JP2003246683A - 不定形耐火物 - Google Patents

不定形耐火物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の焼結収縮を抑制することで高い耐スポ
ーリング性を有し、かつ高耐食性を有する不定形耐火物
を提供する。 【解決手段】 鉄−バナジウム合金の製造工程より副生
し、スピネル(MgO・Al2O3)および/またはコランダムが
主成分であるバナジウム滓が5〜80重量%、残部が粒度
調整された耐火性材料、分散剤および結合剤からなる配
合物に、長さ0.5〜20mmの有機質繊維を外掛けで0.01
〜0.5重量%含有させてなることを特徴とする不定形耐
火物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不定形耐火物に関
し、詳しくは、製鋼用窯炉である高炉樋,溶銑鍋,混銑
車,転炉,取鍋,RH,TD等や、各種工業用窯炉等の
施工および補修に用いられる不定形耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、製鋼用窯炉や各種工業用窯炉等の
窯炉内張り用耐火物として,不定形耐火物が広く適用さ
れている。これら窯炉に使用される不定形耐火物の損傷
要因の一つとして、材料の焼結収縮に伴う亀裂や剥離の
発生がある。そのため、材料の焼結収縮を抑制するため
に、膨張性原料であるアンダルサイトやカイヤナイトを
添加される場合がある。
【0003】アンダルサイトやカイヤナイトは、1300℃
以上の高温で安定なムライトへ結晶構造が変化し、その
際に膨張することが知られている。しかし、アンダルサ
イトやカイヤナイトはSiO2成分を多く含むため、アルミ
ナ等に比較して溶融スラグ等へ対する耐食性が低いとい
う問題点があった。
【0004】一方、鉄−バナジウム合金の製造工程より
副生するバナジウム滓は、化学成分としてAl2O3とMgOを
主成分とするため、溶融スラグ等に対して高い耐食性を
有し、かつ特定の条件下で膨張することが知られてい
る。例えば、特公昭39−24344号公報には、このバナジ
ウム滓の高い耐食性に着目し、耐火煉瓦の原料として利
用する技術が開示されている。また、特公平4−63032号
公報,特開平9−157042号公報には、バナジウム滓の高
膨張を好ましくない特性と位置付け、特定の組成下で膨
張を抑える技術が開示されている。
【0005】しかしながら、実際には、上記特公平4−6
3032号公報,特開平9−157042号公報に記載の特殊な技
術を用いなくても、バナジウム滓を使用した耐火物自体
に異常膨張が起きる例は極めて少なく、そのため、バナ
ジウム滓は、単に安価な高耐食性原料として利用されて
いるのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】製鋼用窯炉や各種工業
用窯炉等の使用条件の過酷化・多様化により、これらの
窯炉に使用される不定形耐火物には、より高い耐スポー
リング性と耐食性が要求されている。本発明は、上記要
求に鑑み成されたものであって、その目的とするところ
は、材料の焼結収縮を抑制することで高い耐スポーリン
グ性を有し、かつ高耐食性を有する不定形耐火物を提供
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】バナジウム滓は、高耐食
性を有し、かつ高温下の酸化雰囲気中で膨張する。本発
明者等は、このバナジウム滓の高耐食性と高膨張性に着
目し、これを従来から材料の焼結収縮抑制のために使用
されてきたアンダルサイトやカイヤナイトの代替品とす
ることを考えた。その結果、材料にバナジウム滓と共に
特定量の有機繊維を添加すれば、バナジウム滓の本来の
膨張性が発揮されることを見出し、本発明に至った。
【0008】すなわち、本発明は、「鉄−バナジウム合
金の製造工程より副生し、スピネル(MgO・Al2O3)および
/またはコランダムが主成分であるバナジウム滓が5〜8
0重量%、残部が粒度調整された耐火性材料、分散剤お
よび結合剤からなる配合物に、長さ0.5〜20mmの有機
質繊維を外掛け0.01〜0.5重量%含有させてなる不定形
耐火物」である(請求項1)。また、本発明は、上記不定
形耐火物において、バナジウム滓の粒度が45μm以上と
した不定形耐火物であり(請求項2)、さらには、上記不
定形耐火物において、バナジウム滓のMgO含有量が10%
以下である不定形耐火物である(請求項3)。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明するが、それに先立って、本発明で奏する作用効
果を含めて、本発明を詳細に説明する。
【0010】バナジウム滓が高温下の酸化雰囲気中で膨
張することは公知となっている。これは、バナジウム滓
に金属バナジウムやMg-Al-Oという酸素不足の結晶を含
んでおり、これらが高温下で酸素と反応することで、V2
O5やMgO- Al2O3へ変化することが原因と考えられてい
る。しかし、本発明者等の研究によれば、不定形耐火物
にバナジウム滓のみを添加した場合、不定形耐火物を構
成する他の耐火性骨材や耐火性微粉によって酸素の供給
路が遮断され、十分な膨張挙動が得られないことが判明
した。特に緻密な材料では、十分な酸素量が確保され難
く、バナジウム滓の膨張性が損なわれるため、前記した
特公平4−63032号公報や特開平9−157042号公報に開示
されているような技術を用いるまでもなく、バナジウム
滓の膨張は小さくなる。従って、材料の焼結収縮抑制を
