JP2003040684A - 溶銑用不定形耐火物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐溶銑性および耐スラグ性共に優れること
で、耐用性を向上させることができる溶銑用不定形耐火
物の提供。 【解決手段】 アルミナ原料と炭化珪素原料との混合物
を電融して得られ、且つSiC:1〜30質量%、残部A
l2O3主体の化学成分を有する電融Al2O3−SiC質
原料を耐火骨材として配合してなる溶銑用不定形耐火
物。
で、耐用性を向上させることができる溶銑用不定形耐火
物の提供。 【解決手段】 アルミナ原料と炭化珪素原料との混合物
を電融して得られ、且つSiC:1〜30質量%、残部A
l2O3主体の化学成分を有する電融Al2O3−SiC質
原料を耐火骨材として配合してなる溶銑用不定形耐火
物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性および耐酸
化性に優れた溶銑用不定形耐火物に関するものである。
化性に優れた溶銑用不定形耐火物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば高炉出銑樋の内張り材に代表され
る溶銑用不定形耐火物として、従来からアルミナ−炭化
珪素質、アルミナ−炭化珪素−炭素質あるいはアルミナ
−スピネル−炭化珪素質等の不定形耐火物が提案されて
いる。例えば特許第2556416号公報、特開平9-157043号
公報等のとおりである。
る溶銑用不定形耐火物として、従来からアルミナ−炭化
珪素質、アルミナ−炭化珪素−炭素質あるいはアルミナ
−スピネル−炭化珪素質等の不定形耐火物が提案されて
いる。例えば特許第2556416号公報、特開平9-157043号
公報等のとおりである。
【0003】これらの不定形耐火物材質は、アルミナが
もつ耐溶銑性および容積安定性と、炭化珪素の耐スラグ
性との効果が相まって優れた耐用性を発揮する。
もつ耐溶銑性および容積安定性と、炭化珪素の耐スラグ
性との効果が相まって優れた耐用性を発揮する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶銑用
不定形耐火物は更なる耐火物原単位の低減、製鉄設備の
稼働率向上のために、さらなる性能向上が要求されてい
る。
不定形耐火物は更なる耐火物原単位の低減、製鉄設備の
稼働率向上のために、さらなる性能向上が要求されてい
る。
【0005】従来のアルミナ−炭化珪素−炭素系不定形
耐火物は、耐溶銑性に優れている反面、耐スラグ性に劣
る傾向にある。炭化珪素の割合を多くすれば耐スラグ性
は向上するが、その分、アルミナの割合が少なくなって
耐溶銑性が損なわれる。
耐火物は、耐溶銑性に優れている反面、耐スラグ性に劣
る傾向にある。炭化珪素の割合を多くすれば耐スラグ性
は向上するが、その分、アルミナの割合が少なくなって
耐溶銑性が損なわれる。
【0006】一方、スピネル−アルミナ−炭化珪素−炭
素系不定形耐火物は、スピネルの配合によって前記材質
に比べると耐溶銑性に優れている。しかし、スピネルが
占める分、炭化珪素の配合量が少なくなり、耐スラグ性
に劣る。また、高温下で炭化珪素の酸化(SiC+O2
→SiO2+C)で生成するSiO2がスピネル原料と反
応し、Al2O3−MgO−SiO2系低融物の生成によ
って耐火物組織強度の劣化を招き、結局は耐溶銑性にお
いても決して十分なものではない。
素系不定形耐火物は、スピネルの配合によって前記材質
に比べると耐溶銑性に優れている。しかし、スピネルが
占める分、炭化珪素の配合量が少なくなり、耐スラグ性
に劣る。また、高温下で炭化珪素の酸化(SiC+O2
→SiO2+C)で生成するSiO2がスピネル原料と反
応し、Al2O3−MgO−SiO2系低融物の生成によ
って耐火物組織強度の劣化を招き、結局は耐溶銑性にお
いても決して十分なものではない。
【0007】以上の問題点を解決するために、それに使
用する耐火骨材の材質の面からの検討がなされている。
例えば特開平10-245261号公報および特開平11-322451号
公報には、アルミナ−シリカ質原料に炭素原料を加えて
加熱処理(焼成)して得た焼結Al2O3−SiC質原料
を不定形耐火物の耐火骨材に使用することの提案がなさ
れている。
用する耐火骨材の材質の面からの検討がなされている。
例えば特開平10-245261号公報および特開平11-322451号
公報には、アルミナ−シリカ質原料に炭素原料を加えて
加熱処理(焼成)して得た焼結Al2O3−SiC質原料
を不定形耐火物の耐火骨材に使用することの提案がなさ
れている。
【0008】この焼結Al2O3−SiC質原料は、その
製造における焼成工程時にアルミナ−シリカ質原料中の
アルミナ成分が炭素原料の存在によって炭化し、炭化ア
ルミニウムを生成する。炭化アルミニウムは水分と反応
し易い。不定形耐火物の施工は多量の施工水分を添加す
るため、この焼結Al2O3−SiC質原料を使用した不
定形耐火物は、養生時あるいは乾燥時に前記炭化アルミ
ニウムの水和反応で消化し、組織強度のぜい弱化によっ
て耐溶銑性、耐スラグ性共に不十分である。
製造における焼成工程時にアルミナ−シリカ質原料中の
アルミナ成分が炭素原料の存在によって炭化し、炭化ア
ルミニウムを生成する。炭化アルミニウムは水分と反応
