JPH09202667A

JPH09202667A - スライドゲート用キャスタブル耐火物

Info

Publication number: JPH09202667A
Application number: JP8028639A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Teranishi; 久広寺西; Isao Imai; 功今井; Hisahiro Indo; 寿浩印藤
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-01-22
Publication date: 1997-08-05
Also published as: US5856251A

Abstract

(57)【要約】【課題】耐食性、耐スポーリング性、耐磨耗性に優れ
たスライドゲートプレート用耐火物を提供すること。【解決手段】主としてアルミナ質原料と、非晶質カー
ボン原料とからなり、炭化珪素と炭化硼素のうち少なく
とも一種類と、マグネシア、シリカ微粉および芳香族ス
ルホン酸ホルマリン縮合物塩とから構成される。溶鋼取
鍋あるいはタンディッシュのスライドゲートプレートと
して溶鋼金属と接する中心部材にレンガを用いていたも
のを、中心部材にレンガを使用せずにキャスタブル耐火
物単体から成るスライドゲートプレートが実現でき、製
造の低コスト化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐食性、耐スポーリ
ング性、被熱後の組織安定性に優れた溶鋼取鍋あるいは
タンディッシュ等に用いられるスライドゲートプレート
用キャスタブル耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、溶鋼取鍋あるいはタンディッ
シュ等の溶融金属収納容器の底部に形成された出鋼口に
は、スライドゲート装置が配置されており、このスライ
ドゲート装置におけるプレート耐火物として、キャスタ
ブル耐火物の使用が知られている。

【０００３】しかしキャスタブル耐火物そのものにおい
ては、溶鋼に対しての耐食性、耐磨耗性を十分に確保す
ることが困難であるため、例えば特開昭５８−１８８５
５９号公報、あるいは特開昭６４−４８６６１号公報に
開示されているように、溶鋼と接する中心部材には耐食
性、耐磨耗性に優れたレンガが使用され、このレンガを
保持する外周部材としてキャスタブル耐火物を使用する
ようになされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにスライドゲ
ートプレート用として溶鋼金属と接する中心部材の外周
に使用される従来のキャスタブル耐火物は、耐食性、耐
スポーリング性、耐磨耗性の点でレンガに比べて劣って
いたため、キャスタブル耐火物を中心部材として使用す
ることは困難であった。しかしながら、溶鋼金属と接す
る中心部材としてレンガを使用せずに、キャスタブル耐
火物単体からなるスライドゲートプレートが使用できれ
ば、製造の低コスト化が可能となることは明らかであ
る。従って、従来のキャスタブル耐火物よりも耐食性、
耐スポーリング性、更に熱間強度すなわち耐磨耗性に優
れたキャスタブル耐火物の出現が望まれていた。

【０００５】本発明は、このような要請に基づいてなさ
れたものであり、キャスタブル耐火物単体からなるスラ
イドゲートプレートを実現させることにより、中心部材
としてレンガを用いるようにしていた二重構造のスライ
ドゲートプレートに比較して、より経済的なスライドゲ
ートプレートを実現させることができるキャスタブル耐
火物を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかるスライドゲート用キャスタブル耐
火物は、主としてアルミナ質原料と、２乃至１５重量％
の非晶質カーボン原料とからなり、炭化珪素および／ま
たは炭化硼素を合量で０．５〜１０重量％（ただし、炭
化硼素は３重量％を越えず、また、炭化硼素が０．５重
量％に満たない場合には炭化珪素は３重量％以上の量を
含む）、粒径が１ｍｍ以下のマグネシア２〜１０重量
％、粒径が５μｍ以下のシリカ微粉０．２〜３重量％、
および芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩０．１〜５
重量％とを含むことを特徴とする。

【０００７】また、主としてアルミナ質原料と、２乃至
１５重量％の非晶質カーボン原料とからなり、炭化珪素
３〜１０重量％または炭化硼素０．５〜３重量％と、粒
径が１ｍｍ以下のマグネシア２〜１０重量％、粒径が５
μｍ以下のシリカ微粉０．２〜３重量％および芳香族ス
ルホン酸ホルマリン縮合物塩０．１〜５重量％とを含む
ことを特徴とする。

【０００８】そして、好ましくは、非晶質カーボン原料
として、カーボンブラックが用いられるのが望ましい。
更に、マグネシアとして、焼結マグネシアあるいは電融
マグネシアが用いられるのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明にかかるキャスタブル耐火
物は、主としてアルミナ質原料と、非晶質カーボン原料
とからなり、炭化珪素と炭化硼素のうち少なくとも一種
類と、マグネシア、シリカ微粉および芳香族スルホン酸
ホルマリン縮合物塩とを含むことを特徴とし、優れた耐
食性、耐スポーリング性、熱間強度を有するものであ
る。そして、本発明によればレンガを溶融金属と接する
中心部材に使用する必要のない、キャスタブル耐火物単
体からなるスライドゲートプレートを得ることができ
る。

【００１０】ここで、前記アルミナ質原料は特に限定さ
れるものではないが、ボーキサイド等の天然原料では品
質の安定性に欠けるため、焼結アルミナあるいは電融ア
ルミナを用いることが好ましい。

【００１１】またマグネシアは焼結マグネシアあるいは
電融マグネシアを用い、その粒径が１ｍｍ以下で、かつ
２乃至１０重量％の範囲で含有されることが望ましい。
マグネシアは粒径が細かいほど、アルミナ原料との反応
性が高くなり、スピネル化により組織を緻密化させるた
め、高温時に強度が向上する。しかしながら、粒径が細
かいほど施工水との消化反応によるクラックが発生しや
すくなるため、以下に述べるようなシリカ微粉と芳香族
スルホン酸ホルマリン縮合物塩を使用することによる消
化防止対策が必要となる。

【００１２】前記マグネシアは、その粒径が１ｍｍを越
えると消化反応は起こりにくいが、マグネシアの有する
高熱膨張率のため、被熱によりマグネシア粒子とその周
囲のマトリックスとの境界に空隙が発生し、組織の脆弱
化を招くため、高耐用が望めない。従って、マグネシア
の粒径は、１ｍｍ以下が好ましい。

【００１３】またマグネシアの含有量は、２重量％未満
では、スピネル化に伴う組織の緻密化が十分でないた
め、高耐用が望めない。一方、その含有量が１０重量％
を越えると、スピネル生成量に対してマグネシア含有量
が過剰すぎ、被熱後の残存マグネシアによる組織の緩み
が生じるため、高耐用が望めない。従って、マグネシア
は２乃至１０重量％の範囲で含有されていることが望ま
しい。

【００１４】前記カーボン原料は、耐スポーリング性向
上のために必要不可欠であり、カーボン原料としてはカ
ーボンブラック等、揮発分の少ない非晶質カーボンを用
いる。前記非晶質カーボン以外のカーボン原料を用いた
場合、例えばＭｇＯ−Ｃレンガに用いられる鱗状黒鉛や
土状黒鉛では、分散性が悪いために含有水分が多量に必
要となり、結果として施工体気孔率が高くなり、高耐用
が望めない。また非晶質カーボンでも加熱処理を行って
いないピッチ等揮発分の多いカーボンの場合、使用初期
に閉塞気孔中のピッチの揮発成分のガス圧が増大し、施
工体にクラックを発生させる恐れがあり、あまり好まし
くない。前記したようにカーボンブラック等の低揮発分
の非晶質カーボンを使用した場合には、分散性が極めて
高いため、含有水分量が減少し、緻密な施工体が得られ
る。また低揮発分のため使用初期にクラック発生の心配
がなく、好ましい。

【００１５】尚、カーボンブラック等の低揮発分の非晶
質カーボンは前記のように水系での優れた分散性を有す
るが、必ずしも分散性が十分であるとは言えない。その
ため、後述するように芳香族スルホン酸ホルマリン縮合
物塩等を加えることで、さらに分散性を向上させること
ができる。

【００１６】また、非晶質カーボン原料の配合比率が２
重量％未満の場合、実質的にスラグ浸潤抑制効果がなく
なり、耐用向上は望めない。一方、その配合比率が１５
重量％を越える場合には、施工水分量の大幅増加によ
り、キャスタブルが高気孔率となり２重量％未満の状態
と同様に高耐用が望めない。従って、前記したようにカ
ーボン原料は、２乃至１５重量％の範囲で含有されてい
ることが望ましい。

【００１７】前記シリカ微粉は、被熱後の強度向上に寄
与するのみでなく、マグネシアの水和抑制剤、即ち、消
化防止剤として必要不可欠である。その抑制機構は明ら
かではないが、ポゾラン反応によるマグネシア原料とシ
リカフラワーとの選択的な反応がマグネシア原料の水和
を抑制していると考えられる。マグネシアの消化反応防
止効果を得るためには、シリカ微粉の粒径は細かいほど
良い。シリカ微粉の粒径が５μｍを越える場合、マグネ
シアの消化反応防止効果が得られず乾燥時にクラックが
発生しやすい。

【００１８】またシリカ微粉の含有量が０．２重量％未
満でも同様に、水和抑制効果が不十分となり、乾燥中に
亀裂を生じる恐れがある。一方、含有量が３重量％を越
えた場合には、組織中のガラス化成分が増大し、耐食性
が低下し同様に高耐用が得られない。従って、シリカ微
粉の含有量が０．２重量％乃至３重量％であることが好
ましく、またシリカ微粉の粒径は、５μｍ以下が好まし
い。

【００１９】芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩は、
シリカ微粉と同様に、マグネシアの水和抑制効果がある
と同時に、前述したようにカーボン原料の水系における
分散効果を著しく向上させ、含有水分量を大幅に減少で
きる。この含有剤としての芳香族スルホン酸ホルマリン
縮合物塩は、０．１重量％未満ではその効力が不十分と
なり、含有水分の増加および、マグネシア消化による乾
燥後の亀裂発生が起きやすくなる。また５重量％を越え
る場合には本含有剤の持つ強い発泡作用により施工体が
高気孔率となり、高耐用が得られない。したがって、芳
香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩が、０．１乃至５重
量％含有されているのが好ましい。

【００２０】また、前記炭化珪素および炭化硼素は、カ
ーボン原料の酸化防止剤として作用する。この炭化珪素
および炭化硼素以外の酸化防止剤を用いた場合、例えば
ＭｇＯ−Ｃレンガに用いられる金属アルミニウムや金属
シリコンを使用した場合、水和反応により水素ガスが発
生し、施工体にクラックが生ずる恐れがある。これに対
して炭化珪素および／または炭化硼素を使用した場合、
水素ガスの発生がなく緻密な施工体を得ることができ
る。

【００２１】炭化珪素については、１０重量％未満の含
有が望ましい。含有量が１０重量％を越えた場合には、
ＳｉＯ₂ を主体とした低融物の生成量が多くなり、耐食
性の低下を招く。また炭化硼素については、３重量％未
満の含有が望ましい。含有量が３重量％を越えた場合に
は、Ｂ₂ Ｏ₃ を主体とした低融物の生成量が多くなり、
耐食性の低下を招く。炭化珪素と炭化硼素は少なくと
も、いずれか一方含有されていれば良く、炭化珪素を含
有しない場合には、炭化硼素は０．５重量％以上含有す
るのが好ましく、逆に炭化硼素を含有しない場合には、
炭化珪素は３重量％以上含有するのが好ましい。それ以
下の含有量では耐酸化性が不十分となり、高耐用を得る
ことができない。また、炭化珪素および炭化硼素を含有
する場合には、その合量で０．５〜１０重量％であるこ
とが好ましい。ただし、炭化硼素は３重量％を越えず、
また、炭化硼素が０．５重量％に満たない場合には炭化
珪素は３重量％以上の量を含むことが好ましい。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明の第１乃至第３の実施例として、表１にそれぞれ実
施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．４として示している。また本発
明に対する比較例として表２、表３にそれぞれ比較例Ｎ
ｏ．１乃至Ｎｏ．１７として示している。表１乃至表３
は各試料における原料の配合の割合を重量％で示してい
る。そして、表１および表２に示す各配合にて得た試料
を４０×４０×１６０ｍｍの型枠へ鋳込み、２０℃で２
４時間養生後脱型し、さらに１１０℃で１２時間乾燥す
ることによりキャスタブル耐火物を得た。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】このようにして得られたキャスタブル耐火
物の１１０℃乾燥後のかさ密度（比重）、見掛け気孔
率、圧縮強さ（曲げ強さ）と、１５００℃で３時間焼成
後のかさ密度（比重）、見掛け気孔率、圧縮強さ（曲げ
強さ）の測定を行うと共に、さらに誘導炉による浸食試
験、スポーリング性についてのテストを行った。

【００２７】尚、誘導炉による浸食試験の方法は、誘導
炉ディップ法により行われ、溶鋼温度は１６００℃で、
ディップ時間は３０分とした。表４および表６に示した
溶損試験結果は、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３および比
較例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．１７における各サンプルの溶損
量を測定し、実施例Ｎｏ．１の溶損量を１００として指
数表示している。

【００２８】またスポーリング性についてのテストの方
法は、誘導炉ディップおよび水冷法により行われ、溶鋼
温度は１６００℃で、ディップ時間は１分とし、その後
の水冷時間は３０秒とした。また表４乃至表６に示した
耐スポーリング性の結果は、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．
３および比較例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．１７における各サン
プルを水冷後切断し、切断面の亀裂発生状況を比較した
ものであり、○印は亀裂なし、△印は亀裂小、×印は亀
裂大を示している。

【００２９】

【表４】

【００３０】

【表５】

【００３１】

【表６】

【００３２】以上、表４乃至表６から明らかなように、
本発明のキャスタブル耐火物は比較例に比べて優れた耐
食性、耐スポーリング性および熱間強度を有している。
実施例のＮｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３，Ｎｏ．４をタ
ンディシュ用スライドゲートプレートを実機に使用し、
中心部材にレンガを用いた従来品と比較したところ、従
来品に比べて若干耐用は劣るものの十分使用に耐え得る
ことを確認した。尚、前記した配合の実施例において、
キャスタブル耐火物の強度向上のため、水硬性アルミナ
を含有しても差し支えない。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
かかるスライドゲート用キャスタブル耐火物によれば、
従来のキャスタブル耐火物に比べて耐食性、耐スポーリ
ング性、耐磨耗性に優れたスライドゲートプレート用耐
火物を得ることができる。従って、スライドゲートプレ
ートとして溶鋼金属と接する中心部材にレンガを用いて
いた従来のものに比較して、中心部材にレンガを使用せ
ずにキャスタブル耐火物単体から成るスライドゲートプ
レートが実現でき、製造の低コスト化を図ることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主としてアルミナ質原料と、２乃至１５
重量％の非晶質カーボン原料とからなり、炭化珪素および／または炭化硼素を合量で０．５〜１０
重量％、（ただし、炭化硼素は３重量％を越えず、また、炭化硼
素が０．５重量％に満たない場合には炭化珪素は３重量
％以上の量を含む）粒径が１ｍｍ以下のマグネシア２〜１０重量％、粒径が５μｍ以下のシリカ微粉０．２〜３重量％、および芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩０．１〜５
重量％とを含むことを特徴とするスライドゲート用キャ
スタブル耐火物。
【請求項２】主としてアルミナ質原料と、２乃至１５
重量％の非晶質カーボン原料とからなり、炭化珪素３〜１０重量％または炭化硼素０．５〜３重量
％と、粒径が１ｍｍ以下のマグネシア２〜１０重量％、粒径が５μｍ以下のシリカ微粉０．２〜３重量％、および芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩０．１〜５
重量％とを含むことを特徴とする請求項１記載のスライ
ドゲート用キャスタブル耐火物。
【請求項３】非晶質カーボン原料がカーボンブラック
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
スライドゲート用キャスタブル耐火物。
【請求項４】マグネシアが焼結マグネシアあるいは電
融マグネシアからなることを特徴とする請求項１または
請求項２記載のスライドゲート用キャスタブル耐火物。