JPH11263663A

JPH11263663A - ガス吹き込み用耐火物の製造方法

Info

Publication number: JPH11263663A
Application number: JP10063784A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Wakita; 保脇田; Tetsuo Fushimi; 哲郎伏見; Kazuo Ito; 和男伊藤; Osamu Morita; 修森田; Isao Watanabe; 勲渡辺
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1999-09-28
Anticipated expiration: 2018-03-16
Also published as: JP3803740B2

Abstract

(57)【要約】【課題】バブリング不良を防止する機能に優れたガス
吹き込み耐火物を低コストで製造可能とする。【解決手段】アルミナ粒子６５〜８０ｗｔ％と粒径
０．３〜２ｍｍの未安定ジルコニア粒子１５〜３０ｗｔ
％とを骨材原料として用い、残部をシリカ微粉、アルミ
ナ微粉、粘土微粉および酸化クロム微粉からなる群から
選ばれる少なくとも一種の微粉原料とした耐火物原料を
生成する。前記耐火物原料に結合剤を添加・混練し、所
定形状に成形した後、大気中で焼成して前記ジルコニア
粒子の周囲に微細なクラックが形成された焼結体を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス吹き込み用
耐火物の製造方法に関し、さらに言えば、例えば、溶鋼
の撹拌や溶鋼の清浄化等のために使用されるポーラスプ
ラグに好適に使用されるガス吹き込み用耐火物およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、取鍋の底部に配置された通気性耐
火物を通してアルゴンガス等を溶鋼の中に吹き込んで、
溶鋼の撹拌、溶鋼温度の均一化、合金成分の均一分散
化、非金属介在物の浮上除去等を行ういわゆる取鍋精錬
が多く行われるようなってきた。取鍋底部に配置される
このガス吹き込み用通気性耐火物は、「ポーラスプラ
グ」と呼ばれる。一般的には、球状に造粒されたアルミ
ナ原料や塊状のアルミナ原料を主な骨材として用い、そ
れにアルミナ、シリカ、粘士等の微粉を添加・混練して
所定形状に成形した後、大気中で焼成して製造されてい
る。

【０００３】このガス吹き込み用耐火物に要求される性
能は、使用条件が変化してもガス吹き特性が安定してい
ること、耐用期間が長いことなどである。このうち最も
重要な性能は、ガス吹き特性の安定性である。それは、
使用中にガス吹き特性が劣化すると、いわゆるバブリン
グ不良となり、その結果、鋼の品質低下を招いたり、溶
鋼の入れ替え等により操業に重大な支障をきたしたりす
るからである。

【０００４】このバブリング不良は、特定のガス吹き込
み用耐火物を使用した場合に必ず発生するというもので
はなく、不定期に種々の条件下で発生する。ガス吹き込
み用耐火物を用いる取鍋精錬の方法としては、ＣＡＳ処
理、ＬＦ処理等があるが、それらの中では、例えばＣＡ
Ｓ処理のようにガス吹き回数、滞湯時間、添加合金種、
溶鋼温度等の操業条件の変動が大きい処理方法でバブリ
ング不良の発生確率が高い。

【０００５】一般に、バブリング不良には二つの形態が
ある。

【０００６】第一の形態は、溶鋼およびスラグがガス吹
き込み用耐火物に浸潤するために起こるものである。こ
の場合には、ガスの流出（吹き込み）自体が停止した
り、吹き込まれるガスの流量が基準値よりも少なくなっ
たりする。

【０００７】第二の形態は、ガス吹き込み用耐火物の外
周面に装着された補強用耐火物（アウターリング）に発
生した亀裂を介してガスがリークするために発生するも
のである。この場合には、吹き込まれるガスの流量は基
準値に達しているが、ガス吹き込み用耐火物を通してガ
スが放出されるのではないため、溶鋼の撹拌などの所望
の機能が果たせなくなる。その結果、スラグの除かれた
溶鋼部分（「ボウズ」と呼ばれる）に対して所望の処理
が行えなくなる。

