JPS6278152A - ジルコン質れんが - Google Patents
ジルコン質れんがInfo
- Publication number
- JPS6278152A JPS6278152A JP60215204A JP21520485A JPS6278152A JP S6278152 A JPS6278152 A JP S6278152A JP 60215204 A JP60215204 A JP 60215204A JP 21520485 A JP21520485 A JP 21520485A JP S6278152 A JPS6278152 A JP S6278152A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zircon
- bricks
- amount
- expansion
- quartz
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- Granted
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はろう石−珪石−ジルコン系に属する取鍋等の溶
鋼収納容器の内張り用ジルコン質れんがに関するもので
ある。
鋼収納容器の内張り用ジルコン質れんがに関するもので
ある。
溶鋼収納容器用のジルコン質れんがは従来からろう石、
珪石、珪砂の１〜２種とジルコンを組み合せて種々試用
されている。
珪石、珪砂の１〜２種とジルコンを組み合せて種々試用
されている。
その組み合せの目的は次のとおりである。すなわちジル
コンは高耐食性である反面、低膨張性である。この欠点
を補うために高珪酸質骨材の膨張性、熱間での高粘性等
の特性を組み合わせて、れんが目地開きによる目地部先
行溶損を防止し、耐スポーリング性を改善し、かつ高耐
食性のものにしようとするものである。更には不焼成、
あるいは焼成であっても比較的焼成温度が低い場合、一
定の強度を得るために焼結性を付与する目的でアルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩含有の結合剤もしくは焼結
材を多量に使用している例もある。
コンは高耐食性である反面、低膨張性である。この欠点
を補うために高珪酸質骨材の膨張性、熱間での高粘性等
の特性を組み合わせて、れんが目地開きによる目地部先
行溶損を防止し、耐スポーリング性を改善し、かつ高耐
食性のものにしようとするものである。更には不焼成、
あるいは焼成であっても比較的焼成温度が低い場合、一
定の強度を得るために焼結性を付与する目的でアルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩含有の結合剤もしくは焼結
材を多量に使用している例もある。
これ等の代表的な例として例えば特公昭３７−１２３９
５号公報のようにジルコンと石英に粘土、長石等を添加
したものあるいは特公報３８−１４６号公報のようにジ
ルコンサンドに粗粒のけい石とＮａ塩等を添加するか、
又は特開昭５５−１４０７６１号公報のようにジルコン
粒度の規定に加えて超微粉を用いる等種々のジルコン質
れんがが開発されている。
５号公報のようにジルコンと石英に粘土、長石等を添加
したものあるいは特公報３８−１４６号公報のようにジ
ルコンサンドに粗粒のけい石とＮａ塩等を添加するか、
又は特開昭５５−１４０７６１号公報のようにジルコン
粒度の規定に加えて超微粉を用いる等種々のジルコン質
れんがが開発されている。
しかし、近年では製鋼操業条件の苛酷化に伴い、取鍋に
おいても、取鍋溶鋼温度の上昇、長時間液温なとその熱
負荷が大きくなり、このような情況のもとではジルコン
質れんがであっても満足出来るような耐用性を得られて
いない実状にある。この主原因はれんが目地開きによる
目地部の先行溶損及び耐スポーリング性不足による剥離
損耗と目地部への地金差しである。
おいても、取鍋溶鋼温度の上昇、長時間液温なとその熱
負荷が大きくなり、このような情況のもとではジルコン
質れんがであっても満足出来るような耐用性を得られて
いない実状にある。この主原因はれんが目地開きによる
目地部の先行溶損及び耐スポーリング性不足による剥離
