JPH08109062A - アルミナ質不焼成れんが - Google Patents
アルミナ質不焼成れんがInfo
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- JPH08109062A JPH08109062A JP6274443A JP27444394A JPH08109062A JP H08109062 A JPH08109062 A JP H08109062A JP 6274443 A JP6274443 A JP 6274443A JP 27444394 A JP27444394 A JP 27444394A JP H08109062 A JPH08109062 A JP H08109062A
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- JP
- Japan
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- alumina
- slag
- magnesia
- particle size
- refractory material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明はアルミナれんがのスラグ浸食、ス
ラグ浸透の改善のためにマグネシア質材料を添加する
と、使用時に膨張過多による物性低下あるいは逆に高温
での過焼結という問題が生ずるので、容積安定性に優れ
たマグネシアの添加方法の開発を目的とする。 【構成】 アルミナ質耐火材料８０〜９７重量％、粒径
１０μｍ以下のマグネシア質超微粉２〜１０重量％、粒
径１μｍ以下のマグネシア質超微粉１〜１０重量％にバ
インダーを添加して混練、成形したアルミナ質不焼成れ
んがであり、さらに、バインダーとして無機系バインダ
ーを用いるものである。
ラグ浸透の改善のためにマグネシア質材料を添加する
と、使用時に膨張過多による物性低下あるいは逆に高温
での過焼結という問題が生ずるので、容積安定性に優れ
たマグネシアの添加方法の開発を目的とする。 【構成】 アルミナ質耐火材料８０〜９７重量％、粒径
１０μｍ以下のマグネシア質超微粉２〜１０重量％、粒
径１μｍ以下のマグネシア質超微粉１〜１０重量％にバ
インダーを添加して混練、成形したアルミナ質不焼成れ
んがであり、さらに、バインダーとして無機系バインダ
ーを用いるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶鋼の各種精錬に使用さ
れる取鍋、ＲＨなどの内張りに適したアルミナ質不焼成
れんがに関するものである。
れる取鍋、ＲＨなどの内張りに適したアルミナ質不焼成
れんがに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の製鋼において取鍋に使用される耐
火物を構成する素材としてはマグネシアなどの塩基性素
材やアルミナなどの中性素材、またスピネル等の素材が
多く使用されるようになっている。マグネシアなどの塩
基性れんがは耐スラグ浸食性の点では優れているが、ス
ラグ浸透による構造スポーリングを起こす欠点がある。
これに対しアルミナ、スピネル等の素材は耐食性、耐ス
ポーリング性を共に満足するものとして優れた素材であ
る。
火物を構成する素材としてはマグネシアなどの塩基性素
材やアルミナなどの中性素材、またスピネル等の素材が
多く使用されるようになっている。マグネシアなどの塩
基性れんがは耐スラグ浸食性の点では優れているが、ス
ラグ浸透による構造スポーリングを起こす欠点がある。
これに対しアルミナ、スピネル等の素材は耐食性、耐ス
ポーリング性を共に満足するものとして優れた素材であ
る。
【０００３】しかし、アルミナ質れんがやスピネル質れ
んがは高塩基度スラグや高ＦｅＯスラグに対しては耐食
性が低下するという欠点を有している。またスピネル原
料はアルミナ原料に比べ耐食性には優れるが高価である
という問題点がある。そこで高塩基度スラグや高ＦｅＯ
スラグに強いマグネシアを添加した材料が注目され、ア
ルミナ−マグネシア質の耐火物が使用されている。
んがは高塩基度スラグや高ＦｅＯスラグに対しては耐食
性が低下するという欠点を有している。またスピネル原
料はアルミナ原料に比べ耐食性には優れるが高価である
という問題点がある。そこで高塩基度スラグや高ＦｅＯ
スラグに強いマグネシアを添加した材料が注目され、ア
ルミナ−マグネシア質の耐火物が使用されている。
【０００４】また高耐食性の特長を活かしマグネシア−
クロミア質焼成れんがが使用される例も見られる。
クロミア質焼成れんがが使用される例も見られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】アルミナ質れんがへマ
グネシアを添加すると、使用時に膨張過多による物性低
下あるいは逆に高温での過焼結という問題が生ずるので
ある。アルミナれんがのスラグ浸食、スラグ浸透の改善
