JPH11147776A - 不定形耐火物 - Google Patents
不定形耐火物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製鋼炉などの金属精錬用容器、セメントキル
ン、ガラス溶解炉などの内張り耐火物などに使用される
Ｃｒフリー高品質不定形耐火物であって、取鍋や高級鋼
の二次精錬容器用として使用する場合でも、耐食性、耐
浸潤性および耐スポーリング性に優れ、十分な耐久性を
有する。 【解決手段】 ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶
体とマグネシアを主成分とし、両者の比率が重量比に
て、［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネシア
＝１：９９〜４０：６０、好ましくは５：９５〜３０：
７０である。必要に応じてバインダーを添加し、さら
に、スピネル、クロム鉱、１０重量％以下のＣａＯを含
有するドロマイト、アルミナ、ムライト、黒鉛などの炭
素源、ＳｉＣ、ジルコニア、ジルコン、チタニア、シリ
カおよびシリカフラワー、珪石、金属粉のうちの１種ま
たは２種以上を添加したもの、あるいは添加しないも
の。
ン、ガラス溶解炉などの内張り耐火物などに使用される
Ｃｒフリー高品質不定形耐火物であって、取鍋や高級鋼
の二次精錬容器用として使用する場合でも、耐食性、耐
浸潤性および耐スポーリング性に優れ、十分な耐久性を
有する。 【解決手段】 ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶
体とマグネシアを主成分とし、両者の比率が重量比に
て、［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネシア
＝１：９９〜４０：６０、好ましくは５：９５〜３０：
７０である。必要に応じてバインダーを添加し、さら
に、スピネル、クロム鉱、１０重量％以下のＣａＯを含
有するドロマイト、アルミナ、ムライト、黒鉛などの炭
素源、ＳｉＣ、ジルコニア、ジルコン、チタニア、シリ
カおよびシリカフラワー、珪石、金属粉のうちの１種ま
たは２種以上を添加したもの、あるいは添加しないも
の。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は製鋼炉などの金属精
錬用容器、セメントキルン、ガラス溶解炉などの内張り
などに使用される、耐食性、耐浸潤性および耐スポーリ
ング性に優れた不定形耐火物に関するものである。
錬用容器、セメントキルン、ガラス溶解炉などの内張り
などに使用される、耐食性、耐浸潤性および耐スポーリ
ング性に優れた不定形耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高級鋼の精錬などにおいて、酸素
吹き込み、真空脱ガス、アルゴン吹き込み、撹拌などの
各種技術が採用され、溶鋼温度の上昇、滞湯時間の延長
なども伴い、精錬用容器の使用条件は、ますます苛酷な
ものとなっている。このため、金属の溶解炉や取鍋など
の内張り耐火物には、金属精錬中に発生する塩基性スラ
グに対する耐食性、スラグに対する耐浸潤性、および耐
スポーリング性に優れた高品質のものが要求されてい
る。
吹き込み、真空脱ガス、アルゴン吹き込み、撹拌などの
各種技術が採用され、溶鋼温度の上昇、滞湯時間の延長
なども伴い、精錬用容器の使用条件は、ますます苛酷な
ものとなっている。このため、金属の溶解炉や取鍋など
の内張り耐火物には、金属精錬中に発生する塩基性スラ
グに対する耐食性、スラグに対する耐浸潤性、および耐
スポーリング性に優れた高品質のものが要求されてい
る。
【０００３】このような高品質の耐火物として、マグネ
シア質原料とクロム鉄鉱を主骨材とするマグネシア−ク
ロム質耐火物が知られており、製鋼プロセスにおいて、
溶鋼の精錬を行うための炉や取鍋などの精錬用容器に広
く採用され、またセメントキルン、ガラス溶解炉などの
内張り材としても使用されている。
シア質原料とクロム鉄鉱を主骨材とするマグネシア−ク
ロム質耐火物が知られており、製鋼プロセスにおいて、
溶鋼の精錬を行うための炉や取鍋などの精錬用容器に広
く採用され、またセメントキルン、ガラス溶解炉などの
内張り材としても使用されている。
【０００４】しかしマグネシア−クロム質耐火物は、使
用後の廃棄に際してＣｒを無害化するための処理を必要
とし、その処理コストが高いという問題が顕在化してい
る。このため、Ｃｒを含まないで上記のような高品質を
有する耐火物、すなわちＣｒフリー高品質耐火物の開発
が行われている。
用後の廃棄に際してＣｒを無害化するための処理を必要
とし、その処理コストが高いという問題が顕在化してい
る。このため、Ｃｒを含まないで上記のような高品質を
有する耐火物、すなわちＣｒフリー高品質耐火物の開発
が行われている。
【０００５】従来のＣｒフリー高品質耐火物としては、
マグネシア−スピネル質耐火物が知られている。この耐
火物は、マグネシア（ＭｇＯ）とスピネル（ＭｇＡｌ2
Ｏ4）の固溶体からなり、セメントキルン用として広く
採用されている。
マグネシア−スピネル質耐火物が知られている。この耐
火物は、マグネシア（ＭｇＯ）とスピネル（ＭｇＡｌ2
Ｏ4）の固溶体からなり、セメントキルン用として広く
