JP2766624B2 - アルミナ・スピネル質不定形耐火物 - Google Patents
アルミナ・スピネル質不定形耐火物Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐用性に優れたア
ルミナ・スピネル質不定形耐火物、特に、取鍋用アルミ
ナ・スピネル質不定形耐火物に関するものである。
ルミナ・スピネル質不定形耐火物、特に、取鍋用アルミ
ナ・スピネル質不定形耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スピネルはスラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ等
の成分を固溶してスラグ浸潤を抑制する能力をもつこと
が知られており、アルミナ質原料と組み合わせることに
より従来のアルミナ質不定形耐火物と比較し優れた耐用
性を付与することができ、アルミナ・スピネル質不定形
耐火物について、種々の出願がなされている。例えば、
特開昭55−23004号公報には、重量比にしてアルミン酸
マグネシウム・スピネルを１０〜８５％、アルミナを５
〜３０％、ハイアルミナセメントを１０〜２５％の割合
で配合してなる、真空脱ガス装置等に用いるキャスタブ
ル耐火物が開示されている。この公報には、アルミン酸
マグネシウム・スピネルは、ＭｇＯ：Ａｌ2Ｏ3モル比が
１：１のものから、ＭｇＯ側に６０％、Ａｌ2Ｏ3側に８
０％の広がりの範囲にあるものを使用できる旨の記載が
あるが、アルミン酸マグネシウム・スピネルの粒度に関
しては特に言及はない。
の成分を固溶してスラグ浸潤を抑制する能力をもつこと
が知られており、アルミナ質原料と組み合わせることに
より従来のアルミナ質不定形耐火物と比較し優れた耐用
性を付与することができ、アルミナ・スピネル質不定形
耐火物について、種々の出願がなされている。例えば、
特開昭55−23004号公報には、重量比にしてアルミン酸
マグネシウム・スピネルを１０〜８５％、アルミナを５
〜３０％、ハイアルミナセメントを１０〜２５％の割合
で配合してなる、真空脱ガス装置等に用いるキャスタブ
ル耐火物が開示されている。この公報には、アルミン酸
マグネシウム・スピネルは、ＭｇＯ：Ａｌ2Ｏ3モル比が
１：１のものから、ＭｇＯ側に６０％、Ａｌ2Ｏ3側に８
０％の広がりの範囲にあるものを使用できる旨の記載が
あるが、アルミン酸マグネシウム・スピネルの粒度に関
しては特に言及はない。
【０００３】また、特開昭60−60985号公報には、スピ
ネルクリンカーを少なくとも６０重量部と、アルミナク
リンカーを１０〜３５重量部と、アルミナセメント３〜
１０重量部からなることを特徴とする取鍋内張り用不定
形耐火組成物が開示されている。
ネルクリンカーを少なくとも６０重量部と、アルミナク
リンカーを１０〜３５重量部と、アルミナセメント３〜
１０重量部からなることを特徴とする取鍋内張り用不定
形耐火組成物が開示されている。
【０００４】また、特開昭64−87577号公報には、アル
ミナクリンカー５０〜９０重量％、粒径１ｍｍ以下のス
ピネルクリンカー５〜４０重量％、アルミナセメント３
〜２５重量％よりなる材質が開示されている。
ミナクリンカー５０〜９０重量％、粒径１ｍｍ以下のス
ピネルクリンカー５〜４０重量％、アルミナセメント３
〜２５重量％よりなる材質が開示されている。
【０００５】また、特開平２−6373号公報には、(ａ)ア
ルミナ質原料を主成分とする骨材７０〜９９％とスピネ
ル微粉３０〜１％とからなる耐火物材料に、(ｂ)結合材
としてアミンシリケート、アルミナゾルおよび塩基性乳
酸アルミニウムの少なくとも一種および(ｃ)硬化剤とし
てアルミナセメントを配合してなる流し込み不定形耐火
物が開示されている。この公報には、スピネル微粉の粒
径は１００μｍ以下であり、粒径が大き過ぎる場合に
は、スラグとの反応が十分に行われず、スラグの浸透を
十分に抑制することができない旨の記載がある。なお、
この公報に記載されている流し込み不定形耐火物は、耐
火物材料と硬化剤であるアルミナセメントの他に結合材
を配合してなるものであり、耐火物材料とアルミナセメ
ントからなる不定形耐火物とは性格を異にするものであ
る。
ルミナ質原料を主成分とする骨材７０〜９９％とスピネ
ル微粉３０〜１％とからなる耐火物材料に、(ｂ)結合材
としてアミンシリケート、アルミナゾルおよび塩基性乳
酸アルミニウムの少なくとも一種および(ｃ)硬化剤とし
てアルミナセメントを配合してなる流し込み不定形耐火
物が開示されている。この公報には、スピネル微粉の粒
径は１００μｍ以下であり、粒径が大き過ぎる場合に
は、スラグとの反応が十分に行われず、スラグの浸透を
十分に抑制することができない旨の記載がある。なお、
この公報に記載されている流し込み不定形耐火物は、耐
火物材料と硬化剤であるアルミナセメントの他に結合材
を配合してなるものであり、耐火物材料とアルミナセメ
