JPH11147755A - 定形耐火物 - Google Patents
定形耐火物Info
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- JPH11147755A JPH11147755A JP9312227A JP31222797A JPH11147755A JP H11147755 A JPH11147755 A JP H11147755A JP 9312227 A JP9312227 A JP 9312227A JP 31222797 A JP31222797 A JP 31222797A JP H11147755 A JPH11147755 A JP H11147755A
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- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
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- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
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- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
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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フリー高品質定形耐火物であって、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。 【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
＝１０：９０〜４０：６０、好ましくは１５：８５〜３
０：７０である。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。
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フリー高品質定形耐火物であって、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。 【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
＝１０：９０〜４０：６０、好ましくは１５：８５〜３
０：７０である。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。
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、特に溶鋼の二次精錬用容器に適した、
耐食性、耐浸潤性および耐スポーリング性に優れた定形
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、特に溶鋼の二次精錬用容器に適した、
耐食性、耐浸潤性および耐スポーリング性に優れた定形
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。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。
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。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。
【０００６】
【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。
【０００７】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
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
定形耐火物を提供することを目的とする。
【０００８】
【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
０：９０〜４０：６０であることを特徴とする定形耐火
物である。そして、［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 Ｔｉ
Ｏ4 ］：マグネシア＝１５：８５〜３０：７０であるこ
とが好ましい。また、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
０：９０〜４０：６０であることを特徴とする定形耐火
物である。そして、［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 Ｔｉ
Ｏ4 ］：マグネシア＝１５：８５〜３０：７０であるこ
とが好ましい。また、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である
ことが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の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（Ｍｇ2ＴｉＯ4 ）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。
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（Ｍｇ2ＴｉＯ4 ）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。
【００１０】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。
【００１１】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。
【００１２】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。
【００１３】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）
【００１４】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。
【００１５】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。
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。
【００１６】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。
＋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。
【００１７】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＝１０：９０〜４０：６０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。ＭｇＡ
ｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体の比率が１０％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１５：８５〜３０：７０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＝１０：９０〜４０：６０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。ＭｇＡ
ｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体の比率が１０％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１５：８５〜３０：７０とす
るのが好ましい。
【００１８】なお本発明の定形耐火物は、このようなＭ
ｇＡｌ2 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 Ｏ3
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、金属粉などの１種また
は２種以上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。
ｇＡｌ2 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 Ｏ3
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、金属粉などの１種また
は２種以上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。
【００１９】本発明の定形耐火物には焼成れんがおよび
不焼成れんががある。いずれも、粒状あるいは粉状の上
記固溶体とマグネシア、および必要に応じて添加される
添加物に、必要に応じてバインダーを加えて混練し、プ
レス等により成形したのち、１００〜５００℃で乾燥
し、焼成れんがは１５００〜１９００℃で焼成し、不焼
成れんがは使用中の高熱を利用して焼成される。
不焼成れんががある。いずれも、粒状あるいは粉状の上
記固溶体とマグネシア、および必要に応じて添加される
添加物に、必要に応じてバインダーを加えて混練し、プ
レス等により成形したのち、１００〜５００℃で乾燥
し、焼成れんがは１５００〜１９００℃で焼成し、不焼
成れんがは使用中の高熱を利用して焼成される。
【００２０】バインダーは水でもよく、パルプ廃液、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂、苦汁、リグニンスルフォン
酸カルシウム、珪酸ソーダ、燐酸アルミニウム、ポリビ
ニルアルコールなどを採用することもできる。成形は、
れんがの用途や使用設備に合わせてフリクションプレ
ス、オイルプレス、ラバープレスなどにより加圧成形す
る。
ェノール樹脂、フラン樹脂、苦汁、リグニンスルフォン
酸カルシウム、珪酸ソーダ、燐酸アルミニウム、ポリビ
ニルアルコールなどを採用することもできる。成形は、
れんがの用途や使用設備に合わせてフリクションプレ
ス、オイルプレス、ラバープレスなどにより加圧成形す
る。
【００２１】本発明の定形耐火物を、金属精錬用容器、
セメントキルン、ガラス溶解炉等の内張りに採用した場
合、耐食性、耐浸潤性および耐スポーリング性に優れて
いる。特に溶鋼の二次精錬において、酸素吹き込み、真
空脱ガス、アルゴン吹込み、撹拌などを行って、溶鋼温
度の上昇、滞湯時間の延長などを伴う苛酷な条件でも十
分な耐久性を有する。
セメントキルン、ガラス溶解炉等の内張りに採用した場
合、耐食性、耐浸潤性および耐スポーリング性に優れて
いる。特に溶鋼の二次精錬において、酸素吹き込み、真
空脱ガス、アルゴン吹込み、撹拌などを行って、溶鋼温
度の上昇、滞湯時間の延長などを伴う苛酷な条件でも十
分な耐久性を有する。
【００２２】ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体
とマグネシアからなる焼成れんがの耐用性が高い理由に
ついて以下に考察する。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ＣａＴ
ｉＯ3 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お
よび内部には空隙が形成される。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焼成れんがの耐用性が高い理由に
ついて以下に考察する。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ＣａＴ
ｉＯ3 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お
よび内部には空隙が形成される。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。
【００２３】
【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
を用いてれんがを製造し、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４
４μｍ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
粉末を準備した。
Ｏ4 系固溶体を焼成法により作製し、これとマグネシア
を用いてれんがを製造し、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４
４μｍ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
粉末を準備した。
【００２４】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３００ｔ
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３００ｔ
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。
【００２５】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１〜３mm、もしくは全粒度域とし
た。なお、れんが全体での粒度構成は、１〜３mmが６０
重量％、１mm以下が３３重量％、１００μｍ以下のミル
粉が７％となるように、同固溶体とマグネシアの各粒度
範囲での量比を調節した。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。これらを
にがりを混練液として４重量％添加して混練し、３５０
ｔフリクションプレスで並型に成形し、１２０℃２４時
間乾燥後、最高焼結温度１７５０℃のトンネルキルンで
焼成した。
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１〜３mm、もしくは全粒度域とし
た。なお、れんが全体での粒度構成は、１〜３mmが６０
重量％、１mm以下が３３重量％、１００μｍ以下のミル
粉が７％となるように、同固溶体とマグネシアの各粒度
範囲での量比を調節した。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。これらを
にがりを混練液として４重量％添加して混練し、３５０
ｔフリクションプレスで並型に成形し、１２０℃２４時
間乾燥後、最高焼結温度１７５０℃のトンネルキルンで
焼成した。
【００２６】完成したれんがを、マグクロダイレクトボ
ンドれんが（試料Ａ，Ｂ）、および事前にＭｇＡｌ2 Ｏ
4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体を作製せずにマグネシアに
チタニア源６．６重量％とアルミナ源８．４重量％を単
純に加えて混練成形焼成したれんが（試料Ｃ）との比較
で評価した。結果を表１および表２に示す。表２の試料
Ｄ〜Ｓは、マグネシア源とチタニア源とアルミナ源から
一旦固溶体を作製し、これにマグネシアを加えて製造し
たものである。
ンドれんが（試料Ａ，Ｂ）、および事前にＭｇＡｌ2 Ｏ
4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 系固溶体を作製せずにマグネシアに
チタニア源６．６重量％とアルミナ源８．４重量％を単
