JPH0971477A

JPH0971477A - 電融耐火材料及びこれを用いた耐火物

Info

Publication number: JPH0971477A
Application number: JP7226745A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Nakamura; 良介中村; Masanori Ogata; 昌徳小形; Shingo Fujitani; 信吾藤谷
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、従来の耐火材料及びこれを
用いた耐火物のもつ問題点、即ち、脈石等による耐食性
の低下、粒の割れ、あるいは電融した材料自体の耐食性
の低下、製造コストの上昇等を解消し、耐食性が高く、
且つ耐スポーリング性に優れる電融耐火材料及びこれを
用いた耐火物を提供することにある。【解決手段】本発明の電融耐火材料は、Ｃｒ₂Ｏ₃成
分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、Ｆｅ₂Ｏ₃成分及びＭｇＯ成分を必須
成分として含有してなり、且つ各成分のモル比が、Ｍｇ
Ｏ／(Ｃｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃)≦１.５の範囲内
にあることを特徴とし、本発明の耐火物は、前記電融耐
火材料を５〜８５重量％含有してなることを特徴とす
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、溶融金属保持炉、
精錬炉、真空脱ガス炉等に使用される耐火物用の電融耐
火材料及びこれを用いた耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネシアは耐食性に優れた成分であ
り、焼結マグネシアや電融マグネシアを使用したマグネ
シアれんがが広く使用されている。しかし、マグネシア
原料は熱膨張率が大きく、また、粒自体が容易にへき開
によって割れる等の性質をもつため、耐スポーリング性
に劣るという欠点をもつ。

【０００３】耐食性を低下することなく、耐スポーリン
グ性を改良した耐火物として、マグネシアと天然のクロ
ム鉱とを組み合わせたダイレクトボンドマグクロれんが
や、電融マグクロ原料を使用したリボンドあるいはセミ
リボンドマグクロれんがも広く実用されている。

【０００４】更に、耐食性の向上を目的に、ＭｇＯとＣ
ｒ₂Ｏ₃成分とを電融したピクロクロマイト原料も開発さ
れ、実用に供されている。また、マグネシア−アルミナ
スピネルを添加または生成させたマグネシア−スピネル
質耐火物はより優れた耐スポーリング性を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の通りマグクロれ
んがは、通常、マグネシア原料と天然クロム鉱を組み合
わせたり、電融マグクロ原料単味や、電融マグクロ原料
とクロム鉱及び／またはマグネシア原料を組み合わせて
使用している。

【０００６】天然クロム鉱を用いたダイレクトボンドマ
グクロれんがは、一般にリボンド品より耐スポーリング
性に優れる。これは、れんが焼成中に形成されるクロム
鉱とマグネシアとの反応による２次スピネルによる結
合、及び２次スピネル生成時の膨張に起因する組織形成
の効果と考えられている。

【０００７】しかしながら、天然クロム鉱は、近年、耐
火物用としての高品位品の産出量が減少し、入手可能な
クロム鉱の品位は低下する傾向にある。特に問題となる
のは、鉱石中に主としてＳｉＯ₂等の不純成分を含む脈
石といわれる層が存在することである。脈石は、例えば
蛇紋石や緑泥石などの鉱物からなる。脈石は、比較的低
温から溶融し始めるため、耐火物全体の耐食性を低下し
てしまうという問題がある。また、脈石はクロム鉱石の
内部に連続的に層を成しているため、加熱によりクロム
鉱の粒を分断してしまう。このためクロム鉱の粒が割れ
て本来の粒としての亀裂の伝播の阻止等の役割を果たす
ことができなくなる。通常、このような問題点を回避す
るためには、てきるだけ不純成分の少ないクロム鉱を選
択的に使用しなければならない。しかし、不純物のない
天然クロム鉱は工業規模では入手できないので、クロム
鉱の使用量(れんが中の配合量)には限界があるのが実状
である。

