JPH0782002A

JPH0782002A - マグネシア質耐火組成物

Info

Publication number: JPH0782002A
Application number: JP5176168A
Authority: JP
Inventors: Akira Watanabe; 明渡辺; Koji Saeki; 剛二佐伯
Original assignee: Kyushu Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はマグネシア質材料を主体とする耐火
物の熱スポ−リングの防止と合わせて、スラグ浸透によ
る構造スポ−リングの発生を防止し、それによる耐火物
の亀裂などの損傷を抑制することを目的とする。【構成】本発明はホウ化モリブデンを0.1〜５重量％
含有し、さらに、必要に応じてホウ酸、リン酸系ガラス
質５重量％以下を含有し、残部がマグネシアを主体とす
る耐火材料よりなるマグネシア質耐火組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は転炉、取鍋などの各種溶
融金属容器に使用されるマグネシア質材料を主体とする
耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、取鍋などの溶融金属容器の内張り
耐火物は操業温度の高温化に伴って、スラグ耐食性の点
からロ−石を主体とする耐火物からアルミナを主体とす
る耐火物へと素材が変化している。さらに、転炉、取鍋
などの溶融金属容器の内張り用耐火物としてマグネシア
・カ−ボンれんがも広く使用されるようになってきてい
る。しかし、最近の極低炭素鋼の溶製には低炭素量のマ
グネシア・カ−ボンれんがであってもカ−ボンピックア
ップの心配があり、マグネシアれんがも使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように溶融金属容
器においてカ−ボンを含まないマグネシア質素材を主体
とする塩基性耐火物が使用されるようになると別の面で
の障害が生じてきた。即ち、この塩基性耐火物はスラグ
耐食性に優れているため、耐火物中に侵入した粘性の低
いスラグがそのまま耐火物の内部深く浸透し固化する
と、マグネシア部分とスラグ部分との熱膨張率の違いに
より構造スポ−リングを起こし、耐火物が剥離する現象
が発生するのである。この塩基性耐火物におけるスラグ
の浸透は、焼成れんがと比較して気孔率の大きい不焼成
れんがや不定形耐火物において顕著である。このスラグ
浸透を軽減するために酸化クロムを添加する方法が知ら
れている。しかし、酸化クロムは環境対策上使用したく
ない素材である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはスラグの浸
透について検討し、耐火物の耐食性も合わせて考慮した
結果、ホウ化モリブデンに注目し本発明に到達したもの
である。即ち本発明は、ホウ化モリブデンを0.1〜５重
量％含有し、残部がマグネシアを主体とする耐火材料よ
りなるマグネシア質耐火組成物である。さらに、これに
ホウ酸、リン酸系ガラス質５重量％以下を含有するマグ
ネシア質耐火組成物である。また、本発明の耐火物は不
焼成の定形耐火物の他、不定形耐火物のような形態でも
使用できる特徴を有している。

【０００５】本発明に使用するマグネシアを主体とする
耐火材料は、電融マグネシアクリンカ−、焼結マグネシ
アクリンカ−、天然マグネシアクリンカ−などの既知の
マグネシア質耐火材料を単独で、あるいはこれら材料と
合成または天然ドロマイトクリンカ−やマグネシア・ア
ルミナスピネルと混合して用いることもできる。これら
の耐火材料はＭｇＯが50重量％以上であることがスラグ
耐食性の上から好ましい。

【０００６】本発明の特徴であるホウ化モリブデンの使
用量は耐火物中の0.1〜５重量％とする。ホウ化モリブ
デンの量が0.1重量％未満であると十分なスラグ浸透抑
制効果が発揮されず、５重量％を越えると耐食性が低下
するので好ましくない。

【０００７】さらに、本発明のマグネシア質耐火組成物
が酸化性雰囲気で使用される場合には、ホウ化モリブデ
ンの酸化防止材としてガラス質材料を添加するとよい。
ガラス質材料はホウ酸系、リン酸系、あるいはホウ酸−
リン酸系ガラスが適し、ケイ酸系ガラスはスラグ、マグ
ネシアと反応し低融点の成分を生成するので避けた方が
よい。特に、Ｐ₂Ｏ₅ 40〜55モル％、Ｍ₂Ｏ（Ｍはアルカ
リ金属）30〜60モル％、Ｂ₂Ｏ₃ 10モル％以下よりなる
ガラス質や、このＭ₂Ｏを他のアルカリ土類酸化物、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、ＳｎＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯなどで置換したガラス
質などが好ましい。ガラス質材料は水溶性でも非水溶性
でも構わない。ガラス質材料を添加する場合にはその量
は耐火物中の５重量％以下とする。その量が５重量％を
越えると耐食性が低下するので好ましくない。

【０００８】本発明のマグネシア質耐火物の製造方法
は、定形耐火物として使用する場合には、常法に従い原
料を秤量し、結合剤を加えて混練後プレス成形する。こ
れをそのままあるいは600℃以下の温度で熱処理して不
焼成れんがとして使用する。結合剤としては、フェノ−
ル樹脂などの有機系結合剤、珪酸ソ−ダ、燐酸塩、苦汁
などの無機系結合剤のいずれも使用可能である。フェノ
−ル樹脂は不揮発分が低く、昇温過程で揮発ないしは分
解消失しやすいものが望ましい。

【０００９】また、不定形耐火物としては主として流し
込み成形材として使用されるが、他の形態でも使用可能
である。これも常法通り原料、結合剤、分散剤、可塑
剤、硬化調整剤などを適宜選択し、水その他の溶剤と混
合して使用される。結合剤としてはアルミナセメント、
珪酸ソ−ダ、燐酸塩などが使用できる。

【００１０】

【作用】本発明のホウ化モリブデンはスラグに対する濡
れ性が小さいためスラグがれんが内部へ深く浸透するこ
とを抑制し、スラグ浸透に伴う構造スポ−リングを防止
する。

【００１１】また、ホウ化モリブデンは熱電導率が10kc
al/m・hr・℃以上あり、マグネシアの約４kcal/m・hr・℃に
比較して高く、熱スポ−リングに対しても効果が大き
い。

【００１２】本発明の耐火物の使用中において、ホウ化
モリブデンはそのスラグに対する濡れ性の小ささでスラ
グの浸透を防止するが、これらが酸化されるとスラグは
マグネシア質材料との反応が少ないため、耐火物中に浸
透するが、その際に酸化されたモリブデンの酸化物がス
ラグ中にとけ込んで、粘性を増加させて、スラグの耐火
物中への浸透を阻止する。さらに、スラグ成分のＣａ
Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃やＦｅ酸化物などと反応して、ＣａＭｏＯ
₄、Ｃａ₃ＭｏＯ₆、ＭｇＭｏＯ₄、ＭｇＭｏ₂Ｏ₇、ＦｅＭ
ｏＯ₄、Ｆｅ₂Ｍｏ₃Ｏ₈、Ａｌ₂Ｍｏ₃Ｏ₁₂などとなって析
出し、スラグ成分を取り込むと同時に気孔を閉塞し、耐
火物を緻密化し、スラグ浸透防止の一助となり耐火物の
耐スポ−リング性の向上に寄与する。また、これらの化
合物は残ったホウ化モリブデンの表面をコ−ティングす
る効果もあり、酸化の進行を抑制する効果も発揮する。

【００１３】

【実施例】表１に示すような組成の材料および結合剤を
用いて試作を行った。同様に比較例として表２の配合の
試料を準備した。なお、表１および２の配合はすべて重
量部で表示してある。また、表１および２の成形方法
「Ｐ」は常法に従い混練、プレス成形したしたものであ
り、「Ｖ」は材料に水を加えた後棒状バイブレ−タ−を
使用して振動鋳込みしたものである。同じく表１と２の
焼成欄に示した「乾」は150℃で24時間乾燥したもので
あり、「熱」は300℃で10時間熱処理したもの、「焼」
は1700℃で20時間焼成したものである。こうして製造し
た試料の物性も表１および２に示す。

【００１４】スラグテストは誘導炉を用い、1650℃で４
時間保持した。結果は表１、２に示す。なお、スラグ組
成はＡｌ₂Ｏ₃ 15％、ＳｉＯ₂ 33％、Ｆｅ₂Ｏ₃ 14％、Ｃ
ａＯ33％、ＭｇＯ 5％で、Ｃ／Ｓ＝１のものを使用し
た。表１、２の結果中、「無」は試験後の試料の切断面
に亀裂の発生のほとんど見られなかったもの、「大」は
大きな亀裂により試料が分離していたもの、「中」は中
程度の亀裂が見られたものである。なお、チタンの窒化
物や炭化物の場合は酸化された層にのみスラグが浸透し
ており、浸透スラグ浸透深さが即ち酸化層の厚さを示し
ている。

【００１５】耐スポ−リング性試験は誘導炉で溶融した
1400℃の溶銑中に、40x40x114mmの試料を浸漬し、３分
間後に取り出して自然冷却後亀裂の状態を観察した。亀
裂の発生していないものについてはさらに２回目の浸漬
を行ない、亀裂が生じた時点での亀裂の状態を観察し
た。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】表１および２のスラグテストをみても、本
発明のホウ化モリブデンを添加した試料（実施例１〜
７）はいずれも、マグネシアれんが（比較例１）、マグ
クロれんが（比較例４）あるいはマグネシア・スピネル
れんが（比較例５）に比して、スラグの浸透深さが非常
に浅く、構造スポ−リングによると見られる亀裂の発生
もほとんどなく、溶損も少ない結果が得られた。特に、
ホウ化モリブデンと共にガラス質を添加する（実施例４
〜７）と、ホウ化モリブデンの酸化が抑制されるためさ
らに好結果が得られている。しかし、ホウ化モリブデン
やガラス質の量が多すぎる（比較例２、３）と、スラグ
の浸透はある程度防止できても、溶損量が増加する。

【００１９】さらに、熱スポ−リング試験の結果に見ら
れるように、本発明の試料では亀裂は１回目の試験では
いずれも発生せず、２回目で小さい亀裂が見られた程度
であるのに対し、ホウ化モリブデンを含まないもの（比
較例１、４、５）では１回目の試験で亀裂が生じ、本発
明の耐火物が耐熱スポ−リング性に優れていることがわ
かる。

【００２０】

【発明の効果】本発明では、マグネシア質材料を主とす
る塩基性耐火物にホウ化モリブデンを添加することによ
り、実施例の結果からも明らかなように、耐火物中への
スラグの浸透を防止して、構造スポ−リングによる耐火
物の損傷を最小限に押さえることが可能となる。また、
耐熱スポ−リング性やスラグ耐食性にも優れている。さ
らに、リン酸系やホウ酸系のガラス質を加えることによ
り、添加したホウ化モリブデンの酸化が抑制され、ホウ
化モリブデンの効果が一層発揮される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホウ化モリブデンを0.1〜５重量％含有
し、残部がマグネシアを主体とする耐火材料よりなるこ
とを特徴とするマグネシア質耐火組成物。
【請求項２】ホウ化モリブデンを0.1〜５重量％、ホ
ウ酸、リン酸系ガラス質５重量％以下を含有し、残部が
マグネシアを主体とする耐火材料よりなることを特徴と
するマグネシア質耐火組成物。