JP2013227165A

JP2013227165A - ステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦及びステンレス鋼精錬取鍋

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Publication number: JP2013227165A
Application number: JP2012099786A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Nukushina; 法明温品; Takahiro Yoshino; 貴博吉野; Hiroshi Ito; 博司伊藤
Original assignee: AGC Ceramics Co Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd; AGC Ceramics Co Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: JP5777561B2

Abstract

【課題】耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性に優れたステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦及びステンレス鋼精錬取鍋を提供する。
【解決手段】ＣａＯを１０質量％以上含有するＭｇＯ−ＣａＯクリンカー又は前記クリンカーとマグネシアクリンカーとの混合物９０〜９９質量％、及び炭素材料１〜１０質量％からなる配合物１００質量部に対して、カルシウム−シリコン合金及びアルミニウム−マグネシウム合金をそれぞれ０．５質量部以上且つ合計３質量部以下、並びにＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウムを０．５〜２質量部を添加したことを特徴とするステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦とする。また、上記のステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦が内張りされていることを特徴とするステンレス鋼精錬取鍋とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、ステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦及びステンレス鋼精錬取鍋に関する。

ステンレス鋼を精錬するのに使用される取鍋（特に、ＶＯＤ鍋）用の内張材として、塩基性煉瓦、マグネシア−クロミア質煉瓦、マグネシア−ドロマイト質煉瓦等が知られている。これらの各種煉瓦の中でも、近年、環境面から脱クロム化が要求されているため、マグネシア−ドロマイト質煉瓦が多く用いられてきている。このマグネシア−ドロマイト質煉瓦は、低熱伝導性であり、スラグコート性にも優れ、鋼の清浄性を保持することもできるという利点がある。

近年のステンレス鋼の溶製では、一般鋼の溶製とは異なり、内張材である煉瓦が、超高温下で低塩基度スラグに長時間曝される。そのため、現在主に使用されているマグネシア−ドロマイト質煉瓦においても、主としてスラグライン部における耐用低下が顕著である。これは、マグネシア−ドロマイト質煉瓦内に低塩基度スラグが浸透し、変質した煉瓦の表層面が剥離してしまうことに起因している。

そこで、マグネシア−ドロマイト質煉瓦内へのスラグの浸透を防止することを目的として、各種成分の添加によって煉瓦の通気率を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、提案された煉瓦は気孔率が１０％前後あり、耐スラグ浸透性の本質的な改善が図れていない。また、この煉瓦は焼成煉瓦であることから、高強度及び高ヤング率であり、本来的に耐スポーリング性も十分でない。

一方、上記のような焼成煉瓦の欠点を解消すべく、炭素材料を添加した不焼成炭素含有煉瓦が提案されている。しかしながら、この不焼成炭素含有煉瓦は、炭素の酸化によって損耗するため、炭素の酸化を抑制することや炭素材料の添加量を少なくすることが要求される。特に、ステンレス鋼の溶製では、煉瓦の損耗によってステンレス鋼中に炭素が浸入する（以下、「カーボンピックアップ」という。）ため、ステンレス鋼の品質が低下してしまう。このことは、極低炭素ステンレス鋼の溶製において顕著な問題となる。

不焼成炭素含有煉瓦としては、ＭｇＯ−Ｃ系煉瓦やＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦が知られているが、ＭｇＯ−Ｃ系煉瓦では、耐酸化性を高めるために各種金属粉末の添加が行われている（例えば、特許文献２参照）。添加される金属粉末としては、金属アルミニウムやアルミニウム合金が主に用いられている。また、金属粉末と共に硼化物を添加することにより、耐酸化性をより一層高め得ることが知られている（例えば、特許文献３参照）。
ところが、ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦では、金属アルミニウムやアルミニウム合金を添加すると、酸化されたアルミニウムと煉瓦中のＣａＯ成分との反応によってＭｇＯ−ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系の低粘性の低融点物質が生成し、煉瓦の損耗が大きくなると共に耐スポーリング性も低下する。