【０００８】一方、電融マグクロ原料は、クロム鉱とマ
グネシアあるいはこれらに他の成分を添加して電気溶融
させたものであり、通常マグネシア含有量はおよそ５０
％以上であり、一旦高温に加熱されているために充分に
２次スピネルを形成している。この原料を使用して作ら
れるリボンドマグクロれんがは、優れた耐食性と熱間強
度を有する。しかしながら、現在の市販の電融マグクロ
原料は、原料自体の耐スポーリング性が充分でなく、こ
れを用いた耐火物の耐スポーリング性も、ダイレクトボ
ンドれんがと比較して劣っていると言わざるを得ない。

【０００９】ピクロクロマイトは、Ｃｒ₂Ｏ₃とＭｇＯの
２成分からなるスピネル鉱物の一つであり、Ａｌ₂Ｏ₃や
Ｆｅ₂Ｏ₃をほとんど含有していない(１％未満)。かなり
純度の高いマグネシア源と酸化クロムとを原料に電融し
たもので、原料費が高価であり、しかもこの鉱物の融点
が高いため、製造時の溶融コストが高くなるという欠点
がある。また、ピクロクロマイト原料を用いた耐火物
は、極端に焼結性が低下するので、充分な焼結強度を与
えるためには、高温で長時間焼成する必要がある。

【００１０】アルミナ−マグネシアスピネルは近年比較
的安価に供給されるようになり、耐スポーリング性改善
には大きな効果が見られるが、同時にスラグに対する耐
食性の低下も大きい。

【００１１】従来のダイレクトボンドマグクロれんが
と、リボンドマグクロれんがの違いについて検討する
と、ダイレクトボンドマグクロれんがは、マグネシアと
クロム鉱との反応で生成する２次スピネルの形成が、れ
んがの性質を支配している。即ち、クロム鉱は、Ｃｒ₂
Ｏ₃、ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃及びＭｇＯからなる
スピネル鉱物の集合体であり、これが加熱されることに
よってマグネシアと反応して２次スピネルを生成する。
２次スピネルによる結合及び２次スピネル生成時に形成
される組織が、耐スポーリング性向上に効果があると考
えられている。しかしながら、クロム鉱は前記したよう
な脈石を持ち、本質的な欠点を有する。

【００１２】一方、リボンドマグクロれんがは、優れた
熱間強度を示すにも拘わらず、耐スポーリング性は、同
等の成分構成のれんがで比較してみても、ダイレクトボ
ンドマグクロれんがより劣る。これは前記した通り電融
マグクロ原料そのものに起因していると考えられる。従
って、電融耐火材料自体の耐スポーリング性を高める必
要がある。

【００１３】従って、本発明の目的は、従来の耐火材料
及びこれを用いた耐火物のもつ問題点、即ち、脈石等に
よる耐食性の低下、粒の割れ、あるいは電融した材料自
体の耐食性の低下、製造コストの上昇等を解消し、耐食
性が高く、且つ耐スポーリング性に優れる電融耐火材料
及びこれを用いた耐火物を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の電融耐火
材料は、Ｃｒ₂Ｏ₃成分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、Ｆｅ₂Ｏ₃成分及
びＭｇＯ成分を必須成分として含有してなり、且つ各成
分のモル比が、ＭｇＯ／(Ｃｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ
₃)≦１.５の範囲内にあることを特徴とする。

【００１５】更に、本発明の耐火物は、前記電融耐火材
料を５〜８５重量％含有してなることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明者らは、クロム鉱と電融マ
グクロ材料との違いについて種々検討を行い、天然クロ
ム鉱のもつ特徴を保持しつつ、欠点を抑制し、且つ現状
の電融マグクロ材料の欠点を生じせしめない新しい電融
耐火材料の開発を行った。その結果、脈石を含む天然ク
ロム鉱をそのまま何の成分も調整せずに電融すると、脈
石を形成していた不純成分はもとのクロム鉱石における
層状に繋がった脈石の状態とは全く異なり、粒内の一部
分に固定された状態で存在することが判った。