【０００８】これら二つの形態のうち、第一の形態の方
が発生確率が高いため、その形態のバブリング不良を防
止する方策がより強く求められている。

【０００９】第一の形態のバブリング不良は、ガス吹き
込み用耐火物の先端部に溶鋼およびスラグが浸潤して浸
潤層が形成され、その浸潤層がガスの吹き出しの障害と
なることによって発生することが判明している。よっ
て、第一の形態のバブリング不良を防止するには溶鋼お
よびスラグの浸潤を防止すればよく、そのためには、気
孔径を小さくして鋼およびスラグの浸潤自体を抑制する
ことが考えられる。しかし、そうするとガスの所要流量
を確保できなくなる。

【００１０】このような理由から、気孔径を制御するこ
とによって溶鋼・スラグの浸潤を防止することは困難で
あり、他の方法でバブリング不良を防止することが必要
となる。

【００１１】実公平６−３８１０７号公報には、「プラ
グ本体とスリーブとの間に多孔質の目地層を設け、その
通気性をプラグ本体のそれよりは低くしたことを特徴と
するポーラスプラグ」が開示されている。

【００１２】この従来のポーラスプラグでは、プラグ本
体（すなわち、ガス吹き込み用耐火物）が目地層を介し
てスリーブ（すなわち、アウターリング）に支持されて
いる。使用中にプラグ本体の先端部に溶鋼・スラグの浸
潤層が形成されると、ガスはプラグ本体から放出されな
くなり、代わりにプラグ本体より通気性の低い目地層か
ら放出されるようになる。

【００１３】目地層からガスが溶鋼中に放出されると、
目地層の近傍の溶鋼が撹拌されて溶鋼の流動が激しくな
り、目地層の溶損が進行する。その結果、プラグ本体と
目地層との間に隙間が形成される。その隙間には溶鋼が
入り込み、プラグ本体と浸潤層の接合部の近傍を浸食す
る。浸潤層は、この浸食によりプラグ本体から剥離しや
すくなるので、吹き込み用ガスの圧力によってプラグ本
体から容易に剥離し、プラグ本体の通気が回復する。こ
うしてバブリング不良を防止できる。

【００１４】実開昭６２−７０１５８号公報には、「プ
ラグ本体の内部中央部に、平面積が同一若しくは使用面
から非使用面に行くに従って漸次小さくなるような薄層
状の空隙部の複数個を、使用面と平行に且つ多段的に設
けたことを特徴とするガス吹込み用ポーラスプラグ」が
開示されている。

【００１５】この従来のポーラスプラグでは、プラグ本
体（すなわち、ガス吹き込み用耐火物）に設けられた薄
層状の空隙部により、プラグ本体に形成された浸潤層を
容易に剥離させることができる。そのため、使用中にプ
ラグ本体の通気が回復して、バブリング不良が防止され
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のポ
ーラスプラグでは、次のような問題がある。

【００１７】実公平６−３８１０７号公報に開示された
ポーラスプラグでは、目地層からガスを放出するため
に、目地層内部に存在する気孔が開気孔で且つそれぞれ
の気孔が連通している必要がある。ところが、当該公報
にはこの目地層が耐火性モルタルからなると開示されて
いるだけで、その気孔の具体的な形成方法は示されてい
ない。

【００１８】また、実際に使用する際には、取鍋内に充
填された高さ数メートルの溶鋼からの圧力がプラグ本体
（ガス吹き込み用耐火物）の先端のガス放出面に印加さ
れるが、この状況下でどの程度の通気率であれば目地層
からガスが放出可能であるかについても、当該公報には
示されていない。

【００１９】したがって、実公平６−３８１０７号公報
に開示されたポーラスプラグの実用化は極めて困難であ
ると言わざるを得ない。

【００２０】仮に何らかの方法で目地層からガスが放出
されたとしても、目地層に生じた溶損がプラグ本体（ガ
ス吹き込み耐火物）内部にまで到達するには多大の時間
が必要であるから、通気の回復が図れるまでには相当の
時間を要すると推測される。このように、実公平６−３
８１０７号公報に開示されたポーラスプラグでは、十分
なバブリング不良の防止機能が得られないという問題が
ある。

