JPH11171656A - 浸漬ランス用キャスタブル耐火物 - Google Patents

浸漬ランス用キャスタブル耐火物

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JPH11171656A
JPH11171656A JP35248097A JP35248097A JPH11171656A JP H11171656 A JPH11171656 A JP H11171656A JP 35248097 A JP35248097 A JP 35248097A JP 35248097 A JP35248097 A JP 35248097A JP H11171656 A JPH11171656 A JP H11171656A
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JP
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alumina
fumed silica
average particle
cement
castable refractory
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JP35248097A
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English (en)
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Koji Saito
幸治 齊藤
Kazuaki Matsuo
和昭 松尾
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Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浸漬ランスの製造歩留まり及び耐用寿命を大
幅に向上し得る浸漬ランス用キャスタブル耐火物を提供
する。 【解決手段】 アルミナセメントを結合剤とするAl2
3 −SiO2 質低セメントキャスタブル中に、CaO
0.5〜1.0wt%、ヒュームドシリカ0.5〜2wt
%、アルミナ超微粉3〜10wt%及び水硬性アルミナセ
メント0.5〜3.0wt%含有させる。

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、溶鋼等の溶
融金属に対して脱硫、脱燐、温度調整等の処理を施すた
め、不活性ガスあるいは不活性ガスと共に各種処理剤を
溶融金属中に吹き込む浸漬ランス用キャスタブル耐火物
に関する。
【0002】
【従来の技術】浸漬ランスは、鋼製のランスパイプの外
周をキャスタブル耐火物で被覆してなるもので、約13
00〜1750℃の温度の溶融金属に対し、無予熱で浸
漬と引き上げを繰り返して使用され、そのキャスタブル
耐火物が急熱・急冷の熱衝撃を繰り返し受けたり、ガス
等の吹き込みによる溶融金属の撹拌に伴う機械的応力や
処理剤からの化学的侵食を受けたりして損傷するのを防
止するため、通常、アルミナセメントを結合剤とし、シ
リカフラワーや仮焼アルミナ等の超微粉を配合して低水
分で流動性を付与させた高アルミナ質の低セメント高強
度キャスタブルをキャスタブル耐火物として用いている
(「セラミックデータブック’91」工業製品技術協会
発行,第223〜230頁参照)。しかし、この浸漬ラ
ンス用キャスタブル耐火物は、アルミナセメントを結合
剤とするため、アルミナセメントに含まれるCaOが高
温下においてゲーレナイト(2CaO・Al23 ・S
iO2 )等の低融点化合物を生成し、この低融点化合物
が液相を生成して組織の焼結を促進し、急熱・急冷に起
因した熱応力に対する緩和能力を急速に低下させるの
で、熱応力や前述した機械的応力により亀裂が発生し、
浸漬ランスとしての寿命を短くする不具合がある。又、
流動性を付与して低水分化を図ったり、凝集による強度
の発現を図るシリカフラワーや仮焼アルミナ等の超微粉
が、高温下においてアルミナセメントやFe23 ,N
2 O,K2 O,MgO等の不純物と反応して液相を生
成し、CaOと同様に組織の焼結の促進、緩和能力の急
速な低下及び亀裂の発生を招来し、浸漬ランスとしての
寿命を短くする不具合がある。従来、かかる不具合に対
処するため、アルミナセメントを結合剤とするAl23
−SiO2 質低セメントキャスタブル中に、CaO
0.4〜0.8wt%、ヒュームドシリカ3wt%以下及び
アルミナ超微粉0.5〜5wt%含有するようにし、耐ス
ポーリング性を向上させて耐用寿命の向上を図ったもの
が知られている(特開平9−132466号公報(特願
平7−309799号))参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
浸漬ランス用キャスタブル耐火物では、CaOの含有率
を少なくし、かつヒュームドシリカ及びアルミナ超微粉
の含有率を限定することにより、耐スポーリング性が向
上する反面、成形体の強度低下を引き起こしている。こ
れにより、浸漬ランスの鋳込み終了後の脱型から乾燥工
程における製造時のハンドリングの際に、成形体に亀裂
や欠けが発生し易く、製造歩留まりの低下をもたらして
いる。又、通常の高アルミナ質低セメントキャスタブル
耐火物に比べると、耐スポーリング性向上の効果は高く
耐用寿命の向上は図られるが、使用後の浸漬ランスを調
査したところ、スポーリングの原因となるマトリックス
の過焼結が認められ、過焼結抑制の観点から未だ不十分
であり、改良の必要がある。そこで、本発明は、成形体
の強度向上を図り、かつ過焼結を一層抑制することによ
り、浸漬ランスの製造歩留まり及び耐用寿命を大幅に向
上し得る浸漬ランス用キャスタブル耐火物を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の浸漬ランス用キャスタブル耐火物は、アル
ミナセメントを結合剤とするAl23 −SiO2 質低
セメントキャスタブル中に、CaO0.5〜1.0wt
%、ヒュームドシリカ0.5〜2wt%、アルミナ超微粉
3〜10wt%及び水硬性アルミナ0.5〜3.0wt%含
有することを特徴とする。前記ヒュームドシリカの平均
粒径は0.1〜0.2μm、アルミナ超微粉の平均粒径
は1〜5μm、水硬性アルミナの平均粒径は10〜15
μmであることが好ましい。
【0005】CaO0.5〜1.0wt%、ヒュームドシ
リカ0.5〜2wt%、アルミナ超微粉3〜10wt%及び
水硬性アルミナ0.5〜3.0wt%を、アルミナセメン
トを結合剤とするAl23 −SiO2 質低セメントキ
ャスタブル中に含有させることにより、成形体の強度が
向上し、かつ使用時におけるキャスタブル耐火物の組織
の過焼結が一層抑制される。CaOの含有量が、0.5
wt%未満であると、成形体の強度不足により、そのハン
ドリング時に亀裂や欠け等の不具合を生じ易く、使用時
の熱衝撃に伴う応力によっても組織が脆弱化し、耐用性
の低下をもたらす。一方、1.0wt%を超えると、組織
の焼結が促進され、耐スポーリング性が著しく低下す
る。ヒュームドシリカとアルミナ超微粉はキャスタブル
耐火物の流動性と強度の向上に必要不可欠ではある。ヒ
ュームドシリカ0.5wt%未満、アルミナ超微粉3wt%
未満では流動性の向上効果が認められず、またヒューム
ドシリカ2.0wt%を超え、アルミナ超微粉10wt%を
超えると組織の過焼結が促進し、耐スポーリング性が低
下する。ヒュームドシリカは、アルミナ超微粉に比べ焼
結性は高いので、ヒュームドシリカ0.5〜1.0wt
%、アルミナ超微粉5〜10wt%の添加が、より好まし
い。又、水硬性アルミナは、製造時の成形体の強度向上
を図るとともに、耐スポーリング性の向上も図ることが
出来る。水硬性アルミナとは、水硬性を有する遷移アル
ミナのことであり、水の添加により、バイヤライトとベ
ーマイトゲルを生成し、ゲル化することにより強度を発
現する。そして、遷移アルミナが最終的にα−Al2
3 になる過程において体積変化を繰り返すことにより、
粒子間に空壁を作って過焼結を抑制すると同時に、この
空壁がマイクロクラックのように作用し、耐スポーリン
グ性を向上させるものと考える。水硬性アルミナが0.
5wt%未満の場合は、強度及び耐スポーリング性向上の
効果は認められない。0.5〜3.0wt%内の添加であ
れば、増量による強度及び耐スポーリング性向上の効果
は認められるが、3.0wt%を超えてもその効果は3.
0wt%とほぼ同等であり、また水硬性アルミナは高価で
あるために材料のコストアップにつながる。強度、耐ス
ポーリング性向上効果及びコスト面から考えると、1.
0〜2.0wt%の水硬性アルミナの添加がより好まし
い。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る浸漬ランス用
キャスタブル耐火物の実施の形態について具体的な実施
例と比較例を参照して説明する。 実施例1〜27、比較例1〜8 先ず、粒径1〜5mmのムライトとアンダリューサイトを
合算で70wt%、粒径0.1〜1mmのアルミナ20wt%
及び粒径0.01〜0.1mmのアルミナ微粉10wt%を
基本配合とするAl23 −SiO2 質のものを用い、
これに平均粒径0.1μmのヒュームドシリカ、及び平
均粒径2.5μmのアルミナ超微粉を、それぞれ表1〜
表4に示すように添加すると共に、CaOの含有量が表
1〜表4に示すようになるようにアルミナセメントを添
加して実施例1〜27、比較例1〜8の浸漬ランス用キ
ャスタブル耐火物を得た。次いで、各例のキャスタブル
耐火物により、直径34mmの鋼管からなるランスパイプ
の外周を直径130mm、長さ300mmに亘って被覆して
浸漬ランスのサンプルをそれぞれ得、各サンプルの浸漬
ランスをそのランスパイプに4kg/cm2の圧力の空気を供
給しながら1400℃の温度の電気炉に15分間挿入し
た後、電気炉から抜き出し、空気の供給を停止して大気
中で30分間冷却する熱衝撃を20回加えるスポーリン
グ試験を行った。スポーリング試験結果は、試験後のサ
ンプルを切断し、切断面の亀裂の発生状況を目視により
観察し、表1〜表4において、従来品を基準として〇で
表示し、基準より良好なものを◎、やや悪いものを△、
悪いものを×で示した。
【0007】
【表1】
【0008】
【表2】
【0009】
【表3】
【0010】
【表4】
【0011】表1〜表4からCaO0.5〜1.0wt
%、ヒュームドシリカ0.5〜2wt%、アルミナ超微粉
3〜10wt%とすることにより、耐スポーリングが従来
品に相当する比較例8のものより良好となり、上記範囲
から外れると耐スポーリング性が悪いことがわかる。な
お、ヒュームドシリカが添加されない比較例6では、流
動不良のために成形ができず、又、CaOが0.3wt%
の比較例7では、製造時に亀裂が発生した。
【0012】一方、溶銑中の脱硫処理を目的とし、Ca
O粉末を2ton 吹き込むためのインジェクションランス
として適宜のキャスタブル耐火物を用いたものを実機試
験したところ、製造歩留まり及び耐用寿命は表1〜表4
に示すようになった。表1〜表4において空欄のキャス
タブル耐火物については、実機試験を実施していない。
【0013】表1〜表4からわかるように、本発明に係
る浸漬ランス用キャスタブル耐火物は、従来のものと比
較して製造歩留まり及び耐用寿命の大幅な向上が認めら
れた。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の浸漬ラン
ス用キャスタブル耐火物によれば、成形体の強度が向上
するので、鋳込み終了後の脱型から乾燥工程におけるハ
ンドリングの際に発生する成形体の亀裂や欠けを防止で
き、製造歩留まりを大幅に高めることができると共に、
使用時における組織の過焼結が一層抑制されるので、耐
スポーリング性が著しく向上し、従来に比して浸漬ラン
スの耐用寿命を大幅に向上させることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナセメントを結合剤とするAl2
    3 −SiO2 質低セメントキャスタブル中に、CaO
    0.5〜1.0wt%、ヒュームドシリカ0.5〜2wt
    %、アルミナ超微粉3〜10wt%及び水硬性アルミナ
    0.5〜3.0wt%含有することを特徴とする浸漬ラン
    ス用キャスタブル耐火物。
  2. 【請求項2】 前記ヒュームドシリカの平均粒径が0.
    1〜0.2μm、アルミナ超微粉の平均粒径が1〜5μ
    m、水硬性アルミナの平均粒径が10〜15μmである
    ことを特徴とする請求項1記載の浸漬ランス用キャスタ
    ブル耐火物。
JP35248097A 1997-12-05 1997-12-05 浸漬ランス用キャスタブル耐火物 Pending JPH11171656A (ja)

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