し易い。不定形耐火物の施工は多量の施工水分を添加す
るため、この焼結Al2O3−SiC質原料を使用した不
定形耐火物は、養生時あるいは乾燥時に前記炭化アルミ
ニウムの水和反応で消化し、組織強度のぜい弱化によっ
て耐溶銑性、耐スラグ性共に不十分である。
【0009】また、前記炭化アルミニウムの生成を抑制
するために焼成時間を短縮した場合、相当量の未反応の
SiO2成分が残り、このことも耐溶銑性低下および耐
スラグ性低下の原因となる。
するために焼成時間を短縮した場合、相当量の未反応の
SiO2成分が残り、このことも耐溶銑性低下および耐
スラグ性低下の原因となる。
【0010】アルミナ−シリカ質原料に替えてアルミナ
原料を使用し、アルミナ原料と炭化珪素原料とを組み合
わせた焼結Al2O3−SiC質原料では緻密性に劣る。
そこでマグネシア、シリカ等の焼結助剤の添加が必要と
なるが、焼結助剤は耐食性低下の原因となる。
原料を使用し、アルミナ原料と炭化珪素原料とを組み合
わせた焼結Al2O3−SiC質原料では緻密性に劣る。
そこでマグネシア、シリカ等の焼結助剤の添加が必要と
なるが、焼結助剤は耐食性低下の原因となる。
【0011】特開昭62−212258号公報は不定形耐火物と
しての耐火骨材ではないが、電融ZrO2−Al2O3−
SiO2−SiC質原料が示されている。この電融原料
は、同号公報の発明が対象とする鋳造ノズルにおいて特
に必要な特性となる耐スポーリング性に有効である。
しての耐火骨材ではないが、電融ZrO2−Al2O3−
SiO2−SiC質原料が示されている。この電融原料
は、同号公報の発明が対象とする鋳造ノズルにおいて特
に必要な特性となる耐スポーリング性に有効である。
【0012】また、この電融原料はZrO2を30〜60質
量%含むことで、ジルコニア・ムライトをベースにSi
Cが付随した組織となっている。しかし、ジルコニア・
ムライトはジルコニアとムライトとに分解し易く、溶銑
用不定形耐火物の骨材として使用した場合、前記ジルコ
ニア・ムライトの分解が原因して耐食性に劣る。
量%含むことで、ジルコニア・ムライトをベースにSi
Cが付随した組織となっている。しかし、ジルコニア・
ムライトはジルコニアとムライトとに分解し易く、溶銑
用不定形耐火物の骨材として使用した場合、前記ジルコ
ニア・ムライトの分解が原因して耐食性に劣る。
【0013】そこで本発明は、耐溶銑性および耐スラグ
性共に優れることで、耐用性を向上させることができる
溶銑用不定形耐火物を提供するものである。
性共に優れることで、耐用性を向上させることができる
溶銑用不定形耐火物を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナ原料
と炭化珪素原料との混合物を電融して得られ、且つSi
C:1〜30質量%、残部Al2O3主体の化学成分を有す
る電融Al2O3−SiC質原料を耐火骨材として配合し
てなる溶銑用不定形耐火物である。
と炭化珪素原料との混合物を電融して得られ、且つSi
C:1〜30質量%、残部Al2O3主体の化学成分を有す
る電融Al2O3−SiC質原料を耐火骨材として配合し
てなる溶銑用不定形耐火物である。
【0015】本発明で使用するAl2O3−SiC質原料
は電融品であることで焼結品に比べて組織が緻密であ
り、加えて耐溶銑性と耐スラグ性とを兼備えることで、
溶銑用不定形耐火物の耐用性を格段に向上させることが
できる。
は電融品であることで焼結品に比べて組織が緻密であ
り、加えて耐溶銑性と耐スラグ性とを兼備えることで、
溶銑用不定形耐火物の耐用性を格段に向上させることが
できる。
【0016】この電融Al2O3−SiC質原料はその電
融工程において、炭化珪素原料のSiC成分は電極付近
の超高温下でSiとCに分解し、C成分は大気中の酸素
と速やかに反応してCOあるいはCO2となって逸散す
る。一方、Si成分は原料中に分散する。その結果、原
料組成中には焼結品で見られるSiO2の生成は殆どな
い。
融工程において、炭化珪素原料のSiC成分は電極付近
の超高温下でSiとCに分解し、C成分は大気中の酸素
と速やかに反応してCOあるいはCO2となって逸散す
る。一方、Si成分は原料中に分散する。その結果、原
料組成中には焼結品で見られるSiO2の生成は殆どな
い。
【0017】また、電極付近以外の部分は溶融物が速や
かに冷却・凝固し、この凝固相が大気を遮断することで
Siの酸化が防止され、この部分で溶融された原料にお
いてもSiO2の生成は殆ど見られない。
かに冷却・凝固し、この凝固相が大気を遮断することで
Siの酸化が防止され、この部分で溶融された原料にお
いてもSiO2の生成は殆ど見られない。
【0018】本発明に使用する電融Al2O3−SiC質
原料は、耐溶銑性のAl2O3と耐スラグ性のSiCの両
成分を含み、しかもSiO2の生成、ジルコニアムライ
トの分解等の問題もないことで、溶銑用不定耐火物に求
められる耐溶銑性および耐スラグ性において優れた効果
を発揮する。
原料は、耐溶銑性のAl2O3と耐スラグ性のSiCの両
成分を含み、しかもSiO2の生成、ジルコニアムライ
トの分解等の問題もないことで、溶銑用不定耐火物に求
められる耐溶銑性および耐スラグ性において優れた効果
を発揮する。
【0019】この電融Al2O3−SiC質原料は、その