【００２１】実開昭６２−７０１５８公報に開示された
ポーラスプラグでは、プラグ本体（ガス吹き込み用耐火
物）内部に薄層状の空隙部を設けるために、成形時に複
数の可燃性物質を等間隔に入れながら充填し、且つ焼成
工程でその可燃性物質を焼失させる必要がある。しかし
ながら、このような作業自体、生産性が非常に悪いもの
であるだけでなく、焼成時に空隙部から発生する亀裂に
より歩留りが低下するため、製造コストが高くなるとい
う問題が生じる。

【００２２】そこで、この発明の目的は、バブリング不
良を防止する機能に優れたガス吹き込み用耐火物を低コ
ストで製造できるガス吹き込み用耐火物の製造方法を提
供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】（１）この発明のガス
吹き込み用耐火物の製造方法は、アルミナ粒子６５〜８
０ｗｔ％と粒径０．３〜２ｍｍの未安定ジルコニア粒子
１５〜３０ｗｔ％とを骨材原料として用い、残部をシリ
カ微粉、アルミナ微粉、粘土微粉および酸化クロム微粉
からなる群から選ばれる少なくとも一種の微粉原料とし
た耐火物原料を生成する工程と、前記耐火物原料に結合
剤を添加・混練して成形体原料を生成する工程と、前記
成形体原料を所定形状に成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を大気中で焼成して前記ジルコニア粒子の周
囲に微細なクラックが形成された焼結体を得る工程とを
備えてなることを特徴とする。

【００２４】（２）この発明のガス吹き込み用耐火物
の製造方法では、骨材原料として、アルミナ粒子６５〜
８０ｗｔ％に加えて粒径０．３〜２ｍｍの未安定ジルコ
ニア粒子１５〜３０ｗｔ％を使用する。未安定化ジルコ
ニアには、１０００℃付近の温度で異常膨張・収縮する
性質があるため、アルミナ粒子との熱膨張率の差によ
り、焼成工程において焼結体内部のジルコニア粒子の周
囲に微細なクラック（以下、マイクロクラックと称す
る）が生成される。このマイクロクラックは、この発明
のガス吹き込み用耐火物の表面に溶鋼・スラグの浸潤層
が形成された場合にこれを容易に剥離させる作用を持
つ。

【００２５】すなわち、使用中に、この発明のガス吹き
込み用耐火物の表面に溶鋼・スラグの浸潤層が形成され
ると、その耐火物の通気性が損なわれ、その結果、耐火
物内部のガス圧力が上昇する。このガス圧力によってマ
イクロクラックが成長する。特に、通気性を妨げている
浸潤層の近傍ではガスが溜まり易くなっているので、マ
イクロクラックの成長が著しくなる。このため、浸潤層
の近傍では、耐火物の機械強度が極端に劣化し、機械強
度がガスの圧力に抗しきれなくなった時点で浸潤層が剥
離する。

【００２６】このようにして浸潤層が剥離することで通
気が回復する。再び浸潤層が形成されても、マイクロク
ラックの成長から浸潤層の剥離までの過程が繰り返され
るので、常に安定した通気性が確保され、バブリング不
良を防ぐことができる。

【００２７】この発明のガス吹き込み用耐火物では、マ
イクロクラックの成長が浸潤層の形成による通気性の劣
化と直接的に関わっており、通気性の劣化の進行に追随
してマイクロクラックの成長が進行する。よって、浸潤
層の形成から剥離に至るまでの時間が短くて済む。この
ため、通気の回復が迅速になされることとなり、優れた
バブリング不良の防止機能が得られる。

