JPH0672761A

JPH0672761A - 耐火物製造用素材

Info

Publication number: JPH0672761A
Application number: JP4290686A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Goto; 潔後藤; Akio Ishii; 章生石井; Nobuhiko Kaji; 信彦加治; Takeyuki Tamaki; 健之玉木
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1994-03-15

Abstract

(57)【要約】【目的】焼成時の膨張挙動を制御することにより、高
耐用性のマグクロれんがを高歩留まりで生産可能とする
耐火物製造用素材を提供することを目的とする。【構成】マグネシア４５〜８０重量％とクロム鉱５〜
４０重量％を含む耐火材に、Ｃｒを５０〜８５重量％含
有するフェロクロム粉末を１〜２０重量％と、純度９０
重量％以上の酸化クロム粉末１〜２０重量％と、クロム
鉱粉末１〜２０重量％、及び結合剤を混合してなる耐火
物製造用素材、及び、この素材において、フェロクロム
粉末と酸化クロム粉末とクロム鉱粉末及び結合剤を、マ
グネシアあるいはクロム鉱もしくはその両者の粒径１ｍ
ｍ未満の粒子に予備混合し、残りのマグネシアあるいは
クロム鉱もしくはその両者と混合してなる耐火物製造用
素材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は溶融金属等を保持あるい
は精錬する容器の内張り用耐火物の製造に使用する素材
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の鉄鋼製造においては、鉄鋼製品の
品質厳格化に伴って、精錬内容が内張り耐火物に対して
非常に厳しくなりつつある。この問題は、製品品質に最
も大きく影響する二次精錬工程の設備に使用する耐火物
（以下二次精錬用耐火物と略す）に関して、特に顕在化
しつつある。従来、二次精錬用耐火物としてはマグクロ
れんがが広く使用されている。マグクロれんがは主成分
であるマグネシアの長所である耐食性を生かしつつ、短
所である易スラグ浸潤性をクロム鉱を添加することで改
善し、耐用性を付与している。しかし、二次精錬用とし
て高耐用性のマグクロれんがを使用しても、近年の操業
条件変化により、耐用性の不足が問題となりつつある。
特にスラグ浸潤は、クロム鉱の添加では完全に抑制でき
ていないため、その結果、組織の劣化、構造的スポーリ
ングなどが起こり、耐火物の損耗が進行する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するた
めに、本発明者らは、フェロクロムと酸化クロムを配合
したマグクロれんが用耐火物製造用素材（特願平０３−
４８１９１号）を提案した。この素材を成形し、さらに
高温で焼成することにより、緻密で耐スラグ浸潤性に優
れたマグクロれんがを得ることができる。これは配合さ
れたフェロクロムが酸化するとともに周囲のマグネシア
と反応してマグネシオクロマイトを生成して体積膨張
し、気孔を充填し、酸化クロムは生成したマグネシオク
ロマイトのＣｒ₂Ｏ₃濃度を上昇させ、耐スラグ性を向上
させるためである。

【０００４】しかしながら、この成形品は焼成の際に若
干膨張し、また時として異常膨張する。この原困は、配
合されているフェロクロムの酸化と反応に起因する体積
膨張が、気孔の充填ではなくれんが自体の膨張となって
現れたためと考えられる。このため製品の形状が安定し
ないばかりでなく、膨張によってれんが自体の品質も期
待されるほど良くならない。このため、製品の形状を安
定させ品質を向上させるためには、膨張を制御する必要
がある。

【０００５】膨張挙動は素材の配合状態、成形状態、焼
成方法などの製造条件に影響される。このため、この素
材を使用した耐火物を製造する際には、製造条件を極力
統一するが、それでも膨張挙動は完全に制御できないた
め、品質安定性と製造歩留まりが通常品に及ばないのが
現状である。本発明の目的は、焼成時の膨張挙動を制御
することにより、高耐用性のマグクロれんがを高歩留ま
りで生産可能とする耐火物製造用素材を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するため、マグネシア４５〜８０重量％とクロム鉱５
〜４０重量％を含む耐火材に、Ｃｒを５０〜８５重量％
含有するフェロクロム粉末を１〜２０重量％と、純度９
０重量％以上の酸化クロム粉末１〜２０重量％と、クロ
ム鉱粉末１〜２０重量％及び結合剤を混合してなる耐火
物製造用素材を提供する。

【０００７】更に本発明は前記の課題を解決するため、
マグネシア４５〜８０重量％とクロム鉱５〜４０重量％
を含む耐火材に、Ｃｒを５０〜８５重量％含有するフェ
ロクロム粉末を１〜２０重量％と、純度９０重量％以上
の酸化クロム粉末１〜２０重量％と、クロム鉱粉末１〜
２０重量％、及び結合剤を混合してなる耐火物製造用素
材において、フェロクロム粉末と酸化クロム粉末とクロ
ム鉱粉末及び結合剤を、マグネシアあるいはクロム鉱も
しくはその両者の粒径１ｍｍ未満の粒子に予備混合し、
残りのマグネシアあるいはクロム鉱もしくはその両者と
混合してなる耐火物製造用素材を提供する。

【０００８】

【作用】マグネシア及びクロム鉱については、通常使用
されているものが使用できる。粒度についても、通常の
マグクロ耐火物製造用素材に使用するのと同様に調整可
能である。マグネシアの使用量は、４５重量％未満では
耐食性が不十分であり、８０重量％以上では耐熱衝撃性
が不十分なため、４５〜８０重量％がよい。クロム鉱の
使用量は、５重量％未満ではスラグ浸透抑制の効果が不
十分であり、４０重量％以上では耐食性が損なわれるた
め、５〜４０重量％がよい。

【０００９】使用フェロクロムの品質に関しては以下の
ような制約がある。まずＣｒ含有量については、Ｆｅで
Ｃｒを適度に希釈して分散性を確保するために、Ｃｒ含
有量は５０〜８５重量％が適当である。またフェロクロ
ムの粒径は、比表面積を確保し、より低温から安定的に
酸化と反応を起こさせるため、また分散性を確保するた
めにも、１００μｍ以下である必要がある。添加量につ
いては、１％未満では緻密化が起こらず、２０％を超え
て添加すること膨張が大きくなり過ぎて、れんがの品質
が低下する。このためフェロクロムの適正添加量は１〜
２０％である。

【００１０】一方、酸化クロムの品質についても、以下
のような制約がある。フェロクロムが酸化し反応して生
成するマグネシオクロマイト中のＣｒ₂Ｏ₃濃度を上昇さ
せて耐食性を向上させるという酸化クロムの役目から、
純度は９０％以上である必要がある。また、分散性を確
保するためには、粒径は１００μｍ以下でなければなら
ない。添加量については、１％未満では効果がなく、２
０％を超えると過焼結となってれんがの耐熱衝撃性が低
下する。このため酸化クロムの適正添加量は１〜２０％
である。

【００１１】クロム鉱粉末を添加することで、成形品の
膨張挙動が制御でき、異常膨張はなくなり、品質、形状
共に安定する。また品質面でも、より緻密で高耐用性の
ものが得られるようになる。この理由は以下の様に考え
られる。すなわち、添加されたクロム鉱微粉は、焼成中
にフェロクロム粉末、酸化クロム粉末、マグネシア粉末
などと共融し、液相焼結を起こすため、れんがは収縮す
る。このため膨張分が相殺されるなどして異常膨張が抑
制される。

【００１２】この効果を得るためには、クロム鉱粉末の
粒径は５０μｍ以下である必要がある。これよりも粗粒
であると、一般のクロム鉱同様、焼結促進効果を発揮し
ないためである。また添加量は、１％未満では焼結促進
効果が発現せず、２０％を超えるとれんがが過焼結とな
り、れんがの耐熱衝撃性が低下する。このためクロム鉱
粉末の適正添加量は１〜２０％である。結合材は通常の
マグクロ耐火物に使用されているものが使用できる。

【００１３】原料の混合方法としては、フェロクロム粉
末と酸化クロム粉末とクロム鉱粉末及び結合剤を、マグ
ネシアあるいはクロム鉱もしくはその両者の粒径１ｍｍ
未満の粒子に予備混合し、残りのマグネシアあるいはク
ロム鉱もしくはその両者と混合することにより、極めて
均一に混合することができる。これにより二次スピネル
の生成反応をより効果的に進行させることができる。本
発明の耐火物製造用素材は以上の混合方法により製造す
ることができる。

【００１４】

【実施例】本発明による耐火物製造用素材を使用して焼
成耐火物を製造し、歩留まりと製品品質を調査した。製
造に当たっては、結合剤としてフェノール樹脂を添加し
て混練し、フリクションプレスを使用して７５×１１４
×２３０ｍｍに成形した。さらにこれをトンネルキルン
を用いて最高１８００℃以上で焼成した。なお混練に際
しては、フェロクロム粉末と酸化クロム粉末とクロム鉱
粉末及び結合剤を、マグネシア及びクロム鉱の粒径１ｍ
ｍ未満の粒子に予備混合し、残りのマグネシア及びクロ
ム鉱と混合した。製造された耐火物の内、寸法誤差１％
以下のものの割合を歩留まり基準とした。表１に本発明
の耐火物製造用素材を使用して焼成耐火物を製造した場
合の歩留まりと、良品の品質例を示す。

【００１５】比較例として、従来のフェロクロム粉末と
酸化クロム粉末とクロム鉱粉末を配合しない素材を使用
して製造した焼成耐火物の歩留まりと製品品質を表１の
Ｆに、特願平０３−４８１９１号に提案したフェロクロ
ム粉末と酸化クロム粉末を含むがクロム鉱粉末を配合し
ない素材を使用して製造した焼成耐火物の歩留まりと製
品品質を表１のＧに合わせて示す。

【００１６】

【００１７】本発明品を使用した場合の歩留まりは９６
％以上で、フェロクロムを添加しない通常の素材を使用
したＧの歩留まりとほぼ同じであった。また品質面でも
発明品を使用した場合は低気孔率で高強度のものが得ら
れた。

【００１８】さらに、得られた製品の耐食性を、回転侵
食試験によって評価した。試験条件としては、温度１７
００℃、スラグはＣａＯ／ＳｉＯ₂ ＝３．３、Ａｌ₂Ｏ₃
＝２５％、Ｆｅ₂Ｏ₃＝７％、ＭｇＯ＝６％、ＭｎＯ₂ ＝
６％であった。試験前の試片の厚さを測定し、これから
実験後の試片厚さを差し引いて、溶損量を算出した。そ
して比較例Ｇの溶損量を１００として指数化した。値が
小さいほど高耐食であることを示す。この結果を表２に
示す。

【００１９】

【００２０】表２から、本発明による素材を使用して製
造した耐火物は、従来の素材を使用した場合よりも２７
％ほど高耐食性で、本発明により大幅に耐用性が向上す
ることがわかる。

【００２１】

【発明の効果】本発明による耐火物製造用素材を使用す
ることで、高耐用性のマグクロ質耐火物を安定的に歩留
まり良く安価に製造できる。こうして得られる耐火物を
鉄鋼精錬設備等に使用することで、鉄鋼の生産性向上、
あるいは鉄鋼製造コスト削減に寄与することができる。

フロントページの続き (72)発明者加治信彦福岡県北九州市八幡西区東浜町１−１黒崎窯業株式会社内 (72)発明者玉木健之福岡県北九州市八幡西区東浜町１−１黒崎窯業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシア４５〜８０重量％とクロム鉱
５〜４０重量％を含む耐火材に、Ｃｒを５０〜８５重量
％含有するフェロクロム粉末を１〜２０重量％と、純度
９０重量％以上の酸化クロム粉末１〜２０重量％と、ク
ロム鉱粉末１〜２０重量％、及び結合剤を混合してなる
耐火物製造用素材。
【請求項２】マグネシア４５〜８０重量％とクロム鉱
５〜４０重量％を含む耐火材に、Ｃｒを５０〜８５重量
％含有するフェロクロム粉末を１〜２０重量％と、純度
９０重量％以上の酸化クロム粉末１〜２０重量％と、ク
ロム鉱粉末１〜２０重量％、及び結合剤を混合してなる
耐火物製造用素材において、フェロクロム粉末と酸化ク
ロム粉末とクロム鉱粉末及び結合剤を、マグネシアある
いはクロム鉱もしくはその両者の粒径１ｍｍ未満の粒子
に予備混合し、残りのマグネシアあるいはクロム鉱もし
くはその両者と混合してなる耐火物製造用素材。