JPH03205355A - アルミナ―マグネシア―カーボン質耐火物 - 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］ 本発明は製銑、溶銑予備処理や溶鋼処理段階の各炉の内
張り耐火物として使用され、特に受銑、受鋼容器類に好
適に使用できる、耐食性及び残存膨張性に優れたアルミ
ナ−マグネシア−カーボン質耐火物に関する。

［従来の技術］ 従来、上述の各種容器類に使用される溶融金属用耐火物
はロウ石、シャモット、アルミナ、ムライト、スピネル
などの骨材と、炭化珪素、金属珪素、窒化珪素、黒鉛、
ピッチ、結合粘土などの混合物を用いるものであった。

例えば、特開昭５５−３７４５９号公報には、アルミナ
、スビネルまたはスピネルとマグネシアクリン力一の混
合物、炭化珪素及び樹脂状ピッチからなる溶融金属樋用
耐火物が開示されている。この耐火物はマトリックス部
にセラミックボンドとカーボンボンドを生戒させること
により、ボンド部の強化と溶損バランスを調整して耐食
性の向上を図ったものである。

また、特開昭５Ｌ−　３０６９号公報には、マグネシア
か、マグネシア富化スビネルの何れかの１００ミクロン
以下の微粉を、全配合量に対し、ペリクレースとして０
．５〜４．０重量％添加してマトリックス部をカーボン
結合とスピネル結合の組織としたアルミナー炭化珪素−
カーボン質耐火物が開示されている。この耐火物はアル
ミナー炭化珪素一カーボン系耐火物の主原料であるアル
ミナの骨材粒子間にスピネルを形成させ、マトリックス
部をスビネル結合とカーボン結合の複合組織とすること
により、マトリックス部の先行損傷が抑制され、これに
よってアルミナ骨材の離脱を防止し、アルミナ骨材の耐
食性を充分発揮させようとしたものである。

更に、特開昭６３−　５０３６４号公報には、ＡＩ！２
０．を主要構戒戒分とするアルミナれんがにおいて、Ｚ
ｒ○２５〜３５重量％、Ｂａ○５〜２５重量％、Ｓｒ０
５〜２５重量％、ＭｇＯ５〜１５重量％よりなる群から
選択される金属酸化物の１種以上を、Ａ　（１　２０３
含有量が５５重量％とならない範囲で含有せしめてなる
ことを特徴とする耐スラグ性の優れたアルミナれんがが
開示されている。

［発明が解決しようとする課題コ しかし、前記特開昭５５　−　３７４５９号の耐火物は
、マトリックス部、すなわち微粉部にスピネルとマグネ
シアクリン力一の混合物を使用するものであり、ここで
いうスピネルはＭｇ○−２８．３重量％、Ａ１２０．−
７１．７重量％の理論絹成に近いものを用いており、こ
のようなスピネルは使用時あるいは加熱によるスピネル
生成は起こらず、目地損傷等を起こし易い。

また、マグネシアクリン力一を微粉で用いるとスビネル
の過剰生成による熱膨張の過多及び繰り返し加熱におい
て、残存膨張の永続性の欠乏等の欠点を有する。

更に、前記特開昭５９−３０６９号の耐火物は、分散性
を考慮してマグネシアまたはマグネシア富化スピネルを
１００ミクロン以下の微粉として配合するところに特徴
を有するものであるが、このような形態で使用すると、
ペリクレースとして０．５重量％未満のマグネシアまた
はマグネシア富化スピネルの配合量であると、耐食性が
劣り、また、４．０重量％を超えると、スピネルの過剰
生成による熱膨張の過多及び繰り返し加熱において、残
３一 存膨張の永続性の欠乏等の欠点を有し、目地損傷等を起
こし易い。

更に、特開昭６３　−　５０３６４号公報に記載された
アルミナれんがにおいては、マグネシア並びに炭素成分
を添加した配合も開示されているが、々グネシアを微粉
形態で添加配合した場合には、特開昭５５−　３７４５
９号公報に記載された耐火物と同様の欠点をもち、また
、マグネシアを粗粒で添加した場合には、得られるアル
ミナ−マグネシア−カーボン質れんがが受熱により空隙
を形成することがある。

すなわち、アルミナ−マグネシア−カーボン質れんがは
受熱によりマグネシア粒表面からマトリックスのアルミ
ナ耐火材へマグネシアが物質移動してスピネルを形成す
る。この時に、マグネシア粗粒自身は元の大きさよりも
小さくなり、マグネシア粒周囲に空隙を生じ、れんが組
織をボーラス化させる。

本発明者らの実験によると、この空隙生戒及びスピネル
生成は使用するアルミナ耐火材のシリカ＝４− 含有量及びれんが中のシリカ含有量と相関があり、シリ
カ含有量の少ない原料を用いると空隙は生威しにくいこ
とが判明した。

しかし、シリカレス高アルミナ原料主体のれんがでは、
熱的スポーリングを起こし易いため、アルミナーカーボ
ンれんがまたはアルミナ−マグネシア−カーボンれんが
の現状品はボーキサイト等の比較的シリカ含有量の高い
天然原料を主体に用いられることが多い。

従って、本発明の目的は上述の欠点を解消した、各種容
器類に好適に使用できるアルミナ−マグネシア−カーボ
ン質耐火物を提供することにある。

［課題を解決するための手段コ 本発明者らは上述の課題を解決すべく鋭意研究の結果、
マグネシア粗粒周囲にアルミナ質微粉をコーティングす
ることにより、シリカ含有量の多いアルミナ耐火材とマ
グネシア粗粒との接触を避け、シリカレス高アルミナ原
料を主体にした時と、空隙形戒が少ないという点で同じ
効果が得られることを見出し、本発明を完戒するに至っ
た。

即ち、本発明はアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火
物において、マグネシア原料としてマグネシア粗粒１０
０重量部に対して５〜３０重量部の遣粒用アルミナ微粉
を用いて予めアルミナでコーティングしたマグネシア粗
粒を使用することを特徴とするアルミナ−マグネシア−
カーボン質耐火物に係る。

また、本発明のアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火
物は金属珪素粉、アルミニウム粉、マグネシウム粉等ま
たはそれらの合金粉、及び炭化珪素粉よりなる群から選
択された１種または２種以上の戊分を含有することがで
きる。

［作　　用］ 本発明はアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火物のマ
グネシア原刺としてアルミナでコーティングしたマグネ
シア粗粒を使用するところに特徴を有する。

本発明に使用するマグネシア粗粒は粒度０．３１以上、
好ましくは０．３〜５ｍｍ程度のものである。マグネシ
ア粗粒としては例え′ば焼結マグネシ７ ア、電融マグネシア、天然マグネシア等を使用すること
ができる。

このマグネシア粗粒をコーティングするための造粒用ア
ルミナ微粉は１００ミクロン以下の粒度をもつものが好
ましい。造粒用アルミナ微粉としてはＳ　ｉ　Ｏ　２含
有量約２重量％以下の高純度アルミナ微粉例えば電融ア
ルミナ、焼結アルミナ、仮焼アルミナ等の微粉を用いる
ことができる。

この造粒用アルミナ微粉を用いて前記マグネシア粗粒を
コーティングする。コーティング方法としては、慣用の
任意の方法を使用することができ、例えばマグネシア粗
粒にレジン、糖蜜等を混合し、次に造粒用アルミナ微粉
を添加して造粒する方法等を探ることができる。

なお、造粒用アルミナ微粉の使用量はマグネシア粗粒１
００重量部当たり５〜３０重量部である。

造粒用アルミナ微粉の添加量が５重量部未満であると、
マグネシア粗粒を充分にコーティングすることができな
いために好ましくなく、また、３０重量部を超えると、
マグネシア粗粒をコーテイン８ー グした余剰のアルミナ微粉が固まりを生ずることがある
ために好ましくない。

この造粒用アルミナ微粉でコーティングされたマグネジ
ア粗粒を使用することにより、マグネシア原料と、シリ
カ分の多いアルミナ耐火材との接触を断つことができ、
それによってマグネシア粗粒周囲にスビネル化反応に伴
う空隙の形或を防止することができる。

本発明のアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火物は、
マグネシア原料として上述のようにして得られるアルミ
ナ微粉によりコーティングされたマグネシア粗粒５〜５
０重量％（マグネシア粗粒量として）、アルミナ耐火材
２０〜９２重量％（造粒用アルミナ微粉を含む〉、炭素
材３〜３０重量％と、上記戒分の合計重量当たり外掛て
１〜１０重量％の炭素結合形成剤を含有してなるもので
ある。

本発明の耐火物において、造粒用アルミナ微粉により二
１−ティングされたマグネシア粗粒の添加量がマグネシ
ア１且粒として５重量％未満であると、得られる耐火物
の耐食性が劣るために好ましくなく、また、前記マグネ
シア粗粒の添加量が５０重量％を超えると、受熱時の熱
膨張によって耐火物に内部歪が生じ、割れや剥離を生じ
易くなるので好ましくない。

次に、アルミナ耐火材としてはＡ１２０ｚ含有量約７０
重量％以上の耐火材例えば電融アルミナ、焼結アルミナ
、仮焼アルミナ、ボーキサイ１・、バン上頁岩、ムライ
ト等を使用することができる。

アルミナ耐火材の添加量は上記の通り造粒用アルミナ微
粉との合計量として２０〜９２重量％の範囲内である。

この範囲外では、スビネル生戒量が非常に少なくなるた
めに、アルミナ粒子間にセラミック結合を充分には形成
できず、マトリックス部の先行損傷を抑制できないため
に好ましくない。

本発明耐火物の第３の戒分は炭素材である。炭素材とし
ては例えば黒鉛、コークス等を使用することができる。

炭素材の添加配合量は３〜３０重量％である。炭素材の
添加配合量が３重量％未満では得られる耐火物に耐スポ
ール性を付与することが困難であり、また、該添加配合
量が３０重量％を超えると、耐火物の稼働表面の脱炭現
象が増加してスラグに対する耐食性が低下するために好
ましくない。

本発明のアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火物は上
述の３戒分に外掛で１〜１０重量％の炭素結合形成剤を
添加してなるものである。該炭素結合形戒剤としては例
えば合戒樹脂類、タール、ピッチ、糖蜜等を使用するこ
とができる。炭素結合形戒剤の添加配合量が外掛で１重
量％未満であると、結合効果が得られず、また、外掛で
１０重量％を超えると、加熱により亀裂の発生や軟化変
形が起こり易いので好ましくない。

上述のアルミナ微粉コーティング済マグネシア、アルミ
ナ耐火材及び炭素材よりなる杯土混合物に常法により上
述の炭素結合形成剤を添加し、混練し、乾燥することに
より不焼成品として本発明のアルミナ−マグネシア−カ
ーボン質耐火物を得ることができる。

また、上述の不焼戒品を更に非酸化性雰囲気中で焼成し
て焼成品として得ることもできる。

なお、本発明のアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火
物には、耐スポーリング性向上、スラグの浸透防止、酸
化防止等の目的で例えば金属珪素粉、アルミニウム粉、
マグネシウム粉等またはそれらの合金粉、及び炭化珪素
粉等を使用することができる。これらの戒分は１種また
は２種以上を併用して使用することができる。該成分の
添加配合量は０．５〜１０重量％程度である。

前記戒分を添加配合した本発明の耐火物も上述と同様に
不焼成品または焼成品として使用することができる。

［実　施　例］ 以下に、実施例を挙げて本発明のアルミナ−マグネシア
−カーボン質耐火物を更に説明する。

実施例 以下の第１表に実施例において使用する焼結マグネシア
粗粒、造粒用アルミナ微粉、ボーキサイトの化学分析値
を記載する。

ｌ１ 第１表に記載した化学分析値をもつ３．３６〜１ｎ＋ｍ
の粒度をもつ焼結マグネシア粗粒１００重量部に結合剤
として液状フェノール樹脂を２重量部添加し、次に、第
１表に記載する造粒用アルミナ微粉２０重量部を添加混
練して造粒することにより本発明品１〜４に使用するア
ルミナ微粉によりコーティングしたマグネシア粗粒を得
た。なお、造粒用アルミナ微粉は全てマグネシア粗粒に
付着した。

次に、以下の第２表に記載する配合割合をもつ杯土混合
物を形戒し、次に、炭素結合形戒剤として液状フェノー
ル樹脂を所定量添加、混練し、２　３　０ｍｍＸ　１　
１　４ｎｕａＸ　６　５ｍｍの形状に戒形し、１５０℃
で２４時間乾燥することにより不焼成品として本発明品
１〜４及び比較品１〜２を作製した。得られた本発明品
及び比較品の特性を第２表に併記する。

第２表から明らかなように、比較品１に対し、本発明品
はいずれも溶損指数が低く、耐食性に優れていることが
判る。また、比較品２は耐食性は良いが、熱間膨張率が
非常に高いために実用には不向きであることが判る。

［発明の効果］ 本発明のアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火物は、
マグネシア粗粒周囲にアルミナ微粉をコーティングした
マグネシア粗粒を使用する４：とにより、マグネシア粗
粒とＳｉＯ２含有量の多いアルミナ耐火材との接触を回
避することができ、それによって空隙生成を抑制するこ
とができ、耐食性に優れたものである。

また、アルミナ戊分の添加量はコーティングに必要な量
を確保すれば、あとは任意に設定することができ、アル
ミナ成分を多量に使用する必要もなく、熱的スポーリン
グの心配もない。

また、本発明のアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火
物は適度な残存膨張を持続することができるために、目
地損傷が少ない等の利点を有する。

１６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．アルミナ−マグネシア−カーボン質耐火物において
   、マグネシア原料としてマグネシア粗粒１００重量部に
   対して５〜３０重量部の造粒用アルミナ微粉を用いて予
   めアルミナでコーティングしたマグネシア粗粒を使用す
   ることを特徴とするアルミナ−マグネシア−カーボン質
   耐火物。
2. ２．金属珪素粉、アルミニウム粉、マグネシウム粉また
   はそれらの合金粉、及び炭化珪素粉よりなる群から選択
   された１種または２種以上の成分を含有してなる請求項
   １記載のアルミナ−マグネシア−カーボン質耐火物。