一般に、酸化防止剤として用いられる金属アルミニウムやアルミニウム合金などの金属は酸化することによって、煉瓦を緻密化して高強度化するため、煉瓦の耐スポーリング性が低下する傾向にある。また、煉瓦が低塩基度スラグと接触した場合に、該スラグ中のＳｉＯ_２の攻撃によってＭｇＯ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２系の低融点物質が生成し、反応律速で煉瓦の侵食が進行する。特に、低粘性の低塩基度スラグと接触した場合には、ペリクレースの結晶粒界に該スラグが浸潤して結晶粒界が分離及び流出し、煉瓦の損耗が大きくなる。

そこで、ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦の耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性の低下を防止するために、カルシウム−シリコン系合金又はカルシウム−シリコン−マグネシウム系合金を添加する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この方法によれば、酸化された該合金がＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ_２系の高粘性融液となることによって、煉瓦の気孔を閉塞し、スラグの浸入を防止することができる。

特開平７−４１３５８号公報特開昭５５−１０７７４９号公報特開２００２−１６７２６４号公報特公平６−４９６１１号公報

しかしながら、上記で提案されているＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦は、耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性が依然として十分ではないという問題がある。
本発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性に優れたステンレス鋼精錬取鍋用ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦及びステンレス鋼精錬取鍋を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦に、カルシウム−シリコン合金及びアルミニウム−マグネシウム合金と共にＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウムを所定の割合で添加することにより、該煉瓦の耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性の全てを向上させ得ることを見出した。

すなわち、本発明は、ＣａＯを１０質量％以上含有するＭｇＯ−ＣａＯクリンカー又は前記クリンカーとマグネシアクリンカーとの混合物９０〜９９質量％、及び炭素材料１〜１０質量％からなる配合物１００質量部に対して、カルシウム−シリコン合金及びアルミニウム−マグネシウム合金をそれぞれ０．５質量部以上且つ合計３質量部以下、並びにＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウムを０．５〜２質量部を添加したことを特徴とするステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦である。
また、本発明は、前記ステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦が内張りされていることを特徴とするステンレス鋼精錬取鍋である。

本発明によれば、耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性に優れたステンレス鋼精錬取鍋用ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦及びステンレス鋼精錬取鍋を提供することができる。

本発明のステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦（以下、「煉瓦」と略す。）は、ＭｇＯ−ＣａＯクリンカー又は該クリンカーとマグネシアクリンカーとの混合物、及び炭素材料からなる配合物に、カルシウム−シリコン合金及びアルミニウム−マグネシウム合金と共に、ＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウムを添加したものである。

本発明の煉瓦に用いられるＭｇＯ−ＣａＯクリンカーは、ＣａＯを１０質量％以上、好ましくは１０〜７０質量％含有する。ＣａＯが１０質量％未満であると、ＣａＯが少なすぎてしまい、煉瓦の耐食性が低下してしまう。
ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーは、ペリクレースの結晶粒界にＣａＯが分布しているものが耐食性に優れているため好ましい。これは、ペリクレースの周囲にＣａＯが存在するとスラグと反応し易くなり、低融点物質の生成によって損耗が大きくなることがあるためである。ここで、ペリクレースの結晶粒子の大きさは、煉瓦の耐食性の観点から、大きいほど有利である。ペリクレースの結晶粒子の大きさは、特に限定されないが、一般に１００μｍ以上である。

ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーは、煉瓦の耐食性の観点から、ＳｉＯ_２がより少ないものが好ましい。ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーにおけるＳｉＯ_２の含有量は、特に限定されないが、一般に１質量％以下である。
ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーは、製造方法によって焼結体と電融体とに分けられるが、ステンレス鋼精錬取鍋の使用条件等に応じてＭｇＯ−ＣａＯクリンカーの種類を使い分けることが好ましい。例えば、電融体は、ペリクレースの結晶の発達によってペリクレースそのものは耐食性が良いものの、ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーとしてはペリクレースの周囲がＣａＯとなるためスラグによる攻撃を受け易くなる。一般的に、ＭｇＯ−ＣａＯ煉瓦を施工したステンレス鋼精錬取鍋は使用止め期間まで冷却することなく連続使用されるが、使用途中において羽口交換等のために一旦冷却を行なう場合がある。この冷却の際に、煉瓦の表面に付着して浸透したスラグによって、煉瓦の剥離が生じる場合がある。そのため、このような場合には、焼結体を用いることが適切である。

