JPH04325466A

JPH04325466A - ステンレス溶銑取鍋用不定形耐火物およびそれを内張りしたステンレス溶銑取鍋

Info

Publication number: JPH04325466A
Application number: JP3122324A
Authority: JP
Inventors: Tadao Teraushi; 唯夫寺牛; Tsugio Yukinawa; 行繩　次夫; Atsushi Yamamoto; 敦山本
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd; AGC Inc
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1992-11-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07115952B2

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】

【０００１】

【産業上の利用技術】本発明はステンレス溶銑取鍋の内
張り用に好適なアルミナ炭化珪素カーボン質不定形耐火
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、取鍋の内張り用耐火物として省資
源、省力化などの観点から不定形耐火物による内張りが
使用されるようになっている。すなわち、損耗した耐火
物をすべて張り替えるのではなく、耐火物の損耗分だけ
を埋めるように継ぎ足し補修を行うことによって耐火物
の使用量が節減され、定形耐火物の施工を不定形耐火物
の施工に変更することによって少ない人手で施工ができ
、かつ重作業を排除することができる。

【０００３】普通鋼用の取鍋の場合には、ジルコン質不
定形耐火物、アルミナ質不定形耐火物、塩基性不定形耐
火物などが用いられ、塩基性不定形耐火物ではアルミナ
スピネル質不定形耐火物が好んで用いられている。

【０００４】しかしながらステンレス溶銑取鍋の場合に
は、スラグの塩基度が低く（通常ＣａＯ　成分が少なく
、ＳｉＯ２成分の多いスラグのことをいう）、かつスラ
グと溶銑の融点が低い。このため、操業時におけるスラ
グと溶銑の粘性が低く、普通鋼用の取鍋に用いられる不
定形耐火物を使用すると、スラグが耐火物中に浸透して
耐火物が変質し、熱膨張率が変化して耐火物の変質層が
剥離することにより損耗を生じるという構造スポーリン
グが生じるため、耐火物の耐用が短いので、現状では依
然として定形耐火物が用いられている。

【０００５】現在このステンレス溶銑取鍋の内張り耐火
物として、例えばアルミナ炭化珪素カーボン質定形耐火
物が用いられている。しかし、この耐火物は定形耐火物
であるので、前述のような欠点を含むものである。

【０００６】一方、溶銑予備処理用高炉鍋の側壁溶銑部
にアルミナ炭化珪素カーボン質不定形耐火物を応用した
ことが、耐火物４２巻１１号６４８　頁（１９９０年、
耐火物協会発行）に記載されており、従来の耐火物と比
べて耐食性が劣っているが十分使用可能であると結論づ
けている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ステンレス
溶銑取鍋用に好適な不定形耐火物であって、かつ従来使
用中の定形耐火物に劣らない耐用を示すアルミナ炭化珪
素カーボン質不定形耐火物を提供しようとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、本発明の不定形耐火物は
、添加される水分を除いた重量％で、炭化珪素（ＳｉＣ
　）を１〜２０％と、カーボンを１〜１５％と、アルミ
ナセメントを０．５　〜５％およびアルミナとシリカか
らなる超微粉を３〜１３重量％を含み、残部がアルミナ
質骨材からなることを特徴とする。

【０００９】本発明の不定形耐火物において、炭化珪素
の含有は耐熱衝撃性を向上せしめ、カーボンの酸化を防
止し、塩基度の小さいスラグの耐火物中への浸透を防止
し、耐火物の過焼結（使用中における収縮）が起きるの
を抑制する効果を担うもので、１重量％以下ではこの目
的とする効果が得られず、２０重量％より多いと炭化珪
素がスラグ中のＦｅＯ　成分と反応し易いことによって
耐食性が低下するという問題が生じる。これらの効果を
得るためには、炭化珪素質骨材の含有量を４〜１０重量
％とするのがより好ましい。

【００１０】また、カーボンはスラグの浸透を防止し、
耐熱衝撃性を向上せしめる効果を付与するものであって
、これらの効果を得るためにはカーンボンは少なくとも
１重量％含むことが必要であり、逆に１５重量％を越え
て含まれる場合には、緻密な組織の耐火物とならないた
め強度と耐侵食性が低下するので好ましくない。これら
の効果を得る目的から、カーボンの含有量は好ましくは
３〜９重量％である。

【００１１】原料のカーボンの種類としては、ピッチ、
黒鉛電極屑、コークス粉、カーボンブラック、天然に産
する土状黒鉛、鱗片状黒鉛などが使用でき、耐酸化性や
耐食性の観点から結晶性の良い黒鉛質のものを用いるの
がより好ましい。

【００１２】アルミナセメントは耐火物の結合材として
の機能を担うものであり、本発明の不定形耐火物では、
アルミナセメントを含有していることによって耐食性を
損なわないようにその含有量を少なくするよう工夫され
ている。すなわち、通常のアルミナセメント結合の不定
形耐火物では１０重量％以上のアルミナセメントを含ん
でいることで耐食性が小さいが、本発明の不定形耐火物
ではアルミナセメントの含有量を５重量％以下（ＣａＯ
　換算では２重量％以下）とし、かつ緻密な耐火物組織
とすることによって従来使用されている定形耐火物に匹
敵する耐食性を得ている。

【００１３】アルミナセメントの含有量が０．５　重量
％より少ないと耐火物の常温付近における強度が小さく
なるという欠点を生じるので好ましくない。アルミナセ
メントの含有量は結合材としての効果を確保するととも
に良好な耐食性を維持する観点から、１〜４重量％とす
るのがより好ましい。

【００１４】超微粉を含有していることで、不定形耐火
物を流しこみ成形するに際して必要な水分量を少なくで
き、緻密な組織の耐火物が得られる効果と、アルミナセ
メントの含有量を少なくしても強度の大きい耐火物が得
られる効果を付与しており、この効果はアルミナとシリ
カからなる超微粉を含有せしめることによって更に向上
している。

【００１５】超微粉の含有量は３重量％より少ないとこ
れらの効果が十分得られず、１３重量％より多いと高温
で耐火物を使用する際に耐火物に過焼結現象が起き、耐
火物に亀裂が生じ易くなるので好ましくない。耐火物中
の超微粉の含有量は、これらの観点からより好ましくは
７〜１２重量％である。

【００１６】超微粉としては粘土粉末（アルミナとシリ
カを主成分とする）を使用することもでき、超微粉中の
アルミナとシリカの割合は、より耐火度を高くする目的
から超微粉中のアルミナ成分の含有量を相対的にシリカ
の含有量より多くするのが好ましい。

【００１７】アルミナ質骨材は資源が豊富なことから、
比較的安価に入手でき、かつ耐火度が高く、本発明の不
定形耐火物に好適な骨材であり、通常５０〜８０重量％
含有せしめる。アルミナ質骨材としては、電融アルミナ
、焼結アルミナ、合成ムライト、焼成ボーキサイト、焼
成ばん土頁岩などが使用可能である。

【００１８】アルミナ質骨材の粒度は、耐熱衝撃性と耐
火物の寸法安定性を確保するため、最大粒子径を３〜１
０ｍｍ程度とするのが好ましく、骨材は気孔率を小さく
して緻密な耐火物を得るため、骨材は通常行われている
ように、粗粒、中粒、微粒に篩い分けて調合したものを
使用するのが好ましい。

【００１９】また、不定形耐火物に水を加えて流し込み
成形を行う場合には、少ない水分量でも耐火物の流動性
、すなわち鋳込み性を良くするため、分散剤を加えるの
が普通である。分散剤としては、ヘキサメタりん酸ソー
ダのような無機塩類やナフタリンスルホン酸ホルマリン
縮合物などの有機系分散剤を少なくとも１種、好ましく
は２種以上、合量で０．０５〜０．５　重量％（外掛け
で）を加えるのが好ましい。

【００２０】本発明の不定形耐火物は前述のような構成
のものとすることによって、定形耐火物の方が耐食性が
優れているという従来の常識を破り、従来使用中の同じ
系統の定形耐火物と比べて耐食性に遜色がないものが得
られ、さらに定形耐火物を施工した場合のように耐食性
に劣っている目地部分がないので、施工した状態では目
地からの侵食が無い分だけ定形耐火物を施工した場合よ
り耐食性に優れることになる。

【００２１】かくして、本発明の不定形耐火物を施工し
たステンレス溶銑取鍋は、耐用が良いというだけでなく
、耐火物が消耗した場合にも継ぎ足し補修がされること
によって耐火物の原単位が大幅に減少し、新規の施工の
場合にも重作業が省略でき、この施工にかかる人手も少
なくて済むという顕著な効果が得られる。継ぎ足し補修
を行う際には、表面に付着しているスラグを削り、スラ
グが浸透している耐火物の部分も削り落してから継ぎ足
し施工する必要があるが、耐火物中へのスラグの浸透が
僅かであることによって、この削り落とし作業が容易と
なる。

【００２２】

【実施例】以下本発明を実施例に沿って具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定され
るものではない。耐火物原料である骨材として、それぞ
れ表１と表２に示した粒度の範囲に分級した焼成ボーキ
サイト、焼結アルミナ、焼結マグネシア、焼結スピネル
および炭化珪素を準備した。

【００２３】また、カーボンとしては、土状黒鉛、黒鉛
電極の屑（人造黒鉛）および鱗片状黒鉛を、超微粉とし
ては、粒径約０．５　μｍ　のシリカ、粒径約０．５　
μｍ　のアルミナおよび粒径約２μｍ　の粘土をそれぞ
れ準備した。

【００２４】これらに旭硝子社製のアルミナセメント（
商品名アサヒアルミナセメント）を加えて表１と表２に
示した調合の混合バッチとし、それぞれに水と分散剤（
ヘキサメタりん酸ソーダとナフタリンスルホン酸ホルマ
リン縮合ソーダ塩を１対２の割合で併せて使用した。）
を加えてさらに混合し、内容積が４０ｍｍ×４０ｍｍ×
１６０ｍｍの型内に振動を加えながら流し込んで、２４
時間後に型から取り出し、次いで１１０℃で２４時間乾
燥し、寸法が４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０　ｍｍで重量
が約０．７　ｋｇの試験用耐火物を得た。

【００２５】さらに、試作した試験用耐火物をコークス
中に埋めた還元性雰囲気中で１４００℃に３時間加熱し
た。試作した試験用耐火物の調合条件を表１と表２にまとめ
て示した。表１と表２において、試験Ｎｏ．　１〜６は
実施例であり、試験　Ｎｏ．７〜１０は比較例である。なお、　Ｎｏ．８は高アルミナ質、低アルミナセメント
系で低気孔率の不定形耐火物であり、Ｎｏ．　９は現在
ステンレス溶銑取鍋の内張りに用いられている不焼成の
定形耐火物、Ｎｏ．１０　は普通鋼の取鍋に用いられて
いるアルミナスピネル質不定形耐火物である。

【００２６】これらの耐火物について調べた物性を表３
と表４にまとめて示した。表３と表４に示した耐火物の
耐食性は、回転式侵食試験炉を用いて行った。すなわち
、それぞれの耐火物を、上底５０ｍｍ、下底１００　ｍ
ｍ、斜辺１００ｍｍ　の等脚台形状の断面を有し、奥行
が２００　ｍｍであるセリ煉瓦状に鋳込み成形または加
工し、これらを内径約９０ｍｍの６角筒形に組み合わせ
て内径約３５０ｍｍ　の鋼板円筒ケ−ス中に入れ、Ｍｇ
Ｏ　質スタンプ材で固定し、さらに内径約９０ｍｍの穴
の両端に焼成耐火物を加工した穴開き蓋を取り付け、こ
の蓋によって高さ約２０ｍｍ、厚さ約２０ｍｍのリブを
形成して試験用の炉体とした。