損耗と目地部への地金差しである。
本発明は従来のろう石−珪石−ジルコン系に属するジル
コン質れんがの欠点である溶鋼収納容器の目地開きによ
る目地部の先行溶損を防止し、さらに耐スポーリング性
を向上させた高耐用性ジルコン質れんがを提供するもの
である。
コン質れんがの欠点である溶鋼収納容器の目地開きによ
る目地部の先行溶損を防止し、さらに耐スポーリング性
を向上させた高耐用性ジルコン質れんがを提供するもの
である。
本発明ではジルコンの高耐食性とろう石−珪石の熱間高
粘性による耐久ラグ浸透防止性、膨張性などの特性を組
み合わせているのは従来の方法と大差はないがれんが目
地開きによる目地部の先行溶損を防止するために高珪酸
質原料のろう石、及び珪石中の石英が高温下においてク
リストバライトへ鉱物転移するときに容積増大を起す点
に着目し、これを利用することによって目地部の封着が
可能であろうとの推定のもとに、種々研究を重ねた結果
、目地部の欠点を解消するとともに、耐スポーリング性
も大きく、かつ耐用性の高いものが得られることを見出
したものである。
粘性による耐久ラグ浸透防止性、膨張性などの特性を組
み合わせているのは従来の方法と大差はないがれんが目
地開きによる目地部の先行溶損を防止するために高珪酸
質原料のろう石、及び珪石中の石英が高温下においてク
リストバライトへ鉱物転移するときに容積増大を起す点
に着目し、これを利用することによって目地部の封着が
可能であろうとの推定のもとに、種々研究を重ねた結果
、目地部の欠点を解消するとともに、耐スポーリング性
も大きく、かつ耐用性の高いものが得られることを見出
したものである。
その要点は、石英がクリストバライトへ鉱物転移すると
きに容積が増大することを利用してれんがの目地部を封
着させることを目的にジルコンを除いた原料中の石英の
量（ｗ、）と焼結材、結合剤としての添加剤中のアルカ
リ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物の重量（す２
）の比、すなわち原料中の石英量（ｌｌｌ□）／添加剤
中（７） Ｒ，Ｏ＋ ＲＯ量（ＷＩ２）を１００以上と
することを特徴とし、且つジルコン含有量が５０〜８０
％組成の焼成、不焼成れんがとなすことにある。
きに容積が増大することを利用してれんがの目地部を封
着させることを目的にジルコンを除いた原料中の石英の
量（ｗ、）と焼結材、結合剤としての添加剤中のアルカ
リ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物の重量（す２
）の比、すなわち原料中の石英量（ｌｌｌ□）／添加剤
中（７） Ｒ，Ｏ＋ ＲＯ量（ＷＩ２）を１００以上と
することを特徴とし、且つジルコン含有量が５０〜８０
％組成の焼成、不焼成れんがとなすことにある。
以下溶鋼取鍋を例にとって説明すると使用前の予熱に始
まり、受講時、注入後と加熱、冷却が繰り返される。そ
れに応じて取鍋鉄皮、および耐火れんがは膨張、収縮を
繰り返すが、耐火れんが、鉄皮の膨張、収縮のバランス
がとれているために、取鍋反転時などで耐火れんがの脱
落現象は生じない。すなわち、れんが内には取鍋内表面
から鉄皮側にかけて加熱、冷却の種々条件に対応し、温
度勾配が生ずるが、それぞれの温度において膨張収縮量
の均衡および、その時に発生する応力の均衡もとれてい
る。
まり、受講時、注入後と加熱、冷却が繰り返される。そ
れに応じて取鍋鉄皮、および耐火れんがは膨張、収縮を
繰り返すが、耐火れんが、鉄皮の膨張、収縮のバランス
がとれているために、取鍋反転時などで耐火れんがの脱
落現象は生じない。すなわち、れんが内には取鍋内表面
から鉄皮側にかけて加熱、冷却の種々条件に対応し、温
度勾配が生ずるが、それぞれの温度において膨張収縮量
の均衡および、その時に発生する応力の均衡もとれてい
る。
一方れんがの目地損傷について考えると、れんがの鍋内
表面から数十ｍｍ近辺にかけて応力バランスがとれてい
ないため、すなわちれんがの膨張力不足、もしくは収縮
のため無応力状態となり、目地部が溶鋼およびスラグに
より、洗掘拡大され地金差しれんがの抜は落ち等が発生
していると推定される。特に取鍋の敷部れんがについて
は、転炉からの出鋼流の衝撃などが加わり、苛酷な条件
となる。