本発明の煉瓦は、上記のＭｇＯ−ＣａＯクリンカーを用いるが、マグネシアクリンカーと混合して用いることができる。このとき、ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーを粗粒部及び中粒部に使用し、マグネシアクリンカーを微粉部に使用することが好ましい。このようにすることで、ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーにおけるＣａＯの消化を防止することができる。
マグネシアクリンカーは、煉瓦の耐食性の観点から、ＳｉＯ_２がより少ないものが好ましい。マグネシアクリンカーにおけるＳｉＯ_２の含有量は、特に限定されないが、一般に３質量％以下である。
微粉部に使用するマグネシアクリンカーの粒径は、特に限定されないが、一般に０．１ｍｍ以下である。
また、マグネシアクリンカーは、製造方法によって焼結体と電融体とに分けられるが、煉瓦の耐食性の観点から、結晶粒子の大きい電融体を使用することが好ましい。

ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーとマグネシアクリンカーとの混合物を用いる場合、ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーの使用量は、特に限定されないが、３０質量％以上であることが好ましい。ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーの使用量が３０質量％未満であると、該クリンカーの効用が発揮されない場合がある。

ＭｇＯ−ＣａＯクリンカー又は該クリンカーとマグネシアクリンカーとの混合物（以下、「クリンカー」と略すことがある。）及び炭素材料の配合物におけるクリンカーの使用量は９０〜９９質量％である。該使用量が９０質量％未満であると、煉瓦の酸化及びスラグによる溶損が顕著になる。一方、該使用量が９９質量％を超えると、煉瓦の耐スポーリング性が低下する。

本発明の煉瓦に用いられる炭素材料としては、特に限定されず、人造黒鉛、天然黒鉛等を用いることができる。中でも、煉瓦の耐酸化性の観点から、黒鉛化の進んだ純度の高いものを用いることが好ましい。特に、高純度化した膨張黒鉛の粉砕物を用いれば、煉瓦の耐食性を向上させることができる。この膨張黒鉛の粉砕物は、カーボンピックアップを嫌うステンレス鋼の溶製に使用される取鍋用の内張材として煉瓦を用いる場合、少量の添加でも耐食性の向上効果が得られる。その上、放散熱量も軽減されるため、環境改善にも貢献することができる。

膨張黒鉛を高純度化させる方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、膨張黒鉛を硫酸処理すればよい。
また、黒鉛膨張を粉砕する方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、バインダーを使用せずに黒鉛膨張を加圧成形して粉砕すればよい。これにより、比表面積が大きい緻密な黒鉛膨張の粉砕物を得ることができる。

クリンカー及び炭素材料の配合物における炭素材料の使用量は１〜１０質量％である。該使用量が１質量％未満であると、煉瓦の耐スポーリング性が低下する。一方、該使用量が１０質量％を超えると、煉瓦の酸化及びスラグによる溶損が顕著になる。
特に、高純度化した膨張黒鉛の粉砕物を用いる場合、クリンカー及び炭素材料の配合物におけるその使用量は、カーボンに換算して、好ましくは０．５〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。高純度化した膨張黒鉛の粉砕物の使用量が５質量％を超えると、嵩が高くなってプレス成形が難しくなり、充填性が低下する。その結果、気孔率が高くなるため、煉瓦の耐酸化性が十分に得られないことがある。そのため、炭素材料の使用量を５質量％よりも多くする場合は、他の黒鉛（例えば、天然黒鉛）と併用することが好ましい。

クリンカー及び炭素材料の配合物に添加されるカルシウム−シリコン合金としては、各種組成のものを用いることができるが、一般に、カルシウムの含有量は３０質量％、シリコンの含有量は５５〜６５質量％である。また、この合金は、微粉として添加することが好ましい。この合金の粒径は、特に限定されないが、一般に０．１５ｍｍ以下である。
カルシウム−シリコン合金の使用量は、クリンカー及び炭素材料の配合物１００質量部に対して０．５質量部以上、好ましくは０．５〜３質量部である。カルシウム−シリコン合金の使用量が０．５質量部未満であると、煉瓦の耐酸化性が低下してしまう。

