective date: 19990204