JPH09183674A - 流し込み施工用不定形耐火物 - Google Patents

流し込み施工用不定形耐火物

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JPH09183674A
JPH09183674A JP7352927A JP35292795A JPH09183674A JP H09183674 A JPH09183674 A JP H09183674A JP 7352927 A JP7352927 A JP 7352927A JP 35292795 A JP35292795 A JP 35292795A JP H09183674 A JPH09183674 A JP H09183674A
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JP
Japan
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refractory
composition
barium
water
alumina
Prior art date
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Pending
Application number
JP7352927A
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English (en)
Inventor
Kiyohiro Hosokawa
清弘 細川
Tomio Mizuno
富生 水野
Masayuki Sugimoto
政幸 杉本
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Harima Ceramic Co Ltd
Original Assignee
Harima Ceramic Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空脱ガス炉、取鍋、タンディッシュなどの
製鋼炉の内張り、あるいは溶鋼処理ランスなどの耐熱保
護部材として、特に溶鋼流の激しい部位での使用におい
て優れた耐用性が得られる流し込み施工用不定形耐火物
を提供する。 【解決手段】 本発明は、粒径0.15mm以下の微粉
アルミナを5〜60wt%含む耐火骨材100wt%
に、外掛けで、水に不活性のバリウムチタネート、バリ
ウムアルミネート、バリウムジルコネート、硫酸バリウ
ムなどのBa組成物0.5〜5wt%と軽焼マグネシア
0.5〜5wt%とを添加した不定形耐火物である。不
活性Ba組成物は施工水分との反応がなく、施工体強度
を低下させない。また、使用中の高温域では微粉アルミ
ナと反応してバリウムアルミネートを生成し、結合組織
を強固なものにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空脱ガス炉、取
鍋、タンディッシュなどの製鋼炉の内張り、あるいは溶
鋼処理ランスなどの耐熱保護部材として使用される流し
込み施工用不定形耐火物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶鋼取鍋などを内張りする耐火物とし
て、現在、アルミナセメントを結合材としたアルミナ−
スピネル質またはアルミナ−マグネシア質の流し込み材
が使用されている。
【0003】これらの材質の改善として、軽焼マグネシ
アを添加することが提案されている。例えば特開昭63
−218586号公報および特開昭64−87577号
公報では、結合部に軽焼マグネシアを添加し、施工水分
との反応による水和で生じた結合を利用し、耐食性およ
び耐スラグ浸潤性の向上を図っている。また、特開平3
−23275号においては、軽焼マグネシアが結合時に
施工水分との反応で水酸化マグネシウムが生成し、耐火
物使用時の加熱を受けてそれが微細なマグネシアに変化
した後、骨材のアルミナとすみやかに反応し、Al23
・MgO系スピネルを生成することで耐食性および耐ス
ラグ浸潤性の効果を発揮するとある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、軽焼マグネシ
ア結合による流し込み用耐火物は以上の優れた特性にも
かかわらず、使用部位によっては十分な効果が発揮でき
ない。例えば、溶鋼流が特に激しい部位での使用では、
その損傷が大きい。この原因としては、熱間強度が低い
ために溶鋼流による摩耗に耐えられないことが考えられ
る。
【0005】そして、この熱間強度が低い理由として
は、従来材質では耐火物組織があまりに高純度であるこ
とから、使用中の高温域で耐火物粒子の境界に液相がほ
とんどなく、あったとしてもNa2O主体の少量の極低
融点液相の存在だけである。このため、高耐火性である
にもかかわらず、使用時には粒子の凝集力だけで結合し
ている状態にあり、粒界は小さい応力によっても破壊
し、溶鋼流に曝された際、耐火粒子が容易に離脱すこと
で摩耗が促進されると考えられる。
【0006】軽焼マグネシア結合による流し込み用耐火
物がもつこの結合の弱さは1500℃付近の高温域だけ
でなく、1000℃付近での中温域でも同様である。そ
の解決策として、特開平5−306178号公報にはS
iO2やガラスを添加することが提案されている。しか
し、これらの添加物は中温域での強度は上昇しても、1
500℃付近の高温域では添加物による低粘性ガラスの
生成で熱間強度の改善はなされなかった。
【0007】また、特開平6−277253号公報に見
られるように、軽焼マグネシアとアルミナセメントを併
用する方法も検討されている。しかし、軽焼マグネシア
とアルミナセメントの水和速度の違いから、結合材のい
ずれか一方が硬化した後、もう一方の硬化作用が生じる
ため、乾燥中にスレーキング亀裂を発生し、良好な施工
体が得られない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、軽焼マグネシ
アを結合材とした流し込み施工用耐火物において、以上
のような問題を解決したものであり、粒径0.15mm
以下の微粉アルミナを5〜60wt%含む耐火骨材10
0wt%に、外掛けで、水に不活性のBa組成物0.5
〜5wt%と軽焼マグネシア0.5〜5wt%とを添加
した不定形耐火物である。また、また、粒径10μm以
下の微粉アルミナを5〜40wt%含む耐火骨材100
wt%に、外掛けで、水に不活性のBa組成0.5〜5
wt%と軽焼マグネシア0.5〜5wt%とを添加した
不定形耐火物である。
【0009】なお、ここで使用される、水に不活性のB
a組成物の具体例としては、バリウムチタネート、バリ
ウムアルミネート、バリウムジルコネート、硫酸バリウ
ムなどが好適である。水に不活性のBa組成物(以下、
不活性Ba組成物と称する)は、少量の添加によって熱
間強度を格段に向上させる。その結果、軽焼マグネシア
結合がもつ耐食性および耐スラグ浸透性とも相まって、
溶鋼流の激しい場所での使用においても、優れた耐用性
が得られる。
【0010】その理由は、つぎのことが考えられる。す
なわち、不活性Ba組成物は施工水分との反応がなく、
施工体強度を低下させない。また、使用中の高温域では
微粉アルミナと反応してバリウムアルミネートを生成
し、結合組織をより一層強固なものにする。
【0011】図1は、後述した実施例1を基本配合と
し、バリウム・チタネートの添加割合いのみを変化さ
せ、熱間強度の推移を熱間曲げ強さで測定した結果を、
グラフ化したものである。バリウムチタネートの割合が
0.5〜5wt%の範囲で熱間強度に優れることが確認
される。
【0012】図2は、後述した実施例2を基本配合と
し、バリウムチタネートの添加割合いのみを変化させ、
溶損寸法(耐食性)とスラグ浸透寸法(耐スラグ浸透
性)を測定し、グラフ化したものである。なお、スラグ
浸透寸法は、便宜上、溶損寸法との合計寸法で示した。
バリウムチタネートの割合が0.5wt%以上の範囲で
耐食性および耐スラグ浸透性に優れることが確認され
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明において使用する耐火骨材
は、粒径0.15mm以下の微粉アルミナを5〜60w
t%含むことが必要である。微粉アルミナの例として
は、焼結品、電融品、仮焼品を問わない。
【0014】微粉アルミナは、不活性Ba組成物との反
応性をより高めるために、粒径10μm以下の超微粉を
5〜40wt含むことがさらに好ましい。また、仮焼ア
ルミナは、約1000〜1400℃の比較的低温で焼成
されるために反応性が高く、しかも粉砕しなくても平均
粒子径10μm以下の超微粉として得られることから、
微粉アルミナの中でも特に好ましい。
