JPH1017373A

JPH1017373A - 溶銑予備処理用ランス不定形耐火物

Info

Publication number: JPH1017373A
Application number: JP8188294A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiro Hosokawa; 清弘細川; Tomio Mizuno; 富生水野
Original assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Current assignee: Harima Ceramic Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-20
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JP3920950B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】溶銑予備処理用ランスの用途において要求さ
れる耐食性、耐スポーリング性および耐振動性を兼ね備
えた不定形耐火物を提供することを課題とする。【解決手段】コージェライト１〜１５重量％、ヒュー
ムシリカ０．５〜１０重量％、アルミナセメント１〜１
５重量％、アルミナおよび／またはアルミナ−シリカ６
０〜９５重量％を含む耐火性配合物１００重量％と、金
属ファイバーおよび分散剤とを含む溶銑予備処理用ラン
ス不定形耐火物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑予備処理用ラ
ンス不定形耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶銑の脱硫、脱珪、脱燐のために、各種
の処理剤やガスをランスを用いて溶銑中に吹き込む溶銑
予備処理が行なわれている。この溶銑予備処理に使用さ
れるランスを被覆保護する不定形耐火物は、溶銑に対す
る浸漬と引上げの繰り返しによる熱衝撃と、ガス噴出に
伴う激しい振動を受ける。ランスは長尺形状のために、
振動によって先端部は大きな揺れと捩じれを生じる。

【０００３】このため、ランス用不定形耐火物は通常の
耐火物が求められる耐食性および耐スポーリング性に加
え、ガス吹き込み時の振動にも耐える組織強度が要求さ
れる。従来、このランス用不定形耐火物の亀裂防止策
として、アルミナ質またはアルミナ−シリカ質に対して
アンダルサイト、カイヤナイト、珪石などの残存膨張性
原料、低膨張性原料としての溶融シリカを添加すること
が知られている。また、マグネシアを添加し、使用中の
高温下でアルミナ成分との反応によるスピネルの生成で
残存膨張性を付与することが提案されている（特開昭５
９−２３２９７３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶銑予
備処理用ランスは溶銑に対して浸漬と引上げをくり返す
ため、前記の従来材質は耐スポーリング性のおいて十分
なものではない。また、ガス吹き込み時の振動に起因す
る亀裂と剥離に対しても十分対応できず、結局は耐用性
において大幅な改善は見られない。本発明は、溶銑予備
処理用ランスの用途において要求される耐食性、耐スポ
ーリング性および耐振動性を兼ね備えた不定形耐火物を
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、コージェライ
ト１〜１５重量％、ヒュームシリカ０．５〜１０重量
％、アルミナセメント１〜１５重量％、アルミナおよび
／またはアルミナ−シリカ６０〜９５重量％を含む耐火
性配合物１００重量％と、金属ファイバーおよび分散剤
とを含む溶銑予備処理用ランス不定形耐火物である。

【０００６】本発明では特定量のコージェライトを配合
する。コージェライトは、その膨張係数が１．０〜３．
０×１０_- ⁶/℃と耐火物原料中でも特に低膨張性を示す
ことが知られている。本発明ではこのコージェライトの
低膨張性によって熱衝撃に対する耐スポーリング性が付
与される。それと同時に、コージェライトはランス用不
定形耐火物が要求される耐振動性に効果的に作用する。

【０００７】コージェライトは約１４５０℃で軟化する
が、原料中に含まれる不可避的不純物の存在などで実際
の軟化温度はさらに低いと考えられる。一方、ランス使
用中の不定形耐火物の温度は１４００〜１５００℃であ
る。本発明の材質が耐振動性に優れるのは、コージェラ
イトがランス使用中の温度下で軟化状態にあることで振
動応力を吸収緩和するためと考えられる。

【０００８】コージェライトはランス使用中の温度下で
軟化し、ガラス層を形成する。ガラス化が過多になると
耐火物組織が融着によって一体化し、耐スポーリング性
に劣る。溶銑に対する浸漬と引上げに伴う加熱冷却の熱
衝撃を受けて不定形耐火物は亀裂が発生する。このた
め、コージェライト自体は低膨脹性の原料であるが、そ
の割合が１５重量％を超えると耐スポーリング性が低下
し、本発明の効果が得られない。

【０００９】また、コージェライトは粒子径が小さいほ
どガラス化が促進される。ガラス化の過多による耐スポ
ーリング性の低下を防止するために、本発明ではコージ
ェライトの粒径が０．３ｍｍ以上であることが好まし
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。コージェライトの理論組成は２ＭｇＯ・２Ａｌ₂
Ｏ₃・５ＳｉＯ₂である。本発明で使用するコージェライ
トは、理論組成に近いものほど好ましいが、理論組成か
ら多少外れるものであってもコージェライトの特性を備
えていれば足りる。

【００１１】また、コージェライトは天然品と合成品が
存在するが、本発明では成分のバラツキがない原料を安
定的に得られる合成品の使用が好ましい。また、焼結
品、電融品のいずれでもよいが、経済性の面から安価な
焼結品が好ましい。コージェライトの割合は、１重量％
未満では振動およびねじれに対する組織強度が得られな
い。１５重量％を超えるとガラス化が過多となって耐ス
ポーリング性に劣る。

【００１２】また、コージェライトの粒径は、０．３ｍ
ｍ以上が好ましい。これは、コージェライトの微粉多い
とガラス化の促進で耐スポーリング性が低下傾向にある
ためである。ヒュームシリカとアルミナセメントについ
て、その役割と配合割合は従来材質と特に変わりない。
ヒュームシリカは金属シリコン、フェロシリコン、ジル
コニア等を製造する際に発生する揮発シリカから得られ
た無定形のシリカ超微粉である。シリカフラワー、マイ
クロシリカなどの商品名で市販されている。不定形耐火
物の施工時の硬化促進、施工体の強度発現、スラグ浸透
防止などの効果を持つ。０．５重量％未満ではこれらの
効果がなく、１０重量％を超えると耐火度の低下で耐食
性が劣る。さらに好ましくは、１〜８重量％である。

【００１３】アルミナセメントは結合剤としての役割を
もつ。例えば１号アルミナセメント、ハイアルミナセメ
ント、高純度質アルミナセメントが使用できる。特に高
純度のものが好ましい。その割合は、１重量％未満では
施工体強度に劣り、１５重量％を超えると耐火度の低下
で耐食性に劣る。さらに好ましくは、２〜１０重量％で
ある。

【００１４】耐火骨材は、シャモット、ボーキサイト、
ばん土けつ岩、ろう石、合成ムライト、電融アルミナ、
焼結アルミナ、アンダルサイトなどのアルミナおよび／
またはアルミナ−シリカを用いる。また、微粉部には仮
焼アルミナの使用が好ましい。

【００１５】アルミナおよび／またはアルミナ−シリカ
の割合は、６０重量％未満では耐食性に劣り、９５重量
％を超えるとコージェライトの割合が少なくなって耐振
動性に劣る。

【００１６】耐火骨材としてのアルミナおよび／または
アルミナ−シリカの一部を、本発明の効果を阻害しない
範囲で、他の耐火原料に置き換えてもよい。例えば溶融
シリカ、カイヤナイト、炭化珪素、窒化珪素、炭化ほう
素、炭素、マグネシア、マグネシ−カルシア、アルミナ
−マグネシア系スピネルである。しかしその場合も、ア
ルミナおよび／またはアルミナ−シリカの割合を６０重
量％以上で、他の耐火原料の含めて耐火骨材の合量は９
５重量％の以下であることが必要である。金属ファイバ
ーおよび分散剤の役割と配合割合についても従来材質と
特に変わりない。

【００１７】金属ファイバーは亀裂拡大防止や耐摩耗性
の向上に効果がある。材質は鉄、鋼、ステンレス鋼、ア
ルミニウム、銅などがあるが、耐熱強度の面からステン
レス鋼が最も好ましい。長さ５〜１００ｍｍ程度のもの
を、前記の耐火性配合物１００重量％に対する外掛け
で、好ましくは１〜１０重量％添加する。１重量％未満
では添加の効果がなく、１０重量％を超えると耐食性が
低下する。

【００１８】分散剤は、不定形耐火物の施工時に流動性
を付与する効果をもつ。例えばトリポリリン酸ソーダ、
ヘキサメタ燐酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、ポリア
クリル燐酸ソーダ、ポリカルボン酸、リグニンスルホン
酸ソーダに代表されるなど各種の有機系分散剤が使用さ
れる。前記の耐火性配合物１００重量％に対する外掛け
で好ましくは０．０１〜１重量％添加する。０．０１重
量％未満では分散効果に乏しく、１重量％を終えると施
工性の低下を招く。

【００１９】前記の耐火骨材の粒径は、緻密組織の不定
形耐火物が得られるように、粒径１０ｍｍ以下、好まし
くは５ｍｍ以下とし、この範囲内で粗粒、中粒、微粒に
調整される。

【００２０】不定形耐火物の耐スポーリング性付与の方
法として、粒径が１０ｍｍを超える超粗大耐火粒子を添
加することが知られている。本発明においても必要によ
り、この超粗大耐火粒子を添加してもよい。超粗大耐火
粒子の材質の具体例は、アルミナ、マグネシア、Ａｌ₂
Ｏ₃−ＭｇＯ系スピネル、ジルコニア、アルミナ−炭
素、マグネシア−炭素、アルミナ−炭化珪素−炭素ある
いはこれらを含む炉材使用後品である。

【００２１】以上の他にも、硬化促進剤、硬化遅延剤、
乾燥促進剤（有機ファイバー、Ａｌ金属粉など）、セラ
ミックファイバー、ガラス粉、焼結剤、シリカゾル、ア
ルミナゾルなどを適当量添加してもよい。

【００２２】施工は常法通り、全配合物に対する外掛け
で３〜１０重量％程度の施工水を添加し、混練後、型枠
を用いた流し込みにより行なう。施工の際には、充填性
を向上させるため一般に型枠にバイブレーターを取付け
るかあるいは不定形耐火物中に棒状バイブレーターを挿
入する。

【００２３】

【実施例】以下、実験例、本発明実施例および比較例を
示す。表１は、各例で使用したコージェライトの化学分
析値結果である。表２は各例の配合組成物とその試験結
果である。

【００２４】各例は、配合組成物全体に対する外掛けで
６重量％の施工水分を添加し、混練後、各試験に合わせ
た形状に流し込み施工し、養生、乾燥して試験に供し
た。試験方法は以下のとおり。

【００２５】耐食性：回転侵食試験を行なった。銑鉄：
高炉スラグを重量比で７：３の割合で組み合わせたもの
を侵食剤とし、１５００℃×３時間の回転侵食後、溶損
寸法を測定した。

【００２６】耐スポーリング性：５０φ×１５０ｍｍの
試験片を１４５０℃の溶銑中に５分間浸漬後、引き上げ
て強制空冷し、これを３回くり返した後、外観および断
面から亀裂の程度を観察した。

【００２７】実機試験１：外周に多数のスタッドを設け
た外径３９０ｍｍの鋼管よりなる芯管に対し、流し込み
で１４０ｍｍの厚さに不定形耐火物を被覆施工して溶銑
予備処理ランスを得た。５００ｔ混銑車の溶銑予備処理
にこのランスを使用し、混銑車２０チャージ処理後、外
観の状況から亀裂と剥離の状況を観察した。実機試験２：上記の実機試験１において、ランスの耐用
チャージ数により、耐用性を求めた。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表２の試験結果が示すように、本発明実施
例の不定形耐火物はいずれも耐食性および耐スポーリン
グ性を兼ね備え、実機試験においてもその効果が確認さ
れる。また、中でもコージェライトの粒径を０.３ｍｍ
以上に限定した実施例１，３，４，６，７および８は、
耐スポーリング性においてさらに好ましい。

【００３１】これに対し、比較例１〜３は従来材質に相
当し、耐スポーリング性に劣ると共に、実機試験におい
てガス吹き込み時の激しい振動に起因した亀裂の発生が
見られ、実機試験では本発明実施例に比べて耐用性に劣
る。比較例４〜６は、コージェライトの割合が本発明の
範囲より多く、その結果、耐スポーリング性に劣る。

【００３２】

【効果】本発明によれば以上のとおり、通常の耐火物に
要求される耐スポーリング性に加え、溶銑予備処理ラン
ス特有のガス噴出に伴う激しい振動に対抗できる組織強
度の不定形耐火物を提供することができた。その結果、
本発明の不定形耐火物の使用により、溶銑予備処理ラン
スの耐用寿命は格段に向上する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コージェライト１〜１５重量％、ヒュー
ムシリカ０．５〜１０重量％、アルミナセメント１〜１
５重量％、アルミナおよび／またはアルミナ−シリカ６
０〜９５重量％を含む耐火性配合物１００重量％と、金
属ファイバーおよび分散剤とを含む溶銑予備処理用ラン
ス不定形耐火物。
【請求項２】コージェライトの粒径が０．３ｍｍ以上
である請求項１記載の溶銑予備処理用ランス不定形耐火
物。