採用されている。
【０００６】また、マグネシア（ＭｇＯ）−チタニア
（ＴｉＯ2 ）−アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）質耐火物が、特
開平７−３００３６１号公報により知られている。この
耐火物は製鋼炉、セメントキルン、ガラス溶解炉などの
内張り用として、耐食性、耐浸透性および耐スポーリン
グ性に優れているとされている。
（ＴｉＯ2 ）−アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）質耐火物が、特
開平７−３００３６１号公報により知られている。この
耐火物は製鋼炉、セメントキルン、ガラス溶解炉などの
内張り用として、耐食性、耐浸透性および耐スポーリン
グ性に優れているとされている。
【０００７】また、特開平８−６７５７２号公報にはマ
グネシア−スピネル−アルミナ−チタニア質の不定形耐
火物が記載され、耐食性と耐スポーリング性に優れてい
るとされている。
グネシア−スピネル−アルミナ−チタニア質の不定形耐
火物が記載され、耐食性と耐スポーリング性に優れてい
るとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記マグネシア−スピ
ネル質耐火物は、上記のような金属精錬用として使用す
る場合、スラグに対する耐浸潤性が劣るため耐久性に問
題がある。また上記特開平７−３００３６１号公報に記
載されているマグネシア−チタニア−アルミナ質耐火物
は、特に高級鋼の二次精錬容器用として使用する場合、
耐スポーリング性にやや問題があり、十分な耐久性が発
揮され難い。
ネル質耐火物は、上記のような金属精錬用として使用す
る場合、スラグに対する耐浸潤性が劣るため耐久性に問
題がある。また上記特開平７−３００３６１号公報に記
載されているマグネシア−チタニア−アルミナ質耐火物
は、特に高級鋼の二次精錬容器用として使用する場合、
耐スポーリング性にやや問題があり、十分な耐久性が発
揮され難い。
【０００９】また上記特開平８−６７５７２号公報に記
載されているマグネシア−スピネル−アルミナ−チタニ
ア質の不定形耐火物は、必ずしも耐スポーリング性が十
分ではなく、またスラグに対する耐浸潤性も満足なもの
ではない。
載されているマグネシア−スピネル−アルミナ−チタニ
ア質の不定形耐火物は、必ずしも耐スポーリング性が十
分ではなく、またスラグに対する耐浸潤性も満足なもの
ではない。
【００１０】本発明は、製鋼炉などの金属精錬用容器、
セメントキルン、ガラス溶解炉などの内張りなどに使用
されるＣｒフリー高品質耐火物であって、高級鋼の二次
精錬容器用として使用する場合でも、耐食性、耐浸潤性
および耐スポーリング性に優れ、十分な耐久性を有する
不定形耐火物を提供することを目的とする。
セメントキルン、ガラス溶解炉などの内張りなどに使用
されるＣｒフリー高品質耐火物であって、高級鋼の二次
精錬容器用として使用する場合でも、耐食性、耐浸潤性
および耐スポーリング性に優れ、十分な耐久性を有する
不定形耐火物を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
とマグネシアを主成分とし、両者の比率が重量比にて、
［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネシア＝
１：９９〜４０：６０であり、さらにバインダーを添加
したことを特徴とする定形耐火物である。そして、［Ｍ
ｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネシア＝５：９
５〜３０：７０であることが好ましい。
の本発明は、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
とマグネシアを主成分とし、両者の比率が重量比にて、
［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネシア＝
１：９９〜４０：６０であり、さらにバインダーを添加
したことを特徴とする定形耐火物である。そして、［Ｍ
ｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネシア＝５：９
５〜３０：７０であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の不定形耐火物において、
主成分であるＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
は、狭義のスピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）とクゥォンディ
ライト（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）を端成分とする［ＭｇＡｌ2
Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］固溶体に、該固溶体形成時の未
反応物や不純物を含むものである。またマグネシアはＭ
ｇＯを成分とし、天然のマグネサイトあるいはこれを焼
成したマグネシア、海水を原料とする水酸化マグネシウ
ム、あるいはこれを焼成したマグネシア、または電融マ