【００１７】即ち、脈石成分は、電融された固まり(イ
ンゴット)の中において、結晶間に層状に分布している
のではなく、部分、部分に固まって集合しているため、
これを粉砕して耐火物用原料とする場合も、粉砕された
粒の内部に取り込まれることが多く、粒の表面に達して
いないことが多い。従って、熱衝撃を受けた場合でも天
然クロム鉱のような脈石に起因する粒の分断、割れは全
く生じることがないため、例えば本発明の電融耐火材料
の一つである電融されたクロム鉱(電融クロム鉱)とマグ
ネシア原料とを混合して成形、焼成した本発明のマグク
ロれんがは、天然クロム鉱とマグネシア原料とからなる
従来のダイレクトボンドマグクロれんがより大幅に熱間
強度が高く、更に優れた耐スポーリング性を有すること
が判った。

【００１８】更に、ＳｉＯ₂等の耐スラグ性を低下させ
る脈石成分が、粒の内部に取り込まれた状態で存在する
ため、直接スラグに接する機会が大幅に減少するので、
耐食性の向上も大きいことが判った。

【００１９】次に、このような本発明の電融耐火材料
と、従来の電融マグクロ材料とは、耐火材料として要求
される品質特性においてどのような点が決定的に異なる
のかを検討考察した。その結果、最も大きな違いは材料
を構成している結晶の違いであると考えられた。つま
り、従来の電融マグクロ原料は、マグネシアの結晶であ
るペリクレースを主体として、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃とＭｇＯとの化合物であるスピネル族鉱物を伴っ
た混合体である。従って、従来の電融マグクロ材料は、
マグネシアの性質が強いために、耐スポーリング性に劣
るのは当然のことと考えられる。これに対して、本発明
の電融耐火材料は、構成鉱物の主鉱物がスピネル族鉱物
及びその固溶体から形成されており、ペリクレース結晶
を実質上含まない。スピネル族鉱物はいずれもペリクレ
ースよりも熱膨張率が小さいので、もともと粒自体が熱
衝撃に対して割れにくい。しかも、前述したように、脈
石の問題を解消できる。

【００２０】即ち、本発明の電融耐火材料が従来の天然
クロム鉱や電融マグクロ材料と本質的に異なる点は、
脈石を有しないこと；及び主鉱物がスピネル族鉱物及
びその固溶体からなりペリクレースを実質上含まないこ
と、の２点に集約される。

【００２１】の脈石を有しないことは、出発原料を電
融すること自体で達成可能である。また、電融すること
によって脈石成分の分布が変わることで、粒の割れを防
止する効果は前記の通りである。

【００２２】次に、について検討した。電融された粒
に、フリーのペリクレースを実質上存在させず、主鉱物
をスピネル族鉱物及びその固溶体から構成し、割れの生
じにくい粒を得るための必要条件は、結論的に、電融さ
れた材料において、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｍ
ｇＯの各成分のモル比が、ＭｇＯ／(Ｃｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ
₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃)≦１.５の関係を満たしていることが必要
であることが判った。なお、上記式において、Ｆｅ₂Ｏ₃
量は、ＦｅＯとして存在する酸化鉄をＦｅ₂Ｏ₃に換算し
て合計した量である。

【００２３】上記を満足するモル比であれば、フリーの
ペリクレースが生成しにくく、スピネル族鉱物及びその
固溶体を主体とした、割れの生じにくい粒を得ることが
可能であることが判った。また、上記式の値が１〜１.
５の範囲内では、電融後の粒にペリクレースが存在する
ことがあるが、主鉱物はスピネル族鉱物であり、ペリク
レースが粒の性質を実質上左右するほどではなく、全く
ペリクレースを含まないものとほぼ同様に取り扱うこと
が可能である。勿論、上記式の値が１以下となることに
よって、ペリクレース結晶を含有しなくなるので、より
好ましいと言える。

【００２４】しかしながら、上記式の値が１.５を超え
ると、主鉱物がペリクレースから構成され、徐々にペリ
クレースの性質が現れ、熱膨張率が増大する傾向を示
し、また、へき開による割れが生じ易くなってくるので
好ましくない。

【００２５】一方、上記式の値が小さくても、特に耐ス
ポーリング性には大きな影響がないが、電融耐火材料の
構成鉱物をスピネル族鉱物主体とするためにはＦｅ₂Ｏ₃
含有量を多くする必要があるため、スラグ成分によって
は耐食性が低下することがある。従って、実用的に好ま
しい上記式の値の下限は０.２程度であり、高耐食性を
保つためには上記式の値の下限は０.３程度であること
が更に好ましい。