目的にバナジウム滓を活用することは、困難であった。
【0011】本発明者等は、バナジウム滓の高膨張性を
活用する研究を重ねた結果、気孔率の低い緻密質不定形
耐火物においても、特定量の有機繊維を添加すること
で、焼結収縮抑制を目的としたバナジウム滓の使用が可
能であることを見出した。有機質繊維を添加したもの
は、使用による加熱を受けると、繊維の消失で微細な空
隙が生じ、この空隙が耐火物中のバナジウム滓への酸素
供給経路を確保し、バナジウム滓の膨張を促すものと考
えられる。
【0012】本発明に使用するバナジウム滓は、鉄−バ
ナジウム合金の製造工程から副生するスラグであり、そ
の添加量は5〜80重量%である。5重量%未満では、材料
の焼結収縮抑制の効果が得られ難く、80重量%を超える
と、不定形耐火物の施工体の強度低下をもたらすため、
好ましくない。
【0013】本発明において、バナジウム滓の粒度は、
特に限定されるものではないが、好ましくは45μm以上
である。粒度が45μm未満のバナジウム滓は、加熱初期
のみ膨張するが、粒度が45μm以上のバナジウム滓は、
膨張が連続的に起こるため、不定形耐火物の焼結収縮抑
制効果が長期間保たれる。これは、粒度の細かいバナジ
ウム滓は、酸素との反応が早く終了し、それ以後の反応
が起こらないことに起因すると考えられる。
【0014】また、バナジウム滓の成分は、スピネル(M
gO・Al2O3)および/またはコランダムを主成分とするも
のであれば、特に限定するものではないが、好ましくは
MgO含有量が10重量%以下のものである。MgO含有量が10
%重量以下であるバナジウム滓は、フリーのペリクレー
スを殆ど含まないため、不定形耐火物に使用すれば、Mg
Oの水和に伴う乾燥時の亀裂等の心配がない。
【0015】本発明に使用する有機質繊維としては、例
えば、ポリエステル,ポリアミド,アクリル,セルロー
ス,ビニロン,ポリプロピレン,ナイロン,ポリビニー
ル,ポリエチレン,ポリビニールアルコール繊維などの
材質が使用できる。有機質繊維のサイズは、長さ0.5〜2
0mmが好ましい。0.5mm未満では、繊維としての効果
が得られ難く、20mmを超えると、不定形耐火物の耐ス
ラグ浸透性が劣るので好ましくない。
【0016】有機質繊維の添加量としては、バナジウム
滓と耐火性原料および分散剤,結合剤からなる配合物10
0重量%に対し、外掛けで0.01〜0.5重量%が好ましい。
0.01重量%未満では、酸素供給経路確保の効果が得られ
難く、0.5%を超えると、耐食性の低下をもたらすた
め、好ましくない。
【0017】残部を構成する耐火原料としては、通常の
不定形耐火物に使用されているものであれば、特に限定
されるものではなく、用途に応じて、電融アルミナ,焼
結アルミナ,仮焼アルミナ,ボーキサイト,バン土ケツ
岩,アンダルサイト,カイヤナイト,ムライト,シリカ
フラワー,粘土,ロー石,珪石,電融スピネル,焼結ス
ピネル,電融マグネシア,焼結マグネシア,ジルコン,
ジルコニア,クロム鉱,カルシア,炭化珪素,窒化珪素
鉄,炭化硼素,黒鉛,ピッチコークス,ピッチペレット,
ベントナイト,含水無定形シリカ,無水無定形シリカ等
よりなる群より選択し、1種または2種以上を併用する
ことができる。その添加量は、本発明の効果を阻害しな
い範囲である。
【0018】耐火骨材の粒度は、50mm以下の粗大粒子
から超微粉に至るまで使用することが可能で、流し込み
や吹付など不定形耐火物の施工方法によって最適な粒度
とすれば良い。
【0019】また、本発明の不定形耐火物には、必要に
応じて通常の分散剤が使用できる。分散剤としては、例
えば、アルカリ金属リン酸塩,アルカリ金属カルボン酸
塩,アルカリ金属フミン酸塩,アルカリ金属ポリアクリ
ル酸塩,ポリカルボン酸ナトリウム等、および、これら
と同様の効果が得られる物質から1種または2種以上を
選択して使用できる。その添加量は、本発明の効果を阻
害しない範囲である。
【0020】また、結合剤としては、アルミナセメント
や珪酸塩,燐酸塩等の不定形耐火物に通常使用されてい
るものであれば、特に限定されるものではない。
【0021】
【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。
【0022】(実施例〜,比較例〜)不定形耐
火物の配合割合と試験結果を表1(実施例〜)および
表2(比較例〜)に示す。実施例〜および比較例
〜で使用したバナジウム滓は、次の化学成分(重量
%)からなる。 Al2O3:89.2,MgO:6.3,CaO:0.2,SiO2:0.9,V2O5
3.0,Na2O:0.2,TiO2:0.1,Fe2O3:0.1 (Vは全て酸
化物として換算)
【0023】表1,表2に示す各配合物を、JIS R 2521
フロー試験に準ずるタップフロー値が180〜200mmの範
囲内となるように水を添加し(添加水分量:表1,表2
参照)、混練した後、所定形状の金枠に流し込み成形
し、20℃で24時間養生し、更に24時間乾燥することによ
り、供試体(実施例〜,比較例〜の不定形耐火
物)を得た。得られた供試体について、下記の試験を実
施した。
【0024】・加熱後線変化率(%)の測定:JIS R2554
に準拠し、1500℃−3時間処理後の供試体で測定した。 ・加熱後曲げ強さ(MPa)の測定:JIS R2553に準拠し、乾
燥後と1500℃−3時間処理後の供試体で測定した。 ・スポーリング試験: 試験方法=パネルスポーリング法,試料形状=65mm×
114mm×230mm 温度・時間=1500℃加熱30分←→放冷30分(20サイク
