JPH09278539A - 不定形耐火物 - Google Patents
不定形耐火物Info
- Publication number
- JPH09278539A JPH09278539A JP8114404A JP11440496A JPH09278539A JP H09278539 A JPH09278539 A JP H09278539A JP 8114404 A JP8114404 A JP 8114404A JP 11440496 A JP11440496 A JP 11440496A JP H09278539 A JPH09278539 A JP H09278539A
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- refractory
- metal alkoxide
- slag
- powder
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不定形耐火物に金属アルコキシドを含有させ
ることにより、不定形耐火物のスラグ浸潤及びそれに起
因する変質層の生成と剥離現象を抑制する。 【解決手段】 不定形耐火物原料１００重量部に、金属
アルコキシド粉末の１種または２種以上を３〜１０重量
部添加して得られる不定形耐火物であり、金属アルコキ
シドとして、Ｚｒ(ＯＣＨ3)4、Ａｌ(ＯＣ3Ｈ7)3を用い
る。
ることにより、不定形耐火物のスラグ浸潤及びそれに起
因する変質層の生成と剥離現象を抑制する。 【解決手段】 不定形耐火物原料１００重量部に、金属
アルコキシド粉末の１種または２種以上を３〜１０重量
部添加して得られる不定形耐火物であり、金属アルコキ
シドとして、Ｚｒ(ＯＣＨ3)4、Ａｌ(ＯＣ3Ｈ7)3を用い
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属用容器、
精錬用ランス等に利用される不定形耐火物に関する。
精錬用ランス等に利用される不定形耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属精錬容器の内張り材として使用
される耐火物は、耐スラグ侵食性、耐スポーリング性、
耐摩耗性に優れていることが必要であり、この条件を満
たすために、最近ではカーボンを含有した耐火性骨材を
主成分とする耐火物が主流となっている。例えば、転炉
内張り用耐火物としてマグネシア−カーボン質耐火物が
広く使用されている。一方、不定形耐火物で施工される
取鍋では、主としてアルミナ−スピネル質不定形耐火
物、アルミナ−マグネシア質不定形耐火物等が使用され
ている。これらの不定形耐火物は、アルミナ、マグネシ
ア、スピネル等の金属酸化物を主体とするクリンカーか
ら構成されている。
される耐火物は、耐スラグ侵食性、耐スポーリング性、
耐摩耗性に優れていることが必要であり、この条件を満
たすために、最近ではカーボンを含有した耐火性骨材を
主成分とする耐火物が主流となっている。例えば、転炉
内張り用耐火物としてマグネシア−カーボン質耐火物が
広く使用されている。一方、不定形耐火物で施工される
取鍋では、主としてアルミナ−スピネル質不定形耐火
物、アルミナ−マグネシア質不定形耐火物等が使用され
ている。これらの不定形耐火物は、アルミナ、マグネシ
ア、スピネル等の金属酸化物を主体とするクリンカーか
ら構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、取鍋用
不定形耐火物における共通の問題として、上記の金属酸
化物へのスラグ浸透による変質層生成と、この変質層に
起因する剥落現象がある。その対策として、スラグ浸透
を抑制するためにはスラグに濡れ難い黒鉛の活用が有効
であり、例えば、特公平４−１２０６４号公報には、黒
鉛固有の性質である疎水性を防止する目的として黒鉛の
表面処理技術が開示されている。
不定形耐火物における共通の問題として、上記の金属酸
化物へのスラグ浸透による変質層生成と、この変質層に
起因する剥落現象がある。その対策として、スラグ浸透
を抑制するためにはスラグに濡れ難い黒鉛の活用が有効
であり、例えば、特公平４−１２０６４号公報には、黒
鉛固有の性質である疎水性を防止する目的として黒鉛の
表面処理技術が開示されている。
【０００４】しかし、このような表面処理を施した黒鉛
を使用しても、黒鉛と酸化物クリンカーの比重差に起因
する分離現象が完全におさえられることはなく、直径が
約３〜５ｍにも及ぶような大型取鍋では、分離現象に起
因する異常損耗が発生する。
