JPS5813510B2 - マグクロダイレクトボンドレンガ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩基性耐火レンガ、特に低塩基度スラグに対し
ても強い抵抗性を有するマグクロダイレクトボンドレン
ガの製造方法に関する。

マグクロダイレクトボンドレンガは低ＳｉＯ２の原料を
用いて１７００℃以上の高温度で焼成してペリクレース
とクロム鉱の粒子間に生成された直接結合組織を有して
おり、電気炉、真空脱ガス炉、混銑炉用の耐火物として
使用され、特に最近では鍋精錬炉等のように転炉に比較
して低塩基度スラグが用いられる炉の内張り用耐火物と
して重用されている。

マグネシアレンガは転炉等のような高塩基度スラグに対
して強い抵抗性を有しているか、一方低塩基度スラグに
対してはマグネシアクリンカーを構成している個々のべ
リクレースがその結晶間隙から離散しているため、あま
り強い抵抗性を有していない。

マグネシアクリンカーとクロム鉱とで構成され高温で焼
成されたマグクロダイレクトボンドレンガはレンガを構
成しているクロム鉱が低塩基度スラグに強いばかりでな
く、ペリクレース中やペリクレース間隙にクロム鉱とペ
リクレースの反応の結果により２次スピネルが多く析出
し、低塩基度スラグに対してペリクレースを保護してい
る為、低塩基度スラグに対する抵抗性が強いという特性
を有している。

このクロム鉱とべリクレース間のダイレクトボンドは高
温度においても高い強度を維持して、高温容積安定性、
荷重軟化性などの熱間性状に優れており、かつ上記に述
べるように低塩基度スラグに対しても強い抵抗性を有す
ることで知られているが、本発明はこの２次スピネルを
従来のマグクロダイレクトボンドレンガより多く析出さ
せ、レンガをさらに緻密にして、低塩基度スラグに対す
る抵抗性をさらに向上させる為のレンガ製造方法を提供
せんとするものである。

良好なダイレクトボンドを歩留りよく製造するためには
ＳｉＯ２の少ない高純度の原料を用いて高温度で焼成し
、かつ２次スピネルを多く析出させる為にはマグネシア
クリンカーとクロム鉱をできるかぎり微粉にして配合し
、高い温度で焼成すればよいことは従来から知られてい
たが、クロム鉱の微粉を多く使用することは焼成膨脹の
増大による組織劣化とレンガの耐スポーリング性を悪化
させ、かつバースチング性を増大させる為、従来より避
けられてきた。

その為従来のクロム鉱粒度で作られたマグクロダイレク
トボンドレンガでは低塩基度スラグからペリクレースを
保護する２次スピネルの析出量が不足であり、実用炉で
使用されて低塩基度スラグに接した場合、その溶損スピ
ードが早く、ユーザーの希望とするライニングライフが
得られなかった。

本発明はダイレクトボンドレンガにおけるクロム鉱の微
粒化に伴って起る焼成膨脹の増大による組織劣化という
欠陥を除いて低塩基度スラグに対するダイレクトボンド
レンガの使用を効果的にすると共により効率的として耐
用期間を高めることを目的として完成されたものである
。

従来からマグクロダイレクトボンドレンガの原料である
マグネシアクリンカーとクロム鉱の使用比率は８０：２
０〜５０：５０が一般的であり、焼成温度は大略１７０
０〜１７６０℃が普通であり、かつその粒度は先に述べ
たような理由からマグネシアクリンカーでは３ｍｍ以下
で０．２ｍｍを中心とし、クロム鉱では２ｍｍ以下で０
．５ｍｍを中心とした細微粒程度のものが用いられてい
た。

本発明者等はクロム鉱の微粒化に伴なう組織の膨化を、
逆に粒度調整によって解決すべく次の実験を行なった。

先ず本発明品はマグクロダイレクトボンドレンガの特性
を更に向上させるものであるから基本的な原料の使用比
率は一般のものを踏襲し、かつ２次スピネルの析出量を
増す為の焼成温度も従来のマグクロダイレクトボンドを
生成させるための焼成温度の限度である１７００℃より
高温度で焼成されるべきで１８００℃以上の温度で焼成
されることが望ましく、それらを前提として実験を行な
った。

レンガを構成しているペリクレース中やペリクレース間
隙に２次スピネルを多く析出する為には、クロム鉱を微
粉で使用することが効果的であるがクロム鉱を微粉で使
用すると焼成膨脹の増大を起し、焼成後レンガの見掛気
孔率が高くなるという不利を生ずることは先に述べたと
おりであり、先ず微粉化の影響を見たのが第１表である
。

実験はマグネシアクリンカー：クロム鉱＝７０：３０の
使用比率でクロム鉱の粒度を各種変更してＡが従来品、
Ｂ，Ｃと微粉化の程度を増した配合としその配合で１８
００℃以上の温度で焼成して製造したレンガの品質を比
較した。

スラグ損耗率は第１図に示された試験炉でＣａＯ／Ｓｉ
０２＝１．３９のスラグを用い１７００℃で試料を１５
分間スラグ中に１０ｒ．ｐ．ｍで回転した後の被食容積
％で示したものである。

図中１は使用スラグ、２は試験試料耐火物、３はそのホ
ルダーで１０ｒ．ｐ．ｍの速度で回転している。

４は黒鉛ルツボ、５はマグネシア炉芯管、６はコークス
、７は電極板、８は熱電対である。

以上の試験結果から、Ｂ及びＣの普通一般的に言われて
いるクロム鉱の微粉を増量したものでは焼成後レンガの
膨脹が大きくなった結果、Ａに比べてポーラスになりス
ラグによる損耗率も大きくなっており、従来から知られ
ている事実と一致する。

次に従来ダイレクトボンドレンガには膨脹性を増大する
ものとして用いられなかった従来のクロム鉱の微粉より
更に微細に粉砕したクロム鉱、いわゆる超微粉クロム鉱
、直径０．０４４ｍｍ以下の使用量を変えて検討したも
のである。

その他の条件は第１表と同じである。

この結果から、実に意外なことに０．０４４ｍｍ以下の
微粉が見掛気孔率を低下して同時に低塩基度スラグ損耗
率を低下せしめることが判明した。

本発明はこの発見に基づいてなされたものである。

なお、従来からクロム鉱の一部を酸化クロムで代用する
ことが行なわれていたが、もちろん本発明における０．
０４４ｍｍ以下のクロム鉱の一部又は全部を酸化クロム
で代用することも同じ効果を生じ、本発明におけるクロ
ム鉱はこの酸化クロムを包含した意味である。

即ち、焼成後レンガ中に２次スピネルを多く析出させる
ためには、直径０．０４４ｍｍ以下のクロム鉱を多く使
用することが望ましいが、レンガの組織を良好とし、か
つ気孔率や損耗率を増大せしめない範囲は１５〜２０％
の使用範囲にしほられる。

この範囲であればデンスでかつスラグ損耗率の少い耐ス
ラグ性に優れたレンガが作られることが知られる。

本発明者らは、さらにこの関％を明確にするために従来
のクロム鉱の粗粒２〜０．５ｍｍの一部あるいは全部を
微粉０．５〜０．０４４ｍｍへ置換して試験を行なった
結果を第３表に示す。

この試験の結果から、０．５〜０．０４４ｍｍの使用量
も超微粉の使用量と同様に使用量の限界があることが判
った。

即ち０．０４４ｍｍ以下の使用量１５％を前提として０
．５〜０．０４４ｍｍの使用量が０〜１０％のレンガＥ
，Ｈ，Ｉ，Ｍがデンスで耐スラグ性に優れていることが
把握された。

即ち、以上の検討結果からデンスで２次スピネルの析出
量の多いマグクロレンガの製造方法は、クロム鉱の粒度
を０．０４４ｍｍ以下で１５〜２０％、０．５〜０．０
４４ｍｍで０〜１０％かつその合計量が２５％を超えな
い量を使用すればよいことが判った。

以上の第１〜第３表で検討したものは、マグネシアクリ
ンカー：クロム鉱＝７０：３０のものであったが、本発
明はマグネシアクリンカーとクロム鉱の使用比率が８０
：２０〜５０：５０の範囲のものに応用しても大体同様
な結果を得た。

即ち、例えばマグネシアクリンカー８０％の場合ではク
ロム鉱を２０％使用し、その場合０．５ｍｍ以下の粒度
は０．５〜０．０４４ｍｍを０〜１０％、０．０４４ｍ
ｍ以下を１５〜２０％使用し、残りがある場合にはクロ
ム鉱を２〜０．５朋で使用して同様の結果を得さらにマ
グネシアクリンカー５０％の場合も、使用するクロム鉱
の２〜０．５ｍｍの使用量が増えるのみで０．５〜０．
０４４ｍｍのものは０〜１０％、０．０４４ｍｍ以下が
１５〜２０％の範囲内で使用してほぼ同一の目的を達成
することができた。