製造における出発原料に、アルミナ原料および炭化珪素
原料を使用するが、その組合わせ比率、電融条件等の調
整で、原料組織中に特定量のAlおよびSiを含有させ
ることができる。例えば電極電圧を高くした場合は酸化
操業となり、Al,Siの生成量が少なくなる。また電
極電圧を低くした場合は還元操業となり、Al,Siの
生成量が多くなる。さらに原料投入速度を早くすると、
Al,Siの生成量が多くなる。
製造における出発原料に、アルミナ原料および炭化珪素
原料を使用するが、その組合わせ比率、電融条件等の調
整で、原料組織中に特定量のAlおよびSiを含有させ
ることができる。例えば電極電圧を高くした場合は酸化
操業となり、Al,Siの生成量が少なくなる。また電
極電圧を低くした場合は還元操業となり、Al,Siの
生成量が多くなる。さらに原料投入速度を早くすると、
Al,Siの生成量が多くなる。
【0020】この電融Al2O3−SiC質原料がAlお
よびSiを合量で0.05〜5質量%含有する場合、不定形
耐火物の耐溶銑性および耐スラグ性がさらに向上する。
これは、耐火物使用中の高温下でAlがAl2O3、Si
がβ−SiCへとそれぞれ変化し、これが耐火骨材組織
の緻密化とボンドとして作用し、熱間強度を向上させる
ためである。
よびSiを合量で0.05〜5質量%含有する場合、不定形
耐火物の耐溶銑性および耐スラグ性がさらに向上する。
これは、耐火物使用中の高温下でAlがAl2O3、Si
がβ−SiCへとそれぞれ変化し、これが耐火骨材組織
の緻密化とボンドとして作用し、熱間強度を向上させる
ためである。
【0021】AlおよびSiは金属であり、フリーの状
態では不定形耐火物の施工において添加される施工水と
接触するとH2ガスを発生し、耐火物組織を多孔質化す
る問題がある。しかし、電融Al2O3−SiC質原料中
のAlおよびSiは原料組織中に封じ込められているこ
とで、H2ガス発生原因となる施工水と反応することも
ない。
態では不定形耐火物の施工において添加される施工水と
接触するとH2ガスを発生し、耐火物組織を多孔質化す
る問題がある。しかし、電融Al2O3−SiC質原料中
のAlおよびSiは原料組織中に封じ込められているこ
とで、H2ガス発生原因となる施工水と反応することも
ない。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明において使用する電融Al
2O3−SiC質原料は、アルミナ原料と炭化珪素原料と
を出発原料とし、その混合物を電融法にて製造する。
2O3−SiC質原料は、アルミナ原料と炭化珪素原料と
を出発原料とし、その混合物を電融法にて製造する。
【0023】アルミナ原料としては、焼結アルミナ、電
融アルミナ、仮焼アルミナ、ボ−キサイト、バン土頁岩
等の合成品あるいは天然品を使用する。原料中に含まれ
るFe2O3、SiO2等の不純物は低融点化の原因とな
るため、Al2O3純度の高いものが好ましい。中でも高
純度でかつ微粉として入手しやすい仮焼アルミナが好ま
しい。
融アルミナ、仮焼アルミナ、ボ−キサイト、バン土頁岩
等の合成品あるいは天然品を使用する。原料中に含まれ
るFe2O3、SiO2等の不純物は低融点化の原因とな
るため、Al2O3純度の高いものが好ましい。中でも高
純度でかつ微粉として入手しやすい仮焼アルミナが好ま
しい。
【0024】炭化珪素原料は、例えばSiC純度85質量
%以上のものを使用する。さらに好ましくはSiC純度
90質量%以上のものとする。純度が低いと不純物とし
て含まれるC成分が電融の際に大気との反応でCOガス
を発生し、電融Al2O3−SiC質原料の気孔率が高く
なり、しかも耐スラグ性に必要となるSiCの残存率も
低下する。
%以上のものを使用する。さらに好ましくはSiC純度
90質量%以上のものとする。純度が低いと不純物とし
て含まれるC成分が電融の際に大気との反応でCOガス
を発生し、電融Al2O3−SiC質原料の気孔率が高く
なり、しかも耐スラグ性に必要となるSiCの残存率も
低下する。
【0025】炭化珪素原料の粒径は、例えば0.3mm以
下の微粉として使用する。好ましくは0.075mm以下を3
0〜100質量%含み、平均粒径10〜70μmとする。粒径が
過度に小さいと電融工程でSiCの酸化が進み、電融A
l2O3−SiC質原料中のSiC量のコントロールが困
難になる。粒径が大きいと電融Al2O3−SiC質原料
中への分散が悪くなり、特に耐スラグ性において本発明
の効果が十分でない。
下の微粉として使用する。好ましくは0.075mm以下を3
0〜100質量%含み、平均粒径10〜70μmとする。粒径が
過度に小さいと電融工程でSiCの酸化が進み、電融A
l2O3−SiC質原料中のSiC量のコントロールが困
難になる。粒径が大きいと電融Al2O3−SiC質原料
中への分散が悪くなり、特に耐スラグ性において本発明
の効果が十分でない。
【0026】アルミナ原料と炭化珪素の混合比は、質量
比で例えば95:5〜50:50とし、この範囲で各原料の純
度等に合わせて任意に決定する。
比で例えば95:5〜50:50とし、この範囲で各原料の純
度等に合わせて任意に決定する。
【0027】電融には、アルミナ質原料微粉と炭化珪素
微粉との混合粉末を、バッチ式あるいは傾注式のアーク
電融炉中に、アーク電流を流した状態で徐々に投入し、
