JP2000191364A - マグネシア・クロム定形耐火物 - Google Patents
マグネシア・クロム定形耐火物Info
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Abstract
ラグの浸透を抑制できるマグクロレンガを提供する。 【解決手段】 粒径が300μm以上5mm未満の粗粒
と、50μm以上300μm未満の中粒と、50μm未
満の微粒から構成された定形耐火物であって、前記粗粒
および中粒に電解溶融マグクロ粒を、微粒にマグネシア
粒および/またはCr2 O3 粒を使用し、前記粗粒、中
粒、微粒の配合割合が重量%でそれぞれ15〜40%で
あり、前記微粒のマグネシア粒および/またはCr2 O
3 粒が構成全重量の内、5重量%以上10重量%未満が
粒径1μm未満の粒径の原料を使用して成形、焼成す
る。
Description
用いられる転炉、電気炉といった各種精錬炉および取鍋
といった運搬容器へのライニング材に使用されるマグネ
シア・クロム定形耐火物に関する。
マグクロレンガという) は高温・真空下における安定性
が高いこと、熱間での機械的強度が高く、耐磨耗性に優
れているといった長所を有するため各種製鋼炉、特にA
OD、VOD炉やRH真空脱ガス炉などの2次精錬炉に
幅広く使用されている。
る不純物が原料と反応して生じた液相を介した結合であ
るのに対して、マグクロレンガではマグネシアやクロム
鉄鉱、酸化クロムが直接結合することからダイレクトボ
ンド質と呼ばれているが、このダイレクトボンド質マグ
クロレンガでは焼成工程において、原料であるマグネシ
アとクロム鉄鉱、あるいは酸化クロムとが反応し、(M
g、Fe)O・(Al、Fe、Cr)2 O3 組成の複合
スピネルが生じる。この複合スピネルの中でもMgO・
Cr2 O3 スピネルは融点が高く、スラグに対する耐食
性も高いことからマグクロレンガの熱間強度、耐食性の
向上のためにはこのスピネルの生成が重要となる。この
ためマグクロレンガの製造ではSiO2 、Al2 O3 、
Fe2 O3 の含有量が少ない原料を選択し、1800℃
以上の高温で焼成を行うことでMgO・Cr2 O3 のス
ピネルの生成を促進させている。
鉱、あるいは酸化クロム等を電解溶融させて目標組成に
調整させた粒(以下、電融マグクロ粒という) を作製
し、これを原料としたレンガの製造も行われている。
マグクロ粒を原料に用いてレンガ形状に成形し、焼成す
ることで再度結合を生じさせてレンガとすることからリ
ボンド質マグクロレンガと呼ばれている。電融マグクロ
粒は複合スピネルが発達した組織を持っており、比較
的、焼結し易いことから、リボンド質マグクロレンガは
緻密な組織を持つレンガとなる。
ンド質マグクロレンガを比較した場合、リボンド質マグ
クロレンガは緻密な組織を持つため耐食性に優れるが、
熱衝撃を受けたときに破壊し易く、ダイレクトボンド質
マグクロレンガは耐食性に劣るが、耐熱衝撃性に優れて
いるため、これらマグクロレンガを使用する時には使用
条件を考えて、使用部分毎に材質を分けて使用してい
る。
ロレンガに対して、電融マグクロ粒の一部をマグネシ
ア、クロム鉄鉱、酸化クロム等の原料に置き換えたレン
ガはセミリボンド質マグクロレンガと呼ばれているが、
耐熱衝撃性と耐食性の両立が求められる箇所にはセミリ
ボンド質マグクロレンガが使用されている。
範囲に変化し、精錬温度も1600℃以上の高温操業と
なっていることから、さらに耐食性、耐熱衝撃性に優れ
たマグクロレンガの製造が求められている。
スラグとレンガが接触する部分)から溶融スラグがレン
ガ内に浸透して変質部分を形成し、これが健全部分から
剥離することで損傷に至るが、この剥離を起こす原因
は、浸透した溶融スラグが冷却時に体積膨張するからで
ある。この現象は構造スポールと呼ばれており、これを
回避するためには、レンガ内へのスラグの浸透を防止す
ることが必要となる。
