JPH06287074A - クロム固溶スピネルクリンカー含有不定形耐火物 - Google Patents

クロム固溶スピネルクリンカー含有不定形耐火物

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JPH06287074A
JPH06287074A JP4113386A JP11338692A JPH06287074A JP H06287074 A JPH06287074 A JP H06287074A JP 4113386 A JP4113386 A JP 4113386A JP 11338692 A JP11338692 A JP 11338692A JP H06287074 A JPH06287074 A JP H06287074A
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Toshihiko Kanashige
利彦 金重
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誠 難波
Toshiaki Miyawaki
利明 宮脇
Yukiharu Tabuchi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従って、本発明の目的は、高炉樋、混銑車、
溶銑鍋等の溶銑輸送容器、溶鋼取鍋、RH等の真空脱ガ
ス装置、VOD、AOD等の溶鋼処理容器の内張り、及
び取鍋、タンディシュのマスブロック等に使用される耐
食性及び耐スポーリング性に優れた不定形耐火物を提供
することにある。 【構成】 本発明に係るクロム固溶スピネルクリンカー
含有不定形耐火物は、クロム固溶スピネルクリンカー8
0〜97重量%及びアルミナセメント3〜20重量%を
含有してなることを特徴とする。また、必要に応じて9
2重量%以下のアルミナ原料を併用してもよい。更に、
粒径10〜50mmで、耐火度SK37以上の破砕粒を
併用することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉樋、混銑車、溶銑
鍋等の溶銑輸送容器、溶鋼取鍋、RH等の真空脱ガス装
置、VOD、AOD等の溶鋼処理容器の内張り、及び取
鍋、タンディシュのマスブロック等に使用される耐食性
及び耐スポーリング性に優れたクロム固溶スピネルクリ
ンカー含有不定形耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉樋、混銑車、溶銑鍋等の溶銑輸送容
器、溶鋼取鍋、RH等の真空脱ガス装置、VOD、AO
D等の溶鋼処理容器の内張り、及び取鍋、タンディシュ
のマスブロック等としてハイアルミナ質、マグネシア
質、アルミナとマグネシアとを組み合わせることによる
スピネル生成を利用したアルミナ・マグネシア質あるい
はマグネシア・アルミナ質、酸化クロムを添加したアル
ミナ・クロム質等の不定形耐火物が使用されている。こ
れらの不定形耐火物の損傷は、溶銑、溶鋼あるいはスラ
グによる溶損、スラグの浸透による構造的スポーリング
及び熱的スポーリングであり、さらなる改善が必要であ
る。スラグの浸透を防止するため、炭素等を配合した不
定形耐火物の適用も試みられたが、炭素の酸化及び耐火
物組織の脆化により溶損量が増加する欠点があり、耐用
性向上には至っていない。また、耐食性向上及びスラグ
の浸透を防止した不定形耐火物として、MgO−Al2
3系スピネル及びマグネシアをアルミナと組み合わせ
たアルミナ・スピネル系材質あるいはアルミナ・スピネ
ル・マグネシア系材質がそれぞれ特開昭55−23004号公
報、特開昭59−128271号公報、特開昭60−60985号公報
及び特開昭64−87577号公報に提案されている。
【0003】更に詳しくは、特開昭55−23004号公報に
は、MgO:Al23モル比が1:1の理論組成のスピ
ネルクリンカー10〜85重量%、アルミナ5〜30重
量%、ハイアルミナセメント10〜25重量%よりなる
材質が、特開昭59−128271号公報には、MgO:Al2
3モル比が理論組成に近い0.8:1.2〜1.1:0.
9のスピネルを50〜95重量%と残部がアルミナを主
成分とする材質が、特開昭60−60985号公報には、理論
組成のスピネルクリンカーを少なくとも60重量部、ア
ルミナクリンカーを10〜35重量部、アルミナセメン
トを3〜10重量部未満からなる材質が記載されてい
る。また、特開昭64−87577号公報には、MgO:Al2
3モル比が理論組成に近い0.7:1.3〜1.3:0.
7のスピネルクリンカー5〜40重量%、アルミナクリ
ンカー50〜90重量%、アルミナセメント3〜25重
量%よりなるスラグの浸透が抑制される材質が記載され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の不定形耐火物は高温、高熱雰囲気下で溶融金属あるい
はスラグに接触する高炉樋、混銑車、溶銑鍋や取鍋等の
スラグライン部、RH炉、VODやAOD等の2次精錬
炉及びマスブロックに使用した場合、耐用性が充分とは
いえず、アルミナ・カーボンれんが、マグネシア・カー
ボンれんが、マグネシア・クロムれんが等を使用したラ
イニングにより耐用性の向上を図っており、不定形化が
完全に行われていないのが現状である。施工の省力化等
の観点よりさらに高耐食性を有する不定形耐火物の提供
が強く望まれている。
【0005】従って、本発明の目的は、高炉樋、混銑
車、溶銑鍋等の溶銑輸送容器、溶鋼取鍋、RH等の真空
脱ガス装置、VOD、AOD等の溶鋼処理容器の内張
り、及び取鍋、タンディシュのマスブロック等に使用さ
れる耐食性及び耐スポーリング性に優れた不定形耐火物
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
不定形耐火物の高耐食性化を図ることにより、耐用性に
優れる不定形耐火物の研究を日々重ねた結果、スピネル
のスラグ浸透抑制効果と、酸化クロムの高耐熱性及びス
ラグに対する高化学的抵抗性の優れた特性を合わせもつ
スピネルクリンカーとして、クロムを固溶したMgO・
Al23・Cr23系スピネルクリンカーを使用するこ
とにより、従来のMgO・Al23系スピネルクリンカ
ーやマグネシアクリンカーや酸化クロム等とアルミナク
リンカーとを組み合わせた従来の不定形耐火物に比べて
耐食性が格段に向上し、マグネシア・カーボンれんがや
マグネシア・クロムれんがに匹敵する耐食性を有する不
定形耐火物を得られることが分かり、本発明を完成する
に至ったものである。
【0007】即ち、本発明の第1発明に係るクロム固溶
スピネルクリンカー含有不定形耐火物は、クロム固溶ス
ピネルクリンカー80〜97重量%及びアルミナセメン
ト3〜20重量%を含有してなることを特徴とする。
【0008】更に、本発明の第2発明に係るクロム固溶
スピネルクリンカー含有不定形耐火物は、クロム固溶ス
ピネルクリンカー5〜97重量%、アルミナ原料92重
量%以下及びアルミナセメント3〜20重量%を含有し
てなることを特徴とする。
【0009】また、本発明の第3発明に係るクロム固溶
スピネルクリンカー含有不定形耐火物は、クロム固溶ス
ピネルクリンカー80〜97重量%及びアルミナセメン
ト3〜20重量%よりなる混合物100重量部に、粒径
10〜50mmで耐火度SK37以上の破砕粒を10〜
50重量部添加してなることを特徴とする。
【0010】更に、本発明の第4発明に係るクロム固溶
スピネルクリンカー含有不定形耐火物は、クロム固溶ス
ピネルクリンカー5〜97重量%、アルミナ原料92重
量%以下及びアルミナセメント3〜20重量%よりなる
混合物100重量部に、粒径10〜50mmで耐火度S
K37以上の破砕粒を10〜50重量部添加してなるこ
とを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の不定形耐火物に使用するクロム固溶ス
ピネルクリンカーは、ロータリーキルンやトンネルキル
ン及びシャフトキルン等の一般的な焼成設備あるいは電
気炉等の溶融設備にて合成された焼結品、電融品のいず
れでもよく、また、それらの併用でもよい。クロム固溶
スピネルクリンカーを構成する化学成分は、MgOが2
〜40重量%、Cr23が0.05〜10重量%、Cr2
3とAl23の合計量が60〜98重量%の化学組成
よりなり、クロムを固溶したMgO・Al23系スピネ
ル及びコランダム、または少量のペリクレース結晶を含
むクロム固溶型MgO・Al23系スピネルクリンカー
であればよく、これらは市販品より求めることができ
る。ここでMgOの上限を40重量%としたのは、Mg
O・Al23系スピネルの理論組成がMgO:Al23
重量比=28.3:71.7であり、MgOが28.3重
量%を超えるとクロムはMgOにほとんど固溶しなくな
り、MgOはペリクレース結晶として析出することにな
り、不定形耐火物として使用する場合、水和反応による
消化の問題が発生する。また、Cr23の含有量が0.
05重量%未満では耐食性向上効果が少なく、10重量
%を超えるとCr23が未固溶の状態で析出し、有害物
質である6価クロムへの変化が生ずる危険性がある。
【0012】本発明において、クロム固溶スピネルクリ
ンカーの添加量は5〜97重量%である。即ち、5重量
%未満ではクロム固溶スピネルクリンカーを使用するこ
とによる耐食性向上効果がなく、97重量%を超えると
結合剤であるアルミナセメントの添加量が少なくなるた
め強度低下を起こす。なお、アルミナ原料を添加しない
場合のクロム固溶スピネルクリンカーの添加量は後述す
るアルミナセメントとの関係から80〜97重量%が好
ましい。
【0013】次に、本発明の第2発明及び第4発明に使
用するアルミナ質原料は、焼結アルミナ、電融アルミ
ナ、ボーキサイト、バン土頁岩等のうちの1種以上を使
用できる。しかし、SiO2成分の増加は低融点物質の
生成原因となるため、焼結アルミナ、電融アルミナの使
用が好ましい。ボーキサイト、バン土頁岩等については
SiO2成分の問題から微粒(0.3mm)以上での使用が
好ましい。なお、添加量については92重量%以下であ
る。添加量が92重量%を超えるとクロム固溶スピネル
クリンカーの添加量及びアルミナセメント添加量が不足
し、耐食性低下及び強度低下の問題が起こる。
【0014】アルミナセメントは、従来より一般的に耐
火物の結合剤として使用されているものである。添加量
としては3〜20重量%である。即ち、3重量%未満で
は強度が不充分であり、結合剤としての効果がなく、2
0重量%を超えるとCaO・MgO・Al23系の低融
点物質の生成量が増加し、耐食性が低下する。
【0015】なお、上記成分の量比の関係を図1及び図
2に記載する。図1はアルミナセメントを12重量%使
用したアルミナ質流し込み材へ、クロムを3%固溶した
MgO:Al23モル比が1:1のクロム固溶スピネル
クリンカーの配合割合及びMgO:Al23モルが1:
1の普通のMgO・Al23系スピネルの配合割合と耐
食性との関係を示すグラフである。また、図2はアルミ
ナセメントを12重量%使用したアルミナ質流し込み材
へ、クロムを3%固溶したMgO:Al23モル比が
1:1のクロム固溶スピネルクリンカーの配合割合及び
MgO:Al23モル比が1:1の普通のMgO・Al
23系スピネルの配合割合と耐スラグ浸透性との関係を
示すグラフである。
【0016】本発明の第3発明及び第4発明において
は、亀裂の伸長を抑制することにより耐熱的スポーリン
グ性を向上する目的で、耐火度がSK37以上で粒度が
10〜50mmの破砕粒を上記成分の混合物100重量
部に対し10〜50重量部添加することができる。該破
砕粒としては10〜50mmに破砕した電融アルミナ、
焼結アルミナ、バン土頁岩等のアルミナ原料、電融マグ
ネシア、焼結マグネシア等のマグネシア原料、電融スピ
ネル、焼結スピネル等のスピネル原料、ハイアルミナれ
んが、マグネシアれんが、スピネルれんが、マグネシア
・クロムれんが等の酸化物系れんが破砕粒及びアルミナ
・カーボンれんが、マグネシア・カーボンれんが、スピ
ネル・カーボンれんが等のカーボン含有れんが破砕粒の
うち1種以上を使用できる。亀裂の伸長を抑制し、耐熱
的スポーリング性を向上させるためには、球状粒よりも
比表面積が大きい破砕粒の使用が好ましい。また、耐火
度がSK37未満の破砕粒を使用すると、耐食性が低下
するために好ましくない。添加量は上記成分の混合物1
00重量部に対して10〜50重量部である。即ち、1
0重量部未満では添加による耐スポーリング性の向上効
果が不充分であり、50重量部を超えると添加水分量の
増加等により良好な施工体が得られない。
【0017】また、本発明のクロム固溶スピネル含有不
定形耐火物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、更
に、有機繊維、Al等の金属粉末、スチール及びステン
レスファイバー、硬化調整剤等のうちの1種以上を添加
してもよい。
【0018】なお、本発明に係るクロム固溶スピネルク
リンカー含有不定形耐火物の施工方法としては、流し込
み施工、吹付施工、ラミング施工等が使用でき、プレキ
ャストブロック等によるブロックライニング用材質とし
ても使用できる。
【0019】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明のクロム固溶ス
ピネルクリンカー含有不定形耐火物を更に説明する。 実施例 以下の表1には、実施例及び比較例に使用した原料の化
学組成を示す。
【0020】
【表1】
【0021】以下の表2及び3には、実施例及び比較例
の原料配合及び諸特性を示す。なお、表2及び表3にお
いて、比較例に示したれんがを除く不定形耐火物は、い
ずれも適量の水分を添加して混練した後、金枠内に振動
流し込み成形し、105℃で24時間乾燥後、以下に示
す各試験に供した。 (1)加熱後線変化率(1500℃×3時間):JIS−R
2555 (2)侵食試験 装置:回転ドラム侵食試験装置 試料形状:50×200×65mm 使用スラグ:転炉スラグ(CaO/SiO2=3.65) スラグ使用量:1.2kg/サイクル
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】以下の表4には、実炉における適用結果を
示す。
【0025】
【表4】
【0026】
【発明の効果】本発明の第1発明及び第2発明に係るク
ロム固溶スピネルクリンカー含有不定形耐火物は、クロ
ム固溶スピネルクリンカーの活用により、スピネルのス
ラグ浸透抑制効果と酸化クロムの高化学的抵抗性効果を
合わせ持つ高耐食性を有する不定形耐火物であり、従来
からの不定形耐火物では不可能であったマグネシア・カ
ーボンれんがやマグネシア・クロムれんがに匹敵する耐
食性を有する材質である。
【0027】また、本発明の第3発明及び第4発明に係
る不定形耐火物は、上述した不定形耐火物の耐熱的スポ
ーリング性を格段に向上させる効果を有し、高耐食性と
高耐スポーリング性とを合わせ持つ不定形耐火物であ
る。
【0028】以上のように、本発明のクロム固溶スピネ
ルクリンカー含有不定形耐火物は、最近の苛酷な溶銑、
溶鋼処理用容器等において優れた耐用性を示すと同時
に、従来不定形化が遅れていた取鍋スラグライン部やR
H、VOD、AOD等の精錬用容器用としても充分なる
耐用性を示す材質であり、不定形化による施工の省力化
及び耐火物の原単位低減に優れた効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【図1】アルミナセメントを12重量%使用したアルミ
ナ質流し込み材へ、クロムを3%固溶したMgO:Al
23モル比が1:1のクロム固溶スピネルクリンカーの
配合割合及びMgO:Al23モルが1:1の普通のM
gO・Al23系スピネルの配合割合と耐食性との関係
を示すグラフである。
【図2】アルミナセメントを12重量%使用したアルミ
ナ質流し込み材へ、クロムを3%固溶したMgO:Al
23モル比が1:1のクロム固溶スピネルクリンカーの
配合割合及びMgO:Al23モル比が1:1の普通の
MgO・Al23系スピネルの配合割合と耐スラグ浸透
性との関係を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロム固溶スピネルクリンカー80〜9
    7重量%及びアルミナセメント3〜20重量%を含有し
    てなることを特徴とするクロム固溶スピネルクリンカー
    含有不定形耐火物。
  2. 【請求項2】 クロム固溶スピネルクリンカー5〜97
    重量%、アルミナ原料92重量%以下及びアルミナセメ
    ント3〜20重量%を含有してなることを特徴とするク
    ロム固溶スピネルクリンカー含有不定形耐火物。
  3. 【請求項3】 クロム固溶スピネルクリンカー80〜9
    7重量%及びアルミナセメント3〜20重量%よりなる
    混合物100重量部に、粒径10〜50mmで、耐火度
    SK37以上の破砕粒を10〜50重量部添加してなる
    ことを特徴とするクロム固溶スピネルクリンカー含有不
    定形耐火物。
  4. 【請求項4】 クロム固溶スピネルクリンカー5〜97
    重量%、アルミナ原料92重量%以下及びアルミナセメ
    ント3〜20重量%よりなる混合物100重量部に、粒
    径10〜50mmで、耐火度SK37以上の破砕粒を1
    0〜50重量部添加してなることを特徴とするクロム固
    溶スピネルクリンカー含有不定形耐火物。
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