JPH10251054A - 通気性耐火物 - Google Patents
通気性耐火物Info
- Publication number
- JPH10251054A JPH10251054A JP9059682A JP5968297A JPH10251054A JP H10251054 A JPH10251054 A JP H10251054A JP 9059682 A JP9059682 A JP 9059682A JP 5968297 A JP5968297 A JP 5968297A JP H10251054 A JPH10251054 A JP H10251054A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- alumina
- weight
- refractory
- sio
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- Pending
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基本的にアルミナ質とムライトからなる原料
を主原料とする通気性耐火物の高温稼働時の過焼結によ
る緻密化を防止し、ポーラスプラグとして使用したのバ
ブリング信頼性を向上すること。 【解決手段】 Ａｌ2Ｏ3をムライト組成よりも多い８５
〜９８重量％含有し、ＳｉＯ2の含有量が１〜１５重量
％であり、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の両成分の合計量が９８
重量％以上のアルミナ・シリカ原料を５〜５０重量％を
有し、残部が微粉状の耐火物原料からなり、全耐火物原
料中のＳｉＯ2含有量が１〜１０重量％である通気性耐
火物である。
を主原料とする通気性耐火物の高温稼働時の過焼結によ
る緻密化を防止し、ポーラスプラグとして使用したのバ
ブリング信頼性を向上すること。 【解決手段】 Ａｌ2Ｏ3をムライト組成よりも多い８５
〜９８重量％含有し、ＳｉＯ2の含有量が１〜１５重量
％であり、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の両成分の合計量が９８
重量％以上のアルミナ・シリカ原料を５〜５０重量％を
有し、残部が微粉状の耐火物原料からなり、全耐火物原
料中のＳｉＯ2含有量が１〜１０重量％である通気性耐
火物である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼中へガスを吹
き込むことにより、溶鋼撹拌に伴う溶鋼温度の均一化、
溶鋼成分の均質化、２次精錬効果の向上及び非金属介在
物の浮上除去等のために取鍋等の底に取り付けられるポ
ーラスプラグとして多く使用される通気性耐火物に関す
る。
き込むことにより、溶鋼撹拌に伴う溶鋼温度の均一化、
溶鋼成分の均質化、２次精錬効果の向上及び非金属介在
物の浮上除去等のために取鍋等の底に取り付けられるポ
ーラスプラグとして多く使用される通気性耐火物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このポーラスプラグは、通常、繰り返し
使用され、そのライフは５〜３０回であり、その重要な
特性はバブリング信頼性である。
使用され、そのライフは５〜３０回であり、その重要な
特性はバブリング信頼性である。
【０００３】このバブリング信頼性とは、必要な時に必
ずガスを吐出することができることであり１００％の信
頼性が必要である。必要な時にガスを吐出できないと所
定の溶鋼成分や溶鋼温度を得ることができず、溶鋼を再
び転炉や電気炉に戻さなければならず製造工程がここで
中断してしまう場合がある。
ずガスを吐出することができることであり１００％の信
頼性が必要である。必要な時にガスを吐出できないと所
定の溶鋼成分や溶鋼温度を得ることができず、溶鋼を再
び転炉や電気炉に戻さなければならず製造工程がここで
中断してしまう場合がある。
【０００４】従来からこのポーラスプラグに用いられる
通気性耐火物としては、１５００°Ｃ以上で焼成して得
られるアルミナ系耐火物が一般的であった。例えば、特
開平２−３０７８６３公報には、Ａｌ2Ｏ3含有量９４％
以上の球状アルミナ質原料と耐スポーリング性を向上す
るためのムライト原料からなる主骨材を７０〜９０重量
％使用し、これに、アルミナ微粉、粘土微粉、酸化クロ
ム微粉の中の少なくとも１種の微粉を配合したものを１
７２０°Ｃで焼成した通気性耐火物が開示されている。
通気性耐火物としては、１５００°Ｃ以上で焼成して得
られるアルミナ系耐火物が一般的であった。例えば、特
開平２−３０７８６３公報には、Ａｌ2Ｏ3含有量９４％
以上の球状アルミナ質原料と耐スポーリング性を向上す
るためのムライト原料からなる主骨材を７０〜９０重量
％使用し、これに、アルミナ微粉、粘土微粉、酸化クロ
ム微粉の中の少なくとも１種の微粉を配合したものを１
７２０°Ｃで焼成した通気性耐火物が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ステンレス
鋼のような特殊鋼の精錬では、その溶鋼の処理温度は約
１８００〜１８５０℃と普通鋼に比べて非常に高い。こ
の温度では従来のムライト原料を使用した通気性耐火物
は、使用中にガスの吐出量が不足したり吐出させること
が困難となる場合があり、バブリング信頼性が低下して
しまう問題がある。
鋼のような特殊鋼の精錬では、その溶鋼の処理温度は約
１８００〜１８５０℃と普通鋼に比べて非常に高い。こ
の温度では従来のムライト原料を使用した通気性耐火物
は、使用中にガスの吐出量が不足したり吐出させること
が困難となる場合があり、バブリング信頼性が低下して
しまう問題がある。
【０００６】この原因は、ポーラスプラグの稼働面部分
が高温にさらされ、ムライト原料粒子が軟化変形したり
あるいは周囲の球状アルミナ質原料と焼結が進み過焼結
状態となることで気孔が小さくなったりもしくは閉塞し
てしまうためと考えられる。一方、原料粒子の軟化変形
や過焼結を防止するためにムライト原料を使用せず、融
点の高いアルミナの含有量を増やすと過焼結は防止でき
るが、耐スポーリング性が低下してくるため、使用時の
熱衝撃でポーラスプラグに亀裂が生じたり、割れたりす
るため、ポーラスプラグの耐用性が低下してしまう問題
がある。
が高温にさらされ、ムライト原料粒子が軟化変形したり
あるいは周囲の球状アルミナ質原料と焼結が進み過焼結
状態となることで気孔が小さくなったりもしくは閉塞し
てしまうためと考えられる。一方、原料粒子の軟化変形
や過焼結を防止するためにムライト原料を使用せず、融
点の高いアルミナの含有量を増やすと過焼結は防止でき
るが、耐スポーリング性が低下してくるため、使用時の
熱衝撃でポーラスプラグに亀裂が生じたり、割れたりす
るため、ポーラスプラグの耐用性が低下してしまう問題
がある。
【０００７】本発明において解決すべき課題は、基本的
にアルミナ質とムライトからなる原料を主原料とする通
気性耐火物の高温稼働時の原料粒子の軟化変形や過焼結
を防止し、ポーラスプラグとして使用した時のバブリン
グ信頼性を向上することにある。
にアルミナ質とムライトからなる原料を主原料とする通
気性耐火物の高温稼働時の原料粒子の軟化変形や過焼結
を防止し、ポーラスプラグとして使用した時のバブリン
グ信頼性を向上することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の通気性耐火物
は、Ａｌ2Ｏ3を８５〜９８重量％とＳｉＯ2を１〜１５
重量％を含有し、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の両成分の合計量
が９８重量％以上のアルミナ・シリカ原料を５〜５０重
量％を有し、残部がアルミナ系耐火原料からなり、全耐
火物原料中のＳｉＯ2含有量が１〜１０重量％であるこ
とを特徴とする。
は、Ａｌ2Ｏ3を８５〜９８重量％とＳｉＯ2を１〜１５
重量％を含有し、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の両成分の合計量
が９８重量％以上のアルミナ・シリカ原料を５〜５０重
量％を有し、残部がアルミナ系耐火原料からなり、全耐
火物原料中のＳｉＯ2含有量が１〜１０重量％であるこ
とを特徴とする。
【０００９】本発明で使用するアルミナ・シリカ原料
は、融点の高いＡｌ2Ｏ3量をムライト組成より増やして
おり、鉱物組成としてコランダムとムライトを有し、ム
ライト原料と比較すると融点が高くかつ耐食性に優れ、
アルミナ原料と比較すると低膨張であると言う特徴を有
している。従って、ポーラスプラグの原料として使用し
た場合には、１８００〜１８５０℃の高温下の使用条件
でも軟化変形しにくく過焼結にもなりにくい効果が得ら
れる。
は、融点の高いＡｌ2Ｏ3量をムライト組成より増やして
おり、鉱物組成としてコランダムとムライトを有し、ム
ライト原料と比較すると融点が高くかつ耐食性に優れ、
アルミナ原料と比較すると低膨張であると言う特徴を有
している。従って、ポーラスプラグの原料として使用し
た場合には、１８００〜１８５０℃の高温下の使用条件
でも軟化変形しにくく過焼結にもなりにくい効果が得ら
れる。
【００１０】つまり、従来のムライト原料は、使用時に
高温になるとムライト原料粒子そのものが軟化変形した
り、あるいは周囲のアルミナ骨材と反応し過焼結となる
ため、気孔がつぶれていたと考えられるが、アルミナ・
シリカ原料は、骨材中でムライト以外のコランダム部が
ムライトの軟化を防止したり過焼結になるのを抑制して
いるので、気孔がつぶれにくい。
高温になるとムライト原料粒子そのものが軟化変形した
り、あるいは周囲のアルミナ骨材と反応し過焼結となる
ため、気孔がつぶれていたと考えられるが、アルミナ・
シリカ原料は、骨材中でムライト以外のコランダム部が
ムライトの軟化を防止したり過焼結になるのを抑制して
いるので、気孔がつぶれにくい。
【００１１】さらに、本発明では、高温使用時の過焼結
を防止するために、材料全体のＳｉＯ2量を規定した。
ムライト原料中のＳｉＯ2量を減少しても、他の原料中
のＳｉＯ2量についても規定しないと他の原料中のＳｉ
Ｏ2により、軟化変形や過焼結により気孔が閉塞してし
まうためである。つまり焼結助剤として粘土等のＳｉＯ
2含有原料を使用したりあるいは耐スポーリング性を補
うためにムライト原料等を使用することができるが、全
体のＳｉＯ2をある水準以下に押さえておかないと、ア
ルミナ・シリカ原料による効果が発揮できない。
を防止するために、材料全体のＳｉＯ2量を規定した。
ムライト原料中のＳｉＯ2量を減少しても、他の原料中
のＳｉＯ2量についても規定しないと他の原料中のＳｉ
Ｏ2により、軟化変形や過焼結により気孔が閉塞してし
まうためである。つまり焼結助剤として粘土等のＳｉＯ
2含有原料を使用したりあるいは耐スポーリング性を補
うためにムライト原料等を使用することができるが、全
体のＳｉＯ2をある水準以下に押さえておかないと、ア
ルミナ・シリカ原料による効果が発揮できない。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明において使用するアルミナ
・シリカ原料は電融原料でも焼結原料でもどちらでも使
用可能である。
・シリカ原料は電融原料でも焼結原料でもどちらでも使
用可能である。
【００１３】 このアルミナ・シリカ原料中のＡｌ2Ｏ3含
有量は、８５〜９８重量％が良く、８５重量％未満の場
合には、ＳｉＯ2成分が多くなるので耐熱性が低下し使
用時に組織が過焼結しやすくなる問題があり、９８重量
を越えるとＳｉＯ2量が不足しムライト量が少なくなる
ので耐スポーリング性が不足してしまう。
有量は、８５〜９８重量％が良く、８５重量％未満の場
合には、ＳｉＯ2成分が多くなるので耐熱性が低下し使
用時に組織が過焼結しやすくなる問題があり、９８重量
を越えるとＳｉＯ2量が不足しムライト量が少なくなる
ので耐スポーリング性が不足してしまう。
【００１４】このアルミナ・シリカ原料は、使用時の軟
化と過焼結を防止するためには、融点を下げる不純物は
できるだけ少ない方が好ましく、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2を
合わせた含有量が、９８重量％以上が良い。これより純
度が低い場合には不純物のために、原料の融点が低下す
るために、使用時に過焼結になりやすい。
化と過焼結を防止するためには、融点を下げる不純物は
できるだけ少ない方が好ましく、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2を
合わせた含有量が、９８重量％以上が良い。これより純
度が低い場合には不純物のために、原料の融点が低下す
るために、使用時に過焼結になりやすい。
【００１５】このアルミナ・シリカ原料の使用量は５〜
５０重量％が好ましく５重量％より少ない場合には、耐
スポーリング性が不十分となり、５０重量％より多いと
使用時に過焼結になりやすい。
５０重量％が好ましく５重量％より少ない場合には、耐
スポーリング性が不十分となり、５０重量％より多いと
使用時に過焼結になりやすい。
【００１６】また、使用する粒度については、骨材とし
て使用したほうがより原料の特性を生かすことができ、
このましくは０．１以上ｍｍである。
て使用したほうがより原料の特性を生かすことができ、
このましくは０．１以上ｍｍである。
【００１７】本発明で使用するアルミナ系原料とは本発
明のアルミナ・シリカ以外のアルミナ質原料を主成分と
するもので、例えば、球状アルミナ、焼結アルミナ、電
融アルミナ、アルミナ・ジルコニアあるいはアルミナ・
スピネル等の１種または２種以上を主成分としこれに電
融ムライト、合成ムライト、シャモット、粘土、ジルコ
ニアムライトあるいは酸化クロム等の１種または２種以
上を少量含有するものである。
明のアルミナ・シリカ以外のアルミナ質原料を主成分と
するもので、例えば、球状アルミナ、焼結アルミナ、電
融アルミナ、アルミナ・ジルコニアあるいはアルミナ・
スピネル等の１種または２種以上を主成分としこれに電
融ムライト、合成ムライト、シャモット、粘土、ジルコ
ニアムライトあるいは酸化クロム等の１種または２種以
上を少量含有するものである。
【００１８】ただし、アルミナ系原料中のＳｉＯ2量が
多くなるとアルミナ・シリカ原料を使用した効果がなく
なる。つまり、従来のムライト中のＳｉＯ2量を減ら
し、原料粒子の軟化変形あるいは他の骨材との過焼結を
防止しているのに対して、併用するアルミナ系原料中の
ＳｉＯ2量が多すぎると、この部分自体が軟化変形した
り過焼結となってしまう。従って、アルミナ系原料中の
ＳｉＯ2量の規定が必要である。
多くなるとアルミナ・シリカ原料を使用した効果がなく
なる。つまり、従来のムライト中のＳｉＯ2量を減ら
し、原料粒子の軟化変形あるいは他の骨材との過焼結を
防止しているのに対して、併用するアルミナ系原料中の
ＳｉＯ2量が多すぎると、この部分自体が軟化変形した
り過焼結となってしまう。従って、アルミナ系原料中の
ＳｉＯ2量の規定が必要である。
【００１９】しかしながら、アルミナ系原料の使用量
は、アルミナ・シリカ原料の使用量によって変わるた
め、アルミナ系原料中のシリカ量を規定することは無意
味である。従って、原料全体のＳｉＯ2含有量を規定す
ることで、アルミナ・シリカ原料の使用量に応じて、ア
ルミナ系原料のＳｉＯ2量が規定されるように全体の耐
火原料中のＳｉＯ2量を規定したのである。
は、アルミナ・シリカ原料の使用量によって変わるた
め、アルミナ系原料中のシリカ量を規定することは無意
味である。従って、原料全体のＳｉＯ2含有量を規定す
ることで、アルミナ・シリカ原料の使用量に応じて、ア
ルミナ系原料のＳｉＯ2量が規定されるように全体の耐
火原料中のＳｉＯ2量を規定したのである。
【００２０】シリカ成分は１０重量％より多いと、耐熱
性が不足し軟化変形や過焼結になりやすく、１重量％以
下では、焼成時に焼結不足となり十分な強度が得られな
い問題がある。
性が不足し軟化変形や過焼結になりやすく、１重量％以
下では、焼成時に焼結不足となり十分な強度が得られな
い問題がある。
【００２１】これらの原料に対してバインダ一等を添加
し、混練後成形し乾燥、焼成することで、高温使用でも
バブリング信頼性に優れた通気性耐火物が得られる。
し、混練後成形し乾燥、焼成することで、高温使用でも
バブリング信頼性に優れた通気性耐火物が得られる。
【００２２】
【実施例】表１に示す配合物に、水とバインダーを添加
し混練後、オイルプレスで成形し、乾燥後１６００°Ｃ
以上の温度で焼成することで通気性耐火物を得た。この
際にアルミナとシリカの組成比の異なる各々のアルミナ
・シリカ原料を使用して製造した。
し混練後、オイルプレスで成形し、乾燥後１６００°Ｃ
以上の温度で焼成することで通気性耐火物を得た。この
際にアルミナとシリカの組成比の異なる各々のアルミナ
・シリカ原料を使用して製造した。
【００２３】
【表１】 製品の評価は、焼成後のサンプルを１８５０°Ｃの雰囲
気で３時間保持する加熱テス卜を行った後、サンプルを
カットして過焼結の度合いを観察し、合わせて通気率を
測定した。また、耐スポーリング性を評価するために、
５０×５０×５０ｍｍの試験片を１０００°Ｃの炉に投
入し３分キープ後取り出す操作を繰り返して損傷状態を
観察した。この結果を表２に示す。
気で３時間保持する加熱テス卜を行った後、サンプルを
カットして過焼結の度合いを観察し、合わせて通気率を
測定した。また、耐スポーリング性を評価するために、
５０×５０×５０ｍｍの試験片を１０００°Ｃの炉に投
入し３分キープ後取り出す操作を繰り返して損傷状態を
観察した。この結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】 表２に示す実施例１は、表１に示す配合においてＡｌ2
Ｏ3 ９８重量％、ＳｉＯ2 ２重量％からなるアルミナ
・シリカ原料を使用したもので、焼成後、加熱テストを
行ったあとサンプルをカットし断面を観察したところ、
過焼結ではなく良好であり、通気率も問題なかった。ス
ポーリングテストにおいても良好であった。実施例２〜
４についても、同様に良好な結果を示している。
Ｏ3 ９８重量％、ＳｉＯ2 ２重量％からなるアルミナ
・シリカ原料を使用したもので、焼成後、加熱テストを
行ったあとサンプルをカットし断面を観察したところ、
過焼結ではなく良好であり、通気率も問題なかった。ス
ポーリングテストにおいても良好であった。実施例２〜
４についても、同様に良好な結果を示している。
【００２５】これに対して、アルミナが規定量より多い
アルミナが９９％の比較例１は耐スポーリングに問題が
あり、一方アルミナが少ない比較例２及び３では過焼結
となった。さらに不純物の多い原料を使用した比較例５
及び６は、過焼結となり不良であった。
アルミナが９９％の比較例１は耐スポーリングに問題が
あり、一方アルミナが少ない比較例２及び３では過焼結
となった。さらに不純物の多い原料を使用した比較例５
及び６は、過焼結となり不良であった。
【００２６】表３にアルミナ・シリカ原料の添加量に関
する実施例を示す。同表の実施例及び比較例にはＡｌ2
Ｏ3 ９５重量％、ＳｉＯ2 ５重量％からなるアルミナ
・シリカ電融原料を使用し、表２と同様な方法で製造し
評価した。
する実施例を示す。同表の実施例及び比較例にはＡｌ2
Ｏ3 ９５重量％、ＳｉＯ2 ５重量％からなるアルミナ
・シリカ電融原料を使用し、表２と同様な方法で製造し
評価した。
【００２７】
【表３】 実施例７から実施例１２までは、本発明の範囲内であり
良好である。比較例７はアルミナ・シリカ原料の添加量
が３重量％と少ないため、その使用効果が得られず、耐
スポーリング性に劣る結果となった。比較例８はアルミ
ナ・シリカ原料が６０重量％と多すぎるため、過焼結と
なり不良であった。
良好である。比較例７はアルミナ・シリカ原料の添加量
が３重量％と少ないため、その使用効果が得られず、耐
スポーリング性に劣る結果となった。比較例８はアルミ
ナ・シリカ原料が６０重量％と多すぎるため、過焼結と
なり不良であった。
【００２８】表４に、シリカ含有量の影響について検討
した結果を示す。同表においては、Ａｌ2Ｏ3 ９０重量
％、ＳｉＯ2 １０重量％からなるアルミナ・シリカ原
料を使用し、表２と同様な方法で製造し評価した。
した結果を示す。同表においては、Ａｌ2Ｏ3 ９０重量
％、ＳｉＯ2 １０重量％からなるアルミナ・シリカ原
料を使用し、表２と同様な方法で製造し評価した。
【００２９】
【表４】 同表の実施例１３は、配合全体のＳｉＯ2が３．３重量
％であり、過焼結ではなくしかも耐スポーリング性も良
好であった。実施例１４及び実施例１５も同様であっ
た。
％であり、過焼結ではなくしかも耐スポーリング性も良
好であった。実施例１４及び実施例１５も同様であっ
た。
【００３０】しかし、比較例９はＳｉＯ2が１１．５重
量％であり、過焼結となり不良であった。
量％であり、過焼結となり不良であった。
【００３１】
【発明の効果】アルミナ・シリカ原料を使用すること
で、従来のムライト原料を使用した材料より耐熱性が向
上し、使用中の組織の過焼結がなくなり、ポーラスプラ
グに使用したときのバブリング信頼性が向上する。
で、従来のムライト原料を使用した材料より耐熱性が向
上し、使用中の組織の過焼結がなくなり、ポーラスプラ
グに使用したときのバブリング信頼性が向上する。
【００３２】なお、本発明の通気性耐火物はポーラスプ
ラグのみならず、タンデッシュの上ノズル用その他の気
体導入耐火部材としても有効である。
ラグのみならず、タンデッシュの上ノズル用その他の気
体導入耐火部材としても有効である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌ2Ｏ3を８５〜９８重量％とＳｉＯ2
を１〜１５重量％を含有し、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の両成
分の合計量が９８重量％以上のアルミナ・シリカ原料を
５〜５０重量％と、残部がアルミナ系耐火原料からな
り、全耐火物原料中のＳｉＯ2含有量が１〜１０重量％
であることを特徴とする通気性耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9059682A JPH10251054A (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 通気性耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9059682A JPH10251054A (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 通気性耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251054A true JPH10251054A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13120226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9059682A Pending JPH10251054A (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 通気性耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10251054A (ja) |
-
1997
- 1997-03-13 JP JP9059682A patent/JPH10251054A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040116 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060731 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060818 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061208 |