JPH08187571A - 溶融金属容器の内張り不定形耐火物 - Google Patents

溶融金属容器の内張り不定形耐火物

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JPH08187571A
JPH08187571A JP7015587A JP1558795A JPH08187571A JP H08187571 A JPH08187571 A JP H08187571A JP 7015587 A JP7015587 A JP 7015587A JP 1558795 A JP1558795 A JP 1558795A JP H08187571 A JPH08187571 A JP H08187571A
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JP
Japan
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spalling
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molten metal
spalling resistance
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Withdrawn
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JP7015587A
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Takeshi Matsui
剛 松井
Seiji Aso
誠二 麻生
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06Aluminous cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482Coating or impregnation materials
    • C04B2111/00551Refractory coatings, e.g. for tamping
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造スポーリングおよび熱スポーリングによ
る剥離損耗の少ない、耐用性に優れた溶融金属容器の内
張り不定形耐火物。 【構成】 粒度が100〜500μmのマグネシア質原
料を3〜15wt%、粒度が5μm以下のMgO−Al
23 系スピネル超微粉を3〜20wt%、非晶質シリ
カを0.1〜2wt%、残部がアルミナ質原料からなる
混合物100wt%に対して、アルミナセメントを1〜
10wt%配合したことを特徴とする溶融金属容器の内
張り不定形耐火物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐用性に優れる溶融金
属容器の内張り不定形耐火物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】築炉の省力化を図るために、溶鋼の精錬
容器の内張り耐火物として定形耐火物に代えて不定形耐
火物が使用され始めている。溶鋼の精錬容器の内張り不
定形耐火物としては、容積安定性に優れるアルミナ質原
料を主体としたものが使用されている。この例として、
特開平1−87577号公報記載のように、アルミナと
粒度100〜20μmのスピネル質不定形耐火物を使用
することの提言がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
1−87577号公報で提案の不定形耐火物は、スラグ
と接触すると、耐火物原料中の微粉のアルミナ原料が反
応し、溶解して液相を生成する。そして、この液相を介
してスラグ成分の拡散が促進され、耐火物組織内にスラ
グが浸潤した変質層を形成する。この変質層は、スラグ
の浸潤していない母層とは熱膨張収縮率、弾性率等の物
性値が異なるために、使用中に剥離損耗するという構造
スポーリング現象を引き起こす。さらに、上記の不定形
耐火物は、構造スポーリングの他に、熱スポーリングに
より剥離損耗するという欠点を有する。
【0004】ここで、本発明では、構造スポーリングお
よび熱スポーリングによる剥離損耗の少ない、耐用性に
優れた不定形耐火物を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、粒度が100〜500μ
mのマグネシア質原料を3〜15wt%、粒度が5μm
以下のMgO−Al23 系スピネル超微粉を3〜20
wt%、非晶質シリカを0.1〜2wt%、残部がアル
ミナ質原料からなる混合物100wt%に対して、アル
