JPH11199335A - キャスタブル耐火物 - Google Patents
キャスタブル耐火物Info
- Publication number
- JPH11199335A JPH11199335A JP10018174A JP1817498A JPH11199335A JP H11199335 A JPH11199335 A JP H11199335A JP 10018174 A JP10018174 A JP 10018174A JP 1817498 A JP1817498 A JP 1817498A JP H11199335 A JPH11199335 A JP H11199335A
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- Japan
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- alumina
- castable refractory
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- sio2
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加熱、冷却における反応膨張、熱膨張、収縮
を抑制して、発生応力を低減させ、施工体の耐用性を向
上させることが可能なキャスタブル耐火物を提供する。 【解決手段】 粒子径０．１mmより大きい部分に、Ａｌ
2Ｏ3を主成分とするアルミナ質原料及び／又はＡｌ2Ｏ3
とＳｉＯ2を主成分とするムライト質原料を使用し、粒
子径０．１mm以下の部分に、Ａｌ2Ｏ3を主成分とするア
ルミナ質原料及びＳｉＯ2を主成分とするシリカ質原料
を使用するとともに、粒子径０．１mm以下の部分におけ
るＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の化学組成比をＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3
＝２０／８０〜５０／５０の範囲とする。
を抑制して、発生応力を低減させ、施工体の耐用性を向
上させることが可能なキャスタブル耐火物を提供する。 【解決手段】 粒子径０．１mmより大きい部分に、Ａｌ
2Ｏ3を主成分とするアルミナ質原料及び／又はＡｌ2Ｏ3
とＳｉＯ2を主成分とするムライト質原料を使用し、粒
子径０．１mm以下の部分に、Ａｌ2Ｏ3を主成分とするア
ルミナ質原料及びＳｉＯ2を主成分とするシリカ質原料
を使用するとともに、粒子径０．１mm以下の部分におけ
るＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の化学組成比をＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3
＝２０／８０〜５０／５０の範囲とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属容器など
の内張りに使用するのに適したキャスタブル耐火物に関
する。
の内張りに使用するのに適したキャスタブル耐火物に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
溶鋼取鍋などの溶融金属容器の内張りに使用される耐火
物としては、ジルコン質原料を使用するキャスタブル耐
火物が一般的に使用されてきた。このジルコン質キャス
タブル耐火物は、比較的コストが安く、また性能的にも
熱スポーリング、構造スポーリングなどの発生が少ない
という特徴を有している。
溶鋼取鍋などの溶融金属容器の内張りに使用される耐火
物としては、ジルコン質原料を使用するキャスタブル耐
火物が一般的に使用されてきた。このジルコン質キャス
タブル耐火物は、比較的コストが安く、また性能的にも
熱スポーリング、構造スポーリングなどの発生が少ない
という特徴を有している。
【０００３】しかしながら、近年高級鋼の需要の増大に
ともなって、溶鋼取鍋などでの処理条件も過酷化し、ジ
ルコン質キャスタブル耐火物では耐食性が不十分である
ことが指摘されるに至っている。
ともなって、溶鋼取鍋などでの処理条件も過酷化し、ジ
ルコン質キャスタブル耐火物では耐食性が不十分である
ことが指摘されるに至っている。
【０００４】そこで、このジルコン質キャスタブル耐火
物に代わって、アルミナ質原料とスピネル質原料を配合
したアルミナ・スピネル質キャスタブル耐火物が提案さ
れている。このアルミナ・スピネル質キャスタブル耐火
物は、配合されたスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）が、稼働面
から浸透しようとする鉄酸化物をとらえて高融点物質を
形成し、組織を緻密化する働きをすること、ＳｉＯ2な
どの低融点物質の含有量が少ないことなどから、優れた
耐食性、耐スラグ浸透性を発揮するとという特徴を有し
ている。
物に代わって、アルミナ質原料とスピネル質原料を配合
したアルミナ・スピネル質キャスタブル耐火物が提案さ
れている。このアルミナ・スピネル質キャスタブル耐火
物は、配合されたスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）が、稼働面
