JP2552982B2

JP2552982B2 - キャスタブル耐火物

Info

Publication number: JP2552982B2
Application number: JP4134481A
Authority: JP
Inventors: 強志松田; 幸蔵赤尾; 浩一西
Original assignee: HARIMA SERAMITSUKU KK; Nippon Steel Corp
Current assignee: HARIMA SERAMITSUKU KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPH05306178A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐用性に優れたキャ
スタブル耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術】取鍋、真空脱ガス炉などの内張りあるい
は溶鋼処理ランスなどの耐熱保護部材として、アルミナ
を主骨材としたキャスタブル耐火物が使用されている。
この耐火物の損傷原因は、溶鉄・スラグによる溶損に加
えて、スラグ浸透で変質した部位が加熱冷却によるスポ
ーリング剥離を生じるためである。そこで、アルミナ質
にさらにマグネシアやスピネルを添加し、耐用性の向上
を図ることが提案されている。例えば特開昭６４−８７
５７７号公報には、アルミナ５０〜９０ｗｔ％、粒径１
ｍｍ以下のスピネル５〜４０ｗｔ％、アルミナセメント
３〜２５ｗｔ％よりなる材質が示されている。特開昭６
３−２１８５８６号公報では、アルミナ質材料におい
て、マトリックス部にマグネシア微粉とアルミナ超微粉
を配合した材質が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来材質は、ＣａＯ成分を含むアルミナセメントを結
合剤としているため、１６００℃以上の高温雰囲気で使
用されると稼働表面が焼結やスラグの浸透によってガラ
ス化し、耐食性および耐スポーリング性に劣る。そこ
で、例えば特開平３−２３２７５号公報に見られるよう
に、結合剤として活性マグネシアを添加し、アルミナセ
メント量を低減する材質が提案されている。しかし、低
ＣａＯ質またはＣａＯを含有しない結合剤の使用は結合
力に劣ることから、耐火物組織の強度がなく、十分な耐
用性が得られない。本発明は骨材としてアルミナあるい
はこれにマグネシアおよび／またはスピネルを組み合わ
せたキャスタブル耐火物において、上記従来の欠点を解
決することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、軽焼マグネシ
ア微粉０．５〜５．０ｗｔ％、ガラス質材料０．１〜
５．０ｗｔ％、残部がアルミナを主材としたキャスタブ
ル耐火物である。また、軽焼マグネシア微粉０．５〜
５．０ｗｔ％、ガラス質材料０．１〜５．０ｗｔ％、
マグネシアおよび／またはスピネル６０ｗｔ％以下、
残部がアルミナを主材としたキャスタブル耐火物であ
る。

【０００５】軽焼マグネシア微粉は施工水分と反応し、
マグネシア水酸化物を生成する。この反応はアルミナセ
メントがＣａＯ水酸化物を生成することによる硬化と同
様の作用をもち、養生後および乾燥後の施工体強度を付
与する。アルミナセメントを結合剤とするキャスタブル
耐火物のようにＣａＯを含むこともないので、耐食性の
向上に効果がある。

【０００６】また、耐火物の使用時の高温雰囲気を受け
るとマグネシウム水酸化物はもとのマグネシア微粉にも
どるが、水酸化物を経て生成したこのマグネシア微粉は
きわめて微細であり、骨材のアルミナとの反応性が高
く、アルミナとの反応によるスピネルの生成は９００℃
付近の低温域から行われる。したがって、スピネル生成
量も多い。このスピネルによって、耐スラグ浸透性の効
果をもつ。

【０００７】しかしながら、軽焼マグネシア微粉の水和
による水酸化マグネシウムが４００℃前後で分解した後
の強度は粒子の凝集によるものであり、施工体強度が弱
く、この中間温度域での組織の緩みによって耐食性、耐
スポーリング性、耐スラグ浸透性などに劣る問題があ
る。

【０００８】本発明のキャスタブル耐火物は、溶融温度
１０００℃以下の酸化物であるガラス質材料を使用し
て、軽焼マグネシア微粉から生成される水酸化マグネシ
ウムの分解による強度劣化防止することにより、軽焼マ
グネシア微粉がもつ前記効果をいかんなく発揮させるこ
とができたものである。

【０００９】本発明で骨材として使用するアルミナ、マ
グネシア、スピネルは、電融品、焼結品のいずれでもよ
い。また、それらの併用でもよい。粒度は従来のキャス
タブル耐火物と特に変わりなく、施工によって密充填さ
れるように、例えば最大粒径を７〜３ｍｍ程度とし、粗
粒、中粒、微粒に適宜調整される。

【００１０】アルミナは耐食性、容積安定性に効果があ
る。マグネシアは耐食性、スピネルは耐スラグ浸透性に
効果がある。アルミナの純度はＡｌ₂Ｏ₃ ９７％以上の
ものが好ましい。マグネシアの純度もＭｇＯ９７％以
上のものが好ましい。スピネルは、スピネルを構成する
ＭｇＯとＡｌ₂Ｏ₃の各成分比は必ずしも理論組成のもの
でなくてもよく、例えばモル比でＭｇＯ：Ａｌ₂Ｏ₃が
０．４：１．１〜１．１：０．４の範囲であればよい。
スピネルを構成するこのＭｇＯとＡｌ₂Ｏ₃の合量は、９
７％ｗｔ以上のものが好ましい。

【００１１】マグネシアおよび／またはスピネルを使用
する場合、その割合は６０ｗｔ％以下とする。６０ｗｔ
％を超えるとその分、アルミナ骨材の割合が低減して耐
スポーリング性が低下する。マグネシアおよび／または
スピネルがもつ耐スラグ浸透性の効果を十分に得るため
には、その下限の割合は３ｗｔ％とする。

【００１２】軽焼マグネシア微粉は、例えば水酸化マグ
ネシウムを約８００〜１３００℃で焼成して製造され
る。市販品からも得ることができる。粒径は、平均で
０．２〜２０μｍである。配合割合は、骨材全体に対す
る外掛けで０．５〜５．０ｗｔ％とする。０．５ｗｔ％
未満では添加による効果が認められず、５．０ｗｔ％を
超えると硬化速度が速くなり過ぎて作業性が悪くなる。

【００１３】ガラス質材料は、硼珪酸ガラス、硼酸ガラ
ス、珪酸ガラス、リン酸ガラスをはじめ、Ｎａ₂Ｏ、Ｐ₂
Ｏ₅、Ｂ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣａＯなど
のうち二種以上からなる合成物が使用でき、軟化温度の
低いものが好ましい。また、その添加量は０．１〜５．
０ｗｔ％添加される。０．１ｗｔ％以下では効果がな
く、５．０ｗｔ％を超えると耐食性が低下する。

【００１４】本発明は、以上の配合物より成るものであ
るが、本発明の効果を阻害しない範囲において、さらに
有機質ファイバー、無機質ファイバー、金属質ファイバ
ー、金属粉、シリカ超微粉などを添加してもよい。ま
た、従来のキャスタブル耐火物と同様、施工時の流動性
を促進する分散剤、解こう剤を添加してもよい。

【００１５】施工は常法どおり、耐火物全体に対する外
掛けで４〜８ｗｔ％程度の施工水分を添加し、型枠を用
いて鋳込み成形される。鋳込みの際には型枠にバイブレ
ーターを取り付けるか、あるいは棒状バイブレーターを
使用して施工体の充填性を向上させるのが好ましい。

【００１６】本発明によるキャスタブル耐火物は、例え
ば取鍋、タンディシュ、真空脱ガス炉などの内張り、真
空脱ガス炉用浸漬管、溶鋼処理ランス、溶鋼処理用耐熱
フードなどの耐熱保護材として使用できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例とその比較例を説明す
る。表１は、各例で用いた軽焼マグネシア微粉の特性を
示す。表２は各例で用いたガラス質材料の特性を示す。
表３は、本発明の実施例、比較例および従来例と、それ
らの試験結果である。各例はいずれも施工性に見合った
量の水分を添加し、型枠内に振動鋳込み成形した。成形
後は４８時間養生させ、さらに２００℃×１６時間加熱
乾燥した。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【表４】

【００２２】試験方法は以下のとおり。硬化特性；キャ
スタブル耐火物は、施工性の面から、施工水分の添加か
ら２〜４時間の間に硬化することが好ましい。それより
短いと施工前に硬化する。それより長いと施工完了まで
に時間がかかりすぎて能率が悪くなる。この硬化特性の
試験では、施工水分の添加から２〜４時間の間に硬化し
たものを「良」とした。気孔率；ＪＩＳ−Ｒ２２０５に準じて測定した。曲げ強さ；ＪＩＳ−Ｒ２５５３に準じて測定した。回転侵食；鋼片：転炉スラグを重量比で６：４とした侵
食剤を使用し、１７００℃×５時間の回転侵食後、溶損
寸法とスラグ浸透寸法を測定した。耐スポーリング性；
１６００℃の溶鋼に５分間浸漬した後、大気中で強制冷
却し、これを１０回繰返し、外観および切断面の亀裂状
況より判断した。◎…非常に良好、○…良好、△…やや
不良、×…不良

【００２３】表３が示すように、本発明実施例はいずれ
も良好な試験結果が得られる。比較例１と比較例２は、
従来材質に相当する。比較例１はアルミナセメントを結
合剤にしたものであり、耐スポーリング性、耐食性、耐
スラグ浸透性に劣る。比較例２は少量のアルミナセメン
トを結合剤にし、シリカ微粉を加えて凝集結合にした材
質であり、強度は高いが、耐スポーリング性、耐食性、
耐スラグ浸透性に劣る。比較例３はガラス質材料の添加
量を本発明の範囲より多く用いたものであり、焼結過度
になって耐スポーリング性に劣る。また、耐火性も低下
するためか、耐食性、耐スラグ浸透性に劣る。比較例４
は軽焼マグネシア微粉を本発明の範囲より多く用いたも
のである。急硬化のために施工性が悪い。しかも、施工
水分も多くなり、気孔率が高く、施工体の強度、耐スポ
ーリング性、耐食性、耐スラグ浸透性に劣る。比較例５
は軽焼マグネシア微粉を添加したがガラス質材料を使用
しない材質である。施工体の強度、特に組織安定性に重
要な１０００℃焼成後の強度が低いために、耐スポーリ
ング性に劣る。比較例６は軽焼マグネシア微粉の添加量
が本発明の範囲より少ない。硬化に２４時間以上要し、
硬化特性に劣る。しかも耐スラグ浸透性にも劣る。

【００２４】

【発明の効果】このように本発明のキャスタブル耐火物
は、アルミナセメントを結合剤とする従来材質に比べ、
耐スラグ浸透性、耐食性、耐スポーリング性のいずれに
も優れている。したがって、この材質のキャスタブル耐
火物をもって内張りあるいは耐熱保護された溶融金属容
器、鋼精錬設備などは、その寿命を大きく向上させるこ
とができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軽焼マグネシア微粉０．５〜５．０ｗ
ｔ％、ガラス質材料０．１〜５．０ｗｔ％、残部がアル
ミナを主材としたキャスタブル耐火物。
【請求項２】軽焼マグネシア微粉０．５〜５．０ｗ
ｔ％、ガラス質材料０．１〜５．０ｗｔ％、マグネシア
および／またはスピネル６０ｗｔ％以下、残部がアル
ミナを主材としたキャスタブル耐火物。