ミナセメントを1〜10wt%配合したことを特徴とす
る溶融金属容器の内張り不定形耐火物である。
【0006】
【作用】以下本発明の限定条件について説明する。本発
明に使用するマグネシア質原料としては、焼結マグネシ
ア、電融マグネシアのいずれでも良く、アルミナ質原料
としては、焼結アルミナ、電融アルミナのいずれでも使
用できる。
【0007】また、マグネシア質原料は、耐構造スポー
リングおよび耐熱スポーリングの向上を図るものであ
る。しかし、このマグネシア質原料の添加量が3wt%
未満では、耐構造スポーリングおよび耐熱スポーリング
の向上を十分に発揮することができず、またマグネシア
質原料の添加量が15wt%を超えると耐構造スポーリ
ングおよび耐熱スポーリングが急激に低下するからであ
る。
【0008】また、上記マグネシア質原料の粒度は、耐
構造スポーリングおよび耐熱スポーリングの向上を図る
ためには、100〜500μmの範囲にする必要があ
る。マグネシア質原料の粒度が100μm未満である
と、原料中に含まれるアルミナとの反応によりマグネシ
ア粒子全体が完全にスピネル化する。その結果、スピネ
ル化反応に付随した体積膨張による組織の緻密化で弾性
率が上昇し、耐熱スポーリングが急激に低下するからで
ある。
【0009】一方、マグネシア質原料の粒度が500μ
m超であると、上記反応性が急激に低下し、残存したマ
グネシア自体の高い熱膨張率とスラグに対する易濡れ性
による著しいスラグ浸潤のために、耐構造スポーリング
および耐熱スポーリングが急激に低下するからである。
マグネシア質原料の粒度が100〜500μmの範囲で
は、前記アルミナと反応が進行した場合、マグネシア粒
子全体が完全にスピネル化せず、マグネシア粒子の周囲
のみにスピネルが生成した状態で反応が完了する。
【0010】その結果、スピネル化反応に付随した体積
膨張による組織の緻密化でスラグ浸潤を抑制でき、耐構
造スポーリング性の向上が可能となる。さらに、スピネ
ル化反応に付随した堆積膨張により組織の緻密化が生じ
ても、生成したスピネルと残存するマグネシア粒子との
界面で、両者の熱膨張率差に起因してマイクロクラック
が生成するために、弾性率を低下させることができ、耐
熱スポーリングをも向上させることが可能となる。
【0011】本発明のMgO−Al23 系スピネル超
微粉は、耐構造スポーリングの向上を図るものである。
しかし、その添加量が3wt%未満では耐構造スポーリ
ングの向上を十分に発揮することができず、その添加量
が20wt%を超えると施工時の流動性が低下し、耐火
物組織が粗雑化するため、スラグ浸潤が大きくなり耐構
造スポーリングが急激に低下するからである。
【0012】また、上記MgO−Al23 系スピネル
超微粉の粒度は、耐構造スポーリングの向上を図るため
には、5μm以下にする必要がある。MgO−Al2
3 系スピネル超微粉の粒度が5μm以下では、比表面積
が著しく増加し反応性が増加するため、(1)式に示す
様に耐火物組織内に浸潤したスラグ成分であるMnO,
FeOと瞬時に固溶反応が進行し、浸潤したスラグの粘
性を増加させることが可能となる。 MgO・Al23 +FeO+MnO→(Mg,Fe,Mn)O・Al23 ・・・(1)
【0013】その結果、耐火物組織内へのスラグ浸潤を
抑制することができ、耐構造スポーリングの向上をもた
らす。しかし、MgO−Al23 系スピネル超微粉の
粒度が5μm超であると、比表面積が小さくなり反応性
が低下し、固溶反応が容易に進行しないためにスラグ浸
潤が大きくなり、耐構造スポーリングが低下するからで
ある。
【0014】非晶質シリカは、耐熱スポーリングの向上
を図るものである。しかし、その添加量が0.1wt%
未満では耐熱スポーリングが急激に低下し、その添加量
が2wt%を超えると耐火物組織内に生成する液相量が
増加するため、スラグ浸潤が大きくなり、耐構造スポー
リングが低下するからである。
【0015】アルミナセメントは、施工体として必要な
強度付与を図るものである。しかしその添加量1wt%
未満では施工体として必要な強度が発現されず、その添
加量が10wt%を超えるとアルミナセメント中に含有
されるCaO成分に起因する低融点物質の生成量が増加
し、耐火物組織内に生成する液相量が増加するため、ス
ラグ浸潤が大きくなり、耐構造スポーリングが低下する
からである。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例を従来例、比較例と共
に示す。なお、表1,2中の○印は、使用したマグネシ
ア質原料、MgO−Al23系スピネル超微粉の粒度
を示す。また、表1に本発明の実施例と従来例を、表2
に比較例の試験結果を併せて記した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】各例は、適量の施工水分を添加し、型枠内
に振動鋳込み成形し、200℃×24時間で乾燥後、J
IS−R2553に準じた曲げ強さの評価試験、耐構造
スポーリングおよび耐熱スポーリングの評価試験を行っ
た。また、従来例は、特開平1−87577号公報で提
案のアルミナ−スピネル質不定形耐火物である。
【0020】耐構造スポーリング評価試験は、回転浸食
法により行った。サンプル形状は、断面が上辺50m
m、底辺115mm、高さ65mmの台形であり、長さ
150mmである。この形状のサンプルを同心円上に6
枚張り合わせることにより耐構造スポーリング評価試験
に供した。試験は、雰囲気温度が1600℃に到達後、
スラグを投入し、30分経過後排滓するという操作を5
回繰り返すことにより行った。スラグは、溶鋼鍋スラグ
を使用した。耐構造スポーリング性は、各サンプルの最
大浸潤部位の厚みを測定し、従来例1のそれを100と
して指数表示した。耐構造スポーリング性は、指数が小
さいものほど優れている。
【0021】耐熱スポーリング評価試験は、雰囲気温度
が1400℃の炉内にサンプルを挿入し、30分経過後
炉内から取り出し、10分間強制空冷を繰り返すという
操作を5回繰り返すことにより行った。サンプル形状
は、80mm×80mm×200mmの直方体である。
耐熱スポーリング性は、各サンプルの試験前後の弾性率
の低下率を測定し、従来例1のそれを100として指数
表示した。耐熱スポーリング性は、指数が小さいものほ
ど優れている。
【0022】本発明実施例1〜6は、従来例のアルミナ
−スピネル質不定形耐火物と比較して、優れた耐構造ス
ポーリング性と耐熱スポーリング性を示した。一方比較
例1はマグネシアの粒度が100μm未満であるため、
耐熱スポーリング性に劣っていた。比較例2はマグネシ
アの粒度が500μm超であるため、耐構造スポーリン
グ性と耐熱スポーリング性に劣っていた。比較例3はス
ピネル超微粉の粒度が5μm超であるため、耐構造スポ
ーリング性と耐熱スポーリング性に劣っていた。
【0023】比較例4はマグネシアの添加量が3wt%
未満であるため、耐構造スポーリング性と耐熱スポーリ
ング性に劣っていた。比較例5はマグネシアの添加量が
15wt%を超えているため、耐構造スポーリング性と
耐熱スポーリング性に劣っていた。比較例6はスピネル
超微粉の添加量が3wt%未満であるため、耐構造スポ
ーリング性に劣っていた。比較例7はスピネル超微粉の
添加量が20wt%を超えているため、耐熱スポーリン
グ性に劣っていた。
【0024】比較例8は非晶質シリカの添加量が0.1
wt%未満であるため、耐熱スポーリング性に劣ってい
た。比較例9は非晶質シリカの添加量が2wt%を超え
ているため、耐構造スポーリング性に劣っていた。比較
例10はアルミナセメントの添加量が、1wt%未満で
あるため、乾燥後の曲げ強度が低く、耐熱スポーリング
性に劣っていた。比較例11はアルミナセメントの添加
量が10wt%を超えているため、耐構造スポーリング
性に劣っていた。
【0025】
【発明の効果】本発明の不定形耐火物は、従来のアルミ
ナ−スピネル質不定形耐火物と比較して、優れた耐構造
スポーリング性と耐熱スポーリング性を有すことが判明
した。このことから、RH真空脱ガス槽やその他の二次
精錬容器の内張り耐火物に使用することにより、炉命の
延長および耐火物コストの削減が可能となる等の効果を
奏するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒度が100〜500μmのマグネシア
    質原料を3〜15wt%、粒度が5μm以下のMgO−
    Al23 系スピネル超微粉を3〜20wt%、非晶質
    シリカを0.1〜2wt%、残部がアルミナ質原料から
    なる混合物100wt%に対して、アルミナセメントを
    1〜10wt%配合したことを特徴とする溶融金属容器
    の内張り不定形耐火物。
JP7015587A 1995-01-06 1995-01-06 溶融金属容器の内張り不定形耐火物 Withdrawn JPH08187571A (ja)

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JP7015587A JPH08187571A (ja) 1995-01-06 1995-01-06 溶融金属容器の内張り不定形耐火物

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JPH08187571A true JPH08187571A (ja) 1996-07-23

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Effective date: 20020402