JPS61132559A - ジルコン質耐火物の製造方法 - Google Patents

ジルコン質耐火物の製造方法

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JPS61132559A
JPS61132559A JP59254516A JP25451684A JPS61132559A JP S61132559 A JPS61132559 A JP S61132559A JP 59254516 A JP59254516 A JP 59254516A JP 25451684 A JP25451684 A JP 25451684A JP S61132559 A JPS61132559 A JP S61132559A
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誠 堀
鹿野 弘
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Krosaki Harima Corp
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Kurosaki Refractories Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野] 本発明は高かさ比重を有し、高耐食性と高耐スポーリン
グ性とを兼ね備えたジルコン質耐火物の製造方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来、ジルコン質耐火物の原料としては、通常直径が0
.1〜0.3flのジルコンサンドとこれよりさらに微
粉の200メノシエ以下のジルコンフラワーが使用され
ている。このような原料を用いて、ジルコン質耐火物は
、粗粒源として緻密な焼成粗角のものを使用するか、あ
るいは粘土などのバインダ、グリースなどの滑り剤を比
較的に多量に使用しない限り通常の成形法では成形作業
性、素地充填性に劣り、緻密な成形体を工業的規模で製
造することが困難である。更に、このようにして得られ
たジルコン質耐火物は粗粒を含まない均一な組織である
ため、熱衡撃を受りた際に亀裂が成形体を貫通し易(、
耐スポーリング性に劣る欠点があった。
本願出願人は先にジルコン質耐火物の耐スポーリング性
を改善するために、平均粒径が10μ−以下の超微粉を
含有するジルコン原料による造粒子を作り、その造粒子
を10〜70重量%使用して、高かさ比重で高耐食性と
高耐スポーリング性を略兼ね備えたジルコン質耐火物の
製法を発明し、特開昭58−185479号公報に開示
されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記ジルコン質耐火物も稼働面に平行な亀裂の発生は軽
減されるもなお皆無ではなく、更に耐用性も若干のバラ
ツキが見られた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記特開昭58−185479号公報で開示の
方法により製造されたジルコン質耐火物の耐食性、耐ス
ポーリング性を大幅に向上させる目的で更に研究を重ね
た結果、平均粒径10μ−以下の超微粉を含有するジル
コン原料による造粒子を作り、この造粒子をそのまま又
は30重量%以下のジルコン原料とで混練成形し、その
ものの^12 oaの含有量がIM量%以下になるよう
に調整して素地成形体を造り、それを焼成することによ
って高かさ比重を有し、耐食性、耐スポーリング性が極
めて良いジルコン質耐火物を得ることができた。
本発明は、(11平均粒径10μ朔以下の超微粉を10
〜30ffi量%含有するジルコン原料配合物を造粒し
て、かさ比73.60以上、見掛気孔率18%以下の造
粒子を得る工程、(2)同工程によって造粒子を10@
量%以上と残部がジルコン原料からなる配合物を造粒子
の原形を破壊しないように混練した後成形して、3.7
5以上の素地かさ比重を存する成形体を得る工程、(3
)  同工程によって得た素地成形体を1200〜16
00℃の温度で焼成する工程、上記ill〜(3)の工
程で製造されるジルコン質耐火物が化学組成においてA
l1 oaの含有量が1這−%以下であることを特徴と
するジルコン質耐火物の!i!!遣方法である。
本発明の第1工程は造粒子同志間及び造粒子とその周辺
部との間の焼成の際の収Iii!差によって、数μのミ
クロ・ギャップが形成され、熱衝撃を受けたときの亀裂
の進行を防止し、耐スポーリング性を改善する機能を持
つ丸い粗粒のジルコン造粒物を調製する工程である。
この造粒物は乾燥後かさ比fr3.60以上、見掛気孔
率18%以下の性質を有することが必要である。
造粒用原料としては、通常のジルコンサンドとジルコン
フラワー混合物に、平均粒度lOμ−以下のジルコンの
超微粉を配合することによって、ジルコン特性を持った
造粒物が得られる。しかしながら、その配合量が10重
量%以下では造粒性が極端に劣り、得られた造粒物は緻
密性に欠け、また30重量%を超えると焼成後の収縮が
大きすぎるため、焼成歩留の低下とか粒の離脱という問
題が生じ、かつ最密充填配合でないため、焼成後に緻密
性が失われる。
従って、ジルコン超微粒の配合割合は10〜30重量%
である必要がある。なお必要により、上記配合物に焼結
助剤、浸潤防止剤などの役割を果たす粘土、5i03 
、TiO2その他の少量添加物を10重量%以下添加し
て坏土が調製されるが、412 o3成分の増加は特に
留意しなければならない。
Al1 oaは少ない方が耐食性が良好であり、0.7
直置%以下が好ましい、特に粘土の使用はAl10゜の
増加をもたらし留意する必要がある。また、耐食性を付
与するために少量の未安定ジルコニアあるいは安定化ジ
ルコニアを添加し、また耐浸潤性を付与するために少量
のCr2O3などをIK+加してもよい、造粒は1fl
l常の混練機で行ない、lQmm径程度の造粒物とする
本発明の第2工程は、上記第1工程で調製した造粒物を
用いて、かさ比重3.75以上の成形体を得るための工
程であって、第1工程で得られた造粒物を成形用坏土と
してそのまま成形モールドに投入し、高圧成形を行ない
高密度のれんがなどの耐火物とする。又は、30慮1%
以下のジルコンサンドとジルコンフラワーからなる坏土
を第1工程の造粒物に添加し造粒子間に分散させ成形用
坏土として高圧成形を行ない高密度のジルコンれんがな
どのジルコン質耐火物の素地を得る。なお、30重1%
以下のジルコンサンドとノルコンフラワーとからなる坏
土は、必要により耐食性を付与するために未安定あるい
は安定化ジルコニア、また耐浸潤性を付与するためにC
r203などを少it添加することもできる。この場合
においても^12 oaの増加は極力避けなければなら
ない。
混練に当たっては、焼成後の造粒子周回の数μの間隔(
マイクロギャンプ)の成形のために、第1工程により得
た造粒子の原形を破壊しないようにする必要がある。な
お、添加するジルコニアに安定化ジルコニアは極少量使
用することができるが、耐食性は未安定のものに対して
劣る。
本発明の第3工程は、第2工程で得た成形物を焼成する
工程であるが、第2工程までで得た成形物は従来法より
低温域、好適には1450〜1550℃で焼成する。こ
れによって、成形の熱量を低減できるとともに成形体の
過焼結を抑え、耐スポーリング性を強化するとともに、
気孔径の拡大を防ぎ、金属製錬炉への使用に当たってス
ラグの漫遇を抑えることができる。その他、溶銑あるい
は溶lIIM!4、タンディンシェなどの容器内張り、
ノズル、ガラス槽内張り、パイプに用いても効果的であ
る。
〔実施例〕
本発明を以下実施例に基づいて説明する。
+11  第1工程 造粒子の原料組成及び造粒ジルコ
ンサンドとジルコンフラワーからなるジルコン原料80
重量部と、平均粒径3μ閑の超微粉ジルコン20重量部
と、これにPVAに水を適当量添加したバインダ6.5
重量部を攪1151i1根を有するミキサーで10〜2
9分間造粒し、low■篩通過の造粒子を得た。これを
篩分は後、乾燥炉で乾燥した。
乾a後の粒は見掛比ff14.52、かさ比重3.77
、見掛気孔率16.6%であった。
(2)第2工程及び第3工程 第1表に示す造粒子以外の配合物を混練後、これに第1
工程によって得た造粒子を投入、再び混線を行った。成
形は通常のフリクンヨンプレスで成形し、1520℃で
焼成した。
同第1表に、従来法によるものと本発明によるものとの
製品比較を示す。
(3)  製品のテスト 本発明により、製造したれんがと従来品との組成、品質
は第1表の通りである。なお、従来品(3)は特開昭5
8−185479号公報記載のれんがである。
第  1  表 ※: 1650℃、C/S =2.0のスラグをttJ
II※※: 1200℃で15分保持した後、水冷トマ
リ返し本発明により得られた第1表Cのれんがを230
 tの取鍋スラグライン部で従来品(2)、+3)と振
り分は使用した。69チヤージ後のCのれんがの残部寸
法は、従来品(21,131より20〜40鶴大であっ
た。また、使用中の目地溶損1表面剥離も非常に軽微で
あり、安定した耐用を示した。更に、Cのれんがの使用
後には稼働面に平行な亀裂は全く発生していなかった。
これに対し従来品+21.131のれんかには稼働面に
平行な亀裂の発生があり、一部当該亀裂よりの剥離が観
察された。
〔発明の効果〕
本発明は超微粒子を用いたジルコン造粒子を成形、焼成
原料として用いることによって、高いかさ比重の成形体
を得ることができ、また、焼成温度を下げることによっ
て、高い耐スポーリング性を持ったジルコン質耐火物を
得ることができる。
更に、本発明の製造法によって得たジルコン質耐火物は
、特開昭58−185479号公報記載の組織に比して
固く充填し、緻密な組織を有しており、また組織的にも
ジルコンの解離を促進するAl1 onを低減したため
耐食性は更に大幅な向上が見られる。
ジルコン質耐火物の損傷は稼働向におけるf4鋼及びス
ラグとの反応による連続的な損傷と、温度変動に起因す
る稼働面層の断続的な剥離損傷とが併存して進行する。
前者の場合のtigd速度は化学組成と、充填密度によ
って律速され、耐火物の組織には関係が少ない、後者の
場合は耐火物の組織が主要な要因となり、れんがの寿命
に大きな影響を及ぼす、Opち、ジルコン質耐火物のよ
うにジルコンという同一原料を使用した耐火物の使用実
績の優劣は断続的な剥離損傷によって支配されるといえ
る。
本発明はジルコンサンド、ジルコンフラワー及び平均粒
子径がlOμ−以下の超微粉によりなる緻密な造粒子を
70f!1%以上望ましくは90重量%以上使用するこ
とにより、従来のジルコン質耐火物の組織と大幅に異な
った組織を有するジルコン質耐火物が得られ、前記実施
例に示されるような耐スポーリング性が著しく改善され
たものである。
また、170を及び250tの転炉溶鋼鍋の側壁での実
用テストにおいて、従来のジルコン質耐火物のれんがは
使用開始倹約20hea ts毎にWll画面!IJM
li傷が観察されたのに対し、本発明のれんがは、剥離
損傷が全(なく、稼働面からの溶損のみであった。この
ため170を取鍋では60hea ts後30〜4(1
m、250を取鍋では50hea ts後25〜45m
のいずれも本発明のれんがの残すが従来品より大である
効果を有するものである。
また、従来このような2次造粒子を用いた耐火物例えば
スプレー・ドライヤー法、特許第1137481号によ
る方法の場合、いずれも焼成時の寸法収縮が大きく焼成
歩留上に問題があったが、本発明の方法による造粒子は
前述の如く、従来法と異なるものであるから、この点も
全く問題がない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(1)平均粒径10μm以下の超微粉を10〜30
    重量%含有するジルコン原料配合物を造粒して、かさ比
    重3.60以上、見掛気孔率18%以下の造粒子を得る
    工程。 (2)同工程によって得た造粒子を70重量%以上と残
    部がジルコン原料からなる配合物を造粒子の原形を破壊
    しないように混練した後成形して、3.75以上の素地
    かさ比重を有する成形体を得る工程。 (3)同工程によって得た素地成形体を1200〜16
    00℃の温度で焼成する工程。 (1)〜(3)の工程で製造されるジルコン質耐火物が
    化学組成においてAl_2O_3の含有量が1重量%以
    下であることを特徴とするジルコン質耐火物の製造方法
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