JP2596669B2 - マグネシア・カルシア質不定形耐火物 - Google Patents
マグネシア・カルシア質不定形耐火物Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鉄、製鋼用各種窯炉
の内張り材として好適に使用できる耐消化性に優れたマ
グネシア・カルシアクリンカーとマグネシアクリンカー
とを主体とする不定形耐火物に関する。
の内張り材として好適に使用できる耐消化性に優れたマ
グネシア・カルシアクリンカーとマグネシアクリンカー
とを主体とする不定形耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、製鉄、製鋼用窯炉の内張り材は、
築炉の省力化,築炉環境改善のために吹付け、流し込み
等の不定形耐火物が広く適用されるようになった。転
炉、DH,RH,AOD,VOD等の二次精錬炉におい
ても、塩基性スラグの浸食と強攪拌に対して抵抗性のあ
るマグネシア・カーボン質,マグネシア・クロマイト
質,マグネシア・ドロマイト質等の塩基性不定形耐火物
の使用が種々検討されるようになった。
築炉の省力化,築炉環境改善のために吹付け、流し込み
等の不定形耐火物が広く適用されるようになった。転
炉、DH,RH,AOD,VOD等の二次精錬炉におい
ても、塩基性スラグの浸食と強攪拌に対して抵抗性のあ
るマグネシア・カーボン質,マグネシア・クロマイト
質,マグネシア・ドロマイト質等の塩基性不定形耐火物
の使用が種々検討されるようになった。
【0003】例えば、特開昭60−60986号公報に
は、マグネシア・アルミナ質不定形耐火物の使用が提案
されている。
は、マグネシア・アルミナ質不定形耐火物の使用が提案
されている。
【0004】しかし、配合したアルミナが使用過程でス
ピネルを生成する。この生成したスピネルは、容積安定
性と耐スラグ浸潤性の改善効果を示すものの、塩基性ス
ラグに対する耐食性は大幅に劣化し操業条件の苛酷な窯
炉への適用は困難である。
ピネルを生成する。この生成したスピネルは、容積安定
性と耐スラグ浸潤性の改善効果を示すものの、塩基性ス
ラグに対する耐食性は大幅に劣化し操業条件の苛酷な窯
炉への適用は困難である。
【0005】また、他の塩基性の耐火物を不定形化する
に際しても種々の問題がある。
に際しても種々の問題がある。
【0006】例えば、マグネシア質の場合には、定形れ
んがと同様に耐スポーリング性,スラグ浸潤に伴う構造
的スポーリング性に劣り、マグネシア・クロマイト質に
ついては不定形耐火物の施工に際して水を使用すること
から、六価クロムを生成し易く、安全衛生上から好まし
くない。
んがと同様に耐スポーリング性,スラグ浸潤に伴う構造
的スポーリング性に劣り、マグネシア・クロマイト質に
ついては不定形耐火物の施工に際して水を使用すること
から、六価クロムを生成し易く、安全衛生上から好まし
くない。
【0007】また、マグネシア・カーボン質では、カー
ボン原料が増大し、組織不良となることから耐用性に劣
る。さらに、マグネシア・ドロマイト質では使用するド
ロマイトクリンカー又は合成のマグネシア・カルシアク
リンカーが消化性を有するため、水を使用する不定形耐
火物では消化による膨張,亀裂を生じることから実用に
供し難い。耐消化性に優れたCaO含有原料として安定
化ドロマイトクリンカーがあるが、原料中に多量のSi
O2 が含まれることから耐食性が劣化し、操業条件の苛
酷な窯炉への適用は困難である。
ボン原料が増大し、組織不良となることから耐用性に劣
る。さらに、マグネシア・ドロマイト質では使用するド
ロマイトクリンカー又は合成のマグネシア・カルシアク
リンカーが消化性を有するため、水を使用する不定形耐
火物では消化による膨張,亀裂を生じることから実用に
供し難い。耐消化性に優れたCaO含有原料として安定
化ドロマイトクリンカーがあるが、原料中に多量のSi
O2 が含まれることから耐食性が劣化し、操業条件の苛
酷な窯炉への適用は困難である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、現状で
は、マグネシア・カーボンれんがをはじめとする塩基性
れんがに匹敵する不定形耐火物はなく、転炉及び二次精
錬炉の内張り材の不定形化を可能にする耐火材料の開発
が強く望まれている。
は、マグネシア・カーボンれんがをはじめとする塩基性
れんがに匹敵する不定形耐火物はなく、転炉及び二次精
錬炉の内張り材の不定形化を可能にする耐火材料の開発
が強く望まれている。
【0009】本発明の目的は、塩基性スラグに対する耐
食性、耐スポーリング性及び耐摩耗性に優れ、かつ水を
使用しても消化による膨張、亀裂を生じない塩基性不定
形耐火物の提供にある。
食性、耐スポーリング性及び耐摩耗性に優れ、かつ水を
使用しても消化による膨張、亀裂を生じない塩基性不定
形耐火物の提供にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】カルシア含有耐火物の特
長は、一般に優れた耐スポーリング性,耐スラグ浸潤性
を有することにあるが、欠点として消化による体積膨張
をもたらすことが挙げられる。
長は、一般に優れた耐スポーリング性,耐スラグ浸潤性
を有することにあるが、欠点として消化による体積膨張
をもたらすことが挙げられる。
【0011】本発明に使用する合成のマグネシア・カル
シアクリンカーは、耐消化性を飛躍的に向上させるため
に種々検討した結果見出されたものである。
シアクリンカーは、耐消化性を飛躍的に向上させるため
に種々検討した結果見出されたものである。
【0012】具体的にはMgO,CaO及びFe2 O3
の合量が97重量%以上であり、かつMgO30〜90
重量%、Fe2 O3 2〜5重量%、TiO2 0.5〜3
重量%の化学組成を有するクリンカーである。更に、ク
リンカー表面がリン酸カルシウム,リン酸マグネシウム
で被覆されていることが必要不可欠である。本発明の不
定形耐火物は、マグネシアクリンカーと耐消化性を飛躍
的に向上させたマグネシア・カルシアクリンカーを主原
料として混合したものである。
の合量が97重量%以上であり、かつMgO30〜90
重量%、Fe2 O3 2〜5重量%、TiO2 0.5〜3
重量%の化学組成を有するクリンカーである。更に、ク
リンカー表面がリン酸カルシウム,リン酸マグネシウム
で被覆されていることが必要不可欠である。本発明の不
定形耐火物は、マグネシアクリンカーと耐消化性を飛躍
的に向上させたマグネシア・カルシアクリンカーを主原
料として混合したものである。
【0013】そして、本発明の不定形耐火物は、この焼
結マグネシア・カルシアクリンカーと他の耐火原料とを
混合して形成され、この混合物中には、前記の焼結マグ
ネシア・カルシアクリンカーを少なくとも20重量%含
有するもので、且つ、この混合物中のMgOとCaO含
有量の合量は80重量%以上である必要がある。
結マグネシア・カルシアクリンカーと他の耐火原料とを
混合して形成され、この混合物中には、前記の焼結マグ
ネシア・カルシアクリンカーを少なくとも20重量%含
有するもので、且つ、この混合物中のMgOとCaO含
有量の合量は80重量%以上である必要がある。
【0014】本発明の不定形耐火物は、キャスタブル,
吹付材,ラミング材,モルタル等を総括するものであ
り、特に施工形態を限定するものではない。また、Mg
OとCaOの合量が80重量%以上である範囲で、他の
原料、たとえばスピネル,アルミナ,ムライト,ジルコ
ニア,ジルコン,炭化けい素,炭素,黒鉛,粘土等を使
用することは可能であり、アルミナセメント,シリカフ
ラワー,リン酸塩,ケイ酸塩,分散剤,界面活性剤等の
バインダーも必要に応じて使用することができる。シリ
カ系及びリン酸塩を使用した場合には合成マグネシア・
カルシアクリンカー中のCaOがバインダーと反応して
高耐火性のCaO・SiO2 ,2CaO・SiO2 及び
3CaO・P2 O5 を生成することから熱間強度が向上
し、耐摩耗性に優れた不定形耐火物を得ることができ
る。
吹付材,ラミング材,モルタル等を総括するものであ
り、特に施工形態を限定するものではない。また、Mg
OとCaOの合量が80重量%以上である範囲で、他の
原料、たとえばスピネル,アルミナ,ムライト,ジルコ
ニア,ジルコン,炭化けい素,炭素,黒鉛,粘土等を使
用することは可能であり、アルミナセメント,シリカフ
ラワー,リン酸塩,ケイ酸塩,分散剤,界面活性剤等の
バインダーも必要に応じて使用することができる。シリ
カ系及びリン酸塩を使用した場合には合成マグネシア・