【0015】耐火骨材に含まれる粒径0.15mm以下
の微粉アルミナの割合が、5wt%未満では熱間強度向
上の効果が不十分となる。60wt%を超えると骨材全
体の粒度構成のバランスがくずれて、耐スポーリング性
および耐食性に劣る。粒径10μm以下の超微粉に換算
した場合は、40wt%を超えると耐スポーリング性お
よび耐食性に劣る。
【0016】微粉アルミナ以外の耐火骨材の種類は特に
限定されるものではないが、耐食性の点から、アルミ
ナ、マグネシア、マグネシア−カルシア、Al23・M
gO系スピネル(以下、単にスピネルと称する)などを
主材とすることが好ましい。また、これらは電融品、焼
結品のいずれでもよい。
【0017】アルミナの具体例は、電融アルミナ、焼結
アルミナ、ばん土頁岩、ボ−キサイトなどである。耐食
性の点から、高純度品の使用が好ましい。低純度品を使
用する場合は、高純度品と組合せ、アルミナ全体の平均
純度を90wt%以上にすることが望ましい。
【0018】マグネシアあるいはマグネシア−カルシア
は、耐スラグに優れるが、施工水分と水和しやすいた
め、比表面積が大きい微粒を多量に使用することは好ま
しくない。微粒として多量に使用する場合には、表面を
リン酸処理または炭酸化処理などによって耐スレーキン
グ性を改善したものを使用する。
【0019】スピネルは、耐スラグ浸透性に優れてい
る。水和し難いために、微粒として使用してもよい。M
gOとAl23の総量は95wt%以上が好ましい。M
gOとAl23の比は、理論組成のものに限らず、例え
ばMgOの割合いが少ないAl23リッチのものでもよ
い。
【0020】また、耐火骨材は、以上の材質にムライ
ト、クロム鉱、ジルコン、ジルコニア、炭素、炭化物、
ほう化物、窒化物などを組合せてもよい。耐火骨材の粒
度は従来材質と特に変わりなく、不定形耐火物が施工に
よって密充填されるよう、粗粒、中粒、微粒の配合を適
宜調整される。最大粒子径は10mm以下が通常である
が、耐火物の使用部位によっては、耐スポーリング性向
上のために、最大粒子径が10mm以上の粗大粒子を組
み合わせてもよい。本発明は、以上の耐火骨材100w
t%に不活性Ba組成物と軽焼マグネシアとを併用添加
する。
【0021】不活性Ba組成物の具体例としてはバリウ
ムチタネート、バリウムチタネート、バリウムジルコネ
ート、硫酸バリウムなどである。その添加量は、耐火骨
材100wt%に対し、外掛け0.5wt%以下では本
発明の熱間強度向上の効果が得られない。5wt%を超
えると低融物の生成量が過度になるためか、耐食性に劣
る。その粒度は、アルミナとのすみやかな反応を促し、
結合組織の強度をより向上させるため、微粉であること
が好ましい。
【0022】軽焼マグネシアは、水酸化マグネシウムを
約800〜1300℃程度で焼成して得られる微細結晶
が凝集した状態の微粉である。焼結マグネシアの焼成温
度1800℃以上に比べ、低温で焼成される。ヨード吸
着量1〜120ヨードmg/gの活性度を有したものが
好ましい。耐火骨材100wt%に対する割合は、0.
5wt%未満では結合剤としての役割に劣り、5wt%
を超えると施工水分が多くなり、気孔率が高くなって耐
食性が低下する。
【0023】本発明の耐火物は、以上の配合物からなる
ものであるが、この他にも、流し込み施工用不定形耐火
物の作業性調整剤、強度発現剤、乾燥爆裂防止剤などを
適当量添加してもよい。作業性調整剤としては、施工時
の流動性付与のための分散剤、ヒュームシリカ、ジルコ
ン極微粉、粘土などである。強度発現剤としては、ガラ
ス粉、金属ファイバー、セラミックファイバーなどであ
る。また、乾燥耐爆裂防止剤としては、有機ファイバ
ー、金属粉、発泡剤などである。従来材質と同様、流動
性付与のために分散剤の添加は特に好ましい。その具体
例は、ヘキサメタリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソー
ダ、ポリアクリル酸ソーダなどである。添加割合いは、
耐火骨材100wt%に対する外掛けで0.01〜3w
t%程度とする。
【0024】施工は常法通り、不定形耐火物の配合物全
体に対する外掛けで、4〜10wt%程度の水分を添加
し、混練後、型枠を用いて流し込み施工される。溶鋼容
器あるいはそれに付随した耐熱機器に対しては、直接流
し込んで施工してもよいし、予め鋳込み施工したプレキ
ャスト品をもって内張りしてもよい。また、施工の際に
