JPH02221165A - 溶鋼取鍋敷部用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】 （産業上の利用分野） 本願発明は、溶鋼取鍋敷部用不定形耐火物に関する。

（従来の技術） 溶鋼用取鍋の内張りは、施工の省力化・機械化などを目
的として、従来の煉瓦積みから不定形耐火物による施工
に移行されつつある。

ここで使用される不定形耐火物として、例えば、特開昭
６０−６０９８５号公報には、スピネルクリンカ−を少
なくとも６０重量部、アルミナクリンカー１０〜３５重
量部、アルミナセメント３〜１０重量部とからなるスピ
ネル−アルミナ質、特開昭６０−６０９８６号公報には
マグネシアクリンカー：アルミナクリンカーの重量比が
７：３〜８：２からなる混合物を６０〜８０重量部とス
ピネルクリンカ−２０〜４０重量部とからなる骨材を有
したマグネシア−アルミナ−スピネル質が提案されてい
る。

これらは従来のろう石質、ろう石−ジルコン質などの不
定形耐火物に比べて耐食性および耐久ポーリング性に優
れている。

（発明が解決しようとする課題） 溶鋼用取鍋の内張りに不定形耐火物が使用されるように
なったが、実際には側壁部に限られ、敷部（底部）は従
来どおり煉瓦積みで行われている。

近年、不定形耐火物の性能が向上したとはいえ、煉瓦に
比べるとまだ信頼性に欠け、不定形耐火物による敷部の
内張りは渦漏れ事故が懸念されるからである。

しかし、そのために取鍋内張りの完全不定形化が阻まれ
、内張り施工の省力化・機械化が十分達成されていない
。また、煉瓦積みは時間を要するため、取鍋の稼＃Ｊ率
を低下させている。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、敷部の内張りとして使用可能な不定形耐
火物の研究を重ねてきた。その結果、アルミナ−スピネ
ル質のキャスタブル耐火物において、ＭｇＯ・ＡＱ、０
３系スピネルクリンカ−（以下、単にスピネルクリンカ
−と称す）　を粒径１＋ｍ以下で使用すると共にアルミ
ナクリンカーとスピネルクリンカ−の割合を特定の範囲
に限定すると耐食性および耐久ラグ浸透性が格段に優れ
ることを知った。

側壁の内張りは上方へ熱膨張の逃げ代があるが。

外周が拘束される敷部は熱膨張が迫り応力となって、従
来の煉瓦積みでは目地の損傷あるいは中央部の迫り出し
を招き、溶損が促進される。これに対し前記キャスタブ
ル耐火物を使用すると、一体構造であるため目地溶損が
なく、しかも迫り応力をそれ自身で吸収するために中央
部の迫り出しがまったく認められなかった。

また、敷部を前記キャスタブル耐火物で内張すすると、
スラグの粘性が増し、側壁の内張りの耐用寿命を向上さ
せることもわかった。

本発明は、以上の結果にもとづいて完成するに至ったも
のであり、その特徴とするところは、重量割合において
、アルミナクリンカー３５〜９０％、粒径ＩＩＩＩｌ以
下のスピネルクリンカ−３〜３５％および結合剤１〜３
０％を主材としてなる溶鋼取鍋敷部用不定形耐火物であ
る。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。なお、以下に示
す％は、すべて重量％とする。

本発明のキャスタブル耐火物について説明すると、主骨
材の一つであるアルミナクリンカーは、耐食性および容
積安定性の役割をもつ。具体的な種類としては焼結アル
ミナ、電融アルミナなどの人工品、ばん土頁岩、ボーキ
サイト、シリマナイトなどの天然品から選ばれる一種ま
たは二種以上を使用することができる。なかでも、低融
点物質の生成原因となりやすいＳｉＯ２成分が少ないも
のが好ましい。その粒度は密充填組織が得られるよう、
一般のキャスタブル耐火物と同様に、例えば最大粒子径
３〜３０ｍｍ程度とし、粗粒・中粒・微粒に調整する。

このアルミナクリンカーの割合は３５％未満では耐食性
に劣り、９０％を超えるとその分、後述するスピネルク
リンカ−１結合剤などの割合が少なくなって耐久ラグ浸
透性、強度などに劣る。さらに好ましい範囲％−！４５
〜８０％である。

主として耐スラグ浸透性に効果をもつスピネルクリンカ
−は、電融スピネル、焼結スピネルのいずれか、または
その両者の組み合せで使用する。

この場合、スピネルを構成するＭｇＯ・ＡＱ、Ｏ，の各
成分の比は必ずしも理論組織のものでなくてもよい。例
えば、モル比でＭｇＯ・＾Ｑ２０．が０．７〜１．３：
１．３〜０．７の範囲であればよい。

スピネルクリンカ−は粒径１ｎｖｍ以下のものを３〜５
５％使用する。第１図はアルミナ−スピネル質キャスタ
ブル耐火物において、スピネルクリンカ−の最大粒子径
と耐火物のスラグ浸透性との関係を示したグラフである
。この場合の各原料の配合割合は、焼結アルミナクリン
カー７０％、焼結スピネルクリンカ−２０％、アルミナ
セメント１０％とした。測定方法は、実験室において回
転侵食試験で行った。

第１図のとおり、１＋ｍ以下のスピネルクリンカ−を使
用したものが耐スラブ性に優れている。この傾向はスピ
ネルクリンカ−が微粒であればあるほど強く、０．５ｍ
以下ではさらに顕著である。

その理由は、スピネルクリンカ−が微粒であることで、
マトリックスに隙間なく充填される結果、スラグ成分の
Ｆｅｄ、　ＭｎＯなどをスピネルクリンカ−が確実に固
溶し、スラブの浸透を阻止するものと思われる。これに
対し１粒径の大きなスピネルクリンカ−は使用すると、
スピネルクリンカ−同士の隙間が大きくなるから、スラ
グはその間を通って浸透するものと考えられる。

なお、本発明では粒径がｌｎ＋＋を超えるスピネルクリ
ンカ−を全く使用できないというものではない。ＩＩ以
下を本発明に限定した３〜５５％配合していれば、後述
の実施例のとおり、本発明の範囲で１＋ｍを超える粒径
のスピネルクリンカ−を配合してもよい。

スピネルクリンカ−の粒子径を０　、５　ｎｏ以下、１
ｍｍ以下、１〜５ＩｌＩＩの三種とし、他の条件は第１
図と同様にしたキャスタブル耐火物Ａ、Ｂ、Ｃを２５０
を溶鋼取鍋の敷部に内張すし、使用後、スラグ成分のＦ
ｅｄ、　ＭｎＯのそれぞれについて浸透寸法を測定した
結果を第２図のグラフに示す。微粒のスピネルクリンカ
−を使用したの、■は浸透がほとんど稼動面付近に限ら
れ、内部に浸透していない。

第３図は、焼結アルミナクリンカー、焼結スピネルクリ
ンカ−、アルミナセメント］、Ｏ％のキャスタブル耐火
物について、焼結スピネルクリンカ−を１ｍ以下と０．
５　ｎｕ以下の２種類に分けて使用すると共に、この割
合を変化させた場合のスラグ浸透寸法を示したものであ
る。この結果からも明らかなように、スピネルクリンカ
−の割合が、３〜５５％で良好な結果を示し、さらに好
ましくは５〜４０％である。

第１図〜第３図のグラフに示す以上の結果は、焼結スピ
ネル、電融スピネルを問わず見られる傾向である。

第２図、第３図は、実際に溶鋼用取鍋の敷部に内張すし
て得られた結果である。本発明者らは同じキャスタブル
耐火物材質を溶鋼用取鍋の側壁に内張すしたところ、結
果は第２図、第３図のものと異っていた。これは敷部が
迫り応力と共に大きな熱負荷を受けることで焼結が促進
され、しかもスラグとの接触が少ないことで、側壁部に
比べてスラグが浸透されにくいためと思われる。

本発明で使用される結合剤の種類は特に限定されるもの
ではない、アルミナセメントが最も好ましいが、これに
限らず、例えばリン酸塩、珪酸塩、フェノール樹脂など
でもよい。その割合は１％未満では効果がなく、３０％
を超えると気孔率が大きくなって耐食性に劣る。さらに
好ましい範囲は２〜２０％である。

本発明のキャスタブル耐火物は、金属ファイバーを添加
すると、熱膨張応力を長期にわたって小さく保つことが
でる。第４図は、ステンレスファイバー無添加量と添加
品の拘束下の熱膨張応力曲線を示したものである。ここ
で使用される金属ファイバーの材質はステンレス鋼が最
も好ましいが。

これに限らず１例えば鉄、炭素鋼、Ｎｉ　−Ｃｒ鋼、Ｃ
ｒ−Ｍｏ鋼、Ｃｒｆｉ、Ｃｒ−Ｖ＆ｌｉ、ＡＱ、ＡＱ金
合金Ｃｕ、Ｃｕ合金などでもよい。形状はストレー１−
形、曲線、山形、波形などのいずれでもよい。寸法は、
直径０．１〜２ｍ、長さは直径の５〜５０倍程度（例え
ば５〜４０■）が好ましい。

金属ファイバーの割合は７％以下の範囲で、各ファイバ
ーの比重などに合せて適宜決定する。ごく少ない割合で
も効果が認められるが、金属ファイバーは低融点物質で
もあるから、７％を超えるとキャスタブル耐火物の耐食
性を低下させる。さらに好ましい範囲は０．０５〜５％
である。

本発明キャスタブル耐火物は以上の配合物を主材とする
が、必要に応じ、キャスタブル耐火物の添加物として公
知の、例えば、スピネルクリンカ−およびアルミナクリ
ンカー以外の耐火原料、セラミックスファイバー、有機
質ファイバー、鉱物ファイバー、鉱滓ファイバー、金属
粉、ガラス粉、炭素、炭化物、窒化物、硼化物、解膠剤
、硬化剤、耐火物超微粉、シリカフラワーなどを本発明
の効果を阻害しない範囲で添加してもよい。

つぎに敷部への内張り施工について説明すると、側壁の
内張りに行われているのと同様に、パーマネント内張り
としてまず煉瓦を敷き詰めた後、その上にキャスタブル
耐火物を内張すするのが好ましい。

パーマネント煉瓦の材質は限定されるものではなく、例
えば、ろう石質、ろう石−ジルコン質などである６また
、パーマネント内張りとして不定形耐火物を用いてもよ
い。溶鋼用取鍋を使用後。

敷部を再度内張りする際は、このパーマネント内張りを
残し、キャスタブル耐火物部分のみを取り換えればよい
。

キャスタブル耐火物の施工は、水分を外掛けで３〜１５
％程度添加し、混線後、敷部に流し込み、バイブレータ
−などによって充填させる。

取鍋が受湯する際の溶鋼落下点は、敷部の中でも特に場
当たり部と称され、他の部位にに比べ損傷が著しい。そ
こで本発明は、この場当たり部のみを高耐食性の他の材
質で内張すしてもよい。その例として、敷部を金属ファ
イバーを添加したキャスタブル耐火物を使用した場合は
、場当たり部のみを金属ファイバーを添加しないか、ま
たは金属ファイバーの割合を他の部位より少なくしたキ
ャスタブル耐火物で内張すする。

耐火物組織内で金属ファイバーの存在は耐火物の焼結を
阻害する作用をもつから、金属ファイバーを添加しない
か少なくすると焼結が促進され、場当たり部として好ま
しい緻密質の材質となるからである。

