JPH02141480A - キャスタブル耐火物 - 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】 なお、本明細書において、“％”および“部”とあるの
は、それぞれ“重量％“および“重量部”を意味する。

従来技術とその問題点 近年、省力化および省エネルギー化のために、取鍋、タ
ンデイシュなどの溶鋼容器の不定形化が進められている
。取鍋の場合には、ジルコン−珪石系のキャスタブル耐
火物が、流し込み材として広く使用されており、またア
ルミナ系のキャスタブル耐火物も一部には使用されてい
る。しかしながら、製鋼技術の進歩に伴なって、真空脱
ガス処理などの高度な処理が行なわれるようになり、溶
鋼温度の上昇、滞留時間の延長などの操業条件の苛酷化
が進行している。この様な苛酷な条件下においては、ジ
ルコン−珪石系のキャスタブル耐火物では溶損が激しく
、また公知のアルミナ系キャスタブル耐火物では地金付
きが発生するという問題点がある。

また一方では、鋼の高品質化への要求があり、特に５ｉ
０２の混入防止が要求されていることがら、塩基性キャ
スタブル耐火物の出現が求められている。この要求に応
えるべく、マグネシアを主体とするキャスタブル耐火物
も試みられているが、これは、耐熱スポーリング性、耐
構造スポーリング性などが劣るため、実用化されるには
至っていない。

スピネル質キャスタブル耐火物も提案されている。例え
ば、特開昭６０−６０９８５号公報は、スピネルクリン
カ−を主成分とし、アルミナセメントをバインダーとす
るキャスタブル耐火物を開示しており、また特開昭５５
−２３００４号公報は、ハイアルミナセメントをバイン
ダーとするキャスタブル耐火物を開示している。しかし
ながら、これらのキャスタブル耐火物は、添加水分が多
いので、緻密性に欠け、また、アルミナセメントの大量
使用によるＣａＯの増加のため、耐蝕性に劣るものと推
測される。

特開昭６０−６０９８６号公報は、マグネシアクリンカ
−、アルミナクリンカーおよびスピネルクリンカ−から
なる骨材に気化性シリカ、アミンシリケートおよび水溶
性リン酸アルミニウムの少なくとも一種をバインダーと
して配合したキャスタブル耐火物を開示している。この
キャスタブル耐火物は、熱間の線膨張が小さく、耐熱ス
ポーリング性に優れ、またジルコン質キャスタブル耐火
物に比して、遥かに耐蝕性に優れ、鋼の清浄化に関して
も優れている。しかしながら、このキャスタブル耐火物
は、スラグの浸透を阻止することは出来ず、構造スポー
リングを生じやすい欠点がある。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて、ス
ピネル質キャスタブル耐火物の特性を最大限に活用する
ために、種々研究を重ねた結果、特定組成の耐火材料と
特定組成のバインダーとの組合わせにより、スラグの浸
透を抑制し得るキャスタブル耐火物を得ることに成功し
た。

すなわち、本発明は、下記のキャスタブル耐火物を提供
するものである： 「スピネル質キャスタブル耐火物において、（ａ）スピ
ネルクリンカ−１０〜７０％、（ｂ）アルミナクリンカ
ー２０〜８０％および （ｃ）アルミナ超微粉１部とシリカ超微粉０．５〜１．
５部とにより構成される超微粉成分５〜１５％ からなる耐火利料１００部に （ｄ）アルミナゾル１部とシリカゾル０．　５〜１．５
部とからなるバインダー成分 ５〜７部 を配合したことを特徴とするキャスタブル耐火物」本発
明で使用するスピネルクリンカ−としては、Ａρ２０３
１０〜９０％でＭｇ０９０〜１０％の広い組成範囲のも
のを使用することが出来る。

また、その製造方法は、特に限定されず、焼結スピネル
および電融スピネルのいずれをも使用することが出来る
。耐火材料中のスピネルクリンカ−の量は、１０〜７０
％とする。その量が１０％未満の場合には、スピネルの
特性に基づく優れた効果が十分に発揮されないために、
アルミナ系キャスタブルの欠点が大きくなる。一方、７
０％を」−回る場合には、耐蝕性の低下、スラグ浸透防
止効果の低下などが認められる。スピネルクリンカ−の
粒度は、特に限定されないが、通常３ｍｍ以下程度であ
る。特に、スラグの浸透抑制の観点からは、マトリック
ス部分となり得る粒径７４μｍ以下のものを耐火材料重
量の１０％以」１使用することが好ましい。

アルミナクリンカーとしても、焼結アルミナおよび電融
アルミナのいずれをも使用することが出来る。アルミナ
クリンカーの純度は、９７％以上であることが好ましい
。耐火材料中のアルミナクリンカーの量は、２０〜８０
％とする。その量が２０％未満の場合には、溶損が大き
くなり、また、スラグの浸透も多くなる。一方、８０％
を上回る場合には、スラグ浸透防止効果の低下などが認
められる。アルミナクリンカーの粒度も、やはり特に限
定されないが、通常５ｍｍ以下程度である。

本発明でシリカ超微粉と併用されるアルミナ超微粉とし
ては、平均粒径１μｍ以下の仮焼アルミナが好適である
。アルミナ超微粉の平均粒径が１μｍを上回る場合には
、流動性が不十分で且つシリカ超微粉との反応性も低下
する。シリカ超微粉としては、フェロシリコン、シリコ
ンなどの製造時の副産物である平均粒径１μｍ以下の“
シリカフラワー”が好適である。但し、シリカフラワー
は、Ｆｅ２０３　、Ｃ５Ｎａ２０、ＳＯ３根などの不純
物を比較的多回に含む場合があり、これらの不純物は、
キャスタブルの耐火性、流動性などを低下させるので、
５ｉ０２含有量９５％以上のものを使用することが好ま
しい。シリカ超微粉の平均粒径が１μｍを上回る場合に
は、流動性が不十分となり且つアルミナ超微粉との反応
性も低下する傾向がある。アルミナ超微粉とシリカ超微
粉との配合割合は、前者１部に対し、後者０．５〜１．
５部程度とする。両超微粉の配合割合がこの範囲内にあ
る場合には、耐火物に対するスラグの浸透が最も効果的
に抑制され、且つ１５００℃前後での焼成後に適度の残
存膨脹性を示す。すなわち、焼成物を鉱物学的に分析す
ると、ムライトが主成分として検出されており、これは
アルミナ超微粉とシリカ超微粉との反応により、生成し
たものと推考される。そして、このムライトの生成によ
り、本来は焼成により残存収縮性を示すべきキャスタブ
ルが残存膨脹性を示すようになったものと考えられる。

アルミナ超微粉が過剰となると、スラグの浸透が多くな
り、一方シリカ超微粉が過剰となると、耐蝕性が低下し
、また残存収縮が大きくなる傾向がある。耐火材料中の
アルミナ超微粉とシリカ超微粉部との超微粉成分の量は
、５〜１５％とする。その量が５％未満の場合には、キ
ャスタブル耐火物に十分な流動性を付与することが出来
ず、一方１５％を上回る場合には、焼結による収縮が大
きくなる。

本発明においては、上記の耐火材料のバインダー成分と
して、アルミナゾルとシリカゾルとを併用する。アルミ
ナゾルおよびシリカゾルとしては、特に制限はなく、市
販品をそのまま使用することが出来る。このようなアル
ミナゾルの固形分濃度は、通常１０〜３０％程度であり
、シリカゾルの固形分濃度は、通常１０〜４０％程度で
ある。アルミナゾルとシリカゾルとの配合割合（固形分
として）は、前者１部に対し、後者０．５〜１．５部程
度とする。配合割合をこの様に規定した理由は、上記超
微粉成分中のアルミナ超微粉とシリカ超微粉との配合割
合の規定理由とほぼ同様である。

耐火材料１００部に対するバインダー成分の配合量は、
４〜８部程度とする。耐火利料１００部に対するバイン
ダーの量が４部未満の場合には、流し込みを行うに十分
な流動性が得られないのに対し、８部を上回る場合には
、施工後に水浮き、微粉浮き等を生じて、緻密な施工体
が得られない。

なお、本発明においては、硬化を促進するために、アル
ミナセメンｌ−、アルカリ金属およびアルカリ土類金属
の珪酸塩、リン酸塩などを耐火材料重量の２％を超えな
い範囲で使用することが出来る。２％を超える使用は、
耐熱性を低下させるので、避けるべきである。

発明の効果 本発明によれば、スラグの浸透を効果的に抑制し、耐構
造スポーリング性および耐蝕性に優れたキャスタブル耐
火物が得られる。

また、本発明キャスタブル耐火物は、５ｉ０２含有量が
少ないので、ＳｉＯ２の混入抑制による鋼の高品質化に
も貢献し得る。

実施例 以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とする
ところをより一層明確にする。

実施例１〜３および比較例１〜２ 第１表に示す割合で各原料を配合して、キャスタブル耐
火物を得た。

かくして得られたキャスタブルを使用して、４０闘Ｘ　
４０ｍｍＸ　１６０ｍｍの金型に流し込んで試料を作成
し、１５００℃で３時間焼成した後、焼成体の特性を測
定した。結果を第２表に示す。

なお、第２表に示す結果において、スラグ試験および耐
熱スポーリングテストは、以下の様にして行なった。

スラグ試験・・・普通鋼：転炉スラグ＝１：１の混合物
を使用して、ロータリー法により１６５０℃で５時間試
験した。ジルコン質キャスタブル耐火物（ジルコン６５
％）の値を１００として、相対値で示す。

耐熱スポーリング性・・・１３５０℃で１５分間加熱−
１５分空冷のサイクルを繰返し、剥落を生ずるまでのサ
イクル回数を測定した 第２表に示す結果は、以下の事実を明らかにしている。

本発明品は、１５００℃での焼成後に線変化率がプラス
を示している、換言すれば残存膨張性を示している。こ
れに対し、比較例品は、線変化率は、マイナスとなって
いる、換言すれば残存収縮性を示している。

本発明品の通気率は、比較例品の通気率よりも低くなっ
ている。

スラグ試験において、本発明品の溶損比率は、比較例品
に比して低く、且つジルコン質キャスタブル耐火物の半
分以下となっている。また、スラグ浸透率においても、
本発明品は、ジルコン質キャスタブル耐火物と同程度で
あり、比較例品よりも著しく低い。

耐熱スポーリング性においても、本発明品は、２０サイ
クルで未だ剥落を生じていないのに対し、比較例品では
、１２〜１４サイクルで剥落を生じている。

従って、本発明によるキャスタブル耐火物は、取鍋の流
し込み材などとして、ジルコン質耐火物に著しく優る高
い耐用性を発揮する。

（以　上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　スピネル質キャスタブル耐火物において、（ａ）ス
   ピネルクリンカー１０〜７０％、 （ｂ）アルミナクリンカー２０〜８０％ および （ｃ）アルミナ超微粉１部とシリカ超微粉０．５〜１．
   ５部とにより構成される超微粉成分 ５〜１５％ からなる耐火材料１００部に （ｄ）アルミナゾル１部とシリカゾル０．５〜１．５部
   とからなるバインダー成分 ４〜８部 を配合したことを特徴とするキャスタブル耐火物。