JPH0350151A - 耐火材料 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は耐火材料に関し、さらに詳しくはマグネシア
を主体とした塩基性耐火物に用いられる電融垣火材料に
関する。

（従来の技術） 従来、塩基性耐火物用の材料としては電融あるいは焼結
のマグネシア材料が一般に主体材料として用いられてい
る。このマグネシア材料の特徴は。

０　長所 （ａ）　　耐火性に富む、（融点２８００’Ｃ）（ｂ）
　　塩基性スラグに対する溶解度が低い。

に）短所 （ａ）　　溶融スラブが容易に組織内に浸透する。

（ｂ）　　高い熱膨張率を有しているため熱的な耐スポ
ーリング性が小さい。

（Ｃ）　　熱間強度が低い。

などの長所、短所を有していることである。

しかし、高耐熱性、高耐食性である優れた特性を有して
いるマグネシアも現在使用されているマグネシア材料で
はスラグが容易に組織内に浸透し変質層を生成するので ｉ）層状亀裂の発生。

旬　構造的スポーリングの発生。

蜀　耐熱スポーリング特性の更なる劣化。

をひき起こし、本来の優れた特性を充分生かすことがで
きず、このマグネシア材料を用いた耐火物はより高い寿
命（耐用）の延長を計ることができないと共に表層に付
着物（スラグ及び地金）が多くでき、この付着物のため
に溶融金属に対して品質的に、また操業面でも悪い影響
が出ているのが現状である。

（発明が解決しようとする問題点） 現在のマグネシア材料の微構造はべりクレース結晶とこ
れをとりまく珪酸塩材によりマトリックスが形成されて
いる。このためペリクレース（Ｍｇｏ）自体は２８００
℃という高い融点を持ち、また塩基性スラグに対する高
い抵抗性を有しているが、マトリックス部を形成してい
る珪酸塩材が、■　低融点材である。

■　スラグとの反応性が大きい。

■　スラグの主成分との親和性が高いので容易にスラグ
浸透層を形成させる。

などの特性を持つことにより組織の脆化、変質層の形成
をしやすく、生成する異層間部での亀裂の発生及び剥落
損傷が起き、これらを用いた塩基性耐火物を使用しても
安全な操業、素材特性を充分生かした長寿命かが計れず
、寿命が短くて終っている。そこでこの欠点を改善する
ために現在材料の高純度化及び高密度化を行っているが
充分な効果を見るまでには至っていないもので、これら
の欠点が改善されることが強く望まれている。

従ってこの発明は上記現状に鑑み、マグネシアの持つ高
耐熱性、高耐食性という優れた特性を生かした塩基性材
料を提供することを技術的課題とするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明は前述のようなマグネシアの持つ高耐熱性、高
耐食性という特性を充分生かし、熱間特性の高いマグネ
シア質塩基性耐火材を得るため結合部（マトリックス部
）の構成変化を行い改善するものである。

即ちこの発明の要旨は、ＭｇＯ，ＡＩ、０．、ＺｒＯ２
の３成分を主体成分とした電融材料において、ＭｇＯが
５０％〜８０％、　Ａｌ２Ｏ，が５％〜４５％。

ＺｒＯ，が５％〜４５％でその他の残部成分が３％以下
とし、スピネル（ＭｇＯ−ＡＩｔｏ３）　ｔ　／＜　１
，１　クレース（ＭｇＯ）及びジルコニア（ＺｒＯ，）
より構成されていることを特徴とする電融耐火材料であ
る。

ＭｇＯ材とＡｌ２Ｏ，材、ジルコニア（ＺｒＯ２）材を
用いて電気溶融することによりペリクレース（ＭｇＯ）
の結晶間を構成している珪酸塩マトリックス材に替えＭ
ｇＯ・ＡＩ、０３のスピネル及びジルコニア（Ｚ　ｒ　
Ｏ２）材により形成させることにより、 （支）　スラグの組織内浸透を小さくする。

（ロ）ペリクレース（ＭｇＯ）、スピネル（Ｍ　ｇ　０
Ａｔｘ　Ｏ３）　、ジルコニア（ＺｒＯ，）と多結晶化
し、ペリクレース結晶をスピネル、Ｚｒ　Ｏ、で結合さ
せることにより耐熱スポーリング性、耐構造的スポーリ
ング性を向上させることができる。

Ｑ９　　熱間特性を向上させることができる。

などマグネシア材の特性を生かし組織の強化が計れて従
来のマグネシア材の欠点を大幅に改善したものである。

さらに詳しく述べると、マグネシア材（ＭｇＯ）５０％
〜８０％、アルミナ材（Ａ震２０．）５％〜４５％、ジ
ルコニア材、　　（Ｚ　ｒ　Ｏｚ　）を５％〜４５％と
成し、その他の成分を３％以内に調整した材料を電気溶
融することによりペリクレースの結晶粒間を改善せしめ
た新規な優れたマグネシア質塩基性材料としたものであ
る。

なお成分範囲の限定理由は次の通りである。

■　マグネシア材　５０％〜８０％ ａ）５０％以下では耐火スラグ性（耐食性）が低くなる
。

ｂ）ｓｏ％以上では組織改善度が小さい。

■　アルミナ材　５％〜４５％ ａ）　　５％以内では改質効果が小さい。

ｂ）　４５％以上であると耐食性面でＭｇＯ材の特質が
低下する。

■　ジルコニア材　５％〜４５％ ａ）　　５％以内では改質効果が小さい。

ｂ）　４５％以上となると耐食性の面でＭｇＯ材の特質
が低下する。

■　その他の成分が３％以内（但し、Ｃｒ、０１を除＜
　、　）　５ｉｘｔｙ　Ａ１２０３ｖ　Ｆｅ＊Ｏｚｅ　
ＢｚＯ３などその他の成分が３％以上含有すると組織の
脆化（熱間）及び耐食性、耐熱スポーリング性が低下す
るためである。

（発明の効果） この発明の材料開発に当り、■Ｍｇ○−Ａ１２０゜系及
び■ＭｇＯ−ＺｒＯ２系の各２成分系の耐火材料につい
て夫々電気溶融材料を造り、基礎試験を行った結果、Ｍ
ｇＯ材にＡｌ２Ｏ，材やＺｒＯ，を添加すると添加量が
１０％〜５０％の間で、（ｉ）　　耐熱スポーリング性
。

（ｉｉ）　　耐スラグ浸透性。

（ａ　　熱間強度特性。

などが大きく改善されるが、この中でもＡｌ２Ｏ３材の
添加は（＠熱間強度特性、　（ｉｉ）耐スラグ浸透性の
向上に、またＺｒＯ２材の添加は（ｉ）耐熱スポーリン
グ性、（＠熱間強度特性の向上に夫々大きな向上が認め
られた。

この結果から、本発明者らはＭｇＯ材に対してＡｔ、０
３材及びＺｒＯ□材の二者を共に添加することにより耐
熱スポーリング性及び耐久ラグ浸透性も高め、構造的ス
ポーリング性を高めること及び熱間強度をより高める素
材開発を進めた結果、Ｍｇｏ材５０％〜８０％、　Ａｔ
２０．材５％〜４５％。

ＺｒＯ２材を５％〜４５％とし、この３成分で９７％以
上とすることにより大きな改善が得られた。

次に実施例を挙げて詳記する。

（実施例） 上記表１のマグネシア材、アルミナ材及びジルコニア材
を夫々の配合比率で秤量混合してアーク式電気炉で溶融
した。この溶湯を迅速分析で主成分を確認したのち、所
定の取鍋に傾注、固化させインゴットを得た。このイン
ゴットを所定の粒度に粉砕、整粒して供試材料を作製し
た。

次に各配合例とその品質特性について表２に記す。

以上の実施例に示すようにこの発明品のＭｇＯ材にＡｌ
２Ｏ３材、ＺｒＯ２材を共に添加することによりペリク
レースの結晶粒界に■Ｈｇ　０−Ａｔ、０３（スピネル
）ＺｒＯ□（ジルコニア）で構成することによりＭｇＯ
材の塩基性スラグに対する高耐食性及び高耐熱性を損な
うことなく、短所である前記（ａ）スラグの容易浸透性
、（ｂ）耐熱スポーリング性が小さい、（Ｃ）熱間強度
が低い、などの諸点を改善し、高耐熱スポーリング性、
耐スラグ浸透性及び熱間強度特性が非常に高めることが
でき、大きな改善効果をもたらす耐火材料を製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラグ浸食試験結果を示すスラグ浸透深さの図
表、第２図は同スラグ溶損量の図表、第３図は耐熱スポ
ーリング試験結果を示す耐熱スポーリング性の図表、第
４図は実施例（９）本発明品の組織例の顕微鏡写真、第
５図は実施例（９）本発明品の鉱物組成例のＸ線回折図
表である。 第 図 ４ｇ 昭 第 工 悶 第 図 第 図 （Ｊｌ！ｌ返し回数） １゜ 事件の表示 平成１年　特　　許 願 第６≠２９ｑ号 λ ３゜ 発明の名称 耐火材料 補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４゜ 代 氏　名（名称）東京窯業株式会社 代表者　牛　込　　進　　　（外１名）理　　人〒４５
≦ 住　所　名古屋市熱田区沢上−丁目／番１０号７゜ 補正の対象 明細書中図面の簡単な説明の欄中第４図の記載を下記の
通り補正する。 記 「第４図は実施例 （９） 本発明品の組織例の顕微 鋺図、 」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＭｇＯ，Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＺｒＯ＿２の３成分を主体
   成分とした電融材料において、ＭｇＯが５０％〜８０％
   ，Ａｌ＿２Ｏ＿３が５％〜４５％，ＺｒＯ＿２が５％〜
   ４５％でその他の残部成分が３％以下とし、スピネル（
   ＭｇＯ・Ａｌ＿２Ｏ＿３），ペリクレース（ＭｇＯ）及
   びジルコニア（ＺｒＯ＿２）より構成されていることを
   特徴とする電融耐火材料。