JP3014545B2

JP3014545B2 - 流し込み施工用不定形耐火物

Info

Publication number: JP3014545B2
Application number: JP4215689A
Authority: JP
Inventors: 史郎祐成; 武紀仲道; 誠司花桐; 清弘細川; 均西脇
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 2000-02-28
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JPH0640773A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、取鍋、真空脱ガス装
置、タンディッシュなどに使用される耐火物として好適
な流し込み施工用不定形耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流し込み施工用不定形耐火物（以
下、流し込み材）の材質は、アルミナセメントを結合剤
にしたシャモット質、高アルミナ質などが一般的であ
る。また、最近では、例えば特開昭６４−８７５７７号
公報、特開平３−２３２７５号公報に見られるように、
アルミナ−スピネル質も提案されている。アルミナ−ス
ピネル質は、アルミナがもつ耐食性および容積安定性と
スピネルの耐スラグ浸透性との相乗効果によって、すぐ
れた耐用性を示す。

【０００３】

【発明が解決しよとする課題】近年、高級鋼種が精錬さ
れるようになり、これに伴って溶鋼の処理温度の上昇、
容器内での滞留時間の延長などの使用条件の過酷化か
ら、上記した従来材質の流し込み材では十分に対応でき
なくなってきている。そこで本発明者らは、耐食性にす
ぐれた材質として、マグネシア質に着目した。マグネシ
ア質の流し込み材は、例えば特開昭５８−９９１７７号
公報で提案されている。しかし、従来のマグネシア質は
耐食性にすぐれている反面、スラグ浸透およびスポーリ
ングが大きく、結局はアルミナ−スピネル質などの従来
材質に比べて耐用性に劣るため、実用化には至っていな
いのが実状である。本発明は、マグネシア質の流し込み
材において、スラグ浸透およびスポーリングの問題を克
服し、マグネシア質がもつ耐食性を発揮させることによ
り、従来材質より耐用性にすぐれた流し込み材を提供す
ることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、粒径０．０５
ｍｍ以下のアルミナ１〜２０重量％、粒径３ｍｍ以下の
ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネル１〜３０重量％、残部がマ
グネシアを主材とした配合物１００重量％に対して、軽
焼マグネシア０．５〜１０重量％を添加したことを特徴
とする流し込み施工用不定形耐火物である。

【０００５】

【作用】本発明では、マグネシア質の流し込み材におい
て、アルミナとＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネル（以下、
単にスピネルと称す）を特定の粒度と割合で配合する。

【０００６】アルミナのみを配合した場合は、スラグ浸
透は軽減されるが、マグネシアとアルミナとの反応によ
るスピネル生成によって膨張が大きく、耐スポーリング
性に劣る。５重量％未満の添加では、スラグ浸透も大き
く且つ耐食性も向上しない。５重量％以上の添加では、
スラグ浸透も少なく且つ耐食性も向上するが、膨張が大
きく、耐スポーリング性に劣る。

【０００７】一方、スピネルのみを配合した場合には、
膨張もなく、熱間での容積安定性にすぐれているが、ス
ラグ浸透の問題は十分に解決できない。１０重量％未満
の添加では、膨張も大きく、熱間での容積安定性に劣
る。１０重量％以上の添加では、膨張もなく、熱間での
容積安定性にすぐれているが、スラグ浸透は大きく、且
つ耐食性は劣る。

【０００８】これに対し本発明は、耐スラグ浸透性およ
び耐スポーリング性にすぐれている。これは、アルミナ
とスピネルとのそれぞれがもつ特性だけでなく、結合剤
として添加した軽焼マグネシアの作用が関与しているも
のと推定される。

【０００９】従来の流し込み材に使用される結合剤は、
アルミナセメントが主流である。アルミナセメントは施
工体の強度付与に優れる反面、その成分のＣａＯが骨材
成分あるいはスラグと反応し、低融物を生成して耐食
性、耐スラグ浸透性の低下、過焼結による構造的スポー
リングなどを招く。一方軽焼マグネシアは耐食性低下の
原因となるＣａＯを殆ど含んでいないために、アルミナ
セメントを使用した材質に比べて耐食性、耐スラグ浸透
性に優れている。

【００１０】図１は、軽焼マグネシアの添加量と耐スラ
グ浸透性との関係を示すグラフである。図２は、軽焼マ
グネシアの添加量と耐スポーリング性の関係を示すグラ
フである。なお、図１と図２の試験で使用した流し込み
材は、後述の比較例１の配合組成を有する流し込み材に
おいて、軽焼マグネシアの添加量のみを変化させたもの
である。また、試験方法は、実施例の欄に示す方法と同
様にした。

【００１１】図１から、軽焼マグネシアの添加量が増す
にしたがって耐スラグ浸透性が向上していることが確認
される。また、図２から、軽焼マグネシアの添加量が増
すと耐スポーリング性が向上するが、添加量が多過ぎる
と耐スポーリング性が低下している。

【００１２】本発明で使用するアルミナは、焼結品、電
融品のいずれでもよい。その一部に仮焼アルミナを使用
してもよい。純度はＡｌ₂Ｏ₃含有量９７重量％以上のも
のが好ましい。軽焼マグネシアとの反応性を高めるため
に、粒径は０．０５ｍｍ以下とする。その割合は、１重
量％未満では耐スラグ浸透性の効果に劣る。２０重量％
を超えると耐食性および耐スポーリング性に劣る。

【００１３】スピネルは、焼結品、電融品、仮焼品のい
ずれを使用してもよい。スピネルを構成するＭｇＯ・Ａ
ｌ₂Ｏ₃の各成分の比は必ずしも理論組成のものでなくて
もよい。スピネル中のＭｇＯ成分は３〜３５重量％が好
ましく、ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃質スピネルとコランダムが共
存するものも使用できる。ＭｇＯ成分が３５重量％を超
えると材料中のフリーのＭｇＯが存在するようになり、
施工水分との水和によって養生・乾燥中にスレーキング
を起こしやすく良好な施工体が得られにくい。１重量％
未満では耐スポーリング性に劣る。３０重量％を超える
と耐食性に劣る。

【００１４】主骨材としてのマグネシアは耐食性の向上
の役割をもつ。その種類は、焼結品、電融品のいずれで
もよい。純度は例えば８０重量％以上、好ましくは９５
重量％以上である。粒度は、従来の流し込み材における
骨材と特に変わりなく、施工時の流動性および充填性な
どを考慮して、粗粒・中粒・微粒に調整される。

【００１５】軽焼マグネシアは結合剤としても作用す
る。例えば、水酸化マグネシウムを１０００℃前後で加
熱処理して製造された超微粉である。市販品からも得ら
れる。平均粒径は４０〜３００μｍが好ましい。その割
合は、前記の配合物１００重量％に対する割合で、０．
５重量％未満では施工体強度および耐スラグ浸透性に劣
る。１０重量％を超えると耐食性に劣る。

【００１６】本発明の流し込み材は、必要により、さら
にファイバー類、金属粉、発泡剤、シリカ超微粉、粘土
などを適量添加してもよい。

【００１７】施工は常法どおり、ヘキサメタ燐酸ソー
ダ、トリポリ燐酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダなどの
解こう剤を０．０１〜３重量％程度添加し、さらに施工
水分をもって十分に混合した後、型枠を用いて流し込み
施工される。充填性を向上させるため、施工の際には型
枠にバイブレーターを取付けるか、あるいは流し込み材
中に棒状バイブレーターを挿入する。

【００１８】施工対象は、例えば取鍋・真空脱ガス装置
・タンデイッシュなどの内張り、真空脱ガス装置浸漬管
・溶鋼浸漬型ガス吹き込み用ランス・溶鋼浸漬型フリー
ボードなどの耐火物被覆などである。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例とその比較例を示
す。表１は、各例で使用したアルミナ、スピネルおよび
軽焼マグネシアの化学分析値および粒径でる。

【００２０】

【表１】

【００２１】表２は、各実施例の配合組成と試験結果で
ある。各例はいずれも施工性に見合った適量の水分を添
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時間加熱乾燥したもの
を試験片とした。

【００２２】試験方法は以下のとおり曲げ強度；ＪＩＳ−Ｒ２５５３に準じる。気孔率；ＪＩＳ−Ｒ２２０５に準じる。耐スポーリング性；５５×５５×２３０ｍｍの試験片
を、１４００℃の電気炉で３０分加熱後、取り出して空
冷し、これをくり返し、そのキレツ発生状況から耐スポ
ーリング性について大、中、小の三段階に評価した。耐食性および耐スラグ浸透性；鋼片：転炉スラグを重量
比で３：２にした溶剤を用い、１７００℃×３時間、回
転侵食し、溶損寸法とスラグ浸透寸法を測定した。実機試験；真空脱ガス装置の内張りに使用し、耐用チャ
ージ数を求めた。空欄の箇所は試験しなかったものであ
る。

【００２３】表２の結果から、本発明の実施例はいずれ
も耐食性に優れた結果を示し、耐スポーリング性にも問
題がない。

【００２４】表３は各比較例の配合組成と試験結果であ
る。比較例１はアルミナ−スピネル質でマグネシア結合
剤を使用した材質であり、本発明実施例に比べて耐食性
に劣る。比較例２はマグネシア結合剤を使用している
が、本発明のようにアルミナ、スピネル、シリカを併用
していないために耐食性に劣る。比較例３はアルミナ、
スピネルを添加し、結合剤がマグネシア結合剤である
が、耐スラグ浸透性の向上効果が不十分である。

【００２５】アルミナ、スピネル、シリカとマグネシア
結合剤とを併用しているが、アルミナ、スピネル、シリ
カ、マグネシア結合剤のそれぞれの添加量が少なすぎる
比較例４、比較例５、比較例６、比較例７はいずれも耐
食性向上に顕著な効果がない。一方、アルミナ、スピネ
ル、シリカ、マグネシア結合剤のそれぞれの添加量が多
すぎる比較例８、比較例９はいずれも耐食性、耐スポー
リング性に劣る。マグネシア結合剤とアルミナセメント
を併用した比較例１０は、施工体強度および耐食性に劣
る。また、実機試験でも本発明実施例の材質は比較例に
比べていずれも好結果が得られている。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上の実施例の結果からも明ら
かなように、マグネシア−アルミナ−スピネル＋マグネ
シア結合剤の流し込み材において、耐食性が格段に向上
し、しかも耐スポーリング性などについて従来材質と比
べて遜色がない。その結果、実機試験では従来材質に相
当する比較例１およい比較例９に比べ２．５倍以上の耐
用性を示す。近年の炉操業は苛酷化の一途をたどり、し
かも耐火物原単位の低減を強く求められる中で、耐食性
に優れた本発明の流し込み材質の工業的価値はきわめて
高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】軽焼マグネシアの添加量と耐スラグ浸透性との
関係を示すグラフである。

【図２】軽焼マグネシアの添加量と耐スポーリング性の
関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者花桐誠司大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者細川清弘兵庫県高砂市荒井町新浜１−３−１ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者西脇均兵庫県高砂市荒井町新浜１−３−１ハリマセラミック株式会社内 (56)参考文献特開平３−257073（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−60986（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−50409（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 35/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径０．０５ｍｍ以下のアルミナ１〜２
０重量％、粒径３ｍｍ以下のＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系スピネ
ル１〜３０重量％、残部がマグネシアを主材とした配合
物１００重量％に対して、軽焼マグネシア０．５〜１０
重量％を添加したことを特徴とする流し込み施工用不定
形耐火物。
【請求項２】軽焼マグネシアが、ヨード吸着量で５〜
５０ヨードｍｇ／ｇの表面性状を有する、請求項１記載
の流し込み施工用不定形耐火物。