JP3354213B2 - 高耐用性非鉄金属用耐火物 - Google Patents
高耐用性非鉄金属用耐火物Info
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- JP3354213B2 JP3354213B2 JP16244193A JP16244193A JP3354213B2 JP 3354213 B2 JP3354213 B2 JP 3354213B2 JP 16244193 A JP16244193 A JP 16244193A JP 16244193 A JP16244193 A JP 16244193A JP 3354213 B2 JP3354213 B2 JP 3354213B2
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- Japan
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- resistance
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａｌを除く非鉄金属精
錬容器の内張りに使用する耐火物に関する。
錬容器の内張りに使用する耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、製鋼用容器の内張り用の耐火物と
して、例えば、特公昭５７−３２０３１号公報に記載の
アルミナ−クロム系の耐火れんがが、また、特公昭６０
−４１０１６号公報に記載のクロム質耐火原料と、ジル
コニア質耐火原料と、アルミナ質耐火原料からなる耐火
物が開示されている。
して、例えば、特公昭５７−３２０３１号公報に記載の
アルミナ−クロム系の耐火れんがが、また、特公昭６０
−４１０１６号公報に記載のクロム質耐火原料と、ジル
コニア質耐火原料と、アルミナ質耐火原料からなる耐火
物が開示されている。
【０００３】しかしながら、Ａｌを除く非鉄金属精錬に
おけるスラグは、一般的に高ＦｅＯで、且つ、低ＣａＯ
／ＳｉＯ2 モル比率（Ｃ／Ｓ比）であり、例えば、銅皮
に例を取れば、ＦｅＯは４０〜６０％含有し、Ｃ／Ｓ比
は０．５〜０．１である。
おけるスラグは、一般的に高ＦｅＯで、且つ、低ＣａＯ
／ＳｉＯ2 モル比率（Ｃ／Ｓ比）であり、例えば、銅皮
に例を取れば、ＦｅＯは４０〜６０％含有し、Ｃ／Ｓ比
は０．５〜０．１である。
【０００４】このように、Ａｌを除く非鉄金属精錬用ス
ラグは、一般的にメタル中のカーボン量が多いため低Ｆ
ｅＯスラグである、且つ、Ｃ／Ｓ比が大きい製鋼用スラ
グとは、その侵食態様が異なり、上記、製鋼用の耐火物
では、その同様の耐用性は期待できない。
ラグは、一般的にメタル中のカーボン量が多いため低Ｆ
ｅＯスラグである、且つ、Ｃ／Ｓ比が大きい製鋼用スラ
グとは、その侵食態様が異なり、上記、製鋼用の耐火物
では、その同様の耐用性は期待できない。
【０００５】そのため、従来、Ａｌを除く非鉄金属精錬
におけるこの高ＦｅＯと低Ｃ／Ｓ比のスラグに対するた
めに、ＭｇＯとＣｒ2 Ｏ3 を主成分とするマグネシア−
クロム質の耐火物が採用されてきた。
におけるこの高ＦｅＯと低Ｃ／Ｓ比のスラグに対するた
めに、ＭｇＯとＣｒ2 Ｏ3 を主成分とするマグネシア−
クロム質の耐火物が採用されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような高
ＦｅＯと低Ｃ／Ｓ比のスラグに対するマグネシア−クロ
ム質耐火物の耐食性は不充分であって、その上、耐スポ
ーリング性も低く、その結果、寿命は十分とは言えな
い。
ＦｅＯと低Ｃ／Ｓ比のスラグに対するマグネシア−クロ
ム質耐火物の耐食性は不充分であって、その上、耐スポ
ーリング性も低く、その結果、寿命は十分とは言えな
い。
【０００７】そこで、本発明の目的は、耐食性と耐スポ
ーリング性を向上させて耐久性を増したＡｌを除く非鉄
金属精錬用容器の内張り耐火物を提供することにある。
ーリング性を向上させて耐久性を増したＡｌを除く非鉄
金属精錬用容器の内張り耐火物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、ＺｒＯ2 量を３〜２０重量％と、Ｃｒ
2 Ｏ3 量を５〜３０重量％と、ＳｉＯ2 量を５重量％以
下含有し、残部が実質的にＡｌ2 Ｏ3 からなるものとし
た。
達成するために、ＺｒＯ2 量を３〜２０重量％と、Ｃｒ
2 Ｏ3 量を５〜３０重量％と、ＳｉＯ2 量を５重量％以
下含有し、残部が実質的にＡｌ2 Ｏ3 からなるものとし
た。
【０００９】Ａｌを除く非鉄金属の代表例としては、
銅、亜鉛、鉛等である。Ａｌは、周知のように、他の非
鉄金属と精錬方法が大きく異なり、本発明はそのまま対
応できない。
銅、亜鉛、鉛等である。Ａｌは、周知のように、他の非
鉄金属と精錬方法が大きく異なり、本発明はそのまま対
応できない。
【００１０】非鉄金属精錬容器とは、銅に例を取れば溶
鉱炉、自溶炉、転炉、保持炉と、それに樋、鍋等であ
る。
鉱炉、自溶炉、転炉、保持炉と、それに樋、鍋等であ
る。
【００１１】
【作用】従来のマグネシア−クロム質では、ＦｅＯに対
する耐食性の点で優れている点を重要視してＭｇＯ，Ｃ
ｒ2 Ｏ3 を主成分とした。しかし、対象スラグのＣ／Ｓ
比が低いため、ＭｇＯがシリケートのアタックを受けて
溶損してしまう。また、ＭｇＯは膨張が大きく、その結
果、耐スポーリング性に劣る。
する耐食性の点で優れている点を重要視してＭｇＯ，Ｃ
ｒ2 Ｏ3 を主成分とした。しかし、対象スラグのＣ／Ｓ
比が低いため、ＭｇＯがシリケートのアタックを受けて
溶損してしまう。また、ＭｇＯは膨張が大きく、その結
果、耐スポーリング性に劣る。
【００１２】また、ＦｅＯとシリケートの両者のアタッ
クに強いＣｒ2 Ｏ3 のみを主成分とすることによって、
耐スポーリング性の低下が激しく使用できない。
クに強いＣｒ2 Ｏ3 のみを主成分とすることによって、
耐スポーリング性の低下が激しく使用できない。
【００１３】本発明は、スラグ中のＦｅＯのアタックに
対して強いＣｒ2 Ｏ3 と、ＦｅＯのアタックに対しては
ＭｇＯよりは弱いが、シリケートアタックに対しては、
ＭｇＯより強いＡｌ2 Ｏ3 を組み合わせることによっ
て、耐食性の点で従来のマグネシア−クロム質より優れ
た性質を有する耐火物を得た。
対して強いＣｒ2 Ｏ3 と、ＦｅＯのアタックに対しては
ＭｇＯよりは弱いが、シリケートアタックに対しては、
ＭｇＯより強いＡｌ2 Ｏ3 を組み合わせることによっ
て、耐食性の点で従来のマグネシア−クロム質より優れ
た性質を有する耐火物を得た。
【００１４】しかし、耐スポーリング性については、マ
グネシア−クロム質よりは優れてはいるが、その対抗性
は満足すべきものではなく、第三成分としてＺｒＯ2 を
加えることによって耐スボーリング性の向上が認められ
た。
グネシア−クロム質よりは優れてはいるが、その対抗性
は満足すべきものではなく、第三成分としてＺｒＯ2 を
加えることによって耐スボーリング性の向上が認められ
た。
【００１５】ＺｒＯ2 は、３重量％より少ないと、耐ス
ポーリング性の向上効果が少ない。しかしながら、２０
重量％より多くても、耐スポーリング性の向上効果は少
なく逆に耐食性が低下する。ＺｒＯ2 は、ジルコニア、
Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 −ＳｉＯ
2 （ジルコニアムライト）、ジルコン等のｌ種もしくは
２種以上の混合物の形で使用可能である。しかし、Ｓｉ
Ｏ2 を含む形での添加は添加量が多くなると必然的にＳ
ｉＯ2 量が多くなるので耐食性の低下に注意する必要が
ある。
ポーリング性の向上効果が少ない。しかしながら、２０
重量％より多くても、耐スポーリング性の向上効果は少
なく逆に耐食性が低下する。ＺｒＯ2 は、ジルコニア、
Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 −ＳｉＯ
2 （ジルコニアムライト）、ジルコン等のｌ種もしくは
２種以上の混合物の形で使用可能である。しかし、Ｓｉ
Ｏ2 を含む形での添加は添加量が多くなると必然的にＳ
ｉＯ2 量が多くなるので耐食性の低下に注意する必要が
ある。
【００１６】ＳｉＯ2 量が５重量％より多いと耐食性が
低下するばかりでなく、耐スポーリング性も低下してし
まう。ＳｉＯ2 成分が入る形としては、作業性等の付与
のための粘土，シリカフラワー、その外ジルコニアムラ
イト，ジルコン，クロム鉱石及びその他Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 原料等の１種もしくは２種以上の混合物の形で入
る。
低下するばかりでなく、耐スポーリング性も低下してし
まう。ＳｉＯ2 成分が入る形としては、作業性等の付与
のための粘土，シリカフラワー、その外ジルコニアムラ
イト，ジルコン，クロム鉱石及びその他Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 原料等の１種もしくは２種以上の混合物の形で入
る。
【００１７】Ｃｒ2 Ｏ3 は、５重量％より少ないと十分
な耐食性を示すことができない。また、３０重量％より
多いと耐食性の向上は少なく耐スポーリング性が低下す
る。Ｃｒ2 Ｏ3 は酸化クロム，クロム鉱石，Ａｌ2 Ｏ3
−Ｃｒ2 Ｏ3 等の形で使用可能である。クロム鉱石の形
で使用する時は必然的にＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ2 が入
って来るので、耐スポーリング性の低下、耐食性向上効
果の減少に注意する必要がある。Ａｌ2 Ｏ3 −Ｃｒ2 Ｏ
3 の形で使用することは、使用量が多くなると耐スポー
リング性の低下の危険があるので注意する必要がある。
ｌ種もしくは２種以上の混合物の形で使用可能である。
な耐食性を示すことができない。また、３０重量％より
多いと耐食性の向上は少なく耐スポーリング性が低下す
る。Ｃｒ2 Ｏ3 は酸化クロム，クロム鉱石，Ａｌ2 Ｏ3
−Ｃｒ2 Ｏ3 等の形で使用可能である。クロム鉱石の形
で使用する時は必然的にＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ2 が入
って来るので、耐スポーリング性の低下、耐食性向上効
果の減少に注意する必要がある。Ａｌ2 Ｏ3 −Ｃｒ2 Ｏ
3 の形で使用することは、使用量が多くなると耐スポー
リング性の低下の危険があるので注意する必要がある。
ｌ種もしくは２種以上の混合物の形で使用可能である。
【００１８】成形方法については、一軸成形，静圧成
形，現地流し込み成形，事前耐火物工場での鋳込み成形
等の通常の成形方法が種々可能であるが、耐火物の使用
条件，耐火物形状，要求コスト等を考慮して適宜選択す
ればよい。
形，現地流し込み成形，事前耐火物工場での鋳込み成形
等の通常の成形方法が種々可能であるが、耐火物の使用
条件，耐火物形状，要求コスト等を考慮して適宜選択す
ればよい。
【００１９】
【実施例】表ｌ〜３に示す配合物を混練、成形（成形圧
＝２Ｔ／ｃｍ2 、形状＝２３０×ｌｌ４×６５ｍｍ）し
た後１５５０℃で焼成して、本発明の耐火物を得た。そ
して、見掛け気孔率、曲げ強さ、弾性率等の物理的性質
と共に、侵食テストと耐スポーリング性のそれぞれの特
性を調べた。
＝２Ｔ／ｃｍ2 、形状＝２３０×ｌｌ４×６５ｍｍ）し
た後１５５０℃で焼成して、本発明の耐火物を得た。そ
して、見掛け気孔率、曲げ強さ、弾性率等の物理的性質
と共に、侵食テストと耐スポーリング性のそれぞれの特
性を調べた。
【００２０】
【表１】
【表２】
【表３】 表１はＡｌ2 Ｏ3 −Ｃｒ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 れんがに対す
るＣｒ2 Ｏ3 量の影響を、表２は同じくＺｒＯ2 量の影
響を、さらに、表３はＳｉＯ2 量の影響を調べたもので
ある。
るＣｒ2 Ｏ3 量の影響を、表２は同じくＺｒＯ2 量の影
響を、さらに、表３はＳｉＯ2 量の影響を調べたもので
ある。
【００２１】とくに、耐食性を示す溶損指数は、銅精錬
時の耐食性を例に取って、スラグとして銅からみを使用
し、侵食量を増すため試験温度を１５５０℃として横型
回転侵食法で実施した。
時の耐食性を例に取って、スラグとして銅からみを使用
し、侵食量を増すため試験温度を１５５０℃として横型
回転侵食法で実施した。
【００２２】表１と表２において、本発明の実施例に対
して、比較例１〜３のマグネシア−クロム質とＡｌ2 Ｏ
3 −Ｃｒ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 質では、同じＣｒ2 Ｏ3 量で
は、本発明の実施例の方が耐食性，耐スポーリング性共
に優れている。
して、比較例１〜３のマグネシア−クロム質とＡｌ2 Ｏ
3 −Ｃｒ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 質では、同じＣｒ2 Ｏ3 量で
は、本発明の実施例の方が耐食性，耐スポーリング性共
に優れている。
【００２３】実施例ｌと比較例４との比較によって、Ｃ
ｒ2 Ｏ3 量が５％より多くないと耐食性向上効果は少な
いことがわかる。実施例３と比較例５の比較によって逆
に３０％より多いと耐スポーリング性の低下が大きい。
実施例４と比較例６との比較によって、ＺｒＯ2 量が３
％より多くないと耐スポーリング性向上効果が少ないこ
とがわかる。さらに、実施例５と比較例７の比較によっ
て、逆に２０％より多いと耐食性の低下が起こる。
ｒ2 Ｏ3 量が５％より多くないと耐食性向上効果は少な
いことがわかる。実施例３と比較例５の比較によって逆
に３０％より多いと耐スポーリング性の低下が大きい。
実施例４と比較例６との比較によって、ＺｒＯ2 量が３
％より多くないと耐スポーリング性向上効果が少ないこ
とがわかる。さらに、実施例５と比較例７の比較によっ
て、逆に２０％より多いと耐食性の低下が起こる。
【００２４】また、表３において、同一のＣｒ2 Ｏ3 ，
ＺｒＯ2 量でＳｉＯ2 量の影響を調査したところ、Ｓｉ
Ｏ2 量は５％より多いと耐食性の低下が激しい。また、
耐スポーリング性も低下してしまう。少ない場合、特に
問題はない。
ＺｒＯ2 量でＳｉＯ2 量の影響を調査したところ、Ｓｉ
Ｏ2 量は５％より多いと耐食性の低下が激しい。また、
耐スポーリング性も低下してしまう。少ない場合、特に
問題はない。
【００２５】実施例８と比較例８とに示した配合組成物
にアルミナセメントを外掛けｌ重量％添加して混練後棒
状バイブレーターを使用して２３０×２３０×ｌ００ｍ
ｍの形状の枠に鋳込んだ。
にアルミナセメントを外掛けｌ重量％添加して混練後棒
状バイブレーターを使用して２３０×２３０×ｌ００ｍ
ｍの形状の枠に鋳込んだ。
【００２６】１１０℃×ｌ２時間乾燥後、焼成れんがと
同じ条件で侵食テストを実施した。更に１５０℃×３時
間焼成後、焼成れんがと同じ条件でスポーリングテスト
を実施した。
同じ条件で侵食テストを実施した。更に１５０℃×３時
間焼成後、焼成れんがと同じ条件でスポーリングテスト
を実施した。
【００２７】その結果、耐食性において、溶損指数が１
５０から５５に減少し、耐スポーリング性において、剥
落までの回数は４回から８回以上に向上し、共に焼成れ
んがで得られた結果と同一の傾向を示した。
５０から５５に減少し、耐スポーリング性において、剥
落までの回数は４回から８回以上に向上し、共に焼成れ
んがで得られた結果と同一の傾向を示した。
【００２８】上記の実施例においては、侵食テストは、
銅精錬のみの例を示したが、対象非鉄金属はＡｌを除い
て銅にのみ限定するものではない。
銅精錬のみの例を示したが、対象非鉄金属はＡｌを除い
て銅にのみ限定するものではない。
【００２９】同じく焼成温度についても、１５５０℃の
みを示したが、耐食性重視であれば低気孔率、高熱間強
度化を狙って焼成温度を上昇させることは可能であり、
また、耐スポーリング性を重視する場合には、低弾性率
を狙って焼成温度を低下させることも可能である。
みを示したが、耐食性重視であれば低気孔率、高熱間強
度化を狙って焼成温度を上昇させることは可能であり、
また、耐スポーリング性を重視する場合には、低弾性率
を狙って焼成温度を低下させることも可能である。
【００３０】不定形耐火物についても、対象非鉄金属と
して銅のみの事例を示したが、Ａｌを除いて銅にのみ限
定するものではない。
して銅のみの事例を示したが、Ａｌを除いて銅にのみ限
定するものではない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００３２】（１） 従来、マグネシア−クロム質しか
使用できないと考えられていたＡｌを除く非鉄金属精錬
容器のような侵食の激しい部位に、より高い耐食性を有
し、かつ優れた耐スポーリング性を有する耐火物を得る
ことができた。
使用できないと考えられていたＡｌを除く非鉄金属精錬
容器のような侵食の激しい部位に、より高い耐食性を有
し、かつ優れた耐スポーリング性を有する耐火物を得る
ことができた。
【００３３】（２） Ａｌ2 Ｏ3 とＣｒ2 Ｏ3 を組み合
わせることで、同じＣｒ2 Ｏ3 量のマグネシア−クロム
質より高耐食性を与えることができた。
わせることで、同じＣｒ2 Ｏ3 量のマグネシア−クロム
質より高耐食性を与えることができた。
【００３４】（３） さらに、ＺｒＯ2 成分の所定量の
併用で耐食性の低下なく、耐スポーリング性の向上が可
能になった。
併用で耐食性の低下なく、耐スポーリング性の向上が可
能になった。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＺｒＯ2 量を３〜２０重量％と、Ｃｒ2
Ｏ3 量を５〜３０重量％と、ＳｉＯ2 量を５重量％以下
含有し、残部が実質的にＡｌ2 Ｏ3 からなるＡｌを除く
非鉄金属精錬容器用耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16244193A JP3354213B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 高耐用性非鉄金属用耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16244193A JP3354213B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 高耐用性非鉄金属用耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0761858A JPH0761858A (ja) | 1995-03-07 |
| JP3354213B2 true JP3354213B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=15754678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16244193A Expired - Lifetime JP3354213B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 高耐用性非鉄金属用耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354213B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16244193A patent/JP3354213B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0761858A (ja) | 1995-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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