JPH06172020A - マグネシア成分を含む耐火材料 - Google Patents
マグネシア成分を含む耐火材料Info
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融金属の製鋼，精練用容器の内張に使用す
るマグネシア成分を含む耐火物用素材であって、添加す
る金属粉末と結合剤の水分との反応による発熱を抑制
し、緻密化した高耐用性耐火物となるに好適な耐火材料
の提供。 【構成】 マグネシアとクロミアあるいはマグネシアと
アルミナを成分とする原料に、粒径１００μｍ以下のフ
ェロクロムあるいはアルミニウム粉末と、結合剤として
水分量の少ないフェノール樹脂やフラン樹脂、シリコン
樹脂等で、不揮発分が６０重量％程度で固定炭素分が２
０重量％程度の樹詣を配合した耐火材料である。
るマグネシア成分を含む耐火物用素材であって、添加す
る金属粉末と結合剤の水分との反応による発熱を抑制
し、緻密化した高耐用性耐火物となるに好適な耐火材料
の提供。 【構成】 マグネシアとクロミアあるいはマグネシアと
アルミナを成分とする原料に、粒径１００μｍ以下のフ
ェロクロムあるいはアルミニウム粉末と、結合剤として
水分量の少ないフェノール樹脂やフラン樹脂、シリコン
樹脂等で、不揮発分が６０重量％程度で固定炭素分が２
０重量％程度の樹詣を配合した耐火材料である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼炉、精練用容器等
の内張り材に適した耐火材料に関する。
の内張り材に適した耐火材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】製鋼用容器の内張りとして、高温下にお
いてスラグや溶鋼流と長時間接触するような苛酷な条件
下での耐用性と鋼品質とから、従来からマグネシアを主
成分とする塩基性耐火物が広く使用されている。
いてスラグや溶鋼流と長時間接触するような苛酷な条件
下での耐用性と鋼品質とから、従来からマグネシアを主
成分とする塩基性耐火物が広く使用されている。
【０００３】しかし、近年、二次精錬工程に見られるよ
うに、鉄鋼精錬における処理時間の延長や処理温度の上
昇、さらには、ガス吹き込みによる溶鋼撹拌やフラック
ス投入精錬等で内張り耐火物の耐用性は低下している。
うに、鉄鋼精錬における処理時間の延長や処理温度の上
昇、さらには、ガス吹き込みによる溶鋼撹拌やフラック
ス投入精錬等で内張り耐火物の耐用性は低下している。
【０００４】この二次精錬用耐火物として、耐用性を改
善した耐火材としては、特開昭６２−２０７７５７号公
報に開示されるマグクロれんががある。これは、マグク
ロれんがは主成分であるマグネシアの長所の耐食性を生
かしつつ、短所である易スラグ浸潤性をクロム鉱等のク
ロミアと金属クロム粉末を添加することで改善し、耐用
性を付与している。
善した耐火材としては、特開昭６２−２０７７５７号公
報に開示されるマグクロれんががある。これは、マグク
ロれんがは主成分であるマグネシアの長所の耐食性を生
かしつつ、短所である易スラグ浸潤性をクロム鉱等のク
ロミアと金属クロム粉末を添加することで改善し、耐用
性を付与している。
【０００５】しかし、マグクロれんがの使用によって
も、近年の苛酷な使用条件での耐用性が問題になりつつ
ある。特にスラグ浸潤は完全に抑制できず、組織劣化や
構造的スポーリングの発生により耐火物の損耗が進行す
る。
も、近年の苛酷な使用条件での耐用性が問題になりつつ
ある。特にスラグ浸潤は完全に抑制できず、組織劣化や
構造的スポーリングの発生により耐火物の損耗が進行す
る。
【０００６】この問題を解決するために、特開平２−１
４１４６５号公報、特開平３−５４１６０号公報、特開
平３−２２８８６６号公報、特願平３−４８１９１号出
願明細書等に、フェロクロムやアルミニウム等の金属粉
末を配合したマグクロ質耐火材が開示されている。
４１４６５号公報、特開平３−５４１６０号公報、特開
平３−２２８８６６号公報、特願平３−４８１９１号出
願明細書等に、フェロクロムやアルミニウム等の金属粉
末を配合したマグクロ質耐火材が開示されている。
【０００７】この耐火物素材を成形し、さらに高温で焼
成することにより、緻密で耐スラグ浸潤性に優れたマグ
クロれんがを得ることができる。これは配合された金属
粉末が焼成中に酸化するとともに周囲のマグネシアと反
応してマグネシオクロマイトやピクロクロマイト、コモ
ンスピネル等の二次スピネルを多量に生成して体積膨張
し、気孔を充填し緻密化するためである。
成することにより、緻密で耐スラグ浸潤性に優れたマグ
クロれんがを得ることができる。これは配合された金属
粉末が焼成中に酸化するとともに周囲のマグネシアと反
応してマグネシオクロマイトやピクロクロマイト、コモ
ンスピネル等の二次スピネルを多量に生成して体積膨張
し、気孔を充填し緻密化するためである。
【０００８】しかし、このような金属粉末は、水と容易
に反応して水和物を生成する場合がある。すなわち結合
剤、いわゆるバインダーに水分を多く含むものを使用す
ると、混練中に水和して発熱し、配合の温度が極端に高
くなる。これは、配合組成の経時変化を早めるので、充
填性の低下、すなわち素地かさ比重の低下を招き、マグ
クロれんがへの金属粉添加による緻密化や耐スラグ浸潤
性の向上効果を損なうことになる。このため、マグクロ
配合の結合剤として通常使用する苦汁や糖蜜の水溶液を
使用したのではこの耐火材が本来有する特性を允分引き
出せない場合がある。
に反応して水和物を生成する場合がある。すなわち結合
剤、いわゆるバインダーに水分を多く含むものを使用す
ると、混練中に水和して発熱し、配合の温度が極端に高
くなる。これは、配合組成の経時変化を早めるので、充
填性の低下、すなわち素地かさ比重の低下を招き、マグ
クロれんがへの金属粉添加による緻密化や耐スラグ浸潤
性の向上効果を損なうことになる。このため、マグクロ
配合の結合剤として通常使用する苦汁や糖蜜の水溶液を
使用したのではこの耐火材が本来有する特性を允分引き
出せない場合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マグ
ネシアとクロミア、或いは、マグネシアとアルミナを主
成分とする原料に、金属粉末を配合した素材を使用する
際の、結合剤として添加するバインダー中の水分と金属
粉末との反応に起因する発熱による経時的な特性劣化の
問題を解決し、高耐用性のマグネシア成分を含む耐火材
料の安定供給を可能とすることにある。
ネシアとクロミア、或いは、マグネシアとアルミナを主
成分とする原料に、金属粉末を配合した素材を使用する
際の、結合剤として添加するバインダー中の水分と金属
粉末との反応に起因する発熱による経時的な特性劣化の
問題を解決し、高耐用性のマグネシア成分を含む耐火材
料の安定供給を可能とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、水分含有量の少ない結合剤を検討し、樹脂の使用が
効果的であることを解明した結果、完成したもので、マ
グネシアと、少なくともクロミアとアルミナの何れかを
主成分とする原料に、粒径１００μｍ以下のフェロクロ
ムあるいはアルミニウム粉末と、結合剤として樹脂を配
合したことを特徴とする。
に、水分含有量の少ない結合剤を検討し、樹脂の使用が
効果的であることを解明した結果、完成したもので、マ
グネシアと、少なくともクロミアとアルミナの何れかを
主成分とする原料に、粒径１００μｍ以下のフェロクロ
ムあるいはアルミニウム粉末と、結合剤として樹脂を配
合したことを特徴とする。
【００１１】金属粉末としては、フェロクロム或いはア
ルミニウム粉末を１〜４０重量％使用可能である。
ルミニウム粉末を１〜４０重量％使用可能である。
【００１２】また、金属粉末の粒径は、比表面積を確保
し、より低温から安定的に酸化と反応を起こさせるた
め、また分散性を確保するために１００μｍ以下である
必要がある。
し、より低温から安定的に酸化と反応を起こさせるた
め、また分散性を確保するために１００μｍ以下である
必要がある。
【００１３】ー方マグネシアとクロミア、あるいはマグ
ネシアとアルミナを成分とする原料は、一般のマグネシ
ア含有耐火物に使用されるものならば使用可能である。
すなわちマグネシアならば純度９５％以上のもので、焼
結品、電融品のいずれも使用可能である。マグクロはＭ
ｇＯとＣｒ2 Ｏ3 の合量が７０重量％以上のもので、焼
結品，電融品のいずれも使用可能である。クロム鉱はＣ
ｒ2 Ｏ3 とＭｇＯの合量が４０重量％以上のものであれ
ば使用可能である。スピネルはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3 の合
量が９０重量％以上のもので、焼結品，電融品のいずれ
も使用可能である。酸化クロムは純度が９０重量％以上
で、粒径が１００μｍ以下のものであれば使用可能であ
る。また混練、成形、焼成の各工程は従来のマグクロれ
んがの製造に準じた方法で差し支えない。
ネシアとアルミナを成分とする原料は、一般のマグネシ
ア含有耐火物に使用されるものならば使用可能である。
すなわちマグネシアならば純度９５％以上のもので、焼
結品、電融品のいずれも使用可能である。マグクロはＭ
ｇＯとＣｒ2 Ｏ3 の合量が７０重量％以上のもので、焼
結品，電融品のいずれも使用可能である。クロム鉱はＣ
ｒ2 Ｏ3 とＭｇＯの合量が４０重量％以上のものであれ
ば使用可能である。スピネルはＭｇＯとＡｌ2Ｏ3 の合
量が９０重量％以上のもので、焼結品，電融品のいずれ
も使用可能である。酸化クロムは純度が９０重量％以上
で、粒径が１００μｍ以下のものであれば使用可能であ
る。また混練、成形、焼成の各工程は従来のマグクロれ
んがの製造に準じた方法で差し支えない。
【００１４】結合剤としての樹脂は、通常マグネシアカ
ーボンれんがやアルミナカーボンれんがに使用されてい
るもので差し支えない。すなわちフェノール樹脂やフラ
ン樹脂、シリコン樹脂等で、不揮発分が６０重量％程度
で固定炭素分が２０重量％程度のものが使用できる。
ーボンれんがやアルミナカーボンれんがに使用されてい
るもので差し支えない。すなわちフェノール樹脂やフラ
ン樹脂、シリコン樹脂等で、不揮発分が６０重量％程度
で固定炭素分が２０重量％程度のものが使用できる。
【００１５】本発明の耐火材は、不焼成耐火物および不
定形耐火物にも適用できる。すなわち焼成工程を省略す
れば不焼成耐火物が、さらに成形工程も省略すれば不定
形耐火物が得られる。これらは各種窯炉に実際に使用さ
れた際、その被熱を利用して金属粉末の酸化およびマグ
ネシアとの反応による二次スピネルの多量生成を達成
し、体積膨張による気孔充填と緻密化が図られる。
定形耐火物にも適用できる。すなわち焼成工程を省略す
れば不焼成耐火物が、さらに成形工程も省略すれば不定
形耐火物が得られる。これらは各種窯炉に実際に使用さ
れた際、その被熱を利用して金属粉末の酸化およびマグ
ネシアとの反応による二次スピネルの多量生成を達成
し、体積膨張による気孔充填と緻密化が図られる。
【００１６】
【作用】樹脂は硬化すると縮合反応により最大２０％程
度の水分を発生するが、元々は水分をほとんど含まな
い。水分を５０〜７０％含む苦汁や糖蜜の水溶液の場合
と異なり、樹脂を結合剤に使用しても混練中は金属粉末
の水和による発熱は発生しない。そのため配合の経時変
化による乾燥もなく、金属粉末添加による緻密化、耐ス
ラグ浸潤性向上を充分に引き出すことが可能となる。
度の水分を発生するが、元々は水分をほとんど含まな
い。水分を５０〜７０％含む苦汁や糖蜜の水溶液の場合
と異なり、樹脂を結合剤に使用しても混練中は金属粉末
の水和による発熱は発生しない。そのため配合の経時変
化による乾燥もなく、金属粉末添加による緻密化、耐ス
ラグ浸潤性向上を充分に引き出すことが可能となる。
【００１７】
【実施例】表ｌは樹脂をバインダーとして使用した場合
の効果を調査するために、各種金属粉末添加マグクロれ
んがの結合剤にフェノール樹脂と苦汁を使用した場合
の、各物性および耐食性を比較したものである。
の効果を調査するために、各種金属粉末添加マグクロれ
んがの結合剤にフェノール樹脂と苦汁を使用した場合
の、各物性および耐食性を比較したものである。
【００１８】
【表１】 試料としてはマグネシアとクロミアを主成分とする各種
原料に、フェロクロムあるいはアルミニウム粉末を適量
配合し、フェノール樹脂あるいは苦汁をバインダーとし
て混練し、成形、乾燥後、最高温度１８５０℃で焼成し
たものを使用した。使用した金属粉末はいずれも粒径が
７４μｍ以下で、フェロクロムはクロム含有量が７０重
量％、アルミニウム粉末はアルミニウム含有量が９８重
量％のものである。
原料に、フェロクロムあるいはアルミニウム粉末を適量
配合し、フェノール樹脂あるいは苦汁をバインダーとし
て混練し、成形、乾燥後、最高温度１８５０℃で焼成し
たものを使用した。使用した金属粉末はいずれも粒径が
７４μｍ以下で、フェロクロムはクロム含有量が７０重
量％、アルミニウム粉末はアルミニウム含有量が９８重
量％のものである。
【００１９】耐食性の評価方法は高周波誘導炉を使用し
た内張侵食試験を採用した。試験方法は次の通りであ
る。れんがを短冊状に切削して誘導炉内面に内張し、普
通鋼を溶解し１７００℃に保持した。その後試薬を混合
して合成したスラグを投入し、れんがを侵食させた。ス
ラグの組成はＣａＯとＳｉＯ2 が５５：４５である。４
時間保持後、スラグと溶鋼を排出し、冷却した後にれん
がサンブルを回収した。このサンプルを切断して最大損
耗部の残厚を測定し，あらかじめ測定しておいた原寸か
ら差し引いて損耗量を算出し、さらに苦汁をバインダー
に使用した場合を１００として損耗指数を算出した。損
耗指数は値が小さい方が耐食性に優れている。
た内張侵食試験を採用した。試験方法は次の通りであ
る。れんがを短冊状に切削して誘導炉内面に内張し、普
通鋼を溶解し１７００℃に保持した。その後試薬を混合
して合成したスラグを投入し、れんがを侵食させた。ス
ラグの組成はＣａＯとＳｉＯ2 が５５：４５である。４
時間保持後、スラグと溶鋼を排出し、冷却した後にれん
がサンブルを回収した。このサンプルを切断して最大損
耗部の残厚を測定し，あらかじめ測定しておいた原寸か
ら差し引いて損耗量を算出し、さらに苦汁をバインダー
に使用した場合を１００として損耗指数を算出した。損
耗指数は値が小さい方が耐食性に優れている。
【００２０】一般物性はいずれもフェノール樹脂を使用
した場合の方が、配合温度上昇による経時変化が無いの
で素地かさ比重が高く、低気孔率で高熱間強度である。
耐食性も苦汁を使用した場合に比較して約３０％良好で
ある。
した場合の方が、配合温度上昇による経時変化が無いの
で素地かさ比重が高く、低気孔率で高熱間強度である。
耐食性も苦汁を使用した場合に比較して約３０％良好で
ある。
【００２１】本発明によるマグクロれんがの表ｌの実施
例ｌと比較例６をＲＨ炉下部槽の側壁に張り分け使用し
