JPH0656512A - 耐消化性と介在物吸着性に優れた塩基性耐火物とその製造方法 - Google Patents
耐消化性と介在物吸着性に優れた塩基性耐火物とその製造方法Info
- Publication number
- JPH0656512A JPH0656512A JP4212879A JP21287992A JPH0656512A JP H0656512 A JPH0656512 A JP H0656512A JP 4212879 A JP4212879 A JP 4212879A JP 21287992 A JP21287992 A JP 21287992A JP H0656512 A JPH0656512 A JP H0656512A
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- Japan
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- basic
- refractories
- al2o3
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐消化性と介在物吸着効果を同時に十分に発
揮することのできる塩基性耐火物を開発する。 【構成】 3CaO・Al2O3 が両特性を発揮することから、
これで結合部を構成する。具体的には、粒径0.3 mm以下
の3CaO・Al2O3 を重量で10〜35％含有させて塩基性耐火
物を構成する。
揮することのできる塩基性耐火物を開発する。 【構成】 3CaO・Al2O3 が両特性を発揮することから、
これで結合部を構成する。具体的には、粒径0.3 mm以下
の3CaO・Al2O3 を重量で10〜35％含有させて塩基性耐火
物を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造用浸漬ノズル
やタンディッシュ等の製鋼用窯炉に好適な耐消化性と介
在物吸着性に優れた塩基性耐火物とその製造方法に関す
る。
やタンディッシュ等の製鋼用窯炉に好適な耐消化性と介
在物吸着性に優れた塩基性耐火物とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年の鉄鋼製造プロセスにおいては、連
続鋳造が著しく普及すると共に、鋼の高級化 (例えば、
介在物量の低減) に対する要求が高まってきた。そのた
め、連続鋳造用浸漬ノズルやタンディッシュ用耐火物の
特性改善が望まれている。特に最近は、溶鋼汚染が少な
く、介在物吸着効果を示す塩基性耐火物、例えば、カル
シア(CaO) 質、マグネシア (MgO)質、ドロマイト (MgCO
3, CaCO3) 質を使用しようとする動きが盛んである。
続鋳造が著しく普及すると共に、鋼の高級化 (例えば、
介在物量の低減) に対する要求が高まってきた。そのた
め、連続鋳造用浸漬ノズルやタンディッシュ用耐火物の
特性改善が望まれている。特に最近は、溶鋼汚染が少な
く、介在物吸着効果を示す塩基性耐火物、例えば、カル
シア(CaO) 質、マグネシア (MgO)質、ドロマイト (MgCO
3, CaCO3) 質を使用しようとする動きが盛んである。
【０００３】しかし、これらの塩基性耐火物、特にカル
シア質耐火物は、骨材のCaO が空気中の水分により水和
・崩壊するという消化性 (スレーキング) を示すため、
施工時まで耐火物をビニール等の水不透過性材料で梱包
して保管せざるを得ず、このような面倒な管理が塩基性
耐火物の実用化の妨げとなっている。他の塩基性耐火物
も、少量のCaO を含有することが多いため、程度の差は
あってもCaO の消化性が問題となる。
シア質耐火物は、骨材のCaO が空気中の水分により水和
・崩壊するという消化性 (スレーキング) を示すため、
施工時まで耐火物をビニール等の水不透過性材料で梱包
して保管せざるを得ず、このような面倒な管理が塩基性
耐火物の実用化の妨げとなっている。他の塩基性耐火物
も、少量のCaO を含有することが多いため、程度の差は
あってもCaO の消化性が問題となる。