は、充填性を向上させるため、バイブレータをもって振
動を付与するのが好ましい。
【0025】
【実施例】表1は、各例で使用した微粉アルミナ、結合
剤および不活性Ba組成物の化学成分値である。表2は
本発明実施例、表3は比較例である。また、表2、表3
には試験結果を併せて示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】各例は、その材質に合わせて最適の流動性
が得られるよう施工水分量を調整し、混練後、型枠内に
流し込んで成形した。さらにこれを200℃×24Hr
で乾燥後、以下の要領で試験を行った。
【0030】熱間強度=JIS−R2553に準じて1
500℃加熱化での熱間曲げ強さを測定した。 耐食性=鋼片と溶鋼取鍋スラグとをその重量比で1:1
に組み合わせた溶剤をもって、1600℃×3hrの回
転侵食試験を行い、溶損寸法を測定した。
【0031】耐スラグ浸透性=前記の回転侵食試験にお
いて、スラグ浸透寸法を測定した。 実機試験=RH式真空脱ガス炉の浸漬管内周に使用し、
溶損速度を測定した。
【0032】表2の試験値から、不活性Ba組成物を添
加した本発明実施例は、いずれも熱間強度に優れ、同時
に耐食性および耐スラグ浸透性を兼ね備えている。その
結果、実機試験において、実施例2および実施例3は、
従来材質に相当する比較例1に比べて耐用性が格段に向
上し、本発明の効果が実証された。
【0033】これに対し、不活性Ba組成物を添加しな
い比較例1は、熱間強度に劣る。比較例2は、不活性B
a組成物を添加しているが、結合材がアルミナセメント
であり、耐食性、耐スラグ浸透性に劣る。比較例3は、
不活性Ba組成物の添加量が本発明の限定範囲内より多
く、耐食性に劣る。比較例4は、軽焼マグネシアの添加
量が本発明の限定範囲内より多く、耐食性に劣る。比較
例5は、粒径0.15mm以下の微粉アルミナの量が本
発明の限定範囲より少なく、熱間強度が低下し、実機試
験でも耐用性に劣る。比較例6は結合材としてアルミナ
セメントを使用したものであり、耐食性に劣る。
【0034】なお、本発明は上記実施例に限られるもの
ではなく、種々の応用が可能であることはいうまでもな
い。
【0035】
【発明の効果】本発明の流し込み施工用不定形耐火物
は、軽焼マグネシアを結合材とした材質がもつ耐食性お
よび耐スラグ浸透性を備え、かつ、不活性のBa組成物
の併用で熱間強度の向上を図った結果、特に溶鋼流の激
しい部位での使用において、優れた耐用性が得られる。
従って、最近の高級鋼指向による操業条件の苛酷化、あ
るいは耐火物原単位の低減指向において、本発明の工業
的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱間強度の推移を熱間曲げ強さで測定した結果
をグラフ化したものである。
【図2】溶損寸法(耐食性)とスラグ浸透寸法(耐スラ
グ浸透性)を測定し、グラフ化したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C21C 7/10 C21C 7/10 B

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒径0.15mm以下の微粉アルミナを
    5〜60wt%含む耐火骨材100wt%に、外掛け
    で、水に不活性のBa組成物0.5〜5wt%と軽焼マ
    グネシア0.5〜5wt%とを添加した不定形耐火物。
  2. 【請求項2】 粒径10μm以下の微粉アルミナを5〜
    40wt%含む耐火骨材100wt%に、外掛けで、水
    に不活性のBa組成物0.5〜5wt%と軽焼マグネシ
    ア0.5〜5wt%とを添加した不定形耐火物。
  3. 【請求項3】水に不活性のBa組成物がバリウムチタネ
    ート、バリウムアルミネート、バリウムジルコネート、
    硫酸バリウムなどである請求項1または2記載の流し込
    み施工用不定形耐火物。
JP7352927A 1995-12-28 1995-12-28 流し込み施工用不定形耐火物 Pending JPH09183674A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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