【００２６】更に、上記式の条件を満たしていても、Ｃ
ｒ₂Ｏ₃成分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、Ｆｅ₂Ｏ₃成分、ＭｇＯ成分
以外の不純成分が多いと、耐火材料としての耐火度や耐
食性等に問題が生じる場合がある。従って、本発明の電
融耐火材料では、Ｃｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃＋Ｍｇ
Ｏの合量が９０重量％以上であることが好ましい。

【００２７】更に、本発明の電融耐火材料における各成
分の最適値は、Ｃｒ₂Ｏ₃が１５〜６５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃
が５〜５０重量％、Ｆｅ₂Ｏ₃が１〜３０重量％、ＭｇＯ
が１０〜３５重量％の範囲内である。

【００２８】Ｃｒ₂Ｏ₃が１５重量％未満では耐食性の低
下が見られ、６５重量％を超えると電融溶解時の溶解性
が低下するために好ましくない。

【００２９】また、Ａｌ₂Ｏ₃が５重量％未満では耐スポ
ーリング性の改善効果が少なく、また、５０重量％を超
えると高塩基度スラグに対する耐食性が低下することが
ある。

【００３０】更に、Ｆｅ₂Ｏ₃は必ずしも多くは必要では
なく、３０重量％を超えると耐食性や耐還元性の面で劣
るようになるが、電融時の溶解性やれんが製造時の焼結
の点で１重量％以上必要である。

【００３１】また、ＭｇＯが３５重量％を超えると上記
式を満足するのが困難になり、フリーのペリクレースが
生じ易くなるために好ましくない。一方、１０重量％未
満であると、スピネル構造の結晶を成しがたく好ましく
ない。

【００３２】このような成分構成を有する本発明の電融
耐火材料は、実質的にＣｒ₂Ｏ₃成分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃成分、ＭｇＯ成分の４成分を含有する材料単独ま
たは１成分または２成分以上を含有する材料の混合物を
電融して製造することができるる。ここで、「実質的
に」とは、実際の出発原料が必ずしも同じ酸素配位数の
酸化物でなくても、酸化された状態でＣｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂
Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯを形成するもののことを意味す
る。例えば、出発原料中でＦｅＯであっても酸化された
状態ではＦｅ₂Ｏ₃となるものも問題なく使用することが
できる。

【００３３】更に、本発明の電融耐火材料は、天然クロ
ム鉱単独または天然クロム鉱にＣｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯの１成分または２成分以上を含有する材
料を添加し、電融することにより製造することができ
る。

【００３４】耐火物用の天然クロム鉱は、通常Ｃｒ₂Ｏ₃
３０〜６０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃１０〜３０重量％、Ｆｅ₂
Ｏ₃(ＦｅＯの換算分を含む)１３〜３０重量％、ＭｇＯ
１０〜２０重量％程度であり、先にも述べているよう
に、何の成分調整をすることなく電融することにより、
本発明の電融耐火材料を得ることができる。しかも、出
発原料であるもとの天然クロム鉱に脈石を含んでいて
も、本発明によれば、割れの問題を解決することができ
る。

【００３５】また、天然クロム鉱に、成分を調整する目
的で単一あるいは複合酸化物材料を混合して電融するこ
とも可能である。例えば、Ｃｒ₂Ｏ₃値が高く、Ａｌ₂Ｏ₃
含有量の少ない天然クロム鉱に、耐スポーリング性を更
に高める目的で、アルミナ材料を加えて電融した電融耐
火材料を得ることも可能であり、実用的に非常に有効で
ある。

【００３６】勿論、単一の純度の高い酸化物を混合して
電融しても、本願の目的とする電融耐火材料が得られる
が、それぞれの出発原料が高価となるため、できるだけ
天然クロム鉱を使用して必要があれば成分を調整するた
めに純度の高い酸化物を添加して電融する方法が良い。