のためにはマグネシアの添加は有効な手法であり、容積
安定性に優れたマグネシアの添加方法の開発が望まれて
いる。
グネシアを添加すると、使用時に膨張過多による物性低
下あるいは逆に高温での過焼結という問題が生ずるので
ある。アルミナれんがのスラグ浸食、スラグ浸透の改善
のためにはマグネシアの添加は有効な手法であり、容積
安定性に優れたマグネシアの添加方法の開発が望まれて
いる。
【０００６】またマグネシア−クロミア質焼成れんがは
耐食性に優れるが、スラグ浸透による構造スポーリング
を起こしやすい欠点は解消されず、またクロム含有材料
ということで公害的観点から使用後れんがの処理が問題
となっており、クロムを含まない高耐用れんがの開発が
望まれている。
耐食性に優れるが、スラグ浸透による構造スポーリング
を起こしやすい欠点は解消されず、またクロム含有材料
ということで公害的観点から使用後れんがの処理が問題
となっており、クロムを含まない高耐用れんがの開発が
望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らはアルミナ質
れんがについて種々検討を重ね、粒径の異なった２種類
のマグネシア質超微粉を添加する事により、容積安定性
を損なうことなく耐食性、耐スラグ浸透性が大幅に改善
されることを見いだし本発明を完成させたものである。
即ち、本発明はアルミナ質耐火材料８０〜９７重量％、
粒径１０μｍ以下のマグネシア質超微粉２〜１０重量
％、粒径１μｍ以下のマグネシア質超微粉１〜１０重量
％にバインダーを添加して混練、成形したアルミナ質不
焼成れんがであり、さらに、バインダーとして無機系バ
インダーを用いるものである。
れんがについて種々検討を重ね、粒径の異なった２種類
のマグネシア質超微粉を添加する事により、容積安定性
を損なうことなく耐食性、耐スラグ浸透性が大幅に改善
されることを見いだし本発明を完成させたものである。
即ち、本発明はアルミナ質耐火材料８０〜９７重量％、
粒径１０μｍ以下のマグネシア質超微粉２〜１０重量
％、粒径１μｍ以下のマグネシア質超微粉１〜１０重量
％にバインダーを添加して混練、成形したアルミナ質不
焼成れんがであり、さらに、バインダーとして無機系バ
インダーを用いるものである。
【０００８】本発明に用いられるアルミナ質耐火材料は
焼結アルミナや電融アルミナなど、一般に耐火材料とし
て使用されるアルミナ質のものである。その使用量は８
０〜９７重量％であり、この範囲よりはずれるとスラグ
に対する耐食性や耐スポーリング性が低下する。
焼結アルミナや電融アルミナなど、一般に耐火材料とし
て使用されるアルミナ質のものである。その使用量は８
０〜９７重量％であり、この範囲よりはずれるとスラグ
に対する耐食性や耐スポーリング性が低下する。
【０００９】本発明の特徴である超微粉は２種類のもの
を使用する。いずれもマグネシア質のものであり焼結
品、電融品などの超微粉である。その内の１種は粒径１
０μｍ以下の超微粉であり、中心粒径が３〜５μｍのも
のが好ましい。その使用量は２〜１０重量％とする。こ
の使用量が２重量％未満ではその添加効果が得られず、
１０重量％を越えると加熱時の膨張が過多となり、れん
が物性が悪化し耐食性、耐スポーリング性が低下する。
もう１種類の超微粉は粒径１μｍ以下のものであってそ
の使用量は１〜１０重量％とする。１重量％未満の使用
量では本発明の骨子であるスラグ浸透防止作用に十分な
だけのスピネルの生成が得られず逆に１０重量％より多
いと配合の混練性が低下し成形体の良好な充填性が得ら
れない。
を使用する。いずれもマグネシア質のものであり焼結
品、電融品などの超微粉である。その内の１種は粒径１
０μｍ以下の超微粉であり、中心粒径が３〜５μｍのも
のが好ましい。その使用量は２〜１０重量％とする。こ
の使用量が２重量％未満ではその添加効果が得られず、
１０重量％を越えると加熱時の膨張が過多となり、れん
が物性が悪化し耐食性、耐スポーリング性が低下する。
もう１種類の超微粉は粒径１μｍ以下のものであってそ
の使用量は１〜１０重量％とする。１重量％未満の使用
量では本発明の骨子であるスラグ浸透防止作用に十分な
だけのスピネルの生成が得られず逆に１０重量％より多
いと配合の混練性が低下し成形体の良好な充填性が得ら
れない。
【００１０】れんがのバインダーとしては無機系ではリ
ン酸塩、ケイ酸塩、アルミナセメント等が、有機系では
フェノール樹脂等が使用できるが、無機系のバインダー
を用いることにより、熱間でセラミック結合が生じやす
く強固な組織が得られるため、スラグと接触した場合の
耐食性が更に向上する。バインダーの添加量は耐火材料
１００重量部に対して０．１〜５重量部とする。０．１
重量部未満の添加では乾燥後の強度が低く、５重量部を
越えると耐食性が低下する。
ン酸塩、ケイ酸塩、アルミナセメント等が、有機系では
フェノール樹脂等が使用できるが、無機系のバインダー
を用いることにより、熱間でセラミック結合が生じやす
く強固な組織が得られるため、スラグと接触した場合の
耐食性が更に向上する。バインダーの添加量は耐火材料
１００重量部に対して０．１〜５重量部とする。０．１
重量部未満の添加では乾燥後の強度が低く、５重量部を
越えると耐食性が低下する。
【００１１】この他に通常のれんがに使用される各種繊
維、焼結助剤、Ａｌ、Ｓｉ等の金属等を添加することも
可能である。これらの構成材料を混練、成形後乾燥し、
不焼成れんがとして使用される。
維、焼結助剤、Ａｌ、Ｓｉ等の金属等を添加することも
可能である。これらの構成材料を混練、成形後乾燥し、
不焼成れんがとして使用される。
【００１２】
【作用】アルミナ質耐火材料にマグネシア質超微粉を添
加すると、加熱されてマグネシア−アルミナスピネル
（以後単にスピネルという）を生成する。この反応の初
期以降の進行過程においては、スピネルとＭｇＯの境界
では、ＭｇＯの拡散によりほぼＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3の組成
でスピネルが成長する。一方、スピネルとＡｌ2Ｏ3の境
界ではＡｌ2Ｏ3はスピネル中へ固溶してアルミナリッチ
の組成のＭｇＯ・ｎＡｌ2Ｏ3の結晶成長が起こる。この
アルミナリッチスピネルが二次生成されることで、スラ
グと接触した場合、スラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ等の成分
はスピネル中へ溶け込み易くなり稼働面付近に止められ
るため深部への浸透が抑制される。
加すると、加熱されてマグネシア−アルミナスピネル
（以後単にスピネルという）を生成する。この反応の初
期以降の進行過程においては、スピネルとＭｇＯの境界
では、ＭｇＯの拡散によりほぼＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3の組成
でスピネルが成長する。一方、スピネルとＡｌ2Ｏ3の境
界ではＡｌ2Ｏ3はスピネル中へ固溶してアルミナリッチ
の組成のＭｇＯ・ｎＡｌ2Ｏ3の結晶成長が起こる。この
アルミナリッチスピネルが二次生成されることで、スラ
グと接触した場合、スラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ等の成分
はスピネル中へ溶け込み易くなり稼働面付近に止められ
るため深部への浸透が抑制される。
【００１３】また、マグネシアを超微粉で添加すると微
細なスピネルを生成しスラグとの反応性に富むため、ス
ラグ中のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分との反応を稼働面近傍
で促進し、ＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系やＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系の化合物を生成しスラグ成分の深部への
浸透が防止されるのである。
細なスピネルを生成しスラグとの反応性に富むため、ス
ラグ中のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分との反応を稼働面近傍
で促進し、ＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2系やＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系の化合物を生成しスラグ成分の深部への
浸透が防止されるのである。
【００１４】アルミナ質耐火材料にマグネシア質材料を
超微粉で添加することにより少ない添加量でスピネル生
成を促進する効果があるが、粒径の異なる２種類の超微
粉を使用する点が本発明の特徴である。即ち、粒径１μ
ｍ以下の超微粉を適量添加することでアルミナ質材料と
の接触面積が拡大し、稼働面近傍でより早い時期からス
ピネル生成反応が起こり、スラグの改質による深部への
浸透抑制に作用するが、粒径のやや大きいマグネシア質
超微粉の併用によりスピネル生成反応を長期間持続させ
ることができ、その結果スラグ浸透抑制作用をも長期間
にわたって持続させることが可能となる。
超微粉で添加することにより少ない添加量でスピネル生
成を促進する効果があるが、粒径の異なる２種類の超微
粉を使用する点が本発明の特徴である。即ち、粒径１μ
ｍ以下の超微粉を適量添加することでアルミナ質材料と
の接触面積が拡大し、稼働面近傍でより早い時期からス
ピネル生成反応が起こり、スラグの改質による深部への
浸透抑制に作用するが、粒径のやや大きいマグネシア質
超微粉の併用によりスピネル生成反応を長期間持続させ
ることができ、その結果スラグ浸透抑制作用をも長期間
にわたって持続させることが可能となる。
【００１５】また、スピネルの結晶成長に伴う体積膨張
により、マトリックス中の気孔が閉塞されスラグ浸透を
抑制する作用もある。この気孔閉塞作用は、粒径が１０
μｍ以下で中心粒径３〜５μｍの超微粉の使用が最も効
果的である。超微粉の中心粒径が小さすぎると気孔閉塞
が不十分であり、大きすぎるとスピネル生成に伴う体積
膨張の絶対値が大きすぎ、亀裂の生成等組織状態に悪影
響を及ぼし好ましくない。さらにスピネルの結晶成長は
れんがに適度な残存膨張性を付与し、過焼結による緻密
化を防止するが、２種類の粒径の超微粉を適正に使用す
ることによりこの作用をも長期間持続させることが可能
となり、焼結バランスがとれるようになり、構造安定性
の向上に寄与するのである。
により、マトリックス中の気孔が閉塞されスラグ浸透を
抑制する作用もある。この気孔閉塞作用は、粒径が１０
μｍ以下で中心粒径３〜５μｍの超微粉の使用が最も効
果的である。超微粉の中心粒径が小さすぎると気孔閉塞
が不十分であり、大きすぎるとスピネル生成に伴う体積
膨張の絶対値が大きすぎ、亀裂の生成等組織状態に悪影
響を及ぼし好ましくない。さらにスピネルの結晶成長は
れんがに適度な残存膨張性を付与し、過焼結による緻密
化を防止するが、２種類の粒径の超微粉を適正に使用す
ることによりこの作用をも長期間持続させることが可能
となり、焼結バランスがとれるようになり、構造安定性
の向上に寄与するのである。
【００１６】
実施例１〜８、比較例１〜６ 表１に示す１〜８の配合を混練、プレス成形し１１０℃
で乾燥後供試試料とした。なお表中のマグネシア超微粉
Ａは中心粒径３〜５μｍのもの、マグネシア超微粉Ｂは
中心粒径０．３〜０．５μｍのものである。また表２に
示す比較例１〜５の配合も同様に混練、成形、乾燥し試
料を作成した。比較例６としてマグネシア−クロミア質
焼成れんがを用いた。
で乾燥後供試試料とした。なお表中のマグネシア超微粉
Ａは中心粒径３〜５μｍのもの、マグネシア超微粉Ｂは
中心粒径０．３〜０．５μｍのものである。また表２に
示す比較例１〜５の配合も同様に混練、成形、乾燥し試
料を作成した。比較例６としてマグネシア−クロミア質
焼成れんがを用いた。
【００１７】試験は回転式スラグ試験機を用いたスラグ
浸食試験により耐食性、耐スラグ浸透性を評価した。試
験は１７５０℃で４時間行い、使用スラグはＣａＯ＝４
５％、ＭｇＯ＝５％、ＳｉＯ2＝１０％、Ａｌ2Ｏ3＝４
０％の組成のものである。 またＦｅＯの影響を見るた
めに中周波誘導炉を用いて、溶鋼上にスラグを浮かべる
方法による浸食試験を行った。試験は１６５０℃で３時
間行い、使用したスラグは回転式試験と同一の組成のも
のである。
浸食試験により耐食性、耐スラグ浸透性を評価した。試
験は１７５０℃で４時間行い、使用スラグはＣａＯ＝４
５％、ＭｇＯ＝５％、ＳｉＯ2＝１０％、Ａｌ2Ｏ3＝４
０％の組成のものである。 またＦｅＯの影響を見るた
めに中周波誘導炉を用いて、溶鋼上にスラグを浮かべる
方法による浸食試験を行った。試験は１６５０℃で３時
間行い、使用したスラグは回転式試験と同一の組成のも
のである。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】表１、表２より明らかなように、粒径の異
なった２種類のマグネシア超微粉を規定量使用し、無機
系のバインダーを用いた実施例１〜７は、超微粉でない
マグネシアを添加した比較例１やマグネシア超微粉の量
が適正でない比較例２〜４に比べ耐食性、耐スラグ浸透
性ともに優れている。また比較例６のマグクロれんがに
対しても溶損量は大きいもののスラグ浸透深さは大幅に
小さい。これはスラグ成分に対する両者の固溶能力の差
によるものである。バインダーにフェノール樹脂を使用
した場合においても、実施例８と比較例５より２種類の
超微粉使用の効果は明らかであるが、リン酸塩あるいは
アルミナセメント使用品がフェノール樹脂使用品に対し
て、スラグ浸透深さは同程度であるが溶損量は小さい。
なった２種類のマグネシア超微粉を規定量使用し、無機
系のバインダーを用いた実施例１〜７は、超微粉でない
マグネシアを添加した比較例１やマグネシア超微粉の量
が適正でない比較例２〜４に比べ耐食性、耐スラグ浸透
性ともに優れている。また比較例６のマグクロれんがに
対しても溶損量は大きいもののスラグ浸透深さは大幅に
小さい。これはスラグ成分に対する両者の固溶能力の差
によるものである。バインダーにフェノール樹脂を使用
した場合においても、実施例８と比較例５より２種類の
超微粉使用の効果は明らかであるが、リン酸塩あるいは
アルミナセメント使用品がフェノール樹脂使用品に対し
て、スラグ浸透深さは同程度であるが溶損量は小さい。
【００２１】ＦｅＯの影響を加味した誘導炉による溶鋼
スラグ試験においても、本発明の実施例は比較例に比べ
小さい損耗量を示した。誘導炉試験ではＦｅＯおよび他
のスラグ成分が浸透した層が溶鋼による摩耗を受けるた
め、表１、表２の結果は実施例１〜８のスラグ浸透に対
する優位性を表すものである。
スラグ試験においても、本発明の実施例は比較例に比べ
小さい損耗量を示した。誘導炉試験ではＦｅＯおよび他
のスラグ成分が浸透した層が溶鋼による摩耗を受けるた
