JPS63134575A

JPS63134575A - ２ホウ化ジルコニウム含有定形耐火物

Info

Publication number: JPS63134575A
Application number: JP61276757A
Authority: JP
Inventors: 音次郎木田; 敏坂本
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1988-06-07
Also published as: JPH0557231B2

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］本発明は鉄鋼非鉄等の各種窯炉、溶湯容器打張り、溶湯
接触部材用に適したＺｒＢ２含有定形耐火物に関するも
のである。

［従来の技術］鉄鋼、非鉄用分野で使用される耐火物は耐食性耐スポー
ル性、＃摩耗性の性能の高い耐火物が広く利用され、そ
れらの多くは耐火性粒子としてＡｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ｍ
ｇＯ−ＣａＯ，ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物耐火粒子
を用いたものやＭｇ０−Ｃ，Ａｌ２０３−Ｃ。

ＺｒＯ＋−Ｃの酸化物と異鉛質粒子の複合したものであ
った。また近年では鉄鋼性練技術の向上に伴い、耐火物
に要求される特性も多様化するとともに高耐用化が望ま
れＳｉＣ，５ｉ３Ｎｎ、　ＢＮ等の非酸化物耐火粒子を
用いたものも使用されている。

（発明の解決しようとする問題点］しかしこれらの従来の耐火物や複合耐火物は耐火性粒子
としてＡｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ｍｇ０−（：ａＯ，Ｍｇ０
−Ｃ：Ｎ２０３及黒鉛質粒子やＳｉＣ、　５ｉ３Ｎａ、
　ＢＮ等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、ＺｒＢ２は材質的に溶融金属に対して優れた耐食
性等を有するものとして知られており、近年高密度の焼
結体として注目されつつある。

しかしながら、一般の耐火物としてはＺ　ｒＢ２粒子は
酸化し易いこと、多の耐火性粒子と焼結しにくく通常の
耐火物の成形圧、焼成温度程度では焼結しないであろう
等の理由により実用化の試みはなされていなかった。

［問題点を解決するための手段］本発明はこれらの問題点を解決すべくなされたものであ
り、基本的には粒度調整された耐火性粒子９０〜９９重
量％（以下同じ）と結合材１０〜１％からなり、耐火性
粒子の　１−１００％がＺｒＢ２粒子それも望ましくは
超微粉として少なくとも　１％以上酸化防止材とともに
含むことを特徴とする耐火物を提供するものである。

本発明において耐火性粒子としてはまず必須のものとし
てＺｒＢ２粒子がそれであり、必要に応じて併用される
他の粒子としてはＡｂＯｚ　、　ＭｇＯ。

ＭｇＯ−ＣａＯ，Ｚｒ０ｚ等の天然に産する鉱物あるい
は生成された原料又は合成された原料とを任意に組合わ
せる事ができる。

ここでＺｒＢ２粒子はその全部又は大部分がＺｒＢ２か
らなるものであってもよいし、他の成分をＺｒＢ２の特
質をそこなわない範囲で含むものであっても勿論よい。

このＺｒＢ２粒子は本発明では耐火性粒子の全部であっ
てもよいが少なくとも　１％は必要であり、望ましくは
５０％以上とすることである。

これは　１％以下では溶融金属に対する耐食性、耐浸透
性、耐不着性の特性が発揮されず、５０％以上では上記
の機能が十分発揮されるがＺｒＢｚ原料コストが高ため
コスト的に高くなる。

また１本発明耐火物としての焼結性と溶融金属に対する
耐食性、耐浸透性、＃付着性等を十分確保するためには
このＺｒＢ２粒子はその粒度としてＢ微粉として少なく
とも配合しておくことが必要となる。

具体的には５ル以下のものとして耐火性粒子中　１％以
上必要であり望ましくは３％以上である。

またこのａ微粉は多すぎると、耐火物粒子で構成される
粒度構成がギャップ化し最密充填配合とならず逆に高密
度化しなくなるなどのため最大２５％望ましくはｌＯ％
程度以下とすることである。

さらに本発明の好ましい態様は、Ｚ　ｒＢ２粒子として
この超微粉のほかに　１ａ＋ｍ以下のもの即ち　ｌａｍ
〜５ルの中粒乃至微粒のものを所定量配合することであ
り、具体的には耐火性粒子５０〜７０％程度とすること
である。

これは、超微粉とともにこの粒度のものが耐火物粒子と
して構成される粒度構成が最密充填配合になり成形嵩密
度を向上させるとともに耐火物とは重要なマトリックス
の焼結性が向上しその結果高密化するなどのためである
。

なお、゛このような微粉の一部及び超微粉の耐火性粒子
のほかはそのほとんどが主成分としての資材部を構成す
るものとなるべく調整されることが必要でその粒径の最
大は２０ＩＩ＋１程度多くは５■程度以下がよい、耐火
性粒子全体の望ましい粒度配合は粗粒として４．７８〜
１．００ｍｍのものを３５〜４５％、中粒として１．０
０〜０．　ｌｓ＋ｓのものを２５〜３５％、微粒として
０．１ｓｍ以下のものを４０〜２０％程度（そのうち５
角以下のものが１〜２５％）とすることである。

次に本発明の定形耐火物として必須の結合材としては、
ＺｒＢ２粒子などの耐火性粒子の粒度配合を調整するこ
とにより幅広くよく知られているものの使用が可能であ
ることが見い出されたのは驚くべきことであった。

具体的には、一般のレゾールもしくはノボラックのフェ
ノール樹脂などの樹脂類、ピッチ、タール等の含炭素質
、エチルシリケートなどの有機質からリン酸塩、水ガラ
スなどの無機質のものまで任意のものが使用できるが鉄
鋼用として使用される場所や部材によって使い分ける必
要がある。

本発明でこれらの耐火性粒子と結合材の割合は、前者９
０〜９９％に対し後者１０〜１％であり、望ましくは前
者３９〜９８％、後者７〜２％とすることである。

結合材の１〜１０％は、ＺｒＢ２含有定形耐火物として
不焼成、焼成のいずれにおいても、必要な乾燥（常温）
強度を保持する上で必要なためである。

本発明は基本的に以上の如き構成からなるもので成形さ
れ乾燥したものをそのまま使用したり又はこれらを還元
性、中性雰囲気で焼成して使用する事も可能であるがこ
れらの機能をより有効に発揮せしめるに適切な添加材も
見い出されておりそれらは酸化防止材である。

まず酸化防止材は本発明耐火物をその用途として大気を
触れないような部分例えば真空精練炉の打張り、雰囲気
炉のルツボ材などに用いる時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。

さらに１本発明の望ましい態様である微粉又は超微粉と
してＺ　ｒＢ２粒子を使用するときにはより有効である
。

酸化防止材としては種々のものが使用しうるが、耐火物
施工後便用時にＳｉＯ２質として、自己施釉、（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
グする事）可能なものがＺｒＢ２含有複合耐火物の高温
での酸化防止材に、　５ｉ０２質のガラスがＺｒＢ２粒
子をコーティングする事により酸化防止するためより有
用であり、具体的にはＳ’ｒＣ，５ｉ０２　、　ＭｏＳ
ｉ２　、　Ｓｉなど成分を少なくとも含む粒径５００４
　ｒａ以下のものがそれである。　ＡＩなどの醸素親和
力の強い金属粉末なども使用できる。

これら酸化防止材の配合量は耐火物において外掛で１〜
１０％が好ましい、この量的制限の理由は１％以下では
ＺｒＢ２粒子の耐酸化防止効果がなく１０％以上では耐
火物として使用された場合耐食性が低下したり、Ａｌ添
加の場合には酸化物生成量が多くなり従って体積膨張が
増加するため結合部を弱体化し効果として耐食性が低下
するためである。

［実施例コ更に本発明を以下実施例により具体的に説明する。

第１表に示す如く各原料をアイリッヒミキサー又は万能
ミキサーで結合材を添加しながら混合し混練物を得た。

これを機械プレスにより１０００ｋｇ／ｃｍ２　テ成形
し２３０Ｘ　１２０　Ｘ　８０■の試料を得た。これを
熱風乾燥炉で２００°ＣＸ　２ｈｒ乾燥し乾燥物を得た
。乾燥強度は乾燥品の常温曲げ強度であり、ｙ８間強度
は、Ａｒ雰囲気中で２０００℃×３ｈｒ焼成後１４００
　’Ｃでの曲げ強度を示した。耐酸化性は乾燥品を１４
００℃×５時間大気中で加熱し、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、耐付着性は高周波誘導炉で円柱状に
試料を配置し、溶鋼及びスラグ（ＣａＣ１４０％、５ｉ
０２　２０％、Ａｌ２Ｏ３１８％、Ｍｇ０１８％、Ｆｅ
２０３４％、Ｃへ＝２）を溶かしながら４時間の侵食試
験を行ない、侵食量（ｍｍ）は最大侵食量を浸透量（ａ
ｍ）は最大浸透深さを、耐付着性は目視による良否を、
Ｏ×で示した。比較例’１　、２　、３としてそれぞれ
Ｍｇ０−Ｃ，Ａｌ２Ｏ３，Ｚｒ０２−Ｃ煉瓦を示した。

（注１）耐火性粒子において粗粒は４．７６〜１．０■
、中粒は１．００〜０．１ｍｍ　、微粒は０．１ｍｍ以
下を使用、超微粉は０．００５ｍ５＋以下のサブミクロ
ン粉末を使用（注２）酸化防止材は、０．１５＋ｓｍ以下のものを使
用（注３）Ｚｒ０２はＣａＯにより安定化した電融ジルコ
ニアを使用（注４）ＺｒＢ２粒子は、Ｚ　ｒ０２とＢ２Ｏ３とＣを
電融して合成した塊を粉砕し所定の粒度に調整したもの
でＺｒＢ２９８％、Ｃ００５％のもの［発明の効果］以上の如く、本発明はＺｒＢ２含有耐火物で溶融金属に
対する優れた耐食性、耐浸透性、耐付着性を有するもの
であり、特にＺ　ｒＢｚの酸化防止機能を有しているも
のは製鉄プロセスの溶銑語調や非鉄金属の容器打張り材
溶湯接触部材、窯炉用炉材として巾広い用途に使用可能
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）粒度調整された耐火性粒子９０〜９９重量％と結
合材１０〜１％から本質的になり、耐火性粒子の１〜１
００％がＺｒＢ＿２質粒子であることを特徴とするＺｒ
Ｂ＿２含有耐火物。
（２）耐火性粒子は５μ以下の超微粉を耐火性粒子中重
量％で１〜２５％含む特許請求の範囲第１項記載の耐火
物。
（３）超微粉がＺｒＢ＿２質である特許請求の範囲第２
項記載の耐火物。
（４）耐火性粒子の５０〜１００％がＺｒＢ＿２質であ
る特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれか記載の耐火
物。
（５）酸化防止材を外掛けで１〜１０重量％含有せしめ
てなる特許請求の範囲第１項記載の耐火物。
（６）酸化防止材がＳｉＯ＿２質コーティングが可能な
ものである特許請求の範囲第５項記載の耐火物。
（７）酸化防止材がＳｉＣ、ＳｉＯ＿２、ＭｏＳｉ＿２
、Ｓｉから選ばれたものである特許請求の範囲第６項記
載の耐火物。