【００２７】この炉体を横向きに配置して、内部にＣａ
Ｏ　４５重量％、ＭｇＯ　１０重量％、Ａｌ２Ｏ３　７
重量％、ＳｉＯ２３０重量％、ＦｅＯ　その他８　重量
％の組成を有するステンレス銑のスラグ約　５００ｇ　
と外径　５ｍｍ、長さ５０ｍｍのステンレス銑小片を約
５００　ｇ　およびフラックスであるフッ化カルシウム
を約　５０ｇ入れ、片側からバーナの炎を吹き込み、回
転速度１０ＲＰＭ　で回転させながら炉内を１５００℃
に１時間加熱保持した。このあと、炉体を傾けて内部の
溶けたスラグとステンレス銑を流し出し、３０分間強制
空冷した。この同じサイクルを８回繰り返した。

【００２８】耐食性の数値は、試験後の耐火物試験片を
取り出し、それぞれを中央で切断して調べた結果であり
、（Ｎｏ．９の試験片の侵食深さ／各試験片の侵食深さ
）×１００により計算して求めたもので、数値の大きい
方がステンレス溶銑取鍋の内張り材としての用途におい
ては耐食性が優れた耐火物である。また、耐浸透性は、
耐食試験に供した後の耐火物試験片の切断面におけるス
ラグの浸透深さを調べた結果であり、「優」と記した耐
火物では浸透深さが１ｍｍ以下であり、「劣」と記した
耐火物では浸透深さが８ｍｍ以上あった。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】なお、表１〜４において、＊１の数値の単
位は重量％であり、＊２は骨材に焼結マグネシアを使用
している。また、＊３は定形耐火物についてのデータで
あり、＊４は２００　℃で４時間加熱後の特性のデータ
であり、＊５は１５００℃の酸化性雰囲気中で３時間加
熱した後の特性のデータである。

【００３４】試験例前述の不定形耐火物のうち、Ｎｏ．１とＮｏ．３の調合
のものを上部の内径２５５　ｃｍ、底部の内径２４０　
ｃｍ、深さ３００　ｃｍのステンレス溶銑取鍋（５０ト
ン容量）の溶湯接触部分にそれぞれ施工し、３０時間か
けて８００　℃まで昇温した後、ステンレス溶湯を入れ
て運ぶ使用に供して耐用を調べたところ、従来使用して
いる定形耐火物と比べて優るとも劣らないという常識を
上回る結果が得られた。すなわち、従来の定形耐火物と
比べて耐食性に遜色がなく、目地の部分における侵食が
ない分だけ全体として耐食性が優れていることを確認し
た。

【００３５】

【発明の効果】本発明の不定形耐火物は、定形耐火物の
方が耐用が良いという従来の常識を覆すものであり、従
来ステンレス溶銑取鍋の内張りに使用されていた同じ組
成系統の不焼成定形耐火物と同等の耐食性を示し、その
結果本発明の不定形耐火物では侵食され易い目地がない
分だけ優れた耐用を示すことが分かった。

【００３６】本発明の不定形耐火物を、取鍋の内張りに
使用することによって、耐火物自体の耐用は優るとも劣
らず、かつ耐火物の張り換え工事にともなう重作業の排
除と、工事に要する工数を減らすことができ、この分省
力化が達成できる他、取鍋の内張り耐火物の継ぎ足し補
修ができるようになるなどの耐火物の節減効果を勘案す
ると、その工業上の利用価値は多大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水分を除いた重量％で、炭化珪素を１〜２
０％と、カーボンを１〜１５％と、アルミナセメントを
０．５　〜５％およびアルミナとシリカからなる超微粉
を３〜１３％含み、残部がアルミナ質骨材からなること
を特徴とする不定形耐火物。
【請求項２】炭化珪素の含有量が４〜１０重量％で、カ
ーボンの含有量が３〜９重量％である請求項１に記載の
不定形耐火物。
【請求項３】請求項１または２に記載の不定形耐火物を
内張りに使用したステンレス溶銑取鍋。