【００２８】また、例えば実開昭６２−７０１５８号公
報に開示された技術のような複雑な構造を必要としない
ので、製造コストを低く抑えることができる。

【００２９】（３）前記ジルコニア粒子の配合量は、
前記耐火物原料の１５〜３０ｗｔ％の範囲であることが
好ましい。ジルコニア粒子の添加量を１５ｗｔ％未満と
すると、ジルコニア粒子はアルミナ粒子に比べて比重が
大きく分散性が低いので、前記焼結体の組織内に良好に
分散されず、そのためにマイクロクラックの進展による
浸潤層の剥離が十分に行われない。

【００３０】他方、ジルコニア粒子の添加量が３０ｗｔ
％を超えると、マイクロクラックが前記焼結体の組織内
に過剰に発生して機械的強度の低下を招くので、溶鋼流
と接触して生じる摩耗による損傷が大きくなる。また、
ジルコニア原料は比重が大きいためハンドリング性が悪
化したり、原料価格が高いために製造コストが高くな
る。３０ｗｔ％以下とすることで、それらを実用上問題
ない程度にすることができる。

【００３１】前記ジルコニア粒子の粒径の好ましい範囲
は、０．３〜２ｍｍである。ジルコニア原料の粒度が
０．３ｍｍ未満であると、焼結体（耐火物）の気孔径が
小さくなり過ぎるので、要求されるガス流量を確保する
ことが困難になる。他方、２ｍｍを超えると、前記骨材
の構成粒子同士によって形成される空隙が過大となるた
め、溶鋼およびスラグの浸潤が容易となり、その結果、
浸潤層が厚くなり過きて吹き込まれるガスの圧力によっ
て剥離し難くなる。

【００３２】前記ジルコニア粒子としては、未安定化ジ
ルコニア粒子が使用される。一般に、ジルコニア原料に
はその結晶形の違いから、未安定化ジルコニア、部分安
定化ジルコニア、および安定化ジルコニアがある。ジル
コニア粒子とアルミナ粒子との熱膨張差によってマイク
ロクラックを効果的に生じさせるには、それらの熱膨張
量の差が十分大きいことが必要である。このため、結晶
の相変態による異常膨張・収縮が起こる単斜晶系の結晶
構造を持つ未安定化ジルコニアの粒子が用いられる。

【００３３】（４）前記骨材原料として、未安定化ジ
ルコニア粒子の他にアルミナ粒子を使用するのは、アル
ミナ粒子が耐食性と耐スポール性のバランスに優れてい
るからである。

【００３４】使用されるアルミナ粒子の種類に特に限定
はなく、電融アルミナ原料、焼結アルミナ原料、球状に
造粒された球状アルミナ原料等、何れを使用しても良
い。

【００３５】（５）前記骨材原料以外の部分すなわち
残部は、シリカ微粉、アルミナ微粉、粘土微粉および酸
化クロム微粉からなる群から選ばれる少なくとも一種の
微粉原料とされる。

【００３６】シリカ微粉、アルミナ微粉、および粘土微
粉は、焼結を促進する作用を持つ。粘土微粉は、耐火物
に可塑性を与える作用をも持つ。酸化クロム微粉は、溶
鋼に濡れ難くして耐浸潤性を高める作用を持つので、浸
潤層が形成されるのを防ぐことができ、バブリング不良
を防止する上で効果的である。

【００３７】アルミナ微粉は、粒径０．３〜１ｍｍの球
状粒子であるのが好ましい。粒径が０．３未満である
と、気孔径分布が小さくなって必要なガス流量が確保で
きなくなるからである。また、粒径が１ｍｍを越える
と、気孔径分布が大きくなって浸潤層が厚くなり、その
結果、浸潤層が剥離しなくなるからである。

【００３８】アルミナ微粉を球状粒子とするのは、塊状
粒子に比べて充填性に優れると共に気孔径分布がシャー
プになるため、ガス流量の確保と溶鋼の浸潤の抑制につ
いてのバランスを良好にすることができるからである。

【００３９】（６）前記結合剤としては、任意のもの
を使用できる。例えば、リグニン、燐酸アルミニウム水
溶液などが好適である。

【００４０】（７）前記成形工程は、特に制限されな
い。例えば、油圧プレスやフリクションプレスといった
一軸加圧式の成形工程などが好適である。

【００４１】（８）前記焼成工程を大気中で行うの
は、焼成雰囲気を制御すると設備費やランニングコスト
が相当に高くなることと、使用する主原料がいずれも酸
化物であるために特に雰囲気を制御する必要がないこと
による。

【００４２】前記焼成工程では、前記ジルコニア粒子の
周囲に適当な微細なクラックが形成された焼結体が得ら
れるように焼成温度が設定される。好ましい温度範囲
は、１５００〜１８５０℃である。１５００℃未満であ
れば、粒子の焼結が十分に進まず、必要な強度が得られ
ないからである。また、１８５０℃を越えると、過焼結
となり、強度が上がりすぎて耐スポール性が低下するか
らである。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を具
体的実施例に基づいて説明する。

【００４４】（実施例１）骨材原料として、粒径０．５
〜２ｍｍの安定化剤を含まない単成分からなるジルコニ
ア（未安定化ジルコニア）粒子１６ｗｔ％および粒径
０．３〜１ｍｍのアルミナ球状粒子７５ｗｔ％を配合
し、さらにアルミナ微粉３ｗｔ％、シリカ微粉２ｗｔ
％、粘士微粉２ｗｔ％、および酸化クロム微粉２ｗｔ％
を添加して耐火物原料を生成した。次に、その耐火物原
料に適量の有機バインダー（結合剤）（例えばリグニ
ン）を加え、ウェットパンを用いて混練して成形体原料
を生成した。その後、この成形体原料を所定形状に成形
し、乾燥して成形体を作製した。最後に、この成形体を
大気中で１７００℃で焼成し、この発明のガス吹き込み
用耐火物を得た。

【００４５】このようにして得られたガス吹き込み用耐
火物から直径５０ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピ
ースを作製し、見掛気孔率、圧縮強度および通気率を測
定した。その結果、見掛け気孔率は２５．８％、圧縮強
度は６５．２ＭＰａ、通気率は１．６９ｃｍ³・ｃｍ／
ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ₂Ｏであった。

【００４６】また、実機試験として、こうして得られた
ガス吹き込み用耐火物を２５０ｔｏｎの取鍋に取り付け
てからＣＡＳ処理法を実行し、ガス吹き不良の有無、使
用可能な回数を確認した。その結果、バブリング不良は
発生せず、摩耗も少ないため１０回の使用に耐えた。

【００４７】（実施例２）配合割合を未安定化ジルコニ
ア粒子２０ｗｔ％、アルミナ球状粒子７２ｗｔ％、アル
ミナ微粉３ｗｔ％、シリカ微粉２ｗｔ％、粘士微粉１ｗ
ｔ％、および酸化クロム微粉２ｗｔ％とした以外は、実
施例１と同じ条件でガス吹き込み用耐火物を作製した。

【００４８】この耐火物から実施例１と同様に直径５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製し、見
掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したところ、見
掛け気孔率は２５．２％、圧縮強度は６７．５ＭＰａ、
通気率は１．６１ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ
₂Ｏであり、実施例１と同等であった。

【００４９】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良は発生せず、１１回の使用に耐えた。

【００５０】（実施例３）粘土微粉を添加せずに、配合
割合を未安定化ジルコニア粒子２８ｗｔ％、アルミナ球
状粒子６６ｗｔ％、アルミナ微粉３ｗｔ％、シリカ微粉
１ｗｔ％、および酸化クロム微粉２ｗｔ％とした以外
は、実施例１と同じ条件でガス吹き込み用耐火物を作製
した。

【００５１】この耐火物から実施例１と同様に直径５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製し、見
掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したところ、見
掛け気孔率は２４．６％、圧縮強度は７１．１ＭＰａ、
通気率は１．５０ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ
₂Ｏであり、実施例１と同等であった。

【００５２】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良は発生せず、１０回の使用に耐えた。

【００５３】（実施例４）粘土微粉を添加せずに、配合
割合をジルコニア粒子２５ｗｔ％、アルミナ球状粒子６
８ｗｔ％、アルミナ微粉３ｗｔ％、シリカ微粉２ｗｔ
％、および酸化クロム微粉２ｗｔ％とした以外は、実施
例１と同じ条件でガス吹き込み用耐火物を作製した。

【００５４】この耐火物から実施例１と同様に直径５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製し、見
掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したところ、見
掛け気孔率は２４．９％、圧縮強度は６９．４ＭＰａ、
通気率は１．５６ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ
₂Ｏであり、実施例１と同等であった。

【００５５】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良は発生せず、１１回の使用に耐えた。

【００５６】（比較例１）未安定化ジルコニア粒子の配
合割合を１０ｗｔ％に下げ、アルミナ球状粒子７９ｗｔ
％、アルミナ微粉４ｗｔ％、シリカ微粉３ｗｔ％、粘士
微粉２ｗｔ％、および酸化クロム微粉２ｗｔ％とした以
外は、実施例１と同じ条件でガス吹き込み用耐火物を作
製した。

【００５７】この耐火物から実施例１と同様に直径５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製し、見
掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したところ、見
掛け気孔率は２６．１％、圧縮強度は６１．５ＭＰａ、
通気率は１．７３ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ
₂Ｏであった。

【００５８】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良が発生して、３回で使用中止となった。これは、ジル
コニア粒子の配合割合が１５ｗｔ％未満であるため、マ
イクロクラックが十分進展せず、浸潤層を剥離する効果
が十分得られなかったためと推察される。

【００５９】（比較例２）ジルコニア粒子の配合割合を
３５ｗｔ％に上げ、アルミナ球状粒子５９ｗｔ％、アル
ミナ微粉３ｗｔ％、シリカ微粉１ｗｔ％、および酸化ク
ロム微粉２ｗｔ％とした以外は、実施例４と同じ条件で
ガス吹き込み用耐火物を作製した。

【００６０】この耐火物から実施例１と同様に直径５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製し、見
掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したところ、見
掛け気孔率は２４．５％、圧縮強度は５７．３ＭＰａ、
通気率は１．５１ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ
₂Ｏであった。

【００６１】実施例４と比べると圧縮強度が低下してい
る。これは、未安定化ジルコニア粒子の配合割合が３０
ｗｔ％を超えたことで、マイクロクラックが過剰に発生
したためと推察される。

【００６２】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良は発生しなかったものの、強度が低いため摩耗による
損傷が大きく、７回しか使用できなかった。

【００６３】（比較例３）未安定ジルコニア粒子の粒径
を２ｍｍ超え〜３ｍｍ以下と大きくし、配合割合を未安
定化ジルコニア粒子２０ｗｔ％、アルミナ球状粒子７４
ｗｔ％、アルミナ微粉３ｗｔ％、粘土微粉１ｗｔ％、お
よび酸化クロム微粉２ｗｔ％とし、シリカ微粉を添加し
なかった以外は、実施例２と同じ条件でガス吹き込み用
耐火物を作製した。

【００６４】この耐火物から実施例１と同様に直径５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製し、見
掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したところ、見
掛け気孔率は２８．６％、圧縮強度は５３．８ＭＰａ、
通気率は２．０３ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ
₂Ｏであった。

【００６５】実施例２と比べると見掛け気孔率および通
気率が高く、圧縮強度が低下している。これは、ジルコ
ニア粒子の粒径が２ｍｍを超えたことで、骨材構成粒子
間の空隙が拡大したためと推察される。

【００６６】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良が発生して、４回しか使用できなかった。骨材構成粒
子間の空隙が拡大したことにより、浸潤層が厚くなって
剥離しなかったためと推察される。

【００６７】（比較例４）未安定ジルコニア粒子の粒径
を０．２５ｍｍ以下と小さくし、配合割合を未安定化ジ
ルコニア粒子２０ｗｔ％、アルミナ球状粒子６９ｗｔ
％、アルミナ微粉４ｗｔ％、シリカ微粉３ｗｔ％、粘土
微粉２ｗｔ％、および酸化クロム微粉２ｗｔ％とした以
外は、実施例２とほぼ同じ条件でガス吹き込み用耐火物
を作製した。

【００６８】この耐火物について、実施例１と同様に直
径５０ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製
し、見掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したとこ
ろ、見掛け気孔率は２１．２％、圧縮強度は８０．６Ｍ
Ｐａ、通気率は１．０６ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・
ｃｍＨ₂Ｏであった。

【００６９】実施例２と比べると圧縮強度が高く、見掛
け気孔率および通気率が低下している。これは、ジルコ
ニア粒子の粒径が０．２５ｍｍ未満となったことで、耐
火物の組織が緻密になったためと推察される。

【００７０】また、通気率が低すぎて、実機試験には至
らなかった。

【００７１】（比較例５）未安定ジルコニア粒子に代え
て粒径０．５〜２ｍｍの部分安定化ジルコニア粒子を使
用した以外は、実施例２と同じ条件でガス吹き込み用耐
火物を作製した。この耐火物から実施例１と同様に直径
５０ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製
し、見掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したとこ
ろ、見掛け気孔率は２４．９％、圧縮強度は６９．６Ｍ
Ｐａ、通気率は１．５９ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・
ｃｍＨ₂Ｏであった。

【００７２】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良が発生して、５回しか使用できなかった。部分安定化
ジルコニア粒子を使用したことにより、マイクロクラッ
クが十分に発生せず、浸潤層が剥離しなかったものと推
察される。

【００７３】（比較例６）未安定ジルコニア粒子に代え
て粒径０．５〜２ｍｍの安定化ジルコニア粒子を使用し
た以外は、実施例２と同じ条件でガス吹き込み用耐火物
を作製した。

【００７４】この耐火物から実施例１と同様に直径５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの円柱形テストピースを作製し、見
掛気孔率、圧縮強度および通気率を測定したところ、見
掛け気孔率は２４．７％、圧縮強度は７０．９ＭＰａ、
通気率は１．５８ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ
₂Ｏであった。

【００７５】作製したガス吹き込み用耐火物を用いて実
施例１と同様の実機試験を行ったところ、バブリング不
良が発生して、４回しか使用できなかった。安定化ジル
コニア粒子を使用したことにより、マイクロクラックが
発生せず、そのために使用中に浸潤層が剥離しなかった
ものと推察される。

【００７６】上記実施例１〜４および比較例１〜６をま
とめて示すと、次の表１のようになる。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【発明の効果】以上説明した通り、この発明のガス吹き
込み用耐火物の製造方法によれば、バブリング不良を防
止する機能に優れたガス吹き込み用耐火物を低コストで
製造できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森田修愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者渡辺勲愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ粒子６５〜８０ｗｔ％と粒径
０．３〜２ｍｍの未安定ジルコニア粒子１５〜３０ｗｔ
％とを骨材原料として用い、残部をシリカ微粉、アルミ
ナ微粉、粘土微粉および酸化クロム微粉からなる群から
選ばれる少なくとも一種の微粉原料とした耐火物原料を
生成する工程と、前記耐火物原料に結合剤を添加・混練して成形体原料を
生成する工程と、前記成形体原料を所定形状に成形して成形体を得る工程
と、前記成形体を大気中で焼成して前記ジルコニア粒子の周
囲に微細なクラックが形成された焼結体を得る工程とを
備えてなることを特徴とするガス吹き込み用耐火物の製
造方法。
【請求項２】前記アルミナ微粉が粒径０．３〜１ｍｍ
の球状粒子である請求項１に記載のガス吹き込み用耐火
物の製造方法。