ントからなる不定形耐火物とは性格を異にするものであ
る。
【０００６】また、特開平３−205368号公報には、アル
ミナ質耐火原料４７〜９４重量％、粒径１ｍｍ以下のＭ
ｇＯ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル耐火原料５〜４０重量％、ア
ルミナセメント１〜３重量％よりなることを特徴とする
アルミナ−スピネル質不定形耐火物が開示されている。
この公報には、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル耐火原料の
ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3の重量比は必ずしも理論組成のもので
なくてもよく、ＭｇＯ：Ａｌ2Ｏ3の重量比が１０／９０
〜４０／６０の範囲内のものが好ましい旨の記載があ
り、更に、粒径が１ｍｍ以上ではスラグ浸透性が著しく
劣化することや、スピネル耐火原料の配合割合が５重量
％未満では、スラグ浸透の抑制効果がほとんどないこと
や、５０重量％を超えて使用すると耐食性が著しく低下
することが開示されている。
ミナ質耐火原料４７〜９４重量％、粒径１ｍｍ以下のＭ
ｇＯ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル耐火原料５〜４０重量％、ア
ルミナセメント１〜３重量％よりなることを特徴とする
アルミナ−スピネル質不定形耐火物が開示されている。
この公報には、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル耐火原料の
ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3の重量比は必ずしも理論組成のもので
なくてもよく、ＭｇＯ：Ａｌ2Ｏ3の重量比が１０／９０
〜４０／６０の範囲内のものが好ましい旨の記載があ
り、更に、粒径が１ｍｍ以上ではスラグ浸透性が著しく
劣化することや、スピネル耐火原料の配合割合が５重量
％未満では、スラグ浸透の抑制効果がほとんどないこと
や、５０重量％を超えて使用すると耐食性が著しく低下
することが開示されている。
【０００７】また、特開平５−238838号公報には、粒径
５μｍ以下のＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル超微粉１〜１
５ｗｔ％、粒径１ｍｍ以下のＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3質スピネ
ルクリンカー３８ｗｔ％以下、アルミナセメント１〜２
０ｗｔ％、残部がアルミナ質原料とからなり、かつ、前
記のスピネル超微粉とスピネルクリンカーの合量が４０
ｗｔ％以下である流し込み用不定形耐火物が開示されて
いる。この公報には、スピネル超微粉の配合すると耐ス
ラグ侵食性と耐スラグ浸透性に極めて有効であり、その
平均粒径は０.１〜３μｍが好ましいことや、その配合
割合が１ｗｔ％未満では効果がなく、１５ｗｔ％を超え
ると施工水分量が多くなり、緻密な施工体が得られない
旨の開示がある。また、粒径１ｍｍ以下のスピネルクリ
ンカーは、スピネルを構成するＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3の各成
分の比が理論組成よりもＡｌ2Ｏ3成分が多い方が好まし
い旨の記載もある。
５μｍ以下のＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル超微粉１〜１
５ｗｔ％、粒径１ｍｍ以下のＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3質スピネ
ルクリンカー３８ｗｔ％以下、アルミナセメント１〜２
０ｗｔ％、残部がアルミナ質原料とからなり、かつ、前
記のスピネル超微粉とスピネルクリンカーの合量が４０
ｗｔ％以下である流し込み用不定形耐火物が開示されて
いる。この公報には、スピネル超微粉の配合すると耐ス
ラグ侵食性と耐スラグ浸透性に極めて有効であり、その
平均粒径は０.１〜３μｍが好ましいことや、その配合
割合が１ｗｔ％未満では効果がなく、１５ｗｔ％を超え
ると施工水分量が多くなり、緻密な施工体が得られない
旨の開示がある。また、粒径１ｍｍ以下のスピネルクリ
ンカーは、スピネルを構成するＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3の各成
分の比が理論組成よりもＡｌ2Ｏ3成分が多い方が好まし
い旨の記載もある。
【０００８】また、特開平３−174368号公報には、アル
ミナ原料１０〜８２重量％、粒径０.３ｍｍ以上のＭｇ
Ｏ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル原料１０〜７０重量％及びアル
ミナセメント８〜２０重量％よりなる混合物に、粒径１
０〜５０ｍｍのアルミナ質破砕粒を外掛で１０〜４０重
量％含有してなることを特徴とするアルミナ・スピネル
質流し込み材が開示されている。この公報には、アルミ
ナ質破砕粒を添加することにより、亀裂の伸張を抑制で
きることが開示されている。
ミナ原料１０〜８２重量％、粒径０.３ｍｍ以上のＭｇ
Ｏ・Ａｌ2Ｏ3系スピネル原料１０〜７０重量％及びアル
ミナセメント８〜２０重量％よりなる混合物に、粒径１
０〜５０ｍｍのアルミナ質破砕粒を外掛で１０〜４０重
量％含有してなることを特徴とするアルミナ・スピネル
質流し込み材が開示されている。この公報には、アルミ
ナ質破砕粒を添加することにより、亀裂の伸張を抑制で
きることが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミナ質不
定形耐火物にスピネル原料を添加する場合、スピネル原
料の粒径が１ｍｍ〜７５μｍ程度では、耐スラグ浸潤性
の向上に対し、その効果がいまだ十分とは言えない。ま
た、粒径が５μｍ以下のスピネル原料を多量に使用する
と、耐スラグ浸潤性は向上するものの、加熱後線変化率
が収縮傾向を示し、耐熱スポーリング性に劣り亀裂等が
発生し易く、耐用性が低下する等の問題が生ずる。
定形耐火物にスピネル原料を添加する場合、スピネル原
料の粒径が１ｍｍ〜７５μｍ程度では、耐スラグ浸潤性
の向上に対し、その効果がいまだ十分とは言えない。ま
た、粒径が５μｍ以下のスピネル原料を多量に使用する
と、耐スラグ浸潤性は向上するものの、加熱後線変化率
が収縮傾向を示し、耐熱スポーリング性に劣り亀裂等が
発生し易く、耐用性が低下する等の問題が生ずる。
【００１０】従って、本発明の目的は、従来よりも更に
優れた耐スラグ浸潤性を有し、且つ加熱後の残存膨張付
与により耐熱スポーリング性を具備したアルミナ・スピ
ネル質不定形耐火物を提供することにある。
優れた耐スラグ浸潤性を有し、且つ加熱後の残存膨張付
与により耐熱スポーリング性を具備したアルミナ・スピ
ネル質不定形耐火物を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、粒径７
５μｍ以下のスピネル微粉１重量％以上５重量％未満、
ただし、５μｍ以下のスピネル超微粉の含量が１重量％
未満、アルミナセメント２〜２０重量％、粒径０.３ｍ
ｍ以下のアルミナ微粉１５〜４０重量％、及び残部は粒
径が０.３ｍｍを超え８ｍｍ以下のアルミナ質原料から
なることを特徴とするアルミナ・スピネル質不定形耐火
物に係る。
５μｍ以下のスピネル微粉１重量％以上５重量％未満、
ただし、５μｍ以下のスピネル超微粉の含量が１重量％
未満、アルミナセメント２〜２０重量％、粒径０.３ｍ
ｍ以下のアルミナ微粉１５〜４０重量％、及び残部は粒
径が０.３ｍｍを超え８ｍｍ以下のアルミナ質原料から
なることを特徴とするアルミナ・スピネル質不定形耐火
物に係る。
【００１２】また、本発明は、粒径７５μｍ以下のスピ
ネル微粉１重量％以上５重量％未満、ただし、５μｍ以
下のスピネル超微粉含量が１重量％未満、粒径１ｍｍ以
上のアルミナ・リッチ組成スピネル原料６０重量％以
下、アルミナセメント２〜２０重量％、粒径０.３ｍｍ
以下のアルミナ微粉１５〜４０重量％、及び残部は粒径
が０.３ｍｍを超え８ｍｍ以下のアルミナ質原料からな
ることを特徴とするアルミナ・スピネル質不定形耐火物
に係る。
ネル微粉１重量％以上５重量％未満、ただし、５μｍ以
下のスピネル超微粉含量が１重量％未満、粒径１ｍｍ以
上のアルミナ・リッチ組成スピネル原料６０重量％以
下、アルミナセメント２〜２０重量％、粒径０.３ｍｍ
以下のアルミナ微粉１５〜４０重量％、及び残部は粒径
が０.３ｍｍを超え８ｍｍ以下のアルミナ質原料からな
ることを特徴とするアルミナ・スピネル質不定形耐火物
に係る。
【００１３】更に、本発明のアルミナ・スピネル質不定
形耐火物には、電融アルミナ破砕粒、焼結アルミナペレ
ット、電融スピネル破砕粒、焼結スピネルペレット、バ
ン土頁岩破砕粒及びアルミナ質れんが破砕粒からなる群
から選択された１種または２種以上の粒径１０〜５０ｍ
ｍの粗大粒を外掛で１０〜４０重量％の量で配合するこ
とができる。
形耐火物には、電融アルミナ破砕粒、焼結アルミナペレ
ット、電融スピネル破砕粒、焼結スピネルペレット、バ
ン土頁岩破砕粒及びアルミナ質れんが破砕粒からなる群
から選択された１種または２種以上の粒径１０〜５０ｍ
ｍの粗大粒を外掛で１０〜４０重量％の量で配合するこ
とができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、アルミナ・スピネル質
不定形耐火物に使用するスピネル原料の粒度及びその配
合割合を特定化することで、耐スラグ浸潤性及び耐熱ス
ポーリング性の両立を可能とし、従来の問題点を解決し
たものである。
不定形耐火物に使用するスピネル原料の粒度及びその配
合割合を特定化することで、耐スラグ浸潤性及び耐熱ス
ポーリング性の両立を可能とし、従来の問題点を解決し