ル) 耐スポーリング性の評価方法=◎;亀裂発生小,○;亀
裂発生中位,△;亀裂発生やや多い,×;亀裂発生大 ・耐食性試験: 装置=回転ドラム侵食試験装置,試料形状=50mm×65
mm×200mm 温度・時間=1650℃−5時間,1時間毎スラグ交換 スラグ=転炉スラグ(CaO/SiO2=3.6),1.2kg/サイク
ル 評価方法=比較例の供試体の損傷深さを100として、
指数表示した。(数値が小さい程、耐食性に優れる。)
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】表1から、実施例〜の不定形耐火物
は、いずれも加熱後の線変化率がプラスで、焼結収縮が
抑制されており、耐スポーリング性に優れることがわか
る。また、バナジウム滓の活用で耐食性も高い。
【0028】これに対して、バナジウム滓を配合しない
比較例〜の不定形耐火物では、耐食性が劣るもので
あり、このうち比較例の不定形耐火物は、更に耐スポ
ーリング性も劣り、亀裂発生が大であった。また、バナ
ジウム滓を配合した不定形耐火物であっても、その配合
量が“3重量%”と少ない比較例では、加熱後の線変
化率がマイナスで、特に耐食性に劣り、一方、その配合
量が“87重量%”と多い比較例では、特に曲げ強さ
が小さいものであった。さらに、バナジウム滓を本発明
で特定する範囲内の配合量であっても、有機繊維を配合
しない不定形耐火物では、比較例で見られるように、
加熱後の線変化率がマイナスで、耐スポーリング性が劣
るものであった。
【0029】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明に係る不定
形耐火物は、バナジウム滓と有機質繊維とを併用するこ
とを特徴とし、そして、上記バナジウム滓が“5〜80重
量%”含み、上記有機質繊維が“長さ0.5〜20mmの有
機質繊維で、その含有量が外掛けで0.01〜0.5重量%”
とすることにより、不定形耐火物の焼結収縮抑制効果が
得られ、高耐スポーリング性と高耐食性とを同時に具備
する不定形耐火物を提供することができる。また、バナ
ジウム滓が安価であるため、不定形耐火物のコストパフ
ォーマンス向上を図ることができ、有機繊維を添加する
ことで耐爆裂性にも優れている。従って、近年の窯炉操
業の多様化、あるいは耐火物原単価低減指向の中で、本
発明は極めて工業的価値の高いものである。
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 久晴 東京都千代田区九段北四丁目1番7号 品 川白煉瓦株式会社内 (72)発明者 田淵 幸春 東京都千代田区九段北四丁目1番7号 品 川白煉瓦株式会社内 Fターム(参考) 4G033 AA02 AA09 AA12 AB02 AB07 AB27 BA02 4K051 BB03 BB07 BE03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄−バナジウム合金の製造工程より副生
    し、スピネル(MgO・Al2O3)および/またはコランダム
    が主成分であるバナジウム滓が5〜80重量%、残部が粒
    度調整された耐火性材料、分散剤および結合剤からなる
    配合物に、長さ0.5〜20mmの有機質繊維を外掛けで0.0
    1〜0.5重量%含有させてなることを特徴とする不定形耐
    火物。
  2. 【請求項2】 前記バナジウム滓の粒度が45μm以上で
    あることを特徴とする請求項1に記載の不定形耐火物。
  3. 【請求項3】 前記バナジウム滓のMgO含有量が10%以
    下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記
    載の不定形耐火物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006219330A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Plibrico Japan Co Ltd 吹付け補修用不定形耐火材及び補修方法
CN105903915A (zh) * 2016-05-16 2016-08-31 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 钒铁合金制备过程中浇铸锭模的打结方法
CN115504772A (zh) * 2022-09-19 2022-12-23 郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司 一种rh炉浸渍管用浇注料及其制备方法
CN115894051A (zh) * 2022-11-30 2023-04-04 贵阳航发精密铸造有限公司 一种硅基陶瓷型芯专用烧结收缩调节剂及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006219330A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Plibrico Japan Co Ltd 吹付け補修用不定形耐火材及び補修方法
CN105903915A (zh) * 2016-05-16 2016-08-31 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 钒铁合金制备过程中浇铸锭模的打结方法
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