た。その結果、炉止め時の残厚では実施例ｌが比較例６
に比較して約２５％突出していた。さらにこの実施例ｌ
を、ＲＨ炉下部槽の側壁に全張り使用した。その結果、
ＲＨ下部槽の処理回数は従来に比較して２５％向上し、
顕著な寿命延長が達成された。
例ｌと比較例６をＲＨ炉下部槽の側壁に張り分け使用し
た。その結果、炉止め時の残厚では実施例ｌが比較例６
に比較して約２５％突出していた。さらにこの実施例ｌ
を、ＲＨ炉下部槽の側壁に全張り使用した。その結果、
ＲＨ下部槽の処理回数は従来に比較して２５％向上し、
顕著な寿命延長が達成された。
【００２２】
【発明の効果】本発明によるれんがを溶融金属を精錬及
び保持する窯炉の内張り材として使用することにより、
各種窯炉の寿命を大幅に延長することが可能となった。
従って本発明は産業上の効果が大きく、極めて重要なも
のであると結論できる。
び保持する窯炉の内張り材として使用することにより、
各種窯炉の寿命を大幅に延長することが可能となった。
従って本発明は産業上の効果が大きく、極めて重要なも
のであると結論できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 潔 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 石井 章生 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (1)
- 【請求項１】 マグネシアと、少なくともクロミアとア
ルミナの何れかを主成分とする原料に、粒径１００μｍ
以下のフェロクロムあるいはアルミニウム粉末と、結合
剤として樹脂を配合したマグネシア成分を含む耐火材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06172020A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | マグネシア成分を含む耐火材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06172020A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | マグネシア成分を含む耐火材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06172020A true JPH06172020A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18194448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Withdrawn JPH06172020A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | マグネシア成分を含む耐火材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06172020A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006002727A1 (de) * | 2004-06-19 | 2006-01-12 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Keramischer formkörper |
| KR100916559B1 (ko) * | 2002-07-31 | 2009-09-14 | 주식회사 포스코 | 침적관 외부의 정형연와 내화재 |
| JP2011201728A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Kurosaki Harima Corp | マグネシア−クロム質れんが |
-
1992
- 1992-12-07 JP JP43A patent/JPH06172020A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100916559B1 (ko) * | 2002-07-31 | 2009-09-14 | 주식회사 포스코 | 침적관 외부의 정형연와 내화재 |
| WO2006002727A1 (de) * | 2004-06-19 | 2006-01-12 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Keramischer formkörper |
| JP2011201728A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Kurosaki Harima Corp | マグネシア−クロム質れんが |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |