JPS61146755A

JPS61146755A - 塩基性耐火物

Info

Publication number: JPS61146755A
Application number: JP59269525A
Authority: JP
Inventors: 八田　篤明; 秋元　信夫; 江崎　雅文
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1986-07-04

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、各種転炉、電気炉等の製鋼炉、特殊精錬用容
器へのライニング用或いは羽口などの各部位に好適に使
用される塩基性耐火物に関する。

〔従来技術〕

かかる製鋼炉用耐火物の主体は、昭和３０年代の転炉用
のクールドロマイトれんがから昭和４０年代では焼成ド
ロマイトれんかに移行し、更に最近では、例えば稼働面
の温度を低下せしめるＭｇ０−Ｃ系耐火物に移行してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、特、殊鋼の中には極度にライニングからの炭素
の侵入を嫌う場合があり、ｌｌｇｏ−Ｃれんかに比較す
ると損耗が大きいにも拘わらず、焼成ドロマイトれんが
の使用を余儀なくされている場合がある。そして、Ｍｇ
０−Ｃれんがとの損耗バランスをとるために、高価な電
融マグネシア系の焼成ドロマイトれんがを用いることも
少なくない。

本発明における解決すべき課題は、かかる従来の問題点
を解消し、特殊鋼の精錬にも用いることができる低炭素
含有れんがとして焼成ドロマイトれんがを得ることにあ
り、少なくともマグネシアクリンカを用いた焼成ドロマ
イトれんがと同レベルの耐食性と耐スポーリング性を有
する塩基性耐火物を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

従来の焼成ドロマイトれんがは、主原料がマグ・ドロク
リンカと焼結マグネシアクリンカ或いは電融マグネシア
クリンカによって構成されていた。

マグ・ドロクリンカを含有せしめることによって、耐火
物の耐食性と耐スポーリング性が向上し、転炉操業とマ
ツチングしてきたことは、Ｍｇ０−Ｃれんがが出現する
まで１０数年に亙る長年月量も大量に用いられてきたこ
とからも裏付けられる。

本発明は、このマグ・ドロクリンカの働きに着目し幾多
の使用済れんがの解析を行った結果、マグ・ドロクリン
カ中のフリーライム（Ｃａ　Ｏ）の働きが不十分であっ
て、更にフリーライムを機能化せしめることによって、
れんがの耐用性を向上できるとの結論に達した。

マグ・ドロクリンカは、粒径が１００μ−以上のペリク
レース（ＭｇＯ）とフリーライム（Ｃａｂ）との粒界に
分厚いシリケートを介在して密に接触した構造をとって
いる。この粒界シリケートが外来の侵食成分によって脱
離せしめられると、ＣａＯの働きが不十分なままでクリ
ンカが分解することになる。従って、このクリンカ自体
の分解によって、本来、外来の成分を高粘性化し、深層
への浸潤を抑止しなければならないフリーライムの機能
を発揮しないままでライニングは溶流されることになる
。

焼結マグネシアクリンカに至っては、その粒界シリケー
トの侵食が連続的な浸潤を許し且つ表層部ペリクレース
の分離溶流を早めるが、マグ・ドロクリンカにおいても
フリーライムの働きが不十分に終わればこれに近い現象
が起こ−るものと判断される。

フリーライムの本来の機能は、前述のように、外来成分
の即時吸収ないしは外来成分への即時溶は込みによって
、外来成分を高粘性化し、その侵食機能を著しく低減せ
しめると同時に、望ましくはれんがの表面からの溶解律
速に近づけることである。

フリーライムの活性度が高ければ、反応層の厚みも著し
く薄くなり、構造的な表面剥離現象も抑制される。

本発明は以上の観点から完成したもので、クリンカがマ
グ・ライムクリンカからなり、平均粒径が３〜３０μ厘
の微細なＭｇＯ焼結帯を介在し、ＣａＯ＋ＭｇＯ以外の
不純物成分が１．５重量％以下であり、理論密度の９０
％以上の密度を有する緻密なＣａＯ−ＭｇＯ系クリンカ
を含有する。