【００３７】本発明の電融耐火材料に使用される出発原
料としては、通常の耐火物用天然クロム鉱以外に、Ｃｒ
₂Ｏ₃源としては顔料用等の酸化クロムや耐火物用よりも
Ｃｒ₂Ｏ₃値の高い冶金用クロム鉱などが、Ａｌ₂Ｏ₃源と
しては仮焼アルミナ、水酸化アルミニウム、ボーキサイ
ト、アルミナ頁岩、アルミニウム精錬時のスラッジやス
ケールなどが、Ｆｅ₂Ｏ₃源としては各種のベンガラなど
が、ＭｇＯ源としてはマグネシアクリンカー、軽焼マグ
ネシア、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどが
使用される。これら以外でも、マグクロれんが、マグネ
シアれんが、アルミナ質れんが、スピネル質れんが等の
れんが屑を有効に活用することも可能であり、また、も
ともと脈石成分の多い低品位のクロム鉱と調整成分源と
を組み合わせるなど、出発原料の入手のし易さやコスト
の面から調整が可能である。勿論、予め各成分値は充分
に把握しておかなければならないことは言うまでもな
い。

【００３８】さて、このようにして得られる本発明の電
融耐火材料を用いて製造される本発明の耐火物は、当然
のことながら、本発明の電融耐火材料のもつ長所をその
まま受け継ぐことができる。即ち、脈石がないので耐ス
ポーリング性に優れ、また、脈石成分等の不純成分が粒
の表面に露出していることがほとんどないので、過度な
焼結が生じにくく、安定した焼結性が得られ、耐食性に
優れた耐火物を得ることができる。

【００３９】耐食性、耐スポーリング性において、本発
明の電融耐火材料の特徴を明確にするためには、本発明
の耐火物中における電融耐火材料の使用量は５〜８５重
量％の範囲内が好ましい。電融耐火材料の使用量が５重
量％未満であると、耐スポーリング性向上の効果が明確
ではない、一方、該使用量が８５重量％を超えると耐火
物の焼結性が低下してくるので、結合組織の脆弱化が生
じることがあり好ましくない。最も良い範囲は１０〜７
５重量％である。

【００４０】本発明の耐火物において、本発明の電融耐
火材料以外として、少なくともマグネシアを用いること
が好ましい。マグネシアと本発明の電融耐火材料とを加
熱焼成により反応させ、２次スピネルを形成させること
により、ダイレクトボンドと同様の強固な結合をなし、
且つリボンドれんがのような緻密な結合組織を得ること
が可能となる。これにより、従来のリボンドでもダイレ
クトボンドでもない、両者を複合した更に優れた耐火物
が得られるものである。マグネシアは、１０〜９５重量
％、好ましくは１５〜９０重量％の範囲内で使用するこ
とが好ましい。

【００４１】更に、本発明の耐火物には、その他、従来
からの耐火物用クロム鉱、電融及び焼結マグクロ原料、
電融及び焼結スピネル原料、アルミナ原料、ジルコニア
原料などを添加使用してもよく、微粉部に酸化クロムや
アルミナ、チタニアを添加しても良い。なお、これらの
原料の使用量は１〜８５重量％、好ましくは２〜７５重
量％の範囲内である。

【００４２】また、本発明の耐火物には、リグニン類、
糖類、澱粉類、硫酸マグネシウム、メチルセルロース
類、フェノール樹脂、酢酸ビニル等のエマルジョン、ア
ルミナセメント、燐酸塩、珪酸塩のような結合剤や、炭
酸リチウム、消石灰、各種カルボン酸等のような調整剤
を添加することも可能である。

【００４３】なお、本発明の耐火物は、例えば不定形耐
火物、不焼成れんが、焼成れんが等の形態で使用するこ
とができる。不定形耐火物の場合、通常の各施工法に適
した粒度に調整したものを使用することができる。な
お、本発明の電融耐火材料は、水や通常の結合剤や調整
剤に対して安定であるので、どのような粒度でも問題な
く使用できる。

【００４４】また、不焼成れんがの場合にも同様である
が、本発明の電融耐火材料以外にマグネシアを使用すれ
ば、本発明の耐火物の使用中の昇温によって膨張性を示
すので、加熱後線変化率をプラスに保つことが可能とな
り、不定形耐火物に生じ易い冷却時の亀裂を大幅に抑制
できるという特徴をもつ。

