JP2607963B2

JP2607963B2 - 流し込み不定形耐火物

Info

Publication number: JP2607963B2
Application number: JP1340696A
Authority: JP
Inventors: 淳一郎森; 松一吉村; 征男小口; 辰男川上; 泰夫今飯田; 泉大石
Original assignee: 川崎炉材株式会社; 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JPH03205367A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、取鍋などの溶融金属容器の内張りに使用す
る流し込み不定形耐火物に関する。

なお、本明細書において、「％」及び「部」とあるの
は、それぞれ「重量％」及び「重量部」を意味する。

従来技術及びその課題従来から、取鍋などの溶融金属容器の内張りに使用す
る流し込み不定形耐火物としては、ジルコン質を骨材と
する流し込み材が使用されてきた。このジルコン質流し
込み材は、比較的コストが安く、また性能的にも熱スポ
ーリング、構造スポーリングなどの発生が少ないという
利点を具備している。しかしながら、近年、高級鋼の需
要が増大するに従って取鍋内での処理条件も苛酷化して
おり、ジルコン質流し込み材では耐食性が不充分である
ことが指摘されている。

ジルコン質流し込み材に代わるものとして、アルミナ
質、塩基性材質などを骨材とする流し込み材を使用する
試みもなされているが、これらのものは、その特性上、
耐スラグ浸透性が低いので、使用中に表面の変質層の剥
離による損傷を惹き起こすことは避けられない。また、
アルミナ質及び塩基性材質は、それ自体の熱膨張率が大
きいために、加熱及び冷却を繰り返し受けた場合に、剥
離による損傷を生じやすい欠点もある。

そこで、このアルミナ質、塩基性材質などを骨材とす
る流し込み材に、スピネル原料を添加することにより、
スラグ浸透を抑制する方法（特開昭64-83575号、特開昭
64-87577号など）が提案されている。これにより、従来
のアルミナ質、塩基性材質などを用いた流し込み材に比
べ、スラグ浸透の抑制効果は改善されるものの、やはり
亀裂、剥離の発生は避けることができず、耐構造スポー
リング性が不充分であり、実用上満足すべきものとはい
い難い。

課題を解決するための手段本発明は、上記課題を解消し、耐スラグ浸透性及び耐
スポーリング性に一層優れた流し込み不定形耐火物を提
供することを目的とする。

すなわち、本発明は、下記の流し込みの不定形耐火物
を提供するものである。

Al₂O₃含有量90％以上のアルミナ質原料を主原料と
する骨材70〜97％、スピネル微粉１〜29％、ピッチ原料
１〜５％及びSiC原料１〜５％の一種又は二種、及びア
ルミナ超微粉１〜10％を含有する耐火物原料に結合硬化
剤としてアルミナセメント及びアミンシリケートの一種
又は二種を使用してなる流し込み不定形耐火物。

Al₂O₃含有量90％以上のアルミナ質原料を主原料と
する骨材50〜96％、MgO含有量95％以上のマグネシアを
主原料とする骨材１〜20％、スピネル微粉１〜29％、ピ
ッチ原料１〜５％及びSiC原料１〜５％の一種又は二
種、及びアルミナ超微粉１〜10％を含有する耐火物原料
に結合硬化剤としてアルミナセメント及びアミンシリケ
ートの一種又は二種を使用してなる流し込み不定形耐火
物。

本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて研究を進
めた結果、下記事項を見出した。アルミナ質骨剤にスピ
ネル原料を添加した流し込み耐火物はスラグ浸透の抑制
効果がみられるが、この耐火物をベースにピッチ、SiC
などの炭素系原料の一種又は二種を添加すると、溶鋼、
スラグに対する漏れが、非常に小さくなり、スラグの耐
火物への浸透が更に抑制される。また、SiCを添加した
ときは、耐火物を使用中に稼動面付近のSiCが酸化さ
れ、SiO₂の被膜を形成する。この結果内部の炭素原料
は、酸化をまぬがれ、スラグ浸透抑制効果は一層持続す
る。また、アルミナ質骨材の一部に代え、マグネシア骨
材を使用したものは、加熱されるとアルミナとマグネシ
アの反応によりスピネルを生成し、膨脹する。この結
果、適度の残存膨脹性が得られ、一層効果的に亀裂、剥
離を抑制する。本発明は、これら知見に基づき完成され
たものである。

本発明においては、骨材として使用するアルミナ質原
料としては、特に限定されず、電極アルミナクリンカ
ー、焼結アルミナクリンカーなどの人造アルミナ、天然
コランダム、ボーキサイトなどの天然アルミナ等が例示
される。Al₂O₃含有量は90％以上が好ましく90％未満で
は耐食性が低下する。粒径は8mm程度以下、より好まし
くは0.1〜5mmの範囲とするのがよく、必要ならば、常法
に従って、粒度の異なる材料を組み合わせて使用するこ
ともできる。

スピネル原料としては、電融もしくは、焼結のいずれ
のスピネルクリンカーも使用でき、その化学組成も、特
に限定されず使用できる。スピネルクリンカーの粒径
は、100μｍ程度以下とするのがよく、そうすることで
スラグとの反応が良好に行われ、スラグの浸透を抑制す
ることができる。

本発明では、前記アルミナ質原料を主原料とする骨材
とスピネル原料とに、ピッチ原料及びSiC原料の一種も
しくは二種とアルミナ超微粉とを添加して耐火物原料と
する。

本発明におけるピッチ原料としては、公知のものが使
用でき、例えば固定炭素50％以上、軟化点約130℃、灰
分１％以下、粒径1mm以下のものが挙げられる。

SiC原料としては、例えばSiC含有量90％以上、粒径1m
m以下のものが挙げられ、好ましくはこれらでSiC純度の
高いものを用いるのがよい。

また、アルミナ超微粉は、平均粒径２μｍ程度以下の
ものが有効で、混練時の流動性確保、強度向上の目的で
添加される。

本発明で使用する耐火物原料中の上述した各成分の配
合割合としては、アルミナ質原料が70〜97％、スピネル
微粉が１〜29％、アルミナ超微粉が１〜10％で、ピッチ
原料及びSiC原料は、それぞれが１〜５％の範囲内とな
るようにするのがよい。この範囲内で使用することによ
り、耐火物のスラグ浸透抑制効果を著しく向上させ、し
かも骨材の結合強度を低下させることなく耐食性も良好
なものとできる。

本発明では、上記配合からなる耐火物原料に結合硬化
剤としてアルミナセメント及び／又はアミンシリケート
を使用する。

上記アルミナセメントとしては、従来より一般的に使
用されているものを使用でき、具体的にはAl₂O₃75％、C
aO25％程度のカルシウムアルミネートを主成分とするも
のを用いることができる。

またアミンシリケートとは、コロイドケイ酸（Na₂O・
3SiO₂・3H₂O）のNaを、中性のアルキル基を有するアミ
ン（NH₂C_nH_2n−）で置換したものであり、例えばコロイ
ドケイ酸とアミンとを反応させることによって得られれ
る、SiO₂約35〜40％水溶液の形態のアミンシリケート原
液をSiO₂量が５〜10％程度となるように水で希釈して使
用するのがよい。

本発明では、上記アルミナセメントとアミンシリケー
トとのいずれか一方もしくは双方を結合硬化剤として用
いることができる。これら結合硬化剤の使用割合として
は、前記耐火物原料100部に対して固形分で１〜10部程
度とするのが良く、耐火物原料との混練の際には、流し
込み不定形耐火物として必要な水分を適宜加える必要が
ある。このような範囲内で使用することにより、耐火物
の強度上昇、永久張りれんがとの接着強度の向上など結
合剤として効果的に働き、また混練の都合よく行うこと
ができる。しかもそれにより得られる背膏体は、その気
孔率も適当で耐食性に優れたものとなる。

本発明では以上述べた原料からなる耐火物において、
骨剤たるアルミナ質原料の１〜20％をマグネシア骨剤に
代えて用いることにより、耐火物に加熱後の残存膨張性
を付与することができ、一層効果的に亀裂、剥離を抑制
し得る。マグネシア質骨材としては、電融もしくは焼結
のいずれのマグネシアクリンカーも使用できる。MgO含
有量は95％以上が好ましく、95％未満では耐食性が低下
するその粒径は、5mm程度以下、より好ましくは、１〜3
mmの範囲とするのがよい。また必要ならば、常法に従っ
て、粒度の異なる材料を組み合わせて使用することもで
きる。

発明の効果本発明の流し込み不定形耐火物は、耐スラグ浸透性、
耐食性及び耐スポーリング性に極めて優れている。

従って、本発明品は、取鍋などの溶融金属の内張り材
としての耐用寿命が従来品に比して長く、実用面で一層
優れたものである。

実施例以下に実施例を示し、本発明の特徴を一層明確にす
る。

第１表に示す各原料を配合して、流し込み不定形耐火
物を調製して、内径40×40×160mmの金型に鋳んで成形
し、次いで（イ）110℃で24時間乾燥後、及び（ロ）150
0℃で３時間焼成後の以下に示す各種物性を測定した。

残存線変化率（％） JIS R-2554-76に基づいて測定した。

見掛気孔率（％） JIS R-2205-74に基づいて測定した。

かさ比重 JIS R-2205-74に基づいて測定した。

曲げ強さ（KgF/cm²） JIS R-2553-75に基づいて測定した。

溶損指数ロータリースラグ試験において、侵食剤として転炉ス
ラグ：普通鋼＝1:1混合物を使用し、1650℃で１時間保
持→空冷30分間を１サイクルとして３回繰り返したとき
の溶損量を測定し、比較例１の結果を100とする相対値
で示した。

スラグ浸透厚み回転式スラグ浸食試験において、浸食剤として転炉ス
ラグ：普通鋼＝1:1の混合物を使用し、1650℃で１時間
保持→空冷30分間を１サイクルとして３回繰り返した後
の値を測定した。

耐熱スポーリングテスト 1400℃で10分間保持→水冷５分間を１サイクルとし
て、試料表面の1/2が剥離するまでの回数を調べた。

第２表に示す結果から、本発明流し込み不定形耐火物
が、耐スラグ浸透性、耐熱スポーリング性に極めて優れ
ていることが明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小口征男兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者川上辰男兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者今飯田泰夫千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者大石泉千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Al₂O₃含有量90％以上のアルミナ質原料を
主原料とする骨材70〜97％、スピネル微粉１〜29％、ピ
ッチ原料１〜５％及びSiC原料１〜５％の一種又は二
種、及びアルミナ超微粉１〜10％を含有する耐火物原料
に結合硬化剤としてアルミナセメント及びアミンシリケ
ートの一種又は二種を使用してなる流し込み不定形耐火
物。
【請求項２】Al₂O₃含有量90％以上のアルミナ質原料を
主原料とする骨材50〜96％、MgO含有量95％以上のマグ
ネシアを主原料とする骨材１〜20％、スピネル微粉１〜
29％、ピッチ原料１〜５％及びSiC原料１〜５％の一種
又は二種、及びアルミナ超微粉１〜10％を含有する耐火
物原料に結合硬化剤としてアルミナセメント及びアミン
シリケートの一種又は二種を使用してなる流し込み不定
形耐火物。