JPH05186275A - 塩基性不定形耐火物 - Google Patents

塩基性不定形耐火物

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JPH05186275A
JPH05186275A JP4004044A JP404492A JPH05186275A JP H05186275 A JPH05186275 A JP H05186275A JP 4004044 A JP4004044 A JP 4004044A JP 404492 A JP404492 A JP 404492A JP H05186275 A JPH05186275 A JP H05186275A
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JP
Japan
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clinker
basic
refractory
slag
magnesia
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Withdrawn
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JP4004044A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Suekawa
幸弘 末川
Hiroshi Nagata
博志 永田
Ichiro Takita
一郎 多喜田
Kosuke Kurata
浩輔 倉田
Taijiro Matsui
泰次郎 松井
Sumio Sakaki
澄生 榊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurosaki Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Kurosaki Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】塩基性材料の欠点であったスラグ浸潤の抑制、
構造スポーリングの改善や容積安定性を大幅に改善した
塩基性不定形耐火物の提供。 【構成】マグネシアクリンカー,マグネシア−クロムク
リンカー,ドロマイトクリンカー及び石灰クリンカーの
1種以上を含有する不定形耐火物に、フェロアロイを
0.05〜10重量%と、リン酸塩と珪酸塩から選ばれ
た1種以上を添加してなり、また、これに金属ファイバ
ーを添加したことによって、特に高温で使用される取鍋
の内張り耐火材として使われ、塩基性材料の弱点である
亀裂の発生と、それに伴う地金の浸入と、剥離及び低粘
性スラグの浸透による構造的スポーリングの発生を防止
するものであり、塩基性材料と不定形材料の利点を充分
に活かせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性及び耐スラグ浸
潤性と共に、耐スポーリング性においても優れた塩基性
不定形耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】製鋼炉の内張りは、施工の省力化のため
に、定形耐火物から不定形耐火物に移行しつつある。
【0003】そして、近年真空脱ガス法,連続鋳造,取
鍋精錬技術の向上から、アルゴン撹拌,合金添加真空処
理比率の増加から、製鋼条件は高温出鋼,滞留時間の延
長等により苛酷化する傾向にあり、かつ、クリーンスチ
ール化の要求も強くなっており、これらの諸条件に対応
できる耐火物の一つとして、塩基性流し込み材が検討さ
れている。
【0004】ところが、塩基性流し込み材は塩基性スラ
グに対して高耐食性を有するものの、熱的及び構造的に
スポーリングに対して耐用性がなく損傷が大きい。
【0005】その対策として、特公昭62−113号公
報にはシリカの高粘性液相の生成を利用することが、更
には特開昭52−140429号公報にクロム鉱の配合
による耐スポーリング性の向上の手段が開示されてい
る。
【0006】しかしながら、シリカ添加については長期
間で材料の過焼結による剥離損傷が大きく、さらにクロ
ム鉱の配合の場合には焼結型であるため安定性に欠け、
それぞれ、実用化に問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、塩基
性材料の欠点であったスラグ浸潤の抑制、構造スポーリ
ングの改善や容積安定性を大幅に改善した塩基性不定形
耐火物を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る塩基性不定
形耐火物は、マグネシアクリンカー,マグネシア−クロ
ムクリンカー,ドロマイトクリンカー及び石灰クリンカ
ーの1種以上を含有する不定形耐火物に、フェロアロイ
を0.05〜10重量%と、リン酸塩と珪酸塩から選ば
れた1種以上を添加してなることを特徴とし、さらに、
これに金属ファイバーを添加したことも特徴とする。
【0009】本発明に用いるマグネシアクリンカー,ス
ピネルクリンカー,マグネシア−クロムクリンカー,ド
ロマイトクリンカー及び石灰クリンカーは市販されてい
る各種グレードの海水マグネシアクリンカー,天然マグ
ネシアクリンカー,電融マグネシアクリンカー,焼結ス
ピネルクリンカー,電融スピネルクリンカー,天然ドロ
マイトクリンカー,合成ドロマイトクリンカー,焼結石
灰クリンカー,電融石灰クリンカー等が使用できる。好
ましくは耐火組成物を構成する粒度を自由に選択できる
ように粉砕可能な塊状物又は各種粒度に分類されたもの
がよい。
【0010】これらのクリンカーは単独もしくは2種以
上混合して使用する。また、アルミナ,ボーキサイト,
ムライト,シャモット,シリカ,クロム鉱,オリビン等
の水及び水蒸気に安定な種々の耐火材を混合使用する場
合もあるが、それぞれの混合比率は各種窯炉での使用条
件により決定するべきものであり、特に限定されない。
また、本発明に使用されるフェロアロイは、鉄酸化物が
少ない材料が好ましく、たとえば、フェロシリコン,フ
ェロマンガン,フェロクロム,フェロモリブデン,フェ
ロタングステン等、高炉,電気炉,テルミット法等で製
造されるいずれのフェロアロイでもよい。
【0011】ここで、フェロアロイに限定した理由は、
Al,Si等の金属単体で、74μ以下の粒度域又はM
gO系の塩基性質ではpHが高いため、Al等の反応を
促進し、H2 ガスの発生を促進させ、耐火物の養生中の
膨れ等が発生し、安定した施工体が得られにくい問題点
があるためであり、フェロアロイは74μ以下でも使用
することができる。
【0012】ここで使用可能なリン酸塩及び珪酸塩とし
ては、難溶性で40℃以下の水に対して溶解度が2.5
gr/100ml以下のものが好ましく、またサスペン
ジョン状態でpHが酸性であるものが望ましい。
【0013】水に不溶性もしくは難溶性のリン酸塩の種
類は特に限定されないが、オルソリン酸塩基又は縮合リ
ン酸塩基を持ち、アルミニウム,クロム,鉄,マグネシ
ウム,カルシウム,カリウム,ナトリウム,リチウム,
ホウ素,亜鉛,鉛,バリウム,ビスマス,銀等との塩を
形成しているものが適用される。たとえば、リン酸アル
ミニウムの場合、オルソリン酸塩の中でもAl(H2
4 3 は水溶性であるが、AlH3 (PO4 2 ,A
2 (HPO4 )及びAlPO4 は、水に不溶であり、
本発明に使用できる。
【0014】アルミニウム以外の塩でも同様に考えるこ
とができ、また、2種以上複合されたものや、固溶体を
形成しているものも使用できる。
【0015】また、難溶性の珪酸塩としては、粉末状の
珪酸塩で溶解度が低く粒径は200mesh以上必要で
ある。
【0016】珪酸塩の種類としては、3号珪酸ソーダ,
2号珪酸ソーダ,1号珪酸ソーダ,珪酸カリウム,珪酸
アルミニウム等の使用が可能であり、2種以上複合され
たものや、固溶体を形成しているものも使用できる。
【0017】リン酸塩及び珪酸塩については、単独使用
又は2種の併用が可能である。
【0018】金属ファイバーを添加する場合は、その材
質は耐食性,構造面からステンレス鋼が好ましいが、こ
れに限らずたとえば、鉄,炭素鋼,Ni−Cr鋼,Cr
−Mo鋼,Cr鋼,Cr−V鋼、Al,Al合金等の非
鉄金属でも構わない。
【0019】形状はストレート,曲線,山形,波形形状
いずれでもよい。
【0020】塩基性耐火骨材以外に必要に応じて結合
剤,減水剤,分散剤,解膠剤,耐爆裂防止剤,増粘剤等
が適宜使用されるが、これは通常の不定形耐火物に使用
されるものである。
【0021】
【作用】塩基性耐火物中にフェロアロイ、たとえばフェ
ロ・クロムを添加すると、ブローティング現象を起こ
し、気孔を閉塞すると共に、残存線変化率が小さくな
り、すなわち、残存収縮が小さくなり、構造体の容積安
定性が向上し、更に塑性変形能が付与すなわち、応力吸
収能面が改善する。
【0022】これは、フェロ・クロムが酸化されると同
時に塩基性材料中のマグネシア成分と反応し、鉄成分は
スピネルMgO・Fe23 系、クロムはピクロクロマ
イト(MgO・Cr23 )を生成する際の体積膨張に
起因するものと思われる。
【0023】溶鋼容器等でスラグと接触により、塩基性
耐火物はCaO,Si2 O,FeO等の浸入が選択的に
浸透し、結果としてスラグ浸潤が増大し、構造スポーリ
ングが発生する。
【0024】フェロアロイの効果として、浸入成分の液
相粘性増大、特にクロム,Mn系の場合、MgOとの反
応で固溶化することにより更に粘性増加が期待される。
【0025】使用するリン酸塩及び珪酸塩の溶解度を4
0℃以下の水に対して2.5gr/100ml以下とし
たのは、低温の水に対する溶解度が大きいと水との混練
中もしくは施工中に塩基性骨材との反応が急激に進行
し、凝結等を生じ混練困難となるためである。
【0026】また、サスペンジョン状態でpHを酸性に
するのはアルカリ性である場合、消化抑制効果が乏しい
ためである。
【0027】添加するリン酸塩及び珪酸塩は、上記スピ
ネル反応を促進し、2次スピネルの生成により稼動表面
に緻密な層を形成させ、スラグ浸透抑制効果,容積安定
性面が改善される。ただし、この反応は1600℃近傍
で進行するが溶鋼温度(約1650℃)では稼動表面に
約数mmの層しか形成されず、その浸透抑制効果は少な
い。ここで、リン酸塩及び珪酸塩の添加により、低温域
(約1300℃)から緻密なスピネル生成層を厚くし、
スラグ浸潤抑制が大幅に改善される。
【0028】また、リン酸塩及び珪酸塩は1000℃付
近でガラス化(低融物の生成)により、1000℃近傍
での発生応力が低減される効果を示し、構造体として安
定化が図られ、熱的スポーリングに対して効果が得られ
る。
【0029】以下に使用量について詳細に述べる。
【0030】添加するフェロアロイは、使用量が塩基性
骨材に対して10重量%を越えるとスピネル反応量が多
くなり、組織の劣化が顕著により、更には耐食性の低下
が著しく、塩基性の高耐食性の効果が得られない。ま
た、使用量が0.05重量%より少ないと、スラグ浸潤
を抑制するだけの低融物の粘性増加が得られない。
【0031】リン酸塩及び珪酸塩としては、フェロアロ
イとの反応性を活性にする助剤的な役割と1000℃付
近での軟化による応力吸収面からその使用量が規定され
る。使用量としては、0.5〜20重量%が好ましい。
0.5重量%未満ではリン酸塩及び珪酸塩の効果が得ら
れず、20重量%を越えると耐食性の劣化及び材料の過
焼結を発生する。
【0032】金属ファイバーの使用量については、ファ
イバーの使用量が7重量%を越えると耐食性の劣化が生
じ、かつ不定形流し込みで使用する際の流動性が著しく
低下する。ただし、ファイバーの効果として、耐スポー
リング性及びファイバーの酸化による膨張性を期待する
場合には0.5重量%以上必要である。
【0033】
【実施例】以下に本発明品の実施例について述べる。
【0034】表中の試験は後述の条件で測定した。実機
試験以外はいずれも鋳込みによって成形した試験片によ
り行った。
【0035】表1は、本発明品(M−1〜M−5)と比
較品1を物性比較したものである。
【0036】
【表1】 比較品1の耐溶損性は良好なもののスラグ浸潤による構
造スポールによる亀裂発生が顕著である。本発明品は、
過去塩基性材料の問題点であったスラグ浸潤がフェロア
ロイ添加により抑制されており、亀裂発生が大幅に少な
く且つ小さい。
【0037】また、容積変化についてもフェロアロイ添
加により、残存収縮が抑制され耐熱スポールによる亀裂
発生が少なく且つ亀裂剥落開始回数も高い。
【0038】表2は、本発明品(C−1〜C−5)と比
較品2を物性比較したものである。
【0039】
【表2】 比較品2の耐溶損性は良好なもののスラグ浸潤による構
造スポールによる亀裂発生が顕著である。本発明品は、
過去塩基性材料の問題点であったスラグ浸潤がフェロア
ロイ添加により抑制されており、亀裂発生が大幅に少な
く且つ小さい。
【0040】また、容積変化についてもフェロアロイ添
加により、残存収縮が抑制され耐熱スポールによる亀裂
発生が小さく且つ亀裂剥落回数も高い。
【0041】試験条件 ・耐スラグ浸食性 富士電波工業(株)製の高周波誘導炉を使用し、CaO
/SiO2 モル比=3,Al2 3 10重量%組成のス
ラグを浸食剤とした。1600℃で加熱溶融させた浸食
剤中に試験片を0.5時間浸漬し、これを10サイクル
行った後、試験片の溶損寸法を測定した。
【0042】・耐スラグ浸透性 試験片を戸田超耐火物(株)製の回転スラグ浸食試験機
内に内張りし、転炉スラグ(CaO/SiO2 モル比=
3)を浸食剤とし、温度1600℃×1時間を5サイク
ル行った。この浸食試験後の試験片を更に1600℃に
急加熱し、0.5時間保持後、500℃に急冷し、この
操作を5サイクル行った。
【0043】試料の切断面を観察し、スラグ浸透層と未
浸透層との間の亀裂発生の有無及び亀裂の程度を下記の
基準で評価した。
【0044】AA:亀裂なし AB:微少亀裂が僅かにあり BB:微少亀裂あり BC:小亀裂あり CC:大きな亀裂あり ・耐消化性 試験片をオートクレープ中に152℃×5気圧で3時間
保持後、重量増加率を求めた。
【0045】・実炉試験による耐用性 350T溶鋼鍋のスラグライン部に170mm厚みで流
し込みを施工し、剥離の有無及び耐用回数を調べた。
【0046】比較品は稼動中の剥離回数が多く、ライフ
は50ch以下の低ライフになったが、本発明品は剥離
回数が少なく溶損が主体でありライフとして100ch
以上の耐用が可能であった。
【0047】
【発明の効果】本発明によるフェロアロイを含み、リン
酸塩及び珪酸塩を併用した塩基性不定形耐火物は、特に
高温で使用される取鍋の内張り耐火材として使われ、塩
基性材料の弱点である亀裂の発生と、それに伴う地金の
浸入と、剥離及び低粘性スラグの浸透による構造的スポ
ーリングの発生を防止するものであり、塩基性材料と不
定形材料の利点を充分に生かせるものである。
【0048】本発明の塩基性耐火物は、溶鋼容器、たと
えば特殊精錬用のRH,DH等の浸漬管、又は槽底,内
部壁及びタンディッシュ側壁,タンディッシュ堰等への
流し込み材,振動成形材,スタンプ,圧入材等として施
工が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多喜田 一郎 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 倉田 浩輔 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 松井 泰次郎 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 榊 澄生 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネシアクリンカー,マグネシア−ク
    ロムクリンカー,ドロマイトクリンカー及び石灰クリン
    カーの1種以上を含有する不定形耐火物に、フェロアロ
    イを0.05〜10重量%と、リン酸塩と珪酸塩から選
    ばれた1種以上を添加してなる塩基性不定形耐火物。
  2. 【請求項2】 マグネシアクリンカー,マグネシア−ク
    ロムクリンカー,ドロマイトクリンカー及び石灰クリン
    カーの1種以上を含有する不定形耐火物に、フェロアロ
    イを0.05〜10重量%と、リン酸塩と珪酸塩から選
    ばれた1種以上と、金属ファイバーを添加してなる塩基
    性不定形耐火物。
JP4004044A 1992-01-13 1992-01-13 塩基性不定形耐火物 Withdrawn JPH05186275A (ja)

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JP4004044A JPH05186275A (ja) 1992-01-13 1992-01-13 塩基性不定形耐火物

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100349167B1 (ko) * 1997-11-18 2002-10-18 주식회사 포스코 내수화성이 우수한 돌로마이트 내화재료의 제조방법
KR100450370B1 (ko) * 2000-06-02 2004-09-30 주식회사 원진 돌로마이트질 무수 부정형 라이닝재 및 그 시공방법

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KR100349167B1 (ko) * 1997-11-18 2002-10-18 주식회사 포스코 내수화성이 우수한 돌로마이트 내화재료의 제조방법
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990408