JPS5824392B2 - クロム−アルミナ−ボウチヨウセイシリカケイタイカブツ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクロム質原料、アルミナ質原料及び膨張性シリ
カ質原料からなる耐火物であって、主として取鍋用耐火
物として使用されるものである。

取鍋用耐火物は、使用時の温度変化が太きいため、残存
線変化率がプラスである膨張性のロウ石レンガ、ロウ石
−ジルコン質レンガが賞用されてきたが、受鋼温度の上
昇、溶鋼の取鍋内滞留時間の延長化に伴って塩基性スラ
グによる溶損がはげしくなりその耐用が低下している。

又、ジルコン−アルミナ質レンガは前記ロウ石質、ロウ
石−ジルコン質レンガに比較してスラグによる損傷が少
ないために広く用いられているが、レンガが収縮性であ
るという問題があるうえ、ジルコン原料の価格高騰によ
り、これの改良に迫られている。

そこで、塩基性スラグに対して高い耐食性を示す高アル
ミナ質レンガ、あるいは塩基性レンガの実用化試験が行
われてきたが、残存線変化率がマイナスの収縮性である
ために生ずる使用時の目地開き、スラグの侵透により生
成する厚い変質層による構造的スポーリング及びノロや
地金の付着等が予想以上（こ大きいため使用に耐える組
成が見出されないまま今日に至っている。

又、残存線変化率がマイナスである収縮性の耐火物をス
タンプ材等の不定形耐火物として使用した場合、冷却時
に収縮による亀裂が発生しやすく、亀裂からの異状溶損
、亀裂への地金のさし込み等レンガの目地における場合
と同様の整置を有していたものである。

本発明者らは上記耐火物の欠点を改良する組成物として
、特定のシリカ−アルミナ比を有するアルミナ質耐火原
料とクロム鉱原料を特定の粒度及び特定の比率で混合し
たアルミナ−クロム系耐火物が取鍋用耐火物として優れ
た性質を有することを見出し、特願昭５０−２７８０６
号において提案した。

本発明はこれらアルミナ−クロム系耐火物に対してその
特性を失うことなく、上述したレンガの目地開きによる
取鍋用耐火物の異状溶損とノロ、地金の目地差し込みを
防止するために適正な添加量の範囲内において膨張性シ
リカ質原料を加えたことを特徴とする改良された耐火物
であるＣ多数の実験結果から要約された本発明の構成は
、クロム質原料２５〜７０重量％、アルミナ質原料７２
〜２７重量％及び膨張性シリカ質原料３〜３０重量係の
組成比である。

ここで用いるクロム質原料は国内又は海外のクロム鉱、
合金用クロム鉱、クロム−マグネシア系クリンカー等で
あって、化学的組成がＣｒ２０３１５〜５０％のものが
良好である。

クロム質原料は主として粒径１ｍｙｎ以下の細粒、微粉
域で配し、ボンド部へ集中させることによって耐火物の
耐食性が向上する。

アルミナ質原料は主として骨材に用いるものでシリマナ
イト、アンダリュサイト、カイアナイト、焼ボーキサイ
ト、合成ムライト、電融ムライト、電融アルミナ、焼結
アルミナ、南アクレー等である。

これらの粒度は最多粒度分布域が粒径５〜１朋の粗粒分
であることが好ましく、アルミナ質原料を骨材としてそ
の骨材相互のボンド部へ前記クロム質原料と細粒、微粉
が分配されることにより骨材とボンド部の均一溶損を起
させ局部内溶損を防止して全体的に耐食性を向上させる
。

シリカ質原料は本発明の第３成分として重要な役割を果
すものであって、高温において膨張性を示すケイ石、炭
化ケイ素、溶融石英、ロウ石等で、これらを単独又は混
合して、原料組成中３〜３０重量％添加する。

粒子径はクロム質原料とアルミナ質原料との中間粒で用
いるのが最も好ましく、例えば１〜０．２龍程度に粒度
調整を行う。

膨張性シリカ質原料の膨張メカニズムは加熱によって又
は加熱、冷却の繰り返しによって鉱物変化を起すためで
、例えば、溶融石英は結晶化される過程で、ケイ石は石
英からクリストバライト又はトリジマイトに変化する際
に、炭化ケイ素は無水ケイ酸に変化する際にそれぞれ膨
張する。

耐火物中の成分比はクロム質原料が２５〜７０重量％、
アルミナ質原料が７２〜２７重量％、膨張性シリカ質原
料が３〜３０重量％の範囲が全体のバランスがとれて好
ましい。

なかでも最も好ましい領域はクロム質原料３０〜６０重
量％、アルミナ質原料が６０〜３０重量％、膨張性シリ
カ質原料が１０〜２０重量％であって、比較的アルミナ
質に比べてクロム質の多い領域である。

又、膨張性シリカ質原料の添加量は膨張性を示す範囲内
において出来るだけ少ない方が良好であり、通常１０重
重量前後が最も良好である。

クロム質原料が２５重量％以下、アルミナ質原料７２重
量％以上では骨材とボンド部の溶損バランスが大きくく
ずれてボンド部先行型溶損となり、骨材は溶損せずして
流出するので耐用性が劣る。

又、逆にクロム質原料が７０重量％以上、アルミナ質原
料が２７重量％以下では骨材先行型溶損となり、スラグ
の侵透がはげしくなって反応層が厚くなり構造的スポー
リングを起し、更にノロ、地金付着を伴って耐用性が劣
る。

以上のようなりロム質原料とアルミナ質原料の配合割合
に加えて第３成分として膨張性シリカ質原料を３〜３０
重量％の範囲で添加するが、３重量係以下では耐火物が
膨張性を示さず目地開きを生じて異状溶損をもたらす。

又、逆に３０重量係以上になるとシリカ分が増大して耐
食性に劣り、クロム−アルミナ系耐火物の特性を損う。

前述したように取鍋用レンガで最も問題となるのは異状
溶損とノロ、地金の付着である。

異状溶損は目地溶損が最も多く、これは目地材とレンガ
材料の不一致とレンガの収縮による目地開きによって起
るものであり、ノロ、地金の付着場所もいわゆるこれが
ノロ、地金の差し込み現象といわれるようにレンガの目
地開きにより起り、これら目地開きを防ぐ方法としてレ
ンガの収縮を防ぐと共に目地材を極力少なくすることが
考えられ、これらを膨張性シリカ質原料の適正な混入に
より、効果的に改良することができたものである。

本発明のクロム−アルミナ−膨張性シリカ系耐火物は焼
成レンガ、不焼成レンガあるいはスタンプ材、吹付材、
振動成形材、耐火モルタル等の不定形耐火物として製鋼
炉の取鍋、その他の各種取鍋、出銑樋、出鋼樋、脱硫槽
、混銑炉、混銑車、金属製錬処理装置等に広く使用する
ことができ、耐用性の向上によって省力化及び原価の低
減が可能となっている。

以下、実施例により本発明の耐火物組成及びその性能に
ついて具体的に数値を挙げて説明する。

実施例 各種使用原料の化学組成を表１に、それらの配合割合、
物性値及び試験結果を表２に示す。

実施例１〜３は焼成品であり、実施例４は不焼成品であ
り、実施例５は不定形スタンプ材である。

なお、残存線変化率、スラグ試験は次の条件で測定した
ものである。

スラグ試験条件 様 式 回転式スラグ試験 試験温度 １６５０ ℃ 試料の回転数 ５ ｒ、ｐ、ｍ。

スラグ 転炉スラグ：金属鉄＝１：１試験時間
１時間 残存線変化率は測定法はＪＩＳ Ｒ２２０８に従う。

試料から、長さ約１１４ｍｍで１辺の長さ又は径が約２
０關の角棒又は丸棒を作り試験片とした。

この試験片を１０５〜１２０℃で乾燥し、冷却後寸法を
測定し、試験炉内の等温帯中に設置して均一に加熱する
。

加熱速度は１０００℃までは毎。分ｌＯ℃、１０００℃
以上について毎分５℃とし、１５００℃で２時間保持し
たのち、自然冷却し寸法を測定する。

残存線膨張収縮率 ここにｅｏ二試験片の両端面間の最初の長さｅｌ−試験
片の両端面間の加熱後の長さ 表２から明らかなように、本発明の実施例はいずれも各
比較例に示すクロム−アルミナ系に比べて残存線変化率
がプラスであって膨張性を示す。

スラグ試験結果では比較例に比べて一部やや劣るものも
見られるが、実炉試験では比較例が一部目地間きや亀裂
発生による目地溶損が見られたのに対し、本発明ではこ
のような現象は全く見られなかった。

この結果炉壁の張替寿命を比較例に比べて平均約１２倍
延長させることができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クロム質原料２５〜７０重量％、アルミナ質原料７
   ２〜２７重量％及び膨張性シリカ質原料３〜３０重量％
   からなるクロム−アルミナ−膨張性シリカ系耐火物。