また、場当たり部のみを煉瓦積みにし、場当たり部の耐
用性を向上させてもよい。

本発明で使用するアルミナ−スピネル質キャスタブル耐
火物は、微粒のスピネルクリンカ−を特定の割合で配合
したことで、耐スラブ性が格段に向上する。また、その
スピネルクリンカ−の割合を低く押えているために熱膨
張応力が小さく、外周が拘束されるという敷部の内張り
において、従来みられた膨張による迫り出しという問題
もない。

以上の作用によって耐用寿命に優れた敷部の内張りが得
られるが、同時に側壁の内張りの寿命を向上させる効果
がある。これは、従来、敷部の内張りに使用されていた
ろう石質・ろう石−ジルコン質の煉瓦より生じるスラグ
成分に比べ、アルミナ−スピネル質キャスタブル耐火物
からのスラブ成分の方が粘性が高く、スラブによる側壁
の溶損作用が小さいからと思われる。

前記のアルミナ−スピネル質キャスタブル耐火物に金属
ファイバーを添加すると、長期使用しでも熱膨張応力を
小さい状態で保つことができる。

キャスタブル耐火物は使用中の高熱を受けて焼結が進む
と熱膨張応力の大きな材質となるが、金属ファイバーは
耐火粒子同士の接触をさえぎり、キャスタブル耐火物の
焼結を阻止するためと思われる。

（実施例） 第１表、第２表に本発明実施例とその比較例を示す。

表中、本発明実施例と比較例１〜７はキャスタブル耐火
物、比較例８は加圧成形後、１３００℃で焼成した煉瓦
である。

試験において、熱間膨張応力および曲げ強さは、いずれ
も試験片を小型加熱電気炉内で測定したが、他の試験は
実際に２５０を溶鋼取鍋の敷部に内張すして使用した結
果である。

比較例８は煉瓦。

（発明の効果） 本発明によると、敷部の内張りとして使用したキャスタ
ブル耐火物が耐久ラグ浸透性に優れ、しかも熱膨張応力
が小さく、その結果、敷部の寿命が格段に向上する。ま
た、敷部にキャスタブル耐火物を使用したことで、溶鋼
用取鍋の内張りの完全不定形耐火物化が可能となり、内
張り施工の機械化・省力化に大きく貢献する。

さらに、本発明で敷部に使用するキャスタブル耐火物が
アルミナ−スピネル質であることおよび耐食性に優れて
いることによって、側壁部の内張りの寿命も向上させる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スピネルクリンカ−の粒径と耐久ラグ浸透性
との関係を示すグラフ、第２図（１）、（２）は実炉使
用結果（スラブの浸透調査）を示すグラフ、第３図はス
ピネルクリンカ−の配合割合と耐久ラグ浸透性の関係を
示すグラフ、第４図は拘束第１図 スビオルクリン力−の最犬辛立径（ｍｍ）第３図 スピネルク！ルカーの配合１１１合（ｗｔ％）第２図 稼動面からの距離（ｍｍ） 稼動面からの距：ｌｌ［ｔ　（ｍｍ　）第４図 シ旬朱下の無膨脹几・力曲線 足度（“Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量割合において、アルミナクリンカー３５〜９
   ０％、粒度１ｍｍ以下のＭｇＯ・Ａｌ＿２Ｏ＿３系スピ
   ネルクリンカー３〜５５％および結合剤１〜３０％を主
   材としてなる溶鋼取鍋敷部用不定形耐火物。
2. （２）重量割合において、アルミナクリンカー３５〜９
   ０％、粒径１ｍｍ以下のＭｇＯ・Ａｌ＿２Ｏ＿３系スピ
   ネルクリンカー３〜５５％、金属ファイバー７％以下お
   よび結合剤１〜３０％を主材としてなる溶鋼取鍋敷部用
   不定形耐火物。