JPH02274370A - 溶銑予備処理容器用耐火物 - Google Patents

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、溶銑予備処理容器用耐火物に関する。

（従来の技術） 溶銑鍋、混銑車、混銑炉などの溶銑予備処理容器の内張
り耐火物は、アルミナ−炭化珪素−炭素質が主流になっ
ている。（例えば特開昭５８−８４９１９号公報）。

この材質は、炭化珪素の添加で耐酸化性に優れており、
また、特に脱ＳＬ処理で生じるスラグに対して高耐食性
を示すが、その反面、残存膨張が小さいために目地開き
を生じ、スラグ・溶銑の侵入による目地溶損が著しいと
いう欠点がある。

そこで、上記材質にマグネシアを添加し、マグネシアと
アルミナとの反応によるＭｇＯ−Ａ　Ｑ　＠Ｏ，スピネ
ルの生成で残存膨張性を付与するが知られている（例え
ば特公昭６２−４３９４８号公報）。

（発明が解決しようとする１題） しかし、近年の溶銑予備処理は、従来の脱Ｓｉ・脱Ｓ・
脱Ｐに加え、気酸処理が行われるようになり、それに使
用される耐火物の使用条件は一段と苛酷化している。気
酸処理は酸素を吹き込むことから、溶銑の温度上昇で溶
損作用が大きく、しかも酸素による酸化が著しい。この
ため、従来の材質では十分対応することができなくなっ
ている６本発明は、気酸処理が行われる溶銑予備処理容
器においても優れた耐用性を示す耐火物を提供すること
を目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、従来のアルミナ−炭化珪素−炭素質耐火
物の特徴を生かしつつ、その改良実験を重ねてきた。そ
の結果、上記材質に、マグネシアと酸化クロムとを特定
の割合で添加すると耐用性が格段に向上することを知り
、本発明を完成させたものである。本発明は、重量割合
でアルミナ２０〜８０％、マグネシア２〜６０％、炭素
５〜３０％、炭化珪素５〜１５％１粒径５０μｍ以下る
。

（作用） 本発明において、マグネシアと酸化クロムとを添加する
ことで耐用性が向上するのは、つぎの理由によるものと
想像される。

すなわち、炉の稼働で耐火物が１２５０℃以上の高温に
なると、低酸処理による強酸化雰囲気で酸化クロムが還
元され、次式の反応でＣＯガスを発生させる。

３Ｃｒ２０．　＋　１３Ｃ→２Ｃｒ、　Ｃ，＋　９ＣＯ
７Ｃｒ、’　Ｏ１＋　２７Ｃ→２Ｃｒ７Ｃ，＋　２１Ｃ
Ｏそして、さらにＣＯはＳｉＣと反応し、次式のとおり
Ｓｉｎ、を生成する。

ＳｉＣ＋　Ｃｏ→ＳｉＯ＋　２Ｃ ３ｉＯ＋　Ｃｏ→５ｉｎ２＋に のＳｉＯ□は耐火材料粒子をコーティングし、酸化防止
被膜を形成することで耐火物の耐酸化性が付与される。

しかし、ＳｉＯ□の生成は耐食性低下の原因となる。

そこで、本発明ではさらにマグネシアを添加することで
、一部のＳｉｎ、力ＫＭｇＯ成分と反応して高融点物質
であるフォルステライト（２ＭｇＯ−Ｓ１０２　）生成
し、耐食性の低下を防止する。

このように、酸化クロムとマグネシアとの併用添加によ
ってはじめて、耐酸化性、耐食性に優れた耐火物を得る
ことが出来る。

第１〜３図は、基礎実験として、アルミナ−炭化珪素−
炭素質耐火物の耐食性、耐酸化性および耐スポーリング
性を測定した結果をグラフで示したものである。第１図
は、酸化クロムの添加量０．１％、１％、２％のそれぞ
れにおいて、マグネシアの添加量を変化させた場合の耐
食性を示したものである。後述の第２図・第３図も含め
、アルミナ−炭化珪素−炭素質耐火物はアルミナ８０％
、炭化珪素７％、炭素（りん状黒鉛）１３％を基本配合
とした。各側は、この基本配合に、酸化クロム（最大粒
子径５０μｍ、平均粒子径１５μｍ）の添加量だけアル
ミナ微分（０，１ｎｏ以下）の添加量を減らすとともに
、マグネシアの添加量分だけアルミナの添加量を減らし
た。第３図においては、基本配合にマグネシアの添加量
分だけアルミナの添加量を減らした。

なお、試験方法は後述の実施例の欄で示したものとおな
しである。また、耐火物の製造は、各配合物に結合剤と
してフェノール樹脂を外掛けで２．５重量％添加し、混
線後、　フリクションプレスにて形成し、２００℃で乾
燥したものである。

グラフの結果から明らかなように、マグネシアと酸化ク
ロムとを本発明の範囲内で添加したものは、耐食性、耐
酸化性および耐スポーリング性を兼ね備えたものとなっ
ており、本発明の効果を確認することができる。

つぎに、本発明の耐火物の配合物とその割合について説
明する。以下に示す配合物の割合は、すべて重量割合と
する。

アルミナは、焼結晶、電融品のいずれかでもよい、ＡＱ
、０，９５％以上のアルミナが好ましいが５原料コスト
の低減などの意味から、ボーキサイト、ばん土頁岩、シ
リマナイトなどを使用してもよい。

アルミナの割合は、２０％未満では耐久ポーリン性が低
下し、８０％を超えると耐食性に劣る。

炭素は、耐食性・耐久ポーリング性に効果がある。その
具体的材質は、りん状黒鉛、土状黒釦。

ピッチコークス、カーボンブラック、電極屑などがある
が、従来材質がそうであるように、純度、充填性および
耐食性の面から、中でもリン状黒鉛が好ましい、炭素の
割合は５％未満では効果がなく、３０％を超えると耐酸
化性に劣る。

炭化珪素は、耐酸化性、耐スポーリング性に効果があり
、５％未満では効果がなく、１５％を超えると耐食性に
劣る。

マグネシアは前述のように、酸化クロムとの相万作用で
耐酸化性および耐食性に効果がある。電融品、焼結品の
いずれでもよい。２％未満では耐酸化性および耐食性に
劣ると共に、目地開きによる溶損が著しくなる。マグネ
シアは、アルミナとの反応によるＭｇＯ−Ａ　Ｑ　ｚＯ
，スピネルの生成で残存膨張を生じ、目地開きを防止す
るが、２％未満ではこの効果もない。また、６０％を超
えると耐スポーリング性が低下する。このマグネシアの
、さらに好ましい範囲は、４〜４０％である。

酸化クロムは、　０．５％未満では添加の効果がなく、
５％を超えると炭化珪素との反応によるＳｉｎ、生成過
多で、耐食性が低下する。さらに好ましい範囲は、１〜
３％である。

酸化クロムの粒径は、　５０μ−以下の微粒であること
が必要である。酸化クロムの多量の添加は耐食性が低下
するので、少ない量で効果を生じさせるためである。又
、好ましい平均粒径は１〜２０μｍである。

本発明は１本発明の効果を損わない範囲であれば、上記
以外にもアルミナ−炭化珪素−炭素質耐大物の添加物と
して公知の耐火性原料、金属粉。

ガラス粉などを適量添加してもよい。特にガラス粉の添
加は操業温度が低い場合（たとえば１２００℃以下）、
耐酸化性を向上せしめるので有効である。

耐火性原料としては、例えばジルコン、ジルコニア、ロ
ー石、ドロマイト、スピネル、カルシアなど、金属粉と
してはＡＱ　、　ＳＬ、　ＭＥ、　Ｎｉあるいはこれら
の合金である。

成形は１以上の配合物に結合剤として、例えばフェノー
ル樹脂、フラン樹脂などを配合物全体に対する外掛で、
２〜５％程度添加し、混線後、フリクションプレス、オ
イルプレスなどによって加圧成形する。

乾燥は、１００〜５００℃程度、好ましくは１５０〜３
００℃の温度で行なう。乾燥温度が高すぎると、省エネ
の意味から好ましくなく、また、高温で長時間乾燥する
と、揮発成分が逸散しすぎて成形体の強度が低下する。

（実施例） 第１表に本発明実施例とその比較例を示す。

各側は、表に示す配合物に結合剤としてフェノール樹脂
を外掛で２．５％添加し、混線後、　フリクションプレ
スにて並型サイズに成形した。乾燥は、２００℃Ｘ１６
ｈｒで行なった。

試験方法は、つぎのとおりである。

見掛比重・かさ比重；　ＪＩＳ　Ｒ２２０５−７４に準
じて測定 圧縮強さ；　ＪＩＳ　Ｒ２２０６−７７に順じて測定。

耐酸化性；　５０Ｘ５０Ｘ５０ｍｎに切り出した試験片
を電気炉で加熱し、１３００℃×１６ｈｒ、１４００℃
Ｘ１６ｈｒそれぞれの加熱後の酸化層の厚さを測定した
。

耐食性；回転侵食法で塩基度（Ｃａｂ／５ｕｎ２）の２
．３のスラグを侵食剤とし、１５００℃Ｘ　１５ａ＋ｉ
ｎＸ　ｌ　５回後の溶損寸法を測定した。

耐スポーリング性；４０Ｘ４０Ｘ１５０ｍに切り出した
試験片を、高周波誘導炉で溶解した１４００℃の溶銑中
に３　ｗｉｎ間浸漬し、キレツ発生までの回数を測定し
た。

残存膨張性；電気炉で１４００℃Ｘ３ｈｒｓの加熱を行
なった後、空冷し、これを１回行ったもの、５回くり返
したものについて画定した。

耐用性；３１０ｔの溶銑鍋に、実際に内張すし、耐用寿
命を測定した。

（発明の効果） 本発明によれば、従来のアルミナ−炭化珪素−炭素質に
、マグネシアと酸化クロムとを特定の割合で添加するこ
とで、耐食性および耐酸化性に格段に優れた耐火物を得
ることができる。また、アルミナ−炭化珪素−炭素質が
もつ耐久ポーリング性、マグネシア、添加による残存膨
張性および強塩基性スラグに謝する耐食性などの効果を
合わせもつ。

その結果、実施例のデータからも明らかなように、近年
盛んに行なわれるようになった低酸処理条件下において
、従来法により得られたものに比べ、１．４倍以上の耐
用寿命を示す。

【図面の簡単な説明】

アルミナ−炭化珪素−炭素質耐火物に、マグネシアと酸
化クロムを添加した場合において、第１図は、マグネシ
アの添加量と耐食性との関係を示すグラフ、第２図は、
マグネシアの添加量と耐酸化性の関係を示すグラフ、第
３図は、マグネシアの添加量と耐久ポーリング性の関係
を示すグツで惧 輔 刺 彊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量割合で、アルミナ２０〜８０％、マグネシア
   ２〜６０％、炭素５〜３０％、炭化珪素５〜１５％、粒
   径５０μｍ以下の酸化クロム０．５〜５％を主成分とす
   る配合物を成形後、乾燥する溶銑予備処理容器用耐火物
   。