CN100417627C - 不定型耐火材料 - Google Patents
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Abstract
本发明目的在于，作为用作铁水脱硅流槽、制钢用钢包、RH装置等内衬耐火材料的不定型耐火材料，提供一种高抗炉渣渗透性、高抗腐蚀性和体积稳定性同时优良的不定型耐火材料。作为其解决方法，公开了一种耐火材料，在包括不到0.75mm的微粉和0.75～10mm的骨料的不定型耐火材料中，所述微粉含有如下的组成：含有10～35质量%的MgO且MgO和Al2O3的总量在90质量%以上，而且在该微粉中，作为MgO源含有5～40质量%的方镁石-尖晶石粒子，所述骨料使用由氧化铝和/或尖晶石的粒子构成的材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗炉渣渗透性、抗腐蚀性以及体积稳定性都优良的不定型耐火材料。
背景技术
用作铁水脱硅流槽、制钢用钢包、RH装置等内衬耐火材料的不定型耐火材料，以往使用对高铝类不定型耐火材料的抗腐蚀性和抗炉渣渗透性进行改良而得到的氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料(特开昭55-23004号公报、特开昭59-128271号公报、特开昭64-87577号公报)、或者氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料(特开昭63-218586号公报)等。
一般地，不定型耐火材料的抗腐蚀性以及抗炉渣渗透性公知是由相当于不定型耐火材料的基体的微粉部分的抗腐蚀性以及抗炉渣渗透性决定的。(一般基体是指“在烧结材料中，其中包括气孔或者其他成分粒子而作为基底的连续金属相”。在本发明中，将作为成形体的不定型耐火材料的微粉部分称为基体。)因此，在氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料中，通过与氧化铝相比较多使用高抗腐蚀性并具有抑制炉渣渗透效果的尖晶石(28.3％MgO-Al2O3组成)微粉，可以改良抗腐蚀性以及抗炉渣渗透性。另一方面，在氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料中，通过在微粉部分使用氧化铝和氧化镁的微粉，可以利用高温使用时生成的尖晶石的作用来改善抗腐蚀性以及抗炉渣渗透性。
(注：在本发明中，在Al2O3-MgO的状态图中，将28.3％MgO-Al2O3组成的物质定义为具有尖晶石组织的物质，将28.3％MgO-Al2O3组成的状态称为尖晶石组织(texture)。参照图7的一般Al2O3-MgO状态图。在这里，作为组织是指耐火材料中的各种形状大小的气孔、粒子间的宏观关系。)
总而言之，上述氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料，由于基本上使构成基体的所有微粉、超微粉为尖晶石组织，因而耐用性提高。然而，本技术由于尖晶石微粉、特别是尖晶石超微粉为高价，因而存在经济性的问题。而且，在该耐火材料中，为了改良施工时的流动性而添加的氧化铝超微粉以及作为为了确保施工时的常温强度的粘合材料而添加的矾土水泥，与尖晶石在高温下反应，具有基体部分的组成从尖晶石组成向富含氧化铝侧偏移的倾向。其结果，认为与氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料相比，抗腐蚀性以及抗炉渣渗透性相对变差。然而，为了消除这种不合适的情况，使组成不向富含氧化铝侧偏移，也尝试添加氧化镁微粉。
另一方面，使用上述氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料，在使用时在高温区域下发生尖晶石生成反应时，由于结晶构造的变化，可能会有体积膨胀，发生裂纹的情况，存在体积稳定性差的问题。而且，该耐火材料，在氧化镁向周边的氧化铝相扩散时，出现单方向扩散现象，在氧化镁微粉扩散后出现缺位，生成气孔，这成为体积膨胀的主要原因，并且使抗炉渣渗透性劣化，因而在抗腐蚀性上存在问题。
上述现有技术所包含的技术上的问题点表示于图5。图5是表示作为现有技术的耐火材料的氧化铝-氧化镁材料，伴随烧成温度的变化其组织如何变化的示意图。在至烧成温度约1100℃的组织中，标号51是氧化镁微粉(MgO)。标号52是以氧化铝为主体的混合物质。在至烧成温度约1300℃的组织中，标号53是氧化镁(MgO)和其他物质的混合物。在该烧成温度中，氧化镁(MgO)以氧化镁粒子为中心向外侧扩散。也就是所述扩散是单方向扩散，并不产生向与图5的箭头(5a)相对的方向的扩散。而且在至约1500℃的高温下进行烧成时，氧化镁向单方向的扩散进一步进行，在标号53部分生成尖晶石。然而，同时生成原料氧化镁(MgO)的缺位所导致的气孔(54)。该气孔导致不定型耐火材料的高气孔率和膨胀率，是作为不定型耐火材料的物性的缺陷之一。也是导致高残余膨胀率的原因。
而且，在现有技术中，作为原料而使用的氧化镁微粉在与施工时添加的水反应，引起水合溃散(注：在此将由于水合反应而产生的耐火材料组织破坏的现象称为膨胀导致的水合溃散。)，成为水泥的硬化时间变动的原因，出现很多使用上的问题。
如上所述，氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料，与氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料相比，存在使用时基体组织(在这里将耐火材料组织的微粉部分定义为基体。)从尖晶石变成富含氧化铝，抗腐蚀性以及抗炉渣渗透性变差的问题。另一方面，氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料，虽然使用时的基体组织变成尖晶石，得到高抗腐蚀性和抗炉渣渗透性，但是产生由于尖晶石生成时的体积膨胀以及气孔生成所导致的裂纹等，体积稳定性劣化，并且由于生成气孔，存在抗炉渣渗透性不能改善至期待的程度的问题。
发明内容
为解决上述各种问题，把以下内容作为研究及开发的目的而作出本发明。也就是本发明作为铁水脱硅流槽、制钢用钢包、RH装置等内衬耐火材料而使用的不定型耐火材料，提供一种氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料所具有的高抗腐蚀性和高抗炉渣渗透性和氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料所具有的体积稳定性这两方特性同时优良的不定型耐火材料。
在面向实现上述目的研究中，发明者们得到如下的见解：如下的一种不定型耐火材料是有效的，其包括不到0.75mm的微粉和0.75～10mm的骨料，其特征在于，上述微粉含有如下的组成：相对微粉部所具有的整体质量100％，含有10～35质量％的MgO，并且MgO和Al2O3的总量相对微粉部具有的整体质量100％在90质量％以上，而且在该微粉中，相对不定型耐火材料整体质量100％，含有5～40质量％的作为MgO源的方镁石-尖晶石粒子，上述骨料由氧化铝和/或尖晶石的粒子构成。
而且，在本发明中，作为解决上述问题的解决方法，可以采用具有如下化学组成的不定型耐火材料：作为上述方镁石-尖晶石粒子，相对作为MgO源的原料所具有的整体质量100％，含有40～80质量％的MgO，余量为Al2O3。
即，本发明公开如下的内容。
1)一种不定型耐火材料，由以下材料构成：粒径不到0.75mm的微粉；和粒径在0.75mm以上、10mm以下并混合在该微粉中的骨料，
该微粉相对该微粉整体质量100％，含有10质量％以上、35质量％以下的MgO，而且，
在该微粉中，相对该微粉整体质量100％，MgO和Al2O3的总质量％在90％以上，而且，
该微粉相对该不定型耐火材料整体质量100％，含有5～40质量％的方镁石-尖晶石粒子，该方镁石-尖晶石粒子是作为含在该微粉中的MgO源的原料的相，而且，
该骨料包括由氧化铝、尖晶石中的至少任意一种构成的粒子。
2)如1)所述的不定型耐火材料，其中，方镁石-尖晶粒子相对作为该MgO源的原料的整体质量100％，含有40～80％的MgO、余量Al2O3，其中，该方镁石-尖晶石粒子是作为含在该微粉中的MgO源的原料的相。
3)一种铁水脱硅流槽，将1)所述的不定型耐火材料作为内衬耐火材料而使用。
4)一种制钢用钢包，将1)所述的不定型耐火材料作为内衬耐火材料而使用。
5)一种RH装置，将1)所述的不定型耐火材料作为内衬耐火材料而使用。
附图说明
图1是表示氧化镁原料中存在的氧化镁浓度和熔损以及炉渣渗透指数的关系的图表。
图2是表示氧化镁原料中存在的氧化镁浓度和残余膨胀率的关系的图表。
图3是表示不到0.75mm的微粉部的氧化镁浓度和熔损以及炉渣渗透指数的关系的图表。
图4是表示是表示不到0.75mm的微粉部的氧化镁浓度和残余膨胀率的关系的图表。
图5是表示现有技术的氧化铝-氧化镁材料的烧成过程和组织变化的示意图。
图6是表示本发明的的氧化铝-氧化镁材料的烧成过程和组织变化的示意图。
图7是一般MgO-Al2O3状态示意图。
具体实施方式
本发明的不定型耐火材料主要由粒径不到0.75mm的微粉和粒径为0.75～10mm的骨料构成。
以下对本发明的构成进行详细说明。
1)具有不到0.75mm的粒径的微粉
在本发明的不定型耐火材料中，最大粒径不到0.75mm的微粉含有MgO：10～35质量％，并且微粉中的MgO和Al2O3的总量需要在90质量％以上。(最大粒径如下确定：使微粉粒通过具有一定间隙的筛子，分成筛上和筛下，集中于筛下的微粉粒径的最大值为最大粒径。)
MgO和Al2O3的总量不到90质量％时，基体(微粉)中的杂质的量较多，不能发挥期待的抗腐蚀性。
将不定型耐火材料加热至使用环境的温度，不定型耐火材料的构成原料彼此发生扩散而均质化，但是原料的粒径越小，由该扩散得到的均质化越快，特别是在不定型耐火材料的使用温度区域(1600℃左右)，首先不到0.75mm的粒子彼此扩散而均质化，构成基体。另一方面，大于0.75mm的粒子与其他原料粒子的扩散均质化迟缓，在基体中成为岛状孤立的分散状态而不均质化。形成基体的微粉成分由于扩散均质化而变成方镁石-尖晶石粒子所带来的尖晶石相为主的组成。
因此，在本发明的不定型耐火材料中，基体的化学成分变成与尖晶石组成(28.3％MgO-Al2O3)相近的组成，因而促进了抑制炉渣渗透的作用。微粉中的MgO如果小于10质量％，则变得富含氧化铝，抑制炉渣渗透效果不充分。另一方面，如果MgO大于35质量％，则此时由于也偏离尖晶石组成，因而抑制炉渣渗透效果降低，且体积稳定性变差。因此，不到0.75mm的微粉的化学成分以MgO：10～35质量％、余量Al2O3为主，MgO和Al2O3的总量在90质量％以上，其余可以含有非晶质二氧化硅、因含在骨料中的杂质带来的7质量％以下的SiO2、因矾土水泥带来的3质量％以下的CaO等。
该微粉中的MgO源，需要相对不定型耐火材料所具有的整体质量，配合5～40质量％的方镁石-尖晶石粒子。(参照表1的作为MgO源的原料的添加量(质量％)。)其理由如下。
·方镁石-尖晶石粒子的添加量在5质量％以下时，微粉中的MgO量过少，作为耐火材料的抗腐蚀性恶化。
·相反，方镁石-尖晶石粒子超过40质量％时，微粉中的方镁石-尖晶石粒子的量变多。因此，需要添加用于确保不定型耐火材料施工时的流动性的Al2O3超微粉、用于确保低温强度的矾土水泥等微粉。其结果，作为不定型耐火材料整体，微粉的量变得过多。
由于上述两个理由，作为微粉中的MgO源的方镁石-尖晶石粒子的配合量，优选相对不定型耐火材料所具有的整体质量在5质量％以上并在40质量％以下。
这种MgO源，在作为不定型耐火材料的使用环境的1600℃前后，由于向基体中均质扩散，因而需要使平均粒径不到0.75mm。如上所述，由于0.75mm以上大小的粒子的扩散速度迟缓，因而成分元素偏析。也就是如果MgO源为0.75mm以上，则MgO源中的Mg元素向基体中的扩散不充分，基体的MgO浓度部分降低。因此，MgO源使用粒径不到0.75mm的材料。
从此观点来看，如现有技术所述，上述MgO源为MgO单体(方镁石)时，MgO成分在高温下向周边的Al2O3粒子层单方向扩散，在原来存在MgO的位置出现缺位。而且Al2O3粒子与移动来的MgO反应，生成尖晶石，体积膨胀。(参照图5。在图5中，参照标号5a表示MgO成分的单方向扩散。此外，标号51是MgO单体。标号52是以Al2O3为主要成分的混合物。标号53是MgO单体(51)与周边的Al2O3(52)反应后的混合物。)。其结果，作为基体整体，产生下述的体积膨胀的总和所构成的体积膨胀：因尖晶石生成时的密度变化导致的体积膨胀、和与原来存在MgO的位置上产生的缺位(气孔)相当的外观上的体积膨胀。如果将该体积膨胀率换算成线膨胀率，则MgO的缺位(气孔)导致的膨胀是密度变化导致的体积膨胀的约4.5倍。也就是可以认为方镁石-尖晶石类不定型耐火材料的体积稳定性降低是MgO成分向Al2O3粒子层单方向扩散而引起的。也就是可以认为所述体积稳定性的降低是因为使用MgO单体(方镁石)作为MgO源而导致的。
然而，上述MgO成分向Al2O3粒子层单方向扩散的问题，可以通过不只将MgO单体(方镁石)作为MgO源，而是向MgO单体(方镁石)中添加Al2O3成分，由方镁石-尖晶石构成MgO源来避免。然而，此时，在MgO源的组成(MgO单体+Al2O3)内，如果MgO单体成分超过80质量％，则抑制MgO成分的单方向扩散的效果不充分。
另一方面，如果相对方镁石-尖晶石的构成，MgO源变得富含氧化铝(注：氧化铝的含量变大。)，也就是MgO源由尖晶石单体或者尖晶石和刚玉(注：在本发明中，在不定型耐火材料的MgO-Al2O3状态图中，将α-氧化铝称为刚玉。)构成时，MgO源组成内的含MgO量变的不充足。其结果，不能使基体成为抗腐蚀性和抗炉渣渗透性优良的尖晶石组成。因此，需要使MgO源由方镁石和尖晶石构成。然而，在由方镁石和尖晶石构成的MgO源的组成内，MgO成分相对MgO源的整体质量在40质量％以下时，MgO成分与并用的氧化铝超微粉、矾土水泥反应。其结果，对于使基体接近尖晶石组成，MgO量变的不足。
因此，作为MgO源的方镁石-尖晶石粒子，优选使用具有如下化学组成的材料：相对MgO源的整体质量％，MgO浓度为40～80质量％且余量为Al2O3。
由上述成分组成构成的MgO源，由于由方镁石-尖晶石构成，因而相比使用方镁石单体，也可以减轻水合膨胀的问题。而且，这种MgO源，还具有如下的效果：由于作为不定型耐火材料而与水搅拌时，Mg离子溶出而导致的流动性的降低比较少，可以使作为该不定型耐火材料使用的时间变长。
上述具有不到0.75mm大小的微粉的余量的主要成分是最小粒径为0.1μm左右的Al2O3，可以单独或者混合使用天然矿物、电熔品、烧成品、焙烧品。
关于微粉的粒度分布，作为不定型耐火材料，为了提高粒子之间的填充性，优选具有粒度范围广的平缓的分布。
上述微粉作为内部组成而含有的MgO和Al2O3的总量，相对该微粉的整体质量％为90质量％以上。其理由为，如果其他成分(MgO和Al2O3以外)的成分超过10质量％而混入，则作为方镁石-尖晶石所构成的不定型耐火材料的抗腐蚀性和抗炉渣渗透性等特性劣化。
例如，作为MgO、Al2O3以外的微粉，可以含有0.2～2质量％左右(约0.2质量％以上、约2质量％以下)的非晶质二氧化硅微粉。上述的理由如下。
非晶质二氧化硅，由于在高温下生成低熔点物质而产生蠕变性。所述蠕变性可以缓和在耐火材料中产生的应力。(注：一般所谓“蠕变(creep)”是指如下的现象：因外力而在物体内部产生内力，作为单位面积上的内力的应力(stress)作用一定时间时，形变(strain)与时间同时增加。所述蠕变现象与材料的粘性也相关。该蠕变现象在弹性界限内也生成。在本说明书中的蠕变性，是指由于非晶质二氧化硅含有的低熔点物质的相变化，非晶质二氧化硅的粘性变化。这意味着缓和在耐火材料中产生的应力。)。然而，如果在0.2质量％以下，则应力缓和的效果不充分。另一方面，如果超过2质量％，则高温下的蠕变过剩，耐火材料整体收缩，其结果，在冷却耐火材料时产生裂纹。因此，在配和非晶质二氧化硅微粉时，其含量在0.2～2质量％左右。
2)具有0.75mm～10mm的粒径的骨料(注：本发明中，所谓“骨料”是指“为了制造不定型耐火材料，在与水泥、水搅拌时，与上述(1)中所述的该粒子同时混合的材料”。)
为了使施工体均质化，骨料的最大粒径通常为3～10mm左右的大小。
作为本发明中可以使用的骨料，比较理想的是氧化铝和/或尖晶石的粒子。该骨料优选从具有与基体部分(微粒子部分)相近的热膨胀率的材料中选择。这是因为，如果骨料的热膨胀率较大偏离基体的热膨胀率，则在骨料和基体的界面上产生裂纹，导致强度下降，因而不优选。由于本发明的不定型耐火材料的基体在使用环境下变成尖晶石组成，因而骨料优选为具有与尖晶石相近的热膨胀率的氧化铝和/或尖晶石。这些骨料可以使用天然矿物、电熔品、烧成品。
而且，可以在发明的不定型耐火材料中，相对该不定型耐火材料的整体质量％，可以最大配合50质量％左右的具有超过10mm、最大为40mm左右的粒径的粗骨料。
这是因为添加粗骨料不仅有助于降低成本，在改善耐裂纹性等方面也发挥效果。
3)其他添加物
作为本发明的不定型耐火材料的微粉构成物，另外作为粘合材料，相对该不定型耐火材料的整体质量，还可以含有0.5～10质量％左右的矾土水泥。
矾土水泥通常具有数μ～数十μ的粒度，是适用于确保常温强度的粘合材料。然而，该矾土水泥在0.5质量％以下时，不能充分确保该不定型耐火材料所具有的常温强度，因而不适合用于在施工后至烧成之间受到强外力的情况。另一方面，该矾土水泥相对不定型耐火材料的整体质量超过10质量％时，该不定型耐火材料所具有的强度上升消失，含有成分的CaO与Al2O3过剩生成低熔点成分，使高温强度降低，因而不优选。因此，在配合作为粘合材料的矾土水泥时，矾土水泥相对该不定型耐火材料的整体质量配合0.5～10质量％。
而且，在本发明的不定型耐火材料中，为了确保低水分下的流动性，可以添加水泥分散剂。作为该水泥分散剂可以使用一般使用的多羧酸类分散剂等市售品。
实施例
(1)向筛分成8～5mm、5～3mm、3～0.75mm、不到0.75mm的各级别粒度的电解熔融氧化铝骨料(一部分使用尖晶石电解熔融骨料)、平均粒度为50μm的烧成氧化铝微粉、平均粒度为2μm的易烧成(在低温下也能烧成)氧化铝超微粉以及表1记载的作为MgO源的原料(以下称为方镁石原料)中，添加4质量％的高铝水泥、1质量％的非晶质二氧化硅超微粉，并以附加成分量添加0.1质量％的高铝水泥用分散剂，制成本发明例和比较例的不定型耐火材料的配合物。
(2)向上述不定型耐火材料的配合物中，添加4质量％的水而进行搅拌，得到150～200mm排出流量(tap flow)的搅拌物后，使其流入型箱制成40×40×160mm的方柱状试验片以及具有上底45mm、下底70mm、高40mm的梯形截面的长度110mm的棱台状试验片，将该试验片在常温下养护24小时后，从型箱中取出，在110℃下干燥24小时，在大气中在1500℃下进行3小时烧成。
(3)在养护后以及烧成后，测定方柱状试验片的长度，求出残余膨胀率。
(注：用百分比表示在规定的温度下对耐火材料加热规定的时间后返回常温时的长度相对最初的长度所占的比例，称为“残余线膨胀收缩率。在此，加热后返回常温时的长度如果比开始的(加热前的)长度长，则称为“残余膨胀率”。如果比开始的长度短则称为“残余收缩率”。)
对方柱状试验片，使上底侧成为内面而对8个试验片进行组合，通过转鼓法进行炉渣侵蚀试验。使用丙烷燃烧器使鼓的内面升温至1700℃后，投入碱度4.0的钢包炉渣。该炉渣每一小时进行更换，总计保持5小时后，放置冷却。冷却后回收方柱状试验片，通过残余厚度测定侵蚀深度(因熔损而消失的厚度：熔损量)，通过因炉渣渗透而产生的变色部的长度来测定渗透深度。分别以本实施例1的长度为基准，求得熔损指数以及炉渣渗透指数。
(4)将上述试验的结果整理表示于表1、2。在表1中表示实施例，在表2中表示比较例。在表中，不到0.75mm的微粉的MgO浓度表示，将8～5mm、5～3mm、3～0.75mm的电解熔融氧化铝骨料(一部分使用尖晶石电解熔融骨料)以外的原料重量作为100，与此相对，在氧化镁原料中含有的氧化镁重量。
a.氧化镁原料的氧化镁浓度的影响
在图1和图2中图示了本实施例1～4、比较例1～3的熔损指数、炉渣渗透指数以及残余膨胀率。从这些图中可知，氧化镁原料中的氧化镁浓度在40％以下(相当于以往的氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料。参照表2中作为MgO源的原料的添加量。)时，由于烧成而产生的尖晶石较少，因而残余膨胀率较低但材料的抗炉渣渗透性差。相反，如果超过80质量％(相当于以往的氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料。参照表2中的作为MgO源的原料的添加量。)时，由于氧化镁的单方向扩散导致膨胀，因而残余膨胀率显著提高，并且作为伴随膨胀的多孔化的结果，也有损抗腐蚀性、抗炉渣渗透性。
另一方面，如本发明的实施例，在氧化镁原料中的氧化镁浓度在40～80质量％的范围内时，由于可以确保烧成所生成的尖晶石，因而不仅抗腐蚀性、抗炉渣渗透性都优良，由于烧成时不产生作为膨胀的原因的氧化镁的单方向扩散，因而得到残余膨胀率也低的效果。此外，由于不产生因烧成时的膨胀所导致的多孔化，因而也不会有损抗腐蚀性和抗炉渣渗透性。
表示本发明的铝-镁材料的烧成过程和组织变化的示意，在图6表示。在此，标号61表示MgO单体，标号62、67表示以氧化铝(Al2O3)为主体的与其他物质的混合物。箭头63和箭头64表示从MgO单体侧向周围的氧化铝和其他的混合物的扩散、以及与此成相反方向的从氧化铝侧向MgO单体侧的扩散。也就是本发明不产生单方向扩散，而是MgO和Al2O3之间的相互扩散。标号65、标号68是由于MgO的扩散而产生的气泡。然而，与现有技术相比，在本发明中，MgO扩散后的气孔很小。标号69是主要氧化铝(Al2O3)和氧化镁(MgO)反应后的尖晶石组织。如图6所示，在高温下，MgO的缺位导致的气孔很小，并且热膨胀也小。
如上所述，本发明的实施例的不定型耐火材料，具有不因烧成而膨胀并产生微细的尖晶石的特点，是同时具有以往的氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料以及氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料的优点的材料。
b.不到0.75mm的微粉的MgO浓度的影响
图3表示不到0.75mm的微粉部的氧化镁浓度和熔损以及炉渣渗透指数的关系。图4表示不到0.75mm的微粉部的氧化镁浓度和残余膨胀率的关系。在图3和图4中图示了本实施例6、8、9以及比较例5、6的值。
如图4可知，残余膨胀率几乎不受微粉部的MgO浓度的影响。这是因为，如果氧化镁原料中的氧化镁浓度在40～80质量％的范围内，则不产生氧化镁的单方向扩散。如图3可知，熔损指数(抗腐蚀性)随着微粉部的MgO的浓度增高而降低。炉渣渗透指数在微粉部的MgO浓度为10质量％以下或者为35质量％以上时劣化。另一方面，如本实施例这样，微粉部的MgO浓度在10～35质量％范围时，熔损指数、炉渣渗透指数以及残余膨胀率都得到良好的结果。
c.本发明的氧化镁原料粒度的影响
根据本实施例5～7和比较例4的比较，氧化镁原料超过0.75mm时(比较例4)，烧成时微细尖晶石的生成不充分，因而抗腐蚀性的劣化小但抗炉渣渗透性的劣化大。另一方面，氧化镁原料不到0.75mm时，烧成时可以确保尖晶石生成速度，可以生成微细的尖晶石，熔损指数、炉渣渗透指数以及残余膨胀率都得到良好的结果。
此外，如本实施例10那样，作为骨料可以也不使用氧化铝，而使用尖晶石，除了可以得到优良的抗炉渣渗透性和体积稳定性(低残余膨胀率)外，还可以改良抗腐蚀性。在本实施例11中，杂质的非晶质二氧化硅高，微粉中的MgO+Al2O3在90质量％左右，但是抗腐蚀性、抗炉渣渗透性、体积稳定性等在可以允许的范围内而为良好。
如上说明，在本发明中，对于氧化镁微粉原料，相对作为MgO源的原料的整体质量100，将作为该MgO源的原料所具有的氧化镁的浓度设定在40质量％以上、80质量％以下(40～80质量％)的范围内，从而抑制烧成过程中的热膨胀。同时，通过将作为该MgO源的原料的粒径设定为不到0.75mm，可以确保对不定型耐火材料进行烧成时产生的尖晶石的生成速度。作为该微粉的微粉部组成，相对该微粉所具有的整体质量100，将MgO浓度设定在10～35质量％，从而可以得到具有如下优良特性的不定型耐火材料。也就是在该不定型耐火材料的烧成过程中，可以微细生成抗腐蚀性和抗炉渣渗透性优良的尖晶石。本发明的不定型耐火材料是同时具有以往的氧化铝-尖晶石类不定型耐火材料和氧化铝-氧化镁类不定型耐火材料的优点的材料。
本发明可以作为铁水脱硅流槽、特别是脱硅流槽、制钢用钢包、RH装置等真空精炼装置等的内衬耐火材料等的注入(流し込み)成形用耐火材料使用。
该不定型耐火材料，对于通过注入(流し込み)施工、喷涂(付き付け)施工、压制(stamp)施工等施工过程得到的该不定型耐火材料是适合的。此外，该不定型耐火材料作为内衬用不定型耐火材料可以适用于所有用途。所述用途只是一例，并不限定于这些用途。
如上所述，本发明对于加热使用时形成基体的微粉部使用方镁石-尖晶石粒子，因而尖晶石相的生成所导致的体积膨胀率小，而且由于氧化镁的单方向扩散所导致的气孔的生成也消失，因而可以得到抗腐蚀性、抗炉渣渗透性优良，并且体积稳定性也优良的不定型耐火材料。
Claims (4)
1. 一种不定型耐火材料，由以下材料构成：粒径不到0.75mm的微粉；和粒径在0.75mm以上、10mm以下并混合在该微粉中的骨料，
该微粉相对该微粉整体质量100％，含有10质量％以上、35质量％以下的MgO，而且，
在该微粉中，相对该微粉整体质量100％，MgO和Al2O3的总质量％在90％以上，而且，
该微粉相对该不定型耐火材料整体质量100％，含有5～40质量％的方镁石-尖晶石粒子，该方镁石-尖晶石粒子是作为含在该微粉中的MgO源的原料的相，而且，
该骨料包括由氧化铝、尖晶石中的至少任意一种构成的粒子，而且，
方镁石-尖晶粒子相对作为该MgO源的原料的整体质量100％，含有40～80％的MgO、余量Al2O3，其中，该方镁石-尖晶石粒子是作为含在该微粉中的MgO源的原料的相。
2. 一种铁水脱硅流槽，将权利要求1所述的不定型耐火材料作为内衬耐火材料而使用。
3. 一种制钢用钢包，将权利要求1所述的不定型耐火材料作为内衬耐火材料而使用。
4. 一种RH装置，将权利要求1所述的不定型耐火材料作为内衬耐火材料而使用。
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