JPS61227963A - スライドゲ−ト用耐火物 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はスライドゲートに使用される耐火物の改良に関
する。

〔発明の技術的前景とその問題点〕

スライドゲート用耐火物としては、高アルミナ質、アル
ミナ−カーボン質等種々の耐火物が検討されているが、
耐スポーリング性の特殊例である耐ピーリング性に優れ
ていることが重要であるため、いずれの耐火物も満足な
結果が得られていない。

また、マグネシア質耐火物は、溶融金属あるいは塩基性
スラグに対して優れた耐食性を有しているので、転炉を
始め、各種製鋼用炉材として使用されているが、耐スポ
ーリング性に劣るため、スライドゲート用耐火物として
は使用されていない。

このマグネシア質耐火物の耐スポーリング性を改善する
試みとしては、例えば特公昭５３−１３６４３、特開昭
５５−１１６６９、特開昭５５−１０７７４９、特開昭
５８−２６０７３等が知られている。

特公昭５３−１３６４３は、マグネシア質原料と、ペリ
クレーズ・スピネル質原料を混合使用するものであり、
耐スポーリング性に関してかなりの改善は期待されるも
のの、一般の製鋼炉容器よりも格段に厳しい使用条件下
におかれるスライドゲート用耐火物では満足な結果が得
られていない。

また、特開昭５５−１１６６９は、マグネシア質原料に
炭素原料を添加することにより耐スポーリング性の改善
を図ろうとするものである。しかし、マグネシア原料に
炭素原料を添加すると、耐スポーリング性は改善される
が、必要な強度が得られない。

更に、特開昭５５−１０７７４９、特開昭５８−２８０
７３等は、マグネシア質原料に炭素原料を添加すること
により耐スポーリング性を改善するとともに、炭素添加
による強度低下を解消するためにＳｉ％５ＥＣ−Ａｌｌ
、Ｆｅ−５ｔ等を添加し、非酸化性雰囲気で焼成するも
のである。しかし、このようなマグネシア質耐火物は非
酸化性雰囲気下で熱処理する必要があるためコスト高に
なるとともに、使用時に炭素質原料の酸化による組織の
劣化の問題を宥している。また、近年種々試みらている
Ｃａ添加鋼、あるいは各種快削鋼等、耐火物に対して浸
蝕性の大きい鋼種の鋳造に用いると１．従来の高アルミ
ナ質、アルミナ−カーボン質等と同様満足な結果が得ら
れない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、特殊な
製造方法を使用することなく、耐ピーリング性が改善さ
れ、しかも溶融金属及び塩基性スラグに対する優れた耐
食性を有し、更に冷間及び熱間強度が向上したスライド
ゲート用耐火物を提供しようとするものである。

（発明の概要〕 本発明のスライドゲート用耐火物はＡ！Ｌ２０３原料１
〜１０重量部と、Ａ！Ｌ２ｏ：４４０〜７０重量％、Ｍ
ｇＯ２５〜６０重量％、残部１０重量％以下からなるア
ルミナ−マグネシアスピネル買原料ｌＯ〜３０重量部と
、ＭｇＯ９０重量％以上のマグネシア質原料９０〜７０
重量部とからなり、Ａ見、０．１０〜２５重量％、Ｍｇ
Ｏ９０〜７５重量％を含有することを特徴とするもので
ある。

本発明における原料の組成及び配合割合は相互に関連し
ている。

本発明において用いられるアルミナ−マグネシアスピネ
ル質原料は、理論組成値ＣＡ１２Ｏ３７１．７重量％、
ＭｇＯ２８．３重量％）にほぼ等しい組成あるいはマグ
ネシアリッチのものであるが、その組成を上記のように
限定したのは、以下のような理由による。まず、Ａ　ｌ
　２０　ｍが４０重量％未満、又はＭｇＯが６０重量％
を超えると、アルミナ−ペリクレーズからなるスピネル
結晶相が少なくなり、耐ピーリング性を改善する効果が
少なくなる。一方、Ａｌ２Ｏ３が７５重量％を超えるか
、又はＭｇＯが２５重量％未満であると、スピネル結晶
粒の周囲に過剰のコランダム結晶が存在し、耐食性に劣
る。

また、本発明において用いられるマグネシア質原料の組
成をＭｇＯ９０重量％以上としたのは、ＭｇＯが９０重
量％未満であると、耐食性に劣るからである。

上記のアルミナ−マグネシアスピネル質原料とマグネシ
ア質原料とにアルミナ原料、好ましくは平均粒径１０＃
Ｌｍ以下のものな加え、耐火物のマトリックス部におい
て反応焼結させることにより、二次スピネルを生成させ
、緻密なマトリックス部を得ることができる。こうして
緻密な組織とすることにより、冷間及び熱間強度を向上
することができる。また、二次スピネルを生成させるの
でマグネシアと比較して熱間膨張係数が小さくなり、熱
間強度が高いこととあいまって更に耐スポーリング性及
び耐ピーリング性を改善することができる。

このアルミナ原料の配合割合を１〜ｌＯ重量部としたの
は、１重量部未満では二次スピネルの生成が少なく、冷
間及び熱間強度を向上することができなくなり、一方１
０重量部を超えると耐スポーリング性及び耐ピーリング
性を改善する効果がないためである。

また、アルミナ原料１〜１０重量部のほかに、アルミナ
−マグネシアスピネル＊［料の配合割合を１０〜３０重
量部、マグネシア質原料の配合割合を９０〜７０重量部
としたのは、アルミナ−マグネシアスピネル質原料が１
０重量部未満、又はマグネシア質原料が９０重量部を超
える場合、耐ピーリング性を改善する効果がなく、一方
アルミナーマグネシアスビネル質原料が３０重量部を超
えるか、又はマグネシア質原料が７０重量部未満の場合
、耐食性に劣るとともに耐ピーリング性にも劣るためで
ある。

これは、アルミナ−マグネシアスピネル質原料とマグネ
シア質原料とは熱膨張率が異なるが、アルミナ原料とと
もに上記範囲で原料を配合すれば、熱膨張率の相違に基
づく熱的歪を吸収することができるためであると考えら
れる。

また、アルミナ原料の平均粒径を１０ｇｍ以下とするこ
とによって１反応性が良好となり、二次スピネルが生成
しやすくなる。

上記のような原料を用い、スライドゲート用耐火物を得
るには一般的なマグネシア質耐火物を得るのと同様な方
法を用いればよい、すなわち、所定の配合割合のアルミ
ナ原料、アルミナ−マグネシアスピネル質原料及びマグ
ネシア質原料に有機結合剤もしくは無機結合剤又はこれ
らの両者を添加して、ミキサーあるいはウェットパン等
の混線機により混練し、つづいてフリクションプレス、
オイルプレスあるいはラバープレス等により成形して乾
燥した後、単独窯あるいはトンネルキルンにより通常の
酸化雰囲気で１５００℃以上で焼成すればよい。

なお、使用原料の粒度については特に限定するものでは
ないが、アルミナ−マグネシアスピネル質原料は粗粒〜
中間粒のものを用いることがより好ましい。

また、焼成温度については、所望の強度を得るためには
１５００℃以上であることが望ましく、品質的、コスト
的に更に好ましくは１６５０〜１７５０℃がよい。

以上のようにして得られる耐火物の化学組成をＡ１２０
３１０〜２５重量％、ＭｇＯ９０〜７５重量％に限定し
たのは、原料の配合割合と同様に耐ピーリング性と耐食
性に関するものである。更に好ましくは化学組成として
、Ａ１２０３１２〜２０重量％、ＭｇＯ８８〜８０重量
％がよい−〔発明の実施例〕 以下、本発明の詳細な説明する。

まず、平均粒径１０ｇｍのアルミナ原料と下記第１表に
示す原料を用意し、ウェットパンを用いて下記第２表に
示す配合割合で混練した。つづいて、オイルプレスによ
り１０００　ｋｇ／ｃ層２の圧力でほぼ４００Ｘ２００
Ｘ５０ｍｍの寸法に成形し。

１００℃で乾燥した後、通常の酸化雰囲気のトンネルキ
ルン中において１７００℃で焼成を行ない、スライドゲ
ート用耐火物を得た。

得られた耐火物の物性を下記第２表に併記する。なお、
見掛気孔率、カサ比重、圧縮強さ及び曲げ強さはＪＩＳ
に従って測定した。耐食性は得られた耐火物から２０Ｘ
２０Ｘ１５０■■の供試サンプルを切出し、１００ｋｇ
高周波誘導炉により溶融した１６００℃の溶鋼中に２時
間浸漬した後。

その溶損寸法を測定した。耐ピーリング性は得られた耐
火物の２００Ｘ４００ｓ＋ｔｓの面を研磨加工し、５／
１００濡膳以下の平滑度にした後、その表面を酸素＝７
セチレンバーナにより急熱し、１分間保持して表面が貝
殻状に剥がれる状況の有無により判定した。

第　　１　　表 第２表から明らかなように、実施例１〜３及び比較例１
〜４の耐火物を比較すると、見掛気孔率については実施
例１〜３の方が若干低く、カサ比重については実施例１
〜３の方が若干高くなっている。また、耐食性について
も実施例１〜３の方が若干向上していることがわかる。

そして、圧縮強さについては、実施例１は比較例１〜４
よりも大幅に向上している。また１曲げ強さについては
、常温及び１４００’０のいずれにおいても実施例１〜
３は比較例１〜３よりも向上している。なお、比較例４
（マグネシア質耐火物）と比較すると、実施例１〜３は
常温での曲げ強度はかなり低く、１４００℃での曲げ強
さはほぼ同等となっている。ただし、スライドゲートは
使用中においては８００℃以上の温度に維持されるので
、熱間強度の方が重要であり、実施例１〜３のものは充
分な熱間強度を有しているといえる。

また、平均粒径１０ＩＬｍ以下のアルミナ原料を用いず
、アルミナ−マグネシアスピネル質原料とマグネシア質
原料だけを用いて、Ａｆｆｉ２０．１０〜２５重量％、
ＭｇＯ９ｏ〜７５重量％を含有する耐火物を製造し、こ
れらについても曲げ強さを測定した。その結果、これら
の耐火物の曲げ強さは常温で１００〜ｌ　２０　ｋｇｆ
／ｃｍ２．１４００℃で２０〜６０ｋｇｆ／ｃ履２と比
較例１〜３のものとほぼ同等であり、実施例１〜３では
微細なアルミナ原料を用いることにより、曲げ強さを向
上できることがわかる。

更に、耐ピーリング性については、比較例１〜４の耐火
物はビーリング現象が大〜中であるのに対し、実施例１
〜４の耐火物はビーリング現象が全く認められず、明ら
かな差異があることが確認された。

以上のように、実施例１〜３はスライドゲートとして要
求される熱間強度、耐ピーリング性、耐食性等の特性の
いずれについても優れていることがわかる。

更に、本発明に係るスライドゲート用耐火物からなる摺
動盤（実施例１．２）ならびに従来の高アルミナ買耐大
物にタール又はピッチを含浸した摺動５Ｂ（比較例５）
及びアルミナ−カーボン質耐大物、からなる摺動盤（比
較例６）を用いて以下のような条件で実用試験を行なっ
た。

実用試験ｌ 取鍋容量　　２５０トン 鋼種　　　　低炭素アルミギルド鋼及びＣ＆添加鋼 鋳込温度　　取鍋的温度１５８０〜１８００℃鋳込時間
　　５０〜６０分 摺動盤孔径　７５〜８０１層 実用試験２ 取鍋容量　　７０トン 鋼種　　　　低炭素（ＣＧ、０５％）普通鋼鋳込温度　
　取鍋内温度１６５０℃ 鋳込時間　　９０〜ｉｏｏ分 摺動盤孔径　３５層■ なお、低炭素アルミギルド鋼は鋼中酸素含有量５０ｐｐ
■以下の低酸素レベル鋼の代表、Ｃａ添加鋼は耐火物と
の反応性が比較的高い鋼種の代表。

低炭素普通鋼は鋼中酸素含有量１００〜２５０ｐｐ鳳の
鋼種の代奉とりてそれぞれ用いている。

上記各摺動盤をそれぞれ１００個セットして鋼を注入し
た場合の１セット当りの平均使用回数を下記第３表に示
す。

第　　３　　表 第３表から明らかなように、鋼中酸素レベルの低い低炭
素アルミギルド鋼の場合には、実施例１及び２の摺動盤
は比較例５及び６の摺動盤よりも若干使用回数が増えて
いる程度である。しかし、酸素レベルの比較的高い低炭
素普通鋼あるいは還元力の強いＣａ添加鋼の場合には、
従来の材質のものよりも使用回数が約２倍に増え、寿命
の延長を図ることができた。この主原因は耐火物中に含
有されている５ＬＯ２の高温の溶鋼による還元等の反応
が溶損に関係しているためであると考えられる。すなわ
ち、従来の高アルミナ質耐大物のタール又はピッチ含浸
品、アルミナーカーボン質耐火物に比べて本発明のアル
ミナ−マグネシア質耐大物はｓｉｏ、の値が低いので、
鋼中に含有されている還元力の強いＣａ、Ｍｎ０１Ｆｅ
Ｏ等に対しても反応が少なく、組織が強固であり、この
ことが寿命延長につながっているといえる。

なお１本発明に用いる原料は焼結あるいは熱溶融により
得られるもののいずれでもよく、原料の製造方法により
何ら限定されるものではない。

また、本発明においてアルミナ−マグネシアスピネル質
原料及びマグネシア質原料以外の他の耐火物原料例えば
クロム鉱、酸化クロム、ジルコニア等あるいはＳｉ、Ａ
ｎ、Ｆｅ−３ｉ、Ｍｇ等の金属を添加してもよいことは
いうまでもない、上記のようにＳＬ、ＡＪＬ等の金属を
添加した場合、窒素雰囲気にて焼成し、Ｓｉ３Ｎ４結合
あるいはＡｉＮ結合を生じさせてもよい。

更に１本発明に係る耐火物にタール、ピッチ。

樹脂あるいは熱処理によりシリカ、アルミナ、マグネシ
ア、ジルコニア、酸化クロム等となる成分を含有する液
状物質を含浸して、そのままあるいは揮散性成分を除去
する処理を行なってスライドゲート用耐火物とすること
により一層の寿命向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明のスライドゲート用耐火物によ
れば、特殊な製造方法を使用することなく、耐ピーリン
グ性が改善され、しかも溶融金属及び塩基性スラグに対
する優れた耐食性を有し。

寿命を向上でき、更に冷間及び熱間強度を向上できる等
顕著な効果を奏するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ＿２Ｏ＿３原料１〜１０重量部と、Ａｌ＿２
   Ｏ＿３４０〜７０重量％、ＭｇＯ２５〜６０重量％、残
   部１０重量％以下からなるアルミナ−マグネシアスピネ
   ル質原料１０〜３０重量部と、ＭｇＯ９０重量％以上の
   マグネシア質原料９０〜７０重量部とからなり、Ａｌ＿
   ２Ｏ＿３１０〜２５重量％、ＭｇＯ９０〜７５重量％を
   含有することを特徴とするスライドゲート用耐火物。
2. （２）Ａｌ＿２Ｏ＿３原料の平均粒径が１０μｍ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスラ
   イドゲート用耐火物。