グネシアなどである。
主成分であるＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
は、狭義のスピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）とクゥォンディ
ライト（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）を端成分とする［ＭｇＡｌ2
Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］固溶体に、該固溶体形成時の未
反応物や不純物を含むものである。またマグネシアはＭ
ｇＯを成分とし、天然のマグネサイトあるいはこれを焼
成したマグネシア、海水を原料とする水酸化マグネシウ
ム、あるいはこれを焼成したマグネシア、または電融マ
グネシアなどである。
【００１３】ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
は、たとえば、マグネシア源の粒体に、チタニア源およ
びアルミナ源の各粒体を混合した後、溶融または１３０
０℃以上の温度で焼成することにより製造することがで
きる。このとき各粒体の混合比率は、重量比にてＴｉＯ
2 ／（ＴｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ）＝０．１〜０．９の範囲
とするのが好ましい。
は、たとえば、マグネシア源の粒体に、チタニア源およ
びアルミナ源の各粒体を混合した後、溶融または１３０
０℃以上の温度で焼成することにより製造することがで
きる。このとき各粒体の混合比率は、重量比にてＴｉＯ
2 ／（ＴｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ）＝０．１〜０．９の範囲
とするのが好ましい。
【００１４】上記固溶体を製造する際に使用するマグネ
シア源は、本発明の主成分である上記マグネシアと同様
のものである。チタニア源は天然あるいは人工のルチル
あるいはアナターゼ、アルミナ源は人工の合成アルミ
ナ、あるいは水酸化アルミニウムとすることができる。
これらはいずれも、１０００℃で熱処理後の分析での純
度が９０重量％以上であることが望ましい。
シア源は、本発明の主成分である上記マグネシアと同様
のものである。チタニア源は天然あるいは人工のルチル
あるいはアナターゼ、アルミナ源は人工の合成アルミ
ナ、あるいは水酸化アルミニウムとすることができる。
これらはいずれも、１０００℃で熱処理後の分析での純
度が９０重量％以上であることが望ましい。
【００１５】これらを混合し、そのままあるいは造粒あ
るいは成形して焼成、または溶融することにより、Ｍｇ
Ａｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体を得ることができ
る。マグネシア源、チタニア源およびアルミナ源はいず
れも粒体で、その粒径は直径１００μｍ程度以下とする
のが好ましい。ただし、溶融する場合はこれより大きな
粒でも使用できる。上記固溶体は溶融または焼成するこ
とにより形成され、１３００℃以上の温度であれば、固
体反応によっても工業的に安定して容易に形成すること
ができる。
るいは成形して焼成、または溶融することにより、Ｍｇ
Ａｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体を得ることができ
る。マグネシア源、チタニア源およびアルミナ源はいず
れも粒体で、その粒径は直径１００μｍ程度以下とする
のが好ましい。ただし、溶融する場合はこれより大きな
粒でも使用できる。上記固溶体は溶融または焼成するこ
とにより形成され、１３００℃以上の温度であれば、固
体反応によっても工業的に安定して容易に形成すること
ができる。
【００１６】ＭｇＯにＴｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 を添加して
溶融または焼成すると、つぎの反応により［ＭｇＡｌ2
Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］固溶体が形成される。 ＭｇＯ＋Ａｌ2 Ｏ3 →ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （１） ２ＭｇＯ＋ＴｉＯ2 →２ＭｇＯ・ＴｉＯ2 （２） ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋２ＭｇＯ・ＴｉＯ2 →［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］固溶体 （３）
溶融または焼成すると、つぎの反応により［ＭｇＡｌ2
Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］固溶体が形成される。 ＭｇＯ＋Ａｌ2 Ｏ3 →ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （１） ２ＭｇＯ＋ＴｉＯ2 →２ＭｇＯ・ＴｉＯ2 （２） ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ＋２ＭｇＯ・ＴｉＯ2 →［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］固溶体 （３）
