JPS62246858A

JPS62246858A - マグネシア−カルシア系焼成耐火物

Info

Publication number: JPS62246858A
Application number: JP61091449A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　章夫; 一郎土屋; 弘高橋; 川上　辰男
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1987-10-28

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】従来の技術及びその問題点マグネシア−ドロマイト系耐火物は、精錬炉用、特に転
炉用の内張り材として従来より使用されてきた。しかし
ながら近年操業条件が苛酷化し、特に鋼の清浄化の要求
が高まるとともに、従来のマグネシア−ドロマイト系耐
火物よりも優れた耐食性を有する耐大物の開発が望まれ
てきた。この様な状況下に、ドロマイトクリンカ−中の
Ｃａ　Ｑの耐食効果を充分に発揮させ、且つ低フラック
ス化を目的として、カルシアクリンカ−を配合したマグ
ネシア−カルシア系耐火物が提案されている（特公昭５
９−１３４６９号及び特開昭５８−７４５６４号）。こ
れらの耐火物は、いずれもＭＱＯに微細化したＣａＯを
添加したものであり、夫々使用条件に応じある程度の構
造スポーリング防止効果をあげている。即ち、ＭｑＯに
Ｃａｏを微細均質に添加することによって、ＭｇＯに耐
熱スポーリング性が付与される。またＣａＯがスラグを
高融点化することによって、耐火物内へのスラグの浸透
が防止される。

しかしながら、単にＭｇＯに微細化したＣａＯを添加す
るだけでは、以下の如き種々の問題点が生じ好ましくな
い。

１　）ＣａＯ粒度が微細化すると、耐消化性が低下し、
それに伴い耐火物組織が脆弱化し、熱間特性、特に耐食
性が低下する。また耐スポーリング性も不充分となる。

２）ＣａＯの使用量が増加すると、ＣａＯが含有するＦ
ｅ２Ｏ３、Ｓ　ｉｏ２、Ａ＋！２０３　’４（７）不純
物（Ｎｕｘ）によって、焼成中及び内張り材として炉内
で使用中に、耐火物が過焼結を起し、耐スポーリング性
も低下する。

３）　　ＣａＯをいくら微細化しても、耐火物中にはＭ
＜ｈｏ−ＭｇＯの網目構造が存在する。このため加熱時
に、ＭｇＯの膨張の内部吸収が不充分となって、構造体
としてのれんが組みの迫り合い応力が発生し、耐火物が
剥落する。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記問題点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、
耐火物材料としである特定の大きさの亀裂を右するＭｑ
Ｏ−ＣａＯクリンカーを使用ザることによって、耐構造
スポーリング性及び耐熱スポーリング性に著しく優れた
耐火物が得られることを見出し本発明を完成した。

即ち本発明は、ＭｇＯ／ＣａＯ比が２０／８０〜８０／
２０のＭｇＯ−ＣａＯクリンカー又は該ＭｇＯ−ＣａＯ
クリンカーと高純度Ｍ（ＪＯクリンカーとからなり、該
ＭｑＯ−ＣａＯクリンカーには、断面が幅１０〜８０μ
ｍ１長さ１０〜８０μｍの棒状又は板状のＭＱ○結晶が
ＣａＯ結晶マトリックス中に連続することなく存在し、
且つ該ＣａＯ結晶中に幅０．５〜５μｍ、長さ５〜１０
μｍの亀裂が内在することを特徴とするマグネシア−カ
ルシア系焼成耐火物に係る。

本発明では、耐火物材料として、Ｍｇｂ／ＣａＯ比が２
０／８０〜８０／２０程度のＭＱＯ−ＣａＯクリンカー
を使用する。

ＭＱＯ含恐が８０重Ｍ％を越えると、ＭｇＯ結。

晶の連続組織が生じ易く、耐熱スポーリング性が劣化す
る。また、７ＸＣａＯ／Ｓ　ｉ　０２比のスラグには烏
耐食性を示すが、Ｆｅ２０３　、ＡＴ！２０３等を含有
するスラグに浸透され易く、構造スポーリングが誘発さ
れる。Ｍｇｏ含口が２０ｍｆｆ１％未満では、ＭｇＯ−
ＣａＯタリン力−の耐消化性が低下する。また、Ｆｅ２
Ｏ３、Ａ９２０３等を含有するスラグに浸透され易く、
構造スポーリングが誘発される。ＭｏＯ含母が２０重量
％未満では、ＭｑＯ−ＣａＯクリンカーの耐消化性が低
下する。

また、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２２０３　ｒｆを多徂に含むス
ラグとの接触によって、ＣａＯ−Ｆｅ２Ｏ３−８ｉＯ２
系、ＣａＯ　　ＡＱ２０３　　Ｓ！Ｏｚ系等の低融点生
成物が形成され、耐食性が茗しく低下する。

該Ｍ　（Ｊ　Ｏ−Ｃａ　Ｏクリンカーの構造組織内には
、断面が幅１０〜８０μｍ１長さ１０〜８０μｍの棒状
又は板状のＭ（ＪＯ結晶がＣａＯ結晶マトリックス中に
連続することなく存在し、且つ該ＣａＯ結晶中に幅０．
５〜５μｍ、長さ５〜１０μｍの亀裂が内在している。

ＭｇＯ−ＣａＯクリンカーは、予め粒径４４μｍ以下程
度に微細化したＣａＯをＭｇｏと混合して均一化し、焼
結助剤としてｌ”ｅ２０３を０．１〜１．０重量％程度
加え、１８００〜２５００℃程度で焼成して製造される
。焼成時、クリンカー中にはＭｇＯ結晶が連続すること
なく形成され、クリンカーのＣａＯ結晶中には亀裂が生
じる。

こうして得られたＭｇＯ結晶の大きさは、その断面が幅
１０〜８０μｍ程度、長さ１０〜８０μｍ程度であり、
またＣａＯ結晶中の亀裂の大ぎさは幅０．５〜５μｍ程
度、長さ５〜１０μｍ程度である。ＭｇＯ結晶及び亀裂
の大きさは、「ｅ２０３含聞によって決定される。即ち
Ｆｅ２Ｏ３含聞が１．０重量％を越えると、ＭｇＯ結晶
の長さ及び幅が８０μｍを越え、タリン力−の耐食性が
低下する。また亀裂の大きさも幅５μｍ、長さ１０μｍ
を越え、タリン力−の強度が低下してしまう。一方Ｆｅ
２Ｏ３含吊が０．１重量％未満では、ＭＱＯ結晶の長さ
及び幅が１０μｍ未満となり、耐スポーリング性向上効
果が発揮できない。また亀裂の大きさも幅０．５μｍ、
長さ５μｍ未満となる。この場合、亀裂はクリンカーに
伝播してきた応力を充分に吸収できず、耐火物の耐熱ス
ポーリング性が向上しない。

ＭＱＯ−ＣａＯクリンカーの粒径は特に限定されず、適
宜選択して使用すればよい。

本発明では例えば、粒径１．Ｑｍｍ以下のものを１０〜
６０重量％程度、粒径１．Ｏ〜８．０ＩＩＩＩｌｌ程度
のものを９０〜４０重量％程度使用することが好ましい
。粒径１．０ＩＩＩ１１以下の微細化したＭｇ０−Ｃａ
Ｏクリンカーを７トリツクス中に存在させれば、粗粒子
として使用するよりも表面積が増え、浸透するスラグ中
のＳ！０２成分との反応が起り易くなる。従ってスラグ
浸透防止効果が発揮され、耐食性及び耐構造スポーリン
グ性が向上する。

本発明において、耐火物材料として、ＭＣｌ０に微細化
したＣａＯを混合し均一化して焼成したＭｑＯ−ＣａＯ
クリンカーを使用する利点は、以下の通りである。

（１）予めＭｇＯと微細化したＣａＯとを均一に混合し
て焼成し、ＭｑＯ−ＣａＯクリンカーとすることによっ
て、ＣａＯ結晶はｆｖｌｏ−ＣａＯクリンカー中のカル
シウムフェライト等の酸化被膜で保護され、その上Ｍｇ
Ｏ結晶がＣａＯ結晶と外気との接触を防止する。そのた
め本発明では、微細化したＣａＯを甲に添加することに
よって生じた耐消化性の低下は起らない。

（２）ＭｑＯ−ＣａＯクリンカーがＭｑＯとＣａＯとの
均一混合体であるため、ＣａＯが耐火物組織中に均一分
散している。またクリンカー同士の結合（ＭｇＯ−Ｍｇ
Ｏ結合、ＣａＯ−ＣａＯ結合）が強く、従来の耐火物よ
り高緻密質になり易い。このためスラグの浸透が少なく
なり、耐食性が著しく向上する。

（３）ＭｑＯ−ＣａＯクリンカーの焼成時にＣａＯ結晶
マトリックス中に生ずる微小クラック及びその他のクラ
ック並びに、耐火物を焼成する際の冷却過程において、
配合された粒子の熱膨張率の違いに起因する微小クラッ
クが熱応力吸収層となり、更にクリンカー中のＭＱＯ結
晶が連続することなく存在することによって、従来の耐
火物より高緻密質であるにもかかわらず、耐熱スポーリ
ング性が向上する。

本発明では、耐火物の耐食性をより一層向上させるため
に、耐火物材料としてＭｑＯ−ＣａＯクリンカーととも
に高純度Ｍ（ＪＯクリンカーを使用することができる。

高純度ＭＱＯクリンカーとしては、例えば、電融ＭＱ○
クリンカー、焼結ＭｑＯクリンカー、又はそれらの混合
物を挙げることができる。高純度ＭＱＯクリンカーの配
合割合は適宜選択できるが例えば耐火物材料全量のうち
２０〜８０重量％程瓜と寸ればよい。またその粒径も特
に限定されないが、例えば粒径１．Ｑｎｖ程度以下のも
のを２０〜８０ｍｍ％程度及び粒径１、　Ｏ−８，Ｃ）
ｅｇ＋Ｐｉ！１ｆｆ１７）ｂ（７）ヲ８０〜２０ｆｆｉ
ｆｆｉ％程度に粒度調整してもよい。

本発明耐火物は、常法に従って製造でさ、例えば、耐火
物材料であるＭｃ＋ｏ−ＣａＯクリンカーに、必要なら
ば高純ａＭｇｏクリンカーを加え、有機バインダーを配
合して混練した後、成形し、１５５０〜１７５０℃程度
で焼成すればよい。有機バインダーとしては特に制限さ
れず、ポリプロピレン、イソシアネート、タールピッチ
、フェノール樹脂等を例示できる。

有機バインダーの配合量は適宜選択可能であるが、例え
ば耐火物材料１００１ｊｆｆｉ部に対し、バインダー１
〜５　ｆｆｉ聞部程度を配合すればよい。

発明の効果本発明耐火物は、従来のマグネシア−カルシア系耐火物
に比べ、著しく優れた耐消化性、熱間強度、耐スポーリ
ング性、耐食性を有しており、転炉を初めとする各種精
錬炉の内張り耐火物として最適である。

１二Ｊｉｆｆ以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより一層明瞭
なものとする。

実施例１〜３耐火物材料として、第１表に示す配合９１合（重量％）
でＭｇＯ−ＣａＯクリンカー及び電融ＭｑＯクリンカー
を使用して本発明耐火物を製造した。

即ち、上記耐火物材料１００重量部に対し、バインダー
としてポリプロビレ２２１聞部及びイソシアネー１〜１
．５重吊部を配合して約１００℃で混練し、この混練物
を７５０　ｋｏ／　ｃ１１２の圧力で並形形状に成形し
、次いで１６５０℃で６時間焼成し、本発明耐火物を製
造した。尚、上記ＭＣ７Ｏ−ＣａＯクリンカーとしては
、ＭＱＯ／Ｃａ０−３０／７０のものを使用し、クリン
カー中のＭｇｏ結晶の平均的な大きさは幅３０μｍ、長
さ５０μｍ、またＣａＯ結晶中の亀裂の平均的な大きさ
は幅１μｍ、長さ７μｍであった。

得られた本発明耐火物を性能試験に供した。結果を第１
表に示す。

比較例１〜３耐火物材料として、第１表に示す配合割合（重量％）で
、ＭｑＯクリンカー及びＣａＯクリンカー　（ＣａＯ純
度約９８％）を使用し、実施例と同様にして従来のＭｑ
Ｏ−ＣａＯ系耐火物を製造した。（ｑられた耐火物を性
能試験に供した。結果を第１表に承り。

第　　　１　　　表註＝１）耐火物をオートクレーブに入れ、４気圧の蒸気
で３時間処理し、その型組増加率を測定した。

２）ロータリー法のスラグテストにより、試薬を調合し
た２種のスラグ（■Ｃａｂ／Ｓ！０２＝２．３、Ｆｅ２
Ｏ３含帛２３重倒％■ＣａＯ／Ｓ　ｉ　０２　＝１．２
、Ｆｅ２Ｏ３含ＦＢ　５　ｍ　ｆｎ　％　）　ヲｔ’　
用Ｌ／、１７５０℃で５時間耐火物の耐食性テストを行
い、ぞの溶損聞を測定した。

３）耐火物を１２００℃に保持した電気炉中に１５分間
挿入し、その後１５分間空冷するというサイクルを繰り
返して１０回行い、剥落するまでの回数を調べた。

以上の結果より、本発明耐火物が、ＭｑＯ／ＣａＯ比が
同程度の従来の耐火物に比べ、耐消化性、熱間曲げ強さ
、耐食性及び耐スポーリング性に優れていることがわか
る。

本発明品（実施例■）及び従来品（比較例■）をＡ社転
炉炉腹部に張り分け、耐用性テストを行った。転炉炉腹
部にＪ３いて１７１チＶ−ジ使用した後、耐火物を回収
して１チャージ当りの溶ｌｘ（ｍｍ）をＸｔｉしたどこ
ろ、本発明品は０．４６ｍｍ／チャージ、従来品は０．
５２１１１１１１／ヂＶ−ジであった。

（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

１　ＭｇＯ／ＣａＯ比が２０／８０〜８０／２０のＭｇ
Ｏ−ＣａＯクリンカー又は該ＭｇＯ−ＣａＯクリンカー
と高純度ＭｇＯクリンカーとからなり、該ＭｇＯ−Ｃａ
Ｏクリンカーには、断面が幅１０〜８０μｍ、長さ１０
〜８０μｍの棒状又は板状のＭｇＯ結晶がＣａＯ結晶マ
トリックス中に連続することなく存在し、且つ該ＣａＯ
結晶中に幅０．５〜５μｍ、長さ５〜１０μｍの亀裂が
内在することを特徴とするマグネシア−カルシア系焼成
耐火物。