たものである。
【００１５】ここで、本発明に使用するスピネル微粉の
粒径は７５μｍ以下であり、７５μｍ以下の粒径のスピ
ネル微粉の配合割合は１重量％以上５重量％未満であ
る。スピネル微粉の配合割合が１重量％未満ではスラグ
中のＦｅＯ、ＭｎＯ成分の浸潤抑制が十分でなく、５重
量％以上ではスラグ中のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分の浸
潤抑制が十分でない。これは、次のような理由によると
考えられる。
粒径は７５μｍ以下であり、７５μｍ以下の粒径のスピ
ネル微粉の配合割合は１重量％以上５重量％未満であ
る。スピネル微粉の配合割合が１重量％未満ではスラグ
中のＦｅＯ、ＭｎＯ成分の浸潤抑制が十分でなく、５重
量％以上ではスラグ中のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分の浸
潤抑制が十分でない。これは、次のような理由によると
考えられる。
【００１６】スピネルは、スラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ等
の成分を固溶してスラグ浸潤を抑制するため、その粒径
が小さくなると同一重量当たりの比表面積は増加して浸
潤抑制効果は増大する。しかし、スピネルにはスラグ中
のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分の浸潤を抑制する能力はな
く、これらを抑制するのはアルミナと考えられる。一
方、スピネルとアルミナが共存する条件下では、加熱に
伴いアルミナがスピネルへ固溶していくこと、また、ア
ルミナセメントとアルミナが共存する条件下では、加熱
に伴いアルミナセメントの主成分であるＣａＯ・Ａｌ2
Ｏ3はアルミナと反応してＣａＯ・６Ａｌ2Ｏ3組成にな
ることが公知となっている。これらから、アルミナ・ス
ピネル質不定形耐火物において微粉部のアルミナは、ス
ラグ中のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分の浸潤抑制に不可欠
でありながら、使用前の加熱の段階でスピネルとアルミ
ナセメントにより相当量が消費されていることがわか
る。このため、スピネル微粉は、十分なアルミナ微粉を
含有した組成に添加する必要があり、スピネル微粉の添
加量は１重量％以上５重量％未満が最適である。
の成分を固溶してスラグ浸潤を抑制するため、その粒径
が小さくなると同一重量当たりの比表面積は増加して浸
潤抑制効果は増大する。しかし、スピネルにはスラグ中
のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分の浸潤を抑制する能力はな
く、これらを抑制するのはアルミナと考えられる。一
方、スピネルとアルミナが共存する条件下では、加熱に
伴いアルミナがスピネルへ固溶していくこと、また、ア
ルミナセメントとアルミナが共存する条件下では、加熱
に伴いアルミナセメントの主成分であるＣａＯ・Ａｌ2
Ｏ3はアルミナと反応してＣａＯ・６Ａｌ2Ｏ3組成にな
ることが公知となっている。これらから、アルミナ・ス
ピネル質不定形耐火物において微粉部のアルミナは、ス
ラグ中のＣａＯ、ＳｉＯ2等の成分の浸潤抑制に不可欠
でありながら、使用前の加熱の段階でスピネルとアルミ
ナセメントにより相当量が消費されていることがわか
る。このため、スピネル微粉は、十分なアルミナ微粉を
含有した組成に添加する必要があり、スピネル微粉の添
加量は１重量％以上５重量％未満が最適である。
【００１７】また、本発明の不定形耐火物においては、
粒径が５μｍ以下のスピネル超微粉の含量を１重量％未
満とする必要がある。これは、粒径５μｍ以下のスピネ
ル超微粉の含量が１重量％以上となると加熱後線変化率
は収縮傾向を示し、過焼結による耐熱スポーリング性の
低下により、亀裂等の発生原因となり易いためである。
粒径が５μｍ以下のスピネル超微粉の含量を１重量％未
満とする必要がある。これは、粒径５μｍ以下のスピネ
ル超微粉の含量が１重量％以上となると加熱後線変化率
は収縮傾向を示し、過焼結による耐熱スポーリング性の
低下により、亀裂等の発生原因となり易いためである。
【００１８】なお、この傾向は図１に示す結果から観察
することができる。即ち、図１は、焼結アルミナの配合
量を８６重量％、アルミナセメントの配合量を１０重量
％、粒径７５〜５μｍの焼結スピネル微粉と粒径５μｍ
以下の焼結スピネル超微粉の合計量を４重量％とし、そ
の中で焼結スピネル微粉と焼結スピネル超微粉の割合を
種々変化させて得られた供試体の１５００℃−３時間加
熱後の線変化率を示すグラフである。ここで、プロット
は焼結スピネル微粉３.６重量％、焼結スピネル超微
粉０.４重量％、プロットは焼結スピネル微粉３.４重
量％、焼結スピネル超微粉０.６重量％、プロットは
焼結スピネル微粉２.５重量％、焼結スピネル超微粉１.
５重量％、プロットは焼結スピネル微粉２重量％、焼
結スピネル超微粉２重量％、プロットは焼結スピネル
微粉１重量％、焼結スピネル超微粉３重量％、プロット
は焼結スピネル超微粉４重量％の配合を有するもので
ある。図１の結果から、焼結スピネル超微粉の配合割合
が１重量％以上となると、供試体の加熱後線変化率が収
縮傾向を示すことが分かる。従って、粒径７５μｍ以下
のスピネル微粉中の粒径５μｍ以下のスピネル超微粉の
含量は少ない程好ましいが、実際に製品として不定形耐
火物を配合する際に、完全に７５〜５μｍの範囲内に分
級したスピネル微粉を使用することはコスト的に不可能
であり、不可避的にスピネル超微粉が混在するが、この
場合、スピネル超微粉の配合割合は、不定形耐火物全量
当たり１重量％未満の量まで許容できることが分かる。
することができる。即ち、図１は、焼結アルミナの配合
量を８６重量％、アルミナセメントの配合量を１０重量
％、粒径７５〜５μｍの焼結スピネル微粉と粒径５μｍ
以下の焼結スピネル超微粉の合計量を４重量％とし、そ
の中で焼結スピネル微粉と焼結スピネル超微粉の割合を
種々変化させて得られた供試体の１５００℃−３時間加
熱後の線変化率を示すグラフである。ここで、プロット
は焼結スピネル微粉３.６重量％、焼結スピネル超微
粉０.４重量％、プロットは焼結スピネル微粉３.４重
量％、焼結スピネル超微粉０.６重量％、プロットは
焼結スピネル微粉２.５重量％、焼結スピネル超微粉１.
５重量％、プロットは焼結スピネル微粉２重量％、焼
結スピネル超微粉２重量％、プロットは焼結スピネル
微粉１重量％、焼結スピネル超微粉３重量％、プロット
は焼結スピネル超微粉４重量％の配合を有するもので
ある。図１の結果から、焼結スピネル超微粉の配合割合
が１重量％以上となると、供試体の加熱後線変化率が収
縮傾向を示すことが分かる。従って、粒径７５μｍ以下
のスピネル微粉中の粒径５μｍ以下のスピネル超微粉の
含量は少ない程好ましいが、実際に製品として不定形耐
火物を配合する際に、完全に７５〜５μｍの範囲内に分
級したスピネル微粉を使用することはコスト的に不可能
であり、不可避的にスピネル超微粉が混在するが、この
場合、スピネル超微粉の配合割合は、不定形耐火物全量
当たり１重量％未満の量まで許容できることが分かる。
【００１９】ここで、本発明に使用するスピネル微粉は
電融品、焼結品のいずれでもよい。スピネル中の成分比
は、Ａｌ2Ｏ3：ＭｇＯ重量比＝７：３のほぼ理論組成の
ものが望ましいが、Ａｌ2Ｏ3成分が理論組成よりも若干
(例えば１０重量％程度)多くても問題はないが、ＭｇＯ
成分が理論組成よりも多くなると耐消化性に劣るために
好ましくない。
電融品、焼結品のいずれでもよい。スピネル中の成分比
は、Ａｌ2Ｏ3：ＭｇＯ重量比＝７：３のほぼ理論組成の
ものが望ましいが、Ａｌ2Ｏ3成分が理論組成よりも若干
(例えば１０重量％程度)多くても問題はないが、ＭｇＯ
成分が理論組成よりも多くなると耐消化性に劣るために
好ましくない。
【００２０】また、本発明のアルミナ・スピネル質不定
形耐火物には、アルミナセメントを２〜２０重量％、好
ましくは８〜２０重量％配合する。アルミナセメントは
従来より流し込み材に使用されているものを使用するこ
とができる。
形耐火物には、アルミナセメントを２〜２０重量％、好
ましくは８〜２０重量％配合する。アルミナセメントは
従来より流し込み材に使用されているものを使用するこ
とができる。
【００２１】次に、本発明のアルミナ・スピネル質不定
形耐火物には、粒径０.３ｍｍ以下のアルミナ微粉を添
加・配合する。アルミナ微粉の配合量は１５〜４０重量
％である。アルミナ微粉の配合量が１５重量％未満の場
合には、その添加効果が現れないために好ましくなく、
また、４０重量％を超えると不定形耐火物として施工す
る際に添加水分が多くなり好ましくない。なお、アルミ
ナ微粉としては焼結アルミナ微粉、電融アルミナ微粉等
を使用することができる。
形耐火物には、粒径０.３ｍｍ以下のアルミナ微粉を添
加・配合する。アルミナ微粉の配合量は１５〜４０重量
％である。アルミナ微粉の配合量が１５重量％未満の場
合には、その添加効果が現れないために好ましくなく、
また、４０重量％を超えると不定形耐火物として施工す
る際に添加水分が多くなり好ましくない。なお、アルミ
ナ微粉としては焼結アルミナ微粉、電融アルミナ微粉等
を使用することができる。
【００２２】更に、本発明のアルミナ・スピネル質不定
形耐火物の残部を構成するアルミナ質原料としては、焼
結アルミナ、電融アルミナ等の人工原料及びボーキサイ
ト、バン土頁岩等の天然原料から選ばれる１種または２
種以上が使用できる。しかし、ＳｉＯ2の増加は低融性
物質の生成原因となるため焼結アルミナ、電融アルミナ
を使用することが望ましい。なお、アルミナ質原料の粒
径は０.３ｍｍを超え８ｍｍ以下のものである。
形耐火物の残部を構成するアルミナ質原料としては、焼
結アルミナ、電融アルミナ等の人工原料及びボーキサイ
ト、バン土頁岩等の天然原料から選ばれる１種または２
種以上が使用できる。しかし、ＳｉＯ2の増加は低融性
物質の生成原因となるため焼結アルミナ、電融アルミナ
を使用することが望ましい。なお、アルミナ質原料の粒
径は０.３ｍｍを超え８ｍｍ以下のものである。
【００２３】本発明の他の実施態様では、粒径７５μｍ
以下のスピネル微粉と粒径１ｍｍ以上のアルミナ・リッ
チ組成スピネル原料を併用することにより、耐スラグ浸
潤性を損なうことなく加熱後の残存膨張の付与が可能と
なり、さらなる耐熱スポーリング性の向上が可能とな
る。
以下のスピネル微粉と粒径１ｍｍ以上のアルミナ・リッ
チ組成スピネル原料を併用することにより、耐スラグ浸
潤性を損なうことなく加熱後の残存膨張の付与が可能と
なり、さらなる耐熱スポーリング性の向上が可能とな
る。
【００２４】粒径１ｍｍ以上のアルミナ・リッチ組成ス
ピネル原料は、アルミナ・スピネル質不定形耐火物の骨
材部として使用される。アルミナ・リッチ組成スピネル
原料の組成は、Ａｌ2Ｏ3含有量が８０重量％以上のもの
であり、その鉱物相がスピネルまたはスピネルとコラン
タムの共存型のものである。粒径が１ｍｍ未満では加熱
後の残存膨張の付与効果が少なく、また、その組成がＡ
ｌ2Ｏ3：ＭｇＯ重量比＝８０：２０よりＡｌ2Ｏ3が少な
くなるとスラグ浸潤が増大するために好ましくない。ア
ルミナ・リッチ組成スピネル原料の配合割合は６０重量
％以下とする。アルミナ・リッチ組成スピネル原料の配
合割合が６０重量％を超えると骨材部の量が多くなり、
それに伴って微粉が不足するため、不定形耐火物の流動
性が低下して施工性を損なうために好ましくない。
ピネル原料は、アルミナ・スピネル質不定形耐火物の骨
材部として使用される。アルミナ・リッチ組成スピネル
原料の組成は、Ａｌ2Ｏ3含有量が８０重量％以上のもの
であり、その鉱物相がスピネルまたはスピネルとコラン
タムの共存型のものである。粒径が１ｍｍ未満では加熱
後の残存膨張の付与効果が少なく、また、その組成がＡ
ｌ2Ｏ3：ＭｇＯ重量比＝８０：２０よりＡｌ2Ｏ3が少な
くなるとスラグ浸潤が増大するために好ましくない。ア
ルミナ・リッチ組成スピネル原料の配合割合は６０重量
％以下とする。アルミナ・リッチ組成スピネル原料の配
合割合が６０重量％を超えると骨材部の量が多くなり、
それに伴って微粉が不足するため、不定形耐火物の流動
性が低下して施工性を損なうために好ましくない。
【００２５】本発明の更に他の実施態様では、粒径７５
μｍ以下のスピネル微粉１重量％以上５重量％未満、た
だし５μｍ以下のスピネル超微粉の含量が１重量％未
満、アルミナセメント２〜２０重量％、及び残部がアル
ミナ原料からなるアルミナ・スピネル質不定形耐火物ま
たは粒径７５μｍ以下のスピネル微粉１重量％以上５重
量％未満、ただし、５μｍ以下のスピネル超微粉の含量
が１重量％未満、粒径１ｍｍ以上のアルミナ・リッチ組
成スピネル原料６０重量％以下、アルミナセメント２〜
２０重量％、及び残部がアルミナ原料からなるアルミナ
・スピネル質不定形耐火物に、粒径が１０〜５０ｍｍの
範囲内にある電融アルミナ破砕粒、焼結アルミナペレッ
ト、電融スピネル破砕粒、焼結スピネルペレット、バン
土頁岩破砕粒及びアルミナ質れんが破砕粒からなる群か
ら選択された１種または２種以上の粗大粒を外掛で１０
〜４０重量％添加して、亀裂の伸長を抑制することがで
きる。
μｍ以下のスピネル微粉１重量％以上５重量％未満、た
だし５μｍ以下のスピネル超微粉の含量が１重量％未
満、アルミナセメント２〜２０重量％、及び残部がアル
ミナ原料からなるアルミナ・スピネル質不定形耐火物ま
たは粒径７５μｍ以下のスピネル微粉１重量％以上５重
量％未満、ただし、５μｍ以下のスピネル超微粉の含量
が１重量％未満、粒径１ｍｍ以上のアルミナ・リッチ組
成スピネル原料６０重量％以下、アルミナセメント２〜
２０重量％、及び残部がアルミナ原料からなるアルミナ
・スピネル質不定形耐火物に、粒径が１０〜５０ｍｍの
範囲内にある電融アルミナ破砕粒、焼結アルミナペレッ
ト、電融スピネル破砕粒、焼結スピネルペレット、バン
土頁岩破砕粒及びアルミナ質れんが破砕粒からなる群か
ら選択された１種または２種以上の粗大粒を外掛で１０
〜４０重量％添加して、亀裂の伸長を抑制することがで
きる。
【００２６】上述のような配合割合を有する本発明のア
ルミナ・スピネル質不定形耐火物は、所定量の水、例え
ば本発明のアルミナ・スピネル質不定形耐火物に対して
外掛で４〜８重量％、好ましくは５〜８重量％程度を添
加して慣用の操作により施工することができる。
ルミナ・スピネル質不定形耐火物は、所定量の水、例え
ば本発明のアルミナ・スピネル質不定形耐火物に対して
外掛で４〜８重量％、好ましくは５〜８重量％程度を添
加して慣用の操作により施工することができる。
【００２７】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明のアルミナ・ス
ピネル質不定形耐火物を更に説明する。表１には、実施
例に使用した原料の化学成分を、表２には実施例を比較
例と比較して示す。表２に示す各配合物は所定の水を添
加して混練した後、それぞれの試験に決められた試料形
状の金枠に流し込み成形し、２０℃で２４時間養生し、
１０５℃で２４時間乾燥後、以下に示す各試験に供し
た。
ピネル質不定形耐火物を更に説明する。表１には、実施
例に使用した原料の化学成分を、表２には実施例を比較
例と比較して示す。表２に示す各配合物は所定の水を添
加して混練した後、それぞれの試験に決められた試料形
状の金枠に流し込み成形し、２０℃で２４時間養生し、
１０５℃で２４時間乾燥後、以下に示す各試験に供し
た。
【００２８】加熱後線変化率は、ＪＩＳ Ｒ２５５５に
準拠した１５００℃−３時間処理後の結果である。な
お、この試験において、試料形状は４０ｍｍ×４０ｍｍ
×１６０ｍｍである。
準拠した１５００℃−３時間処理後の結果である。な
お、この試験において、試料形状は４０ｍｍ×４０ｍｍ
×１６０ｍｍである。
【００２９】侵食試験は、下記の条件により行われたも
のである。 (１)装置：回転ドラム侵食試験装置 (２)試料形状：５０ｍｍ×２００ｍｍ×６５ｍｍ (３)温度・時間：１６５０℃−４時間、１時間毎スラグ
交換 (４)スラグ：転炉スラグ(ＣａＯ／ＳｉＯ2＝３.６５) １.２ｋｇ／サイクル なお、侵食深さ指数と浸潤深さ指数は、表３の比較例１
の侵食深さ寸法、浸潤深さ寸法を１００としたときのも
ので、数値が小さい程耐食性、耐浸潤性に優れる。
のである。 (１)装置：回転ドラム侵食試験装置 (２)試料形状：５０ｍｍ×２００ｍｍ×６５ｍｍ (３)温度・時間：１６５０℃−４時間、１時間毎スラグ
交換 (４)スラグ：転炉スラグ(ＣａＯ／ＳｉＯ2＝３.６５) １.２ｋｇ／サイクル なお、侵食深さ指数と浸潤深さ指数は、表３の比較例１
の侵食深さ寸法、浸潤深さ寸法を１００としたときのも
ので、数値が小さい程耐食性、耐浸潤性に優れる。
【００３０】スポーリング試験は下記の条件により行わ
れたものである。 (１)試験方法：パネルスポーリング法 (２)試料形状：６５ｍｍ×１１４ｍｍ×２３０ｍｍ (３)温度・時間：１５００℃加熱３０分−−放冷３０
分、１０サイクル (４)評価方法：◎−亀裂発生少、○−亀裂発生中位、△
−亀裂発生やや多い 得られた結果を表２及び表３に併記する。
れたものである。 (１)試験方法：パネルスポーリング法 (２)試料形状：６５ｍｍ×１１４ｍｍ×２３０ｍｍ (３)温度・時間：１５００℃加熱３０分−−放冷３０
分、１０サイクル (４)評価方法：◎−亀裂発生少、○−亀裂発生中位、△
−亀裂発生やや多い 得られた結果を表２及び表３に併記する。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】参考例 上記本発明品及び比較品を実炉に適用した結果を以下に
示す： Ａ製鉄所 側壁部ライフ 比較品５が２５０チャージで
あるのに対して本発明品７では３００チャージであっ
た。 Ｂ製鉄所 側壁部ライフ 比較品１６では１５０チャー
ジであるのに対して本発明品３は２００チャージであっ
た。 Ｂ製鉄所 敷部ライフ 比較品１３では１２５チャー
ジであるのに対して本発明品６では１６０チャージであ
った。
示す： Ａ製鉄所 側壁部ライフ 比較品５が２５０チャージで
あるのに対して本発明品７では３００チャージであっ
た。 Ｂ製鉄所 側壁部ライフ 比較品１６では１５０チャー
ジであるのに対して本発明品３は２００チャージであっ
た。 Ｂ製鉄所 敷部ライフ 比較品１３では１２５チャー
ジであるのに対して本発明品６では１６０チャージであ
った。
【００３６】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、アルミ
ナ・スピネル質不定形耐火物に、粒径７５μｍ以下のス
ピネル微粉１重量％以上５重量％未満、ただし、粒径５
μｍ以下のスピネル超微粉の含量を１重量％未満とする
ことにより、従来よりも更に優れた耐スラグ浸潤性を有