【００１７】ここでＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 およびＴｉＯ2
としては、上述のように、マグネシア源、アルミナ源お
よびチタニア源を採用でき、それぞれ天然の鉱石などの
ほか工業用として製造されているものが該当し、いずれ
も不純物を含んでいる。また、（１）式および（２）式
における反応の、化学当量を超えた未反応のＭｇＯ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 あるいはＴｉＯ2 も含まれる。したがって本発
明においては、これら不純物や未反応物などを含む形と
して、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とい
う。不純物としては、ＳｉＯ2 、ＣａＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 な
どの酸化鉄、Ｂ2Ｏ3 、ＭｎＯなどがある。またこの固
溶体は、必ずしも化学量論的組成を取らず、各成分をプ
ラスマイナス１０％程度増減しても固溶体となる。
としては、上述のように、マグネシア源、アルミナ源お
よびチタニア源を採用でき、それぞれ天然の鉱石などの
ほか工業用として製造されているものが該当し、いずれ
も不純物を含んでいる。また、（１）式および（２）式
における反応の、化学当量を超えた未反応のＭｇＯ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 あるいはＴｉＯ2 も含まれる。したがって本発
明においては、これら不純物や未反応物などを含む形と
して、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とい
う。不純物としては、ＳｉＯ2 、ＣａＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 な
どの酸化鉄、Ｂ2Ｏ3 、ＭｎＯなどがある。またこの固
溶体は、必ずしも化学量論的組成を取らず、各成分をプ
ラスマイナス１０％程度増減しても固溶体となる。
【００１８】ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
は、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 中の２Ａｌが、ＭｇとＴｉで置換さ
れることにより形成される固溶体である。化学量論的に
は、チタニウムイオンの数とアルミニウムイオンの数を
２倍したものの和は一定になる。従ってＴｉＯ2 の量比
によってＡｌ2 Ｏ3 の量比が定まる。またＭｇＡｌ2Ｏ
4 とＭｇ2 ＴｉＯ4 の成分量比も定まる。そして、重量
比にてＴｉＯ2 ／（ＴｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ）＝０．１〜
０．９とすることで、耐火物の使用条件として苛酷な溶
鋼の二次精錬容器用としても、優れた耐食性、耐浸潤性
および耐スポーリング性を有する耐火物用の原料が得ら
れる。
は、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 中の２Ａｌが、ＭｇとＴｉで置換さ
れることにより形成される固溶体である。化学量論的に
は、チタニウムイオンの数とアルミニウムイオンの数を
２倍したものの和は一定になる。従ってＴｉＯ2 の量比
によってＡｌ2 Ｏ3 の量比が定まる。またＭｇＡｌ2Ｏ
4 とＭｇ2 ＴｉＯ4 の成分量比も定まる。そして、重量
比にてＴｉＯ2 ／（ＴｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ）＝０．１〜
０．９とすることで、耐火物の使用条件として苛酷な溶
鋼の二次精錬容器用としても、優れた耐食性、耐浸潤性
および耐スポーリング性を有する耐火物用の原料が得ら
れる。
【００１９】上記のようにして得られるＭｇＡｌ2 Ｏ4
−Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とマグネシアの割合は、重量
比にて、［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネ
シア＝１：９９〜４０：６０とする。このような比率と
することにより、耐火物の使用条件として苛酷な溶鋼の
二次精錬容器用としても、優れた耐食性、耐浸潤性およ
び耐スポーリング性を有するものが得られる。ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体の比率が１％未満だ
と、耐浸潤性が低下し、４０％を超えると耐食性が劣化
する。そして上記比率を５：９５〜３０：７０とするの
が好ましい。
−Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とマグネシアの割合は、重量
比にて、［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネ
シア＝１：９９〜４０：６０とする。このような比率と
することにより、耐火物の使用条件として苛酷な溶鋼の
二次精錬容器用としても、優れた耐食性、耐浸潤性およ
び耐スポーリング性を有するものが得られる。ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体の比率が１％未満だ
と、耐浸潤性が低下し、４０％を超えると耐食性が劣化
する。そして上記比率を５：９５〜３０：７０とするの
が好ましい。
【００２０】なお本発明の不定形耐火物は、このような
ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とマグネシア
を主成分とし、上記のような不純物、未反応のＡｌ2 Ｏ
3 およびＴｉＯ2 などを含有するほか、不可避的な含有
物あるいは意図的な添加物を含有することができる。た
とえばスピネル、クロム鉱、１０重量％以下のＣａＯを
含有するドロマイト、アルミナ、ムライト、黒鉛などの
炭素源、ＳｉＣ、ジルコニア、ジルコン、チタニア、シ
リカおよびシリカフラワー、珪石、金属粉などを含有す
ることができる。ただし、耐食性、耐浸潤性、耐スポー
リング性などの特性を悪化させないように添加量と粒度
を耐火物の使用条件に合わせて調節するのが望ましい。
ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とマグネシア
を主成分とし、上記のような不純物、未反応のＡｌ2 Ｏ
3 およびＴｉＯ2 などを含有するほか、不可避的な含有
物あるいは意図的な添加物を含有することができる。た
とえばスピネル、クロム鉱、１０重量％以下のＣａＯを
含有するドロマイト、アルミナ、ムライト、黒鉛などの
炭素源、ＳｉＣ、ジルコニア、ジルコン、チタニア、シ
リカおよびシリカフラワー、珪石、金属粉などを含有す
ることができる。ただし、耐食性、耐浸潤性、耐スポー
リング性などの特性を悪化させないように添加量と粒度
を耐火物の使用条件に合わせて調節するのが望ましい。
【００２１】本発明の不定形耐火物は、水を添加せずに
乾式スタンプ材として、あるいは水を若干添加して湿式
スタンプ材としても使用できる。乾式スタンプ材として
使用する場合は、バインダー、解こう剤、硬化調整材は
通常必要ない。必要に応じて添加するバインダーとして
は、アルミナセメント、ポルトランドセメント、マグネ
シア、アルミナ、スピネルなどの微粉、硼酸質などのガ
ラス粉、フェノールなどの樹脂などを採用することがで
きる。
乾式スタンプ材として、あるいは水を若干添加して湿式
スタンプ材としても使用できる。乾式スタンプ材として
使用する場合は、バインダー、解こう剤、硬化調整材は
通常必要ない。必要に応じて添加するバインダーとして
は、アルミナセメント、ポルトランドセメント、マグネ
シア、アルミナ、スピネルなどの微粉、硼酸質などのガ
ラス粉、フェノールなどの樹脂などを採用することがで
きる。
【００２２】また本発明不定形耐火物は、この他にも、
流し込み材の添加物として公知の、耐火性超粗大粒子、
金属ファイバー、有機ファイバー、セラミックファイバ
ー、発泡剤などを添加してもよい。さらに、施工時の作
業性、可使時間などを調節するために、解こう剤、硬化
調整剤などを添加することは従来どおりである。
流し込み材の添加物として公知の、耐火性超粗大粒子、
金属ファイバー、有機ファイバー、セラミックファイバ
ー、発泡剤などを添加してもよい。さらに、施工時の作
業性、可使時間などを調節するために、解こう剤、硬化
調整剤などを添加することは従来どおりである。
【００２３】解こう剤の具体例としては、たとえばトリ
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
ダなどがある。硬化調整剤としては、たとえばホウ酸、
ホウ酸アンモニウム、ウルトラポリリン酸ソーダ、炭酸
リチウムなどがある。添加量は、それぞれ０．０１〜
０．５重量％程度である。
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
ダなどがある。硬化調整剤としては、たとえばホウ酸、
ホウ酸アンモニウム、ウルトラポリリン酸ソーダ、炭酸
リチウムなどがある。添加量は、それぞれ０．０１〜
０．５重量％程度である。
【００２４】施工は常法どおり、以上の配合組成に外掛
けで４〜８重量％程度の水を添加、混練し、型枠を用い
て流し込み施工される。施工の際には充填性を向上させ
るため、意パンには型枠にバイブレーターを取り付ける
か、あるいは耐火物中に棒状バイブレーターを挿入す
る。
けで４〜８重量％程度の水を添加、混練し、型枠を用い
て流し込み施工される。施工の際には充填性を向上させ
るため、意パンには型枠にバイブレーターを取り付ける
か、あるいは耐火物中に棒状バイブレーターを挿入す
る。
【００２５】精錬用容器に直接施工するだけでなく、あ
らかじめ任意の形状に施工したブロック、いわゆるプレ
キャストブロックを内張り材として使用してもよい。た
とえば溶鋼取鍋の湯当たり部の内張りには、あらかじめ
ブロック状に施工したものを使用するのが好ましい。
らかじめ任意の形状に施工したブロック、いわゆるプレ
キャストブロックを内張り材として使用してもよい。た
とえば溶鋼取鍋の湯当たり部の内張りには、あらかじめ
ブロック状に施工したものを使用するのが好ましい。
【００２６】ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
