JPH0556305B2

JPH0556305B2 -

Info

Publication number: JPH0556305B2
Application number: JP60067057A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; Kazuhide Kawai; Yoshihisa Kato; Takafumi Nishibe
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1993-08-19
Also published as: JPS61227963A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕本発明はスライドゲートに使用される耐火物の
改良に関する。〔発明の技術的背景とその問題点〕スライドゲート用耐火物としては、高アルミナ
質、アルミナ−カーボン質等種々の耐火物が検討
されているが、耐スポーリング性の特殊例である
耐ピーリング性に優れていることが重要であるた
め、いずれの耐火物も満足な結果が得られていな
い。また、マグネシア質耐火物は、溶融金属あるい
は塩基性スラグに対して優れた耐食性を有してい
るので、転炉を始め、各種製鋼用炉材として使用
されているが、耐スポーリング性に劣るため、ス
ライドゲート用耐火物としては使用されていな
い。このマグネシア質耐火物の耐スポーリング性を
改善する試みとしては、例えば特公昭53−13643、
特開昭55−11669、特開昭55−107749、特開昭58
−26073等が知られている。特公昭53−13643は、マグネシア質原料と、ペ
リクレーズ・スピネル質原料を混合使用するもの
であり、耐スポーリング性に関してかなりの改善
は期待されるものの、一般に製鋼炉容器よりも格
段に厳しい使用条件下におかれるスライドゲート
用耐火物では満足な結果が得られていない。また、特開昭55−11669は、マグネシア質原料
に炭素原料を添加することにより耐スポーリング
性の改善を図ろうとするものである。しかし、マ
グネシア原料に炭素原料を添加すると、耐スポー
リング性は改善されるが、必要な強度が得られな
い。更に、特開昭55−107749、特開昭58−26073等
は、マグネシア質原料に炭素原料を添加すること
により耐スポーリング性を改善するとともに、炭
素添加による強度低下を解消するためにSi、SiC
−Al、Fe−Si等を添加し、非酸化性雰囲気で焼
成するものである。しかし、このようなマグネシ
ア質耐火物は非酸化性雰囲気下で熱処理する必要
があるためコスト高になるとともに、使用時に炭
素質原料の酸化による組織の劣化の問題を有して
いる。また、近年種々試みられているCa添加鋼、
あるいは各種快削鋼等、耐火物に対して浸蝕性の
大きい鋼種の鋳造に用いると、従来の高アルミナ
質、アルミナ−カーボン質等と同様満足な結果が
得られない。〔発明の目的〕本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、特殊な製造方法を使用することなく、耐ピー
リング性が改善され、しかも溶融金属及び塩基性
スラグに対する優れた耐食性を有し、更に冷間及
び熱間強度が向上したスライドゲート用耐火物を
提供しようとするものである。〔発明の概要〕本発明のスライドゲート用耐火物は平均粒径
10μm以下のAl₂O₃原料１〜10重量部と、Al₂O₃40
〜70重量％、MgO25〜60重量％、残部10重量％
以下からなるアルミナ−マグネシアスピネル質原
料10〜30重量部と、MgO90重量％以上のマグネ
シア質原料90〜70重量部とからなり、Al₂O₃10〜
25重量％、MgO90〜75重量％を含有することを
特徴とするものである。本発明における原料の組成及び配合割合は相互
に関連している。本発明において用いられるアルミナ−マグネシ
アスピネル質原料は、理論組成値（Al₂O₃71.7重
量％、MgO28.3重量％）にほぼ等しい組成ある
いはマグネシアリツチのものであるが、その組成
を上記のように限定したのは、以下のような理由
による。まず、Al₂O₃が40重量％未満、又はMgO
が60重量％を超えると、アルミナ・ペリクレーズ
からなるピネル結晶相が少なくなり、耐ピーリン
グ性を改善する効果が少なくなる。一方、Al₂O₃
が70重量％を超えるか、又はMgOが25重量％未
満であると、スピネル結晶粒の周囲に過剰のコラ
ンダム結晶が存在し、耐食性に劣る。また、本発明において用いられるマグネシア質
原料の組成をMgO90重量％以上としたのは、
MgOが90重量％未満であると、耐食性に劣るか
らである。上記のアルミナ−マグネシアスピネル質原料と
マグネシア質原料とに平均粒径10μm以下のアル
ミナ原料を加え、耐火物のマトリツクス部におい
て反応焼結させることにより、二次スピネルを生
成させ、緻密なマトリツクス部を得ることができ
る。こうして緻密な組織とすることにより、冷間
及び熱間強度を向上することができる。また、二
次スピネルを生成させるのでマグネシアと比較し
て熱間膨張係数が小さくなり、熱間強度が高いこ
ととあいまつて更に耐スポーリング性及び耐ピー
リング性を改善することができる。このアルミナ原料の配合割合を１〜10重量部と
したのは、１重量部未満では二次スピネルの生成
が少なく、冷間及び熱間強度を向上することがで
きなくなり、一方10重量部を超えると耐スポーリ
ング性及び耐ピーリング性を改善する効果がない
ためである。また、アルミナ原料１〜10重量部のほかに、ア
ルミナ−マグネシアスピネル質原料の配合割合を
10〜30重量部、マグネシア質原料の配合割合を90
〜70重量部としたのは、アルミナ−マグネシアス
ピネル質原料が10重量部未満、又はマグネシア質
原料が90重量部を超える場合、耐ピーリング性を
改善する効果がなく、一方アルミナ−マグネシア
スピネル質原料が30重量部を超えるか、又はマグ
ネシア質原料が70重量部未満の場合、耐食性に劣
るとともに耐ピーリング性にも劣るためである。これは、アルミナ−マグネシアスピネル質原料
とマグネシア質原料とは熱膨張率が異なるが、ア
ルミナ原料とともに上記範囲で原料を配合すれ
ば、熱膨張率の相違に基づく熱的歪を吸収するこ
とができるためであると考えられる。また、アルミナ原料の平均粒径を10μm以下と
することによつて、反応性が良好となり、二次ス
ピネルが生成しやすくなる。上記のような原料を用い、スライドゲート用耐
火物を得るには一般的なマグネシア質耐火物を得
るのと同様な方法を用いればよい。すなわち、所
定の配合割合のアルミナ原料、アルミナ−マグネ
シアスピネル質原料及びマグネシア質原料に有機
結合剤もしくは無機結合剤又はこれらの両者を添
加して、ミキサーあるいはウエツトパン等の混練
機により混練し、つづいてフリクシヨンプレス、
オイルプレスあるいはラバープレス等により成形
して乾燥した後、単独窯あるいはトンネルキルン
により通常の酸化雰囲気で1500℃以上で焼成すれ
ばよい。なお、使用原料の粒度については特に限定する
ものではないが、アルミナ−マグネシアスピネル
質原料は粗粒〜中間粒のものを用いることがより
好ましい。また、焼成温度については、所望の強度を得る
ためには1500℃以上であることが望ましく、品質
的、コスト的に更に好ましくは1650〜1750℃がよ
い。以上のようにして得られる耐火物の化学組成を
Al₂O₃10〜25重量％、MgO90〜75重量％に限定し
たのは、原料の配合割合と同様に耐ピーリング性
と耐食性に関するものである。更に好ましくは化
学組成として、Al₂O₃12〜20重量％、MgO88〜80
重量％がよい。〔発明の実施例〕以下、本発明の実施例を説明する。まず、平均粒径10μmのアルミナ原料と下記第
１表に示す原料を用意し、ウエツトパンを用いて
下記第２表に示す配合割合で混練した。つづい
て、オイルプレスにより100Kg／cm²の圧力でほぼ
400×200×50mmの寸法に成形し、100℃で乾燥し
た後、通常の酸化雰囲気のトンネルキレン中にお
いて1700℃で焼成を行ない、スライドゲート用耐
火物を得た。得られた耐火物の物性を下記第２表に併記す
る。なお、見掛気孔率、カサ比重、圧縮強さ及び
曲げ強さはJISに従つて測定した。耐食性は得ら
れた耐火物から20×20×150mmの供試サンプルを
切出し、100Kg高周波誘導炉により溶融した1600
℃の溶鋼中に２時間浸漬した後、その溶損寸法を
測定した。耐ピーリング性は得られた耐火物の
200×400mmの面を研磨加工し、５／100mm以下の
平滑度にした後、その表面を酸素−アセチレンバ
ーナにより急熱し、１分間保持して表面が貝殻状
に剥がれる状況の有無により判定した。

【表】

【表】比較例９のアルミナ原料は微粒だけでなく粗粒および
中間粒を含む。
第２表の実施例１、２及び比較例１〜９の耐火
物の比較から、以下のようなことがわかる。比較例１（アルミナ原料を含まないもの）及び
比較例２、３（アルミナ原料を含まず、かつスピ
ネル質原料が多くマグネシア質原料が少ないも
の）の耐火物は、圧縮強さ、常温及び1400℃にお
ける曲げ強さ、並びに耐ピーリング性のいずれの
点でも劣つている。比較例４（アルミナ原料を含まないマグネシア
質耐火物）は、常温での曲げ強度に優れており、
1400℃での曲げ強度は実施例１、２と同等であ
る。ただし、スライドゲートは使用中において
800℃以上の温度に維持されるので、熱間強度の
方が重要であり、実施例１、２のものは十分な熱
間強度を有しているといえる。また、比較例４
は、耐ピーリング性の点で劣つている。なお、平均粒径10μm以下のアルミナ原料を用
いず、アルミナ−マグネシアスピネル質原料とマ
グネシア質原料だけを用いて、Al₂O₃10〜25重量
％、MgO90〜75重量％を含有する耐火物を製造
し、これについても曲げ強さを測定した。その結
果、これらの耐火物の曲げ強さは常温で100〜120
Kgｆ／cm²、1400℃で20〜60Kgｆ／cm²と、比較例１
〜３のものとほぼ同等であつた。このことから、
実施例１、２では微細なアルミナ原料を用いるこ
とにより、曲げ強さを向上できることがわかる。比較例５（アルミナ原料が多くスピネル質原料
が少ないもの）の耐火物は、耐食性の点で劣つて
いる。比較例６（平均粒径300μmのアルミナ原料を含
むもの）の耐火物は、圧縮強さ、常温及び1400℃
における曲げ強さ、並びに耐食性のいずれの点で
も劣つている。比較例７（アルミナ原料が少なくマグネシア質
原料が多いもの）の耐火物は、常温及び1400℃に
おける曲げ強さ、並びに耐ピーリング性のいずれ
の点も劣つている。比較例８（スピネル質原料が多くマグネシア質
原料が少ないもの）の耐火物は、圧縮強さ及び耐
食性の点で劣つている。比較例９（マグネシア質原料を全く含まないも
の）の耐火物は、耐食性の点で大幅に劣つてい
る。なお、比較例５、８、９の耐火物は、ここで行
われた試験結果では耐ピーリング性に問題はなか
つたが、実際にスライドゲートとして使用とした
ときの耐スポーリング性及び耐ピーリング性は必
ずしも保証されない。以上のように、実施例１、２はスライドゲート
として要求される熱間強度、耐ピーリング性、耐
食性等の特性のいずれについても優れていること
がわかる。更に、本発明に係るスライドゲート用耐火物か
らなる摺動盤（実施例１、２）ならびに従来の高
アルミナ質耐火物にタール又はピツチを含浸した
摺動盤（比較例10）及びアルミナ−カーボン質耐
火物からなる摺動盤（比較例11）を用いて以下の
ような条件で実用試験を行なつた。実用試験１取鍋容量 250トン鋼種低炭素アルミキルド鋼及びCa添加鋼鋳込温度取鍋内温度1580〜1600℃ 鋳込時間 50〜60分摺動盤孔径 75〜80mm 実用試験２取鍋容量 70トン鋼種低炭素（C0.05％）普通鋼鋳込温度取鍋内温度1650℃ 鋳込時間 90〜100分摺動盤孔径 35mm なお、低炭素アルミキルド鋼は鋼中酸素含有量
50ppm以下の低酸素レベル鋼の代表、Ca添加鋼
は耐火物との反応性が比較的高い鋼種の代表、低
炭素普通鋼は鋼中酸素含有量100〜250ppmの鋼種
の代表としてそれぞれ用いている。上記各摺動盤をそれぞれ100個セツトして鋼を
注入した場合の１セツト当りの平均使用回数を下
記第３表に示す。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明のスライドゲート用耐
火物によれば、特殊な製造方法を使用することな
く、耐ピーリング性が改善され、しかも溶融金属
及び塩基性スラグに対する優れた耐食性を有し、
寿命を向上でき、更に冷間及び熱間強度を向上で
きる等顕著な効果を奏するものである。

Claims

【特許請求の範囲】１平均粒径10μm以下のAl₂O₃原料１〜10重量
部と、Al₂O₃40〜70重量％、 MgO25〜60重量％、残部10重量％以下からな
るアルミナ−マグネシアスピネル質原料10〜30重
量部と、MgO90重量％以上のマグネシア質原料
90〜70重量部とからなり、 Al₂O₃10〜25重量％、MgO90〜75重量％を含有
することを特徴とするスライドゲート用耐火物。