し、且つ加熱後の残存膨張付与により耐熱スポーリング
性を具備したアルミナ・スピネル質不定形耐火物を提供
することができるという効果を奏する。
ナ・スピネル質不定形耐火物に、粒径７５μｍ以下のス
ピネル微粉１重量％以上５重量％未満、ただし、粒径５
μｍ以下のスピネル超微粉の含量を１重量％未満とする
ことにより、従来よりも更に優れた耐スラグ浸潤性を有
し、且つ加熱後の残存膨張付与により耐熱スポーリング
性を具備したアルミナ・スピネル質不定形耐火物を提供
することができるという効果を奏する。
【図１】アルミナ・スピネル質不定形耐火物における粒
径５μｍ以下のスピネル超微粉の配合量と供試体の１５
００℃−３時間加熱後の線変化率の関係を示すグラフで
ある。
径５μｍ以下のスピネル超微粉の配合量と供試体の１５
００℃−３時間加熱後の線変化率の関係を示すグラフで
ある。
Claims (3)
- 【請求項１】 粒径７５μｍ以下のスピネル微粉１重量
％以上５重量％未満、ただし、５μｍ以下のスピネル超
微粉の含量が１重量％未満、アルミナセメント２〜２０
重量％、粒径０.３ｍｍ以下のアルミナ微粉１５〜４０
重量％、及び残部は粒径が０.３ｍｍを超え８ｍｍ以下
のアルミナ質原料からなることを特徴とするアルミナ・
スピネル質不定形耐火物。 - 【請求項２】 粒径７５μｍ以下のスピネル微粉１重量
％以上５重量％未満、ただし、５μｍ以下のスピネル超
微粉の含量が１重量％未満、粒径１ｍｍ以上のアルミナ
・リッチ組成スピネル原料６０重量％以下、アルミナセ
メント２〜２０重量％、粒径０.３ｍｍ以下のアルミナ
微粉１５〜４０重量％、及び残部は粒径が０.３ｍｍを
超え８ｍｍ以下のアルミナ質原料からなることを特徴と
するアルミナ・スピネル質不定形耐火物。 - 【請求項３】 電融アルミナ破砕粒、焼結アルミナペレ
ット、電融スピネル破砕粒、焼結スピネルペレット、バ
ン土頁岩破砕粒及びアルミナ質れんが破砕粒からなる群
から選択された１種または２種以上の粒径１０〜５０ｍ
ｍの粗大粒を外掛で１０〜４０重量％含有してなる請求
項１または２記載のアルミナ・スピネル質不定形耐火
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171023A JP2766624B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | アルミナ・スピネル質不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171023A JP2766624B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | アルミナ・スピネル質不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0920568A JPH0920568A (ja) | 1997-01-21 |
| JP2766624B2 true JP2766624B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=15915663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171023A Expired - Fee Related JP2766624B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | アルミナ・スピネル質不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766624B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002519302A (ja) * | 1998-07-06 | 2002-07-02 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 耐火性ライニング及び焼成された成形部材を製造するためのモールディング材料、及びライニング、並びに成形部材の製造方法 |
| JP5995315B2 (ja) * | 2012-09-04 | 2016-09-21 | 黒崎播磨株式会社 | 不定形耐火物 |
-
1995
- 1995-07-06 JP JP7171023A patent/JP2766624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0920568A (ja) | 1997-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |