JPH06298571A - キャスタブル耐火物 - Google Patents
キャスタブル耐火物Info
- Publication number
- JPH06298571A JPH06298571A JP3349920A JP34992091A JPH06298571A JP H06298571 A JPH06298571 A JP H06298571A JP 3349920 A JP3349920 A JP 3349920A JP 34992091 A JP34992091 A JP 34992091A JP H06298571 A JPH06298571 A JP H06298571A
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- JP
- Japan
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- spinel
- weight
- alumina
- magnesia
- slag
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 スピネル原料１０〜４０重量％、マグネシア
５〜２０重量％を含み、残部がアルミナ及びアルミナセ
メントよりなり、スピネル原料のうちの０．０５〜２mm
の粒度範囲は電融スピネルを使用し、かつ電融スピネル
の添加量は全体の５〜２５重量％とするキャスタブル耐
火物。 【効果】 スラグの電融スピネル粒子の結晶粒界への侵
入が認められないので、耐スラグ浸潤性が高められると
共に、マグネシアは、稼動面近傍においてマトリックス
中のアルミナと反応して二次スピネルを生成し、周辺の
マトリックスを緻密化して耐スラグ浸潤性を高める一
方、低温度域においてマトリックス中に微小クラックを
発生させて熱衝撃を緩和し、耐熱衝撃性を高め、もって
耐用寿命を一層向上する。
５〜２０重量％を含み、残部がアルミナ及びアルミナセ
メントよりなり、スピネル原料のうちの０．０５〜２mm
の粒度範囲は電融スピネルを使用し、かつ電融スピネル
の添加量は全体の５〜２５重量％とするキャスタブル耐
火物。 【効果】 スラグの電融スピネル粒子の結晶粒界への侵
入が認められないので、耐スラグ浸潤性が高められると
共に、マグネシアは、稼動面近傍においてマトリックス
中のアルミナと反応して二次スピネルを生成し、周辺の
マトリックスを緻密化して耐スラグ浸潤性を高める一
方、低温度域においてマトリックス中に微小クラックを
発生させて熱衝撃を緩和し、耐熱衝撃性を高め、もって
耐用寿命を一層向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼用取鍋の内張り等
に使用されるキャスタブル耐火物に関する。
に使用されるキャスタブル耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】製鋼用取鍋内張り耐火材料としては、一
般にろう石れんが、高アルミナ質耐火材料、ジルコン系
耐火材料等が使用されている。
般にろう石れんが、高アルミナ質耐火材料、ジルコン系
耐火材料等が使用されている。
【０００３】しかし、近年、耐用寿命の向上等の要請に
より、アルミナ・スピネル質キャスタブル耐火物が使用
されるようになっている（特開昭６４−８３５７５号公
報参照）。
より、アルミナ・スピネル質キャスタブル耐火物が使用
されるようになっている（特開昭６４−８３５７５号公
報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアルミナ・スピネル質キャスタブル耐火物では、次
のような問題があるため、製鋼用取鍋の内張り耐火材料
等として使用した際、安定した耐用寿命が得られない。
来のアルミナ・スピネル質キャスタブル耐火物では、次
のような問題があるため、製鋼用取鍋の内張り耐火材料
等として使用した際、安定した耐用寿命が得られない。
【０００５】（１）焼結スピネルを用いているため、ス
ラグによる浸潤が大きい。これは、スピネルは、耐スラ
グ性に関して、非常に優れた材質であるものの、焼結ス
ピネル粒子においては、結晶自体はスラグと反応しない
が、結晶粒界中にスラグ成分が侵入し易いからである。
ラグによる浸潤が大きい。これは、スピネルは、耐スラ
グ性に関して、非常に優れた材質であるものの、焼結ス
ピネル粒子においては、結晶自体はスラグと反応しない
が、結晶粒界中にスラグ成分が侵入し易いからである。
【０００６】耐火材料の稼動面近傍において、焼結スピ
ネル粒子は、スラグ中で細かく分散された状態となり、
溶鋼流によりスラグと共に流出される。このため、マト
リックス部へのスラグの浸潤が大きくなり、構造的スポ
ーリングの要因となる。
ネル粒子は、スラグ中で細かく分散された状態となり、
溶鋼流によりスラグと共に流出される。このため、マト
リックス部へのスラグの浸潤が大きくなり、構造的スポ
ーリングの要因となる。
【０００７】（２）熱衝撃による亀裂、剥離が生じる。
【０００８】そこで、本発明は、耐スラグ浸潤性及び耐
熱衝撃性を高めて、耐用寿命を一層向上し得るキャスタ
ブル耐火物の提供を目的とする。
熱衝撃性を高めて、耐用寿命を一層向上し得るキャスタ
ブル耐火物の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のキャスタブル耐火物は、スピネル原料１０
〜４０重量％、マグネシア５〜２０重量％を含み、残部
がアルミナ及び結合剤よりなり、スピネル原料のうちの
０．０５〜２mmの粒度範囲は電融スピネルを使用し、か
つ電融スピネルの添加量は全体の５〜２５重量％とする
ものである。
め、本発明のキャスタブル耐火物は、スピネル原料１０
〜４０重量％、マグネシア５〜２０重量％を含み、残部
がアルミナ及び結合剤よりなり、スピネル原料のうちの
０．０５〜２mmの粒度範囲は電融スピネルを使用し、か
つ電融スピネルの添加量は全体の５〜２５重量％とする
ものである。
【００１０】マグネシアの添加粒度は、５mm以下とする
ことが好ましい。
ことが好ましい。
【００１１】ここで、スピネル原料とは、アルミン酸マ
グネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）の粒子をいい、又、
電融スピネルとは、アルミナ７０〜８０重量％、マグネ
シア２０〜３０重量％よりなる電融品をいう。
グネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）の粒子をいい、又、
電融スピネルとは、アルミナ７０〜８０重量％、マグネ
シア２０〜３０重量％よりなる電融品をいう。
【００１２】
【作用】上記手段においては、電融スピネル粒子は、緻
密で、かつ結晶粒界が少なく、又結晶粒界にシリカ（Ｓ
ｉＯ2 ）、カルシア（ＣａＯ）等の低融点鉱物が孤立し
て存在するため、スラグの結晶粒界への侵入は認められ
ない。
密で、かつ結晶粒界が少なく、又結晶粒界にシリカ（Ｓ
ｉＯ2 ）、カルシア（ＣａＯ）等の低融点鉱物が孤立し
て存在するため、スラグの結晶粒界への侵入は認められ
ない。
【００１３】一方、マグネシア（ＭｇＯ）は、稼動面近
傍において、マトリックス中のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）
と反応して二次スピネルを生成する。このスピネル化す
る際に体積膨張があるため、マグネシア粒子周辺のマト
リックスが緻密化する。これに対して、二次スピネルの
生成が起こらない耐火物の低温度域において、マグネシ
アと周辺のマトリックスの熱膨張率が異なるため、マグ
ネシア粒子周辺のマトリックス中に微小クラックが発生
する。
傍において、マトリックス中のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）
と反応して二次スピネルを生成する。このスピネル化す
る際に体積膨張があるため、マグネシア粒子周辺のマト
リックスが緻密化する。これに対して、二次スピネルの
生成が起こらない耐火物の低温度域において、マグネシ
アと周辺のマトリックスの熱膨張率が異なるため、マグ
ネシア粒子周辺のマトリックス中に微小クラックが発生
する。
【００１４】スピネル原料は、添加量が４０重量％を超
えると、スラグとの反応相でアルミナが不足し、カルシ
アが過剰な状態となり、低融点鉱物が生成され易く、構
造的スポーリングの要因となる。一方、添加量が１０重
量％未満となると、スラグ浸潤抑制効果が小さい。
えると、スラグとの反応相でアルミナが不足し、カルシ
アが過剰な状態となり、低融点鉱物が生成され易く、構
造的スポーリングの要因となる。一方、添加量が１０重
量％未満となると、スラグ浸潤抑制効果が小さい。
【００１５】マグネシアは、添加量が２０重量％を超え
ると、スラグ浸潤層においてアルミナ成分が不足した状
態となって低融点鉱物が生成され、構造的スポーリング
の原因となる。一方、添加量が５重量％未満では、熱衝
撃緩和の効果が小さい。
ると、スラグ浸潤層においてアルミナ成分が不足した状
態となって低融点鉱物が生成され、構造的スポーリング
の原因となる。一方、添加量が５重量％未満では、熱衝
撃緩和の効果が小さい。
【００１６】電融スピネルは、２mmより大きい粒子で
は、スラグとの接触面積が小さい等の理由により、電融
スピネルを使用する必要はなく、０．０５mmより小さい
微粉では、焼結品と電融品による差異が認められない。
又、電融スピネルは、添加量が全体の２５重量％を超え
ると、過焼結を起こしやすく、亀裂、剥離の要因とな
り、添加量が全体の５重量％未満となると、スラグに対
する浸潤抑制効果が小さくなる。
は、スラグとの接触面積が小さい等の理由により、電融
スピネルを使用する必要はなく、０．０５mmより小さい
微粉では、焼結品と電融品による差異が認められない。
又、電融スピネルは、添加量が全体の２５重量％を超え
ると、過焼結を起こしやすく、亀裂、剥離の要因とな
り、添加量が全体の５重量％未満となると、スラグに対
する浸潤抑制効果が小さくなる。
【００１７】又、マグネシアは、添加粒度が５mmを超え
ると、マグネシア粒子周辺に大きな亀裂が発生する。
ると、マグネシア粒子周辺に大きな亀裂が発生する。
【００１８】結合剤としては、アルミナセメント等が用
いられる。
いられる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２０】電融スピネルの添加粒度を０．０５〜２mm
とすると共に、マグネシアの添加粒度を１mm以下とし、
かつこれらと焼結スピネル、アルミナ及びアルミナセメ
ントをそれぞれ表１に示す割合で混合し、５〜６重量％
の水を添加して図１に示すように端面が扇面形をなす曲
板状に鋳込み、１１０℃の温度で２４時間乾燥して各種
のテストピース１を得た。
とすると共に、マグネシアの添加粒度を１mm以下とし、
かつこれらと焼結スピネル、アルミナ及びアルミナセメ
ントをそれぞれ表１に示す割合で混合し、５〜６重量％
の水を添加して図１に示すように端面が扇面形をなす曲
板状に鋳込み、１１０℃の温度で２４時間乾燥して各種
のテストピース１を得た。
【００２１】テストピース１を図２、図３に示すように
誘導炉２内にセットし、侵食試験を行った。
誘導炉２内にセットし、侵食試験を行った。
【００２２】侵食剤３としては、ＳＳ４１、６０kg、製
鋼炉スラグ５００ｇを使用し、１６００〜１６２０℃の
温度で３時間保持し、冷却後、溶損量及び浸潤厚につい
て比較した。
鋼炉スラグ５００ｇを使用し、１６００〜１６２０℃の
温度で３時間保持し、冷却後、溶損量及び浸潤厚につい
て比較した。
【００２３】又、上記材質で４０×４０×１６０mmの柱
状のテストピースを作製し、１４００℃の温度で５回の
繰り返し加熱試験を行い動弾性率を測定した。誘導炉を
用いた侵食試験後の浸潤厚さ及びスポーリング抵抗指数
は、それぞれ表１に示すようになった。
状のテストピースを作製し、１４００℃の温度で５回の
繰り返し加熱試験を行い動弾性率を測定した。誘導炉を
用いた侵食試験後の浸潤厚さ及びスポーリング抵抗指数
は、それぞれ表１に示すようになった。
【００２４】ここで、スポーリング抵抗指数とは、加熱
前の動弾性率を１００としたときの５回の繰り返し加熱
試験後の動弾性率の割合をいう。
前の動弾性率を１００としたときの５回の繰り返し加熱
試験後の動弾性率の割合をいう。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１からスピネル原料を１０〜４０重量
％、マグネシアを５〜２０重量％、残部をアルミナ及び
アルミナセメントとし、かつスピネル原料のうちの０．
０５〜２mmの粒度範囲を電融スピネルとすると共に、電
融スピネルの添加量を全体の５〜２５重量％とすること
によって、浸潤厚さを８〜１４mmとして耐スラグ浸潤性
を高めることができる一方、スポーリング抵抗指数を４
２〜５１％として耐熱衝撃性を高めることができ、亀裂
や剥離が発生しないことがわかる。
％、マグネシアを５〜２０重量％、残部をアルミナ及び
アルミナセメントとし、かつスピネル原料のうちの０．
０５〜２mmの粒度範囲を電融スピネルとすると共に、電
融スピネルの添加量を全体の５〜２５重量％とすること
によって、浸潤厚さを８〜１４mmとして耐スラグ浸潤性
を高めることができる一方、スポーリング抵抗指数を４
２〜５１％として耐熱衝撃性を高めることができ、亀裂
や剥離が発生しないことがわかる。
【００２７】又、電融スピネルの添加粒度を０．０５〜
２mm、添加量１５重量％、焼結スピネルの添加量を１０
重量％とすると共に、マグネシアの添加量を１０重量％
としてその添加粒度を表２に示すように変え、かつアル
ミナ及びアルミナセメントの添加量を６５重量％として
混合し、前述したようにして実施例７，８及び比較例７
のテストピースを得た。
２mm、添加量１５重量％、焼結スピネルの添加量を１０
重量％とすると共に、マグネシアの添加量を１０重量％
としてその添加粒度を表２に示すように変え、かつアル
ミナ及びアルミナセメントの添加量を６５重量％として
混合し、前述したようにして実施例７，８及び比較例７
のテストピースを得た。
【００２８】各テストピースの誘導炉を用いた侵食試験
後の浸潤層の厚さ及び繰り返し加熱試験後のスポーリン
グ抵抗指数は、それぞれ実施例４の結果を併記する表２
に示すようになった。
後の浸潤層の厚さ及び繰り返し加熱試験後のスポーリン
グ抵抗指数は、それぞれ実施例４の結果を併記する表２
に示すようになった。
【００２９】
【表２】
【００３０】表２からマグネシアの添加粒度を５mm未満
にすると、亀裂や剥離が発生しないことがわかる。
にすると、亀裂や剥離が発生しないことがわかる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明のキャスタブ
ル耐火物によれば、電融スピネル粒子は、緻密で、かつ
結晶粒界が少なく、又結晶粒界にシリカやカルシア等の
低融点鉱物が独立して存在するため、スラグの結晶粒界
への侵入が認められないので、スピネル結晶粒子の崩壊
が認められず、その始めの形状を保持し、スラグによる
浸潤を抑制することができる。
ル耐火物によれば、電融スピネル粒子は、緻密で、かつ
結晶粒界が少なく、又結晶粒界にシリカやカルシア等の
低融点鉱物が独立して存在するため、スラグの結晶粒界
への侵入が認められないので、スピネル結晶粒子の崩壊
が認められず、その始めの形状を保持し、スラグによる
浸潤を抑制することができる。
【００３２】又、マグネシアは、稼動面近傍において、
マトリックス中のアルミナと反応して二次スピネルを生
成し、このスピネル化する際に体積膨張があるため、マ
グネシア粒子周辺のマトリックスが緻密化するので、ス
ラグの浸潤を抑制することができる一方、二次スピネル
の生成が起こらない耐火物の低温度域において、マグネ
シアと周辺のマトリックスの熱膨張率が異なるため、マ
グネシア粒子周辺のマトリックス中に微小クラックが発
生するので、熱衝撃を緩和することができ、大きな亀裂
や剥離の発生を防止することが可能となり、ひいては耐
用寿命を一層向上することができる。
マトリックス中のアルミナと反応して二次スピネルを生
成し、このスピネル化する際に体積膨張があるため、マ
グネシア粒子周辺のマトリックスが緻密化するので、ス
ラグの浸潤を抑制することができる一方、二次スピネル
の生成が起こらない耐火物の低温度域において、マグネ
シアと周辺のマトリックスの熱膨張率が異なるため、マ
グネシア粒子周辺のマトリックス中に微小クラックが発
生するので、熱衝撃を緩和することができ、大きな亀裂
や剥離の発生を防止することが可能となり、ひいては耐
用寿命を一層向上することができる。
【図１】本発明の一実施例のキャスタブル耐火物を用い
て鋳込んだ端面が扇面形をなす曲板状のテストピースの
斜視図である。
て鋳込んだ端面が扇面形をなす曲板状のテストピースの
斜視図である。
【図２】図１のテストピースの侵食試験に使用した誘導
炉の断面図である。
炉の断面図である。
【図３】図１のテストピースの侵食試験に使用した誘導
炉の平面図である。
炉の平面図である。
１ テストピース ２ 誘導炉 ３ 侵食剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上本 英雄 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 山崎 圭介 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 住友 慶助 福岡県北九州市小倉北区浅野３丁目２番１ 号 和気耐火工業株式会社内 (72)発明者 丹下 昌樹 福岡県北九州市小倉北区浅野３丁目２番１ 号 和気耐火工業株式会社内 (72)発明者 城口 弘 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 浦 宏一 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 平山 清衛 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項１】 スピネル原料１０〜４０重量％、マグネ
シア５〜２０重量％を含み、残部がアルミナ及び結合剤
よりなり、スピネル原料のうちの０．０５〜２mmの粒度
範囲は電融スピネルを使用し、かつ電融スピネルの添加
量は全体の５〜２５重量％とすることを特徴とするキャ
スタブル耐火物。 - 【請求項２】 請求項１記載のキャスタブル耐火物にお
いて、マグネシアの添加粒度は、５mm以下とすることを
特徴とするキャスタブル耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349920A JPH06298571A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | キャスタブル耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349920A JPH06298571A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | キャスタブル耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06298571A true JPH06298571A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=18407005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3349920A Pending JPH06298571A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | キャスタブル耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06298571A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113135765A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-07-20 | 辽宁科技大学 | 一种电炉炉门用尖晶石-方镁石浇注料及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP3349920A patent/JPH06298571A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113135765A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-07-20 | 辽宁科技大学 | 一种电炉炉门用尖晶石-方镁石浇注料及其制备方法 |
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