純に加えて混練成形焼成したれんが（試料Ｃ）との比較
で評価した。結果を表１および表２に示す。表２の試料
Ｄ〜Ｓは、マグネシア源とチタニア源とアルミナ源から
一旦固溶体を作製し、これにマグネシアを加えて製造し
たものである。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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Ｆで大きかった。浸潤指数に関しては同
固溶体とマグネシアの配合比が１０：９０未満のＤとＥ
で悪かった。またスポール指数についても１０：９０未
満では悪かった。したがって同比は１０：９０〜４０：
６０である必要がある。また同比が１５：８５〜３０：
７０のＨ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ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Ｆで大きかった。浸潤指数に関しては同
固溶体とマグネシアの配合比が１０：９０未満のＤとＥ
で悪かった。またスポール指数についても１０：９０未
満では悪かった。したがって同比は１０：９０〜４０：
６０である必要がある。また同比が１５：８５〜３０：
７０のＨ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓは特に各特
性が優れていた。
【００３０】［実施例２］：実施例１の場合と同様の原
料と方法で、焼成工程のみを省いて不焼成れんがを製造
し、その特性を実施例１の場合と同様にして評価した。
その結果を表３に示す。本発明の不焼成れんがは、比較
例のマグクロれんが（試料Ａ）と耐食性はほとんど同じ
であるものの、耐スラグ浸潤性と耐スポール性は優って
おり、総合的に優れていると言える。
料と方法で、焼成工程のみを省いて不焼成れんがを製造
し、その特性を実施例１の場合と同様にして評価した。
その結果を表３に示す。本発明の不焼成れんがは、比較
例のマグクロれんが（試料Ａ）と耐食性はほとんど同じ
であるものの、耐スラグ浸潤性と耐スポール性は優って
おり、総合的に優れていると言える。
【００３１】［実施例３］：本発明の焼成れんがである
表２の試料Ｈを、３００ｔＲＨの側壁に試験張りした。
使用後、槽内に残ったれんがの損耗状況と残寸を調査し
た。その結果、周囲の従来材（表１のＡ）には亀裂が発
生して剥落ちているのに対して、試料Ｈには亀裂や剥落
はほとんど認められなかった。また試料Ｈの損耗速度は
Ａよりも２５％少なかった。
表２の試料Ｈを、３００ｔＲＨの側壁に試験張りした。
使用後、槽内に残ったれんがの損耗状況と残寸を調査し
た。その結果、周囲の従来材（表１のＡ）には亀裂が発
生して剥落ちているのに対して、試料Ｈには亀裂や剥落
はほとんど認められなかった。また試料Ｈの損耗速度は
Ａよりも２５％少なかった。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【発明の効果】本発明の定形耐火物は、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、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。そして、特にクロム鉱を使用し
ないれんがはＣｒを含まないため、使用後の廃棄に際し
ては高額の処理コストがかからない。
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、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。そして、特にクロム鉱を使用し
ないれんがはＣｒを含まないため、使用後の廃棄に際し
ては高額の処理コストがかからない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土成 昭弘 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 (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 (3)
- 【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
０：９０〜４０：６０であることを特徴とする定形耐火
物。 - 【請求項２】［ＭｇＡｌ2 Ｏ4 −Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ］：マ
グネシア＝１５：８５〜３０：７０であることを特徴と
する請求項１記載の定形耐火物。 - 【請求項３】 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または２記載の定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31222797A JP3833800B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31222797A JP3833800B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147755A true JPH11147755A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3833800B2 JP3833800B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=18026720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31222797A Expired - Fee Related JP3833800B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3833800B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013151381A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Kurosaki Harima Corp | 塩基性れんが |
| CN110451993A (zh) * | 2019-07-06 | 2019-11-15 | 谢隆 | 一种耐高温复相人造球形砂的制备方法 |
| CN112723864A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 郑州汇特耐火材料有限公司 | 一种微晶方镁石复合尖晶石钛耐火材料及其制造方法 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP31222797A patent/JP3833800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013151381A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Kurosaki Harima Corp | 塩基性れんが |
| CN110451993A (zh) * | 2019-07-06 | 2019-11-15 | 谢隆 | 一种耐高温复相人造球形砂的制备方法 |
| CN112723864A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 郑州汇特耐火材料有限公司 | 一种微晶方镁石复合尖晶石钛耐火材料及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3833800B2 (ja) | 2006-10-18 |
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