JPH0541590B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は高かさ比重を有し、高耐食性と高耐ス
ポーリング性とを兼ね備えたジルコン質耐火物の
製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、ジルコン質耐火物の原料としては、通常
直径が0.1〜0.3mmのジルコンサンドとこれよりさ
らに微粉の200メツシユ以下のジルコンフラワー
が使用されている。このような原料を用いて、ジ
ルコン質耐火物は、粗粒源として緻密な焼成粗角
のものを使用するか、あるいは粘土などのバイン
ダ、グリースなどの滑り剤を比較的に多量に使用
しない限り通常の成形法では成形作業性、素地充
填性に劣り、緻密な成形体を工業的規模で製造す
ることが困難である。更に、このようにして得ら
れたジルコン質耐火物は粗粒を含まない均一な組
織であるため、熱衝撃を受けた際に亀裂が成形体
を貫通し易く、耐スポーリング性に劣る欠点があ
つた。 本願出願人は先にジルコン質耐火物の耐スポー
リング性を改善するために、平均粒径が10μm以
下の超微粉を含有するジルコン原料による造粒子
を作り、その造粒子を10〜70重量％使用して、高
かさ比重で高耐食性と高耐スポーリング性を略兼
ね備えたジルコン質耐火物の製法を発明し、特開
昭58−185479号公報に開示されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記ジルコン質耐火物も稼働面に平行な亀裂の
発生は軽減されるもなお皆無ではなく、更に耐用
性も若干のバラツキが見られた。 本発明の目的は、ジルコン質耐火物における耐
スポーリング性と耐食性と、さらには高密度性の
一段の改善にある。また、他の目的は２次粒子を
用いたジルコン質耐火物成形体における焼成収縮
をコントロールし、製品歩留りを向上することに
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記特開昭58−185479号公報で開示の
方法により製造されたジルコン質耐火物の耐食
性、耐スポーリング性を大幅に向上させる目的で
更に研究を重ねた結果、平均粒径10μm以下の超
微粉を含有するジルコン原料による造粒子を作
り、この造粒子をそのまま又は30重量％以下のジ
ルコン原料とで混練成形し、そのもののAl₂O₃の
含有量が１重量％以下になるように調整して素地
成形体を造り、それを焼成することによつて高か
さ比重を有し、耐食性、耐スポーリング性が極め
て良いジルコン質耐火物を得ることができた。 本発明は、(1)平均粒径10μm以下の超微粉を10
〜30重量％含有するジルコン原料配合物を造粒し
て、かさ比重3.60以上、見掛気孔率18％以下の造
粒子を得る工程。(2)同工程によつて造粒子を70重
量％以上と残部がジルコン原料からなる配合物を
造粒子の原形を破壊しないように混練した後成形
して、3.75以上の素地かさ比重を有する成形体を
得る工程。(3)同工程によつて得た素地成形を1200
〜1600℃の温度で焼成する工程。上記(1)〜(3)の工
程で製造されるジルコン質耐火物が化学組成にお
いてAl₂O₃の含有量が１重量％以下であることを
特徴とするジルコン質耐火物の製造方法である。 本発明の第１工程は造粒子同志間及び造粒子と
その周辺部との間の焼成の際の収縮差によつて、
数μのミクロ・ギヤツプが形成され、熱衝撃を受
けたときの亀裂の進行を防止し、耐スポーリング
性を改善する機能を持つ丸い粗粒のジルコン造粒
子を調製する工程である。 この造粒物は乾燥後かさ比重3.60以上、見掛気
孔率18％以下の性質を有することが必要である。
造粒用原料としては、通常のジルコンサンドとジ
ルコンフラワー混合物に、平均粒度10μm以下の
ジルコンの超微粉を配合することによつて、ジル
コン特性を持つた造粒物が得られる。しかしなが
ら、その配合量が10重量％以下では造粒性が極端
に劣り、得られた造粒物は緻密性に欠け、また30
重量％を超えると焼成後の収縮が大きすぎるた
め、焼成歩留の低下とか粒の離脱という問題が生
じ、かつ最密充填配合でないため、焼成後に緻密
性が失われる。 従つて、ジルコン超微粒の配合割合は10〜30重
量％である必要がある。なお必要により、上記配
合物に焼結助剤、浸潤防止剤などの役割を果たす
粘土、SiO₃、TiO₂その他の少量添加物を10重量
％以下添加して坏土が調製されるが、Al₂O₃成分
の増加は特に留意しなければならない。 Al₂O₃は少ない方が耐食性が良好であり、0.7重
量％以下が好ましい。特に粘土の使用はAl₂O₃の
増加をもたらし留意する必要がある。また、耐食
性を付与するために少量の未安定ジルコニアある
いは安定化ジルコニアを添加し、また耐浸潤性を
付与するために少量のCr₂O₃などを添加してもよ
い。造粒は通常の混練機で行ない、10mm径程度の
造粒物とする。 造粒子の配合量を70重量％以上、好ましくは90
重量％とすることによつて、造粒子自身の有する
高耐食性と粒子周囲に形成されるギヤツプの効果
が十分に発揮され、耐食性、耐スポール性いずれ
も良好となる作用ももたらす。 しかしながら、70重量％未満では、耐食性、耐
スポール性の両面での優位性が十分に発揮されな
くなつて、その配合の効果は期待できない。 本発明の第２工程は、上記第１工程で調製した
造粒物を用いて、かさ比重3.75以上の成形体を得
るための工程であつて、第１工程で得られた造粒
物を成形用坏土としてそのまま成形モールドに投
入し、高圧成形を行ない高密度のれんがなどの耐
火物とする。又は、30重量％以下のジルコンサン
ドとジルコンフラワーからなる坏土を第１工程の
造粒物に添加し造粒子間に分散させ成形用坏土と
して高圧成形を行ない高密度のジルコンれんがな
どのジルコン質耐火物の素地を得る。なお、30重
量％以下のジルコンサンドとジルコンフラワーと
からなる坏土は、必要により耐食性を付与するた
めに未安定あるいは安定化ジルコニア、また耐浸
潤性を付与するためにCr₂O₃などを少量添加する
こともできる。この場合においてもAl₂O₃の増加
は極力避けなければならない。 混練に当たつては、焼成後の造粒子周囲の数μ
の間隔（マイクロギヤツプ）の成形のために、第
１工程により得た造粒子の原形を破壊しないよう
にする必要がある。なお、添加するジルコニアに
安定化ジルコニアは極少量使用することができる
が、耐食性は未安定のものに対して劣る。 本発明の第３工程は、第２工程で得た成形物を
焼成する工程であるが、第２工程までで得た成形
物は従来法より低温域、好適には1450〜1550℃で
焼成する。これによつて、成形の熱量を低減でき
るとともに成形体の過焼結を抑え、耐スポーリン
グ性を強化するとともに、気孔径の拡大を防ぎ、
金属製錬炉への使用に当たつてスラグの浸透を抑
えることができる。その他、熔銑あるいは溶鋼
鍋、タンデイツシユなどの容器内張り、ノズル、
ガラス槽内張り、パイプに用いても効果的であ
る。 〔実施例〕 本発明を以下実施例に基づいて説明する。 (1) 第１工程 造粒子の原料組成及び造粒 ジルコンサンドとジルコンフラワーからなる
ジルコン原料80重量部と、平均粒径3μmの超微
粉ジルコン20重量部と、これにPVAに水を適
当量添加したバインダ6.5重量部を撹拌羽根を
有するミキサーで10〜29分間造粒し、10mm篩通
過の造粒子を得た。これを篩分け後、乾燥炉で
乾燥した。乾燥後の粒は見掛比重4.52、かさ比
重3.7、見掛気孔率16.6％であつた。 (2) 第２工程及び第３工程 第１表に示す造粒子以外の配合物を混練後、
これに第１工程によつて得た造粒子を投入、再
び混練を行つた。成形は通常のフリクシヨンプ
レスで成形し、1500℃で焼成した。 同第１表に、従来法によるものと本発明によ
るものとの製品比較を示す。 (3) 製品のテスト 本発明により、製造したれんがと従来品との
組成、品質は第１表の通りである。なお、従来
品(3)は特開昭58−185479号公報記載のれんがで
ある。

〔発明の効果〕

本発明は超微粒子を用いたジルコン造粒子を成
形、焼成原料として用いることによつて、高いか
さ比重の成形体を得ることができ、また、焼成温
度を下げることによつて明、高い耐スポーリング
性を持つたジルコン質耐火物を得ることができ
る。更に、本発の製造法によつて得たジルコン質
耐火物は、特開昭58−185479号公報記載の組織に
比して固く充填し、緻密な組織を有しており、ま
た組織的にもジルコンの解離を促進するAl₂O₃を
低減したため耐食性は更に大幅な向上が見られ
る。 ジルコン質耐火物の損傷は稼働面における溶鋼
及びスラグとの反応による連続的な損傷と、温度
変動に起因する稼働面層の断続的な剥離損傷とが
併存して進行する。前者の場合の損傷速度は化学
組成と、充填密度によつて速され、耐火物の組織
には関係が少ない。後者の場合は耐火物の組織が
主要な要因となり、れんがの寿命に大きな影響を
及ぼす。即ち、ジルコン質耐火物のようにジルコ
ンという同一原料を使用した耐火物の使用実績の
優劣は断続的な剥離損傷によつて支配されるとい
える。 本発明はジルコンサンド、ジルコンフラワー及
び平均粒子径が10μm以下の超微粉によりなる緻
密な造粒子を70重量％以上望ましくは90重量％以
上使用することにより、従来のジルコン質耐火物
の組織と大幅に異なつた組織を有するジルコン質
耐火物が得られ、前記実施例に示されるような耐
スポーリング性が著しく改善されたものである。 また、170t及び250tの転炉溶鋼鍋の側壁での実
用テスストにおいて、従来のジルコン質耐火物の
れんがは使用開始後約20heats毎に稼働面の剥離
損傷が観察されたのに対し、本発明のれんがは、
剥離損傷が全くなく、稼働面からの溶損のみであ
つた。このため170t取鍋では60heats後30〜40mm、
250t取鍋では50heats後25〜45mmのいずれも本発
明のれんがの残寸が従来品より大である効果を有
するものである。 また、従来このような２次造粒子を用いた耐火
物例えばスプレー・ドライヤー法、特許第
1137481号による方法の場合、いずれも焼成時の
寸法収縮が大きく焼成歩留上に問題があつたが、
本発明の方法による造粒子は前述の如く、従来法
と異なるものであるから、この点も全く問題がな
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平均粒径10μｍ以下の超微粉を10〜30重量％
   含有するジルコン原料配合物を造粒して、かさ比
   重3.60以上、見掛気孔率18％以下の造粒子を得る
   第１工程と、 同第１工程によつて得た造粒子を70重量％以上
   と残部がジルコン原料からなる配合物を造粒子の
   原形を破壊しないように混練した後成形して、
   3.75以上の素地かさ比重を有する成形体を得る第
   ２工程と、 同第２工程によつて得た素地成形体を1200〜
   1600℃の温度で焼成する第３工程からなり、 前記第１から第３の工程を経て製造されるジル
   コン質耐火物が化学組成においてAl₂O₃の含有量
   が１重量％以下であることを特徴とするジルコン
   質耐火物の製造方法。