JPH05105532A

JPH05105532A - 溶銑予備処理容器用耐火物

Info

Publication number: JPH05105532A
Application number: JP3266275A
Authority: JP
Inventors: Kunio Tsunetsugu; 邦男恒次; Saburo Miyagawa; 三郎宮川; Masao Oguchi; 征男小口
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1991-10-15
Filing date: 1991-10-15
Publication date: 1993-04-27

Abstract

(57)【要約】【目的】例えば取鍋および混銑車等の溶銑予備処理容
器用耐火物に関し、耐スラグ浸透性、耐スポーリング
性、耐食性を損なうことなく、耐酸化性を高めることを
目的とする。【構成】アルミナ質原料、炭化ケイ素質原料の少なく
ともいずれかの耐火材原料７０〜９５重量％と、炭素質
原料５〜３０重量％とよりなる耐火材料に対し、ホウ化
マグネシウム（ＭｇＢ₂）を外掛けで０．３〜３重量％
添加する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば取鍋および混銑
車等の溶銑予備処理容器用耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉、電気炉等より排出された溶銑（溶
鋼）を一時収容し、鋳型や連続鋳造用のタンディッシュ
に鋳込むための分配容器として使用される取鍋、混銑車
等の耐火稼働面を構成する耐火物としては、ろう石質、
粘土質、高アルミナ質及びジルコン質等が従来より採用
されてきたが、さらに、近年では鋼の品位向上やスラグ
の再生を目的として、例えば脱硫、脱リン等の溶銑予備
処理が上記取鍋、混銑車において行なわれ、操業条件が
苛酷化する傾向にある。

【０００３】このような状況にあっては、脱硫、脱リン
の処理剤として投入されるソーダ灰や、生石灰（Ｃａ
Ｏ）及びフッ化カルシウム（ＣａＦ₂）により、Ｎａ₂
Ｏ／ＳｉＯ₂比およびＣａＯ、ＣａＦ₂／ＳｉＯ₂比が
著しく増大したスラグによって、活発な侵食を受け、該
耐火稼働面の寿命低下が著しく、特に、ソーダ灰の投入
によって生成されるスラグの粘性は極めて小さく、該耐
火稼働面への浸透が極めて大きくなる。

【０００４】そこで最近、上記耐火物に炭素質原料を配
合することが行われ、中でも上記高アルミナ質耐火物に
炭素質原料を配合したアルミナ−炭素質耐火物は、耐ス
ポーリング性の向上とともに、該炭素質原料によって耐
火物組織内で形成される炭素結合により耐食性を向上さ
せようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
耐火物中に配合された炭素質原料は、高温下で大気やス
ラグにより強い酸化作用を受け、極めて容易に酸化さ
れ、一酸化炭素となり消失して稼働面での溶損量が大き
くなるという欠点がある。

【０００６】そこでこのような炭素の酸化消失を防止す
るために、例えばアルミニウム、ケイ素、マグネシウ
ム等の易酸化性金属粉末、又は炭化ホウ素等の炭化物を
添加したり、六硼化ケイ素の添加によってＢ₂Ｏ₃−
ＳｉＯ₂系ガラス相並びにＢ ₂Ｏ₃と耐火骨材との反応
により生成する高粘性融液で該炭素質原料を被覆させた
り、けい酸塩、ほう酸塩、リン酸塩等を添加して炭素
原料の表面にガラス質被膜を形成させる等の各手段が提
案され、実施されているが、炭素原料の酸化防止効果は
十分満足のいくものではない。

【０００７】上記の手段によれば、炭素質原料の酸化
防止効果は得られるものの、上記耐火物に添加されるバ
インダーの分解温度４００℃付近からＡｌによる熱間強
度の増大効果があらわれる１０００℃付近までの温度域
で脆弱層が形成されるため、亀裂が発生して剥離が生
じ、いわゆる構造スポーリングが生じる。さらにマグネ
シウム単体を配合した場合、例えば混練時の水と過剰な
反応を生じるなど、慎重な取扱を要し、製造工程の煩雑
化につながる。

【０００８】また、の手段では上記安定なガラス被膜
が形成される前に溶損等により損傷を受けることが多
く、の手段では酸化防止効果の有効温度域が限られて
おり、しかも十分な耐酸化性を得ようとすればけい酸
塩、ほう酸塩、リン酸塩等の添加量を多くする必要があ
り、耐火材料の耐火性及び耐スポーリング性を低下させ
るので好ましくない。

【０００９】本発明は上記従来の問題点に鑑み、提案す
るものであり、耐スラグ浸透性、耐スポーリング性、耐
食性を損なうことなく、耐酸化性が高められた溶銑予備
処理用耐火物を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の手段を講じる。すなわち、アルミナ質
原料、炭化ケイ素質原料の少なくともいずれかの耐火材
原料７０〜９５重量％と、炭素質原料５〜３０重量％と
よりなる耐火材料に対し、ＭｇＢ₂を外掛けで０．３〜
３重量％添加する構成とする。

【００１１】

【作用】上記開示した本発明の構成によれば、特に耐火
材料に対して添加したＭｇＢ₂は、以下の如き作用を生
じせしめる。

【００１２】すなわち、ＭｇＢ₂は下記の化学式(1) に
示すように、耐火物稼働面で雰囲気中の酸素と反応し
て、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化ホウ素（Ｂ₂
Ｏ₃）を生成する。

【００１３】ＭｇＢ₂＋２Ｏ₂→ＭｇＯ＋Ｂ₂Ｏ₃ (1) そして、生成されたＢ₂Ｏ₃は約４５０℃で溶融して耐
火物表面を被覆するため、比較的低温で炭素の酸化を防
止するとともに、上記の反応により生成したＭｇＯはＢ
₂Ｏ₃と反応して融液を高粘性化し、高温、特に１３０
０℃以上においてより強固に炭素質原料の表面を被覆し
て酸化を防止する。

【００１４】また、ＭｇＢ₂はこの発明の炭素含有耐火
物成形体が約１０５０℃に昇温された時に、その耐火物
内部で下記化学式(2) のように分解し、易酸化性のマグ
ネシウムを生成して、炭素成分の酸化消失を防止する。

【００１５】９ＭｇＢ₂→ＭｇＢ₆＋ＭｇＢ₁₂＋７Ｍｇ (2) 更に、ＭｇＢ₂は高温において一酸化炭素と反応して、
酸化マグシウム、酸化ホウ素と炭素を生成し、酸化によ
って減少した炭素成分を補填するとともに、れんが組織
を緻密化させ、耐酸化性を向上させる。

【００１６】上記ＭｇＢ₂の粒径は反応性、均一性、分
散性など反応活性の面から２５０μｍ以下であることが
好ましく、その純度は９５％以上、好ましくは９８％以
上とする。また、ＭｇＢ₂の添加量は耐火材料に対し、
外掛けで０．３〜３重量％の範囲にあることが好まし
い。ＭｇＢ₂の添加量が０．３重量％未満では、炭素の
消失防止、結合の緻密化などに関して所期の効果が得ら
れず、また、３重量％を上回ると、耐酸化性はえられる
が、酸化ホウ素が過剰に生成して耐食性が劣化する。

【００１７】本発明において使用する耐火材料は、アル
ミナ質原料、炭化ケイ素質原料の両者を混合した耐火材
原料７０〜９５重量％と、炭素質原料５〜３０重量％と
で構成することとし、アルミナ質原料、炭化ケイ素質原
料の各々の配合量については、特に限定しないが、耐食
性等の点から炭化ケイ素質原料は耐火材原料の総量に対
し、５〜２０重量％程度が望ましく、上記アルミナ質原
料、炭化ケイ素質原料の両者を混合した耐火材原料の配
合量が７０重量％を下回ると、耐食性、耐磨耗性が低下
し、９５重量％を上回ると、炭素質原料の配合量が相対
的に低下するので、耐スポーリング性、耐食性が低下す
ることとなり、いずれも好ましくない。