を使用しても、黒鉛と酸化物クリンカーの比重差に起因
する分離現象が完全におさえられることはなく、直径が
約３〜５ｍにも及ぶような大型取鍋では、分離現象に起
因する異常損耗が発生する。
【０００５】また、本質的にスラグ浸透を防止するに
は、このスラグ浸透経路となる不定形耐火物のマトリッ
クス部全体に黒鉛を均一に配置させればよいが、そのた
めには黒鉛を微細化する必要があるため、逆に上記に述
べたように施工時に黒鉛と酸化物クリンカーとの分離現
象が著しくなり、実使用ができない。本発明は、上記の
問題を解消し、不定形耐火物のスラグ浸潤及びそれに起
因する変質層の生成と剥離現象を抑制することを主な目
的とする。
は、このスラグ浸透経路となる不定形耐火物のマトリッ
クス部全体に黒鉛を均一に配置させればよいが、そのた
めには黒鉛を微細化する必要があるため、逆に上記に述
べたように施工時に黒鉛と酸化物クリンカーとの分離現
象が著しくなり、実使用ができない。本発明は、上記の
問題を解消し、不定形耐火物のスラグ浸潤及びそれに起
因する変質層の生成と剥離現象を抑制することを主な目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の従来技
術の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねたところ、不定形耐
火物に金属アルコキシドを含有させることにより、不定
形耐火物のスラグ浸潤及びそれに起因する変質層の生成
と剥離現象を抑制できることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
術の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねたところ、不定形耐
火物に金属アルコキシドを含有させることにより、不定
形耐火物のスラグ浸潤及びそれに起因する変質層の生成
と剥離現象を抑制できることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
【０００７】即ち、本発明の不定形耐火物は、不定形耐
火物原料１００重量部に、金属アルコキシド粉末の１種
または２種以上を３〜１０重量部添加して得られること
を特徴とし、金属アルコキシドとしては、Ｚｒ(ＯＣ
Ｈ3)4、Ａｌ(ＯＣ3Ｈ7)3 であることを特徴とする不定
形耐火物。
火物原料１００重量部に、金属アルコキシド粉末の１種
または２種以上を３〜１０重量部添加して得られること
を特徴とし、金属アルコキシドとしては、Ｚｒ(ＯＣ
Ｈ3)4、Ａｌ(ＯＣ3Ｈ7)3 であることを特徴とする不定
形耐火物。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。金属アルコキシドは、一般に化学式Ｍ(ＯＲ)n で
表される。ここでＭはＳｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｈｆ等
の金属、Ｒはアルキル基で、Ｒがメチル基であればＣＨ
3、エチル基であればＣ2Ｈ5、ブチル基であればＣ4Ｈ9
となる。
する。金属アルコキシドは、一般に化学式Ｍ(ＯＲ)n で
表される。ここでＭはＳｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｈｆ等
の金属、Ｒはアルキル基で、Ｒがメチル基であればＣＨ
3、エチル基であればＣ2Ｈ5、ブチル基であればＣ4Ｈ9
となる。
【０００９】本発明に用いる金属アルコキシドの機能
は、操業時の高温下に曝されることにより、不定形耐火
物の組織内に微細な金属酸化物とカーボンを生成し、ス
ラグ浸潤を抑制することにある。すなわち、金属アルコ
キシドから生成した金属酸化物は焼結による気孔の微細
化に寄与し、不定形耐火物に存在する気孔へのスラグ浸
透を抑制する。また生成したカーボンは不定形耐火物を
構成している金属酸化物骨材の表面に蒸着膜として形成
され、スラグとの表面張力を高めることに寄与し、スラ
グとの濡れ性を弱める働きがある。
は、操業時の高温下に曝されることにより、不定形耐火
物の組織内に微細な金属酸化物とカーボンを生成し、ス
ラグ浸潤を抑制することにある。すなわち、金属アルコ
キシドから生成した金属酸化物は焼結による気孔の微細
化に寄与し、不定形耐火物に存在する気孔へのスラグ浸
透を抑制する。また生成したカーボンは不定形耐火物を
構成している金属酸化物骨材の表面に蒸着膜として形成
され、スラグとの表面張力を高めることに寄与し、スラ
グとの濡れ性を弱める働きがある。
【００１０】金属アルコキシドの形態には粉末状のも
の、水もしくはアルコールで溶解させた液状のものがあ
るが、本発明では粉末状のものを使用し、かつ不定形耐
火物の混練時に水に溶解しないものを使用する。金属ア
ルコキシドを水もしくはアルコールで溶解させたもの、
もしくは水に溶解するものを不定形耐火物に使用した場
合、混練物の粘性が上昇し、流動性が悪化するため好ま
しくない。すなわち、本発明では、Ｚｒ(ＯＣＨ3)4、Ａ
ｌ(ＯＣ3Ｈ7)3 の金属アルコキシドを使用する。これら
金属アルコキシドの粉末の粒径は１〜３００μｍが好適
である。
の、水もしくはアルコールで溶解させた液状のものがあ
るが、本発明では粉末状のものを使用し、かつ不定形耐
火物の混練時に水に溶解しないものを使用する。金属ア
ルコキシドを水もしくはアルコールで溶解させたもの、
もしくは水に溶解するものを不定形耐火物に使用した場
合、混練物の粘性が上昇し、流動性が悪化するため好ま
しくない。すなわち、本発明では、Ｚｒ(ＯＣＨ3)4、Ａ
ｌ(ＯＣ3Ｈ7)3 の金属アルコキシドを使用する。これら
金属アルコキシドの粉末の粒径は１〜３００μｍが好適
である。
【００１１】本発明に用いる金属アルコキシドの含有量
は、１種又は２種以上のものを全体で３〜１０重量部が
のぞましい。金属アルコキシドが３重量部未満では、ス
ラグ浸潤の抑制効果が認められず、１０重量部を越えて
添加すると金属アルコキシドが燃焼反応する際に発生す
るＣＯ、ＣＯ2やＨ2Ｏガスによる爆裂現象を誘発し、耐
スポーリング性の低下の弊害がある。
は、１種又は２種以上のものを全体で３〜１０重量部が
のぞましい。金属アルコキシドが３重量部未満では、ス
ラグ浸潤の抑制効果が認められず、１０重量部を越えて
添加すると金属アルコキシドが燃焼反応する際に発生す
るＣＯ、ＣＯ2やＨ2Ｏガスによる爆裂現象を誘発し、耐
スポーリング性の低下の弊害がある。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明する。アルミナが８５重量部、スピネル（ＭｇＯ
・Ａｌ2Ｏ3）が１０重量部、アルミナセメント５重量部
からなる取鍋に使用されている不定形耐火物を基本材と
した。金属アルコキシドとしては平均粒径２０μｍのＺ
ｒ(ＯＣＨ3)4（ジルコニウムメトキシド)、Ａｌ(ＯＣ3
Ｈ7)3（アルミニウムプロポキシド）を単独もしくは併
用して用いた。尚、このジルコニウムメトキシドは、８
００℃以上で酸素と反応し融点が２６００℃のＺｒＯ2
を生成する。アルミニウムプロポキシドは、融点が２０
００℃のＡｌ2Ｏ3を生成する。
に説明する。アルミナが８５重量部、スピネル（ＭｇＯ
・Ａｌ2Ｏ3）が１０重量部、アルミナセメント５重量部
からなる取鍋に使用されている不定形耐火物を基本材と
した。金属アルコキシドとしては平均粒径２０μｍのＺ
ｒ(ＯＣＨ3)4（ジルコニウムメトキシド)、Ａｌ(ＯＣ3
Ｈ7)3（アルミニウムプロポキシド）を単独もしくは併
用して用いた。尚、このジルコニウムメトキシドは、８
００℃以上で酸素と反応し融点が２６００℃のＺｒＯ2
を生成する。アルミニウムプロポキシドは、融点が２０
００℃のＡｌ2Ｏ3を生成する。
【００１３】上記の基本材とジルコニウムメトキシド、
アルミニウムプロポキシドを所定量比で混合し、これら
混合物に外掛けで５．５重量部の水を加え、ミキサーで
混練し、所定形状に施工し、養生後、大気中１５０℃で
２４時間乾燥し、試験片とした。得られた試験片を基
に、高周波誘導炉に内張りすることで耐食性及び耐スラ
グ浸潤性試験を行い、最大溶損部及び最大スラグ浸潤部
の厚みを測定することで、指数化して評価した。指数が
小さいもの程特性が良好であるとした。鋼として電解鉄
を用い、スラグ組成としては、ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝３．
５、ＦｅＯ＝１８重量％の条件とし、溶鋼温度としては
１６８０℃まで昇温し、５時間保持した。
アルミニウムプロポキシドを所定量比で混合し、これら
混合物に外掛けで５．５重量部の水を加え、ミキサーで
混練し、所定形状に施工し、養生後、大気中１５０℃で
２４時間乾燥し、試験片とした。得られた試験片を基
に、高周波誘導炉に内張りすることで耐食性及び耐スラ
グ浸潤性試験を行い、最大溶損部及び最大スラグ浸潤部
の厚みを測定することで、指数化して評価した。指数が
小さいもの程特性が良好であるとした。鋼として電解鉄
を用い、スラグ組成としては、ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝３．
５、ＦｅＯ＝１８重量％の条件とし、溶鋼温度としては
１６８０℃まで昇温し、５時間保持した。
【００１４】耐熱衝撃性の評価は、４０×４０×２３０
ｍｍの形状に施工した試験片を１６００℃の溶銑中に９
０秒間浸漬後、室温中で３分間放冷を１０回繰り返し、
剥落に至る回数を調査した。剥落に至る回数が大きいも
のほど耐スポーリング性に優れるとした。表１に、試験
結果を示す。比較例１は、現在工程的に使用している不
定形耐火物である。比較例２〜７に示すように、ジルコ
ニウムメトキシド単独使用、アルミニウムプロポキシド
単独使用、これらの金属アルコキシドの併用ともに含有
量が３重量部未満ではスラグ浸潤性の改善効果が認めら
れない。
ｍｍの形状に施工した試験片を１６００℃の溶銑中に９
０秒間浸漬後、室温中で３分間放冷を１０回繰り返し、
剥落に至る回数を調査した。剥落に至る回数が大きいも
のほど耐スポーリング性に優れるとした。表１に、試験
結果を示す。比較例１は、現在工程的に使用している不
定形耐火物である。比較例２〜７に示すように、ジルコ
ニウムメトキシド単独使用、アルミニウムプロポキシド
単独使用、これらの金属アルコキシドの併用ともに含有
量が３重量部未満ではスラグ浸潤性の改善効果が認めら
れない。
【００１５】また１０重量部を超えると、爆裂起因の耐
スポーリング性が低下する問題がある。これに対して、
実施例１〜８に示すように、金属アルコキシドの含有量
が３〜１０重量部では耐スラグ浸潤性、さらに耐食性が
大幅に向上している。またスラグ浸潤による変質層の剥
離もなかった。
スポーリング性が低下する問題がある。これに対して、
実施例１〜８に示すように、金属アルコキシドの含有量
が３〜１０重量部では耐スラグ浸潤性、さらに耐食性が
大幅に向上している。またスラグ浸潤による変質層の剥
離もなかった。
【００１６】
【表１Ａ】 ＊１ 耐酸化性は指数が小さい程特性が良好であることを意味する。 ＊２ 耐食性は指数が小さい程特性が良好であることを意味する。 ＊３ 亀裂が発生した加熱冷却の繰り返し回数
【００１７】
【表１Ｂ】 ＊１ 耐酸化性は指数が小さい程特性が良好であることを意味する。 ＊２ 耐食性は指数が小さい程特性が良好であることを意味する。 ＊３ 亀裂が発生した加熱冷却の繰り返し回数
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、不定形耐火物に金属ア
ルコキシドを含有させることにより、使用時のスラグ浸
潤及びそれに起因する変質層の生成と剥離現象を抑制す
ることができる。
ルコキシドを含有させることにより、使用時のスラグ浸
潤及びそれに起因する変質層の生成と剥離現象を抑制す
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 不定形耐火物原料１００重量部に、金属
アルコキシド粉末の１種または２種以上を３〜１０重量
部添加して得られることを特徴とする不定形耐火物。 - 【請求項２】 金属アルコキシドがＺｒ(ＯＣＨ3)4、Ａ
ｌ(ＯＣ3Ｈ7)3 であることを特徴とする請求項１記載の
不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114404A JPH09278539A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114404A JPH09278539A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 不定形耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09278539A true JPH09278539A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14636844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8114404A Withdrawn JPH09278539A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09278539A (ja) |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP8114404A patent/JPH09278539A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |