JPH04130066A - マグネシア―オリビン系不定形耐火材料 - 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） この発明は、溶鋼金属容器の内張り用流し込み不定形耐
火材料の改良に関するものである。

（従来の技術） 従来より溶融金属容器例えばタンデイシュにおける内張
り用流し込み不定形耐火材料にはアルミナ含有量が４５
〜９０％のハイアルミナ質不定形耐火物が使用されてい
る。これらの材料はその表面に塩基性系のコーテイング
材を塗布して使用されている。これら耐火物の要求特性
は表面のコーテイング材の保護によって直接溶鋼にさら
されることはないのが母材として加熱冷却による組織劣
化に対して安定性が要求され亀裂、剥離に強い材料が使
用されてきた。しかしながら最近になってコーテイング
材を使用しないで受鋼し、タンデイシュの回転率を高め
、省エネルギーの向上及び生産効率の向上、コーテイン
グ材の使用量減少によるコスト削減をはかるようになっ
た。

この結果、従来の不定形母材に対して溶鋼、スラグに対
する耐食性が要求されるようになり、この特性にあった
塩基性材料の開発が望まれるようになった。同時にアル
ミナ−シリカ系材質では材料から鋼への汚染の恐れがあ
り、このためこの問題の少ない塩基性材料の要求がます
ます大きくなってきた。しかし、塩基性材料は熱間にお
ける膨張が大きいためアルミナ−シリカ系材質に比較し
て母材として加熱冷却による組織劣化に対して安定性に
かける欠点があった。また塩基性材料では、スラグの浸
透が大きく、かつ過焼結しやすいためいっそう亀裂、剥
離が促進され、この防止対策ができなければ使用に耐え
られなかった。さらに水添加による流し込み塩基性材料
ではそのスレーキングの問題があり、良好な施工体を得
るには問題があった。特に粒度が小さくなればなるほど
この問題が大きくなり、施工性、充填性、その他の物性
に重要な微粉の粒度構成を自由に選択できない欠点があ
った。そのため、塩基性材料は高耐食性の経済メリット
がありながらも実際には使用できずこの改善が強く求め
られていた。

（発明が解決しようとする課題） この発明は以上のような溶融金属容器の内張り材として
の塩基性材料の使用に際し、材料の特性を種々研究改善
を検討した結果見出したものであって、塩基性材料のマ
トリックス組成を検討して加熱による組織変化の減少、
各温度域での強度安定性を高めると同時にスラグ、溶鋼
の浸透防止を減少させ、塩基性不定形耐火材料の加熱冷
却による組織劣化防止とスラグ浸透防止による構造的ス
ポーリング、さらに熱的スポーリング性の改善を耐火物
組成調合によって解決せんとするものである。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明に係る塩基性不定形耐火材料は成分が
マグネシアとオリビンを主とする材料において、ｉｎｎ
以下の粒度にマグネシア／オリビンを９／１から１７９
の比率で、又ＩＩ超の粒度にマグネシア／オリビンを９
／１から１／９の比率で配合したことよりなるマグネシ
ア−オリビン系不定形耐火材料である。この発明では、
上記の比率に特定することによってマトリックス部にお
いては塩基性材料の粒度構成をスレーキングの心配をす
ることなく、適切に構成して良好な組織を得ることが可
能となった。また微粉のオリビン原料をマグネシア組織
内に分散させることによって組織の中間温度域、高温度
域の強度が向上すると同時に材料には弾性率の低下かえ
られた。さらにオリビン原料の使用によって塩基性材料
の熱間線膨張率の減少がはかれた。この結果は加熱によ
る組織変化の減少、各温度域での強度安定性が向上する
。同時に微粉のオリビン原料のマグネシア組織内への分
散はスラグ、溶鋼の浸透を減少させ、スラグ浸透防止に
より構造的スポーリングを著しく向上させることができ
た。これらの効果はＩＩ以下の粒度のオリビンをマグネ
シア／オリビンが９７１以下の比率で配合したとき発揮
できる。これ以上の比率では従来のマグネシア系原料と
に物性に大きな差がなくなる。一方、マグネシア／オリ
ビンが１／９以下の比率ではマトリックス部の耐火度が
低下しすぎて耐スラグ性が著しく低下する。

１閣超の粒度においてはマグネシア／オリビンが９７１
以下の比率で耐スポーリング性が良好な結果を示す、こ
れ以上の比率ではマグネシア単独と変わらなくなる。一
方、マグネシア／オリビンが１／９以下の比率では微粉
部と同様、耐火度が低下しすぎて耐久ラグ性が著しく低
下する。

これらの粒度割合であるが通常の流し込み材の粒度構成
と同様であって１■以下は３０〜８０％、好ましくは４
０〜６０％の範囲で添加される。残部は１■超の骨材よ
り構成され、使用される。最大粒度は通常５＋ｍ＋程度
であるが必要に応じてこれ以上の粒度の使用が可能であ
る。

オリビン原料のｌｌｌｌ１１以下の粒度構成であるが材
料の加工時の流動性、緻密性、構造体としての安定性を
高めるため必要に応じて各種粒度の極微粉が使用される
。本発明にいたる検討の中では１ｍｍ以下の粒度のなか
でも特に０．１５＋ｍ＋以下の粒度のものの有効性が高
かった。

（作用） この発明に係る不定形耐火物はマグネシア及びオリビン
を主成分とするものである。オリビン原料はフォルステ
ライト（２Ｍｇｏ−８ｉＯ□融点１９００℃）エンスタ
タイト（ＭｇＱ−８ｉＯ□融点１５５７℃）ファイアラ
イト（２ＦｅＯ−８ｉｎ、）　　サーペンタイン（３Ｍ
ｇ０・２　Ｓ　ｉＯ２・２Ｈ，Ｏ）を主な鉱物相とし、
その他ガラス質を含む材料である。これらの鉱物組成を
持つオリビン原料の膨張はマグネシアよりも低膨張率で
あり、また低熱伝導率である。そして、これらの鉱物相
をもつオリビン原料は加熱によって８００℃付近から下
記に示す分解反応を始める。

２Ｆｅ○・Ｓｉ○２＋０２→Ｆｅ２Ｏ，、Ｆｅ５０．＋
５１０２３Ｍｇ０・２ＳｉＯ２・２　Ｈ２０−＋Ｍ　ｇ
２　Ｓ　ｊＯ４＋　Ｓ　ｘ○２＋Ｈ２０これによってオ
リビン原料はフリーの５ｉｎ２゜Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ５０
．を生成する。本発明はこのような加熱時の変化を示す
オリビン原料を有効活用して、塩基性材料の従来の欠点
である高膨張、スラグ浸透性の改善を図り、本発明を完
成させたものである。本発明における１ｍｍ以下に添加
されたオリビンは上記反応によってＦ　ｅ２０３．　Ｆ
ｅ、○。を生成することで体積膨張し、塩基性材料自体
の焼結、塩基性材料と硬化剤（アルミナセメント）中の
アルミナによる過焼結による急激な収縮を緩和して構造
的安定性を保持させたのである。さらにフリーのＳｉＣ
２は塩基性材料のマトリックス部に高粘性の液相を生成
してスラグの浸透を防止する。すなわち、微粉部に添加
されたオリビンは塩基性材料の大きな欠点である高膨張
性を低減するだけでなく材料の過焼結を防止し、適度な
強度と組織安定性を保ちつつ、スラグ浸透性を防止して
、構造的な安定性を高める。一方、粗粒部に添加された
場合、Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ、○、を生成することで体積膨
張し組織の過度の収縮を抑制するだけでなく組織内に微
小なりラックを生成せしめ、容積安定性と耐久ポーリン
グ性を向上させる。

（実施例） 第１表にオリビン１閣以下の添加量と材料の物性につい
て実験室でおこなった結果について述べる。オリビンの
化学成分は次の如きものを使用した。即ちＭｇＯ：　４
８．５．Ｓｉｎ、：　４１．０゜Ｆｅ２Ｏ，：　７．６
．ＡＱ□Ｏａ：　０．９．Ｉｇｌｏｓｓ　０゜８、其他
：１．２　（重量％）である。各試料は結合部にシリカ
極微粉、分散剤及びアルミナセメントを配して水添加に
よって流動性、硬化性をもたせた流し込み材である。試
料を所定の形状に成形し、物性、膨張率、スポーリング
テスト、侵食テストをおこなった。

オリビン１閣以下の添加量を増すにつれて膨張率は低下
する。また、焼成後の線変化率は安定してくる。第１表
から明らかなように本発明品Ｂ〜Ｅは、比較品Ａ、Ｆに
比し耐スポーリング性に優れ、侵食テストでもスラグ浸
透が減少した。

第２表にオリピン１ｍ超の添加量と材料の物性について
実験室でおこなった結果について述べる。

各試料は分散剤及びアルミナセメントを配して水添加に
よって流動性、硬化性をもたせた流し込み材である。試
料を所定の形状に成形し、膨張率、スポーリングテスト
をおこなった。

オリピン１ｍｍ超の添加量を増すにつれて焼成後残存膨
張性となる。本発明品Ｈ−には、比較品Ｇ。

Ｌに比し耐スポーリング性に優れる。

第３表に従来より使用されてきたハイアルミナ系、アル
ミナ系材料との物性、侵食性の比較を示す。第３表より
明らかなように本発明品Ｍは、従来品Ｎ、Ｏに比較して
格段に優れる耐久ラグ性を示した。

（発明の効果） 本発明によれば、以上述べたようにマグネシアを主とす
る流し込み材においてオリビン原料を特定範囲内に配す
ることにより、塩基性系材料として安価で、耐スポーリ
ング性、耐スラグ性及び耐スラグ浸透性に優れコスト削
減に多大なな効果が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成分がマグネシアとオリビンを主とする耐火材料におい
   て、１ｍｍ以下の粒度にマグネシア／オリビンを９／１
   から１／９の比率で、又１ｍｍ超の粒度にマグネシア／
   オリビンを９／１から１／９の比率で配合したことを特
   徴とするマグネシア−オリビン系不定形耐火材料