クリンカー及び炭素材料の配合物に添加されるアルミニウム−マグネシウム合金としては、各種組成のものを用いることができるが、一般に、アルミニウムの含有量は５０質量％、マグネシウムの含有量は５０質量％である。また、この合金は、微粉として添加することが好ましい。この合金の粒径は、特に限定されないが、一般に０．２５ｍｍ以下である。
アルミニウム−マグネシウム合金の使用量は、クリンカー及び炭素材料の配合物１００質量部に対して０．５質量部以上、好ましくは０．５〜３質量部である。アルミニウム−マグネシウム合金の使用量が０．５質量部未満であると、煉瓦の耐酸化性が低下してしまう。

カルシウム−シリコン合金及びアルミニウム−マグネシウム合金の合計量は、クリンカー及び炭素材料の配合物１００質量部に対して３質量部以下である。この合計量が３質量部を超えると、煉瓦の耐食性が低下してしまう。

本発明の煉瓦には、上記の合金と共に、ＺｒＢ_２及び金属アルミニウムの少なくとも１つが添加される。また、ＺｒＢ_２及び金属アルミニウムは、微粉として添加することが好ましい。ＺｒＢ_２及び金属アルミニウムの粒径は、特に限定されないが、一般に０．０６ｍｍ以下である。
ＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウムの使用量は、クリンカー及び炭素材料の配合物１００質量部に対して０．５〜２質量部である。これらの使用量が０．５質量部未満であると、煉瓦の耐酸化性が低下してしまう。一方、これらの使用量が２質量部を超えると、煉瓦の耐食性が低下してしまう。

一般に、ＭｇＯ−Ｃ系煉瓦では、金属アルミニウムを添加すると、炭素の酸化によって生成したＣＯ（ｇ）が還元され、再びＣ（ｓ）となることによって炭素の減少を抑制することができる。一方、酸化された金属アルミニウムは、マグネシアと反応して耐火性のあるスピネルを生成し、煉瓦中の空隙を埋めて緻密化することにより、煉瓦の耐酸化性及び耐食性を向上させる。

これに対してＭｇＯ−ＣａＯ−Ｃ系煉瓦では、金属アルミニウムを添加すると、金属アルミニウムがＣａＯと反応してＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系の低粘性の低融点物質が生成するため、煉瓦の耐食性が大きく低下することになる。しかし、カルシウム−シリコン合金の添加により、酸化されたカルシウム−シリコン合金がＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ_２系の高粘性の融液となるため、煉瓦の気孔を閉塞してスラグの浸透防止を図ると共に、煉瓦の耐酸化性を向上させることができる。

また、ＺｒＢ_２の添加は、炭素の酸化によって生成したＣＯ（ｇ）を以下の反応（１）によって還元して再びＣ（ｓ）とすることができるため、炭素の減少を抑制し、煉瓦の耐酸化性を向上させることができる。
ＺｒＢ_２（ｓ）+５ＣＯ（ｇ）→ＺｒＯ_２（ｓ）＋Ｂ_２Ｏ_３（ｌ）＋５Ｃ（ｓ）（１）

特に、上記の反応によって生成したＢ_２Ｏ_３及びＺｒＯ_２は、酸化防止効果を有する。Ｂ_２Ｏ_３の融点は４５０℃であり、この温度で融液の生成が始まる。この融液が保護層を形成して酸素の拡散を抑制することにより、酸化防止剤として有効に作用する。また、この融液は、高粘性であり、耐スポーリング性の向上にも寄与する。このようにＺｒＢ_２の添加によって煉瓦の耐酸化性及び耐スポーリング性を向上させることができる一方、ＺｒＢ_２の添加量が多過ぎると、煉瓦の耐食性が低下する傾向にある。従って、ＺｒＢ_２の添加量を上記の範囲内に制御しなければならない。

アルミニウム−マグネシウム合金は、煉瓦表面でマグネシウムが酸化されてＭｇＯとして凝縮し、ＭｇＯの緻密保護層を形成することができるため、煉瓦の耐食性を向上させることができる。マグネシウムは、６４０℃の融点及び１１０３℃の沸点を有しており、融点以上になると蒸発し易く、煉瓦表層でＭｇＯとして凝縮してＭｇＯの緻密保護層を形成する。この緻密保護層は侵食され難いが、継続的に侵食され続けるため、緻密保護層の成長を持続させる必要がある。煉瓦が高温下でスラグに曝されると、煉瓦内部では、ＭｇＯ及び炭素が以下の反応（２）を生じる。
ＭｇＯ（ｓ）＋Ｃ（ｓ）→Ｍｇ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）（２）

従って、平衡分圧に近いＭｇ（ｇ）とＣＯ（ｇ）とが煉瓦の気孔中に存在することになる。このとき、金属アルミニウムを共存させておくと、反応（２）で発生したＣＯ（ｇ）と以下のような反応（３）を生じ、ＣＯ（ｇ）の分圧が低下する。
２Ａｌ（ｌ，ｇ）＋３ＣＯ（ｇ）→Ａｌ_２Ｏ_３（ｓ）＋３Ｃ（ｓ）（３）
その結果、（２）式のＭｇ（ｇ）の分圧は上昇することになる。Ｍｇ（ｇ）は、緻密保護層を通して拡散してきた酸素と反応してＭｇＯとして凝縮し、緻密保護層の成長が持続されることになる。すなわち、マグネシウムは、煉瓦の表層においてスラグ中の酸化鉄と反応してＭｇＦｅ_２Ｏ_４を形成する一方、煉瓦の内部では以下の反応（４）が起きる。
ＦｅＯ＋Ｍｇ（ｇ）→Ｆｅ（ｓ，ｌ）＋ＭｇＯ（ｓ）（４）
この反応により、ＭｇＯ（ｓ）が析出し、ＭｇＯの緻密保護層が持続的に成長することになる。このようにしてスラグとの反応による煉瓦の侵食が低減され、煉瓦の耐食性が向上する。

本発明の煉瓦は、上記の原料（クリンカー、炭素材料、カルシウム−シリコン合金、アルミニウム−マグネシウム合金、並びにＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウム）に非水系熱硬化性樹脂等のバインダーを添加し、常法に従って混練、成形、及び加熱処理を行なうことによって製造することができる。加熱処理温度は、特に限定されないが、一般に１５０〜３００℃である。

上記のようにして製造される本発明の煉瓦は、耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性に優れているので、各種鋼、特にステンレス鋼を精錬するのに使用される取鍋用の内張材として幅広く使用することができる。

以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーとしては、粒径が３〜５ｍｍであり４１質量％のＭｇＯ及び５７質量％のＣａＯを含む焼結クリンカーと、粒径が０．１〜３ｍｍであり４１質量％のＭｇＯ及び５７質量％のＣａＯを含む焼結クリンカーと、粒径が０．１〜３ｍｍであり７７質量％のＭｇＯ及び２１質量％のＣａＯを含む焼結クリンカーとを混合したものを用いた。各焼結クリンカーにおいて、ＳｉＯ_２の含有量は１質量％以下であり、且つペリクレースの結晶粒子の大きさは１００μｍである。
マグネシアクリンカーとしては、９７質量％以上のＭｇＯを含み、ＳｉＯ_２の含有量が３質量％以下、粒径が０．１ｍｍ以下である電融マグネシアクリンカーを用いた。

炭素材料としては、人造黒鉛として高純度化した膨張黒鉛の粉砕物を用い、天然黒鉛として鱗片状黒鉛を用いた。高純度化した膨張黒鉛の粉砕物は、９８質量％の炭素を含み、粒径が０．２ｍｍ以下である。
カルシウム−シリコン合金としては、３０質量％のＣａ及び５５〜６５質量％のＳｉを含み、粒径が０．１５ｍｍ以下のものを用いた。
アルミニウム−マグネシウム合金としては、５０質量％のＡｌ及び５０質量％のＭｇを含み、粒径が０．２５ｍｍ以下のものを用いた。
ＺｒＢ_２及び金属アルミニウムとしては、いずれも粒径が０．０４ｍｍ以下のものを用いた。

（実施例１〜３及び比較例１〜６）
上記の原料を用い、表１に示す配合割合にて原料を混練し、成形した後、２５０℃で加熱処理することによって不焼成煉瓦を作製した。得られた不焼成煉瓦について、下記の試験を行った。
（比較例７）
比較のために、上記の原料を用い、表１に示す配合割合にて原料を混練し、成形、乾燥後、約１６００℃で焼成することによって煉瓦を作製した。この焼成煉瓦についても、下記の試験を行った。

＜耐食性試験＞
耐食性試験は、誘導炉侵食試験により、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ_２)１．２の精錬鍋スラグを用いて１７００℃で４時間行った。この試験の結果は、比較例７を１００とした場合の相対評価（耐食性指数）として表した。
＜耐酸化性試験＞
耐酸化性試験は、電気炉を用い、５０ｍｍ角の試料を大気雰囲気中１５００℃で３時間加熱し、断面の酸化層の厚みを計測した。この試験の結果は、比較例２を１００とした場合の相対評価（耐酸化性指数）として表した。
＜耐スポーリング性試験＞
耐スポーリング性試験は、電気炉を用い、４０×４０×１６０ｍｍの試料を還元雰囲気中１４００℃で３時間加熱した後、曲げ強度（Ｓ）とヤング率（Ｅ）を共振法にて測定した。次に、ヤング率（Ｅ）を曲げ強度（Ｓ）で除した値（Ｅ／Ｓ^２)を求め、比較例７を１００とした場合の相対評価（耐スポーリング性指数）として表した。
上記の各試験の結果を表１に示す。

表１の結果に示されているように、比較例７の焼成煉瓦に比べて、実施例１〜３及び比較例１〜６の不焼成煉瓦は、耐食性、耐酸化性及び耐スポーリング性が良好であった。
また、比較例１と比較例２とを比較するとわかるように、炭素材料として高純度化した膨張黒鉛の粉砕物と鱗片状黒鉛とを併用したものは、鱗片状黒鉛のみを用いた場合に比べて耐酸化性及び耐スポーリング性が向上する傾向が見られた。しかし、比較例３の結果からわかるように、高純度化した膨張黒鉛の粉砕物を併用しても、炭素材料の量が多くなると、耐食性や耐酸化性が低下する傾向が見られた。これは、煉瓦の気孔率が高くなったことに起因していると考えられる。
また、比較例２と比較例４とを比較するとわかるように、金属アルミニウムの添加量を多くすると、耐酸化性は向上する一方で耐食性が低下する傾向が見られた。これは、金属アルミニウムの添加量が多くなると、煉瓦中のＣａＯとの反応によってＭｇＯ−ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系の低粘性の低融点物質が生成し、耐食性が低下するためであると考えられる。

また、比較例５の結果からわかるように、ＺｒＢ_２を添加しただけでは、耐食性、耐酸化性、耐スポーリング性の向上効果が十分でなかった。
さらに、比較例６の結果からわかるように、Ｃａ−Ｓｉ合金及び金属アルミニウムを添加しただけでは、耐食性、耐酸化性、耐スポーリング性の向上効果が十分でなかった。
一方、実施例１〜３の煉瓦は、クリンカー、炭素材料、Ｃａ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、並びにＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウムを所定の割合で配合しているため、比較例１〜６の煉瓦に比べて耐食性、耐酸化性及び耐スポーリング性の全てが優れていた。

次に、ステンレス鋼精錬ＶＯＤ鍋のスラグライン部の内張材として実施例２の煉瓦を実際に使用した結果、耐用が３０％向上した。
以上の結果からわかるように、本発明によれば、耐酸化性、耐食性及び耐スポーリング性に優れたステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦及びステンレス鋼精錬取鍋を提供することができる。

Claims

ＣａＯを１０質量％以上含有するＭｇＯ−ＣａＯクリンカー又は前記クリンカーとマグネシアクリンカーとの混合物９０〜９９質量％、及び炭素材料１〜１０質量％からなる配合物１００質量部に対して、カルシウム−シリコン合金及びアルミニウム−マグネシウム合金をそれぞれ０．５質量部以上且つ合計３質量部以下、並びにＺｒＢ_２及び／又は金属アルミニウムを０．５〜２質量部を添加したことを特徴とするステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦。
前記炭素材料が、高純度化した膨張黒鉛の粉砕物と天然黒鉛との混合物であることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦。
請求項１又は２に記載のステンレス鋼精錬取鍋用煉瓦が内張りされていることを特徴とするステンレス鋼精錬取鍋。