JPH08175877A

JPH08175877A - キャスタブル耐火物

Info

Publication number: JPH08175877A
Application number: JP6338201A
Authority: JP
Inventors: Matsuichi Yoshimura; 松一吉村; Noboru Hagiwara; 昇萩原; Seijiro Tanaka; 征二郎田中
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】熱伝導率が低く、溶鋼の熱損失の増大を防止
することが可能で、しかも十分な耐食性を有する施工体
を形成することが可能な、アルミナ・スピネル質、アル
ミナ・マグネシア質又はアルミナ質のキャスタブル耐火
物を提供する。【構成】かさ比重２．６０〜３．１０の低かさ比重電
融アルミナを、５０〜６mmの粗大粒として、１０〜５０
重量％の割合で配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミナ・スピネル質、
アルミナ・マグネシア質、及びアルミナ質の流し込み材
に関し、主として、取鍋、二次精練炉、タンディッシュ
などの溶鋼容器用の耐火物として使用するのに好適なキ
ャスタブル耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
取鍋のような溶鋼受鋼容器や２次精練炉のような溶鋼精
練容器などに、アルミナ・スピネル質、アルミナ・マグ
ネシア質、あるいはアルミナ質などのキャスタブル耐火
物が広く用いられている。

【０００３】例えば、特公平４−２０８７１号公報に
は、アルミナクリンカー５０〜９０重量％、粒径１mm以
下のスピネルクリンカー５〜４０重量％、アルミナセメ
ント３〜２５重量％よりなるアルミナ・スピネル質不定
形耐火物が開示されている。

【０００４】また、特開昭６０−６０９８５号公報に
は、スピネルクリンカーを少なくとも６０重量％以上
と、アルミナクリンカー１０〜３５重量％と、アルミナ
セメント３〜１０重量％からなる取鍋内張り用不定形耐
火組成物が開示されている。

【０００５】さらに、特開平３−１７４３６８号公報に
は、アルミナ・スピネル質の流し込み材に、１０〜５０
mmのアルミナ質破砕粒を含有させた流し込み材が開示さ
れている。

【０００６】これらの耐火材（流し込み材）は、いずれ
も組織の緻密化を目的とし、スラグの浸透抑制、耐食性
向上を目的とするものであり、いずれもスラグの浸透が
少なく、耐食性が高いという特徴を有している。

【０００７】しかし、上記従来の耐火材（流し込み材）
は、アルミナ、スピネル、マグネシアを主原料としてい
るため、ビルドアップや溶鋼の温度降下を生じるという
問題点がある。

【０００８】そして、この問題点を解決する方法とし
て、特開平４−１４４９８１号公報には中空粒を使用す
る方法、特開平６−１９９５７５号公報には、低かさ比
重のアルミナ・スピネルクリンカーを使用する方法が開
示されている。

【０００９】ところで、アルミナ・スピネル質、アルミ
ナ・マグネシア質、あるいはアルミナ質などのキャスタ
ブル耐火物の熱伝導率を下げる方法としては、一般に、
中空粒の添加、アルミナ繊維やアルミナシリカ系の繊維
の添加、あるいは起泡剤の使用などが考えられるが、こ
れらの方法は、いずれもスラグの浸透を助長したり、強
度低下を招いたりするため、溶損や剥離などが発生し、
損傷が大きくなりやすいという問題点がある。

【００１０】上記のように、スピネル、マグネシア、ア
ルミナなどを含む耐火材料は熱伝導率が高く、比熱が大
きい。そのため、例えば、取鍋に溶鋼を受鋼した場合
に、溶鋼の熱損失が大きくなり、内部の溶鋼の温度が低
下して、ビルトアップを生じたり、精練、鋳造を妨げた
りする原因となっている。

【００１１】そこで、上記問題点を解決するために、転
炉からの出鋼温度を高くして、溶鋼の温度低下に起因し
て発生する問題を回避したり、ビルドアップを抑制する
ために、取鍋にフラックス成分を投入してスラグの粘性
を下げるなどのスラグ改質をしたりしているのが実情で
ある。

【００１２】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、熱伝導率が低く、溶鋼の熱損失の増大を防止するこ
とが可能で、しかも十分な耐食性を有する施工体を形成
することが可能な、アルミナ・スピネル質、アルミナ・
マグネシア質、又はアルミナ質のキャスタブル耐火物を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】キャスタブル耐火物にか
さ比重の低いアルミナ、スピネルなどを配合すれば、熱
伝導率が低下し、実炉で使用する際の熱損失による溶鋼
の温度低下という問題を解決できるであろうことは容易
に考えられることであり、事実、熱伝導は低下する。

【００１４】しかし、かさ比重の低いアルミナ、スピネ
ルを使用するとスラグの浸透性が大きくなり、溶損量が
増加して耐用性が低下する。

【００１５】そこで、発明者等は、どの程度のかさ比重
の材料が、いかなる耐溶損性及び耐スラグ浸透性を示す
かについて、かさ比重の異なる電融アルミナ（粒径５〜
３mm，３〜１mm）について、回転ドラム法によりスラグ
侵食テストを実施して調査した。なお、スラグ侵食テス
トの条件は、鋼：転炉スラグ（重量比）＝５：１，１６
５０℃×３ｈ（１時間ごとにスラグ入れ替え）とした。
その結果を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１に示すように、５〜３mm，３〜１mmの
粗粒部に使用した電融アルミナのかさ比重が低下する
と、溶損量及びスラグ浸透量が段階的に増加し、そのま
までは使用が困難になる。

【００１８】そこで、低かさ比重の電融アルミナを粗大
粒に使用した場合には、耐溶損性、耐スラグ浸透性への
悪影響を抑えつつ、熱伝導率を低下させることができる
のではないかと考え、さらに実験、検討を重ねて本発明
を完成した。

【００１９】すなわち、本発明のキャスタブル耐火物
は、アルミナ・スピネル質、アルミナ・マグネシア質、
又はアルミナ質のキャスタブル耐火物において、かさ比
重２．６０〜３．１０の低かさ比重電融アルミナを、５
０〜６mmの粗大粒として、１０〜５０重量％の割合で配
合したことを特徴としている。

【００２０】上述のように、本発明のキャスタブル耐火
物においては、低かさ比重の電融アルミナとして、かさ
比重が２．６０〜３．１０の範囲にあるものを用いるこ
とが好ましいが、これは、かさ比重が３．１０を越える
と通常の電融アルミナとほとんど差がなくなり、熱伝導
率の低下を図ることができなくなること、また、かさ比
重が２．６０未満になると熱伝導率は低下するが、施工
体の溶損及びスラグの浸透が著しくなり、本来の特徴を
生かすことができなくなることによる。

【００２１】また、低かさ比重の電融アルミナを粗大粒
として用いる場合の粒径は、５０〜６mmの範囲が好まし
く、さらに、３０〜１０mmの範囲がより好ましい。これ
は、粒径が５０mmを越えると流動性が悪化したり、狭い
空間への充填性が低下したりするという問題点があり、
また、粒径が６mm未満になると通常の粗粒とほとんど差
がなくなり、施工体の溶損やスラグの浸透が著しくなる
ことによる。

【００２２】また、低かさ比重の電融アルミナを粗大粒
として使用する場合の配合割合は、１０〜５０重量％の
範囲が好ましい。これは、配合割合が１０重量％未満に
なると熱伝導率を下げる効果がなく、５０重量％を越え
ると流動性の悪化、全体の粒度構成がアンバランスにな
ることによる。

【００２３】また、本発明の耐火材料部に使用する原料
としては、キャスタブル耐火物に従来から使用されてい
る種々の材料を使用することが可能である。すなわち、
アルミナ原料としては、焼結アルミナ、電融アルミナの
他に、焼成ボーキサイトなどの天然高アルミナ原料の焼
成クリンカーを使用することができる。

【００２４】また、スピネル原料としては、焼結クリン
カー、電融クリンカーを使用することが可能であり、そ
の組成も理論スピネル組成の他に、アルミナリッチスピ
ネル、マグネシアリッチスピネルも使用することが可能
である。スピネル原料の使用量は、特に限定されるもの
ではないが、１０〜５０重量％の範囲とすることが好ま
しい。これは、スピネル原料の使用量が１０重量％未満
になるとスラグ浸透抑制の効果が発揮されず、５０重量
％を越えると逆にスラグ浸透性が大きくなることによ
る。

【００２５】さらに、アルミナ・マグネシアキャスタブ
ル耐火物の場合には、マグネシアの細粒〜微粉を３〜１
０重量％使用することが好ましい。これは、マグネシア
の細粒〜微粉がが３重量％未満になるとマトリックス部
でのスピネル生成量が不足し、１０重量％を越えると過
剰のスピネル生成により膨張が大きくなることによる。
また、マグネシアは、焼結マグネシア、電融マグネシア
のいずれをも使用することができる。また、微粉部分に
は、１０μm以下の平均粒径の仮焼アルミナを使用する
ことが望ましい。これは、平均粒径が１０μmを越える
と流動性が悪くなることによる。また、その添加量は約
３〜１５重量％の範囲が好ましい。これは、添加量が３
重量％未満になると超微粉量が不足し、１５重量％を越
えると粘性が高くなり、流動性が低下することによる。

【００２６】また、結合剤としては、アルミナセメント
を使用することが望ましい。そして、アルミナセメント
としては、ＣａＯ量が８〜２７重量％のものを使用する
ことが好ましい。また、アルミナセメントの使用量は、
５〜２０重量％の範囲とすることが好ましい。これは、
アルミナセメントの使用量が５重量％未満になると低温
度域から中間温度域での強度が不足し、２０重量％を越
えると焼成時に過焼結を示し、熱スポールや剥離の原因
となることによる。

【００２７】また、ＭｇＯ微粉の消化防止や焼結性の促
進のために、シリカフラワーを添加することが可能であ
る。なお、その添加量は、耐食性との関係もあり、２％
以下であることが好ましい。

【００２８】さらに、本発明のキャスタブル耐火物にお
いては、硬化調整剤として、少量のリン酸塩や有機系の
分散剤、有機酸、カルシウム化合物などを用いることが
可能である。また、金属粉、有機ファイバー、有機発ガ
ス剤などの爆裂防止剤を使用することも可能である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに示し
て、発明の特徴をさらに詳しく説明する。

【００３０】この実施例においては、表２に示すような
配合割合で、理論組成のスピネル、電融アルミナ、焼結
アルミナ、仮焼アルミナ、マグネシア、高アルミナセメ
ント、分散剤（リン酸ナトリウム）、及び電融アルミナ
粗大粒などを配合し、得られた各配合組成物を混練して
流し込みにより試料を作成し、以下に説明する方法によ
り、物性の測定、熱伝導率の測定及びスラグ試験を実施
した。また、比較のため、かさ比重が３．６０の電融ア
ルミナ粗大粒を２５重量％配合した試料（従来例）と、
かさ比重が２．８０の電融アルミナ粗大粒を６０重量％
配合した試料（比較例）を作成した。

【００３１】

【表２】

【００３２】［物性の測定］４０×４０×１６０mmの金
型に各試料を流し込み、硬化後に脱型し、常温乾燥及び
１１０℃×２０ｈ乾燥を行った後、電気炉で９００℃×
３ｈ，１３００℃×３ｈ，１５００℃×３ｈの条件で焼
成した後、線変化率、かさ比重、曲げ強さ、圧縮強さの
測定を行った。

【００３３】［熱伝導率の測定］１１４mm×６５mm×２
３０mmの金型に試料を流し込み、組成ごとにそれぞれ２
個の試料を作成し、常温乾燥及び１１０℃×２０ｈ乾燥
を行った後、熱線法により熱伝導率を測定した。

【００３４】［スラグ試験］各試料について、回転ドラ
ム法を用いてスラグ侵食テストを実施し、試験後の溶損
量を測定して従来品の溶損量を１００とした場合の溶損
量の比率（溶損比率）を求めた。また、スラグ浸透層の
厚みを測定し、比較した。なお、スラグ侵食テストの条
件は、鋼：転炉スラグ（重量比）＝５：１，１６５０℃
×３ｈ（１時間ごとにスラグ入れ替え）とした。

【００３５】表２に示すように、従来例は、耐食性は良
好であるが、熱伝導率が高いため、ビルドアップ、溶鋼
の温度低下の原因となる。

【００３６】一方、実施例についてみると、実施例１，
２は、アルミナ・スピネル質のキャスタブル耐火物であ
るが、溶損及びスラグ浸透は従来例よりも僅かに大きく
なるが、熱伝導率が低く、ビルドアップや溶鋼の温度低
下防止に有効である。

【００３７】また、実施例３はアルミナ質のキャスタブ
ル耐火物であり、やや溶損及びスラグ浸透が大きくなる
ものの、これも上記実施例１，２の場合とほぼ同様に熱
伝導率が低く、ビルドアップや溶鋼の温度低下防止に有
効である。

【００３８】さらに、実施例４はアルミナ・マグネシア
質のキャスタブル耐火物であるが、、溶損及びスラグ浸
透は実施例中で最も軽微で、耐食性に優れており、熱伝
導率も十分低く、ビルドアップや溶鋼の温度低下防止に
有効であるという結果が得られた。

【００３９】しかし、比較例のように、かさ比重が２．
８０の電融アルミナの配合割合が５０重量％を越えて６
０重量％にまで達すると、熱伝導率は低くなるものの耐
溶損性及び耐スラグ浸透性が著しく低下するため好まし
くない。

【００４０】このように、アルミナ・スピネル質、アル
ミナ・マグネシア質、又はアルミナ質のキャスタブル耐
火物に、低かさ比重の電融アルミナを粗大粒として所定
の割合で配合することにより、施工体の耐溶損性や耐ス
ラグ浸透性を低下させることなく熱伝導率を低下させる
ことが可能になる。

【００４１】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、耐火骨材の種類や粒度、分散剤その他の
微量添加物の添加の有無や添加量などに関し、発明の要
旨の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可
能である。

【００４２】

【発明の効果】上述のように、本発明のキャスタブル耐
火物は、かさ比重２．６０〜３．１０の低かさ比重電融
アルミナを、５０〜６mmの粗大粒として、１０〜５０重
量％の割合で配合しているので、施工体の耐溶損性や耐
スラグ浸透性を低下させることなく熱伝導率を低下させ
ることが可能になる。

【００４３】したがって、本発明のキャスタブル耐火物
を用いることにより、アルミナ・スピネル質、アルミナ
・マグネシア質、又はアルミナ質のキャスタブル耐火物
の特徴を損うことなく、熱伝導率が低く、溶鋼の熱損失
の増大を防止することが可能で、しかも十分な耐食性を
有する施工体を形成することが可能になる。

【００４４】また、本発明のキャスタブル耐火物を用い
ることにより、施工体の熱伝導率が高いことに起因する
熱損失を考慮した出鋼温度の調整が不要になり、エネル
ギー原単位を低減することが可能になる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ・スピネル質、アルミナ・マグ
ネシア質、又はアルミナ質のキャスタブル耐火物におい
て、かさ比重２．６０〜３．１０の低かさ比重電融アルミナ
を、５０〜６mmの粗大粒として、１０〜５０重量％の割
合で配合したことを特徴とするキャスタブル耐火物。