とマグネシアからなる不定形耐火物の耐用性が高い理由
について以下に考察する。同固溶体中のＴｉＯ2 成分
は、浸潤してきたスラグ中のＣａＯと反応して高融点の
ＣａＴｉＯ3 を生成する。このためスラグの更なる浸潤
を抑制することができると思われる。そしてスラグ浸潤
による変質層厚さを薄く抑えることができ、またスラグ
浸潤部の融点低下も少ないため、耐食性も高いものと考
えられる。また耐火物組織の面では、同固溶体の粗粒の
周囲に、使用中の高温の影響が原因と思われる空隙が形
成される。これは熱応力により生じる亀裂の進展を効果
的に抑制するので、高い耐スポーリング性が発現するも
のと考えられる。
とマグネシアからなる不定形耐火物の耐用性が高い理由
について以下に考察する。同固溶体中のＴｉＯ2 成分
は、浸潤してきたスラグ中のＣａＯと反応して高融点の
ＣａＴｉＯ3 を生成する。このためスラグの更なる浸潤
を抑制することができると思われる。そしてスラグ浸潤
による変質層厚さを薄く抑えることができ、またスラグ
浸潤部の融点低下も少ないため、耐食性も高いものと考
えられる。また耐火物組織の面では、同固溶体の粗粒の
周囲に、使用中の高温の影響が原因と思われる空隙が形
成される。これは熱応力により生じる亀裂の進展を効果
的に抑制するので、高い耐スポーリング性が発現するも
のと考えられる。
【００２７】
【実施例】［実施例１］：ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 Ｔｉ
Ｏ4 系固溶体を焼成法により作製し、これとマグネシア
を用いて不定形耐火物を製造し、その特性を評価した。
固溶体の原料としては、マグネシア源として耐火物用の
粒径４４μｍ以下の純度９９％の海水焼結マグネシア、
チタニア源として工業用ルチル粉末、アルミナ源として
耐火物用の粒径１００μｍ以下で純度９９％の焼結アル
ミナ微粉を準備した。
Ｏ4 系固溶体を焼成法により作製し、これとマグネシア
を用いて不定形耐火物を製造し、その特性を評価した。
固溶体の原料としては、マグネシア源として耐火物用の
粒径４４μｍ以下の純度９９％の海水焼結マグネシア、
チタニア源として工業用ルチル粉末、アルミナ源として
耐火物用の粒径１００μｍ以下で純度９９％の焼結アル
ミナ微粉を準備した。
【００２８】各原料の混合比率は、マグネシア源４１．
２重量％、チタニア源２９．４重量％、アルミナ源２
９．４重量％とした。これらに混練材として水を２重量
％加え、フレットミキサーで混練した。その後３５０ｔ
のフリクションプレスで並型に成形し、１２０℃で２４
時間乾燥した。これをトンネルキルンで最高焼成温度１
７００℃で焼成することで、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 Ｔ
ｉＯ4 系固溶体からなる焼結体を得た。さらにこの焼結
体を粉砕し、耐火物製造に適した粒度に調整した。
２重量％、チタニア源２９．４重量％、アルミナ源２
９．４重量％とした。これらに混練材として水を２重量
％加え、フレットミキサーで混練した。その後３５０ｔ
のフリクションプレスで並型に成形し、１２０℃で２４
時間乾燥した。これをトンネルキルンで最高焼成温度１
７００℃で焼成することで、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 Ｔ
ｉＯ4 系固溶体からなる焼結体を得た。さらにこの焼結
体を粉砕し、耐火物製造に適した粒度に調整した。
【００２９】こうして得た原料と純度９９％の焼結マグ
ネシアを重量比で０：１００〜５０：５０に混合した。
同固溶体の粒度範囲は全粒度域とした。また、前出のチ
タニア源とアルミナ源および粒径１００μｍ以下で純度
９５％以上の未安定化ジルコニアを添加したものも準備
した。比較用としては、上記のマグネシアと不純物１重
量％以下の焼結スピネルを配合したものを準備した。
ネシアを重量比で０：１００〜５０：５０に混合した。
同固溶体の粒度範囲は全粒度域とした。また、前出のチ
タニア源とアルミナ源および粒径１００μｍ以下で純度
９５％以上の未安定化ジルコニアを添加したものも準備
した。比較用としては、上記のマグネシアと不純物１重
量％以下の焼結スピネルを配合したものを準備した。
【００３０】これらに加えて、バインダーとしてアルミ
ナセメントを４重量％、マグネシアの水和防止用として
シリカフラワーを１重量％、解こう剤としてヘキサメタ
リン酸ソーダ０．１重量％、硬化調整剤としてホウ酸ア
ンモニウム０．１重量％をそれぞれ外掛けで添加し、さ
らに水分５重量％を外掛けで加えて振動流し込み施工
し、２４時間常温養生後に脱型し、１１０℃で２４時間
乾燥した。完成した試料をマグネシア−スピネル質の流
し込み材との比較で評価した。その結果を表１に示す。
ナセメントを４重量％、マグネシアの水和防止用として
シリカフラワーを１重量％、解こう剤としてヘキサメタ
リン酸ソーダ０．１重量％、硬化調整剤としてホウ酸ア
ンモニウム０．１重量％をそれぞれ外掛けで添加し、さ
らに水分５重量％を外掛けで加えて振動流し込み施工
し、２４時間常温養生後に脱型し、１１０℃で２４時間
乾燥した。完成した試料をマグネシア−スピネル質の流
し込み材との比較で評価した。その結果を表１に示す。
