JPH0240627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電気炉大天井用に用いられる不焼成
煉瓦の製造法に関するものである。 製鋼用の電気炉の炉蓋すなわち天井用に用いら
れる煉瓦は電気炉の鉱滓が塩基性及び酸性のいず
れの場合においても高温強度と溶剤成分により融
点が急激に低下しないようなものとして珪石煉瓦
が一般に広く使用されてきた。 また、酸素製鋼法の採用や特殊鋼製造のために
はより高温作業が必要となり、天井煉瓦としての
損耗が烈しくなり、近年このために高アルミナ質
煉瓦も広く使用され始めている。 これらは大天井用煉瓦としてそれなりに有効に
使用されているものであるが、両者とも一長一短
があつて十分満足できるものではなく、電気炉の
用途や操業条件によつては特にその改善が望まれ
ている。 例えば珪石煉瓦は大天井用煉瓦として必要な軽
量性を有しているとともにある程度までの高温強
度も備えているものであるが、前述したような近
年必要とされるより厳しい高温条件下、特に1650
℃以上の高温下での耐熱性、耐蝕性においては難
点がある。 また、高アルミナ質煉瓦は耐熱性と耐蝕性に優
れたものであるが重量が大きくピーリングの傾向
があるという難点をもつている。 本発明はこれらの点に鑑み、高温耐熱性と耐蝕
性を有し、かつ軽量である電気炉大天井用として
その用途及び操業条件に最適な煉瓦を目的として
開発されたものであり、さらには天井構造体とし
て使用するに適した操業温度での適度な残存膨張
率、例えば1.5〜2.5％の残存膨張率、を具備して
いるものであつて、これにより天井構造体として
の緩みや垂下現象を防止しうるものである。 即ち本発明は、Al₂O₃が50重量％以上である
Al₂O₃−SiO₂系原料90〜50重量部に50重量％以上
が20メツシユより粗い粗粒からなる珪岩を10〜50
重量部の割合で配合してなる耐火原料に、適量の
常温硬化性結合材を混合し、成形後乾燥すること
を特徴とする電気炉大天井不焼成煉瓦の製造法を
要旨とするものである。 このように本発明で使用される耐火原料は
Al₂O₃−SiO₂系原料と珪岩であり、結合材その他
は可及的少量にとどめることが望ましい。 ここで使用されるAl₂O₃−SiO₂系原料として
は、Al₂O₃成分がSiO₂成分より多いアルミナ質の
Al₂O₃−SiO₂系原料であり、これらは通常Al₂O₃
が90〜50重量％、SiO₂が10〜50重量％で、Al₂O₃
＋SiO₂の合量として90重量％以上のものである。
天然に産する具体的な原料としては、ボーキサイ
ト、シリマナイト、カイアナイト、アンダリウサ
イト、ダイアスポア（礬土頁岩）などが適当であ
る。 ここでAl₂O₃−SiO₂系原料中のAl₂O₃は50重量
％以上とすることにより、加熱に際して充分な量
のムライトの生成が得られ、ムライトの生成に伴
う残存膨張が得られる他、耐火度と耐蝕性が確保
される。 尚、合成ムライトの使用は、残留膨張の付与に
は効果がないが、骨材の一部分として使用するこ
とは特に支障はない。 そして一般にこのAl₂O₃−SiO₂系原料は、粗
粒、中粒及び微粒の粒度配合に調整し、本発明煉
瓦の主原料となる。 つぎに珪岩は、SiO₂成分が93％以上のものを
使用することが耐熱性を損なわないために有効で
あり、粒度としては比較的粗粒として配合する。
即ち、50重量％以上が20メツシユ（0.84mm）より
粗い粗粒である原料を使用することにより本発明
の目的が達成される。 即ち、珪岩粗粒の添加は煉瓦に緩慢な残存膨張
を付与するのに有効であり、逆に微粒の添加は焼
成収縮を引き起こす。この緩慢な残存膨張を得る
ため、20メツシユより粗い珪岩粗粒を50重量％以
上含む珪岩原料を使用している。 Al₂O₃−SiO₂系原料に対する珪岩の配合量は、
両者の合量90重量部以上中において珪岩は10〜50
重量部であり、残部のAl₂O₃−SiO₂系原料を90〜
50重量部とすることが必要である。これは珪岩の
割合が多すぎると特に耐熱性が低下し、鉱滓との
反応が進行し易く。寿命の点で問題となるからで
あり、一方10重量部より少ないと軽量化が達成で
きず、ムライト化による残存膨張量が少なくなる
他、ピーリングの傾向が現れるので好ましくな
い。 本発明は、これらの耐火原料からなる不焼成煉
瓦を得るものであり、常温硬化性結合材が使用さ
れる。 この結合材としては、低温から高温の間で充分
な強度が得られる点でリン酸又はリン酸塩系のも
のが好ましく、更には粘土を併用することが好ま
しい。 リン酸又はリン酸塩の好ましい使用量は耐火原
料100重量部に対し１〜５重量部であり、１重量
部未満では煉瓦の強度が不足して欠け易くなり、
５重量部以上加えると破片が溶鋼中に落下した場
合、煉瓦中リン成分が鋼材の特性を劣化する原因
となるなどの好ましくない影響を及ぼす。 また、更に粘土を添加するとムライト化が進行
する時の部分的な膨張を緩衝し亀裂の発生が抑制
される他、煉瓦の成形性が良くなるという効果が
得られる。粘土の好ましい配合量は、Al₂O₃−
SiO₂系原料及び珪岩からなる耐火原料100重量部
に対して５〜20重量部である。 粘土を加えることによるこれ等の効果は５重量
部より少ないと殆んど認められず、20重量部より
多いと粘土が加熱時に脱水、収縮するので煉瓦の
残存膨張が小さくなつて好ましくない。 尚、リン酸塩としてはリン酸アルミニウムを用
いると高温の強度が大きくなるので更に好まし
い。 本発明はこれらを混合し、常法に従つて成形後
乾燥するものであり、乾燥温度は通常300〜400℃
程度が適当である。 本発明はこのようにして、耐熱性、耐蝕性、高
強度及び軽量性を兼ね備え、かつ適度の残存膨張
率を有する電気炉大天井に好適な煉瓦を提供する
ものであり、実用的な定価は大きい。 実施例 各原料を第１表に示すように配合調製し、これ
を1000Kg／cm²の圧力でプレス成形後400℃で５時
間乾燥して得た各試料について調べた性質を第１
表に示す。 Γ試料Ａ（本発明方法）…礬土頁岩（Al₂O₃88wt
％、SiO₂4wt％、CaO0.3wt％、Fe₂O₃2.3wt％）
の６〜20メツシユの粗粒を10重量部、20メツシ
ユ以下の中粒を25重量部、150メツシユ以下の
微粒を25重量部に対し、珪岩（SiO₂94wt％、
Al₂O₃0.7wt％、CaO2.5wt％、Fe₂O₃2.0wt％）
を30重量部（80wt％以上が６〜20メツシユの
範囲にあるもの）、粘土を10重量部、リン酸を
３重量部の割合で調合したもの。 Γ試料Ｂ（従来法；高アルミナ煉瓦）…礬土頁
岩（Al₂O₃88wt％、SiO₂4wt％、CaO0.3wt％、
Fe₂O₃2.3wt％）の６〜20メツシユの粗粒を40
重量部、20メツシユ以下の中粒を25重量部、
150メツシユ以下の微粒を25重量部、粘土を10
重量部、リン酸を３重量部の割合で調合したも
の。 Γ試料Ｃ（従来法；珪石煉瓦）…珪岩
（SiO₂94wt％、Al₂O₃0.7wt％、CaO2.5wt％、
Fe₂O₃2.0wt％）の６〜20メツシユの粗粒を40
重量部、20メツシユ以下の中粒を25重量部、
150メツシユ以下の微粒を35重量部、石灰乳３
重量部の割合で調合したもの。

【表】

【表】 ツト量を測定した値である。
これらの試料を30トン級塩基性鉱滓電気炉の大
天井煉瓦として使用した結果は次の通りであつた 炉蓋の総重量（Kg） Ａ 9700 Ｂ 11700 Ｃ 7600 操業結果 Ａ…耐用150ヒートで、稼動面は平滑で、珪石レ
ンガに見られる溶損、高Al₂O₃質レンガに見ら
れるピーリング現象が少なく、両者の長所が兼
備されていた。 Ｂ…耐用150ヒートで、ピーリング現象が大きい。 Ｃ…耐用120ヒートで、溶損が大きい。 第１表中でＤはAl₂O₃−SiO₂系原料の配合量が
少ない比較例、Ｅは珪岩の粗粒の割合が少ない比
較例、Ｆは粘土を添加していない実施例、Ｇは粘
土の添加量が多い実施例、Ｈは常温硬化性結合材
としてリン酸アルミを用いた実施例である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Al₂O₃が50重量％以上である、Al₂O₃−SiO₂
   系原料90〜50重量部に50重量％以上が20メツシユ
   より粗い粗粒である珪岩を10〜50重量部の割合で
   配合してなる耐火原料に適量の常温硬化性結合材
   を混合し、成形後乾燥することを特徴とする電気
   炉大天井用不焼成煉瓦の製造法。 ２ 常温硬化性結合材としてリン酸又はリン酸塩
   を、耐火原料100重量部に対して１〜５重量部加
   える特許請求の範囲第１項に記載の製造法。 ３ 常温硬化性結合材は粘土及びリン酸又はリン
   酸塩である特許請求の範囲第２項に記載の製造
   法。 ４ 粘土を、Al₂O₃−SiO₂系原料及び珪岩からな
   る耐火原料100重量部に対して５〜20重量部配合
   する特許請求の範囲第３項に記載の製造法。