JP2000327406A - 耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れんがおよび溶融金属容器 - Google Patents

耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れんがおよび溶融金属容器

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JP2000327406A
JP2000327406A JP11130604A JP13060499A JP2000327406A JP 2000327406 A JP2000327406 A JP 2000327406A JP 11130604 A JP11130604 A JP 11130604A JP 13060499 A JP13060499 A JP 13060499A JP 2000327406 A JP2000327406 A JP 2000327406A
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chromia
alumina
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slag
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JP11130604A
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Yoshitoshi Saito
吉俊 齋藤
Koji Kono
幸次 河野
Hajime Kasahara
始 笠原
Kazuo Nonobe
和男 野々部
Ichiro Yamashita
一郎 山下
Satoshi Tsuboi
聡 坪井
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Kyushu Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Kyushu Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶銑容器、溶鋼容器、脱ガス容器等の溶融金
属容器に使用するクロミア含有れんがにおいて、耐スラ
グ浸潤性を向上させる。また、特にアルミナ−クロミア
質れんがのスラグに対する耐食性を改善する。 【解決手段】クロミア含有れんがにおいて金属Siを添
加する。その添加量はクロミアを含有する耐火材料10
0重量部に対し0.2〜10重量部が好適である。アル
ミナ−クロミア質れんがにおいて、クロミア原料として
酸化クロムおよび必要に応じてアルミナ−クロミア固溶
体を配する。また、Al23含有量が90重量%以上の
アルミナ原料を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は特に耐スラグ浸潤性
に優れたクロミア含有れんがおよびそれを内張りしてな
る溶融金属容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】クロミア含有れんがは溶解炉(溶融還元
炉を含む)、溶銑鍋等の溶銑用容器のような比較的塩基
度の低いスラグからの取鍋等の溶鋼容器のように高塩基
度スラグまで各種スラグに対して優れた耐食性を有する
炉材として広く使用されている。クロミアを含有するれ
んがとしてアルミナ−クロミア質れんが(例えば特開昭
56−45865号公報)やマグネシア−クロミア質れ
んが(例えば特開昭52−913号公報)のようなクロ
ミア含有れんがが知られている。
【0003】マグネシア−クロミア質れんがはクロミア
の高耐食性に加えてマグネシアも耐食性に優れることも
あって優れた耐食性を有している。一方、アルミナ−ク
ロミア質れんがは耐食性はマグネシア−クロミア質れん
がに劣るものの、熱スポーリングやスラグ浸潤による構
造スポーリングに対する抵抗性は比較的良好なものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、確かに耐用性に優れた耐火物を得ることができる
が、新たに以下に記述するような改善すべき問題点が判
明した。
【0005】マグネシア−クロミア質れんがは特開昭5
2−913号公報記載のものを含め、比較的高温で焼成
され、耐食性に優れる緻密な組織を有するものである
が、スラグ浸潤により構造的スポーリングを生じやすい
欠点があった。
【0006】また、アルミナ−クロミア質れんがは、マ
グネシア−クロミア質れんがに比較し、耐食性について
は劣っている。これは、特開昭56−45865号記載
のものも含め、アルミナ−クロミア質れんがに使用され
るクロミア原料は天然のクロム鉱が一般的であり、不純
物を多く含む原料であることにも起因するものである。
溶融金属容器のうち、溶銑容器の中には使用温度が13
00〜1500℃程度と比較的低いものもあるが、溶解
炉や溶鋼容器、脱ガス容器ではさらに高温の苛酷な条件
に曝されるために高耐食性が要求される。耐食性向上を
目的に高純度のアルミナ原料を使用すると、耐熱スポー
リング性の低下やスラグ浸潤の増大を招く。また、クロ
ム鉱に替えて酸化クロムを使用すると耐食性には有効で
あるが、酸化クロムは微粉に限られるために、おのずと
その使用量は限られ、耐食性向上効果には限界がある。
【0007】本発明は、鋼の高品質化が一層求められ、
ますます操業条件が苛酷化する中で、満足しうる耐スポ
ーリング性および耐食性を有するクロミア含有れんがお
よび溶融金属容器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らはクロミア含
有れんがに関する上記課題を解決するために鋭意検討を
重ねてきた。本発明の要旨とするところは、 (1)クロミア含有する耐火材料に、金属Siを添加し
てなることを特徴とする耐スラグ浸潤性に優れたクロミ
ア含有れんが; (2)クロミアを含有する耐火材料100重量部に、金
属Siを0.2〜10重量%添加してなることを特徴と
する耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れんが; (3)クロミアを含有する耐火材料がクロミア原料とア
ルミナ原料を主体とすることを特徴とする(1)または
(2)に記載の耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れ
んが; (4)クロミア原料として酸化クロムを使用する(3)
に記載の耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れんが; (5)クロミア原料としてアルミナ−クロミア固溶体を
使用し、さらに高耐スポーリング性に優れることを特徴
とする(4)に記載の耐スラグ浸潤性に優れたクロミア
含有れんが; (6)アルミナ原料が純度90重量%以上である(3)
〜(5)のいずれか1項に記載の耐スラグ浸潤性に優れ
たクロミア含有れんが; (7)(1)〜(6)のいずれか1項に記載の耐スラグ
浸潤性に優れたクロミア含有れんがを全部または一部に
内張りしてなることを特徴とする溶融金属容器;にあ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0010】本発明はクロミアを含有する耐火材料に金
属Siを添加する点に大きな特徴がある。金属Siは熱
間でSiO2となり、れんがのマトリックス中でガラス
状態となり焼結を促進する。その結果、マトリックスの
緻密化が促進され、スラグ浸潤防止効果が向上する。ま
た、スラグに接触した際、SiO2がスラグ中に溶出
し、スラグ中のSiO2成分が増加しスラグ粘性が高ま
ることによってもスラグ浸潤が抑制される。クロミアの
スラグに対する高耐食性に加えて、金属Siによるスラ
グ浸潤防止効果により、クロミア含有れんがの主損傷要
因である構造的スポーリングが防止される。この金属S
iによる効果は、スラグの塩基度に関わらず発揮される
ため、溶銑容器、溶鋼容器、脱ガス容器などの各種溶融
金属容器に使用するれんがに適用可能である。
【0011】本発明はクロミア含有れんがに関するもの
であり、クロミア原料が必須である。クロミア原料とし
てはクロム鉱、酸化クロム、アルミナ−クロミア固溶
体、マグネシアクロムクリンカー等が使用できるが、耐
食性を考慮するとできるだけ不純物の少ない原料の使用
が好ましい。クロミア原料はそのスラグに濡れにくい特
性を生かし化学的溶損防止に作用する。したがって、ス
ラグとの接触面積が大きくなるように微細な粒度域主体
の使用が望ましい。
【0012】また、本発明は前述のれんがを全部または
一部に内張りしてなる溶融金属容器である。ここで、溶
融金属容器とは溶解炉(溶融還元炉を含む)、混銑車、
溶銑鍋等の溶銑容器、転炉、取鍋、タンディッシュ等の
溶鋼容器、RH、DH、VOD、CAS等の脱ガス容器
などである。
【0013】次に数値限定の理由について説明する。
【0014】クロミアの含有量は20〜70重量%が好
ましい。20重量%未満では 耐食性の低下につなが
り、また、70重量%を超えるとれんがが著しく高弾性
率化し、そのため耐熱スポーリング性が大きく低下する
からである。
【0015】金属Siはクロミアを含有する耐火材料1
00重量部に対し0.2〜10重量部の範囲が好まし
く、0.5〜5重量部が特に好ましい。この量が0.2
重量部未満では添加効果が得られず、10重量部を超え
るようになると緻密化した変質層が厚く形成され構造的
スポーリングを生じやすくなる。金属Siの粒径は0.
125mm未満のものが好ましく、純度はできるだけ高
純度のもの、例えば純度90重量%のものが好ましい。
【0016】クロミアを含有する耐火材料のクロミア原
料以外の材料は特に限定されるものではなく、電融アル
ミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト、ムライト、シリマ
ナイト等のアルミナ原料、スピネル、マグネシア、ジル
コン等を単独あるいは混合して80重量%まで使用する
ことができる。使用温度の低い溶融金属容器に使用する
場合はアンダリューサイト、シャモット、ロー石等の使
用も可能である。
【0017】アルミナ−クロミア質れんがにおいてクロ
ミア原料の残部を構成するアルミナは、粗、中粒部主体
に使用し、天然原料、焼結品、電融品のいずれも使用可
能であるが、高耐食性が要求される場合にはAl23
有量90重量%以上のものが望ましい。アルミナは粗、
中粒部主体に粒度調整して使用するが、微粉部への使用
も可能である。アルミナ原料の使用量は30〜80重量
%であることが好ましい。30重量%未満では耐スポー
リング性の低下を招くこととなり、80重量%超では耐
食性の低下を招くことになるからである。
【0018】なお、本明細書において、粗粒として、粒
径1mm以上、中粒は0.125mm以上1mm未満、
微粒は0.125mm未満とする。
【0019】本発明はクロミア含有れんがの耐スラグ浸
潤性向上に効果を発揮する。使用する設備に応じて耐火
材料の材質を選択するが、例えば、溶銑容器ではアルミ
ナ−クロミア質れんが、溶鋼容器や脱ガス容器ではマグ
ネシア−クロミア質れんがが好適である。アルミナ−ク
ロミア質れんがを溶解炉や溶鋼容器、脱ガス容器のよう
な使用条件の苛酷な設備に使用する場合は耐食性の向上
が要求される。その場合、クロミア原料として酸化クロ
ムやアルミナ−クロミア固溶体のように不純物の少ない
原料の使用が好ましい。酸化クロムを使用する場合は微
粉域への使用となるが、その量は耐火材料中の10〜3
5重量%が好ましく、15〜30重量%がより好まし
い。れんがの粒度構成において、微粉部は一般に10〜
35重量%程度の範囲で構成されるが、本発明では、れ
んがの使用条件により要求される耐食性に応じて、微粉
部の全量を酸化クロムとしても良いし、一部にアルミナ
の微粉を使用しても良い。酸化クロム微粉の量が10重
量%未満では、スラグに対する耐食性が十分でなく、3
5重量%を超えるようになると、れんが中の微粉量が多
すぎるため、耐食性が悪化する。酸化クロムはできるだ
け高純度のものが望ましく、顔料などに使用されるもの
がそのまま使用できる。
【0020】アルミナ−クロミア質れんがにおいて、使
用条件により一層の耐食性が求められ、酸化クロム微粉
の量以上にクロミア分が必要となる場合には、アルミナ
−クロミア固溶体を使用することによりクロミア分を増
量する。アルミナ−クロミア系では全率固溶体を形成す
るため、Al23:Cr23比は任意に設定することが
可能であるが、好ましくは重量比で10:90〜90:
10、より好ましくは30:70〜70:30の構成範
囲である。れんが中に必要なクロミア分が含まれるよう
にアルミナ−クロミア固溶体の組成および使用量を決定
すればよいが、使用量は40重量%を超えない範囲とす
る。アルミナ−クロミア固溶体は種々の粒度のものが得
られることより、使用粒径も任意に設定することができ
るが、耐食性向上のためにはクロミア分とスラグとの接
触機会を多くすることが有効であるため、細かい粒度域
に使用することが望ましい。アルミナ−クロミア固溶体
の使用量が40重量%を越えると、粗い粒度域への使用
割合が増し、それ以上の耐食性向上効果は得られなくな
ることに加え、必然的にアルミナ原料の量が減少し、ス
ラグ成分の浸潤により変質層を厚く形成するようにな
り、また、コスト的にも不利になるため使用量は40重
量%以下とする。アルミナ−クロミア固溶体は所定の割
合に混合された高純度のアルミナと酸化クロムを100
0℃以上に加熱して得られたものを、粉砕して所定の粒
度に分級したものを使用する。
【0021】本発明のれんがは上述した配合構成にリン
酸塩、ケイ酸塩等の適当な結合材を加え混練、成形後乾
燥した不焼成れんが、あるいは乾燥後、良好な組織が得
られる温度で焼成した焼成れんがのいずれでも使用可能
である。なお、特性を損なわない範囲で粘土などの添加
剤を使用することは構わない。
【0022】
【実施例】以下に本発明を実施例によって説明する。た
だし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。表1,表2はアルミナ−クロミア質れんがの実施例
である。実施例1〜7および9〜11は成形、乾燥後に
1400℃で焼成したものであり、実施例8は乾燥した
だけの不焼成品である。表2に示した比較例についても
同様に作成した。使用した電融アルミナはAl23含有
量99重量%、ボーキサイトはAl23含有量が85重
量%のものである。また、アルミナ−クロミア固溶体は
Al23:Cr23=50:50(重量比)の組成のも
のである。クロム鉱は天然原料でCr23含有量が34
重量%のものである。
【0023】表3はマグネシア−クロミア質れんが焼成
品の例を示した。表中、焼結マグネシアはMgO=98
%のクリンカー、電融マグクロはMgO=56%、Cr
23=30%、Al23=4%、Fe23=7%の組成
のクリンカーである。
【0024】耐食性試験(I)はSiO2=35%、A
23=12%、FeO=10%、CaO=35%、M
gO=8%の組成(C/S=1)のスラグを使用し、1
650℃で5時間の回転浸食試験を実施し、溶損量、ス
ラグ浸潤量を測定した。耐食性試験(II)は、SiO
2=15%、Al23=10%、FeO=15%、Ca
O=45%、MgO=10%、MnO2=5%の組成
(C/S=3)のスラグを使用し、1750℃で5時間
の回転浸食試験を実施し、溶損量、スラグ浸潤量を測定
した。耐スポーリング性試験、耐食性試験の結果も各表
に示した。
【0025】本発明のれんがによれば、低塩基度スラ
グ、高塩基度スラグいずれの場合でも金属Siの添加に
より、スラグ浸潤は大幅に低減している。また、実施例
6,7,8に示すように、アルミナ−クロミア固溶体の
使用によりクロミア分を増加させると耐食性が向上す
る。金属Siは10重量%を超えない方が好ましく、実
施例10に示すような過剰に添加したものはスラグ浸潤
は低減するが、緻密化した変質層が厚く形成され、健全
な層との境界に亀裂が生じていた。また、表3よりマグ
ネシア−クロミア質れんがにおいても金属Si添加によ
る耐スラグ浸潤性の向上が明らかである。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】本発明のクロミア含有れんがによれば、
耐スラグ浸潤性の大幅な向上が可能である。また、アル
ミナ−クロミア質れんがにおいて高耐食性が得られる。
本発明のれんがを各種溶融金属容器に使用した場合、ス
ラグ浸潤による構造的スポーリングが防止されるため
に、大幅な耐用の向上が期待できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 幸次 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 笠原 始 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 野々部 和男 岡山県備前市浦伊部1099−7 (72)発明者 山下 一郎 岡山県備前市新庄1155−3 (72)発明者 坪井 聡 岡山県岡山市古新田26−1 Fターム(参考) 4G030 AA22 AA36 AA37 BA28 4K013 CE09 CF12 CF13 CF19 4K051 AA00 AA01 AA02 AA05 AA06 AB03 BB02 BB07 BE03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロミアを含有する耐火材料に、金属S
    iを添加してなることを特徴とする耐スラグ浸潤性に優
    れたクロミア含有れんが。
  2. 【請求項2】 クロミアを含有する耐火材料100重量
    部に、金属Siを0.2〜10重量%添加してなること
    を特徴とする耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れん
    が。
  3. 【請求項3】 クロミアを含有する耐火材料がクロミア
    原料とアルミナ原料を主体とすることを特徴とする請求
    項1または2に記載の耐スラグ浸潤性に優れたクロミア
    含有れんが。
  4. 【請求項4】 クロミア原料として酸化クロムを使用す
    る請求項3記載の耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有
    れんが。
  5. 【請求項5】 クロミア原料としてアルミナ−クロミア
    固溶体を使用し、さらに高耐スポーリング性に優れるこ
    とを特徴とする請求項4に記載の耐スラグ浸潤性に優れ
    たクロミア含有れんが。
  6. 【請求項6】 アルミナ原料が純度90重量%以上であ
    る請求項3〜5のいずれか1項に記載の耐スラグ浸潤性
    に優れたクロミア含有れんが。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の耐
    スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れんがを全部または
    一部に内張りしてなることを特徴とする溶融金属容器。
JP11130604A 1999-05-11 1999-05-11 耐スラグ浸潤性に優れたクロミア含有れんがおよび溶融金属容器 Withdrawn JP2000327406A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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