本発明においては、このクリンカをマグ・ライムクリン
カと称し、従来のマグ・ドロクリンカと区別されるべき
ものである。

本発明において含有せしめられる上記マグ・ライムクリ
ンカは、外来物が多ければそれに即座に溶解し、且つ外
来物が少ない場合にはそれを即座に吸収する化学的活性
度の高いものである。従って、溶解或いは吸収によって
生ずる反応生成物が連続すると、その塑性変形によって
耐火物組織の中から気孔を追い出して、ライニング層そ
のものを著しく緻密化し岩石化することになる。

マグ・ライムクリンカ粒子同士が極力連続化しないため
には、主として０．２ｆｉ以下の微細粒子として用いる
場合は配合組成物中に１０〜３０重量％の含有を必要と
し、主として、粒径が０．２ｍ以上の中間粒または粗粒
として用いる場合は２０〜８５重量％の範囲とする。

なお、本発明においては、粒径０．２簡以下を微細粒子
とし、粒径ｌ〜０．２ｍを中間粒子とし、また粒径１ｆ
ｉ以上を粗粒子と称する。

通常の場合、全体の配合組成物中、微細粒子は２０〜４
０重量％配合される。マグ・ライムクリンカの微細粒子
は全微細粒子中の３０〜７５重量％の範囲に抑える必要
がある。この配合割合において、前記マグ・ライムクリ
ンカは適正に分散され連続化は回避される。

使用するマグ・ライムクリンカが、粗粒子と中間粒子と
を比較的多量に含む場合は、他の活性度の低いクリンカ
の微細粒子を配合し、マグ・ライムクリンカを分離し分
散する。

本発明において添加されるマグ・ライムクリン力のＣａ
○／ＭｇＯの重量比は、８０／２０〜２０／８０である
。

クリンカ中のＣａＯが８０重量％を超えると、クリンカ
の消化抵抗が著しく低下し、クリンカの保持、れんがの
製造、れんがの築炉、築炉した後の待機等使用に至るま
での一連の期間中、比較的初期に消化による粉化崩壊、
亀裂を発生する。

また、クリンカ中のＭｇＯが８０重量％を超える場合は
、低ＭｇＯでは島状に点在したペリクレース部が接触し
連続化するので、弾性率の高いクリンカとなって熱衝撃
抵抗が低下すると同時にＣａＯの活性度が低下する。

また、マグ・ライムクリンカ中の　ＭｇＯ＋ＣａＯ以外
の成分、即ちフラックス成分が２，０重量％を超えると
クリンカ組織に粒成長が起こり、粒界にフラックス成分
の蓄積が見られ、ＣａＯの活性が損なわれるので好まし
くない６本発明は、フラックス成分の含有を極力少なく
したもので、その限度は１．５重量％である。

従来技術においては、粒界相でＣａＯを５ｔｏ２等のフ
ラックス成分でコーティングし、且つ粒子自体もフラッ
クスの多い表層部で緻密に被覆して耐消化性を賦与して
きたが、本発明において使用されるマグ・ライムクリン
カでは特別に粒界相を必要としない。

むしろ、ミクロ的には、−Ｃａ　−０−Ｃａ　−０−の
チェーンのＣａイオンに、Ｍｇイオンが一部置換した形
態を有するもので、水溶液分散−固溶。

分離プロセスを経て調製されるクリンカである。

マグ・ライムクリンカの緻密性も重要であり、理論密度
の９０％を切るとその消化抵抗が著しく損なわれるので
、その密度は理論密度の９０％以上が必要である。

実験によると、マグネシア単味からなるれんがよりもマ
グ・ドロクリンカを約半量用いた焼成ドロマイトれんが
の方が高いスポーリング抵抗を示した。さらに、マグ・
ライムクリンカを約半量用いたマグ、ライム−マグネシ
ア系の焼成れんがは、従来の焼成ドロマイトれんがより
も更に優れたスポーリング抵抗を示した。

この理由を探るため高倍率電子顕微鏡でマグ・ライムク
リンカの微構造を調べた結果、主としてライムゾーンに
、場合によってはマグネシアゾーンにも田んぼのひび割
れ状のマイクロクランクを無数に見い出すことができる
。

概して、本発明のマグ・ライムクリンカを添加したれん
がは、弾性率が低くまたミクロ的にマイクロクラックを
無数に有する。

このマグ・ライムクリンカは、焼結法、電融法によって
調製したものの何れも含まれるが、以下焼結法によって
調製したものの組織の特徴を表１に示す。

試験ＩＣａ　Ｏ／　Ｍｇ　Ｏ＝　６０／４０重量比のマグ・ラ
イムクリンカについてトータルフラックスの影響を実験
室的に調査した。

れんがの試作は、粗粒部、中間粒子部にマグ・ライムク
リンカを用い、微粒部〜中間粒子部に高純度焼結マグネ
シアクリンカを用い、マグ・ライムクリンカと焼結マグ
ネシアクリンカとの使用比率は５０１５Ｇとした。

試験結果を表２に示す。

同表において、マグ・ライムクリンカ中のトータルフラ
ックスは、Ｆｅ２０ｓ　、　５ｉ０２　、　Ａｌ１０Ｂ
　。

ＴｉＯ２、Ｒ２０の合量によって示す。

試作したれんがの気孔率は略同程度と見てよい。

表中、気孔率の（）内はタール含浸後の値である。

侵食試験は塩基度１．７、トータルＦｅ含有量が４．５
重量％の底吹転炉スラグを用いて回転ドラムライニング
方式で酸素・アセチレン溶解によって行い、３０分毎に
スラグを入れ換え、トータル３時間のテスト結果を示す
０元の厚み５０ｍに対する損耗厚みを損耗率として％に
よって表示した。

トータルフラックス量１．８重量％に対して１．２重量
％の場合は著しく小さな損耗率を示し、■、５重量％以
下であれば優れた耐食性が期待できる。

スポーリングテストはＡＳＴＨに基づく方法で行ない、
ひびの発生による判定である。

消化テストは恒温恒湿槽を用い、湿度９０％での放置に
よるコーナー及び稜線の粉化崩壊によって判定した。ト
ータルフラックス量が少なくなると稍々消化し易くなる
が、実際にはここでいう３０日は夏場の最も厳しい条件
よりも３〜４倍厳しいので、１００日以上大丈夫と判断
でき、問題にならない。

試験２トータルフラックスを０．５〜０．８重量％の範囲で、
ＣａＯ／ＭｇＯ重量比を９／１〜１／９まで変えて、マ
グ・ライムクリンカを調製し、それらのクリンカを用い
たれんがを試作して実験室的に性能を調査した。

れんがを試作する以前に各クリンカから３．３６〜１．
６８ｍ径の粒子を篩い取り、恒温恒湿槽を用いて３０℃
、湿度８０％の消化試験を行った結果、Ｃａｂ／ＭｇＯ
が９／１の各クリンカは５時間以内の消化による粉化傾
向が見られたので耐消化性に劣ると判断して除外した。

れんがの試作条件は、クリンカの性質を見るためにマグ
・ライムクリンカ１００重量％とじた。試験結果を表３
に示す。

高ＭｇＯになると弾性率が高くなり、耐スポーリング性
は徐々に低下するが、隘１２は極端に低下している。

侵食抵抗は概して高ＭｇＯが良いとも言えず、むしろ中
間によいところがありそうである。概して単味れんがで
は、スラグ中のＳｉＯ２，Ａ１２　Ｏ８がれんかに吸収
されて微粒部分が緻密化し、岩石化するｆ頃向があった
。

消化現象は高ＭｇＯ化するにつれて向上する傾向があり
、これはクリンカのテスト結果とも一致している。

この一連のテストで、クリンカのＣａｂ／Ｍｇｐ比が余
り高過ぎると耐消化性に劣り、余り低すぎるとれんがの
耐スポーリング性が失われるので、ＣａＯＺＭｇＯ比が
８７２〜２／８が適性領域であることが結論できる。

試験３試験２の単味れんかによるスラグ侵食試験の結果からス
ラグ成分の吸収による緻密化、変質の問題が残ったので
マグネシアクリンカを用いてマグ・ライムクリンカの分
離１分散を図った。

れんがとして外来成分の吸収による緻密化、変質を生じ
ないマグ・ライムクリンカとマグネシアクリンカの配合
割合の範囲を検討した結果を表４に示す。

表４でいうＭＧ、ＭＬは各々マグネシアタリンカ、マグ
・ライムクリンカの別を示し、粒度区別のＣ，Ｍ、　Ｆ
は各々粗粒、中間粒、微粒を意味する。

同表は、試験データを集約した結果で、マグ・ライムク
リンカ使用量の最小限度は外来物の浸潤防止効果によっ
て求め、最大限度は外来物の吸収による緻密化、変質を
招来しない範囲として求めた結果である。

マグ・ライムクリンカの１０重量％未満の使用量では浸
潤防止効果が少ないために、スラグがれんが内部に入り
易くなり、マグ・ライムクリンカを８５重量％より多く
使用すると外来物との反応吸収によるその部分の緻密化
と変質によってれんがが膨潤したり、場合によっては目
地切れして好ましくない結果を招いた。

従って、この結果からマグ・ライムクリンカの適性使用
範囲を１０〜８５重量％とじた。

表　　１表　　３表　　４〔実施例〕ＣａＯ６０重量％とＭｇ０４０重量％とからなるマグ・
ライムクリンカを電融法と焼結法でそれぞれ調製し、粒
度分布において、粒径５〜１ｆｉの粒子を５０重量％と
ｌ〜０．２鶴の粒子を２５重量％とを各マグ・ライムク
リンカで構成し、且つ残りの２５重量％が市販の９９％
高純度マグネシアクリンカの０．２−０ｍの微粒子部か
らなる配合物を得た。この配合物にアククチツクポリプ
ロピレン３重量％を加え１８０℃で加熱混錬した後、９
００ｋｇ／ｃＩａの圧力で１２００Ｘ１５０　ｘｉｓｏ
　ｆｉのれんかに成形して、トンネル窯中で１６００℃
で焼成した。

このれんがと市販の高級焼成ドロマイトれんがを底吹転
炉の羽口口りに張り分け、比較使用した結果、従来の焼
成ドロマイトれんがの損耗量は、１０００ｍｍであった
のに対して、電融法で調製したマグ・ライムクリンカに
よるものは５００ＩＩＩＩ１１１焼結法によるものは７
００鶴であった０価格メリットからすれば焼結法による
ものが最も優れていた。

また、焼結法により調製したマグ・ライムクリンカを用
いた試験れんがを、同じ〈従来の高級焼成ドロマイトれ
んが、高級Ｍｇ０−Ｃれんがと同一底吹転炉の鋼浴壁で
張り分は試験した結果、隣接する高級焼成ドロマイトれ
んがよりも１５０〜２００鶴突出し、同じく隣接する高
級Ｍｇ０−Ｃれんがと同等乃至やや突出していた。

これらの結果から、本発明の耐火物を使用したれんがは
、従来のれんがと比較して２０〜３０％炉寿命を延長す
ることが可能と判断された。

〔発明の効果〕

本発明の塩基性耐火物は、Ｍｇ０−Ｃ系にも劣らない耐
食性と熱衝撃性に優れたものであって、ＬＤ転炉、上下
吹転炉、下吹転炉、ＡＯＤ転炉、取鍋精錬炉、真空脱ガ
ス容器、取鍋、タンディソシ工等各種製鋼炉、その他容
器のライニング用れんがとして高耐用性を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１、非連続の微細なＭｇＯ粒子の粒界に連続した高純度
ＣａＯ焼結帯を介在せしめ、フラックス形成材の総量が
１．５重量％以下で、且つ理論密度の９０％以上の密度
を有するＭｇＯ−ＣａＯ系クリンカを含有し、残部が焼
成又は電融マグネシアクリンカからなることを特徴とす
る塩基性耐火物。２、ＣａＯ−ＭｇＯ系クリンカにおけるＣａＯ／ＭｇＯ
の重量比が８０／２０〜２０／８０の範囲にあることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の塩基性耐火物
。３、ＣａＯ−ＭｇＯ系クリンカの含有量が１０〜８５重
量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の塩基性耐火物。