これらの結果を第４表に示す。

マグクロレンガの低塩基度スラグに対する抵抗性を増大
する目的を達成するためには、レンガ中に２次スピネル
を多く析出し、かつ緻密なレンガ組織が必要である。

２次スピネルの析出量増大には微粉のクロム鉱を使用す
れば良ということは判ってはいたが、従来から用いられ
た微粉は０．５ｍｍ以下、或いは０．２ｍｍ以下であり
、せいぜい０．１ｍｍ以下であった。

これらの粒度のクロム鉱の使用量を増量して１８００℃
以上の高温で焼成した場合レンガの焼成膨脹が増大し緻
密なレンガ組織が得られなかったのである。

本発明は従来のクロム鉱微粉よりも更に微細な超微粉ク
ロム鉱を使用し、かつ良好なレンガ組織を作るうえに有
害な０．５〜０．０４４ｍｍのクロム鉱の使用量をある
程度制限することにより、従来の方法で製造されたもの
の欠点を補うことに成功したものである。

超微粉を使用し０．５〜０．０４４ｍｍの使用量を制限
することは全体の粒度バランスを調整する意味もあるが
クロム鉱を出来るだけ２次スピネル化しフリーのクロム
鉱のバースチング性を抑制する効果を与える為である。

しかし０．５〜０．０４４ｍｍのクロム鉱は２次スピネ
ル化が難しいうえ、レンガ中に広く分散している為、こ
れを増やすことはレンガ焼成時に容積変化を大にする原
因となるので、これを抑制する必要がある。

この方法で製造された耐火物は電気炉、混銑炉、真空脱
ガス炉、鍋精錬炉等のような転炉に比較して低塩基度ス
ラグを用いて操業される炉の内張り用耐火物として使用
すれば、従来品に比し低塩基度スラグの侵蝕に耐えて長
時間使用することができる。

又本発明の方法によってマグネシアクリンカー：クロム
鉱の比を８０：２０〜５０：５０の範囲の焼成マグクロ
レンガの原素材中のクロム鉱を本発明の記載の粒度分布
に調整したうえ、さらにその素材中のＣａＯ／ＳｉＯ２
のモル比を種々に変えたものについて混錬、焼成した結
果、第５表に示すような結果を得た。

この結果から本発明の方法によりマグネシアクリンカー
：クロム鉱の比が８０：２０〜５０：５０の範囲の焼成
マグクロレンガの原素材中のクロム鉱の粒度分布を ０．０４４〜０ｍｍ １５〜２０重量部０．５〜０
．０４４ｍｍ ０〜１０ 〃２〜０．５
残 部 に粒度調整すると共に原素材中のＳｉｎ２の含量を２係
以下とし、かつＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比を０．７〜０
．９に調整して１８００℃以上の温度で焼成すれば最も
優れたマグクロダイレクトボンドレンガを得られること
が明らかである。

次に実施の例をあげる。

実施例 第６表に示すような粒度分布と組成を用いて混錬、成形
、焼成してレンガを製造した生成品の性質は表の如くで
これを用いて実用炉を用いて使用回数を試験したところ
従来品に比較して２倍以上の実績があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験に使用する実験炉の概略図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マグネシアクリンカー：クロム鉱の比が８０：２０
   〜５０：５０の範囲の原素材を用いる焼成マグクロダイ
   レクトボンドレンブの製造方法において、全素材に対す
   るクロム鉱を 粒度 ０．０４４〜０ｍｍを１５〜２０重量％〃 ０．
   ５ 〜０．０４４ｍｍを０〜１０重量％〃 ２
   〜０．５ｍｍを残部 の粒度分布を有するよう粒度調整して１８００℃以上の
   温度で焼成することを特徴とするマグクロダイレクトボ
   ンドレンガの製造方法。 ２ マグネシアクリンカー：クロム鉱の比が８０：２０
   〜５０：５０の範囲の原素材を用いる焼成マグクロダイ
   レクトボンドレンガの製造方法において、全素材に対す
   るクロム鉱を 粒度 ０．０４４〜０ｍｍを１５〜２０重量％〃 ０．
   ５ 〜０．０４４ｍｍを０〜１０重量％〃 ２
   〜０．５ｍｍを残部 の粒度分布を有するよう粒度調整すると共に、原素材中
   のＳｉＯ２の含量を２％以下とし、かつＣａＯとＳｉ０
   ２のモル比を０．７〜０．９に調整して１８００℃以上
   の温度で焼成することを特徴とするマグクロダイレクト
   ボンドレンガの製造方法。