十分に溶解させる。溶解後はこれを冷却し、外縁部の不
完全溶融部分を除去し、次いで粉砕工程にて任意粒度に
整粒する。
微粉との混合粉末を、バッチ式あるいは傾注式のアーク
電融炉中に、アーク電流を流した状態で徐々に投入し、
十分に溶解させる。溶解後はこれを冷却し、外縁部の不
完全溶融部分を除去し、次いで粉砕工程にて任意粒度に
整粒する。
【0028】電融Al2O3−SiC質原料の化学成分に
おいて、SiCの割合が1質量%未満では耐スラグ性に
劣り、30質量%を超えるとAl2O3成分の割合が少なく
なって耐溶銑性に劣る。さらに好ましくは3〜20質量%
である。
おいて、SiCの割合が1質量%未満では耐スラグ性に
劣り、30質量%を超えるとAl2O3成分の割合が少なく
なって耐溶銑性に劣る。さらに好ましくは3〜20質量%
である。
【0029】電融Al2O3−SiC質原料のAl2O3成
分の割合は、SiC割合の残部の主体であり、例えば70
〜99質量%が好ましく、さらに好ましくは、80〜97質量
%である。少な過ぎると耐溶銑性に劣り、多過ぎると耐
スラグ性が不十分となる。
分の割合は、SiC割合の残部の主体であり、例えば70
〜99質量%が好ましく、さらに好ましくは、80〜97質量
%である。少な過ぎると耐溶銑性に劣り、多過ぎると耐
スラグ性が不十分となる。
【0030】Al2O3およびSiCの割合は、電融工程
において、出発原料としてのアルミナ原料と炭化珪素原
料の混合比から調整することができる。
において、出発原料としてのアルミナ原料と炭化珪素原
料の混合比から調整することができる。
【0031】AlおよびSi含有の電融Al2O3−Si
C質原料を使用する場合、そのAlおよびSiの含有量
は合量で0.05質量%未満では熱間強度向上の効果に乏し
い。5質量%を超えるとAlがAl2O3、Siがβ−S
iCへの変化の際の応力が原料組織に歪を生じさせるた
めか、この場合も熱間強度の向上が見られない。
C質原料を使用する場合、そのAlおよびSiの含有量
は合量で0.05質量%未満では熱間強度向上の効果に乏し
い。5質量%を超えるとAlがAl2O3、Siがβ−S
iCへの変化の際の応力が原料組織に歪を生じさせるた
めか、この場合も熱間強度の向上が見られない。
【0032】本発明ではAlおよびSiの量を化学分析
値で規定したが、これらの金属成分は原料中に合金の状
態でも存在する。
値で規定したが、これらの金属成分は原料中に合金の状
態でも存在する。
【0033】電融Al2O3−SiC質原料は、前記成分
以外に、アルミナ原料と炭化珪素原料に由来する不可避
的成分が含まれている場合がある。例えばTiO2、F
e2O 3、CaO、Na2O3、K2O、MgO,ZrO2等
である。耐食性の面から、これらは合量で3質量%以下
が好ましい。さらに好ましくは1質量%以下である。
以外に、アルミナ原料と炭化珪素原料に由来する不可避
的成分が含まれている場合がある。例えばTiO2、F
e2O 3、CaO、Na2O3、K2O、MgO,ZrO2等
である。耐食性の面から、これらは合量で3質量%以下
が好ましい。さらに好ましくは1質量%以下である。
【0034】電融Al2O3−SiC質原料の耐火骨材中
に占める割合は、5〜80質量%が好ましい。5質量%未満
の場合、耐溶銑性および、耐スラグ性の向上効果が不十
分である。80質量%を超えると、不定形耐火物施工時の
流動性付与のための耐火性超微粉原料の割合が少なくな
り、施工性に劣る。
に占める割合は、5〜80質量%が好ましい。5質量%未満
の場合、耐溶銑性および、耐スラグ性の向上効果が不十
分である。80質量%を超えると、不定形耐火物施工時の
流動性付与のための耐火性超微粉原料の割合が少なくな
り、施工性に劣る。
【0035】電融Al2O3−SiC質原料以外の耐火骨
材は、例えばアルミナ、スピネル、マグネシア、炭化珪
素、炭素等である。中でもアルミナ原料および/または
スピネル原料と、炭化珪素および炭素を主材料として使
用することが好ましい。
材は、例えばアルミナ、スピネル、マグネシア、炭化珪
素、炭素等である。中でもアルミナ原料および/または
スピネル原料と、炭化珪素および炭素を主材料として使
用することが好ましい。
【0036】アルミナ原料の具体例は、電融アルミナ、
焼結アルミナ、ボーキサイト、ばん土けつ岩等である。
ムライト、ろう石等も使用できるが、Al2O3純度が低
いために、これらは少量に留めることが好ましい。
焼結アルミナ、ボーキサイト、ばん土けつ岩等である。
ムライト、ろう石等も使用できるが、Al2O3純度が低
いために、これらは少量に留めることが好ましい。
【0037】スピネル原料はMgO・Al2O3系スピネ
ルであって、耐溶銑性の効果をもつ。その化学組成は、
MgO・Al2O3比がスピネル理論組成値の約28:72に
近いコモンスピネルが好ましいが、これに限らずMgO
が例えば5〜25質量%のアルミナリッチスピネルでもよ
い。焼結品、電融品を問わない。
ルであって、耐溶銑性の効果をもつ。その化学組成は、
MgO・Al2O3比がスピネル理論組成値の約28:72に
近いコモンスピネルが好ましいが、これに限らずMgO
が例えば5〜25質量%のアルミナリッチスピネルでもよ
い。焼結品、電融品を問わない。
【0038】また、スピネル原料の一種として、テルミ
ット法によって鉄−バナジウム合金の製造過程により副