表面から数十ｍｍ近辺にかけて応力バランスがとれてい
ないため、すなわちれんがの膨張力不足、もしくは収縮
のため無応力状態となり、目地部が溶鋼およびスラグに
より、洗掘拡大され地金差しれんがの抜は落ち等が発生
していると推定される。特に取鍋の敷部れんがについて
は、転炉からの出鋼流の衝撃などが加わり、苛酷な条件
となる。
ところで、ろう石、珪石中に含有される石英結Ｍ１士１
３００℃附近よりクリストバライトへ徐々に転移する。
３００℃附近よりクリストバライトへ徐々に転移する。
この鉱物転移の際にその密度が２．６５ｇ／ａＪ（α−
石英）から２．３２ｇ／ａ（（α−クリストバライト）
へと変化し、この密度差による容積変化は大きな膨張力
となる。本発明はこの膨張力を最大限に活用し、目地部
先行溶損を解決しようとするものである。
石英）から２．３２ｇ／ａ（（α−クリストバライト）
へと変化し、この密度差による容積変化は大きな膨張力
となる。本発明はこの膨張力を最大限に活用し、目地部
先行溶損を解決しようとするものである。
製鋼用取鍋は使用中の加熱、冷却の繰り返えしのためれ
んがは一定量以上の膨張量をもつことが必要である。こ
れは敷れんがとして広く賞月されている高珪酸質ろう石
れんがと比較して石英量の少ないジルコン質れんがにつ
いては特に重要なことである。
んがは一定量以上の膨張量をもつことが必要である。こ
れは敷れんがとして広く賞月されている高珪酸質ろう石
れんがと比較して石英量の少ないジルコン質れんがにつ
いては特に重要なことである。
前述のとおり、石英結晶は１３００℃附近より徐々に鉱
物転移を始めるが、れんがのマトリックス部もこの温度
域まで加熱されると膨張の応力下ではその軟化性状も大
きく影響を受け、特にＲ２０，ＲＯの含有量に敏感にな
る。すなわち、マトリックス部にＲ２０，ＲＯ量が多い
と熱間での粒子間結合力に欠けやすく、その上冷却時に
はれんがの収縮を助長し好ましくない。したがって石英
結晶の鉱物転移時の膨張力を維持するためには、高温時
一定の荷重下でマトリックス部が大きく塑性変形したり
、崩壊しないことが必要である。
物転移を始めるが、れんがのマトリックス部もこの温度
域まで加熱されると膨張の応力下ではその軟化性状も大
きく影響を受け、特にＲ２０，ＲＯの含有量に敏感にな
る。すなわち、マトリックス部にＲ２０，ＲＯ量が多い
と熱間での粒子間結合力に欠けやすく、その上冷却時に
はれんがの収縮を助長し好ましくない。したがって石英
結晶の鉱物転移時の膨張力を維持するためには、高温時
一定の荷重下でマトリックス部が大きく塑性変形したり
、崩壊しないことが必要である。
そこで本発明では、れんが製造時に成形性向上の目的や
れんがの機械的強度を附与する目的で使用するＳｉＯ□
−Ａ Ｑ 、０３−Ｒ２Ｏ，５ｉＯ２−Ａ Ｑ ２０．
−ＲＯ系の耐火粘土類やその他添加剤中のＲ，Ｏ，ＲＯ
量を規制したもので、すなわち、゛′原料中の石英量（
Ｗ□）／添加剤中のＲ，０＋ ＲＯ量（ｔｙｚ）”の重
量比を１００以上、好ましくは１５０以上となるように
した。また、耐スポーリング性という面からみても焼結
材、結合剤の量が多いと高温出鋼、長時間液温という操
業条件下では過焼結を起こし、耐スポーリング性の目安
となりうる弾性率を過大にしやすく好ましくない。この
点においても焼結材、結合剤の使用量は最小限度にとど
める必要がある。また、ジルコン量を５０〜８０％に限
定したのは、５０％未満ではジルコンの耐食性向上効果
を十分に活かし難く、また８０％を越えると石英の鉱物
転移を利用して目地部を封着させるという効果を期待し
難いからである。
れんがの機械的強度を附与する目的で使用するＳｉＯ□
−Ａ Ｑ 、０３−Ｒ２Ｏ，５ｉＯ２−Ａ Ｑ ２０．
−ＲＯ系の耐火粘土類やその他添加剤中のＲ，Ｏ，ＲＯ
量を規制したもので、すなわち、゛′原料中の石英量（
Ｗ□）／添加剤中のＲ，０＋ ＲＯ量（ｔｙｚ）”の重
量比を１００以上、好ましくは１５０以上となるように
した。また、耐スポーリング性という面からみても焼結
材、結合剤の量が多いと高温出鋼、長時間液温という操
業条件下では過焼結を起こし、耐スポーリング性の目安
となりうる弾性率を過大にしやすく好ましくない。この
点においても焼結材、結合剤の使用量は最小限度にとど
める必要がある。また、ジルコン量を５０〜８０％に限
定したのは、５０％未満ではジルコンの耐食性向上効果
を十分に活かし難く、また８０％を越えると石英の鉱物
転移を利用して目地部を封着させるという効果を期待し
難いからである。
本発明れんがで最も重要な必要条件は、使用中の加熱冷
却の繰り返し使用において、れんが収縮せずに膨張応力
を維持し、しかも、高温荷重下で大きく塑性変形したり
、崩壊しない軟化性状が必要である。従来この軟化性状
を特定するにあたって荷重軟化試験およびクリープ試験
と実際の使用状況との差異が大きく、選定評価試験方法
として適用が困難であった。このため、本発明では、荷
重軟化試験法の荷重条件を種々変化させて試作れんがの
検討を実施した結果５ｋｇ／ａ（荷重下で１３００〜１
４００℃での膨張形態を調査すれば取鍋内表面より数十
ｍｍ附近の軟化特性を評価できることを見い出した。
却の繰り返し使用において、れんが収縮せずに膨張応力
を維持し、しかも、高温荷重下で大きく塑性変形したり
、崩壊しない軟化性状が必要である。従来この軟化性状
を特定するにあたって荷重軟化試験およびクリープ試験
と実際の使用状況との差異が大きく、選定評価試験方法
として適用が困難であった。このため、本発明では、荷
重軟化試験法の荷重条件を種々変化させて試作れんがの
検討を実施した結果５ｋｇ／ａ（荷重下で１３００〜１
４００℃での膨張形態を調査すれば取鍋内表面より数十
ｍｍ附近の軟化特性を評価できることを見い出した。
第１表はれんが目地部の欠点を解消する目的で種々研究
を行なってきた過程での実炉適用時における目地部封着
効果の評価と配合割合、物理的特性および原料中の石英
量／添加剤中の８２０ ＋ ＲＯ量の重量比を示したも
のである。
を行なってきた過程での実炉適用時における目地部封着
効果の評価と配合割合、物理的特性および原料中の石英
量／添加剤中の８２０ ＋ ＲＯ量の重量比を示したも
のである。
第１図は第１表に示す従来品■と比較品■、■。
■、本発明品■、■、■、［相］を５ｋｇ／ａ（荷重下
で１４００℃加熱し、冷却した時の膨張曲線を示したも
のである。従来品■と比較品■、■、■はいずれも１４
００℃になる前に収縮もしくは崩壊してしまい石英転移
時の膨張応力に耐え得ず目地封着力に欠ける材料である
。このため実炉使用時においても目地部の先行溶損が発
生している。−六本発明品■は１４００℃まで膨張を維
持し、崩壊しなかったが、膨張量が比較的小さいため実
炉の壁部の使用では問題はなかったが敷部使用時には目
地部の先行溶損が多少発生していた。また、本発明品■
、■、［相］はいずれも１４００℃まで膨張を維持し、
膨張量も非常に大きく、実炉敷部使用においても良好な
結果を得ることが出来た。
で１４００℃加熱し、冷却した時の膨張曲線を示したも
のである。従来品■と比較品■、■、■はいずれも１４
００℃になる前に収縮もしくは崩壊してしまい石英転移
時の膨張応力に耐え得ず目地封着力に欠ける材料である
。このため実炉使用時においても目地部の先行溶損が発
生している。−六本発明品■は１４００℃まで膨張を維
持し、崩壊しなかったが、膨張量が比較的小さいため実
炉の壁部の使用では問題はなかったが敷部使用時には目
地部の先行溶損が多少発生していた。また、本発明品■
、■、［相］はいずれも１４００℃まで膨張を維持し、
膨張量も非常に大きく、実炉敷部使用においても良好な
結果を得ることが出来た。
第１表、第１図から判るように原料中の石英量／添加剤
中のＲ２０＋ＲＯ量の重量比を大きくシ、さらに添加剤
中のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物量
が全配合中に占める割合を最小限にした本発明品は高温
荷重下で大きな膨張率を発生し、かつそれを維持するこ
とにより、目地部の封着が可能となり、目地部先行溶損
を完全に防止することが出来た。
中のＲ２０＋ＲＯ量の重量比を大きくシ、さらに添加剤
中のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物量
が全配合中に占める割合を最小限にした本発明品は高温
荷重下で大きな膨張率を発生し、かつそれを維持するこ
とにより、目地部の封着が可能となり、目地部先行溶損
を完全に防止することが出来た。
更に第１表に示した本発明品■、■、［相］を１７５を
溶鋼取鍋の敷部に使用したところ、目地部の損傷はみら
れず、従来のジルコン質れんがの寿命は４０〜４５回で
あったが１本発明品は６０〜８５回であり。
溶鋼取鍋の敷部に使用したところ、目地部の損傷はみら
れず、従来のジルコン質れんがの寿命は４０〜４５回で
あったが１本発明品は６０〜８５回であり。
従来のジルコン質れんがと比較して１．５〜２倍の大巾
な寿命延長効果を得ることができた。
な寿命延長効果を得ることができた。
以上のように本発明品は従来のろう石−珪石−ジルコン
系れんがの欠点であった目地部からの溶鋼およびスラグ
の浸透を防止することができ、さらに耐スポーリング性
も大きく向上し、従来品と比べ大巾な寿命向上がみられ
顕著な工業的効果をもたらした。
系れんがの欠点であった目地部からの溶鋼およびスラグ
の浸透を防止することができ、さらに耐スポーリング性
も大きく向上し、従来品と比べ大巾な寿命向上がみられ
顕著な工業的効果をもたらした。
以上の如く、本発明品は石英量と添加剤中のＲＯ、＋Ｒ
Ｏ量もしくは添加剤中のＲ，Ｏ＋ ＲＯ総量を特定する
ことにより、高温荷重下で大きな膨張率を発生し、かつ
それを維持することができ、実炉使用においても目地部
の欠点を完全に解消し、従来のジルコン質れんが、ろう
石質れんがと比べて大巾なコスト削減効果を得ることが
できた。
Ｏ量もしくは添加剤中のＲ，Ｏ＋ ＲＯ総量を特定する
ことにより、高温荷重下で大きな膨張率を発生し、かつ
それを維持することができ、実炉使用においても目地部
の欠点を完全に解消し、従来のジルコン質れんが、ろう
石質れんがと比べて大巾なコスト削減効果を得ることが
できた。
第１図は荷重下で１４００℃に加熱して後に冷却した場
合の膨張曲線を示す。
合の膨張曲線を示す。
Claims (1)
- れんがに含有されるジルコンが５０〜８０重量％であ
って、しかも、素材中に含有される石英量（Ｗ＿１）と
焼結、あるいは結合剤として添加するアルカリ金属もし
くはアルカリ土類金属の酸化物（Ｗ＿２）とが（Ｗ＿１
）／（Ｗ＿２）≧１００であることを特徴とするジルコ
ン質れんが。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215204A JPS6278152A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | ジルコン質れんが |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215204A JPS6278152A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | ジルコン質れんが |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6278152A true JPS6278152A (ja) | 1987-04-10 |
| JPH0317784B2 JPH0317784B2 (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=16668413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60215204A Granted JPS6278152A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | ジルコン質れんが |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6278152A (ja) |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60215204A patent/JPS6278152A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317784B2 (ja) | 1991-03-08 |
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