JP3157310B2 - 耐火物 - Google Patents
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
-
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- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属、溶融スラグ
等を保持あるいは精錬する容器の内張りに使用する耐火
物に関するものである。
等を保持あるいは精錬する容器の内張りに使用する耐火
物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の鉄鋼製造においては、鉄鋼製品の
品質厳格化に伴って、精錬内容が内張り耐火物に対して
非常に厳しくなりつつある。この問題は、製品品質に最
も大きく影響する二次精錬工程の設備に使用する耐火物
（以下二次精錬用耐火物と略す）に関して、特に顕在化
しつつある。従来、二次精錬用耐火物としてはマグクロ
れんがが広く使用されている。マグクロれんがは主成分
であるマグネシアの長所である耐食性を生かしつつ、短
所である易スラグ浸潤性をクロム鉱を添加することで改
善し、耐用性を付与している。
品質厳格化に伴って、精錬内容が内張り耐火物に対して
非常に厳しくなりつつある。この問題は、製品品質に最
も大きく影響する二次精錬工程の設備に使用する耐火物
（以下二次精錬用耐火物と略す）に関して、特に顕在化
しつつある。従来、二次精錬用耐火物としてはマグクロ
れんがが広く使用されている。マグクロれんがは主成分
であるマグネシアの長所である耐食性を生かしつつ、短
所である易スラグ浸潤性をクロム鉱を添加することで改
善し、耐用性を付与している。
【０００３】しかし、二次精錬用として高耐用性のマグ
クロれんがを使用しても、近年の操業条件変化により、
耐用性の不足が問題となりつつある。特にスラグ浸潤
は、クロム鉱の添加では完全に抑制できていないため、
その結果、組織の劣化、構造的スポーリングなどが起こ
り、耐火物の損耗が進行する。この問題を解決するため
には、より効果的なスラグ浸潤防止策が求められる。
クロれんがを使用しても、近年の操業条件変化により、
耐用性の不足が問題となりつつある。特にスラグ浸潤
は、クロム鉱の添加では完全に抑制できていないため、
その結果、組織の劣化、構造的スポーリングなどが起こ
り、耐火物の損耗が進行する。この問題を解決するため
には、より効果的なスラグ浸潤防止策が求められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネ
シアのみからなる耐火物にはスラグが浸潤しやすく、損
耗が起こりやすい。従ってマグネシアの特性が最大限に
生かされた優れた耐火物を得るためには、スラグ浸潤を
抑制する必要がある。本発明の目的は、スラグ浸潤を効
果的に抑制する新たな耐火物を提供することである。
シアのみからなる耐火物にはスラグが浸潤しやすく、損
耗が起こりやすい。従ってマグネシアの特性が最大限に
生かされた優れた耐火物を得るためには、スラグ浸潤を
抑制する必要がある。本発明の目的は、スラグ浸潤を効
果的に抑制する新たな耐火物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火
物、及び、カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミナの１
種あるいは２種以上を合計で０．１〜３０重量％、及び
少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火物を提供す
る。
成するために、カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火
物、及び、カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミナの１
種あるいは２種以上を合計で０．１〜３０重量％、及び
少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火物を提供す
る。
【０００６】更に本発明は上記の目的を達成するため、
カルシウムジルコネート（ＣａＯ・ＺｒＯ2 ）０．１〜
５重量％と残部がマグネシアからなる素材に、少量の添
加剤を加えたものを成形し、１５００〜１９００℃で焼
成した耐火物、及び、カルシウムジルコネート（ＣａＯ
・ＺｒＯ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアか
らなる素材に、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミ
ナの１種あるいは２種以上を合計で０．１〜３０重量
％、及び少量の添加剤を加えたものを成形し、１５００
〜１９００℃で焼成した耐火物を提供する。
カルシウムジルコネート（ＣａＯ・ＺｒＯ2 ）０．１〜
５重量％と残部がマグネシアからなる素材に、少量の添
加剤を加えたものを成形し、１５００〜１９００℃で焼
成した耐火物、及び、カルシウムジルコネート（ＣａＯ
・ＺｒＯ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアか
らなる素材に、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミ
ナの１種あるいは２種以上を合計で０．１〜３０重量
％、及び少量の添加剤を加えたものを成形し、１５００
〜１９００℃で焼成した耐火物を提供する。
【０００７】
【作用】カルシウムジルコネートとマグネシアを配合し
て耐火物とすると、侵入スラグはカルシウムジルコネー
ト中のＺｒＯ2 成分によって高粘性化し、スラグの侵入
が抑制される。また、カルシウムジルコネートはマグネ
シアの焼結を促進する効果もあるため、耐火物自体が焼
結して緻密化し、これによってもスラグ浸潤が抑制され
る。
て耐火物とすると、侵入スラグはカルシウムジルコネー
ト中のＺｒＯ2 成分によって高粘性化し、スラグの侵入
が抑制される。また、カルシウムジルコネートはマグネ
シアの焼結を促進する効果もあるため、耐火物自体が焼
結して緻密化し、これによってもスラグ浸潤が抑制され
る。
【０００８】カルシウムジルコネートの添加量は、０．
１％未満ではスラグ浸潤抑制の効果が十分に得られず、
また、５％超では耐食性を損なうので、０．１〜５％と
するのがよい。カルシウムジルコネートとマグネシアよ
りなる耐火物の場合、マグネシアは十分な耐食性を確保
するために７０〜９９．９％添加すればよい。
１％未満ではスラグ浸潤抑制の効果が十分に得られず、
また、５％超では耐食性を損なうので、０．１〜５％と
するのがよい。カルシウムジルコネートとマグネシアよ
りなる耐火物の場合、マグネシアは十分な耐食性を確保
するために７０〜９９．９％添加すればよい。
【０００９】カルシウムジルコネートとマグネシア以外
の耐火材を、耐食性向上、あるいは耐熱衝撃性向上など
を目的として配合することもできる。配合可能な耐火材
としては、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミナな
どがあり、これらの内から１種あるいは２種以上を配合
できる。しかし、配合量が３０％を越えると、耐食性あ
るいは耐熱衝撃性を損なうことがあるため、３０％以下
とすることが望ましい。また、配合量が０．１％未満で
は耐食性向上、あるいは耐熱衝撃性向上の効果が得られ
ないため、０．１％以上とすることが望ましい。
の耐火材を、耐食性向上、あるいは耐熱衝撃性向上など
を目的として配合することもできる。配合可能な耐火材
としては、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミナな
どがあり、これらの内から１種あるいは２種以上を配合
できる。しかし、配合量が３０％を越えると、耐食性あ
るいは耐熱衝撃性を損なうことがあるため、３０％以下
とすることが望ましい。また、配合量が０．１％未満で
は耐食性向上、あるいは耐熱衝撃性向上の効果が得られ
ないため、０．１％以上とすることが望ましい。
【００１０】本発明による耐火物は、カルシウムジルコ
ネートとマグネシア、あるいは他の耐火材を配合し、さ
らに結合剤を添加し、そのままで不定形耐火物として、
あるいは成形して定型耐火物として、あるいはさらに熱
処理して焼成耐火物とすることもできる。
ネートとマグネシア、あるいは他の耐火材を配合し、さ
らに結合剤を添加し、そのままで不定形耐火物として、
あるいは成形して定型耐火物として、あるいはさらに熱
処理して焼成耐火物とすることもできる。
【００１１】本発明による耐火物の製造方法について以
下に述べる。使用するカルシウムジルコネートの品質に
ついては、ＺｒＯ2 成分が９０〜５０％、粒度は０．５
ｍｍ以下のものを使用すればよい。マグネシアクリンカ
ーとしてはＭｇＯ成分９０％程度以上で、天然焼結品、
合成焼結品、合成電融品のいずれを使用してもよい。粒
度は５ｍｍ程度以下で適宜調整できる。他の耐火材に関
しても、化学組成、粒度共、通常耐火物用として使用さ
れている範囲の物を使用して差し支えない。
下に述べる。使用するカルシウムジルコネートの品質に
ついては、ＺｒＯ2 成分が９０〜５０％、粒度は０．５
ｍｍ以下のものを使用すればよい。マグネシアクリンカ
ーとしてはＭｇＯ成分９０％程度以上で、天然焼結品、
合成焼結品、合成電融品のいずれを使用してもよい。粒
度は５ｍｍ程度以下で適宜調整できる。他の耐火材に関
しても、化学組成、粒度共、通常耐火物用として使用さ
れている範囲の物を使用して差し支えない。
【００１２】定形耐火物の添加剤としては、通常塩基性
耐火物用として使用されている結合剤等を使用すればよ
い。
耐火物用として使用されている結合剤等を使用すればよ
い。
【００１３】不定形耐火物とする場合の添加剤として
は、結合剤としての機能を持つ各種のセメント、燐酸
塩、ガラス、凝集剤、各種樹脂、多糖類、水ガラスなど
を使用すればよい。また、その他の添加剤としてシリカ
フラワー、解膠剤、湿潤剤などの施工性や作業性を改善
するための物質を添加してもよい。
は、結合剤としての機能を持つ各種のセメント、燐酸
塩、ガラス、凝集剤、各種樹脂、多糖類、水ガラスなど
を使用すればよい。また、その他の添加剤としてシリカ
フラワー、解膠剤、湿潤剤などの施工性や作業性を改善
するための物質を添加してもよい。
【００１４】成形は通常の耐火物と同様に、フリクショ
ンプレス、オイルプレス、ＣＩＰ等が使用できる。
ンプレス、オイルプレス、ＣＩＰ等が使用できる。
【００１５】焼成耐火物とする際の焼成温度は、１５０
０〜１９００℃以上とすることが望ましい。これは１５
００℃未満では焼結が十分に進行せず、製品の品質が安
定せず、一方、焼成温度が１９００℃超ではエネルギー
コスト、設備建設費が高価となるためである。
０〜１９００℃以上とすることが望ましい。これは１５
００℃未満では焼結が十分に進行せず、製品の品質が安
定せず、一方、焼成温度が１９００℃超ではエネルギー
コスト、設備建設費が高価となるためである。
【００１６】
実施例１ カルシウムジルコネートとマグネシアを用いて耐火物を
試作し、その特性を調査した。カルシウムジルコネート
粉末とマグネシアクリンカーを混合し、少量の結合剤を
加えて成形した後に最高温度１６５０℃で焼成して耐火
物を製造し、これを侵食試験により評価した。なお侵食
試験は誘導炉を用いた内張り張り分け法で行なった。条
件としては、温度は１６５０℃、スラグ組成は ＣａＯ
／ＳｉＯ2＝３．３、Ａｌ2Ｏ3＝３０％、ＭｇＯ＝１０
％であった。実験後、溶損量とスラグ浸潤深さを測定
し、マグネシアのみからなる耐火物の最大侵食部の溶損
量を１００として溶損指数とした。また侵食後の侵食面
からのスラグ浸潤厚みを最大侵食部の溶損量を１００と
する指数で表し、これをスラグ浸潤指数とした。
試作し、その特性を調査した。カルシウムジルコネート
粉末とマグネシアクリンカーを混合し、少量の結合剤を
加えて成形した後に最高温度１６５０℃で焼成して耐火
物を製造し、これを侵食試験により評価した。なお侵食
試験は誘導炉を用いた内張り張り分け法で行なった。条
件としては、温度は１６５０℃、スラグ組成は ＣａＯ
／ＳｉＯ2＝３．３、Ａｌ2Ｏ3＝３０％、ＭｇＯ＝１０
％であった。実験後、溶損量とスラグ浸潤深さを測定
し、マグネシアのみからなる耐火物の最大侵食部の溶損
量を１００として溶損指数とした。また侵食後の侵食面
からのスラグ浸潤厚みを最大侵食部の溶損量を１００と
する指数で表し、これをスラグ浸潤指数とした。
【００１７】図１に、カルシウムジルコネート添加量と
スラグ浸潤指数及び溶損指数の関係を示す。カルシウム
ジルコネートを０．１％以上添加すると、スラグ浸潤指
数は大きく減少しており、優れたスラグ浸透が得られる
ことがわかる。溶損については、カルシウムジルコネー
ト０．１〜５％の範囲で添加すると、カルシウムジルコ
ネートを添加しない場合に比べて溶損指数が小さくなっ
ている。一方、カルシウムジルコネートを５％超添加す
ると、溶損指数は無添加の場合よりも大きくなる。即
ち、カルシウムジルコネートを０．１〜５％添加するこ
とにより、優れた耐スラグ浸潤性、耐食性が得られるこ
とが判る。
スラグ浸潤指数及び溶損指数の関係を示す。カルシウム
ジルコネートを０．１％以上添加すると、スラグ浸潤指
数は大きく減少しており、優れたスラグ浸透が得られる
ことがわかる。溶損については、カルシウムジルコネー
ト０．１〜５％の範囲で添加すると、カルシウムジルコ
ネートを添加しない場合に比べて溶損指数が小さくなっ
ている。一方、カルシウムジルコネートを５％超添加す
ると、溶損指数は無添加の場合よりも大きくなる。即
ち、カルシウムジルコネートを０．１〜５％添加するこ
とにより、優れた耐スラグ浸潤性、耐食性が得られるこ
とが判る。
【００１８】実施例２ 表１に示す配合で原料を混合し、少量の結合剤を加えて
成形した後に焼成して耐火物を製造し、これを侵食試験
により評価した。なお侵食試験は誘導炉を用いた内張り
張り分け法で行なった。条件としては、温度は１６５０
℃、スラグ組成はＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝３．３、Ａｌ2Ｏ3
＝３０％、ＭｇＯ＝１０％であった。実験後、溶損量と
スラグ浸潤深さを測定し、マグネシアのみからなる耐火
物の溶損量を１００として指数化した。この値が小さい
ほど高耐食性あるいは高耐スラグ浸潤性であることを示
す。比較例としてマグネシアのみからなる耐火物の特性
を表１に合わせて示す。
成形した後に焼成して耐火物を製造し、これを侵食試験
により評価した。なお侵食試験は誘導炉を用いた内張り
張り分け法で行なった。条件としては、温度は１６５０
℃、スラグ組成はＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝３．３、Ａｌ2Ｏ3
＝３０％、ＭｇＯ＝１０％であった。実験後、溶損量と
スラグ浸潤深さを測定し、マグネシアのみからなる耐火
物の溶損量を１００として指数化した。この値が小さい
ほど高耐食性あるいは高耐スラグ浸潤性であることを示
す。比較例としてマグネシアのみからなる耐火物の特性
を表１に合わせて示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】試験の結果、本発明による耐火物のスラグ
浸潤は、比較品であるマグネシアれんがＦの３分の１以
下で、著しいスラグ浸潤防止効果が認められる。また溶
損に関しても１０〜２５％改善されている。
浸潤は、比較品であるマグネシアれんがＦの３分の１以
下で、著しいスラグ浸潤防止効果が認められる。また溶
損に関しても１０〜２５％改善されている。
【００２１】実施例１のＢのれんがを１５０ｔ精錬取鍋
のスラグライン部の４分の１周分に張り分けた。その結
果、従来品（マグクロダイレクトボンドれんが）との比
較で、溶損速度は約１５％小さい値となった。使用後品
を調査した結果、従来品は稼働面から６０ｍｍの深さま
でスラグが浸潤して変質層が形成され、変質層と非変質
層の間に大きな稼働面に平行な亀裂が生じ、構造スポー
ルを起こしているのに対して、本発明によるＣは変質層
は２０ｍｍ程度で、亀裂も殆どなかった。
のスラグライン部の４分の１周分に張り分けた。その結
果、従来品（マグクロダイレクトボンドれんが）との比
較で、溶損速度は約１５％小さい値となった。使用後品
を調査した結果、従来品は稼働面から６０ｍｍの深さま
でスラグが浸潤して変質層が形成され、変質層と非変質
層の間に大きな稼働面に平行な亀裂が生じ、構造スポー
ルを起こしているのに対して、本発明によるＣは変質層
は２０ｍｍ程度で、亀裂も殆どなかった。
【００２２】実施例３ 表２に示す配合で原料を混合し、少量の結合剤と水を加
えて混錬したものを型枠に流し込み成形した後に乾燥し
て耐火物を製造し、これを侵食試験により評価した。な
お侵食試験は誘導炉を用いた内張り張り分け法で行なっ
た。条件としては、温度は１６５０℃、スラグ組成はＣ
ａＯ／ＳｉＯ2 ＝３．３、Ａｌ2Ｏ3＝３０％、ＭｇＯ＝
１０％であった。実験後、溶損量とスラグ浸潤深さを測
定し、マグネシアのみからなる耐火物の溶損量を１００
として指数化した。この値が小さいほど高耐食性あるい
は高耐スラグ浸潤性であることを示す。比較例としてマ
グネシアのみからなる耐火物の特性を表２に合わせて示
す。
えて混錬したものを型枠に流し込み成形した後に乾燥し
て耐火物を製造し、これを侵食試験により評価した。な
お侵食試験は誘導炉を用いた内張り張り分け法で行なっ
た。条件としては、温度は１６５０℃、スラグ組成はＣ
ａＯ／ＳｉＯ2 ＝３．３、Ａｌ2Ｏ3＝３０％、ＭｇＯ＝
１０％であった。実験後、溶損量とスラグ浸潤深さを測
定し、マグネシアのみからなる耐火物の溶損量を１００
として指数化した。この値が小さいほど高耐食性あるい
は高耐スラグ浸潤性であることを示す。比較例としてマ
グネシアのみからなる耐火物の特性を表２に合わせて示
す。
【００２３】
【表２】
【００２４】試験の結果、本発明による耐火物のスラグ
浸潤は、比較品であるマグネシアれんがＫの３分の１以
下で、著しいスラグ浸潤防止効果が認められる。また溶
損に関しても１０〜２５％改善されている。
浸潤は、比較品であるマグネシアれんがＫの３分の１以
下で、著しいスラグ浸潤防止効果が認められる。また溶
損に関しても１０〜２５％改善されている。
【００２５】
【発明の効果】本発明の耐火物はスラグ浸潤が起こり難
く、耐食性も高い等、優れた特性を有する。この耐火物
を窯炉に適用することで、生産性向上や生産コスト低減
に大きく貢献する。
く、耐食性も高い等、優れた特性を有する。この耐火物
を窯炉に適用することで、生産性向上や生産コスト低減
に大きく貢献する。
【図１】カルシウムジルコネート添加量（％）とスラグ
浸潤指数及び溶損指数の関係を示す。
浸潤指数及び溶損指数の関係を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加治 信彦 福岡県北九州市八幡西区東浜町１−１ 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 玉木 健之 福岡県北九州市八幡西区東浜町１−１ 黒崎窯業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−162566（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/00 - 35/22
Claims (4)
- 【請求項１】 カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火
物。 - 【請求項２】 カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2 ）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミナの１
種あるいは２種以上を合計で０．１〜３０重量％、及び
少量の添加剤を加えたことを特徴とする耐火物。 - 【請求項３】 カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、少量の添加剤を加えたものを成形し、１５００
〜１９００℃で焼成した耐火物。 - 【請求項４】 カルシウムジルコネート（ＣａＯ・Ｚｒ
Ｏ2）０．１〜５重量％と、残部がマグネシアからなる
素材に、スピネル、クロム鉱、ムライト、アルミナの１
種あるいは２種以上を合計で０．１〜３０重量％、及び
少量の添加剤を加えたものを成形し、１５００〜１９０
０℃で焼成した耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28106992A JP3157310B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28106992A JP3157310B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06107451A JPH06107451A (ja) | 1994-04-19 |
| JP3157310B2 true JP3157310B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=17633884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28106992A Expired - Fee Related JP3157310B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157310B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4538779B2 (ja) * | 2003-03-03 | 2010-09-08 | 株式会社ヨータイ | マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物 |
| DE102008019529B4 (de) | 2008-04-18 | 2010-05-12 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Feuerfestes keramisches Erzeugnis und zugehöriges Formteil |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP28106992A patent/JP3157310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06107451A (ja) | 1994-04-19 |
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