JPH01278469A

JPH01278469A - マグネシア−カルシア質耐火物

Info

Publication number: JPH01278469A
Application number: JP63107291A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Unosaki; 鵜崎　暢之; Hiromasa Ishii; 石井　宏昌; Ichiro Tsuchiya; 一郎土屋; Masao Oguchi; 征男小口; Tatsuo Kawakami; 川上　辰男
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-08
Also published as: US4923831A; JPH0547501B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、耐スポーリング性に優れたマグネシア−カル
シア質耐火物に関する。

従来技術とその問題点転炉、塩基性製鋼炉、セメントロータリーキルンなどの
各種の炉の内張材としては、ドロマイト質耐火物が広く
使用されてきた。しかしながら、近年操業条件の苛酷化
、例えば、転炉の場合には、炉の大型化、出鋼温度の上
昇、吹錬時間の短縮などに伴って、耐スポーリング性、
耐熱衝撃性などにより優れた耐火物の出現が要求される
ようになって来ている。

この様な情勢に対応して、例えば、マグネシア（以下Ｍ
ｇＯとする）原料を主成分とする塩基性耐火物が開発さ
れている。この耐火物は、高塩基性スラグに対する耐溶
損性（ビは優れているものの、耐スポーリングに劣ると
いう重大な欠点がある。

すなわち、ＭｇＯとスラグとの反応性が低馳ため、侵入
したスラグの融点に相当する温度を有するれんが内部ま
でスラグが浸透し、浸透部に存在するＭｇＯ結晶（ペリ
クレーズ）の結合組織をゆるめさせる。その結果、れん
がの温度が低下すると、浸透部と非浸透部との間に物理
的（熱膨脹係数、気孔率、強度など）な違いを生じて、
スポーリングを発生させ易（なる。また、ＭｇＯは、熱
膨脹係数が高いので、れんがの炉内側（高温側）と背面
側（低温側）との膨張差によっても、スポーリングを発
生しやすい。従って、ＭｇＯ系れんかにおいては、スラ
グの作用、炉体構造に起因する熱歪、炉の使用サイクル
（加熱と冷却との繰り返し）に起因する熱的衝撃、機械
的衝撃などの諸要因が重なり合って、れんかに熱スポー
リングおよび構造スポーリングが生じ、炉体から徐々に
剥落して行き、遂には炉が使用不能となる。

ＭｇＯ系れんがの上記の如き欠点を解消するために、ジ
ルコニア（より好ましくは安定化ジルコニア）を配合し
たＭｇＯ−カルシア（Ｃａ　Ｏ）系耐火れんがが提案さ
れている（特開昭４９−９６００５号公報参照）。この
れんかにおいては、れんが内に浸透したスラグとジルコ
ニアとがれんが表面近傍で反応して、スラグが高粘度と
なるので、スラグのそれ以上の浸透が防止され、もって
耐構造スポーリング性が改善されるとされている。

しかしながら、この耐火れんがでは、耐熱スポーリング
性の改善は、はとんどなされていない。

また、ＭｇＯ原料とともにドロマイト原料、ＣａＯ原料
などを配合したＭ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ質耐火物が開発さ
れ、繁用されている。この様な耐火物は、高強度ではあ
るが、やはり耐スポーリング性、耐熱衝撃性等は、不十
分である。特に、セメントロータリーキルンなどの内張
り材として使用する場合には、通常はその焼成帯付近で
耐火物表面にセメント成分からなるコーティング層が形
成され、耐火物の寿命の延長が期待できるのであるが、
実際には、キルンの回転などによってコーティング層が
激しく脱着を繰返すため、耐火物表面が著しい熱衝撃を
受けて、スポーリングが発生する。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、Ｍ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火原料に特定粒
径のアラゴナイト型炭酸カルシウムを特定の割合で配合
することにより、Ｍ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ系耐火物が本来
有している優れた特性（高強度など）を損なうことなく
、耐スポーリング性、耐熱衝撃性などを改善し得ること
を見出した。

すなわち、本発明は、Ｍｇ０２０〜９５重量％とＣａＯ
８０〜５重量％とからなる耐火骨材１００重量部と粒径
０．５〜１０ｍｍのアラゴナイト型炭酸カルシウム０．
５〜５重量部とを含有するマグネシア−カルシア質耐火
物に係る。

本発明において使用する耐火骨材としては、ＭｇＯおよ
び／またはＣａＯを含む公知の塩基性耐火材料が使用で
き、具体的には、マグネシアクリンカ−、ドロマイトク
リンカ−、ライムクリンカーなどが挙げられる。マグネ
シアクリンカ−としては、天然マグネシアクリンカ−１
海水マグネシアクリンカ−１電融マグネシアクリンカ−
などがある。ドロマイトクリンカ−としては、天然ドロ
マイトクリンカ−１合成ドロマイトクリンカー１電融ド
ロマイトクリンカ−などがある。本発明においては、こ
れらの一種または二種以上を使用して、Ｍｇ０２０〜９
５重回％（以下単に％とする）とＣａＯ８０〜５％の割
合となるように調整する。

ＭｇＯが２０％未満の場合には、耐消化性が不十分とな
るとともに、耐スラグ溶損性が低下する。

一方、ＭｇＯが９５％を上回る場合には、耐スポーリン
グ性および耐スラグ浸透性が低下する。耐火付材の粒径
は、通常１０ｍｍ以下程以下上り好ましくは３ｍｍ程度
以下である。

本発明で使用するアラゴナイト型炭酸カルシウムとして
は、公知のものがいずれも使用でき、必要ならば、２種
以上を混合して使用しても良い。

本発明耐火物の製造に際して、配合原料を使用すると、
アラゴナイト型炭酸カルシウムは、焼成時に３３０〜４
８０℃でカルサイト型に転移し、この際、急激な体積膨
張を伴う。そのため、れんが内には、多数のマイクロク
ラックが発生する。本願発明者の研究によれば、このマ
イクロクラックが、使用時に応力伝播防止効果を発揮し
て、熱スポーリングによる亀裂の進展防止に極めて有効
に作用することが、判明した。本発明におけるこの様な
顕著な効果は、アラゴナイト型炭酸カルシウムを使用す
る場合にのみ、奏されるものである。

すなわち、アラゴナイト型炭酸カルシウムに代えて、例
えば、精製された炭酸カルシウム（カルサイト型Ｃａ　
ＣＯ３）を使用する場合には、亀裂進展防止効果を発揮
し得ない球状の隙間が形成されるに過ぎず、耐スポーリ
ング性の向上は認められない。アラゴナイト型炭酸カル
シウムの配合量は、耐火骨材１００重量部（以下単に部
とする）に対し、０．５〜５部とする。アラゴナイト型
炭酸カルシウムの配合量が、０．５部未満の場合には、
れんが内に発生するマイクロクラックの量が少なすぎて
、耐スポーリング性向上の効果が不十分となる。一方、
５部を上回る場合には、組織の多孔質化が進行して、れ
んがの耐火性が低下する。アラゴナイト型炭酸カルシウ
ムの粒径は、特に限定されないが、通常０．５〜１０ｍ
ｍ程度とし、より好ましくは１〜３＋ａｍ程度である。

アラゴナイト型炭酸カルシウムの粒径が０．５ｍｍ未満
の場合には、マイクロクラックの発生が低下する傾向が
あり、１０關を上回る場合には、マイクロクラック以外
の亀裂発生による多孔質化が進行して、耐スポーリング
性向上の効果が減殺される傾向がある。アラゴナイト型
炭酸カルシウムの純度は、８０％以−ヒであることが望
ましい。この純度が低い場合には、低融点鉱物が生成さ
れて、れんがの耐火性が低下する。

本発明耐火物は、Ｍ　ｇ　Ｏ−Ｃａ　Ｏ耐火′け材にア
ラゴナイト型炭酸カルシウムを配合し、さらに常法に従
って、タール、液状フェノール樹脂、ポリウレタン、ポ
リプロピレン、ワックスなどの公知の非水系バインダー
を添加しく通常耐火骨材１００部に対し、１〜５部程度
）、混練し、成形し、焼成することにより、製造される
。非水系バインダーの添加から焼成に至る工程は、常法
通りなので、特に詳述しないが、焼成は、１６００〜１
７００℃程度でおこなうことが好ましい。

本発明マグネシア−カルシア質耐火物は、各種の炉の内
張り用耐火物として、有用である。

発明の効果本発明によれば、公知のマグネシア−カルシア質耐火物
に比して、耐スポーリング性および耐熱衝撃性に優れた
マグネシア−カルシア質耐火物が得られる。しかも、本
発明耐火物の強度などのその他の物性は、従来品と同等
以上である。

実施例以下に比較例および実施例を示し、本発明の特徴とする
ところをより一層明らかにする。

実施例１〜３第１表に示す割合（部）で各原料を配合し、該配合物１
００部にバインダーとしてポリプロピレン２部を加えて
、混練し、亜型に成形し、１６５０℃で焼成した。

なお、第１表における各原料の粒径などは、以下の通り
であった。

■・・・天然マグネシアクリンカ−１粒径３〜ＩＩＩＩ
Ｉｌｌ■・・・天然マグネシアクリンカ−１粒径ｌｌｌ
１ｍ未満■・・・天然ドロマイトクリンカ−１粒径３〜
１ｍｍ。

Ｍｇ０＝４０％、ＣａＯ＝６０％ ■・・・天然ドロマイトクリンカ−１粒径ｌｌｌｌ１１
未満Ｍｇ０＝４０％、ＣａＯ＝６０％ ■・・・アラゴナイト型炭酸カルシウム、粒径３〜ｍｍ第１表原料　　　実施例ｎ　　　４０　４０　４０ＩＩＩ　　　３０　３０　３０ＩＶ　　　１０　１０　１０ ■　　　１３５得られた耐火物について、以下のようにして特性を調べ
た。

Ａ・・・気孔率（％）、ＪＩＳ　　Ｒ２２０５による。

Ｂ・・・嵩比重、ＪＩＳ　　Ｒ２２０５による。

Ｃ・・・圧縮強さ（ｋｇｆ／ｃシ）、ＪＩＳ　　Ｒ２２
０６による。

Ｄ　・・・曲げ強さ（ｋｇｆ／ｃＪ、　１４００℃）、
ＪＩＳ　　Ｒ２２１３による。

Ｅ・・・耐スポーリング性、耐火物を１２００℃に保持
した電気炉に挿入し、１５分間加熱−１５分間空冷のサ
イクルを繰返して、耐火物が剥落するまでのサイクル数
を調べた。

結果を第２表に示す。

比較例１アラゴナイト型炭酸カルシウムを使用しない以外は実施
例１と同様にして、耐火物を製造した。

結果を第２表に併せて示す。

比較例２アラゴナイト型炭酸カルシウムに代えて精製カルサイト
型炭酸カルシウム（粒径１ｍｍ以下）を使用する以外は
実施例１と同様にして、耐火物を製造した。

結果を第２表に併せて示す。

第２表特性　実施例　　比較例Ａ　　１Ｂ、８　１７．５　１７．７　１６，４　１６
．５Ｂ　　２．９１　２．９０　２．９２　２．８９　
２．８８Ｃ３５３３３９３１０３５９３４８Ｄ　　６８　５３　４８　５４　４９Ｅ　　＞１５　　＞１５　　＞１５　７　７第２表に示
す結果から、アラゴナイト型炭酸カルシウムを配合する
本発明のマグネシア−カルシア質耐火物は、これを配合
しない従来のマグネシア−カルシア質耐火物に比して、
特に耐スポーリング性および耐熱衝撃性に著るしく優れ
ていることが明らかである。

また、アラゴナイト型炭酸カルシウムに代えてカルサイ
ト型炭酸カルシウムを使用する場合には、効果の改善が
殆んど認められないことも、明らかである。

（以上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＭｇＯ２０〜９５重量％とＣａＯ８０〜５重量％
とからなる耐火骨材１００重量部と粒径０．５〜１０ｍ
ｍのアラゴナイト型炭酸カルシウム０．５〜５重量部と
を含有するマグネシア−カルシア質耐火物。