【００４５】焼成れんがの場合には、通常の方法で、混
練、成形し、１５００〜１９００℃の温度で３時間以上
保持することが望ましい。焼成温度が１５００℃未満で
は本発明の電融耐火材料の焼結が充分に進行せず、焼成
れんがの品質が安定しないために好ましくない。一方、
焼成温度が１９００℃を超えるとエネルギーコストが増
大するが、それに見合う効果が得られない。焼成時の昇
温、降温の速度は、通常の焼成れんがと同様に、安定し
た製品を得るために３０〜１００℃／時間程度が望まし
い。

【００４６】

【実施例】

実施例１２種の組成の異なるクロム鉱、マグクロれんが屑、及び
ほぼ単一成分からなる仮焼アルミナ、焼成マグネシア、
ベンガラ、酸化クロムを出発原料として電融耐火材料を
作成した。各出発原料の配合比、及びこれらを用いて作
成した電融耐火材料の化学成分値(重量％)、ＭｇＯ／
(Ｃｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃)モル比、Ｘ線回折試験
により同定された構成鉱物、琢磨片を顕微鏡下で観察し
た脈石の有無、１０００℃加熱時の膨張率、電融耐火材
料の粒のスポーリング試験結果について表１に示す。

【００４７】表１中、粒のスポーリング試験結果は、
５.６ｍｍ以上の粒を１４００℃−水冷による熱変化を
２回与えた後に４.８ｍｍの篩目に残留した量を元の重
量に対する百分率で表したものであり、数値の小さい方
が割れにより細かくなった量が多いことを示すので、数
値が大きい方がスポーリング性が良好であることを示
す。なお、表１には、参考品として電融していないクロ
ム鉱Ａについても併記した。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１から判るように、本発明の電融耐火材
料は主としてスピネル族鉱物からなる。本発明品４、５
及び６には、ごく少量のペリクレースが認められた。本
発明品の電融耐火材料はいずれも熱膨張率が比較的小さ
く、脈石の残存含有も全くない。粒のスピネル試験で
も、割れによる微細粒の生成は少ない。

【００５０】比較品１及び２は、市販の電融マグクロ原
料の組成に近いものであり、比較品３は本発明の特徴で
あるＭｇＯ／(Ｃｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃)モル比を
市販品より小さく設定したものである。いずれの比較品
においても主鉱物はペリクレースであり、これにスピネ
ル族鉱物が随伴しているものである。従って、本発明品
と比べ１.３〜１.６倍程度も膨張率が大きい。粒のスポ
ーリング試験結果では、本発明品に比較しておよそ１／
３程度しか残留がなく、割れによる粒の微細化が認めら
れる。

【００５１】また、参考に示したクロム鉱は、本発明品
の電融耐火材料の出発原料として用いたクロム鉱Ａであ
るが、電融していないので、粒内に脈石を有するもので
あった。

【００５２】実施例２実施例１で得られた電融耐火材料のうち、本発明品１、
２、３、４、５及び６、比較品１及び３並びに参考品を
用いて焼成れんがを作成し、れんがとしての熱間曲げ強
度、耐スポーリング性及び耐スラグ侵食性を比較した。
れんがは、表２に示す配合比で原料を混合し、バインダ
ーとして糖蜜を２.５％添加し、混練後２.０トン／ｃｍ
²の圧力で２３０×１１４×１３０ｍｍの形状に成形し
た。２００℃で乾燥後約６０℃／時間の昇温速度で１８
００℃まで昇温し、６時間保持し、約６０℃／時間の降
温速度で冷却した。