生するバナジウム滓を使用してもよい。このバナジウム
滓には通常、MgO・Al2O3系スピネルが5〜25質量
%含有されている。
ット法によって鉄−バナジウム合金の製造過程により副
生するバナジウム滓を使用してもよい。このバナジウム
滓には通常、MgO・Al2O3系スピネルが5〜25質量
%含有されている。
【0039】アルミナ原料および/またはスピネル原料
の耐火骨材中に占める割合は、90質量%以下が好まし
く、さらに好ましくは10〜80質量%である。
の耐火骨材中に占める割合は、90質量%以下が好まし
く、さらに好ましくは10〜80質量%である。
【0040】炭素原料は耐スラグ性の効果をもつ。具体
例は土状黒鉛、鱗状黒鉛、人造黒鉛や石油または石炭か
ら精製されるコークス、ピッチ類、カーボンブラック、
無煙炭等である。その添加量は固定炭素換算で0.5〜5質
量%が好ましい。0.5質量%未満では、炭素原料の特徴
であるスラグとの濡れ難いことによる耐スラグ性の効果
を発揮できない。5質量%を超えると不定形耐火物施工
時の流動性が低下し、施工水分の増量を強いられるので
施工体の気孔率が高くなって耐スラグ性の効果が不十分
となる。
例は土状黒鉛、鱗状黒鉛、人造黒鉛や石油または石炭か
ら精製されるコークス、ピッチ類、カーボンブラック、
無煙炭等である。その添加量は固定炭素換算で0.5〜5質
量%が好ましい。0.5質量%未満では、炭素原料の特徴
であるスラグとの濡れ難いことによる耐スラグ性の効果
を発揮できない。5質量%を超えると不定形耐火物施工
時の流動性が低下し、施工水分の増量を強いられるので
施工体の気孔率が高くなって耐スラグ性の効果が不十分
となる。
【0041】炭化珪素は耐火骨材中に占める割合で5〜7
0重量%が好ましい。5重量%未満では耐食性の低下傾向
が見られ、70重量%を超えると耐スポーリング性に劣
る。
0重量%が好ましい。5重量%未満では耐食性の低下傾向
が見られ、70重量%を超えると耐スポーリング性に劣
る。
【0042】耐火骨材として、他にもジルコン、ジルコ
ニア、クロム鉱、揮発シリカ等を組合わせてもよい。な
かでも超微粉である揮発シリカは不定形耐火物の施工時
の流動性付与に有効である。
ニア、クロム鉱、揮発シリカ等を組合わせてもよい。な
かでも超微粉である揮発シリカは不定形耐火物の施工時
の流動性付与に有効である。
【0043】本発明の不定形耐火物において、結合剤お
よび分散剤の配合は従来材質と特に変わりない。必要に
より、酸化防止剤、爆裂防止剤、金属ファイバー、増粘
剤、硬化促進剤、硬化遅延剤あるいは耐火粗大粒子等を
併用してもよい。
よび分散剤の配合は従来材質と特に変わりない。必要に
より、酸化防止剤、爆裂防止剤、金属ファイバー、増粘
剤、硬化促進剤、硬化遅延剤あるいは耐火粗大粒子等を
併用してもよい。
【0044】結合剤はアルミナセメント、マグネシアセ
メント、燐酸塩、珪酸塩等である。その添加割合は、耐
火骨材100質量%に対する外掛けで1〜15質量%が好まし
い。また、揮発シリカ、仮焼アルミナ等の超微粉あるい
は乳酸アルルミニウム等の添加で十分な凝集効果が得ら
れれば、結合剤は必ずしも必要としない。
メント、燐酸塩、珪酸塩等である。その添加割合は、耐
火骨材100質量%に対する外掛けで1〜15質量%が好まし
い。また、揮発シリカ、仮焼アルミナ等の超微粉あるい
は乳酸アルルミニウム等の添加で十分な凝集効果が得ら
れれば、結合剤は必ずしも必要としない。
【0045】分散剤は耐火物の施工時の流動性を付与す
る。具体例としては何ら限定されるものではなく、トリ
ポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラ
ポリリン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ホウ
酸ソーダ、炭酸ソーダ、ポリメタリン酸塩などの無機
塩、クエン酸ソーダ、酒石酸ソーダ、ポリアクリル酸ソ
ーダ、スルホン酸ソーダ、ポリカルボン酸塩、β−ナフ
タレンスルホン酸塩類、ナフタリンスルフォン酸、リグ
ニンスルホン酸塩等である。耐火骨材100質量%に対
し、外掛け0.01〜1質量%程度添加される。
る。具体例としては何ら限定されるものではなく、トリ
ポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、ウルトラ
ポリリン酸ソーダ、酸性ヘキサメタリン酸ソーダ、ホウ
酸ソーダ、炭酸ソーダ、ポリメタリン酸塩などの無機
塩、クエン酸ソーダ、酒石酸ソーダ、ポリアクリル酸ソ
ーダ、スルホン酸ソーダ、ポリカルボン酸塩、β−ナフ
タレンスルホン酸塩類、ナフタリンスルフォン酸、リグ
ニンスルホン酸塩等である。耐火骨材100質量%に対
し、外掛け0.01〜1質量%程度添加される。
【0046】酸化防止剤は、シリコン、フェロシリコ
ン、炭化ホウ素(B4C等)、窒化珪素、窒化硼素、ホ
ウ化マグネシウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化カルシ
ウム等のである。添加量は耐火骨材100質量%に対し外
掛け0.1〜3質量%が好ましい。
ン、炭化ホウ素(B4C等)、窒化珪素、窒化硼素、ホ
ウ化マグネシウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化カルシ
ウム等のである。添加量は耐火骨材100質量%に対し外
掛け0.1〜3質量%が好ましい。
【0047】爆裂防止剤としては、有機質ファイバー、
有機発泡剤、塩基性乳酸アルミニウム、金属アルミニウ
ム等である。有機質ファイバーの具体例は、ビニロン、
PVA、レーヨン、ポリエステル、ナイロン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレンなどの高分子有機質ファイバーで
あり、その好ましい添加量は耐火骨材100質量%対し0.0
5〜2質量%である。
有機発泡剤、塩基性乳酸アルミニウム、金属アルミニウ
ム等である。有機質ファイバーの具体例は、ビニロン、
PVA、レーヨン、ポリエステル、ナイロン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレンなどの高分子有機質ファイバーで
あり、その好ましい添加量は耐火骨材100質量%対し0.0
5〜2質量%である。
【0048】増粘剤は、粘土、ベントナイト、CMC等
であり、その好ましい添加量は耐火骨材100質量%対し2
質量%以下である。
であり、その好ましい添加量は耐火骨材100質量%対し2
質量%以下である。
【0049】耐火粗大粒子は耐火物組織に発生した亀裂
の進展を防止する役割をもつ。耐火骨材の粒径は、例え
ば最大5〜8mmであるが、耐火粗大粒子はこの耐火骨材
よりさらに粒径が大きい。粒径の大きさでは耐火物組織
内で突出しており、耐火骨材とは明確に区別される。
の進展を防止する役割をもつ。耐火骨材の粒径は、例え
ば最大5〜8mmであるが、耐火粗大粒子はこの耐火骨材
よりさらに粒径が大きい。粒径の大きさでは耐火物組織
内で突出しており、耐火骨材とは明確に区別される。
【0050】耐火粗大粒子の粒径は耐火骨材の粒径との
兼ね合いもあるが、10〜50mmが好ましい。具体的材質
は、アルミナ原料、スピネル原料、炭化珪素原料あるい
はこれらを主材とした耐火物廃材を使用することができ
る。割合は耐火骨材100質量%に対し30質量%以下が好
ましい。
兼ね合いもあるが、10〜50mmが好ましい。具体的材質
は、アルミナ原料、スピネル原料、炭化珪素原料あるい
はこれらを主材とした耐火物廃材を使用することができ
る。割合は耐火骨材100質量%に対し30質量%以下が好
ましい。
【0051】本発明の不定形耐火物は新規な施工だけで
なく、補修用としても使用できる。また、その施工方法
は流し込みあるいは吹付けであり、従来方法と特に変わ
りない。例えば流し込み施工では、施工水を外掛け3〜1
0質量%程度添加して混合し、型枠を用いて流し込み施
工される。施工時には、充填性を高めるためにバイブレ
ータによって加振する。施工後は養生、乾燥する。
なく、補修用としても使用できる。また、その施工方法
は流し込みあるいは吹付けであり、従来方法と特に変わ
りない。例えば流し込み施工では、施工水を外掛け3〜1
0質量%程度添加して混合し、型枠を用いて流し込み施
工される。施工時には、充填性を高めるためにバイブレ
ータによって加振する。施工後は養生、乾燥する。
【0052】
【実施例】表1は各例で使用した電融または焼結のAl2
O3−SiC質原料および電融ZrO2−Al2O3−Si
O2−SiC質原料である。
O3−SiC質原料および電融ZrO2−Al2O3−Si
O2−SiC質原料である。
【0053】
【表1】
電融品は、表1に示す出発原料をバッチ式アーク電気炉
で溶融して製造した。焼結品は、表1に示す出発原料を
混合し、圧縮成形後、1450℃にて焼成して製造した。
で溶融して製造した。焼結品は、表1に示す出発原料を
混合し、圧縮成形後、1450℃にて焼成して製造した。
【0054】本発明において電融Al2O3−SiC質原
料の粒度は、粗粒、中粒、微粒を問わず使用できるが、
ここでは粗粒および中粒として使用し、8〜0.1mmに統一
した。また、これに合わせて、焼結Al2O3−SiC質
原料、電融ZrO2−Al2O 3−SiO2−SiC質原
料も同様に8〜0.1mmとして使用した。
料の粒度は、粗粒、中粒、微粒を問わず使用できるが、
ここでは粗粒および中粒として使用し、8〜0.1mmに統一
した。また、これに合わせて、焼結Al2O3−SiC質
原料、電融ZrO2−Al2O 3−SiO2−SiC質原
料も同様に8〜0.1mmとして使用した。
【0055】表2は各例の不定形耐火物の配合組成と、
流し込み材として使用した場合の試験結果を示す。試験
方法は以下のとおりである。
流し込み材として使用した場合の試験結果を示す。試験
方法は以下のとおりである。
【0056】
【表2】
耐溶銑性、耐スラグ性および熱間強度の測定には、各例
の配合組成を混練後、養生、110℃×24時間乾燥して得
た試験片を使用した。
の配合組成を混練後、養生、110℃×24時間乾燥して得
た試験片を使用した。
【0057】耐溶銑性:試験片を高周波試験炉内にセッ
トし、銑鉄と高炉スラグを重量比で40:1とした侵食剤
を使用し、1550℃×10時間の侵食試験をした。実機での
溶銑損耗作用は、スラグ/溶銑界面で進行するため、こ
れを想定し、浸食剤にスラグおよび銑鉄を使用した。比
較例1の溶損寸法を100と指数で示した。指数の小さいも
のほど溶損寸法が少なく、耐溶銑性が良好である。