から浸透しようとする鉄酸化物をとらえて高融点物質を
形成し、組織を緻密化する働きをすること、ＳｉＯ2な
どの低融点物質の含有量が少ないことなどから、優れた
耐食性、耐スラグ浸透性を発揮するとという特徴を有し
ている。
【０００５】しかし、このアルミナ・スピネル質キャス
タブル耐火物においても、高温、長時間保持の条件下で
は、なお耐食性、耐スラグ浸透性が不十分であることが
指摘されている。
タブル耐火物においても、高温、長時間保持の条件下で
は、なお耐食性、耐スラグ浸透性が不十分であることが
指摘されている。
【０００６】そこで、このアルミナ・スピネル質キャス
タブル耐火物の耐食性、耐スラグ浸透性をさらに向上さ
せたものとして、アルミナ原料とマグネシア原料とを配
合したアルミナ・マグネシア質キャスタブル耐火物が提
案されるに至っている。
タブル耐火物の耐食性、耐スラグ浸透性をさらに向上さ
せたものとして、アルミナ原料とマグネシア原料とを配
合したアルミナ・マグネシア質キャスタブル耐火物が提
案されるに至っている。
【０００７】しかし、このアルミナ・マグネシア質のキ
ャスタブル耐火物は耐食性に優れているものの、スピネ
ル生成膨張や、熱膨張に伴う応力の発生により、亀裂や
剥離が発生して大きく損傷する場合があり、必ずしも信
頼性が十分ではないという問題点がある。
ャスタブル耐火物は耐食性に優れているものの、スピネ
ル生成膨張や、熱膨張に伴う応力の発生により、亀裂や
剥離が発生して大きく損傷する場合があり、必ずしも信
頼性が十分ではないという問題点がある。
【０００８】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、加熱、冷却における反応膨張や、熱膨張、収縮を抑
制して、発生応力を低減し、施工体の耐用性を向上させ
ることが可能なキャスタブル耐火物を提供することを目
的とする。
り、加熱、冷却における反応膨張や、熱膨張、収縮を抑
制して、発生応力を低減し、施工体の耐用性を向上させ
ることが可能なキャスタブル耐火物を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者等は、上記問題点
を解決するために、キャスタブル耐火物が、 使用中の加熱によって反応生成膨張や、熱膨張を発生
し、施工体内部に応力を発生すること、 繰り返し加熱冷却を行うことにより、応力に耐えられ
ず、内部に亀裂が発生すること、 亀裂部分にはスラグや溶融金属が侵入し、剥離を発生
させること などの亀裂、剥離を発生のメカニズムについて検討を行
い、施工体の反応生成膨張及び熱膨張の発生を抑制する
ことによって、亀裂、剥離を抑制することができるので
はないかと考えるに至り、種々の実験を行って、粒子径
０．１mm以下の微粒部分にアルミナとシリカを配した場
合、使用中の加熱によりムライトを生成して、低熱膨張
特性が得られ、その結果として、キャスタブル耐火物の
亀裂や剥離が抑制されることを知った。発明者等は、こ
れらの知見に基づいてさらに実験、検討を行い、本発明
を完成した。
を解決するために、キャスタブル耐火物が、 使用中の加熱によって反応生成膨張や、熱膨張を発生
し、施工体内部に応力を発生すること、 繰り返し加熱冷却を行うことにより、応力に耐えられ
ず、内部に亀裂が発生すること、 亀裂部分にはスラグや溶融金属が侵入し、剥離を発生
させること などの亀裂、剥離を発生のメカニズムについて検討を行
い、施工体の反応生成膨張及び熱膨張の発生を抑制する
ことによって、亀裂、剥離を抑制することができるので
はないかと考えるに至り、種々の実験を行って、粒子径
０．１mm以下の微粒部分にアルミナとシリカを配した場
合、使用中の加熱によりムライトを生成して、低熱膨張
特性が得られ、その結果として、キャスタブル耐火物の
亀裂や剥離が抑制されることを知った。発明者等は、こ
れらの知見に基づいてさらに実験、検討を行い、本発明
を完成した。
【００１０】すなわち、本発明のキャスタブル耐火物
は、粒子径０．１mmより大きい部分に、Ａｌ2Ｏ3を主成
分とするアルミナ質原料及び／又はＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2
を主成分とするムライト質原料を使用し、粒子径０．１
mm以下の部分に、Ａｌ2Ｏ3を主成分とするアルミナ質原
料及びＳｉＯ2を主成分とするシリカ質原料を使用する
とともに、粒子径０．１mm以下の部分におけるＳｉＯ2
とＡｌ2Ｏ3の化学組成比を、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3＝２０
／８０〜５０／５０の範囲としたことを特徴としてい
る。
は、粒子径０．１mmより大きい部分に、Ａｌ2Ｏ3を主成
分とするアルミナ質原料及び／又はＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2
を主成分とするムライト質原料を使用し、粒子径０．１
mm以下の部分に、Ａｌ2Ｏ3を主成分とするアルミナ質原
料及びＳｉＯ2を主成分とするシリカ質原料を使用する
とともに、粒子径０．１mm以下の部分におけるＳｉＯ2
とＡｌ2Ｏ3の化学組成比を、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3＝２０
／８０〜５０／５０の範囲としたことを特徴としてい
る。
【００１１】本発明のキャスタブル耐火物において、
０．１mm以下のアルミナとシリカ原料は、使用中の加熱
によって、ムライトを生成する。ムライトは、一般的な
耐火物原料として使用される複合酸化物の中では、最も
熱膨張率が小さい。そして、熱膨張率が小さいムライト
を生成することにより、熱間での発生応力が小さくな
り、亀裂、剥離の発生が抑制されることになる。
０．１mm以下のアルミナとシリカ原料は、使用中の加熱
によって、ムライトを生成する。ムライトは、一般的な
耐火物原料として使用される複合酸化物の中では、最も
熱膨張率が小さい。そして、熱膨張率が小さいムライト
を生成することにより、熱間での発生応力が小さくな
り、亀裂、剥離の発生が抑制されることになる。
【００１２】また、反応によって、ムライトが生成する
ことから、マトリックスの結合は強固となり、シリカを
比較的多く含むにもかかわらず、優れた耐食性が発現す
る。
ことから、マトリックスの結合は強固となり、シリカを
比較的多く含むにもかかわらず、優れた耐食性が発現す
る。
【００１３】以下、さらに本発明の構成について具体的
に説明する。本発明のキャスタブル耐火物において、粒
子径０．１mm以下のＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の化学組成比
は、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3＝２０／８０〜５０／５０の範
囲とすることが好ましいが、これは、ＳｉＯ2の割合が
この範囲を下回るとムライトの生成が不十分になり、膨
張率が大きくなることを防止できず、また、ＳｉＯ2の
割合がこの範囲を上回るとシリカリッチな組成となり、
耐食性が低下することによる。
に説明する。本発明のキャスタブル耐火物において、粒
子径０．１mm以下のＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の化学組成比
は、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3＝２０／８０〜５０／５０の範
囲とすることが好ましいが、これは、ＳｉＯ2の割合が
この範囲を下回るとムライトの生成が不十分になり、膨
張率が大きくなることを防止できず、また、ＳｉＯ2の
割合がこの範囲を上回るとシリカリッチな組成となり、
耐食性が低下することによる。
【００１４】なお、シリカ原料としては、結晶質、非晶
質を問わずに使用することが可能であるが、ＳｉＯ2を
９５％以上含有していることが必要である。これは、Ｓ
ｉＯ2が９５％未満の場合、不純物の影響により、高温
で液相を生成して焼結過多になり、亀裂が発生するとと
もに、耐食性が低下することによる。
質を問わずに使用することが可能であるが、ＳｉＯ2を
９５％以上含有していることが必要である。これは、Ｓ
ｉＯ2が９５％未満の場合、不純物の影響により、高温
で液相を生成して焼結過多になり、亀裂が発生するとと
もに、耐食性が低下することによる。
【００１５】また、アルミナ原料としては、焼結品、電
融品のいずれをも使用することができるが、アルミナ原
料中のＡｌ2Ｏ3含有量は９５％以上、好ましくは９８％
以上あることが必要である。これは、Ａｌ2Ｏ3含有量が
９５％未満の場合、不純物の影響により、高温で液相を
生成して焼結過多になり、亀裂が発生するとともに、耐
食性も低下することによる。
融品のいずれをも使用することができるが、アルミナ原
料中のＡｌ2Ｏ3含有量は９５％以上、好ましくは９８％
以上あることが必要である。これは、Ａｌ2Ｏ3含有量が
９５％未満の場合、不純物の影響により、高温で液相を
生成して焼結過多になり、亀裂が発生するとともに、耐
食性も低下することによる。
【００１６】なお、アルミナ原料として、流動性の向上
や、ムライト生成反応の促進を目的として、仮焼アルミ
ナや水硬性アルミナなどのアルミナ超微粉原料を使用す
ることも可能である。
や、ムライト生成反応の促進を目的として、仮焼アルミ
ナや水硬性アルミナなどのアルミナ超微粉原料を使用す
ることも可能である。
【００１７】また、粒子径０．１mmより大きいアルミナ
質原料には、特に限定はなく、コスト、充填性、作業性
などを考慮し、種々の原料を適宜選択することが可能で
ある。例えば、電融アルミナ、焼結アルミナなどの合成
原料、天然コランダム、ボーキサイトなどの天然原料な
どを使用することが可能である。なお、最大粒子径６０
mm程度の粗大粒を添加することも可能である。
質原料には、特に限定はなく、コスト、充填性、作業性
などを考慮し、種々の原料を適宜選択することが可能で
ある。例えば、電融アルミナ、焼結アルミナなどの合成
原料、天然コランダム、ボーキサイトなどの天然原料な
どを使用することが可能である。なお、最大粒子径６０
mm程度の粗大粒を添加することも可能である。
【００１８】また、粒子径０．１mmより大きいムライト
質原料としては、焼結品、電融品のいずれをも使用する
ことが可能であるが、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の合計の割合
が９５％以上であることが必要である。これは、Ａｌ2
Ｏ3とＳｉＯ2の合計の割合が９５％未満の場合、耐食性
が低下し好ましくないことによる。また、最大粒子径６
０mm程度の粗大粒を添加することも可能である。
質原料としては、焼結品、電融品のいずれをも使用する
ことが可能であるが、Ａｌ2Ｏ3とＳｉＯ2の合計の割合
が９５％以上であることが必要である。これは、Ａｌ2
Ｏ3とＳｉＯ2の合計の割合が９５％未満の場合、耐食性
が低下し好ましくないことによる。また、最大粒子径６
０mm程度の粗大粒を添加することも可能である。
【００１９】また、本発明のキャスタブル耐火物におい
ては、従来公知の結合材、分散剤などを添加することも
可能である。
ては、従来公知の結合材、分散剤などを添加することも
可能である。
【００２０】なお、本発明のキャスタブル耐火物は、水
などの液体とともに混練して所定の型枠に流し込み、硬
化後脱枠することにより、所定形状の成形体を得ること
ができる。
などの液体とともに混練して所定の型枠に流し込み、硬
化後脱枠することにより、所定形状の成形体を得ること
ができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに示し
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。各
原料を、表１に示すような割合で配合して、流し込み用
のキャスタブル耐火物を調製した。なお、表３に各原料
の化学組成を示す。
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。各
原料を、表１に示すような割合で配合して、流し込み用
のキャスタブル耐火物を調製した。なお、表３に各原料
の化学組成を示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１の実施例１〜４は、０．１mmより大き
い部分にアルミナ原料を使用したものである。また、実
施例５〜８は、０．１mmより大きい部分にムライト原料
を使用したものである。
い部分にアルミナ原料を使用したものである。また、実
施例５〜８は、０．１mmより大きい部分にムライト原料
を使用したものである。
【００２４】そして、このキャスタブル耐火物を、水で
混練して型枠に流し込み、成形体（試料）を作成した。
混練して型枠に流し込み、成形体（試料）を作成した。
【００２５】また、比較のため、表２に示すように、本
発明の範囲外の割合で各原料を配合した比較例のキャス
タブル耐火物を調製し、この比較例のキャスタブル耐火
物を、水で混練して型枠に流し込み、成形体（比較例の
試料）を作成した。
発明の範囲外の割合で各原料を配合した比較例のキャス
タブル耐火物を調製し、この比較例のキャスタブル耐火
物を、水で混練して型枠に流し込み、成形体（比較例の
試料）を作成した。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】なお、比較例１〜４は、本発明の範囲を越
えて０．１mm以下のシリカ量を変化させたものである。
また、比較例５は、従来のアルミナ・スピネル質であ
る。また、比較例６は、従来のアルミナ・マグネシア質
である。
えて０．１mm以下のシリカ量を変化させたものである。
また、比較例５は、従来のアルミナ・スピネル質であ
る。また、比較例６は、従来のアルミナ・マグネシア質
である。
【００２９】上記のようにして作成した実施例の試料及
び比較例の試料について、ＪＩＳＲ２５５５−１９８１
に準じて、熱間線膨張率を測定するとともに、ＪＩＳ
Ｒ２５５４−１９７６に準じて、焼成後の線変化率を測
定した。また、ＪＩＳ Ｒ２６５７−１９９５に準じて
急熱−急冷によるスポーリング試験を行い、試料表面の
１／２が剥落した時点の加熱−冷却のサイクル数を測定
した。上記の測定結果を表１及び表２に示す。
び比較例の試料について、ＪＩＳＲ２５５５−１９８１
に準じて、熱間線膨張率を測定するとともに、ＪＩＳ
Ｒ２５５４−１９７６に準じて、焼成後の線変化率を測
定した。また、ＪＩＳ Ｒ２６５７−１９９５に準じて
急熱−急冷によるスポーリング試験を行い、試料表面の
１／２が剥落した時点の加熱−冷却のサイクル数を測定
した。上記の測定結果を表１及び表２に示す。
【００３０】表１、表２より、本発明のキャスタブル耐
火物を用いて形成した成形体（試料）は、比較例の試料
に比べて熱間線膨張率が概ね小さく、また焼成後の線変
化率も小さいことがわかる。また、表１、表２に示すよ
うに、スポーリングに至る回数も従来のキャスタブル耐
火物に比べて多くなっていることがわかる。
火物を用いて形成した成形体（試料）は、比較例の試料
に比べて熱間線膨張率が概ね小さく、また焼成後の線変
化率も小さいことがわかる。また、表１、表２に示すよ
うに、スポーリングに至る回数も従来のキャスタブル耐
火物に比べて多くなっていることがわかる。
【００３１】このように、熱間線膨張率、線変化率、耐
スポーリング性などから、全体にみて、本発明のキャス
タブル耐火物が比較例のキャスタブル耐火物よりも優れ
ていることがわかる。
スポーリング性などから、全体にみて、本発明のキャス
タブル耐火物が比較例のキャスタブル耐火物よりも優れ
ていることがわかる。
【００３２】なお、本発明のキャスタブル耐火物は、上
記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲
内において種種の応用、変形を加えることが可能であ
る。
記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲
内において種種の応用、変形を加えることが可能であ
る。
【００３３】
【発明の効果】本発明のキャスタブル耐火物は、粒子径
０．１mmより大きい部分にアルミナ質原料及び／又はム
ライト質原料を使用し、粒子径０．１mm以下の部分にア
ルミナ質原料及びシリカ質原料を使用するとともに、粒
子径０．１mm以下の部分におけるＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の
化学組成比をＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3＝２０／８０〜５０／
５０の範囲としているので、従来のアルミナ・マグネシ
アキャスタブルを用いた場合よりも、加熱、冷却におけ
る反応膨張や、熱膨張、収縮を抑制して、発生応力を低
減することが可能になる。
０．１mmより大きい部分にアルミナ質原料及び／又はム
ライト質原料を使用し、粒子径０．１mm以下の部分にア
ルミナ質原料及びシリカ質原料を使用するとともに、粒
子径０．１mm以下の部分におけるＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の
化学組成比をＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3＝２０／８０〜５０／
５０の範囲としているので、従来のアルミナ・マグネシ
アキャスタブルを用いた場合よりも、加熱、冷却におけ
る反応膨張や、熱膨張、収縮を抑制して、発生応力を低
減することが可能になる。
【００３４】したがって、施工体の耐用回数を増大さ
せ、耐火物原単位、原単価の低減に寄与することができ
る。
せ、耐火物原単位、原単価の低減に寄与することができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】粒子径０．１mmより大きい部分に、Ａｌ2
Ｏ3を主成分とするアルミナ質原料及び／又はＡｌ2Ｏ3
とＳｉＯ2を主成分とするムライト質原料を使用し、 粒子径０．１mm以下の部分に、Ａｌ2Ｏ3を主成分とする
アルミナ質原料及びＳｉＯ2を主成分とするシリカ質原
料を使用するとともに、 粒子径０．１mm以下の部分におけるＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3
の化学組成比を、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3＝２０／８０〜５
０／５０の範囲としたことを特徴とするキャスタブル耐
火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018174A JPH11199335A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | キャスタブル耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018174A JPH11199335A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | キャスタブル耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199335A true JPH11199335A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11964261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10018174A Withdrawn JPH11199335A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | キャスタブル耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11199335A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019045099A1 (ja) * | 2017-09-04 | 2020-08-13 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法及び製造装置 |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP10018174A patent/JPH11199335A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019045099A1 (ja) * | 2017-09-04 | 2020-08-13 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法及び製造装置 |
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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: 20050405 |