【００１８】上記アルミナ質原料としては、焼結アルミ
ナ、電融アルミナ、焼成ばん土頁岩等の通常、アルミナ
質原料として使用されているものを用いればよく、その
粒径も特に制限されず、適宜選択すればよいが、配合時
に均等に分散され易いようにするため、通常５mm以下の
ものを使用する。

【００１９】一方、炭化ケイ素質原料は市販されている
原料を使用すればよいが、好ましくは純度８５％以上の
原料が耐食性の点から望ましい。炭化ケイ素質原料の粒
径は特に制限されないが通常５mm以下とすることが望ま
しい。

【００２０】また炭素質原料としては、鱗状黒鉛、土状
黒鉛、カーボンブラック、天然黒鉛、コークス等、通
常、炭素質原料として使用されるものを使用すればよ
い。また、これらの中では配合時に最も均等に分散され
やすい鱗状黒鉛の使用が好ましい。

【００２１】炭素原料の粒径は特に制限されず、適宜選
択すればよいが、通常１mm以下程度のものを使用する。
炭素質原料の配合量は、耐火材料全量の５〜３０重量％
程度が好ましく、配合量が５重量％未満では耐スポーリ
ング性の向上効果、スラグ浸透防止効果が十分に発揮さ
れず、配合量が３０重量％を超えると、耐食性、耐磨耗
性等が低下するので好ましくない。

【００２２】尚、この発明を実施する上で従来公知の範
囲でタール、ピッチ、フェノールレジンなど残炭率の高
い有機顆粒状物バインダー、その他のバインダーを添加
することは何ら妨げるものではない。

【００２３】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明確にする。

【００２４】表１は、溶銑予備処理容器用耐火物の基本
配合（アルミナ質原料、炭化ケイ素質原料、炭素質原
料、及びバインダーとしてのフェノールレジン）に、酸
化防止剤として、ＭｇＢ₂、Ａｌ粉末、Ｓｉ粉末を添加
した、実施例１〜３、及び比較例１〜４の各配合と、そ
の配合を常温にて４０分間混練後、１０００kgf/cm²の
圧力で４０×４０×１６０mmの形状に加圧成形し、１８
０℃で１０時間熱処理して得られた耐火物の品質特性を
示した。

【００２５】表１下欄からもわかるように、炭素質原料
を含む耐火材料にＭｇＢ₂を添加した本発明による耐火
物は比較例１、２よりも重量減少率、脱炭層厚さとも少
なく、また、溶損指数（比較例１の試料の断面において
測定した溶損面積を１００として相対的な指数であらわ
した）も比較例１〜４よりも抑えることができ、耐酸化
性、耐食性が向上したことを示している。また、上記Ｍ
ｇＢ₂の添加量を外掛け５重量％とした比較例３、及び
同じく外掛け０．２重量％とした比較例４では溶損指数
が大きな値を示し、該耐火物の耐用性の向上のためには
ＭｇＢ₂の添加量を表記の値とすべきであることが確認
できる。

【００２６】尚、本発明は上記実施例に限定されず、溶
銑予備処理用耐火物の配合も種々の値で組み合わせて製
造することができることは明らかである。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、耐火材原
料に対し、ＭｇＢ₂を添加することによって、混練時の
取扱が容易で、炭素原料の酸化消失をより確実に抑制す
ることできるので、従来よりも耐用性の向上した溶銑予
備処理用耐火物を得ることができ、炉寿命のさらなる延
長に寄与するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ質原料、炭化ケイ素質原料の少
なくともいずれかの耐火材原料７０〜９５重量％と、炭
素質原料５〜３０重量％とよりなる耐火材料に対し、ホウ化マグネシウム（以下ＭｇＢ₂）を外掛けで０．３
〜３重量％添加したことを特徴とする溶銑予備処理容器
用耐火物。