JPH0977567A

JPH0977567A - 溶銑溶鋼容器用流し込み耐火材

Info

Publication number: JPH0977567A
Application number: JP7238780A
Authority: JP
Inventors: Isao Imai; 功今井; Hisahiro Teranishi; 久広寺西
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】コスト面や作業性などで有利であるだけでな
く、すぐれた耐食性，耐スラグ浸潤性，耐酸化性などを
有する耐火物を容易に形成する溶銑溶鋼容器用のカーボ
ン含有不定形耐火材の提供。【解決手段】カーボン質材料 2〜20wt％、マグネシア
原料50wt％以上、アルミニウム，シリコン，マグネシウ
ム，これらの化合物から選ばれた少なくとも１種の酸化
防止剤 3wt％以下、およびホウ素化合物 0.3〜 7wt％を
含み、かつ塩基性乳酸アルミニウムおよび水を加えて混
練されていることを特徴とする溶銑溶鋼容器用流し込み
耐火材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶銑溶鋼容器用流し
込み耐火材に係り、さらに詳しくは耐食性，耐スラグ浸
潤性，耐酸化性の耐火物を形成する溶銑溶鋼容器用のカ
ーボン含有不定形の耐火材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高い耐用が望まれる溶銑溶鋼容器
のうち、特に溶鋼取鍋のスラグラインには、すぐれた耐
食性，耐スラグ浸潤性および耐熱スポール性を有する不
焼成 MgO-C（マグネシア−カーボン質）レンガが多用さ
れていた。しかし、近年、レンガ積み作業者の不足や作
業環境などの改善対策として、各種溶鋼容器内張り作業
の自動化が進められおり、溶鋼容器内張り材として不定
形耐火物（流し込み耐火材もしくはキャスタブル耐火
材）が使用されている。そして、溶鋼取鍋においては、
すでに壁，敷材としてアルミナ−スピネル質もしくはア
ルミナ−マグネシア質のキャスタブル耐火材使用が確立
されつつある。

【０００３】一方、溶鋼取鍋のスラグライン部では、マ
グネシアとジルコンとの混合物を焼成あるいは溶融した
原料から成る耐スラグ浸潤性のすぐれたマグネシア含有
不定形耐火材の試用も知られている。また、マグネシア
やスピネルと土状黒鉛もしくはピッチから成るマグネシ
ア−カーボン質流し込み耐火材も知られている（特開昭
59-83979号公報、特公昭62-20153号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記マ
グネシア含有不定形の耐火材は、たとえば溶鋼取鍋のス
ラグライン用としての適用において、さらなる耐スラグ
浸潤性にすぐれた高耐用材質が望まれている。すなわ
ち、前記マグネシアとジルコンとの混合物を焼成あるい
は溶融した原料からなるマグネシア含有不定形の耐火材
は、従来のジルコンレンガに比べ耐用が向上していると
はいえ、マグネシア−カーボン質耐火材（レンガ）に比
べると，なお耐用は十分とはいえない。

【０００５】また、前記マグネシアやスピネルと、土状
黒鉛もしくはピッチから成るマグネシア−カーボン質流
し込み耐火材は、非水系（フェノール樹脂を一組成分と
して含む）と水系とに分けられる。そして、非水系のマ
グネシア−カーボン質流し込み耐火材の場合は、耐スラ
グ浸潤性など良好な施工体（耐火物）を形成できるが、
フェーノー樹脂などの高価なバインダーを多量に使用す
るため、コスト面などから実用的とはいえない。一方、
水系のマグネシア−カーボン質流し込み耐火材の場合
は、酸化防止剤として添加するSi，Alなどの金属粒子が
養生時に水との反応で発泡および亀裂の発生を招来する
ので、これを防止するため金属粒子表面を予め樹脂で被
覆しておかなければならない。しかし、マグネシア−カ
ーボン質流し込み耐火材を製造するに当たって、原料組
成分を混練する際に、金属粒子表面を被覆する樹脂被膜
が剥がれたり、樹脂皮膜に孔が生じたりして、水との接
触を完全に遮断することが困難であり、結果的には発泡
や亀裂の発生が全面的に回避もしくは解消された施工体
（耐火物）を形成することは至難といえる。

【０００６】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、コスト面や作業性などで有利であるだけでなく、す
ぐれた耐食性，耐スラグ浸潤性，耐酸化性などを有する
耐火物を容易に形成する溶銑溶鋼容器用のカーボン含有
不定形耐火材の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、カー
ボン質材料 2〜20wt％、マグネシア原料50wt％以上、ア
ルミニウム，シリコン，マグネシウム，これらの化合物
から選ばれた少なくとも１種の酸化防止剤 3wt％以下、
およびホウ素化合物 0.3〜 7wt％を含み、かつ塩基性乳
酸アルミニウムおよび水を加えて混練されていることを
特徴とする溶銑溶鋼容器用流し込み耐火材である。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の溶銑，
溶鋼容器用流し込み耐火材において、ホウ酸化合物は、
B₄C ， ZrB₂，Si-B系化合物，およびMg-B系化合物か
ら選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする。

【０００９】本発明において、カーボン質材料として
は、たとえば平均粒径 5μm 以下程度のカーボンブラッ
ク，ピッチ類，土状黒鉛もしくはこれらの２種以上の混
合系が挙げられる。ここで、カーボン質材料が 2wt％未
満では、実質的にスラグ浸潤の抑制が不十分で耐用性の
向上を図れず、また、20wt％を超えると、流し込み耐火
材としての施工水分量を低く抑えることが困難で、最終
的に形成される耐火物が高気孔率となって耐用の低下を
招き易い。したがって、カーボン質材料の組成比は、上
記範囲内で常に選択する必要がある。なお、カーボン質
材料として、鱗状黒鉛を使用すると、一般的には、流し
込みに必要な流動性を付与するために大量の水分を必要
とし、結果として乾燥後の施工体（耐火物）の気孔率が
高くなって高耐用性が得られないが、後述するマグネシ
ア質原料として、マグネシア−カーボン質レンガの粉砕
体を用いた場合は、例外的に所要の高耐用が得られる。

【００１０】本発明において、マグネシア質原料として
は、通常流し込み材に使用される粒径の、たとえば焼結
マグネシア，電融マグネシア，マグネシア−カーボン質
レンガの粉砕体などが挙げられる。ここで、マグネシア
質原料比は、少なくとも50wt％を必要とするのは、たと
えば取鍋スラグに対して望まれる耐食性が得られないか
らである。つまり、耐火材（耐火物）の骨格は、主とし
てマグネシア質であり、マグネシア質が少なくとも50wt
％を占めていれば、他の耐火性原料が一部を占める形態
を採ることもできる。他の耐火性原料としては、シャモ
ット，シリマナイト族鉱物，ムライト，ばん土頁岩，ボ
ーキサイト，焼結アルミナ，電融アルミナなどのAl₂ O
₃-SiO₂質，あるいはマグネシアリッチスピネル、スピ
ネルなどの単独または２種類以上の混合系が挙げられ
る。

【００１１】本発明において、たとえば平均粒径10〜 1
00μm 程度のアルミニウム，シリコン，マグネシウムお
よびこれらの化合物の少なくとも１種は、第１の酸化防
止剤として機能するものであり、その組成比は 3wt％以
内で選択される。すなわち、3wt％を超えると流し込み
・養生乾燥時において、水と反応して多量の水素ガスを
発生し易く、形成する耐火物に発泡，亀裂など生じて所
要の施工体（耐火物）を得ることが困難となるからであ
る。なお、この第１の酸化防止剤の添加下限量は、特に
限定されないが一般的に 2wt％程度が望ましい。

【００１２】さらに、たとえば平均粒径 5〜10μm 程度
の B₄C ， ZrB₂，Si-B系化合物（たとえば SiB₃， S
iB₆），Mg-B系化合物の少なくとも１種は、第２の酸化
防止剤として機能するものであり、その組成比は 0.3〜
7％の範囲内で選択される。すなわち、この第２の酸化
防止剤の添加は、前記第１の酸化防止剤（としてアルミ
ニウム、シリコン、マグネシウムおよびこれらの化合物
の少なくとも１種）だけの添加で不足している酸化防止
の効果を、水和反応を起こさないホウ素化合物で補うも
のである。そして、ここでの補充的な量が 0.3％未満で
は酸化防止剤としての絶対量が不足して、十分な耐酸化
性が得られないし、また、 7％を超えると B₂ O₃-MgO
系の低融点化合物の生成量が増加して耐食性が低下され
易い。

【００１３】本発明において、添加する塩基性乳酸アル
ミニウムは、その凝集力を利用して硬化剤の役目を果た
す一方、一の酸化防止剤、たとえばマグネシアと水との
反応（消化）に起因する養生・乾燥時の亀裂発生を防
ぐ、消化防止剤の役目も果たすものである。そして、こ
の添加量は、前記カーボン質原料，マグネシア原料，両
酸化防止剤，要すれば他の耐火性原料の総量 100wt部当
たり、 0.2〜 7wt部程度であり、また、ともに添加する
水も同様に 5〜 6wt部程度でよい。

【００１４】本発明に係る溶銑溶鋼容器用流し込み耐火
材は、上記のような組成系を採って調製したことによ
り、溶銑溶鋼容器用流し込み耐火材に所望される特性が
確保され、かつ十分に所要の特性が発揮される。すなわ
ち、すぐれた耐蝕性，耐スラグ浸潤性，耐酸化性など高
耐用を有する施工体（耐火物）を容易に形成できるの
で、たとえば溶鋼取鍋のスラグライン用流し込み耐火材
として好適するものといえる。

【００１５】

【発明の実施の形態】表１，２にそれぞれ示す配合組成
比（wt％）で、マグネシア原料，カーボン質原料，第１
の酸化防止剤，第２の酸化防止剤，他の耐火性原料をそ
れぞれ混合し、先ず、11種の流し込み素材・原料を調製
した。その後、常用のミキサーによって、前記流し込み
素材・原料にそれぞれ塩基性乳酸アルミニウムを外率で
0.4wt％および所定量の水を添加混練し、溶銑溶鋼容器
用流し込み耐火材を得、次いで、これらの溶銑溶鋼容器
用流し込み耐火材を、それぞれ40×40× 160mmの型枠に
流し込んだ。24時間室温で養生した後、型枠より取り外
し、さらに、 110℃で24時間乾燥して11種のサンプル
（施工体）を得た。

【００１６】上記で得た各サンプルについて、かさ密
度，見掛気孔率，圧縮強度の測定と、酸化試験および回
転炉による侵食試験に供した。

【００１７】また、上記各サンプルを1500℃で、さらに
3時間熱処理した後のかさ密度と見掛気孔率をそれぞれ
測定した。これらの結果を表１，２に併せて示した。

【００１８】ここで、酸化試験は、40×40×40mmのサン
プルを空気雰囲気中，1300℃， 3時間放置後における酸
化（脱炭）層の厚さを測定し、サンプル１の酸化（脱
炭）層の厚さを 100として指数表示しており、この値が
小さい程耐酸化性がすぐれている。

【００１９】また、侵食蝕試験は、回転炉内張り侵食法
で、合成スラグ（ CaO/SiO₂＝3.3）を侵食剤とし、170
0℃，10時間放置後における溶損量を測定し、サンプル
１の溶損量を 100として指数表示しており、この値が小
さい程耐侵食性がすぐれている。

【表１】

【表２】比較例表３，４にそれぞれ示す配合組成比（wt％）で、実施例
の場合と同様の方法を採って、先ず10種の流し込み素材
・原料を調製し、さらに、塩基性乳酸アルミニウムおよ
び水を加えて混練して、溶銑溶鋼容器用流し込み耐火材
をそれぞれ得た後、前記実施例の場合と同様の操作によ
り、それぞれサンプルを作成した。

【００２０】これらのサンプルについて、前記実施例の
場合と同様の条件で物性測定、酸化試験および侵食試験
を行った結果を表３，４に併せてそれぞれ示す。

【００２１】

【表３】

【表４】上記実施例および比較例から分かるように、本発明に係
る溶銑溶鋼容器用流し込み耐火材は、カーボンを含有し
ない流し込み耐火材に比べ、耐スラグ浸潤性および耐食
性にすぐれており、また、従来の MgO-Cレンガに比べ耐
食性は若干劣るものの、耐酸化性は同等以上の施工体を
容易に形成することができた。

【００２２】なお、上記実施例では、マグネシア原料，
カーボン質原料，一の酸化防止剤，二の酸化防止剤，他
の耐火性原料，塩基性乳酸アルミニウムおよび水を組成
分とした溶銑，溶鋼容器用流し込み耐火材を例示した
が、たとえば爆裂防止のために、必要に応じて発泡剤や
有機繊維などを添加することもできるし、また、施工体
の欠け落ち防止のため、流し込み施工時に SUSファイバ
ーなどを添加しても差し支えない。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、ベースがカーボン含有
耐火物であること故に、耐スラグ浸潤性にすぐれている
だけでなく、マグネシア−カーボン質レンガと同等以上
の耐酸化性を備えている。しかも、水系による混練施工
が可能であるため実用的で、耐食性および作業性にすぐ
れた溶鋼取鍋スラグライン用流し込み耐火材を低コスト
で提供できる。

【００２４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カーボン質材料 2〜20wt％、マグネシア
原料50wt％以上、アルミニウム，シリコン，マグネシウ
ム，これらの化合物から選ばれた少なくとも１種の酸化
防止剤 3wt％以下、およびホウ素化合物 0.3〜 7wt％を
含み、かつ塩基性乳酸アルミニウムおよび水を加えて混
練されていることを特徴とする溶銑溶鋼容器用流し込み
耐火材。
【請求項２】ホウ酸化合物は、 B₄C ， ZrB₂，Si-B
系化合物，およびMg-B系化合物から選ばれた少なくとも
１種であることを特徴とする請求項１記載の溶銑溶鋼容
器用流し込み耐火材。