JPH11157927A - ジルコニア質不定形耐火物 - Google Patents
ジルコニア質不定形耐火物Info
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- JPH11157927A JPH11157927A JP9340522A JP34052297A JPH11157927A JP H11157927 A JPH11157927 A JP H11157927A JP 9340522 A JP9340522 A JP 9340522A JP 34052297 A JP34052297 A JP 34052297A JP H11157927 A JPH11157927 A JP H11157927A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性、耐スラグ浸潤性を高め、耐用性を大
幅に向上し得るジルコニア質不定形耐火物を提供する。 【解決手段】 ジルコニアを主成分とし、カーボン３〜
２０ｗｔ％、粒径１００μｍ以下の炭化珪素２〜１０ｗ
ｔ％及び粒径１０μｍ以下のシリカフラワー０．３〜
２．０ｗｔ％を添加してなる。
幅に向上し得るジルコニア質不定形耐火物を提供する。 【解決手段】 ジルコニアを主成分とし、カーボン３〜
２０ｗｔ％、粒径１００μｍ以下の炭化珪素２〜１０ｗ
ｔ％及び粒径１０μｍ以下のシリカフラワー０．３〜
２．０ｗｔ％を添加してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、取鍋やタンディッ
シュ等の内張り材、浸漬ノズルやロングノズル等に使用
するジルコニア質不定形耐火物に関する。
シュ等の内張り材、浸漬ノズルやロングノズル等に使用
するジルコニア質不定形耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、取鍋やタンディッシュ等の内張り
材は、高アルミナ質れんがやマグネシア−カーボン質れ
んが等の定形材に代わり、アルミナ−マグネシア質やア
ルミナ−スピネル質等の不定形材が広く普及してきてい
る。一方、浸漬ノズルやロングノズル等は、アルミナ−
カーボン質やジルコニア−カーボン質等の定形材が広く
普及しており、不定形材化が進んでいない。従来、内張
り材に用いる不定形材の耐用性を更に高める一方、浸漬
ノズル等の定形材から不定形材への切り替えを可能と
し、その製造コストを削減するため、ガラス相含有ジル
コニア８５〜９９ｗｔ％とアルミナ質セメント１〜１５
ｗｔ％からなるジルコニア質不定形耐火物（特開昭６３
−１０３８６９号公報参照）、シリカを主成分とし、ジ
ルコニア３０〜６７ｗｔ％を添加してなる熔銑予備処理
用浸漬ランスのキャスタブル耐火物（特開平２−９７７
４号公報参照）、クロミア５０〜９０ｗｔ％、アルミナ
５〜２０ｗｔ％、ジルコニア１〜２０ｗｔ％及び鉱化剤
１〜１０ｗｔ％からなる不定形耐火物（特開平３−１７
４３６９号公報参照）、及び塩基性耐火材料１００ｗｔ
部に対してジルコニア系耐火材料３〜２０ｗｔ部を含有
してなるジルコニア系材料添加塩基性流込材（特開平４
−３６２０６９号公報参照）等のジルコニア質不定形耐
火物が知られている。
材は、高アルミナ質れんがやマグネシア−カーボン質れ
んが等の定形材に代わり、アルミナ−マグネシア質やア
ルミナ−スピネル質等の不定形材が広く普及してきてい
る。一方、浸漬ノズルやロングノズル等は、アルミナ−
カーボン質やジルコニア−カーボン質等の定形材が広く
普及しており、不定形材化が進んでいない。従来、内張
り材に用いる不定形材の耐用性を更に高める一方、浸漬
ノズル等の定形材から不定形材への切り替えを可能と
し、その製造コストを削減するため、ガラス相含有ジル
コニア８５〜９９ｗｔ％とアルミナ質セメント１〜１５
ｗｔ％からなるジルコニア質不定形耐火物（特開昭６３
−１０３８６９号公報参照）、シリカを主成分とし、ジ
ルコニア３０〜６７ｗｔ％を添加してなる熔銑予備処理
用浸漬ランスのキャスタブル耐火物（特開平２−９７７
４号公報参照）、クロミア５０〜９０ｗｔ％、アルミナ
５〜２０ｗｔ％、ジルコニア１〜２０ｗｔ％及び鉱化剤
１〜１０ｗｔ％からなる不定形耐火物（特開平３−１７
４３６９号公報参照）、及び塩基性耐火材料１００ｗｔ
部に対してジルコニア系耐火材料３〜２０ｗｔ部を含有
してなるジルコニア系材料添加塩基性流込材（特開平４
−３６２０６９号公報参照）等のジルコニア質不定形耐
火物が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のいずれ
のジルコニア質不定形耐火物も、耐スラグ浸潤性、耐ス
ポーリング性の点で十分とは言えず、耐食性にしてもジ
ルコニアの特性を十分生かしているとは言い難い。特
に、浸漬ノズル等では、スラグライン部での耐食性不足
のため、実用化に至っていない。そこで、本発明は、ジ
ルコニア原料の耐食性とカーボン原料の耐スラグ浸潤性
により、従来の不定形耐火物に比べて耐用性を大幅に向
上し得るジルコニア質不定形耐火物を提供することを目
的とする。
のジルコニア質不定形耐火物も、耐スラグ浸潤性、耐ス
ポーリング性の点で十分とは言えず、耐食性にしてもジ
ルコニアの特性を十分生かしているとは言い難い。特
に、浸漬ノズル等では、スラグライン部での耐食性不足
のため、実用化に至っていない。そこで、本発明は、ジ
ルコニア原料の耐食性とカーボン原料の耐スラグ浸潤性
により、従来の不定形耐火物に比べて耐用性を大幅に向
上し得るジルコニア質不定形耐火物を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１のジルコニア質不定形耐火物は、ジル
コニアを主成分とし、カーボン３〜２０ｗｔ％、粒径１
００μｍ以下の炭化珪素２〜１０ｗｔ％及び粒径１０μ
ｍ以下のシリカフラワー０．３〜２．０ｗｔ％を添加し
てなることを特徴とする。第２のジルコニア質不定形耐
火物は、ジルコニア−カーボン質れんが粉砕粉又はこれ
とジルコニアを主成分とし、粒径１００μｍ以下の炭化
珪素２〜１０ｗｔ％及び粒径１０μｍ以下のシリカフラ
ワー０．３〜２．０ｗｔ％を添加してなることを特徴と
する。前記ジルコニアカーボン質れんが粉砕粉は、ジル
コニア５０ｗｔ％以上を含有することが好ましい。又、
第３のジルコニア質不定形耐火物は、第１又は第２のも
のにおいて、水溶性フェノールレジン１０ｗｔ％以下を
添加してなることを特徴とする。
め、本発明の第１のジルコニア質不定形耐火物は、ジル
コニアを主成分とし、カーボン３〜２０ｗｔ％、粒径１
００μｍ以下の炭化珪素２〜１０ｗｔ％及び粒径１０μ
ｍ以下のシリカフラワー０．３〜２．０ｗｔ％を添加し
てなることを特徴とする。第２のジルコニア質不定形耐
火物は、ジルコニア−カーボン質れんが粉砕粉又はこれ
とジルコニアを主成分とし、粒径１００μｍ以下の炭化
珪素２〜１０ｗｔ％及び粒径１０μｍ以下のシリカフラ
ワー０．３〜２．０ｗｔ％を添加してなることを特徴と
する。前記ジルコニアカーボン質れんが粉砕粉は、ジル
コニア５０ｗｔ％以上を含有することが好ましい。又、
第３のジルコニア質不定形耐火物は、第１又は第２のも
のにおいて、水溶性フェノールレジン１０ｗｔ％以下を
添加してなることを特徴とする。
【０００５】主成分であるジルコニア（ＺｒＯ2 ）とし
ては、一般的にカルシア（ＣａＯ）安定化ジルコニア等
が用いられる。カーボン（Ｃ）の添加量が３ｗｔ％未満
であると十分な耐スラグ浸潤性が得られず、耐用性の向
上が認められない。一方、２０ｗｔ％を超えると添加水
分量が多大となり、気孔率が高くなり、耐用性の向上が
認められない。カーボンとしては、種々利用できるが、
親水性の高いカーボンブラックが最も有効である。マグ
ネシアカーボン（ＭｇＯ−Ｃ）質れんがに使用される鱗
状黒鉛は、疎水性が高く、オゾン処理や分散剤処理等の
親水処理をした方が良い。ピッチは、低融点、高揮発性
のため、単独使用では気孔率が増加し、高耐用が得られ
ないが、加熱時の溶解で付着面に移動し、母材への付着
性を高める効果が得られる。特に、１０００℃以上の温
度での焼成により、強固なカーボン結合を形成するの
で、カーボンブラックとの併用により気孔率が低下し、
緻密な施工体を得ることができる。炭化珪素（ＳｉＣ）
は、カーボンの酸化防止剤として機能する。粒径が１０
０μｍを超えると十分な酸化防止効果が得られず、耐用
性の低下をきたす。炭化珪素の添加量が２ｗｔ％未満で
あると十分な酸化防止効果が得られず、耐用性の低下を
きたす。一方、１０ｗｔ％を超えると酸化防止効果は十
分であるが、スラグとの反応による低融点化合物の生成
量が多くなるため、耐食性を著しく低下させる。シリカ
フラワーは、水和抑制剤として機能する。粒径１０μｍ
を超えると水和抑制効果が得られない。シリカフラワー
の添加量が０．３ｗｔ％未満であると水和抑制効果が得
られず、乾燥後施工体に亀裂が発生し易い。一方、２．
０ｗｔ％を超えると耐スラグ侵食性の低下が著しく、高
耐用が得られない。
ては、一般的にカルシア（ＣａＯ）安定化ジルコニア等
が用いられる。カーボン（Ｃ）の添加量が３ｗｔ％未満
であると十分な耐スラグ浸潤性が得られず、耐用性の向
上が認められない。一方、２０ｗｔ％を超えると添加水
分量が多大となり、気孔率が高くなり、耐用性の向上が
認められない。カーボンとしては、種々利用できるが、
親水性の高いカーボンブラックが最も有効である。マグ
ネシアカーボン（ＭｇＯ−Ｃ）質れんがに使用される鱗
状黒鉛は、疎水性が高く、オゾン処理や分散剤処理等の
親水処理をした方が良い。ピッチは、低融点、高揮発性
のため、単独使用では気孔率が増加し、高耐用が得られ
ないが、加熱時の溶解で付着面に移動し、母材への付着
性を高める効果が得られる。特に、１０００℃以上の温
度での焼成により、強固なカーボン結合を形成するの
で、カーボンブラックとの併用により気孔率が低下し、
緻密な施工体を得ることができる。炭化珪素（ＳｉＣ）
は、カーボンの酸化防止剤として機能する。粒径が１０
０μｍを超えると十分な酸化防止効果が得られず、耐用
性の低下をきたす。炭化珪素の添加量が２ｗｔ％未満で
あると十分な酸化防止効果が得られず、耐用性の低下を
きたす。一方、１０ｗｔ％を超えると酸化防止効果は十
分であるが、スラグとの反応による低融点化合物の生成
量が多くなるため、耐食性を著しく低下させる。シリカ
フラワーは、水和抑制剤として機能する。粒径１０μｍ
を超えると水和抑制効果が得られない。シリカフラワー
の添加量が０．３ｗｔ％未満であると水和抑制効果が得
られず、乾燥後施工体に亀裂が発生し易い。一方、２．
０ｗｔ％を超えると耐スラグ侵食性の低下が著しく、高
耐用が得られない。
【０００６】単独又はジルコニアとの併用で主成分とな
るジルコニア−カーボン質れんが粉砕粉は、焼成又は未
焼成のいずれのれんがを粉砕して得てもよい。ジルコニ
ア−カーボン質れんが粉砕粉は、ジルコニア５０ｗｔ％
未満であると十分な耐食性が得られない。ジルコニア−
カーボン質れんが粉砕粉を用いる場合、カーボンを２０
ｗｔ％を超えない範囲で必要に応じて添加することが望
ましい。
るジルコニア−カーボン質れんが粉砕粉は、焼成又は未
焼成のいずれのれんがを粉砕して得てもよい。ジルコニ
ア−カーボン質れんが粉砕粉は、ジルコニア５０ｗｔ％
未満であると十分な耐食性が得られない。ジルコニア−
カーボン質れんが粉砕粉を用いる場合、カーボンを２０
ｗｔ％を超えない範囲で必要に応じて添加することが望
ましい。
【０００７】水溶性フェノールレジンは、バインダーと
して機能する。非水溶性フェノールレンジは、アセト
ン、アルコール等の溶媒を使用しなければならず、専用
設備の設置等を要し、取り扱いが面倒である。バインダ
ーとしては、不定形材用に広く普及しているアルミナセ
メントや水硬性アルミナもあるが、その構成成分である
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）及びカルシアは低融点化合物の
生成による耐食性の低下を招き易い。水溶性フェノール
レジンの場合、焼成により元来含まれているカーボンの
一部となり耐食性の低下を起こしにくい。しかし、フェ
ノールレジンは、残炭率が５０％程度あり、添加量が１
０ｗｔ％を超えると気孔率の増加を招くため、耐食性が
低下する。又、フェノールレジンは、熱硬化性のため、
無加熱で脱型する場合、アルミナセメント等と併用し、
室温での硬化特性を補う必要がある。
して機能する。非水溶性フェノールレンジは、アセト
ン、アルコール等の溶媒を使用しなければならず、専用
設備の設置等を要し、取り扱いが面倒である。バインダ
ーとしては、不定形材用に広く普及しているアルミナセ
メントや水硬性アルミナもあるが、その構成成分である
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）及びカルシアは低融点化合物の
生成による耐食性の低下を招き易い。水溶性フェノール
レジンの場合、焼成により元来含まれているカーボンの
一部となり耐食性の低下を起こしにくい。しかし、フェ
ノールレジンは、残炭率が５０％程度あり、添加量が１
０ｗｔ％を超えると気孔率の増加を招くため、耐食性が
低下する。又、フェノールレジンは、熱硬化性のため、
無加熱で脱型する場合、アルミナセメント等と併用し、
室温での硬化特性を補う必要がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例、比較例及び従来例を参照して説明す
る。 実施例１〜６、比較例１〜８、従来例１〜６ 各種原料を表１、表２及び表３に示す各配合で混合し、
５０００ｍｌ容量の卓上ミキサーを使用して表１〜表３
に示す配合の清浄水と混練後、４０×４０×１６０ｍｍ
の型枠に流し込み、２４時間の養生、１１０℃の温度で
の２４時間の乾燥により各テストピース（試料）を作製
した（ただし、従来例５，６は、成形圧力：１ｔｏｎ／
ｃｍ2 でプレス成形して固形状のテストピースを得
た）。得られた各テストピースの各種の物性測定（従来
例１〜６を除く）、誘導炉ディップ法によるスラグ侵食
試験、スラグ浸潤試験及びスポーリング試験、並びに酸
化試験を行ったところ、それぞれの結果は表１〜表３に
示すようになった。各試験は、以下の要領で行った。ス
ラグ侵食、浸潤試験（試料切断面の侵食、浸潤量の測
定） 方法 ：誘導炉ディップ法 試料寸法：４０×４０×１６０ｍｍ 侵食剤 ：合成スラグ（Ｃ／Ｓ＝２） 試験温度：１６５０℃−１ｈ スポーリング試験（試料切断面の亀裂発生量の測定） 方法 ：誘導炉ディップ法 試料寸法：４０×４０×１６０ｍｍ（３５０℃−１２ｈ
乾燥品） 試験条件：無予熱で１６５０℃−５分浸漬後に１分間水
中急冷を２回繰り返す。 酸化試験（試料切断面の酸化層厚みの測定） 方法 ：電気炉焼成（ターンテーブル上） 試料寸法：４０×４０×４０ｍｍ 試験温度：１３００℃−２ｈ
て具体的な実施例、比較例及び従来例を参照して説明す
る。 実施例１〜６、比較例１〜８、従来例１〜６ 各種原料を表１、表２及び表３に示す各配合で混合し、
５０００ｍｌ容量の卓上ミキサーを使用して表１〜表３
に示す配合の清浄水と混練後、４０×４０×１６０ｍｍ
の型枠に流し込み、２４時間の養生、１１０℃の温度で
の２４時間の乾燥により各テストピース（試料）を作製
した（ただし、従来例５，６は、成形圧力：１ｔｏｎ／
ｃｍ2 でプレス成形して固形状のテストピースを得
た）。得られた各テストピースの各種の物性測定（従来
例１〜６を除く）、誘導炉ディップ法によるスラグ侵食
試験、スラグ浸潤試験及びスポーリング試験、並びに酸
化試験を行ったところ、それぞれの結果は表１〜表３に
示すようになった。各試験は、以下の要領で行った。ス
ラグ侵食、浸潤試験（試料切断面の侵食、浸潤量の測
定） 方法 ：誘導炉ディップ法 試料寸法：４０×４０×１６０ｍｍ 侵食剤 ：合成スラグ（Ｃ／Ｓ＝２） 試験温度：１６５０℃−１ｈ スポーリング試験（試料切断面の亀裂発生量の測定） 方法 ：誘導炉ディップ法 試料寸法：４０×４０×１６０ｍｍ（３５０℃−１２ｈ
乾燥品） 試験条件：無予熱で１６５０℃−５分浸漬後に１分間水
中急冷を２回繰り返す。 酸化試験（試料切断面の酸化層厚みの測定） 方法 ：電気炉焼成（ターンテーブル上） 試料寸法：４０×４０×４０ｍｍ 試験温度：１３００℃−２ｈ
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
【表３】
【００１２】表１〜表３から、本発明に係る実施例１〜
６のジルコニア質不定形耐火物は、比較例１〜８や従来
例１〜４のものに比べ、耐スラグ浸潤性、耐スラグ侵食
性に優れており、従来例５、６のジルコニア−カーボン
質れんがと同等の特性を得られることがわかる。
６のジルコニア質不定形耐火物は、比較例１〜８や従来
例１〜４のものに比べ、耐スラグ浸潤性、耐スラグ侵食
性に優れており、従来例５、６のジルコニア−カーボン
質れんがと同等の特性を得られることがわかる。
【００１３】なお、上述した実施例１〜６においては、
ジルコニア及び／又はジルコニア−カーボン質れんが粉
砕粉、カーボン、炭化珪素及びシリカフラワー等を原料
とする場合について説明したが、耐スポーリング性向上
のために有機繊維やセラミック繊維を添加したり、脱落
防止のために金属繊維を添加しても差し支えない。
ジルコニア及び／又はジルコニア−カーボン質れんが粉
砕粉、カーボン、炭化珪素及びシリカフラワー等を原料
とする場合について説明したが、耐スポーリング性向上
のために有機繊維やセラミック繊維を添加したり、脱落
防止のために金属繊維を添加しても差し支えない。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１、第
２のジルコニア質不定形耐火物によれば、カーボン、炭
化珪素及びシリカフラワーがジルコニアの特性を十分に
引き出すと共に、相互の短所を補うことができるので、
従来の不定形耐火物に比べ、耐スラグ浸潤性、耐スラグ
侵食性を高めることができ、ひいては耐用性を大幅に向
上することができる。又、第３のジルコニア質不定形耐
火物によれば、第１、第２のものの作用効果の他、フェ
ノールレジンが水溶性であると共に、バインダーとして
機能するので、その取り扱い及び施工性を容易にするこ
とができる。
２のジルコニア質不定形耐火物によれば、カーボン、炭
化珪素及びシリカフラワーがジルコニアの特性を十分に
引き出すと共に、相互の短所を補うことができるので、
従来の不定形耐火物に比べ、耐スラグ浸潤性、耐スラグ
侵食性を高めることができ、ひいては耐用性を大幅に向
上することができる。又、第３のジルコニア質不定形耐
火物によれば、第１、第２のものの作用効果の他、フェ
ノールレジンが水溶性であると共に、バインダーとして
機能するので、その取り扱い及び施工性を容易にするこ
とができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 ジルコニアを主成分とし、カーボン３〜
２０ｗｔ％、粒径１００μｍ以下の炭化珪素２〜１０ｗ
ｔ％及び粒径１０μｍ以下のシリカフラワー０．３〜
２．０ｗｔ％を添加してなることを特徴とするジルコニ
ア質不定形耐火物。 - 【請求項２】 ジルコニア−カーボン質れんが粉砕粉又
はこれとジルコニアを主成分とし、粒径１００μｍ以下
の炭化珪素２〜１０ｗｔ％及び粒径１０μｍ以下のシリ
カフラワー０．３〜２．０ｗｔ％を添加してなることを
特徴とするジルコニア質不定形耐火物。 - 【請求項３】 前記ジルコニア−カーボン質れんが粉砕
粉が、ジルコニア５０ｗｔ％以上を含有することを特徴
とする請求項２記載のジルコニア質不定形耐火物。 - 【請求項４】 水溶性フェノールレジン１０ｗｔ％以下
を添加してなることを特徴とする請求項１、２又は３記
載のジルコニア質不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9340522A JPH11157927A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | ジルコニア質不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9340522A JPH11157927A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | ジルコニア質不定形耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11157927A true JPH11157927A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18337797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9340522A Pending JPH11157927A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | ジルコニア質不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11157927A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001047832A1 (fr) * | 1999-12-24 | 2001-07-05 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Refractaire monolithique aqueux contenant du carbone |
| JP2009263203A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-11-12 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用耐火物 |
| JP2010100458A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用不定形耐火物 |
| KR20180010074A (ko) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 주식회사 포스코 | 내화조성물 및 이를 포함하는 주조용 턴디쉬 |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP9340522A patent/JPH11157927A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001047832A1 (fr) * | 1999-12-24 | 2001-07-05 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Refractaire monolithique aqueux contenant du carbone |
| JP2009263203A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-11-12 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用耐火物 |
| JP2010100458A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 竪型炉用不定形耐火物 |
| KR20180010074A (ko) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 주식회사 포스코 | 내화조성물 및 이를 포함하는 주조용 턴디쉬 |
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