トし、銑鉄と高炉スラグを重量比で40:1とした侵食剤
を使用し、1550℃×10時間の侵食試験をした。実機での
溶銑損耗作用は、スラグ/溶銑界面で進行するため、こ
れを想定し、浸食剤にスラグおよび銑鉄を使用した。比
較例1の溶損寸法を100と指数で示した。指数の小さいも
のほど溶損寸法が少なく、耐溶銑性が良好である。
【0058】耐スラグ性:横型回転試験炉を用いた。浸
食剤として高炉スラグを用い、1550℃×10時間にて試験
した。比較例1の溶損寸法を100とした場合の指数で示し
た。指数の小さいものほど耐食性が良好である。
食剤として高炉スラグを用い、1550℃×10時間にて試験
した。比較例1の溶損寸法を100とした場合の指数で示し
た。指数の小さいものほど耐食性が良好である。
【0059】熱間強度:窒素雰囲気中で1450℃×1時間
保持した熱間において、曲げ強さを測定した。40mm×
40mm×160mmの試験片をスパン100mmによる三点曲
げ法とした。
保持した熱間において、曲げ強さを測定した。40mm×
40mm×160mmの試験片をスパン100mmによる三点曲
げ法とした。
【0060】実機試験:各例のうち一部を高炉出銑樋の
内張りとして流し込み施工し、使用した。35,000t通銑
後、溶損速度(mm/1,000t)を求めた。
内張りとして流し込み施工し、使用した。35,000t通銑
後、溶損速度(mm/1,000t)を求めた。
【0061】試験結果が示す通り、本発明の実施例は耐
溶損性、耐スラグ性のいずれにも優れた効果を発揮す
る。また、AlおよびSiを本発明で規定した範囲内で
含む電融Al2O3−SiC質原料を使用した実施例3〜
10は熱間強度が一段と優れ、耐溶銑性および耐スラグ
性がさらに向上している。
溶損性、耐スラグ性のいずれにも優れた効果を発揮す
る。また、AlおよびSiを本発明で規定した範囲内で
含む電融Al2O3−SiC質原料を使用した実施例3〜
10は熱間強度が一段と優れ、耐溶銑性および耐スラグ
性がさらに向上している。
【0062】比較例1および2は電融Al2O3−SiC
質原料を使用していない従来の一般的な溶銑用不定形耐
火物であり、耐溶銑性および耐スラグ性に劣る。実施例
3は本発明の範囲外の組成の電融Al2O3−SiC質原
料を用いた場合であり、気孔率が大きいことから、耐溶
銑性および耐スラグ性に劣る。焼結Al2O3−SiC質
原料あるいは電融ZrO2−Al2O3−SiO2−Si
C質原料を使用した比較例4,5は耐溶銑性、耐スラグ
性および熱間強度共に劣る。
質原料を使用していない従来の一般的な溶銑用不定形耐
火物であり、耐溶銑性および耐スラグ性に劣る。実施例
3は本発明の範囲外の組成の電融Al2O3−SiC質原
料を用いた場合であり、気孔率が大きいことから、耐溶
銑性および耐スラグ性に劣る。焼結Al2O3−SiC質
原料あるいは電融ZrO2−Al2O3−SiO2−Si
C質原料を使用した比較例4,5は耐溶銑性、耐スラグ
性および熱間強度共に劣る。
【0063】また、実施例1,2,5,6,7,9,比
較例1については、実機試験を行った。その結果からも
本発明の顕著な効果が確認できる。
較例1については、実機試験を行った。その結果からも
本発明の顕著な効果が確認できる。
【0064】以上の実機試験は高炉樋材としての使用例
であるが、これに限らず、例えば混銑車、混銑炉、溶銑
鍋、高炉出銑孔羽口ブロック、溶銑予備処理用のランス
あるいはインペラ−等の溶鉄用不定形耐火物として使用
できる。
であるが、これに限らず、例えば混銑車、混銑炉、溶銑
鍋、高炉出銑孔羽口ブロック、溶銑予備処理用のランス
あるいはインペラ−等の溶鉄用不定形耐火物として使用
できる。
【0065】
【発明の効果】本発明の溶銑用不定形耐火物は以上の実
施例の結果が示すとお、耐溶銑性および耐スラグ性共に
優れることで従来材質にくらべて耐用性が格段に向上す
る。
施例の結果が示すとお、耐溶銑性および耐スラグ性共に
優れることで従来材質にくらべて耐用性が格段に向上す
る。
【0066】例えば従来、高炉出銑樋の内張りにおいて
は、耐溶銑性に優れた溶銑用材料と、耐スラグ性に優れ
たスラグ用材料を、上下に打ち分けるゾ−ンライニング
が行われている。本発明の不定形耐火物は耐溶銑性およ
び耐スラグ性共に優れることから、必ずしもこのゾ−ン
ライニングを必要とせず、一体施工が可能となり、樋の
内張り施工の省力化にも有効である。
は、耐溶銑性に優れた溶銑用材料と、耐スラグ性に優れ
たスラグ用材料を、上下に打ち分けるゾ−ンライニング
が行われている。本発明の不定形耐火物は耐溶銑性およ
び耐スラグ性共に優れることから、必ずしもこのゾ−ン
ライニングを必要とせず、一体施工が可能となり、樋の
内張り施工の省力化にも有効である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西海 嘉宣
兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号
黒崎播磨株式会社第二製造事業部高砂不定
形工場内
(72)発明者 友納 弘義
北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎播
磨株式会社第二製造事業部八幡不定形工場
内
Fターム(参考) 4G033 AA02 AA07 AA09 AA14 AA17
AB02 AB10
Claims (4)
- 【請求項1】 アルミナ原料と炭化珪素原料との混合物
を電融して得られ、且つSiC:1〜30質量%、残部A
l2O3主体の化学成分を有する電融Al2O3−SiC質
原料を耐火骨材として配合してなる溶銑用不定形耐火
物。 - 【請求項2】 アルミナ原料と炭化珪素原料との混合物
を電融して得られ、且つSiC:1〜30質量%、Alお
よびSiが合量で0.05〜5質量%、残部Al2O3主体の
化学成分を有する電融Al2O3−SiC質原料を耐火骨
材として配合してなる溶銑用不定形耐火物。 - 【請求項3】 耐火骨材に占める電融Al2O3−SiC
質原料の割合が5〜80質量%である請求項1または2記載
の溶銑用不定形耐火物。 - 【請求項4】 電融Al2O3−SiC質原料以外の耐火
骨材が、アルミナ原料および/またはMgO−Al2O3
系スピネル原料と、炭化珪素原料および炭素原料を主材
料とする請求項1、2または3記載の溶銑用不定形耐火
物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001230440A JP2003040684A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 溶銑用不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001230440A JP2003040684A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 溶銑用不定形耐火物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003040684A true JP2003040684A (ja) | 2003-02-13 |
Family
ID=19062654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001230440A Pending JP2003040684A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 溶銑用不定形耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003040684A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101921122A (zh) * | 2010-08-17 | 2010-12-22 | 河南省耕生高温材料有限公司 | 刚玉炉衬复合材料及其等静压成型制备方法 |
KR101067488B1 (ko) * | 2008-11-19 | 2011-09-23 | 한세로재 주식회사 | 고온 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성내화모르타르 |
CN104140277A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-11-12 | 陕西宝光陶瓷科技有限公司 | 用于中频感应加热炉的一体式炉衬的制备方法 |
CN107324827A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-07 | 武汉科技大学 | 一种高炉炉缸用碳砖及其制备方法 |
CN109627026A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-16 | 河南竹林庆州耐火材料有限公司 | 一种再生碳化硅质Al2O3-SiC-C铁沟浇注料及其制备方法 |
US11198647B2 (en) * | 2015-02-09 | 2021-12-14 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Batch for production of a refractory product, a process for the production of a refractory product, a refractory product as well as the use of a refractory product |
CN115322001A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-11-11 | 江阴誉球耐火材料有限公司 | 一种耐高温铁沟浇注料及其制备方法 |
CN115872730A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-31 | 湖北兴龙高温节能材料有限公司 | 一种铁水包用防粘渣热态喷补材料及其制备方法和使用方法 |
-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001230440A patent/JP2003040684A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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