JPH026373A

JPH026373A - 流し込み不定形耐火物

Info

Publication number: JPH026373A
Application number: JP63157853A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Mori; 淳一郎森; Matsuichi Yoshimura; 吉村　松一; 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: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1990-01-10
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JP2607918B2

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、取鍋などの溶融金属容器の内張りに使用する
流し込み不定形耐火物に関する。

なお、本願明細書においては、“部″および“％“とあ
るのは、それぞれ“重量部”、および“’ｉＪｒ、量％
”を意味する。

従来技術とその問題点従来から、取鍋などの溶融金属容器の内張りに使用する
流し込み不定形耐火物としては、ジルコン質を骨材とす
る流し込み材が使用されてきた。

このジルコン質流し込み材は、比較的コストが安く、ま
た、性能的にも、熱スポーリング、構造スポーリングな
どの発生も少ないという利点を具備している。しかしな
がら、近年高級鋼の需要が増大するにしたがって、取鍋
内での処理条件も苛酷化しており、ジルコン質流し込み
材では、耐蝕性が不十分であることが指摘されている。

ジルコン質流し込み材に代わるものとして、アルミナ質
、塩基性材質などを骨材とする流し込み材を使用する試
みもなされているが、これらのものは、その特性上、耐
スラグ浸透性が低いので、使用中に表面の変質層の剥離
による損傷を惹き起こすことは、避けられない。また、
アルミナ質および塩基性材質は、それ自体の熱膨張率が
大きいために、加熱および冷却を繰返し受けた場合に、
剥離による損傷を生じやすい欠点もある。

このアルミナ質、塩基性材質などを骨材とする流し込み
材におけるスラグ浸透を抑制するために、溶鋼、スラグ
などに濡れにくい成分（ｃＳＳｉＣなど）を添加するこ
とが提案されているが、これらの材料は、使用中の強度
が弱（、また酸化雰囲気中では、Ｃの酸化により、全体
が脆弱化するので、溶鋼流による摩耗が大きいという他
の問題点を生ずる。

特開昭６Ｃ）−６０９８５号公報は、「スピネルクリン
カ−を少なくとも６０重量部と、アルミナクリンカーを
１０〜３５重量部と、アルミナセメント３〜１０重量部
から成ることを特徴とする取鍋内張り用不定形耐火組成
物」を開示している。

しかしながら、この耐火物も、スラグの浸透が大きく、
構造スポーリングを発生するという問題点を有しており
、実用−ヒ満足すべきものとは、いい難い。

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研究を進め
た結果、特定割合のアルミナ質骨材とスピネル微粉とか
らなる耐火物材料を使用する場合には、マトリックス部
を構成するスピネル微粉とスラグとが反応して、スラグ
の組成を変化させ、スラグを粘稠化させるので、耐蝕性
が実質的に低下することなく、耐火物へのスラグの浸透
が抑制されることを見出した。

すなわち、本発明は、下記の流し込み不定形耐火物を提
供するものである。

■（ａ）アルミナ質原料を主成分とする骨材７０〜９９
％とスピネル微粉３０〜１％とからなる耐火物材料に、
（ｂ）結合材としてアミンシリケート、アルミナゾルお
よび塩基性乳酸アルミニウムの少なくとも一種および（
ｃ）硬化剤としてアルミナセメントを配合してなる流し
込み不定形耐火物。

■骨材の一部をアルミナ超微粉１〜１０％および／また
はシリカ超微粉１〜５％で置換してなる上記第１項に記
載の流し込み不定形耐火物。

■（ｄ）粗骨材としてアルミナクリンカー、スピネルク
リンカ−、ムライトクリンカー、アルミナ質れんが屑お
よびスピネル質れんが屑の少くとも一種をさらに配合し
てなる上記第１項に記載の流し込み不定形耐火物。

本発明におけるスラグ浸透防止の機構は、次のようなも
のであると推考される。アルミナ・スピネル系材質の微
粉からなるマトリックスに浸透してくる転炉スラグ（ｃ
ａＯ−Ｆ　ｅ２０３−８ｉＯ２）中のＣａＯは、アルミ
ナ粒子と反応して、Ｃａ０・６Ａ１２ｏ３を形成する。

また、Ｆｅ２Ｏ３は、スピネル粒子に固溶して、Ａ６２
０３　”ＭｇＯＦｅ２０３を形成する。その結果、残さ
れだ液相成分（主としてＣａＯ−８ｉ０２）は、非常に
粘性が大きくなり、稼動面近傍に膜状になって存在する
。そして、この粘稠な膜状物がスラグのそれ以上の浸透
を抑制するものと考えられる。

本発明において骨材として使用するアルミナ質原料とし
ては、特に限定されず、電融アルミナ、焼結アルミナな
どの人造アルミナ、天然コランダム、ボーキサイトなど
の天然アルミナなどが使用される。粒径は、５ｍｍ程度
以下であり、必要ならば、常法に従って、粒度の異なる
材料を組み合わせで使用することも出来る。

なお、本発明においては、骨材として使用するアルミナ
質原料の一部をアルミナ超微粉（１０％まで）および／
またはシリカ超微粉（５％まで）により置換することが
出来る。アルミナ超微粉（粒径１０μｍ以下）は、施工
時の流動性を改善し、且つ施工体の緻密化を促進する。

アルミナ超微粉の量が、１０％を上回る場合には、施工
体の過焼結を生ずるので、好ましくない。また、シリカ
超微粉（粒径１０μｍ以下）は、施工時の流動性を改善
し、併せてスラグの浸透を抑制する効果をも発揮する。

シリカ超微粉の量が、５％を上回る場合には、混練が困
難となる程度にまで粘度が増大することがある。これら
の超微粉を使用する場合には、リン酸塩系などの分散剤
を使用することが好ましい。

スピネル微粉としては、粒径１００μｍ以下のものを使
用する。粒径が大き過ぎる場合には、スラグとの反応が
十分に行われず、スラグの浸透を十分に抑制することが
出来ない。

本発明で使用する耐火物材料中のアルミナ質原料とスピ
ネル微粉との配合割合は、前者７０〜９９％に対し、後
者３０〜１％とする。スピネル微粉の配合割合がこの範
囲外となる場合には、スラグ浸透の抑制効果が十分達成
されない。

本発明では、結合材としてアミンシリケート、アルミナ
ゾルおよび塩基性乳酸アルミニウムの少なくとも一種を
使用する。

アミンシリケートは、含Ｎ５ｉＯ２ｆｔが８％程度とな
る様に水で希釈し、上記耐火物材料１００部に対し、固
形分として０．４〜０．８部程度の割合で使用する。ア
ミンシリケートの使用量が０．４部未満の場合には、結
合材としての効果が十分に発揮されず、また混練に支障
を来す。これに対し、０．８部を−に１回る場合には、
施工体の気孔率が高くなり、耐食性が低下する。アミン
シリケートを使用する場合には、特に中間温度域（５０
０〜９００°Ｃ）での強度が上昇する。

アルミナゾルとしては、各種の市販品が使用可能である
が、ＨＣＩで安定化したものが、より好ましい。アルミ
ナゾルは、含有ＡＪ２０３ｆｆｉが５％程度となる様に
水で希釈し、上記耐火物材料１００部に対し、固形分と
して０．２５〜０．５部程度の割合で使用する。アルミ
ナゾルの使用量が０．２５部未満の場合には、結合材と
しての効果が十分に発揮されないために、混練に支障を
来すのに対し、０．５部を上回る場合には、施工度いの
気孔率が高くなり、耐食性が低下する。アルミナゾルを
使用する場合には、アミンシリケートの場合と同様に、
特に中間温度域（５００〜９００°Ｃ）での強度が上昇
する。

塩基性乳酸アルミニウムは、粉末状なので、そのまま各
材料と混合する。その使用量は、上記耐火物材料１００
部に対し、固形分として１〜１０部程度である。塩基性
乳酸アルミニウムの量が１部未満の場合には、結合材と
しての効果が十分に発揮されないのに対し、１０部を上
回る場合には、気孔率が高くなり、耐蝕性が低下する傾
向が認められる。塩基性乳酸アルミニウムを使用する場
合には、混練時の作業性が向上し、また施工体の寸法安
定性が改善される。

本発明においては、硬化剤として、特にカルシウムアル
ミネートを主成分とするアルミナセメントを使用する。

硬化剤として、これ以外のもの（例えば、ポルトランド
セメントなど）を使用する場合には、本発明の所望の効
果は、達成されない。アルミナセメントの使用量は、上
記耐火物材料１００部に対し、固形分として１〜５部程
度である。アルミナセメントの使用ｎが１部未満の場合
には、施工度いの強度が低下して、好ましくない。一方
、５部を上回る場合には、耐食性が低下するので、やは
り好ましくない。

本発明の不定形耐火物には、さらに粗骨材を配合するこ
とにより、耐熱スポーリング性、耐スラグ浸透性などを
改善することが出来る。粗骨材としては、アルミナクリ
ンカー、スピネルクリンカ、ムライトクリンカー、アル
ミナ系れんが屑、スピネル系れんが屑などの６０〜５ｍ
ｍ程度の塊状物を使用する。粗骨祠の粒径が、６０ｍｍ
を上回ると、混練に支障を来すのに対し、５ｍｍ未満の
場合には、粗骨材としての効果が減少する。上記耐火物
材料１００部に対する粗骨材の使用量は、３０部までと
する。

発明の効果本発明による流し込み不定形耐火物による施工体は、耐
スラグ浸透性に極めて優れており、スラグ浸透に伴う剥
離損傷、すなわち構造スポーリングを実質的に防止し得
る。

したがって、本発明の流し込み不定形耐火物を使用する
場合には、従来のジルコン質流し込み不定形耐火物を使
用する場合に比して、耐用性が大巾に向上し、原単位・
原生価の低減が可能となる。

また、得られる鋼の純度も改善され、５ｉ０２の低減、
介在物の減少などの効果も顕著である。

実施例以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明確にする。

実施例１〜９および比較例１〜４第１表に示す各原料を配合して、流し込み不定形耐火物
を調製した。

アルミナ質原料としては、焼結アルミナクリンカーを分
級して使用し、スピネル原料としても、スピネルクリン
カ−を分級して使用した。アルミナ超微粉およびシリカ
超微粉の粒径は、１０μｍ以下であり、アミンシリケー
ト希釈液の５ｉ０２は８％であった。

得られた各流し込み不定形耐火物を均一に混練し、４０
ｍｍＸ４０ｍｍＸ　１６０ｍｍの金型に鋳込んで成形し
、次いで（イ）１１０℃で２４時間乾燥後および（ロ）
１５００°Ｃで３時間焼成後の各種の物性を測定した。

結果を第２表に示す。

第２表および第４表において、溶損指数は、比較例１の
結果を１００とする相対値で示す。また、スラグ浸透厚
みは、回転式スラグ浸蝕試験において、浸蝕剤として転
炉スラグ：普通鋼＝１＝１の混合物を使用し、１６５０
℃で１時間保持−空冷３０分間を１サイクルとして３回
繰返したときの値を測定した。さらに、耐熱スポーリン
グテストは、１４００℃で１０分間保保持水冷５分間を
１サイクルとして、試料表面の１／２が剥離するまでの
回数を調べた。

第２表に示す結果から、本発明流し込み不定形耐火物が
、耐スラグ浸透性に極めて優れていることが明らかであ
る。

実施例１０〜１１実施例３の組成において、結合材としてのアミンシリケ
ートに代えてアルミナゾル希釈液（Ａｆ２０３ｅｋ度５
％）または塩基性乳酸アルミニウムを使用する以外は実
施例３と同様にして、本発明の流し込み不定形耐火物を
得た。

得られた流し込み不定形耐火物の特性を実施例３の結果
と併せて第３表に示す。

第３表も、結合材の種類を問わず、本発明流し込み不定
形耐火物が、耐スラグ浸透性に極めて優れていることを
明示している。

実験例１実施例６および比較例１でそれぞれ得られた流し込み不
定形耐火物を取鍋の内張りに使用して、１２０チヤージ
の実操業を行った後、取鍋を解体し、溶損速度およびス
ラグ浸透厚さを調べた。結果を第４表に示す。

第４表に示す結果から、本発明による流し込み不定形耐
火物が、実操業においても、優れた耐スラグ浸透性を発
揮することが明らかである。

第　　４　　　表実験例２実施例１の組成において、アルミナ質骨材、アルミナ超
微粉、シリカ超微粉およびスピネル微粉の合計量１００
部中のスピネル微粉量を０乃至７０部の範囲で変化させ
、それに対応してアルミナ質骨材の量を変化させた。こ
の様にして得た流し込み不定形耐火物につき調べたスピ
ネル含有量とスラグ浸透厚さ（曲線Ａ）および溶損指数
（曲線Ｂ）との関係を第１図に示す。

スピネル含有量が１０〜３０部の範囲で、特に優れた耐
スラグ浸透性が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スピネル含有量とスラグ浸透厚さおよび溶損
指数との関係を示すグラフである。（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）アルミナ質原料を主成分とする骨材７０〜
９９％とスピネル微粉３０〜１％とからなる耐火物材料
に、（ｂ）結合材としてアミンシリケート、アルミナゾ
ルおよび塩基性乳酸アルミニウムの少なくとも一種およ
び（ｃ）硬化剤としてアルミナセメントを配合してなる
流し込み不定形耐火物。
（２）骨材の一部をアルミナ超微粉１〜１０％および／
またはシリカ超微粉１〜５％で置換してなる特許請求の
範囲第１項に記載の流し込み不定形耐火物。
（３）（ｄ）粗骨材としてアルミナクリンカー、スピネ
ルクリンカー、ムライトクリンカー、アルミナ質れんが
屑およびスピネル質れんが屑の少くとも一種をさらに配
合してなる特許請求の範囲第１項に記載の流し込み不定
形耐火物。