カルシアクリンカー中のCaOがバインダーと反応して
高耐火性のCaO・SiO2 ,2CaO・SiO2 及び
3CaO・P2 O5 を生成することから熱間強度が向上
し、耐摩耗性に優れた不定形耐火物を得ることができ
る。
【0015】本発明に使用する焼結マグネシア・カルシ
アクリンカーの表面処理方法については特に規制はない
が、水に可溶なリン酸又はその塩類や酸性リン酸エステ
ルのような有機物に浸漬又はスプレーし、乾燥する方法
が一般的である。
アクリンカーの表面処理方法については特に規制はない
が、水に可溶なリン酸又はその塩類や酸性リン酸エステ
ルのような有機物に浸漬又はスプレーし、乾燥する方法
が一般的である。
【0016】
【作用】MgO,CaO及びFe2 O3 の合量が97重
量%より少ない範囲では、クリンカーの密度が低下し、
耐消化性が劣化すると同時に不純物量が増大し、クリン
カー及び耐火物の耐食性が低下することから好ましくな
い。MgO含有量が30重量%よりも少ない範囲では、
クリンカー表面が大部分カルシア結晶となり、Fe2 O
3 ,TiO2 を添加し、更にリン酸塩を被覆しても耐消
化性が充分ではなく、またMgO含有量が90重量%を
越える範囲ではクリンカー中のフリーのCaO量が過小
となり、耐火物におけるカルシアの特性が発揮しにくく
なることから不適である。Fe2 O3 ,TiO2 量に関
しては、前者が0.2〜5重量%、後者が0.5〜3重
量%に規制されるが、これらの酸化物の適量添加は、C
aOと化合物を生成し、耐消化性は向上するが、過剰の
添加はクリンカーの密度を低下せしめ、耐消化性を劣化
させるという知見に基づいて設定された範囲である。
量%より少ない範囲では、クリンカーの密度が低下し、
耐消化性が劣化すると同時に不純物量が増大し、クリン
カー及び耐火物の耐食性が低下することから好ましくな
い。MgO含有量が30重量%よりも少ない範囲では、
クリンカー表面が大部分カルシア結晶となり、Fe2 O
3 ,TiO2 を添加し、更にリン酸塩を被覆しても耐消
化性が充分ではなく、またMgO含有量が90重量%を
越える範囲ではクリンカー中のフリーのCaO量が過小
となり、耐火物におけるカルシアの特性が発揮しにくく
なることから不適である。Fe2 O3 ,TiO2 量に関
しては、前者が0.2〜5重量%、後者が0.5〜3重
量%に規制されるが、これらの酸化物の適量添加は、C
aOと化合物を生成し、耐消化性は向上するが、過剰の
添加はクリンカーの密度を低下せしめ、耐消化性を劣化
させるという知見に基づいて設定された範囲である。
【0017】本発明に使用するマグネシウム・カルシア
クリンカーは、二次的な処理によってクリンカー表面を
リン酸カルシウム,リン酸マグネシウムで被覆すること
かなるが、この理由は難溶性リン酸塩の存在により、水
とクリンカーとの水和反応が規制されるためである。
クリンカーは、二次的な処理によってクリンカー表面を
リン酸カルシウム,リン酸マグネシウムで被覆すること
かなるが、この理由は難溶性リン酸塩の存在により、水
とクリンカーとの水和反応が規制されるためである。
【0018】かかるマグネシア・カルシアクリンカーの
耐消化性を表す重量増加率は、クリンカーのCaO含有
量によって異なるが、0.03〜0.5重量%の範囲に
あり、一般のドロマイトクリンカー,マグネシア・カル
シアクリンカーに比較して格段に優れ、水を使用する不
定形耐火物に使用することが可能となる。
耐消化性を表す重量増加率は、クリンカーのCaO含有
量によって異なるが、0.03〜0.5重量%の範囲に
あり、一般のドロマイトクリンカー,マグネシア・カル
シアクリンカーに比較して格段に優れ、水を使用する不
定形耐火物に使用することが可能となる。
【0019】本発明の不定形耐火物は上記のクリンカー
及びマグネシアクリンカーを主原料とするものである
が、合成マグネシア・カルシアクリンカーの使用量が2
0重量%よりも少ない範囲では、耐火物の耐スポーリン
グ性,耐スラグ浸潤性に劣ることから不適であり、耐火
物中のMgOとCaOの合量が80重量%よりも少ない
範囲では塩基性耐火物としての高耐食性が発揮されない
ことから好ましくない。
及びマグネシアクリンカーを主原料とするものである
が、合成マグネシア・カルシアクリンカーの使用量が2
0重量%よりも少ない範囲では、耐火物の耐スポーリン
グ性,耐スラグ浸潤性に劣ることから不適であり、耐火
物中のMgOとCaOの合量が80重量%よりも少ない
範囲では塩基性耐火物としての高耐食性が発揮されない
ことから好ましくない。
【0020】
【実施例】表1は、使用した合成マグネシア・カルシア
クリンカーの組成と特性を示す。A、Bの何れも本発明
の組成範囲にある。
クリンカーの組成と特性を示す。A、Bの何れも本発明
の組成範囲にある。
【0021】
【表1】 表2は従来の合成マグネシア・カルシアクリンカーの組
成と特性を示すものでTiO2 添加及びリン酸カルシウ
ム,リン酸マグネシアの被覆がないものである。
成と特性を示すものでTiO2 添加及びリン酸カルシウ
ム,リン酸マグネシアの被覆がないものである。
【0022】
【表2】 表1に示す合成マグネシア・カルシアクリンカーを用い
て、MgO純度95%の焼結マグネシアクリンカーを用
いて表3のキャスタブル耐火物を試作した。そして、比
較のために表2に示す従来の合成マグネシア・カルシア
クリンカーを用いて同様にキャスタブル耐火物を試作
し、水を加えて常法で混練、鋳込みを行いテストピース
を作成した。得られたキャスタブル耐火物の品質を表3
に示す。
て、MgO純度95%の焼結マグネシアクリンカーを用
いて表3のキャスタブル耐火物を試作した。そして、比
較のために表2に示す従来の合成マグネシア・カルシア
クリンカーを用いて同様にキャスタブル耐火物を試作
し、水を加えて常法で混練、鋳込みを行いテストピース
を作成した。得られたキャスタブル耐火物の品質を表3
に示す。
【0023】
【表3】 表3に示すように本発明の実施例1〜4では、消化によ
る亀裂は認められず、良好な品質が得られたのに対し、
従来のクリンカーを用いた比較例1〜4では、乾燥後に
亀裂が発生し、極端な品質劣化を生じた。これによっ
て、本発明による不定形耐火物の優位性を立証した。
る亀裂は認められず、良好な品質が得られたのに対し、
従来のクリンカーを用いた比較例1〜4では、乾燥後に
亀裂が発生し、極端な品質劣化を生じた。これによっ
て、本発明による不定形耐火物の優位性を立証した。
【0024】表4は他の実施例を示す。表1の合成マグ
ネシア・ドロマイトクリンカーBを用い、表4のキャス
タブル耐火物を試作した。
ネシア・ドロマイトクリンカーBを用い、表4のキャス
タブル耐火物を試作した。
【0025】
【表4】 本発明の実施例5〜8は良好な耐食性,高熱間強度,優
れた耐スポーリング性を有している。これに対して、比
較例5は本発明の範囲にある合成マグネシア・カルシア
クリンカーを使用しているものの、添加量が少ないため
に、熱間強度,耐スポーリング性に劣っている。比較例
6は粗粒の一部に焼結スピネルを使用し、MgOとCa
Oの合量が80重量%より少ないため、耐食性が著しく
低下し、実用に供し得ない。比較例7はマグネシア質、
比較例8はマグネシア・アルミナ質不定形耐火物である
が、本発明による不定形耐火物に比較して劣ることは明
らかである。
れた耐スポーリング性を有している。これに対して、比
較例5は本発明の範囲にある合成マグネシア・カルシア
クリンカーを使用しているものの、添加量が少ないため
に、熱間強度,耐スポーリング性に劣っている。比較例
6は粗粒の一部に焼結スピネルを使用し、MgOとCa
Oの合量が80重量%より少ないため、耐食性が著しく
低下し、実用に供し得ない。比較例7はマグネシア質、
比較例8はマグネシア・アルミナ質不定形耐火物である
が、本発明による不定形耐火物に比較して劣ることは明
らかである。
【0026】実施例6からなる不定形耐火物をDH炉吸
上管内周部に使用したところ、耐用性はマグクロ質れん
がに比較して約10%程度低下したに過ぎず、継ぎ足し
施工により原単位は逆に約10%低減し、実炉に供する
ことが可能なことが確認できた。
上管内周部に使用したところ、耐用性はマグクロ質れん
がに比較して約10%程度低下したに過ぎず、継ぎ足し
施工により原単位は逆に約10%低減し、実炉に供する
ことが可能なことが確認できた。
【0027】
【発明の効果】本発明によって、カルシアを比較的多量
に含有しているにも拘わらず、施工に際して、水を使用
しても消化による膨張、亀裂を生じない塩基性スラグに
対する耐食性、耐スポーリング性及び耐摩耗性に優れた
不定形耐火物を得ることができる。
に含有しているにも拘わらず、施工に際して、水を使用
しても消化による膨張、亀裂を生じない塩基性スラグに
対する耐食性、耐スポーリング性及び耐摩耗性に優れた
不定形耐火物を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩下 和俊 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所サービスセンター内 黒崎窯業株式会社 君津支店内 (72)発明者 佐藤 高芳 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 奥山 登 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内
Claims (2)
- 【請求項1】 マグネシアクリンカーと焼結マグネシア
・カルシアクリンカーを主原料とした混合物からなる不
定形耐火物であって、 焼結マグネシア・カルシアクリンカーは、 MgOとCaOとFe2 O3 との合量が97重量%以上
であり、 MgO30〜90重量%と、Fe2 O3 2〜5重量%
と、TiO2 0.5〜3重量%との化学組成を有し、 その表面にリン酸カルシウムとリン酸マグネシウムとの
被覆を有し、 混合物中の焼結マグネシア・カルシアクリンカーの含有
量は少なくとも20重量%であり、且つ、 この混合物中のMgOとCaO含有量の合量が80重量
%以上である不定形耐火物。 - 【請求項2】 請求項1記載の焼結マグネシア・カルシ
アクリンカーの耐消化性を表す重量%増加率が0.5重
量%以下である不定形耐火物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4155459A JP2596669B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | マグネシア・カルシア質不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4155459A JP2596669B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | マグネシア・カルシア質不定形耐火物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05345680A JPH05345680A (ja) | 1993-12-27 |
JP2596669B2 true JP2596669B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=15606516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4155459A Expired - Fee Related JP2596669B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | マグネシア・カルシア質不定形耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2596669B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003095729A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Itochu Ceratech Corp | カルシア系クリンカー及びそれを用いて得られる耐火物 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4155459A patent/JP2596669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05345680A (ja) | 1993-12-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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