JPH06107451A - 耐火物 - Google Patents

耐火物

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JPH06107451A
JPH06107451A JP4281069A JP28106992A JPH06107451A JP H06107451 A JPH06107451 A JP H06107451A JP 4281069 A JP4281069 A JP 4281069A JP 28106992 A JP28106992 A JP 28106992A JP H06107451 A JPH06107451 A JP H06107451A
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Nobuhiko Kaji
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はスラグ浸潤を効果的に抑制すること
により、溶融金属等を保持あるいは精錬する容器の内張
りに使用する高耐用性耐火物を供給することを目的とす
る。 【構成】 (1)カルシウムジルコネート(CaO・Z
rO2) 0.1〜30重量%と、残部がマグネシアから
なる素材に、少量の添加剤を加えた耐火物、及び、これ
を成形し、1500〜1900℃で焼成した耐火物。
(2)カルシウムジルコネート(CaO・ZrO2
0.1〜30重量%と、残部がマグネシアからなる素材
に、合計0.1〜30重量%の1種あるいは2種以上の
耐熱衝撃性向上用の耐火材、及び少量の添加剤を加えた
耐火物、及び、これを成形し、1500〜1900℃で
焼成した耐火物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属、溶融スラグ
等を保持あるいは精錬する容器の内張りに使用する耐火
物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の鉄鋼製造においては、鉄鋼製品の
品質厳格化に伴って、精錬内容が内張り耐火物に対して
非常に厳しくなりつつある。この問題は、製品品質に最
も大きく影響する二次精錬工程の設備に使用する耐火物
(以下二次精錬用耐火物と略す)に関して、特に顕在化
しつつある。従来、二次精錬用耐火物としてはマグクロ
れんがが広く使用されている。マグクロれんがは主成分
であるマグネシアの長所である耐食性を生かしつつ、短
所である易スラグ浸潤性をクロム鉱を添加することで改
善し、耐用性を付与している。
【0003】しかし、二次精錬用として高耐用性のマグ
クロれんがを使用しても、近年の操業条件変化により、
耐用性の不足が問題となりつつある。特にスラグ浸潤
は、クロム鉱の添加では完全に抑制できていないため、
その結果、組織の劣化、構造的スポーリングなどが起こ
り、耐火物の損耗が進行する。この問題を解決するため
には、より効果的なスラグ浸潤防止策が求められる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネ
シアのみからなる耐火物にはスラグが浸潤しやすく、損
耗が起こりやすい。従ってマグネシアの特性が最大限に
生かされた優れた耐火物を得るためには、スラグ浸潤を
抑制する必要がある。本発明の目的は、スラグ浸潤を効
果的に抑制する新たな耐火物を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、カルシウムジルコネート(CaO・Zr
2) 0.1〜30重量%と、残部がマグネシアからな
る素材に、少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火
物、及び、カルシウムジルコネート(CaO・Zr
2) 0.1〜30重量%と、残部がマグネシアからな
る素材に、合計0.1〜30重量%の1種あるいは2種
以上の耐熱衝撃性向上用の耐火材、及び少量の添加剤を
加えたことを特徴とする耐火物を提供する。
【0006】更に本発明は上記の目的を達成するため、
カルシウムジルコネート(CaO・ZrO2) 0.1〜
30重量%と残部がマグネシアからなる素材に、少量の
添加剤を加えたものを成形し、1500〜1900℃で
焼成した耐火物、及び、カルシウムジルコネート(Ca
O・ZrO2) 0.1〜30重量%と、残部がマグネシ
アからなる素材に、合計0.1〜30重量%の1種ある
いは2種以上の耐熱衝撃性向上用の耐火材、及び少量の
添加剤を加えたものを成形し、1500〜1900℃で
焼成した耐火物を提供する。
【0007】
【作用】カルシウムジルコネートとマグネシアを配合し
て耐火物とすると、侵入スラグはカルシウムジルコネー
ト中のZrO2 成分によって高粘性化し、スラグの侵入
が抑制される。また、カルシウムジルコネートはマグネ
シアの焼結を促進する効果もあるため、耐火物自体が焼
結して緻密化し、これによってもスラグ浸潤が抑制され
る。
【0008】カルシウムジルコネートの添加量は、0.
1%未満ではスラグ浸潤抑制の効果が十分に得られず、
また、30%超では耐食性を損なうので、0.1〜30
%とするのがよい。カルシウムジルコネートとマグネシ
アよりなる耐火物の場合、マグネシアは十分な耐食性を
確保するために70〜99.9%添加すればよい。
【0009】カルシウムジルコネートとマグネシア以外
の耐火材を、耐食性向上、あるいは耐熱衝撃性向上など
を目的として配合することもできる。配合可能な耐火材
としては、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミナ、
ジルコニア、ジルコンなどがあり、これらの内から1種
あるいは2種以上を配合できる。しかし、配合量が30
%を越えると、耐食性あるいは耐熱衝撃性を損なうこと
があるため、30%以下とすることが望ましい。また、
配合量が0.1%未満では耐食性向上、あるいは耐熱衝
撃性向上の効果が得られないため、0.1%以上とする
ことが望ましい。
【0010】本発明による耐火物は、カルシウムジルコ
ネートとマグネシア、あるいは他の耐火材を配合し、さ
らに結合剤を添加し、そのままで不定形耐火物として、
あるいは成形して定型耐火物として、あるいはさらに熱
処理して焼成耐火物とすることもできる。
【0011】本発明による耐火物の製造方法について以
下に述べる。使用するカルシウムジルコネートの品質に
ついては、ZrO2 成分が90〜50%、粒度は0.5
mm以下のものを使用すればよい。マグネシアクリンカ
ーとしてはMgO成分90%程度以上で、天然焼結品、
合成焼結品、合成電融品のいずれを使用してもよい。粒
度は5mm程度以下で適宜調整できる。他の耐火材に関
しても、化学組成、粒度共、通常耐火物用として使用さ
れている範囲の物を使用して差し支えない。
【0012】定形耐火物の添加剤としては、通常塩基性
耐火物用として使用されている結合剤等を使用すればよ
い。
【0013】不定形耐火物とする場合の添加剤として
は、結合剤としての機能を持つ各種のセメント、燐酸
塩、ガラス、凝集剤、各種樹脂、多糖類、水ガラスなど
を使用すればよい。また、その他の添加剤としてシリカ
フラワー、解膠剤、湿潤剤などの施工性や作業性を改善
するための物質を添加してもよい。
【0014】成形は通常の耐火物と同様に、フリクショ
ンプレス、オイルプレス、CIP等が使用できる。
【0015】焼成耐火物とする際の焼成温度は、150
0〜1900℃以上とすることが望ましい。これは15
00℃未満では焼結が十分に進行せず、製品の品質が安
定せず、一方、焼成温度が1900℃超ではエネルギー
コスト、設備建設費が高価となるためである。
【0016】
【実施例】
実施例1 カルシウムジルコネートとマグネシアを用いて耐火物を
試作し、その特性を調査した。カルシウムジルコネート
粉末とマグネシアクリンカーを混合し、少量の結合剤を
加えて成形した後に最高温度1650℃で焼成して耐火
物を製造し、これを侵食試験により評価した。なお侵食
試験は誘導炉を用いた内張り張り分け法で行なった。条
件としては、温度は1650℃、スラグ組成は CaO
/SiO2=3.3、Al23=30%、MgO=10
%であった。実験後、溶損量とスラグ浸潤深さを測定
し、マグネシアのみからなる耐火物の最大侵食部の溶損
量を100として溶損指数とした。また侵食後の侵食面
からのスラグ浸潤厚みを最大侵食部の溶損量を100と
する指数で表し、これをスラグ浸潤指数とした。
【0017】図1に、カルシウムジルコネート添加量と
スラグ浸潤指数及び溶損指数の関係を示す。カルシウム
ジルコネートを0.1%以上添加すると、スラグ浸潤指
数は大きく減少しており、優れたスラグ浸透が得られる
ことがわかる。溶損については、カルシウムジルコネー
ト0.1〜30%の範囲で添加すると、カルシウムジル
コネートを添加しない場合に比べて溶損指数が小さくな
っている。一方、カルシウムジルコネートを30%超添
加すると、溶損指数は無添加の場合よりも大きくなる。
即ち、カルシウムジルコネートを0.1〜30%添加す
ることにより、優れた耐スラグ浸潤性、耐食性が得られ
ることが判る。
【0018】実施例2 表1に示す配合で原料を混合し、少量の結合剤を加えて
成形した後に焼成して耐火物を製造し、これを侵食試験
により評価した。なお侵食試験は誘導炉を用いた内張り
張り分け法で行なった。条件としては、温度は1650
℃、スラグ組成はCaO/SiO2 =3.3、Al23
=30%、MgO=10%であった。実験後、溶損量と
スラグ浸潤深さを測定し、マグネシアのみからなる耐火
物の溶損量を100として指数化した。この値が小さい
ほど高耐食性あるいは高耐スラグ浸潤性であることを示
す。比較例としてマグネシアのみからなる耐火物の特性
を表1に合わせて示す。
【0019】
【表1】
【0020】試験の結果、本発明による耐火物のスラグ
浸潤は、比較品であるマグネシアれんがIの3分の1以
下で、著しいスラグ浸潤防止効果が認められる。また溶
損に関しても10〜25%改善されている。
【0021】実施例1のCのれんがを150t精錬取鍋
のスラグライン部の4分の1周分に張り分けた。その結
果、従来品(マグクロダイレクトボンドれんが)との比
較で、損耗速度は約15%小さい値となった。使用後品
を調査した結果、従来品は稼働面から60mmの深さま
でスラグが浸潤して変質層が形成され、変質層と非変質
層の間に大きな稼働面に平行な亀裂が生じ、構造スポー
ルを起こしているのに対して、本発明によるDは変質層
は20mm程度で、亀裂も殆どなかった。
【0022】実施例3 表2に示す配合で原料を混合し、少量の結合剤と水を加
えて混錬したものを型枠に流し込み成形した後に乾燥し
て耐火物を製造し、これを侵食試験により評価した。な
お侵食試験は誘導炉を用いた内張り張り分け法で行なっ
た。条件としては、温度は1650℃、スラグ組成はC
aO/SiO2 =3.3、Al23=30%、MgO=
10%であった。実験後、溶損量とスラグ浸潤深さを測
定し、マグネシアのみからなる耐火物の溶損量を100
として指数化した。この値が小さいほど高耐食性あるい
は高耐スラグ浸潤性であることを示す。比較例としてマ
グネシアのみからなる耐火物の特性を表2に合わせて示
す。
【0023】
【表2】
【0024】試験の結果、本発明による耐火物のスラグ
浸潤は、比較品であるマグネシアれんがRの3分の1以
下で、著しいスラグ浸潤防止効果が認められる。また溶
損に関しても10〜25%改善されている。尚、本実施
例においては耐熱衝撃性向上用耐火材の例としてジルコ
ニア、スピネル、クロム鉱について説明したが、本発明
はこれに限らずムライト、アルミナ、ジルコンについて
も同様に耐熱衝撃性向上の効果が得られる。
【0025】
【発明の効果】本発明の耐火物はスラグ浸潤が起こり難
く、耐食性も高い等、優れた特性を有する。この耐火物
を窯炉に適用することで、生産性向上や生産コスト低減
に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】カルシウムジルコネート添加量(%)とスラグ
浸潤指数及び溶損指数の関係を示す。
フロントページの続き (72)発明者 加治 信彦 福岡県北九州市八幡西区東浜町1−1 黒 崎窯業株式会社内 (72)発明者 玉木 健之 福岡県北九州市八幡西区東浜町1−1 黒 崎窯業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カルシウムジルコネート(CaO・Zr
    2 )0.1〜30重量%と、残部がマグネシアからな
    る素材に、少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火
    物。
  2. 【請求項2】 カルシウムジルコネート(CaO・Zr
    2 )0.1〜30重量%と、残部がマグネシアからな
    る素材に、合計0.1〜30重量%の1種あるいは2種
    以上の耐熱衝撃性向上用の耐火材、及び少量の添加剤を
    加えたことを特徴とする耐火物。
  3. 【請求項3】 カルシウムジルコネート(CaO・Zr
    2) 0.1〜30重量%と、残部がマグネシアからな
    る素材に、少量の添加剤を加えたものを成形し、150
    0〜1900℃で焼成した耐火物。
  4. 【請求項4】 カルシウムジルコネート(CaO・Zr
    2) 0.1〜30重量%と、残部がマグネシアからな
    る素材に、合計0.1〜30重量%の1種あるいは2種
    以上の耐熱衝撃性向上用の耐火材、及び少量の添加剤を
    加えたものを成形し、1500〜1900℃で焼成した
    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
JP2004262740A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Yotai Refractories Co Ltd マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物
WO2009127312A1 (de) 2008-04-18 2009-10-22 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Feuerfestes keramisches erzeugnis und zugehöriges formteil

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JP2004262740A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Yotai Refractories Co Ltd マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物
WO2009127312A1 (de) 2008-04-18 2009-10-22 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Feuerfestes keramisches erzeugnis und zugehöriges formteil

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