JPH0643271B2

JPH0643271B2 - 溶鋼取鍋内張り用キャスタブル耐火物

Info

Publication number: JPH0643271B2
Application number: JP1043803A
Authority: JP
Inventors: 弘之今井; 邦昭重松; 修美松本; 利弘礒部
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPH02225379A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、溶鋼取鍋内張り用キャスタブル耐火物に関す
るものである。

（従来の技術）溶鋼取鍋の内張りは、施工の省力化・機械化などを目的
として、従来の煉瓦積みから不定形耐火物による施工に
移行されつつある。ここで使用される不定形耐火物とし
ては、例えば特開昭６０−６０９８５号公報に、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１０〜３５重量部、アルミナセメント３〜１０重量
部とからなるスピネル−アルミナ質キャスタブル耐火
物、特開昭６０−６０９８６号公報には、マグネシアク
リンカー：アルミナクリンカーの重量比が７：３〜８：
２からなる混合物を６０〜８０重量部とスピネルクリン
カー２０〜４０重量部とからなる骨材を有したマグネシ
ア−アルミナ−スピネル質キャスタブル耐火物が提案さ
れている。

（発明が解決しようとする課題）上記材質は、従来のろう石質、ろう石−ジルコン質など
の不定形耐火物に比べて耐食性に優れている。しかし、
最近の炉操業の苛酷化あるいは耐火物原単位の低減指向
の中では充分なものとはいえず、さらに耐用性に優れた
キャスタブル耐火物の提供が強く望まれている。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、アルミナ−スピネル質キャスタブル耐火
物がもつ耐食性を生かしつつ、溶鋼取鍋内張り用として
さらに好適な材質を求めて開発を重ねてきた。その結
果、アルミナおよびMgO・Ａ_２Ｏ_３系スピネル（以下
スピネルと称す）を特定の割合で組合せた配合物に適量
の有機質短繊維を添加すると、熱間強度の向上およびハ
クリ防止に効果があることがわかり本発明を完成するに
至った。

すなわち本発明は重量比で、アルミナ４０〜９０％、Mg
O・Ａ_２Ｏ_３系スピネル２％以上５０％未満およびア
ルミナセメント２〜２５％を主材とした配合物１００％
に、長さ０．５〜２０mmの有機質短繊維を外掛け０．０
１〜０．５％含有させてなる溶鋼取鍋内張り用キャスタ
ブル耐火物である。

また、上記耐火物において、MgO・Ａ_２Ｏ_３系スピネ
ルの粒径が１mm以下とした耐火物である。

次に本発明について説明する。

アルミナ−スピネル質は熱膨脹率が大きいが、溶鋼取鍋
の内張りは外周が鉄皮、上方に押え金具という拘束下に
あるために、膨脹を耐火物自身で吸収し、耐火物組織が
ぜい弱化する。これに対し有機質短繊維を添加したもの
は、使用による加熱を受けると短繊維の焼失で微細な空
隙が生じ、この空隙が耐火物の膨脹を吸収し、組織のぜ
い弱化を防止するものと思われる。

第１図は、アルミナ−スピネル質耐火物において、有機
質短繊維の添加量とキャスタブル耐火物の最大熱膨脹応
力との関係を示す。有機質短繊維を添加すると、キャス
タブル耐火物の最大熱膨脹応力は小さくなることがわか
る。なお、この実験に供試したキャスタブル耐火物の配
合組成は、後述の実施例７と同じとし、有機質短繊維の
添加量のみを変化させたものである。

この種のキャスタブル耐火物は、結合剤としてアルミナ
セメントが使用される。アルミナセメントはＡ_２Ｏ_３
とCaOを主成分とする。このアルミナセメントからくるC
aOと、スピネルからくるMgOおよびアルミナなどからく
るＡ_２Ｏ_３とが使用中の高温下で反応し、Ａ_２Ｏ_３
−MgO−CaO系の低融物（融点１３７０℃）を生成する。
この傾向は、スピネルの粒径を小さくするほど顕著であ
る。従来のアルミナ−スピネル質キャスタブル耐火物
は、使用初期に膨張傾向があるが、時間の経過ととも
に、低融物の生成によって収縮し、キレツの発生→地金
差しが起り、ハクリを生じさせていた。

これに対し本発明のキャスタブル耐火物は、有機質短繊
維の添加で耐火物組織中に微細な空隙が生じ、低融点物
質の生成の原因となる各成分同志の接触が少なくなる結
果、低融点物質の生成が低減し、ハクリを防止すること
ができるものと考えられる。

第２図は、有機質短繊維を添加した後述の実施例８と同
じ組成のキャスタブル耐火物と、有機質短繊維を添加し
ない比較例２のキャスタブル耐火物との高温膨脹曲線を
示したものである。有機質短繊維を添加した方は、無添
加に比べ収縮が小さいことがわかる。

つぎに、本発明で使用する配合物について詳細に説明を
する。なお、以下で示す％は全て重量比とする。

アルミナは、耐食性、容積安定性などの役割をもつ。そ
の種類としては、焼結アルミナ、電融アルミナなどの人
工品、ばん土頁岩、ボーキサイト、シリマナイトなどの
天然品があり、本発明では、これらから選ばれる一種ま
たは二種以上が使用できる。中でも低融物生成の原因と
なるSiO₂の成分の少ないものが好ましい。粒度は従来と
特に変わりなく、不定形耐火物が施工によって密充填さ
れるよう、例えば最大粒径を１０〜２５mmとし、粗粒、
中粒、微粒に適宜調整される。

アルミナの割合は４０〜９０％、好ましくは５０〜８０
％とする。４０％未満では耐食性および耐スラグ浸透性
に劣る。また、９０％を超えるとその分、スピネルの割
合が少なくなり、耐スラグ浸透性に劣る。

スピネルは、電融品、焼結品のいずれでもよく、またそ
れらの併用でもよい。スピネルを構成するMgO・Ａ_２
Ｏ_３の各成分の比はモル比でMgO・Ａ_２Ｏ_３が０．７
〜１．３：１．３〜０．７の範囲が好ましい。

スピネルの粒度は粒径１mm以下が好ましい。第３図は、
アルミナ−スピネル質キャスタブル耐火物において、ス
ピネルの粒径とキャスタブル耐火物のスラグ浸透性との
関係を示したグラフである。スラグ浸透性の測定法は、
後述の実施例と同じとした。また、この場合の各原料の
配合は、焼結アルミナ５５％、焼結スピネル３０％、ア
ルミナセメント１５％、長さ５mmビニロン短繊維を外掛
けで0.1％とした。同図から、スピネルの粒径が１mm以
下になるとキャスタブル耐火物の耐スラグ浸透性が一層
向上することがわかる。その理由は、スピネルが微細で
あることでマトリックスにより均一に隙間無く充填さ
れ、スピネルがスラグ中のFeO,MnOといった成分をくま
なく固溶し、スラグ浸透防止の効果を大きくするためで
ある。

アルミナ−スピネル質キャスタブル耐火物においてスピ
ネルの粒径を１mm以下にすると、以上の効果がある反
面、収縮が一層著しくなるが、本発明では有機質短繊維
の添加でこの収縮を防止できる。スピネルの割合は、２
％以上５０％未満、さらに好ましくは５〜４５％であ
る。２％未満ではスラグ浸透防止に効果がなく、５０％
以上では膨脹応力が大きくなり過ぎる。

アルミナセメントは耐火物の結合剤として従来一般的に
使用されているものと同様のものでよい。その粒度は１
８０メッシュ以下の微粉とする。割合は２〜２５％、好
ましくは５〜２０％である。２％未満では結合剤として
の強度付与の効果がなく、２５％を超えると耐食性を低
下させる。

有機質短繊維は、例えばポリエステル、ポリアミド、ア
クリル、セルロース、ビニロン、ポリプロピレン、ナイ
ロン、ポリビニール、ポリエチレンなどの材質が使用で
きる。サイズは長さ0.5〜２０mmとする。0.5mm未満では
繊維としての効果がない。２０mmを超えるとキャスタブ
ル耐火物中の耐スラグ浸透性が劣る。添加量は、耐火性
骨材及び結合剤を主材とした配合物１００％に対し、外
掛けで0.01〜0.5％とする。0.01％未満では効果がな
く、0.5％を超えると耐食性が低下する。

本発明は以上の配合物、添加物以外にも本発明の効果を
阻害し範囲で他の物質を添加してもよい。例えばマグネ
シアを適量添加してもよいが、マグネシアは熱膨脹率が
極めて大きいので、その割合は５％以下にすることが好
ましい。この他、溶鋼取鍋の内張りでも使用部位によっ
ては、金属短繊維、金属粉、炭素粉、炭化物、窒化物な
どを適量添加してもよい。

（実施例）第１表に本発明実施例と、その比較例を示す。

各試験は、表に示す配合物に適量の水分を添加して混練
したものを型枠内に振動鋳込み成形し、１１０℃×２４
時間で乾燥後、測定した。

曲げ強さ；JIS-R2553に準じる。

線変化率；JIS-R2554に準じる。

回転侵食；鋼片：溶鋼取鍋スラグ＝１：１を溶媒と
し、１６５０℃×４時間行った後、溶損寸法とスラグ浸
透寸法を測定した。

本発明実施例のキャスタブル耐火物はいずれも熱膨脹応
力が小さく、加熱による収縮（線変化率で測定）も小さ
く、しかもアルミナ−スピネル質がもつ高耐食性を備え
ている。また、スピネルを１mm以下の粒径で配合したも
のは、耐スラグ浸透性がより一層向上している。

一方、比較例１はアルミナセメント量が少ないために強
度（曲げ強さで測定）が低く、耐食性も悪い。有機質短
繊維が添加されていない比較例２は、熱膨脹応力が大き
く、しかも収縮が大きい。比較例３は、アルミナセメン
ト量が多いために耐食性が悪い。比較例４は有機質短繊
維の割合が多く、耐食性が悪い。比較例５は、スピネル
量が多すぎ、耐スラグ浸透性が悪い。比較例６は有機質
短繊維の長さが長すぎるために、耐スラグ浸透性が悪
い。比較例７は、スピネルの粒径が大きいために収縮は
小さいが、有機短繊維を添加していないために熱膨脹応
力が大きい。

実機試験として、実施例および比較例の中から一部を11
0t溶鋼取鍋の内張りに使用し、試験した。本発明実施例
は、従来材質に見られたハクリもなく、第１表に示す結
果のとおり優れた耐用性が得られた。

（発明の効果）以上のように本発明のアルミナースピネル質キャスタブ
ル耐火物は耐スラグ浸透性に優れ、しかも、溶鋼取鍋の
内張りに使用した場合に見られる熱膨脹応力による組織
のぜい弱化および低融物生成による収縮の問題を解決し
たものである。これにより、本発明のキャスタブル耐火
物はアルミナ−スピネル質がもつ耐食性をいかんなく発
揮することができ、溶鋼取鍋内張り用として耐用寿命が
格段に向上する。

したがって、最近の溶鋼取鍋操業の苛酷化、あるいは耐
火物原単位の低減化指向の中で、耐用寿命に優れたキャ
スタブル耐火物を提供できる本発明は、工業的価値が極
めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルミナ−スピネル質耐火物において、有機質
短繊維の添加量とキャスタブル耐火物の最大熱膨脹応力
との関係を示す。第２図は有機質短繊維を添加した実施例８のキャスタブ
ル耐火物と、有機質短繊維を添加しない比較例２のキャ
スタブル耐火物との高温膨脹曲線を示す。第３図はアルミナ−スピネル質キャスタブル耐火物にお
いて、スピネルの粒径とキャスタブル耐火物のスラグ浸
透性との関係を示したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本修美兵庫県高砂市荒井町新浜１―３―１ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者礒部利弘兵庫県高砂市荒井町新浜１―３―１ハリマセラミック株式会社内 (56)参考文献特開昭59−128271（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−10079（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−190276（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量比で、アルミナ４０〜９０％、MgO・
Ａ_２Ｏ_３系スピネル２％以上５０％未満およびアルミ
ナセメント２〜２５％を主材とした配合物１００％に、
長さ０．５〜２０mmの有機質短繊維を外掛け０．０１〜
０．５％含有させてなる溶鋼取鍋内張り用キャスタブル
耐火物。
【請求項２】MgO・Ａ_２Ｏ_３系スピネルの粒径が１mm
以下である請求項１記載の溶鋼取鍋内張り用キャスタブ
ル耐火物。