【０００４】この塩基性耐火物の消化防止対策として
は、これまでにも石灰を高温のCO2 雰囲気中で処理し、
クリンカー表面にCaCO3 保護層を形成するなどの手段が
知られているが、効果が不十分であった。より有効な消
化防止を図った耐火物として、次のような耐火物が提案
されている。
は、これまでにも石灰を高温のCO2 雰囲気中で処理し、
クリンカー表面にCaCO3 保護層を形成するなどの手段が
知られているが、効果が不十分であった。より有効な消
化防止を図った耐火物として、次のような耐火物が提案
されている。
【０００５】TiO2、Fe2O3 等の低融点物質を生石灰と
ともに焼成してガラス質保護層を有する耐消化性クリン
カーを形成し、これを耐火物のカルシア質骨材として使
用する。カルシア質骨材が完全にTiO2やFe2O3 のガラス
質保護層で覆われるので、水和反応が防止される。
ともに焼成してガラス質保護層を有する耐消化性クリン
カーを形成し、これを耐火物のカルシア質骨材として使
用する。カルシア質骨材が完全にTiO2やFe2O3 のガラス
質保護層で覆われるので、水和反応が防止される。
【０００６】カルシア質耐火物の結合部 (マトリック
ス) を、遊離CaO を含まないCaB6で構成する。結合部に
CaO を含んでいないため耐消化性に優れ、またCaB6の優
れた耐熱性、耐食性でスラグに接触してもスラグの浸透
が生じにくい。 (特開昭63−285164号公報参照)
ス) を、遊離CaO を含まないCaB6で構成する。結合部に
CaO を含んでいないため耐消化性に優れ、またCaB6の優
れた耐熱性、耐食性でスラグに接触してもスラグの浸透
が生じにくい。 (特開昭63−285164号公報参照)
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の耐火物は、カ
ルシア質骨材がTiO2やFe2O3 のガラス質保護層で覆われ
ているため、耐消化性には優れるものの、これをタンデ
ィッシュ、取鍋等の窯炉の内張りに用いた場合には、逆
にこのガラス質保護層が邪魔となって、CaO のもつ介在
物吸着効果を十分に発揮させることができない。
ルシア質骨材がTiO2やFe2O3 のガラス質保護層で覆われ
ているため、耐消化性には優れるものの、これをタンデ
ィッシュ、取鍋等の窯炉の内張りに用いた場合には、逆
にこのガラス質保護層が邪魔となって、CaO のもつ介在
物吸着効果を十分に発揮させることができない。
【０００８】上記の遊離CaO を含まないCaB6で結合部
を構成した耐火物は、結合部についてはCaO が存在しな
いので消化は起こらないが、CaB6単味では介在物吸着効
果は少ない。またCaB6はコスト的に大変高価である。本
発明は、このような従来の問題点を解決した塩基性耐火
物、具体的には、十分な耐消化性を有し、同時に介在物
吸着効果も十分に発揮することのできる塩基性耐火物を
開発することを目的とする。
を構成した耐火物は、結合部についてはCaO が存在しな
いので消化は起こらないが、CaB6単味では介在物吸着効
果は少ない。またCaB6はコスト的に大変高価である。本
発明は、このような従来の問題点を解決した塩基性耐火
物、具体的には、十分な耐消化性を有し、同時に介在物
吸着効果も十分に発揮することのできる塩基性耐火物を
開発することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、かかる課題を解
決すべく種々検討を重ねたところ、CaO 単味であるとCa
O ＋H2O →Ca(OH)2 の反応によって消化するが、3CaO・
Al2O3(以下、C3A)の形態では消化反応は起こらないた
め、つまりC3A が安定であるため耐消化性に優れる。し
かも、C3A はAl2O3 と反応して、C12A7 が生成すること
により、介在物の吸着作用の期待できることを知り、本
発明を完成した。
決すべく種々検討を重ねたところ、CaO 単味であるとCa
O ＋H2O →Ca(OH)2 の反応によって消化するが、3CaO・
Al2O3(以下、C3A)の形態では消化反応は起こらないた
め、つまりC3A が安定であるため耐消化性に優れる。し
かも、C3A はAl2O3 と反応して、C12A7 が生成すること
により、介在物の吸着作用の期待できることを知り、本
発明を完成した。
【００１０】ここに、本発明の要旨とするところは、塩
基性酸化物を骨材とする塩基性耐火物において、3CaO・
Al2O3 で結合部が特徴づけられてなる耐消化性と介在物
吸着性に優れた塩基性耐火物である。また、別の面から
は、本発明は、塩基性酸化物骨材に粒径0.3 mm以下の3C
aO・Al2O3 を重量で10〜35％配合し、焼成することを特
徴とする、耐消化性と介在物吸着性に優れた上述の塩基
性耐火物の製造方法である。
基性酸化物を骨材とする塩基性耐火物において、3CaO・
Al2O3 で結合部が特徴づけられてなる耐消化性と介在物
吸着性に優れた塩基性耐火物である。また、別の面から
は、本発明は、塩基性酸化物骨材に粒径0.3 mm以下の3C
aO・Al2O3 を重量で10〜35％配合し、焼成することを特
徴とする、耐消化性と介在物吸着性に優れた上述の塩基
性耐火物の製造方法である。
【００１１】
【作用】このように、本発明によれば、塩基性酸化物か
ら成る骨材、例えば、粒度調整されたCaO 含有クリンカ
に対し3CaO・Al2O3(以下、C3A)でその結合部が特徴づけ
られた塩基性 (石灰質) 耐火物が得られる。
ら成る骨材、例えば、粒度調整されたCaO 含有クリンカ
に対し3CaO・Al2O3(以下、C3A)でその結合部が特徴づけ
られた塩基性 (石灰質) 耐火物が得られる。
【００１２】上記塩基性酸化物からなる骨材、つまりCa
O 質耐火物、MgO 質耐火物、ドロマイト質耐火物等とし
て定形耐火物では一般に粗粒では粒径５〜１mmに、中粒
では粒径１〜0.3 mmにそれぞれ粒度調整することが望ま
しい。これは、0.3 mmより細径だと例えば、30℃、相対
湿度(RH)90％以上の条件では10日間で消化崩壊してしま
うなど実際に炉に使用する場合時間的制約があるからで
ある。一方、不定形耐火物では、１〜0.3 mmに粒度調整
することが望ましい。
O 質耐火物、MgO 質耐火物、ドロマイト質耐火物等とし
て定形耐火物では一般に粗粒では粒径５〜１mmに、中粒
では粒径１〜0.3 mmにそれぞれ粒度調整することが望ま
しい。これは、0.3 mmより細径だと例えば、30℃、相対
湿度(RH)90％以上の条件では10日間で消化崩壊してしま
うなど実際に炉に使用する場合時間的制約があるからで
ある。一方、不定形耐火物では、１〜0.3 mmに粒度調整
することが望ましい。
【００１３】このような観点から本発明では、0.3 〜５
mmに粒度調整された塩基性骨材 (例:CaO質クリンカ) を
耐火物原料中少なくとも重量％で65％以上使用すること
が望ましい。本発明は、このような塩基性酸化物である
骨材部に対して結合部がC3A の存在で特徴づけられてな
るものである。
mmに粒度調整された塩基性骨材 (例:CaO質クリンカ) を
耐火物原料中少なくとも重量％で65％以上使用すること
が望ましい。本発明は、このような塩基性酸化物である
骨材部に対して結合部がC3A の存在で特徴づけられてな
るものである。
【００１４】本発明ではこのC3A を主として耐火物中の
マトリックス部に対する結合部を構成するものとして配
合するが、一部は粗粒、中粒として配合しても問題はな
い。望ましくは粒径0.3 mm以下の微粉として使用するこ
とにより介在物除去効果に優れた耐火物を製造すること
が可能となる。
マトリックス部に対する結合部を構成するものとして配
合するが、一部は粗粒、中粒として配合しても問題はな
い。望ましくは粒径0.3 mm以下の微粉として使用するこ
とにより介在物除去効果に優れた耐火物を製造すること
が可能となる。
【００１５】C3A は、予め生石灰とアルミナを所定の配
合比で配合し溶解した後、これを粉砕して粒度調整を行
うことで得られる。ここで、このC3A は0.3 mm以下の微
粉としての配合量は、マトリックス部を構成する前述の
耐火物原料中として10重量％以上は必要であるが、これ
は10重量％未満では骨材間の間隙がこの微細なC3A 粉末
で十分に埋まらず、結合部が多孔質組織となる。一方、
このC3A 粉末の配合量が35重量％を超えると成形時にラ
ミネーション (亀裂) が生成する。
合比で配合し溶解した後、これを粉砕して粒度調整を行
うことで得られる。ここで、このC3A は0.3 mm以下の微
粉としての配合量は、マトリックス部を構成する前述の
耐火物原料中として10重量％以上は必要であるが、これ
は10重量％未満では骨材間の間隙がこの微細なC3A 粉末
で十分に埋まらず、結合部が多孔質組織となる。一方、
このC3A 粉末の配合量が35重量％を超えると成形時にラ
ミネーション (亀裂) が生成する。
【００１６】C3A粉末は粒径0.3 mm以下のものを使用す
る。前述のように0.3 mm超のC3A 粉末では骨材間の間隙
を密に埋めることができず、必要な強度を確保できなく
なる。このような粗大な粉末は骨材となる。もちろん、
骨材としてそのような粗大なC3A 粉末を使用することも
本発明の範囲内である。
る。前述のように0.3 mm超のC3A 粉末では骨材間の間隙
を密に埋めることができず、必要な強度を確保できなく
なる。このような粗大な粉末は骨材となる。もちろん、
骨材としてそのような粗大なC3A 粉末を使用することも
本発明の範囲内である。
【００１７】したがって、本発明の好適態様では、骨材
とは別に、粒径0.3 mm以下の微細なC3A 粉末を10〜35重
量％、好ましくは15〜30重量％配合する。骨材と微細C3
A 粉末を混練する際に用いるバインダとしては、フェノ
ールレジン、ウレタンレジン、パラフィンなどの有機系
バインダが望ましいが、水ガラスなどの無機系バインダ
も使用可能である。バインダは、混練および成形作業が
容易に実施できる程度の量を配合すればよい。混練およ
び成形は常法により実施できる。もちろん、不定形材と
して使用してもよい。
とは別に、粒径0.3 mm以下の微細なC3A 粉末を10〜35重
量％、好ましくは15〜30重量％配合する。骨材と微細C3
A 粉末を混練する際に用いるバインダとしては、フェノ
ールレジン、ウレタンレジン、パラフィンなどの有機系
バインダが望ましいが、水ガラスなどの無機系バインダ
も使用可能である。バインダは、混練および成形作業が
容易に実施できる程度の量を配合すればよい。混練およ
び成形は常法により実施できる。もちろん、不定形材と
して使用してもよい。
【００１８】焼成条件等は特に制限されず、例えば1400
〜1500℃で４〜５時間行えばよい。本発明は、このよう
にその製造にあっては粒径0.3 mm以下のC3A を配合する
ことを特徴とするが、そのような構成によって骨材の結
合部がC3A で構成され、その結果、使用時の耐消化性が
防止されるとともに、タンディッシュの内張りや堰に使
用された時、少量のAl2O3 系介在物と容易に反応し、低
融点の 12CaO・7Al2O3 (以下、C12A7 (融点1415℃) を
生成するため高清浄鋼の製造が可能となる。
〜1500℃で４〜５時間行えばよい。本発明は、このよう
にその製造にあっては粒径0.3 mm以下のC3A を配合する
ことを特徴とするが、そのような構成によって骨材の結
合部がC3A で構成され、その結果、使用時の耐消化性が
防止されるとともに、タンディッシュの内張りや堰に使
用された時、少量のAl2O3 系介在物と容易に反応し、低
融点の 12CaO・7Al2O3 (以下、C12A7 (融点1415℃) を
生成するため高清浄鋼の製造が可能となる。
【００１９】本発明によればカルシア系耐火物のアルミ
ナ系介在物吸着生成物がCaO からC3A 、そしてさらにC
12A7 と低融点化していくこと、少量のアルミナでその
反応が進むことによって、溶鋼清浄化が実現される。す
なわち、CaO れんがを使用した場合、図１の状態図に示
すごとく、Al2O3 が約38％以上カルシアと反応すること
によりC12A7 は生成する。しかるにC3A を耐火物として
使用した場合、少量のアルミナでC12A7 が生成するた
め、アルミナ系介在物の吸着は効率的に進むことになる
と考えられる。
ナ系介在物吸着生成物がCaO からC3A 、そしてさらにC
12A7 と低融点化していくこと、少量のアルミナでその
反応が進むことによって、溶鋼清浄化が実現される。す
なわち、CaO れんがを使用した場合、図１の状態図に示
すごとく、Al2O3 が約38％以上カルシアと反応すること
によりC12A7 は生成する。しかるにC3A を耐火物として
使用した場合、少量のアルミナでC12A7 が生成するた
め、アルミナ系介在物の吸着は効率的に進むことになる
と考えられる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に例証す
る。骨材として粒径0.3 〜１mmの中粒CaO クリンカと粒
径１〜５mmの粗粒CaO クリンカを使用し、結合部を構成
する材料として粒径0.3 mm以下のC3A 粉末を使用した。
る。骨材として粒径0.3 〜１mmの中粒CaO クリンカと粒
径１〜５mmの粗粒CaO クリンカを使用し、結合部を構成
する材料として粒径0.3 mm以下のC3A 粉末を使用した。
【００２１】これらの材料を表１に示す割合で混合し、
得られた混合物にその３重量％の量のフェノールレジン
をバインダとして加えて小型ミキサーにより混練し、油
圧成形により幅40×厚さ40×長さ100 mmのれんが状に成
形した。成形体を1500℃で５時間焼成して、本発明の塩
基性耐火物を製作した。本発明例の場合にはいずれも結
合部はC3A から構成されているのがEPMA分析によって確
認された。
得られた混合物にその３重量％の量のフェノールレジン
をバインダとして加えて小型ミキサーにより混練し、油
圧成形により幅40×厚さ40×長さ100 mmのれんが状に成
形した。成形体を1500℃で５時間焼成して、本発明の塩
基性耐火物を製作した。本発明例の場合にはいずれも結
合部はC3A から構成されているのがEPMA分析によって確
認された。
【００２２】比較材としてC3A を含まないもの、また従
来材としてTiO2またはFe2O3 をガラス質生成材として添
加し、同様に製作した焼成れんがも作製した。この場合
には、TiO2やFe2O3 の融点が高いため焼成は1800℃の高
温で５時間行った。以上の本発明材、比較材、従来材に
ついて以下に述べる方法で耐消化性と介在物吸着性を評
価した。
来材としてTiO2またはFe2O3 をガラス質生成材として添
加し、同様に製作した焼成れんがも作製した。この場合
には、TiO2やFe2O3 の融点が高いため焼成は1800℃の高
温で５時間行った。以上の本発明材、比較材、従来材に
ついて以下に述べる方法で耐消化性と介在物吸着性を評
価した。
【００２３】耐消化性は、30℃、RH90％の恒温・恒湿中
に供試れんがを10日間放置し、10日後の重量増加率を測
定するスレーキング試験により評価した。介在物吸着性
は、上記供試れんが８個を用いて内張りした高周波誘導
炉を使用した鉄の溶解、脱酸実験により評価した。
に供試れんがを10日間放置し、10日後の重量増加率を測
定するスレーキング試験により評価した。介在物吸着性
は、上記供試れんが８個を用いて内張りした高周波誘導
炉を使用した鉄の溶解、脱酸実験により評価した。
【００２４】工業用純鉄と電解鉄を混ぜて、脱酸前の酸
素濃度を500 ppm に調節した。溶解原料10kgを上記誘導
炉に入れ、Ar雰囲気下で加熱・溶解させた後、Al脱酸剤
20ｇを投入し、さらに1600℃に40分加熱して実験を終了
した。内張りれんがの表面側 (鉄と接触した側) で表面
〜３mmの部分に含まれるAl2O3 量を化学分析し、脱酸生
成物の吸着状況を評価した。
素濃度を500 ppm に調節した。溶解原料10kgを上記誘導
炉に入れ、Ar雰囲気下で加熱・溶解させた後、Al脱酸剤
20ｇを投入し、さらに1600℃に40分加熱して実験を終了
した。内張りれんがの表面側 (鉄と接触した側) で表面
〜３mmの部分に含まれるAl2O3 量を化学分析し、脱酸生
成物の吸着状況を評価した。
【００２５】以上の試験結果を表１にまとめて示す。
耐消化性重量増加率５％以下、介在物吸着性２％以上を
それぞれ合格とした。表１に示すように、結合部中にC3
A が存在していた本発明材は優れた介在物吸着性と耐消
化性を示す。それに対し比較材は特に消化性に劣り、従
来材は耐消化性は十分であるが介在物吸着性に劣ってい
た。
耐消化性重量増加率５％以下、介在物吸着性２％以上を
それぞれ合格とした。表１に示すように、結合部中にC3
A が存在していた本発明材は優れた介在物吸着性と耐消
化性を示す。それに対し比較材は特に消化性に劣り、従
来材は耐消化性は十分であるが介在物吸着性に劣ってい
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】本発明により、従来のカルシア質、マグ
ネシア質、ドロマイト質、マグネシア−ドロマイト質な
どの塩基性耐火物の欠点である耐消化性を改善すること
ができるだけでなく、従来の消化防止対策とは異なり、
塩基性耐火物が本来もっている介在物吸着効果を効果的
に発現させることができる。従って、本発明の塩基性耐
火物は、保管や取扱いが容易である上、連続鋳造のタン
ディッシュなどの内張り材料として用いると極めて清浄
な鋼の溶製が可能となるので、鋼の品質向上に貢献す
る。実用上の意義は大きい。
ネシア質、ドロマイト質、マグネシア−ドロマイト質な
どの塩基性耐火物の欠点である耐消化性を改善すること
ができるだけでなく、従来の消化防止対策とは異なり、
塩基性耐火物が本来もっている介在物吸着効果を効果的
に発現させることができる。従って、本発明の塩基性耐
火物は、保管や取扱いが容易である上、連続鋳造のタン
ディッシュなどの内張り材料として用いると極めて清浄
な鋼の溶製が可能となるので、鋼の品質向上に貢献す
る。実用上の意義は大きい。
【図１】CaO −Al2O3 状態図の一部である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２７Ｄ 1/00 Ｎ 8939−4Ｋ
Claims (2)
- 【請求項１】 塩基性酸化物を骨材とする塩基性耐火物
において、3CaO・Al2O3 で結合部が特徴づけられてなる
耐消化性と介在物吸着性に優れた塩基性耐火物。 - 【請求項２】 塩基性酸化物骨材に粒径0.3 mm以下の3C
aO・Al2O3 を重量で10〜35％配合し、焼成することを特
徴とする請求項１記載の耐消化性と介在物吸着性に優れ
た塩基性耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212879A JPH0656512A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 耐消化性と介在物吸着性に優れた塩基性耐火物とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212879A JPH0656512A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 耐消化性と介在物吸着性に優れた塩基性耐火物とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0656512A true JPH0656512A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16629778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4212879A Withdrawn JPH0656512A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 耐消化性と介在物吸着性に優れた塩基性耐火物とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656512A (ja) |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP4212879A patent/JPH0656512A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |