JP2000272956A - 不焼成アルミナ−マグネシア系れんが - Google Patents
不焼成アルミナ−マグネシア系れんがInfo
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- JP2000272956A JP2000272956A JP11080109A JP8010999A JP2000272956A JP 2000272956 A JP2000272956 A JP 2000272956A JP 11080109 A JP11080109 A JP 11080109A JP 8010999 A JP8010999 A JP 8010999A JP 2000272956 A JP2000272956 A JP 2000272956A
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- magnesia
- alumina
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２次精錬炉の鍋の内張りに使用した際に、耐
食性が良好で、亀裂、剥離、目地開き等が発生しない不
焼成耐火物を提供すること。 【解決手段】 組成が、Al2O3：94.7重量％、MgO：5.3
重量％、アルミナ原料として、電融アルミナを80重量
％，仮焼アルミナを10重量％、マグネシア原料として、
粒度3.36〜1.0mmの電融マグネシアを５重量％，および
粒度1.0mm以下の電融スピネルを５重量％配合した不焼
成アルミナ−マグネシア系れんが。
食性が良好で、亀裂、剥離、目地開き等が発生しない不
焼成耐火物を提供すること。 【解決手段】 組成が、Al2O3：94.7重量％、MgO：5.3
重量％、アルミナ原料として、電融アルミナを80重量
％，仮焼アルミナを10重量％、マグネシア原料として、
粒度3.36〜1.0mmの電融マグネシアを５重量％，および
粒度1.0mm以下の電融スピネルを５重量％配合した不焼
成アルミナ−マグネシア系れんが。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼工程におい
て、ＶＯＤ，ＶＡＤなどの２次精錬炉の鍋内張りに使用
する不焼成アルミナ−マグネシア系れんがに関する。
て、ＶＯＤ，ＶＡＤなどの２次精錬炉の鍋内張りに使用
する不焼成アルミナ−マグネシア系れんがに関する。
【０００２】
【従来の技術】CAMP-ISIJ VOL.1(1998)-1104（文献
１）、には、アルミナ−スピネル系れんが（以下、「Ａ
−Ｓれんが」という）においては、耐食性は、スピネル
量が20重量％で最少となり、耐浸透性は、スピネル量が
40〜60重量％で良好となることが示されている。また、
Ａ−Ｓれんがのスラグ抑制効果は、スラグの粘度が増大
し、加熱により気孔の微細化が起こることで説明される
としている。
１）、には、アルミナ−スピネル系れんが（以下、「Ａ
−Ｓれんが」という）においては、耐食性は、スピネル
量が20重量％で最少となり、耐浸透性は、スピネル量が
40〜60重量％で良好となることが示されている。また、
Ａ−Ｓれんがのスラグ抑制効果は、スラグの粘度が増大
し、加熱により気孔の微細化が起こることで説明される
としている。
【０００３】また、特公昭50−7611号公報（文献２）に
は、アルミナ−シリカ原料にマグネシア原料20〜40重量
％を添加し、使用中の加熱によりスピネルを生成させる
こと、そのことにより、スラグ吸収による収縮を抑制
し、容積安定性に優れた品質特性を示すことが開示され
ている。
は、アルミナ−シリカ原料にマグネシア原料20〜40重量
％を添加し、使用中の加熱によりスピネルを生成させる
こと、そのことにより、スラグ吸収による収縮を抑制
し、容積安定性に優れた品質特性を示すことが開示され
ている。
【０００４】しかし、文献１に記載のＡ−Ｓれんが中の
マグネシアはアルミナに固溶化しているため、使用中に
２次膨張が出にくく、ＶＯＤなどの苛酷な条件下では目
地溶損が大きくなり耐用性が短くなり問題となる。ま
た、スピネル量は、20〜40重量％（マグネシア７〜12重
量％）が最も耐食性良好な領域とされている。しかし、
これではマグネシア量が10％を超えると弾性率および膨
張率が高く、発生応力が上昇し亀裂、剥離が多く問題と
なる。
マグネシアはアルミナに固溶化しているため、使用中に
２次膨張が出にくく、ＶＯＤなどの苛酷な条件下では目
地溶損が大きくなり耐用性が短くなり問題となる。ま
た、スピネル量は、20〜40重量％（マグネシア７〜12重
量％）が最も耐食性良好な領域とされている。しかし、
これではマグネシア量が10％を超えると弾性率および膨
張率が高く、発生応力が上昇し亀裂、剥離が多く問題と
なる。
【０００５】文献２に記載のれんがにおけるマグネシア
原料の添加の場合、スピネル化による２次膨張は期待で
きるが、その量が、20〜40重量％と多すぎるので、取鍋
の内張り使用では冷却−加熱のサイクルが多くかつ1700
℃／３〜５時間の高温域使用のため膨張量が大きく、応
力吸収ができなくなり亀裂、剥離が多発し短命になると
いう問題があった。
原料の添加の場合、スピネル化による２次膨張は期待で
きるが、その量が、20〜40重量％と多すぎるので、取鍋
の内張り使用では冷却−加熱のサイクルが多くかつ1700
℃／３〜５時間の高温域使用のため膨張量が大きく、応
力吸収ができなくなり亀裂、剥離が多発し短命になると
いう問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のれんがよう
に、マグネシア原料の量が多いと、遊離のマグネシア量
も多く、２次膨張による亀裂、剥離が発生しやすい。ま
たマグネシア量が２重量％以下と少ないと２次膨張が少
なく目地開きが発生するという問題があった。
に、マグネシア原料の量が多いと、遊離のマグネシア量
も多く、２次膨張による亀裂、剥離が発生しやすい。ま
たマグネシア量が２重量％以下と少ないと２次膨張が少
なく目地開きが発生するという問題があった。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、２次精錬炉の鍋
の内張りに使用した際に、耐食性が良好で、亀裂、剥
離、目地開き等が発生しない不焼成耐火物を提供するこ
とである。
のであって、その目的とするところは、２次精錬炉の鍋
の内張りに使用した際に、耐食性が良好で、亀裂、剥
離、目地開き等が発生しない不焼成耐火物を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決するために、アルミナ−マグネシア系れんがに
ついて２次精錬炉の鍋用の内張り材として適切な材質を
得るための調査・研究をしていたところ、マグネシア
量、マグネシア供給原料及びその粒度を選択することに
より、耐食性、膨張量、圧縮強さを制御することができ
ることをことを見いだし、本発明を完成したものであ
る。
題を解決するために、アルミナ−マグネシア系れんがに
ついて２次精錬炉の鍋用の内張り材として適切な材質を
得るための調査・研究をしていたところ、マグネシア
量、マグネシア供給原料及びその粒度を選択することに
より、耐食性、膨張量、圧縮強さを制御することができ
ることをことを見いだし、本発明を完成したものであ
る。
【０００９】即ち、本発明に係る不焼成アルミナ−マグ
ネシア系れんがは、「組成が、Al2O3：80〜95重量％、M
gO：２〜10重量％、SiO2：０〜10重量％、不可避成分：
０〜３重量％からなり、マグネシア原料として、粒度3.
36〜1.0mm の電融マグネシアを１〜５重量％、および粒
度1.0mm 以下の電融スピネルを５〜20重量％配合するこ
とを特徴とする不焼成アルミナ−マグネシア系れん
が。」（請求項１）を要旨（発明を特定する事項）と
し、 ・結合剤として珪酸ソーダを、耐火原料100 重量部に対
して１〜５重量部添加すること（請求項２）、を特徴と
するものである。
ネシア系れんがは、「組成が、Al2O3：80〜95重量％、M
gO：２〜10重量％、SiO2：０〜10重量％、不可避成分：
０〜３重量％からなり、マグネシア原料として、粒度3.
36〜1.0mm の電融マグネシアを１〜５重量％、および粒
度1.0mm 以下の電融スピネルを５〜20重量％配合するこ
とを特徴とする不焼成アルミナ−マグネシア系れん
が。」（請求項１）を要旨（発明を特定する事項）と
し、 ・結合剤として珪酸ソーダを、耐火原料100 重量部に対
して１〜５重量部添加すること（請求項２）、を特徴と
するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、マグネシア量を適正範
囲とし、マグネシア供給原料としてマグネシアとスピネ
ルを選び、それらの配合割合、それらの粒度を選定する
ことにより、耐食性、膨張量、圧縮強さを制御すること
を特徴とするものである。
囲とし、マグネシア供給原料としてマグネシアとスピネ
ルを選び、それらの配合割合、それらの粒度を選定する
ことにより、耐食性、膨張量、圧縮強さを制御すること
を特徴とするものである。
【００１１】即ち、本発明は、膨張量を考慮して、マグ
ネシアの配合量(マグネシア換算で)を２〜10重量％と
し、さらに、耐食性の観点から、マグネシアを粗粒（1.
00〜3.36mm）で使用し、スピネルを微粉（1.0mm以下）
で使用するものである。
ネシアの配合量(マグネシア換算で)を２〜10重量％と
し、さらに、耐食性の観点から、マグネシアを粗粒（1.
00〜3.36mm）で使用し、スピネルを微粉（1.0mm以下）
で使用するものである。
【００１２】従来のようにマグネシア量が多いと、遊離
のマグネシアも多く、２次膨張による亀裂、剥離が発生
しやすい。またマグネシア量が２重量％以下と少ない
と、２次膨張が少なく目地開きが発生する。したがっ
て、マグネシア量は、２〜10重量％が好ましく、さらに
３〜７重量％がより好ましい。マグネシアは、耐食性が
良好だが膨張が大きい。一方、スピネルは、耐食性がマ
グネシアより少し劣るが膨張は小さい。そこで、この両
原料の特性を有効に利用するため、3.36〜1.0mm の粗粒
部にマグネシアを配し、1.0 〜0.3mm の微粉部にスピネ
ルを使用する構成で耐食性と膨張量を制御することが好
ましい。
のマグネシアも多く、２次膨張による亀裂、剥離が発生
しやすい。またマグネシア量が２重量％以下と少ない
と、２次膨張が少なく目地開きが発生する。したがっ
て、マグネシア量は、２〜10重量％が好ましく、さらに
３〜７重量％がより好ましい。マグネシアは、耐食性が
良好だが膨張が大きい。一方、スピネルは、耐食性がマ
グネシアより少し劣るが膨張は小さい。そこで、この両
原料の特性を有効に利用するため、3.36〜1.0mm の粗粒
部にマグネシアを配し、1.0 〜0.3mm の微粉部にスピネ
ルを使用する構成で耐食性と膨張量を制御することが好
ましい。
【００１３】図１，２から明らかなように、マグネシア
原料としては、粒界結合の分解を抑制し、耐食性を向上
するために、電融マグネシア（MgO 99.5重量％）を使用
することが好ましい。中でも、大結晶の電融マグネシア
を使用することがより好ましい。また、スピネル原料、
アルミナ原料も耐食性の観点から焼結品よりも電融品が
好ましい。スピネル原料としては、Al2O3 ：MgO ＝70：
30であるものを使用することが好ましい。アルミナ原料
の微粉部には、成形時の粘性可塑性を付与する目的で仮
焼アルミナを10〜20重量％添加する。なお、粘土などの
シリカ原料は、アルミナ原料より耐食性が劣るため使用
しない方が好ましい。
原料としては、粒界結合の分解を抑制し、耐食性を向上
するために、電融マグネシア（MgO 99.5重量％）を使用
することが好ましい。中でも、大結晶の電融マグネシア
を使用することがより好ましい。また、スピネル原料、
アルミナ原料も耐食性の観点から焼結品よりも電融品が
好ましい。スピネル原料としては、Al2O3 ：MgO ＝70：
30であるものを使用することが好ましい。アルミナ原料
の微粉部には、成形時の粘性可塑性を付与する目的で仮
焼アルミナを10〜20重量％添加する。なお、粘土などの
シリカ原料は、アルミナ原料より耐食性が劣るため使用
しない方が好ましい。
【００１４】製鋼工程における VOD，VAD などの２次精
錬炉の鍋では、リン、カーボン、クロムは鋼中介在物と
して鋼品質に悪影響を与えることから好ましくないた
め、本発明では、それらを含むものは使用できない。そ
のため、結合剤にも、リン、カーボン、クロムを含むも
のは使用できず、結合剤としては、珪酸ソーダを使用す
る。
錬炉の鍋では、リン、カーボン、クロムは鋼中介在物と
して鋼品質に悪影響を与えることから好ましくないた
め、本発明では、それらを含むものは使用できない。そ
のため、結合剤にも、リン、カーボン、クロムを含むも
のは使用できず、結合剤としては、珪酸ソーダを使用す
る。
【００１５】図３から明らかなように、耐食性を向上す
るためには、マトリックス部の気孔率をできるだけ小さ
くすることが好ましい。即ち、使用中にマトリックスの
充填度を維持し、見掛気孔率を低くすることにより、耐
食性を向上せしめる。本発明品は、１mm以上の粗粒部に
MgO を配合していることから、スピネル化に伴う適度の
２次膨張がある。一方 1.0mm以下の微粉部にスピネルを
配合していることから見掛気孔率が低くなり、スラグの
浸透を防止する。従来のMgO 添加品より、本発明品は、
１〜３％マトリックス部の見掛気孔率が低下するため耐
食性が10〜30％向上する。
るためには、マトリックス部の気孔率をできるだけ小さ
くすることが好ましい。即ち、使用中にマトリックスの
充填度を維持し、見掛気孔率を低くすることにより、耐
食性を向上せしめる。本発明品は、１mm以上の粗粒部に
MgO を配合していることから、スピネル化に伴う適度の
２次膨張がある。一方 1.0mm以下の微粉部にスピネルを
配合していることから見掛気孔率が低くなり、スラグの
浸透を防止する。従来のMgO 添加品より、本発明品は、
１〜３％マトリックス部の見掛気孔率が低下するため耐
食性が10〜30％向上する。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例
によって限定されるものではない。 （実施例１〜４，比較例１〜５）表１に記載の原料を配
合し、混練し、プレスにて圧力１ton/cm2 以上で成形し
た。乾燥は、120 ℃の低温、240 ℃の高温および300 ℃
以上のベーキングにより行なった。これにより、珪酸ソ
ーダの水和反応を抑制し完全にゲル化できた。得られた
不焼成耐火物について、各種の試験を行ない、表１に示
した。
本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例
によって限定されるものではない。 （実施例１〜４，比較例１〜５）表１に記載の原料を配
合し、混練し、プレスにて圧力１ton/cm2 以上で成形し
た。乾燥は、120 ℃の低温、240 ℃の高温および300 ℃
以上のベーキングにより行なった。これにより、珪酸ソ
ーダの水和反応を抑制し完全にゲル化できた。得られた
不焼成耐火物について、各種の試験を行ない、表１に示
した。
【００１７】
【表１】
【００１８】上記表１より、実施例１〜４における本発
明の不焼成アルミナ−マグネシア系れんがは、比較例１
〜５における不焼成アルミナ−マグネシア系れんがに比
して耐食性、残存膨張性において優れているとともに、
圧縮強さにおいても優れていることが明らかである。
明の不焼成アルミナ−マグネシア系れんがは、比較例１
〜５における不焼成アルミナ−マグネシア系れんがに比
して耐食性、残存膨張性において優れているとともに、
圧縮強さにおいても優れていることが明らかである。
【００１９】
【発明の効果】以上詳記したとおり、本発明の不焼成ア
ルミナ−マグネシア系れんがは、実炉の鍋内張りに使用
したところ、ＶＯＤ，ＶＡＤ等の苛酷な条件下において
も高耐食性で適正な残存膨張性を具備することから高耐
用性であることを示した。また、特殊鋼鍋に使用したた
めリン、カーボン、クロムなどの余分な鋼中介在物の侵
入という欠点がなくなった。さらに、不焼成れんがのた
め製造コストも安く、従来のドロマイトれんがに比べ耐
用性も良好であった。
ルミナ−マグネシア系れんがは、実炉の鍋内張りに使用
したところ、ＶＯＤ，ＶＡＤ等の苛酷な条件下において
も高耐食性で適正な残存膨張性を具備することから高耐
用性であることを示した。また、特殊鋼鍋に使用したた
めリン、カーボン、クロムなどの余分な鋼中介在物の侵
入という欠点がなくなった。さらに、不焼成れんがのた
め製造コストも安く、従来のドロマイトれんがに比べ耐
用性も良好であった。
【図１】電融マグネシアの効果を示す図である。
【図２】各種マグネシアの耐食性を示す図である。
【図３】マトリックスの充填度と耐食性の関係を示す図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 肇 東京都千代田区大手町一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 若杉 勝廣 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 品 川白煉瓦株式会社内 (72)発明者 西原 健 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 品 川白煉瓦株式会社内 Ｆターム(参考） 4G030 AA07 AA36 AA37 BA27 BA33 GA11 GA13 PA03 4K013 CF19 4K051 AA02 AA05 BB02 BB07 BE03
Claims (2)
- 【請求項１】 組成が、Al2O3：80〜95重量％、MgO：２
〜10重量％、SiO2：０〜10重量％、不可避成分：０〜３
重量％からなり、マグネシア原料として、粒度3.36〜1.
0mmの電融マグネシアを１〜５重量％、および粒度1.0mm
以下の電融スピネルを５〜20重量％配合することを特徴
とする不焼成アルミナ−マグネシア系れんが。 - 【請求項２】 結合剤として珪酸ソーダを、耐火原料10
0 重量部に対して１〜５重量部添加することを特徴とす
る請求項１に記載の不焼成アルミナ−マグネシア系れん
が。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080109A JP2000272956A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 不焼成アルミナ−マグネシア系れんが |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080109A JP2000272956A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 不焼成アルミナ−マグネシア系れんが |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000272956A true JP2000272956A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13709029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11080109A Pending JP2000272956A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 不焼成アルミナ−マグネシア系れんが |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000272956A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061070A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | 耐火れんが |
| JP2013072137A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Shinagawa Refractories Co Ltd | 製鋼用容器の内張りライニング構造 |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11080109A patent/JP2000272956A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061070A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | 耐火れんが |
| US7939458B2 (en) | 2005-11-25 | 2011-05-10 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Refractory brick |
| JP2013072137A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Shinagawa Refractories Co Ltd | 製鋼用容器の内張りライニング構造 |
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