【００３１】評価は、耐食性については酸素−プロパン
バーナーを熱源とする回転ドラム式侵食試験で、また耐
スポーリング性については溶銑浸漬スポール試験でそれ
ぞれ行った。侵食試験条件は、試料表面温度１７００
℃、時間５時間、侵食材はＣａＯ−ＳｉＯ2 系スラグ
で、スラグのＣ／Ｓは３、スラグの量は１回あたり４０
０ｇずつとし、３０分毎に排滓と投入を繰り返した。冷
却後、試料の最も溶損した位置の残厚と、スラグが浸潤
していない部分の厚さを測定し、あらかじめ測定してお
いた元厚から残厚を差し引いて溶損深さとし、残厚から
スラグが浸潤していない部分の厚さを差し引いてスラグ
浸潤深さとした。耐スポーリング性試験は、４０×４０
×１６０mmの大きさの試料を１６００℃の溶銑に長手方
向に５０mmの深さまで１５秒間浸漬してから取り出して
放冷することを繰り返し、試料の浸漬部が欠け落ちるま
での繰り返し回数を調査した。
バーナーを熱源とする回転ドラム式侵食試験で、また耐
スポーリング性については溶銑浸漬スポール試験でそれ
ぞれ行った。侵食試験条件は、試料表面温度１７００
℃、時間５時間、侵食材はＣａＯ−ＳｉＯ2 系スラグ
で、スラグのＣ／Ｓは３、スラグの量は１回あたり４０
０ｇずつとし、３０分毎に排滓と投入を繰り返した。冷
却後、試料の最も溶損した位置の残厚と、スラグが浸潤
していない部分の厚さを測定し、あらかじめ測定してお
いた元厚から残厚を差し引いて溶損深さとし、残厚から
スラグが浸潤していない部分の厚さを差し引いてスラグ
浸潤深さとした。耐スポーリング性試験は、４０×４０
×１６０mmの大きさの試料を１６００℃の溶銑に長手方
向に５０mmの深さまで１５秒間浸漬してから取り出して
放冷することを繰り返し、試料の浸漬部が欠け落ちるま
での繰り返し回数を調査した。
【００３２】溶損深さ、スラグ浸潤深さ、欠け落ちるま
での繰り返し数は、それぞれ試料Ａの値を１００とした
指数、すなわち溶損指数、浸潤指数、スポール指数とし
て表１に示した。溶損指数と浸潤指数は値が小さい程、
またスポール指数は値が大きい程、それぞれの特性が良
好であることを示す。
での繰り返し数は、それぞれ試料Ａの値を１００とした
指数、すなわち溶損指数、浸潤指数、スポール指数とし
て表１に示した。溶損指数と浸潤指数は値が小さい程、
またスポール指数は値が大きい程、それぞれの特性が良
好であることを示す。
【００３３】溶損指数に関しては、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍ
ｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とマグネシアの配合比が４０：６
０を超える試料Ｃで大きかった。浸潤指数に関しては同
固溶体を配合していない試料Ａと試料Ｂで悪かった。ま
たスポール指数についても無配合の試料Ｂでは悪かっ
た。したがって同固溶体とマグネシアの配合比は１：９
９〜４０：６０である必要がある。また同比が５：９５
〜３０：７０の試料Ｅ、Ｆ，Ｇ、Ｈ、Ｋ、Ｌ、Ｍは特に
各特性が優れていた。
ｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体とマグネシアの配合比が４０：６
０を超える試料Ｃで大きかった。浸潤指数に関しては同
固溶体を配合していない試料Ａと試料Ｂで悪かった。ま
たスポール指数についても無配合の試料Ｂでは悪かっ
た。したがって同固溶体とマグネシアの配合比は１：９
９〜４０：６０である必要がある。また同比が５：９５
〜３０：７０の試料Ｅ、Ｆ，Ｇ、Ｈ、Ｋ、Ｌ、Ｍは特に
各特性が優れていた。
【００３４】［実施例２］：表１における本発明例の試
料Ｇを、３００ｔ取鍋のスラグラインに試験張りした。
使用後、損耗状況と残寸を調査した。その結果、亀裂は
認められず、損耗速度は従来品のマグクロダイレクトボ
ンドよりも１０％少なかった。
料Ｇを、３００ｔ取鍋のスラグラインに試験張りした。
使用後、損耗状況と残寸を調査した。その結果、亀裂は
認められず、損耗速度は従来品のマグクロダイレクトボ
ンドよりも１０％少なかった。
【００３５】［実施例３］：表１における本発明例の試
料Ｌを使用してプレキャストブロックを製造し、これを
３００ｔＲＨの側壁に部分施工した。使用後に損耗状況
と残寸を調査したところ、剥離はほとんどなく滑らかに
損耗し、損耗速度は周囲のマグクロダイレクトボンドれ
んがとほぼ同等であった。
料Ｌを使用してプレキャストブロックを製造し、これを
３００ｔＲＨの側壁に部分施工した。使用後に損耗状況
と残寸を調査したところ、剥離はほとんどなく滑らかに
損耗し、損耗速度は周囲のマグクロダイレクトボンドれ
んがとほぼ同等であった。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【発明の効果】本発明の不定形耐火物は、製鋼炉などの
金属精錬用容器、セメントキルン、ガラス溶解炉などの
内張りなどに使用され、取鍋ＤＨ、ＲＨ、ＡＯＤなど、
高級鋼の二次精錬容器用として使用する場合でも、耐食
性、耐浸潤性および耐スポーリング性に優れ、これら容
器等の耐久性向上に貢献する。また不定形耐火物である
ため、築炉作業を楽にすることができる。
金属精錬用容器、セメントキルン、ガラス溶解炉などの
内張りなどに使用され、取鍋ＤＨ、ＲＨ、ＡＯＤなど、
高級鋼の二次精錬容器用として使用する場合でも、耐食
性、耐浸潤性および耐スポーリング性に優れ、これら容
器等の耐久性向上に貢献する。また不定形耐火物である
ため、築炉作業を楽にすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向所 実 兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目３番１号 ハリマセラミック株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶
体とマグネシアを主成分とし、両者の比率が重量比に
て、 ［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マグネシア＝
１：９９〜４０：６０であることを特徴とする不定形耐
火物。 - 【請求項２】［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マ
グネシア＝５：９５〜３０：７０であることを特徴とす
る請求項１記載の不定形耐火物。 - 【請求項３】 バインダーを添加したことを特徴とする
請求項１または２記載の不定形耐火物。 - 【請求項４】 スピネル、クロム鉱、１０重量％以下の
ＣａＯを含有するドロマイト、アルミナ、ムライト、黒
鉛などの炭素源、ＳｉＣ、ジルコニア、ジルコン、チタ
ニア、シリカおよびシリカフラワー、珪石、金属粉のう
ちの１種または２種以上を添加したことを特徴とする請
求項１、２または３記載の不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31222897A JP3751135B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31222897A JP3751135B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147776A true JPH11147776A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3751135B2 JP3751135B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=18026731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31222897A Expired - Fee Related JP3751135B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3751135B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008094678A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Shinagawa Refract Co Ltd | 廃棄物溶融炉用クロムフリー不定形耐火物およびこれを内張りに使用した廃棄物溶融炉 |
| CN111018506A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-17 | 浙江锦诚新材料股份有限公司 | 一种用于水泥窑预热器抗结皮喷涂料 |
| CN114956797A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-30 | 中国矿业大学 | 一种等离子熔融炉耐火浇注料及制备方法 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP31222897A patent/JP3751135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008094678A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Shinagawa Refract Co Ltd | 廃棄物溶融炉用クロムフリー不定形耐火物およびこれを内張りに使用した廃棄物溶融炉 |
| JP4576367B2 (ja) * | 2006-10-13 | 2010-11-04 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 廃棄物溶融炉用クロムフリー不定形耐火物およびこれを内張りに使用した廃棄物溶融炉 |
| CN111018506A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-17 | 浙江锦诚新材料股份有限公司 | 一种用于水泥窑预热器抗结皮喷涂料 |
| CN114956797A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-30 | 中国矿业大学 | 一种等离子熔融炉耐火浇注料及制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3751135B2 (ja) | 2006-03-01 |
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