め、表１、表２の結果は実施例１〜８のスラグ浸透に対
する優位性を表すものである。
【００２２】
【発明の効果】本発明で規定する粒径の異なった２種類
のマグネシア質超微粉を用いることにより、スピネル生
成反応が促進され、スラグ成分の稼働面近傍での捕捉、
および気孔の閉塞の二作用による深部へのスラグ浸透抑
制効果、また適度な残存膨張性付与による過焼結防止の
効果が得られた。その結果、アルミナ質不焼成れんがを
取鍋等の容器に使用した場合、施工体の溶損、構造的ス
ポーリングが少なくなり耐用の向上が期待されるもので
ある。
のマグネシア質超微粉を用いることにより、スピネル生
成反応が促進され、スラグ成分の稼働面近傍での捕捉、
および気孔の閉塞の二作用による深部へのスラグ浸透抑
制効果、また適度な残存膨張性付与による過焼結防止の
効果が得られた。その結果、アルミナ質不焼成れんがを
取鍋等の容器に使用した場合、施工体の溶損、構造的ス
ポーリングが少なくなり耐用の向上が期待されるもので
ある。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】 注）比較例６は焼成れんが
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミナ質耐火材料８０〜９７重量％、
粒径１０μｍ以下のマグネシア質超微粉２〜１０重量
％、粒径１μｍ以下のマグネシア質超微粉１〜１０重量
％よりなるアルミナ質不焼成れんが。 - 【請求項２】 れんが用バインダーとして無機系バイン
ダーを用いた請求項１記載のアルミナ質不焼成れんが。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274443A JPH08109062A (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | アルミナ質不焼成れんが |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274443A JPH08109062A (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | アルミナ質不焼成れんが |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109062A true JPH08109062A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17541760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6274443A Pending JPH08109062A (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | アルミナ質不焼成れんが |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08109062A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061070A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | 耐火れんが |
| JP2008013430A (ja) * | 2006-06-07 | 2008-01-24 | Nippon Steel Corp | 断熱材の製造方法、断熱材、窯炉容器、断熱材の施工方法、及び断熱材のリサイクル方法 |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP6274443A patent/JPH08109062A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061070A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | 耐火れんが |
| US7939458B2 (en) | 2005-11-25 | 2011-05-10 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Refractory brick |
| AU2006317007B2 (en) * | 2005-11-25 | 2011-06-30 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Refractory brick |
| JP2008013430A (ja) * | 2006-06-07 | 2008-01-24 | Nippon Steel Corp | 断熱材の製造方法、断熱材、窯炉容器、断熱材の施工方法、及び断熱材のリサイクル方法 |
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