JPH01305848A

JPH01305848A - 焼成れんがの製造方法

Info

Publication number: JPH01305848A
Application number: JP63136125A
Authority: JP
Inventors: Jusaku Yamamoto; 山本　重作; Susumu Hasegawa; 晋長谷川; Hirotaka Shintani; 新谷　宏隆; Tatsuo Kawakami; 川上　辰男
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1989-12-11

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、例えば、製鋼工場の取鍋やタンデイツシュ等
に装着されるスライディングノズルプレート（以下ＳＮ
プレートという）等に使用される焼成れんがの製造方法
に関し、特に、耐食性を低下させずに、耐スポーリング
性を高められるようにした焼成れんがの製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

一般にＳＮプレートは、製鋼工場に於いて取鍋やタンデ
イツシュの下部に装着され、溶鋼の流量のコントロール
に広く使用されている。ＳＮプレートは通常の耐火物と
は異なり、溶鋼流による急激な熱衝撃、摩耗等の物理的
損傷の他に化学的侵食作用を受けるので、耐スポーリン
グ性、耐摩耗性、耐食性等に非常に高度な性能が要求さ
れる。

即ち、溶鋼流による急激な熱衝撃はＳＮプレートのノズ
ル孔周辺に放射状の亀裂を生じ、かかる亀裂による溶鋼
洩れの危険を招くおそれがある。

また、ＳＮプレートでは溶鋼の流量コントロールの為に
いわゆる絞り注入が常用されるので、特に摺動プレート
のノズル孔内のエツジ部や溶鋼流が衝突する部分が溶損
され易く、このエツジ部の溶損が原因となって絞り注入
時、或いは注入終了後のプレートの摺動に伴い、溶鋼の
かみ込み（いわゆる地金かみ込み）を生じて摺動面が次
第に損耗し、いわゆる摺動面荒れを生じる。更に、注入
終７後に摺動プレートを移動させるときに摺動面が局部
的に加熱され剥離現象（ピーリング）が発生することも
問題となっている。

現在までのところ、ＳＮプレートとしては、耐スポーリ
ング性、耐摩耗性、耐食性等に比較的優れるアルミナ−
カーボン質のものが主として使用されている。

しかしながら、操業条件が益々過酷になりつつある今日
では、従来のアルミナ−カーボン質のＳＮプレートでは
、耐用性に不満が感じられるようになっている。

ところで、マグネシア質のＳＮプレートは溶鋼、スラグ
に対して優れた耐食性を示すが、熱膨張率が大きいため
耐スポーリング性はあまり優れていない。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって
、耐食性を低下させずに、耐スポーリング性を高めるよ
うにした焼成れんがの製造方法を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る焼成れんがの製造方法は、上記の目的を達
成するために、ＭｇＯ含有量９５％以上のマグネシアク
リンカ−を最大９２重量％、ｙ、ｏ、又はＣａＯによっ
て安定化された安定化度８０〜１００％の粒径３〜０．
１＊ｎの安定化ジルコニア粒５〜４０置部％、粒径０．
０４４ｍｍ以下、Ｚｒ０Ｚ含有量９０重量％以上の非安
定化ジルコニア微粉３〜１５重量％からなる配合物を混
練、成形、焼成することを特徴としている。

〔作用〕

本発明において、マグネシアクリンカ−としては、焼結
あるいは電融マグネシアクリンカ−が使用でき、ＭｇＯ
含有量が９５％以上のものが好ましい。ＭｇＯ含有量が
９５％未満であると耐食性が著しく低下するので好まし
くない。

マグネシアは溶鋼、スラグに対して優れた耐食性を存し
ているが、熱膨張率が大きいため耐食性はあまり優れて
いない。

そこで、本発明者らはマグネシアの優れた耐食性を損な
うことなく、耐スポーリング性を向上す　　′る手段と
しては、耐食性の優れた物質をマグネシアに配合するこ
とにより、材料の熱膨張率を下げることが有効と考え、
鋭意研究を重ねた結果、耐食性に優れ、かつ、熱膨張率
の比較的低いＹ２Ｏ。

安定化ジルコニア（以下ＹＳＺという）粗粒、細粒、な
らびに非安定化ジルコニア（以下ＮＳＺという）微粉を
添加することにより、マグネシアの優れた耐食性を損な
うことなく高耐スポーリング性が付与されることを発見
し、本発明を完成するに至った。

（１１安定化ジルコニア粗粒、細粒の作用即ち、ＹＳＺ
の熱膨張は第１図（ａ）で示すように同図（ｂ）のマグ
ネシアに比べ著しく低い。

また、高温において、ＹＳＺは溶鋼やスラグとの反応性
に乏しくマグネシアとの反応性もないことから、マグネ
シアにＹＳＺを添加することによって、耐食性の低下を
起こさずに熱膨張率の減少を図り、耐スポーリング性が
向上する効果を生じる。

また、Ｙ２Ｏ３のかかわりにＣａＯで安定化したジルコ
ニア（以下Ｃ３Ｚという）でも同様の効果が生じる。

Ｙ　Ｓ　、ＺあるいはＣＳＺは粒径３〜０．１鰭の粗粒
あるいは細粒で添加することが好ましい。粒径が３ｍｍ
を上回るとＳＮプレート摺動面の面精度を確保し難いの
で好ましくな（、また、Ｏ，１ｗ１未満では耐食性、機
械的強度が低下するので好ましくない。

また、添加するＹＳＺあるいはＣ８Ｚの安定化度は８０
〜１００％、好ましくは９０〜１００％であれば上記目
的は達成される。安定化度が８０％より低いとマイクロ
クランクの発生数が多くなり強度劣化ならびに耐食性の
低下を生じ、ｙｓｚあるいはＣ３Ｚの添加の効果はなく
なる。

上記安定化ジルコニアの添加量は５〜４０重量％である
ことが好ましく、添加量が４０重量％を上回ると焼成に
あたってれんがマトリックスの組織劣化を生じ、機械的
強度ならびに耐食性の低下を生じるので好ましくなく、
また、添加量が５重量％よりも少ないとジルコニア添加
の効果が表れないので好ましくない。

（２）非安定化ジルコニア微粉の作用マグネシアにＮ５Ｚｉ粉を添加して混練、成形、１６０
０℃以上の高温で焼成すると、ＭｇＯがＺｒＱｚと反応
し、ＭｇＯ安定化ジルコニア（以下ＭＳＺという）を生
成し、強固な結合を生じる。

さらに、具体的に記述すればＮＳＺ微粒は焼成中にマグ
ネシア粒と反応してＭＳＺを生成するとともに、これが
残存するマグネシア粒と強固な結合をつくり、材料の熱
膨張率の低下、引張り強度、破壊エネルギーの増大を生
じ、耐スポーリング性の向上効果を生じる。

ＮＳＺの粒径は０．０４４ｍ■以下であることが好まし
く、これよりも粒径が大きい粗粒又は細粒を添加すると
、れんがの昇温又は降温中に局部的な体積変化によりク
ラックを生成し、機械的強度及び耐食性の低下を生じる
ので好ましくない。

また、ＮＳＺ微粉の添加量は、３〜１５重量％とするこ
とが好ましく、１５重量％を上回ると焼成にあたってれ
んがマトリックスの組織劣化を生じ、機械的強度ならび
に耐食性の低下を生じるので好ましくなく、３重量％を
下回るとＮＳＺ微粉添加の効果が表れないので好ましく
ない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例ならびに比較例について説明する
。

第１表に本発明に係る原料の品質特性を示す。

第２表に本発明に係る焼成れんがと比較例のれんがの配
合例を示す。尚、第２表に示す各実施例及び各比較例で
は、バインダーとして外掛３重量％の苦汁（Ｍ　ｇ　Ｃ
ｌ　ｚ液）を添加して、各配合物の混練を行い、５００
トンフリクシヨンプレスを用いて取鍋用ＳＮプレート形
状に成形した。成形体は１１０℃で１日間乾燥を行いト
ンネルキルンに１７００℃で５時間にわたり焼成を行っ
た。

比較例１は焼成によるマグネシア単味れんがである。比
較例２．３は添加するＮＳＺの粒度の効果を調べたもの
である。比較例４はＹＳＺの粗粒（３〜ｌｔｍ）を３重
量％および細粒（１〜０．１關）を２重量％添加したも
のである。比較例５はｙｓｚの粗粒および細粒をれんが
配合の約半量置換した状態で、ＮＳＺの粗粒及び細粒を
合計５重量％添加したものである。

実施例１は比較例５のＮＳＺの粗粒及び細粒を微粉に置
換したものである。実施例３ならびに５は実施例１のＹ
ＳＺの粗粒および細粒の添加量を保持し、ＮＳＺ微粉添
加量をそれぞれ１０重量％、１５重量％に増量したもの
である。実施例２ならびに４はＹＳＺの粗粒および細粒
をｃｓＺに置換し、ＮＳＺ微粉量を増加したものである
。

このようにして作製したＳＮプレートの品質特性値及び
取鍋での実機使用結果をそれぞれ第３表に示す。

尚、溶鋼侵食指数は、高周波炉に試料を内張すして１６
５０℃で３ｈｒの溶鋼侵食試験を行い、試料の中央部を
長平方向に切断し、断面の侵食面積を測定し、比較例１
の侵食面積を１００として各試料の侵食面積の相対値で
示したものである。

また、スポーリング指数は高周波炉で１６５０℃に保持
した？容綱中に３０Ｘ３０Ｘ２３０ｍ膳の角柱形試料を
３分間浸漬した後、引き上げ、大気中で１５分間放冷す
る急加熱、冷却操作を２サイクル行い、各試料の中央部
を切断して、内部に発生した亀裂の合計長さを測定し、
比較例１の測定値を１００として各試料の測定値の相対
値で示した。

更に、実機使用結果は各実施例並びに各比較例に係るＳ
Ｎプレートにピッチを含浸させ、４００℃でベーキング
処理を施した後、取鍋実機で使用した結果を示すもので
ある。

第３表から明らかなように、比較例２は比較例１に較べ
て、圧縮強度、曲げ強度が弱く、耐溶鋼侵食性及び耐ス
ポーリング性に劣り、ＮＳＺ粗粒及び細粒の添加効果は
認められない。比較例３はＮ５Ｚｉ粉を添加したもので
あるが、比較例１に較べて圧縮強度、曲げ強度が著しく
高く、耐スポーリング性の向上効果が見られる。

比較例４は粗粒および細粒の一部をＹＳＺ粒で置換した
ものであるが、比較例３のような圧縮強度、曲げ強度の
向上効果は認められないものの、耐スポーリング性の向
上効果が認められる。比較例５は比較例２と同様であり
、ＮＳＺ粗粒および細粒の添加とともに、ＹＳＺ粗粒お
よび細粒を添加しても効果が認められない。実施例１及
び２は耐スポーリング性の向上効果が顕著である。すな
わち、ＹＳＺ又はＣ８Ｚの粗粒及び細粒とＮＳＺ微粉の
併用添加（複合化）により、従来困難とされている機械
的強度の向上と耐スポーリング性の向上が達成された。

実施例３及び４は実施例１及び２に較べ耐スポーリ、ン
グ性はさらに向上している。なお、Ｃ８Ｚの添加量が大
きくなると耐溶鋼性の低下傾向が見られる。実施例５は
実施例３に較べ耐スポーリング性は同等であるが、耐溶
鋼侵食性が低下する傾向にあり、ＮＳＺ微粉の添加量は
１５重量％が限界と推定される。

実機使用試験の結果について説明すれば、従来品（比較
例１）は平均５．０チヤージ（ｎ＝３）（ｎは取鍋で使
用したＳＮプレートの試験個数）であったが、ＹＳＺ又
はＣ８Ｚ粗粒及び細粒、およびＮ５Ｚｉ粉の添加によっ
て耐用性は２チャージ余り向上した。

ＳＮプレートの廃却主因は、比較例１および比較例４は
摺動面部の亀裂およびノズル孔近傍の面荒れであるが、
実施例１〜５は亀裂発生が小さく、面荒れも比較的少な
く耐用性が向上した。ノズル孔の溶鋼侵食による孔径拡
大はいずれの場合も比較的小さく廃却主因にはなってい
ない。

以上の結果より、マグネシア質ＳＮプレートの耐用性の
向上を図るためには、安定化度８０％以上のＹＳＺ又は
Ｃ３Ｚの粗粒および細粒（３〜０、　１ｆｌ）を５〜４
０重景％置部ＳＺ微粉を３〜１５重量％を配合すること
が有効であるという知見を得た。

以上ＳＮプレートのみについて説明したが、この発明は
ＳＮプレートばかりでなく、ＳＮプレートと同等あるい
はそれ以上の熱的あるいは化学的条件にさらされる耐火
物として利用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るＳＮプレートは従来の焼成マ
グネシア質れんかに比べて耐食性を低下させずに、しか
も、耐スポーリング性を向上させることができ、これに
よりＳＮプレート等の耐用性が高められる効果が得られ
、ユーザサイドでは製鋼プロセスの作業性が高められる
効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＹＳＺ及びマグネシアれんがの線膨張特性図で
ある。第　　１　　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＭｇＯ含有量９５％以上のマグネシアクリンカー
を最大９２重量％、Ｙ＿２Ｏ＿３又はＣａＯによって安定化された安定化度
８０〜１００％の粒径３〜０．１ｍｍの安定化ジルコニ
ア粒５〜４０重量％、粒径０．０４４ｍｍ以下、ＺｒＯ＿２含有量９０重量％
以上の非安定化ジルコニア微粉３〜１５重量％からなる
配合物を混練、成形、焼成することを特徴とする焼成れ
んがの製造方法。