JPS63103870A

JPS63103870A - 微粉ニホウ化ジルコニウム含有不定形耐火物

Info

Publication number: JPS63103870A
Application number: JP61249538A
Authority: JP
Inventors: 敏坂本; 優瀬川; 武次　浩
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-10-22
Filing date: 1986-10-22
Publication date: 1988-05-09
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2524716B2

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、鉄鋼、非鉄などの各種窯炉、溶湯容器内張り
、溶湯接触部材用に適した微粉ＺｒＦ３２含有耐火物に
関するものである。

［従来の技術］不定形耐火物は、施工が容易なことや、施工後比較的短
時間で使用可能になるなどのために、各種窯炉用炉材と
して広く使用されているが、それらの多くは耐火性粒子
としてＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３などの
酸化物耐火粒子を用いたものであった。また、近年、不
定形耐火物の用途が広がると共に、不定形耐火物に要求
される特性も多様化しＳｉＣ，５ｉ３Ｎａなどの非酸化
物耐火性粒子を用いたものも出回っている。

［発明の解決しようとする問題点］しかし、これらの従来不定形耐火物は、耐火性粒子とし
てＡｈ（ｈ　、　ＭｇＯ、ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３，５ｉＣ
５Ｓｉ３Ｎ４などを用いているため、溶融金属に対する
耐食性、耐浸透性、耐付着性が不十分であるという欠点
を有していた。

一方、溶融金属に対して優れた耐食性、耐付着性を有す
るＺｒＢ２は、耐火性骨材として使用されれば、優れた
性能を発揮するであろうことは知られており、近年焼結
体として特に注目されつつある。しかしながら、Ｚ　ｒ
Ｂ２粒子は酸化しやすいこと、水との反応により硬化時
間が長くなること、などの理由により不定形耐火物とし
ては実用化されていなかった。

これに対し、本出願人は先にＺｒＢ＋粒子を用いる不定
形耐火物の開発に成功したが、本発明もそれらの研究成
果の一つとして見い出されたものである。

［問題を解決するための手段］即ち、本発明は、木質的に２０μｍ以下のＺｒＢ２粉末
を、耐火性粒子と結合材との合量中３〜３５重量％含有
することを特徴とする不定形耐火物を提供するものであ
る。

本発明は、このように微粉のＺ　ｒＢ２を含むことを特
徴とするものであるが、主成分を構成する耐火物粒（粉
）子としては、任意のものが使用可能であり、例えばＡ
ｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｓｉｎ、　Ｚ
ｒＯ２、ＺｒＢ２などの天然鉱物或は精製された原料或
は合成された原料との任意の組み合せで使用できるが、
なかでもＡ　Ｉ２０３賀粒子などは好適である。

本発明において、このような主成分としての耐火物粒子
は、その大部分が骨材部を構成するものであって、通常
種々の粒度のものとして使い分けできるが、一般的には
２０腸厘〜２０μ塵の範囲での適正な粒度配合が選択さ
れる。

本発明において、２０μｍ以下のＺｒＢ２粉末は、この
ような耐火性粒子とのさらには後述する望ましい結合材
との合量中、重量％（以下同じ）で、３〜３５％含まれ
ているものであるが、これはこれ以下だと不定形耐火物
成分として結合部を主として構成するものとして不足し
、不定形耐火物としての十分な溶融金属との耐食性、耐
浸透性、耐付着性などの確保が難しなるからであり、一
方、多すぎても焼結性が低下し、強度や耐食性が劣るた
めであり、望ましい範囲は５〜３０％である。

また、本発明でこのようなＺｒＢ２粉末のなかでもより
望ましくは１０μ層以下のものが少なくとも３０％含ま
れていることであり、そのように配合することで、焼結
性が向上し、使用条件下での密度が向上でき、耐食性や
強度の向上がより望めることになる。

本発明において、このＺｒＢ２粉末は、全部又は大部分
が化学分析的にＺ　ｒＢ２からなるものであってもよい
し、木質的にその特質を損わない範囲で他の成分を含ん
でいるものであっても勿論差し支えない。

本発明は、このように本質的には任意の耐火性粒子との
合量中に２０μｍ以下のＺ　ｒＢ２粉末が所定量必要に
応じて添加されうるセメント、超微粉、水ガラス、エチ
ルシリケートなどの任意の結合材とともに配合されてな
るものであればよいが、望ましい結合材としては、アル
ミナ質セメント及び又は酸化物からなる１０μ■以下の
超微粉がそれであることも見い出された。

ここで、これらのアルミナ質セメントやｌＯμ以下の酸
化物超微粉は、耐火性粒子と結合材との合量中、１〜２
０％含有せしめることが好適で、これは１％以下だと、
成形強度が弱いため取扱い中に破壊するおそれがある。

また、２０％を越えると溶鋼に対する耐食性、耐浸透性
及び耐付着性などの点で好ましくない。

なお、アルミナ質セメントと１０μｍ以下の酸化物微粉
の併用は、どのような理由によるかだ定かではないが、
成形強度をあげたり、焼結性を向」ニさせるなどの点か
らみれば最適な結果をもたらすことが見い出゛された。

この場合に、両者の配合割合はそれぞれ２５〜７５％が
適当である。

なお、ここで結合材としてのアルミナ質セメントとは一
般のカルシウムアルミネートを主成分とする種々のアル
ミナ質セメントであればよく、また１０μｍ以下の超微
粉酸化物としては、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２，５ｉ０２な
どが適当なものである。

なお、本発明において、耐火性粒子と結合材とは厳密に
区別されるものでは必ずしもなく。耐火性粒子において
も結合部を構成することもあるし、結合材としても耐火
物粒子としての機能をはだすものもある。

本発明は、主として以上の如き構成からなるもので、こ
れらの施工に際して所定量の水を加えて使用するもので
あるが、これらの機能をより有効に発揮せしめるに適切
な添加剤も見い出されており、それらは酸化防止剤であ
り、硬化調整剤である。

まず、酸化防止剤は、本発明耐火物をその使用として大
気と触れないような部分、例えば真空製錬炉の炉内内張
り雰囲気炉のルツボ材などに用いるときには必要ないが
、一般に多くの用途においては有用である。酸化防止剤
としては種々のものが使用しうるが、耐火物施工検使用
時にＳ　ｉ０２質として自己流軸（高温時に、耐火物よ
りガラス質かにじみ出し、耐火物をコーティングするこ
と）可能なものがＺｒＢ２粉末含有不定形耐火物の高温
での酸化防止剤に５ｉ０２質のガラスがＺｒＢ２粒子を
コーティングすることにより酸化を防止する理由により
特に有用であり、具体的には５ｉ０２、Ｓｉｎ、　Ｍｏ
Ｓｉ２、Ｓｉなどの粒径５００μｍ以下のものがそれで
ある。

なお、５ｉ０２超微粉などは、結合材を兼ねて酸化防止
剤の効果も発揮することが可能である。

また、これらの酸化防止剤の配合量は耐火物において外
掛けで０．１〜５％が好ましい。

次に硬化調整剤については、任意のものが使用可能であ
るが、本発明では好ましくはアルカリ金属又はアルカリ
土類金属の酸化物又は水酸化物又は炭酸化物又は塩の０
．０１〜０．１ｗｔ＄　（外掛は重量）を添加すること
により、ＺｒＢ２質不定形耐火物の硬化時間を適正に保
つことができる。

Ｚ　ｒＢ７は混練時の水と若干反応し、混練物はホウ酸
酸性を示す。このため、アルミナセメントの硬化をさま
たげ、硬化に必要以上の時間がかかることになる。これ
を防止するため、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の
酸化物又は水酸化物又は炭酸化物などを添加するが、本
発明のＺ　ｒＢ２含有量テは、０．０１〜０．１ｗｔ４
　（外掛け）が望ましい。０．０１ｗｔ＄以下では、硬
化時間調整の硬化が殆どなく、０．１ｗｔ＄以下では、
瞬結を起こすのがその限定理由である。これらアルカリ
金属又はアルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物又は炭
酸化物などは、耐火性粒子と結合材の混合物に予め混ぜ
ておくか、あるいは混練時に加えろ水に溶解又は懸濁さ
せて添加させれば良い。

［実施例］実施例を表１に示す。

表中に示した各原料を万能ミキサーで混合しながら、表
中に示した水量を添加し、混練物を得た。これを４０Ｘ
　４０Ｘ　１６０の型にバイブレータ−で振動をかけな
がら鋳込み、所定時間養生し、脱型後１１０℃×２４時
間乾燥した。熱間温度は、乾燥品の１３００℃での曲げ
強度（ｋｇ／ｃ＋ｅ２　）を示した。耐酸化性は、乾燥
品１５００℃、１０時間大気中で焼成し、断面を観察し
て表面酸化層の厚み（ｍｍ）を示した。耐食性、耐浸透
性、耐付着性は乾燥品を１５５０℃の溶鋼に１５分間浸
漬することにより調べ、侵食量（ａｍ）は最大侵食量を
、浸透量（＋ａｍ）は最大浸透深さを、付着性は、目視
による良否をｏ×で示した。

比較例として、アルミナ質キャスタブル（Ａ１２０３含
有量９゛６タ６、耐熱温度１７００℃）のデータを示し
た。

注１　）　Ａｌ２Ｏ３ａ　子ニオＩｔ’　テ、粗ａ４．
７６〜１．ｔｓａｍ、中粒１．１９〜Ｏ，ｌ０５ｍｍ　
、　ｅ粒は０．ｌ０５ｍ＋ａ以下を使用注２）ＺｒＢ２ｉ粉は、２０μｍ以下のものでその約５
０％が１０μｍ以下のもの使用注３）アルミナセメントはＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を主成分
とするものでＡｌ２Ｏ３含有ｍ”ｔ５＄、比表面積１３
０００ｃｍ２　／ｇ（８８μｍ以上の粒子０．２％）の
もの注４）超微粉は、粒径５ｗ以下のもの注５）酸化防止剤の粒径は、１４９μｍ以下のもの注６
）硬化調整剤としてのＣａＯの粒径は、４４μｍ以下の
もの［発明の硬化］以上の如く、本発明は微粉ＺｒＢ２含有不定形耐火物で
、溶融金属に対する優れた耐食性、耐浸透性、１ｆｆＦ
ｔ付着性を有するものであり、特にＺｒＢ２の酸化防止
機能を有し、硬化時間も適正化されたものは、製鉄プロ
セスの溶銑、溶鋼の容器内張り材、溶湯通過リング、窯
炉用炉材として幅広い用途に適切に使用可能であり、そ
の工業的価値は多大である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２０μｍ以下のＺｒＢ＿２粉末を、耐火性粒子と
結合材との合量中３〜３５重量％含有することを特徴と
する不定形耐火物。
（２）２０μｍ以下のＺｒＢ＿２粉末が５〜３０重量％
である特許請求の範囲第１項記載の不定形耐火物。
（３）２０μｍ以下のＺｒＢ＿２粉末中１０μｍ以下の
超微粉が少なくとも３０重量％含まれている特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の不定形耐火物。
（４）結合材として、アルミナ質セメント又は１０μｍ
以下の酸化物超微粉を、耐火性粒子と結合材との合量中
、重量％で１〜２０％含有してなる特許請求の範囲第１
項乃至第３項いずれか記載の不定形耐火物。
（５）酸化防止剤を外掛けで０．１〜５ｗｔ％含有せし
めてなる特許請求の範囲第１項記載の不定形耐火物。
（６）酸化防止剤がＳｉＯ＿２、ＳｉＣ、ＭｏＳｉ＿２
、Ｓｉ粉末などのＳｉＯ＿２質自己施軸可能なものであ
る特許請求の範囲第５項記載の不定形耐火物。
（７）酸化防止剤が粒径５００μｍ以下である特許請求
の範囲第３項記載の不定形耐火物。
（８）硬化調整剤を外掛けで０．００１〜０．１ｗｔ％
含有せしめてなる特許請求の範囲第１項記載の不定形耐
火物。
（９）硬化調整剤がアルカリ金属またはアルカリ土類金
属の酸化物、水酸化物、炭酸化物、塩から選ばれたもの
である特許請求の範囲第８項記載の不定形耐火物。