JPH05178675A

JPH05178675A - キャスタブル耐火物

Info

Publication number: JPH05178675A
Application number: JP3358245A
Authority: JP
Inventors: Osami Matsumoto; 修美松本; Toshihiro Isobe; 利弘礒部
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】混銑車、取鍋、真空脱ガス炉、タンディッシ
ュの内張り用キャスタブル耐火物の提供。【構成】粒径０．３ｍｍ以上のジルコンもしくはジル
コニア−ムライト原料の一種または二種が１０〜８０％
とアルミナ原料が２０〜９０％とからなるキャスタブル
耐火物。【効果】耐スポーリング性、耐食性及び耐ビルドアッ
プ性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐スポーリング性、耐
食性および耐ビルドアップ性に優れたキャスタブル耐火
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】混銑車、取鍋、真空脱ガス炉、タンデッ
シュなどの内張りは、従来のれんが積みから、キャスタ
ブル耐火物の施工に変わりつつある。れんがに比べてこ
のキャスタブル耐火物は、施工の機械化が容易なこと、
目地無しの一体構造がが得られること、施工時間が短い
などの利点がある。キャスタブル耐火物の材質として、
アルミナ質（特開昭４８−３４２１０号公報）、アルミ
ナ−カーボン質、ジルコン質（特開昭５８−５５３７９
号・特開昭６１−１５５７８号公報）、ろう石質、ジル
コン−ろう石質（特開昭４９−４４０１７号・特開昭５
３−９２８１４号公報）、アルミナ−スピネル質（特開
平３−２０５３７５号公報）などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミナ質と
ジルコン質は、耐スポーリング性に劣る。ろう石質およ
びジルコン−ろう石質は、耐食性に劣る。アルミナ−カ
ーボン質は、カーボンの溶出によって鋼中のカーボンピ
ックアップの問題がある。アルミナ−スピネル質は溶鋼
が付着堆積するビルドアップが生じやすい。このように
耐スポーリング性、耐食性、カーボンピックアップ防
止、ビルドアップ防止のすべてを満足する材質はない。
特に、アルミナ−スピネル質は耐スポーリング性、耐食
性に効果的であるにもかかわらず、アルミキルド鋼の鋳
造に使用される取鍋、タンデッシュなどではビルドアッ
プが著しく、十分な耐用性が得られていない。最近の炉
操業の苛酷化および炉材コストの低減化指向の中で、以
上の問題のない高耐用性のキャスタブル耐火物が強く望
まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐火骨材が粒
径０．３ｍｍ以上のジルコンおよび／またはジルコニア
−ムライト１０〜８０ｗｔ％と、残部をアルミナ主材に
してなるキャスタブル耐火物である。本発明で使用する
ジルコンおよび／またはジルコニア−ムライトは熱膨張
率が小さいために、耐スポーリング性付与の効果をも
つ。その種類としては、ジルコン、ジルコニア−ムライ
ト共に焼結または電融のいずれを使用してもよく、これ
らは市販品からも得られる。中でも、低融物生成の原因
となるアルカリ金属、アルカリ土類金属成分の少ないも
のが好ましい。

【０００５】本発明は、ジルコンおよび／またはジルコ
ニア−ムライトの粒径を０．３ｍｍ以上に限定する。粒
径０．３ｍｍ未満では耐食性に劣る。その理由は、次の
ように考えられる。本発明においてジルコンと併用する
アルミナは、ジルコン（ＺｒＯ₂・ＳｉＯ₂）を解離させ
る作用をもつ。ジルコンは粒径が小さいとアルミナとの
接触面積が多くなり、解離が促進される。この解離によ
って生成するＳｉＯ₂は粘性の高い液相となってスラグ
侵入を防止する。しかし、粒径が０．３ｍｍ未満では液
相の生成量が過多になるために、耐食性が低下する。こ
の解離現象はジルコニア−ムライト（ＺｒＯ₂−３Ａｌ₂
Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）も同様であり、粒径が０．３ｍｍ未満
では液相の生成量が過多になるために、耐食性が低下す
る。

【０００６】図１Ａは、ジルコンまたはジルコニア−ム
ライト５０ｗｔ％、焼結アルミナ５０ｗｔ％を耐火骨材
としたキャスタブル耐火物において、ジルコンまたはジ
ルコニア−ムライトの粒径を変化させ、その粒径の変化
と耐食性との関係をグラフ化したものである。このグラ
フから、ジルコンまたはジルコニア−ムライトの粒径が
０．３ｍｍ未満では耐食性が著しく低下することが確認
される。粒径が０．３ｍｍ以上であれば、粘性の高い液
相が適度に生成し、スラグ侵入を防止するためか、耐食
性に優れている。

【０００７】ジルコンは天然に微粒で産出する。本発明
でのジルコンの粒径は０．３ｍｍ以上であるため、その
サイズに造粒したものを使用する。焼結品の造粒は、ジ
ルコン粉に無機質または有機質の結合剤を添加して成形
後、焼成したものを粉砕して製造される。電融品は、ジ
ルコンを電気溶融して鋳造後、粉砕する。ジルコニア−
ムライトは、ジルコンとアルミナとの混合物を前記のジ
ルコンの場合と同様に焼結または電融後、粉砕して製造
される。

【０００８】ジルコンおよび／またはジルコニア−ムラ
イトの使用量は１０〜８０ｗｔ％とする。好ましくは２
０〜７０ｗｔ％である。１０ｗｔ％未満では耐スポーリ
ング性に劣る。また、耐食性低下の原因となるスラグ浸
透が著しい。８０ｗｔ％を超えるとその分、アルミナの
割合が少なくなって、アルミナがもつ耐スラグ侵食性お
よび容積安定性の効果が発揮されない。

【０００９】図１Ｂは、耐火骨材が焼結アルミナと粒径
１〜５ｍｍのジルコンまたはジルコニア−ムライトより
なるキャスタブル耐火物において、ジルコンまたはジル
コニア−ムライトの割合と耐食性との関係をグラフ化し
たものである。このグラフの結果から、ジルコンまたは
ジルコニア−ムライトの割合が１０ｗｔ％未満ではスラ
グ浸透が大きくなり、８０ｗｔ％を超えると侵食が大き
くなる。なお、表１Ａおよび表１Ｂに示す耐食性の試験
は、後述の実施例の欄で示す方法と同様にした。

【００１０】本発明において、アルミナは耐スラグ侵食
性と容積安定性の効果をもつ。その具体的な種類として
は、焼結アルミナ、電融アルミナなどの人工品、ボーキ
サイト、ばん土けつ岩などの天然品から選ばれる一種ま
たは二種以上を使用できる。この場合も、低融点物質の
原因となるアルカリ金属、アルカリ土類金属成分の少な
いものが好ましい。

【００１１】アルミナの粒径は、ジルコンおよび／また
はジルコニア−ムライトの粒径との組合せにおいて、密
充填組織が得られるように、粗粒、中粒、微粒に調整す
る。アルミナがもつ耐スラグ侵食性および容積安定性を
効果的に発揮させるには、１ｍｍ以下の中粒および微粒
で使用するのが好ましい。マトリックス部の先行溶損や
過焼結をアルミナの存在で改善できるためである。ま
た、アルミナを粗粒で多量に使用すると、耐スポーリン
グ性低下の傾向がある。すなわち、アルミナはジルコン
あるいはジルコニア−ムライトと比較すると熱膨張率が
大きく、アルミナの粒子同士が直接に接触することでア
ルミナの膨張挙動となり、耐スポーリング性が低下す
る。

【００１２】結合剤は、キャスタブル耐火物用として従
来公知の無機系、有機系を使用することができる。例え
ば、無機系としてはコロイダルシリカ、アルミナゾルで
ある。また、アルミナセメント、ポルトランドセメン
ト、軽焼マグネシア、水硬性アルミナなどの水硬性セメ
ント。あるいは、リン酸ソーダ、リン酸ガラス、珪酸ソ
ーダなどのアルカリ土類金属塩、正リン酸などである。
有機系としては、フェノール樹脂、ピッチなどである。
これらの結合剤においても、低融点物質の生成原因とな
るアルカリ金属またはアルカリ土類金属が少いものが好
ましい。

【００１３】本発明で使用する結合剤は、特に好ましく
は、コロイダルシリカ・気化性シリカ・ゲル状シリカな
どの無定形シリカまたは水硬性アルミナである。無定形
シリカは常温での結合剤としての働きだけではなく、高
温域ではこの無定形シリカとアルミナが反応してムライ
トを生成し、このムライトがボンドの役割を果たす。水
硬性アルミナはガンマータイプのアルミナ超微粉であ
り、施工水との水和反応で粒子同士が接合し、強固な結
合組織になる。

【００１４】また、本発明は必要に応じて、キャスタブ
ル耐火物の添加剤として知られている、例えば分散剤、
シリカフラワー、粘土、マグネシア、ジルコニア、炭化
珪素、炭素粉、各種耐火性超微粉、金属粉、金属ファイ
バー、有機ファイバー、無機ファイバーなどから選ばれ
る一種または二種以上を本発明の効果を損なわない範囲
で添加してもよい。

【００１５】本発明のキャスタブル耐火物は、溶融金属
容器の内壁に直接に流し込むほか、予じめ流し込み成形
したプレキャスト品、あるいはこのプレキャスト品をさ
らに焼成した焼成品として使用してもよい。

【００１６】

【実施例】表１は、本発明の実施例、比較例およびそれ
らの試験結果である。実機テスト以外は、表に示す配合
物に適量の施工水分を添加し、混練した後、型枠内に振
動流し込み成形した。試験は、成形体を１１０℃×２４
時間乾燥した後、行った。

【００１７】線変化率；ＪＩＳ−Ｒ２５５４に準じた。曲げ強さ；ＪＩＳ−Ｒ２５５３に準じた。耐食性；鋼片：取鍋スラグ＝２：１（重量比）を溶剤と
する回転侵食テストで行なった。１６５０℃×５時間
後、侵食寸法とスラグ浸透寸法を測定した。耐スポーリ
ング性；１６００℃の溶鋼中に試験片を５分間浸漬した
後、強制空冷し、試験片がキレツによって脱落するまで
この手順をくり返した。ビルドアップ；１５５０℃で溶
融したアルミキルド鋼スラグ中に、試験片を１時間浸漬
し、付着したスラグ厚みを測定した。

【００１８】実機テスト；２５０トン溶鋼鍋の湯当り
部に実施例および比較例の一部をプレキャスト品で内張
りし、その耐用チャージ数を求めた。実機テスト；前記と同様の溶鋼鍋の側壁に流し込み成
形して使用し、スラグビルドアップの発生状況を観察し
た。

【００１９】

【表１Ａ】

【００２０】

【表１Ｂ】

【００２１】ジルコン、ジルコニア−ムライトのいずれ
も配合しないアルミナ材質の比較例１、ジルコンの割合
が少ない比較例２、ジルコニア−ムライトの割合が少な
い比較例４は、いずれもスラグ浸透、スラグビルドアッ
プが大きく、しかも耐スポーリング性に劣る。その結
果、実機テストにおける耐用性および耐スラグビルドア
ップ性にも劣る。比較例３は、ジルコンの配合量が多過
ぎるためにスラグ侵食が大きく、その結果実機テストに
おける耐用性にも劣る。粒径が小さいジルコンを使用し
た比較例５と、粒径が小さいジルコンとジルコニア−ム
ライトを使用した比較例６は、耐食性に劣り、しかも耐
スポーリング性にも劣る。

【００２２】これに対し本発明の材質は、容積安定性、
曲げ強さ、耐食性、耐スポーリング性、耐ビルドアップ
性のすべてにバランスよく優れている。その結果、実機
での耐用回数は従来品にに比べて少なくとも２倍以上で
ある。

【００２３】

【発明の効果】本発明のキャスタブル耐火物は、以上に
説明したとおり、耐スポーリング性、耐食性、カーボン
ピックアップ防止、ビルドアップ防止のすべてに優れ、
その効果は実機テストにおいても確認される。特にアル
ミキルド鋼の鋳造に使用される取鍋、タンデッシュなど
の内張りに使用すると、従来材質で見られたビルドアッ
プがほとんどなく、炉寿命の向上に大きく貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、ジルコンまたはジルコニア−ムライ
トの粒径と耐スラグ侵食性との関係を示す。（Ｂ）は、
ジルコンまたはジルコニア−ムライトの配合量と、耐ス
ラグ侵食性および耐スラグ浸透性との関係を示す。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】（Ａ）は、ジルコンまたはジルコニアームラ
イトの粒径と耐スラグ侵食性との関係を示す。

【図１Ｂ】（Ｂ）は、ジルコンまたはジルコニアームラ
イトの配合量と、耐スラグ侵食性および耐スラグ浸透性
との関係を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火骨材が、粒径０．３ｍｍ以上のジル
コンおよび／またはジルコニア−ムライト１０〜８０ｗ
ｔ％と、残部をアルミナ主材にしてなるキャスタブル耐
火物。