【００５３】こうして作成したれんがを、熱間曲げ強度
測定用には、４０×４０×１６０ｍｍに、スポーリング
試験用には４０×４０×４０ｍｍの大きさに切断加工し
て試料とした。熱間曲げ強度は、１４００℃に加熱した
電気炉中に投入、１５分間加熱した後、電気炉から取り
出し、３分間水冷することを１サイクルとしたスポーリ
ング試験を実施した。表２には、４個の試料についての
割れによる破壊に到るまでの回数の平均値を示した。回
数の多い方が割れにくく、耐スポーリング性に優れるこ
とを示す。耐スラグ侵食性は、回転ドラム法により、Ｃ
／Ｓ＝１.５のスラグを用いて１６５０〜１７００℃で
３時間侵食試験を行い、本発明品１１のれんがの侵食量
を１００として指数で示した。数値が小さい方が耐食性
に優れる。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２から明らかなように、本発明品のれん
がは、いずれも熱間曲げ強度が高く、しかも、耐スポー
リング性に優れ、耐食性も良好であることが判る。比較
品１１のれんがを、本発明品１４及び１５のれんがと比
較すると、熱間強度や耐食性には大きな差はなく、本発
明品より幾分劣る程度であるが、耐スポーリング性は大
幅に低い。次に、比較品１２のれんがを、本発明品１２
及び１６のれんがと比較すると、熱間強度や耐食性には
大きな差はないが、耐スポーリング性は大幅に低い。更
に、従来品を本発明品１１のれんがと比較すると、脈石
に起因して熱間強度が低く、耐スポーリング性もやや劣
り、耐食性は本発明品１１のれんがより２０％近く悪
い。

【００５６】実施例３表３に示した配合(表１の本発明品及び比較品を使用)で
流し込み材を作成し、水を加えて混練後、４０×４０×
１６０ｍｍの型枠に流し込み成形し、約２０時間自然養
生後、１０５℃で２４時間乾燥することにより供試体を
得た。なお、いずれの配合にも、外掛で分散剤として燐
酸塩とナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物との混合
品を、調整剤としてクエン酸を添加した。得られた供試
体を実施例２と同様の方法で、耐スポーリング性と耐食
性の比較評価を行った。なお、耐食性指数は、比較品２
１を１００として表した。

【００５７】

【表３】

【００５８】本発明品２１は比較品２２と類似の配合構
成で、電融耐火材料だけが異なるものであり、また、本
発明品２２は比較品２２とほぼ同じ化学成分値となるよ
うに配合比率を調整したものである。比較品２１はマグ
ネシアを主体として電融耐火材料を含まないものであ
る。表３で明らかなように、本発明品の耐スポーリング
性は格段に良好であり、比較品の３倍以上の耐割れ性を
有することが判る。また、耐食性も良好である。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、耐食性が高く且つ耐ス
ポーリング性に優れる電融耐火材料及びこれを用いた耐
火物を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｒ₂Ｏ₃成分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、Ｆｅ₂Ｏ₃
成分及びＭｇＯ成分を必須成分として含有してなり、且
つ各成分のモル比が、ＭｇＯ／(Ｃｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＋
Ｆｅ₂Ｏ₃)≦１.５の範囲内にあることを特徴とする電融
耐火材料。
【請求項２】構成鉱物の主鉱物がスピネル族鉱物であ
る請求項１記載の電融耐火材料。
【請求項３】Ｃｒ₂Ｏ₃成分が１５〜６５重量％、Ａｌ
₂Ｏ₃成分が５〜５０重量％、Ｆｅ₂Ｏ₃成分が１〜３０重
量％、ＭｇＯ成分が１０〜３５重量％の範囲内にあり、
且つＣｒ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＭｇＯの合量が９
０重量％以上である請求項１または２記載の電融耐火材
料。
【請求項４】実質的にＣｒ₂Ｏ₃成分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、
Ｆｅ₂Ｏ₃成分及びＭｇＯ成分の４成分を含有する材料単
独、または１成分または２成分以上を含有する材料の混
合物を電融して得られる請求項１ないし３のいずれか１
項記載の電融耐火材料。
【請求項５】天然クロム鉱単独、または天然クロム鉱
にＣｒ₂Ｏ₃成分、Ａｌ₂Ｏ₃成分、Ｆｅ₂Ｏ₃成分、ＭｇＯ
成分の１成分または２成分以上を含有する材料を添加し
てなる混合物を電融して得られる請求項１ないし４のい
ずれか１項記載の電融耐火材料。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項記載の
電融耐火材料を５〜８５重量％含有してなる耐火物。