の2つに大別でき、骨材部分は粗粒原料から、マトリッ
クス部分は微粒原料が焼結したものからなる。
に存在する気孔を経路として溶融スラグがレンガ内に浸
透して起こるものであり、この対策としてはマトリック
ス部分の気孔の全容積(以下、気孔量ともいう)を低減
させることが有効である。
ガが緻密化することになり、レンガの耐熱衝撃性が劣化
するため、気孔量を低減させるのでは無く、気孔の大き
さ(以下、気孔径ともいう)を微細にすることが有効に
なる。
径を微細にする手段として酸化物系の化合物をマイクロ
波により加熱し焼結する方法が開示され、この方法によ
りレンガの有する全気孔の80%以上が1μm以下の気
孔径となり、物理的にスラグの浸透が抑制され、かつ耐
熱衝撃性も向上するとしている。
による加熱等の特別な設備を使用せずに耐熱衝撃性を低
下させることなく、スラグの浸透を抑制できる耐食性に
優れたマグクロレンガを提供することを目的とする。
下記(A)〜(D)の知見を得た。
粗粒と、50μm以上300μm未満の中粒で構成され
た電融マグクロ粒を使用するとマグクロレンガの耐食性
の低下を防止することができる。
れ15重量%(以下、単に%表示で重量%を示す)未満
であると、マグクロレンガに存在するマトリックス部が
多くなり、焼成時の体積収縮が生じ易くなって製品歩留
まりが悪化する。粗粒および中粒の配合割合がそれぞれ
40%を超えて多くなるとマグクロレンガの焼結が不充
分となり、マグクロレンガの強度が発現しなくなる。
割合が15%未満であればマグクロレンガの焼結が不充
分となって所定の強度が発現せず、40%を超えて多く
なると焼結が進みすぎ、製造時に体積収縮が生じ易くな
って製品歩留まりが悪化する。
料粒子が焼結し、強度が発現する。
原子の拡散移動を生じて粒子間の空隙を埋めていき、粒
成長が起きる現象であるが、粒成長の際に、成長した粒
子の間に気孔が発生する。
段階的に変化させたマグクロレンガを試作し添加量と気
孔径の関係を調べた。表1に水銀圧入法による気孔径分
布の測定例を示す。
は1μm以上10μm未満の範囲の気孔の容積割合を示
したものであるが、1μm未満の微粉添加量が5%以上
になると気孔が微細化し、10%を超えると気孔径が粗
大となる。この間の気孔率(全体マグクロレンガ容積に
占める全気孔量の割合)はほぼ一定になっている。
と微粉部分の焼結が進みすぎて逆に気孔径が粗大となる
ものと推定される。
もので、その要旨は、下記のとおりである。
と、50μm以上300μm未満の中粒と、50μm未
満の微粒から構成された定形耐火物であって、前記粗粒
および中粒に電解溶融マグクロ粒を、微粒にマグネシア
粒および/またはCr2 O3 粒を使用し、前記粗粒、中
粒、微粒の配合割合が重量%でそれぞれ15〜40%で
あり、構成全重量の内、前記微粒のマグネシア粒および
/またはCr2 O3 粒の5重量%以上10重量%未満が
粒径1μm未満の粒径の原料を使用して成形、焼成する
ことを特徴とするマグネシア・クロム定形耐火物。
合原料の粒径が300μm以上5mm未満を粗粒、50
μm以上300μm未満を中粒、50μm未満を微粒と
分類する。
料の合計重量に対して粗粒、中粒、および微粒ともに1
5%以上40%以下である。望ましくは20%以上35
%以下である。
0として、その5%以上10%未満に1μm未満のマグ
ネシア粒および/または酸化クロム粒を使用する。
ロムの使用の合計量が10%を越えなければ任意に配合
することが可能である。
シア粒、酸化クロム粒の一方または両方を混合しての使
用が可能であり、混合して使用する時の配合割合は任意
に決めてよい。
焼結が進みすぎ、マグクロレンガ全体が緻密なリボンド
質マグクロレンガとなるため、使用できない。次に使用
する各原料の組成・純度とその理由について示す。
ネシアが重量割合で0.2〜0.4であり、CaO、S
iO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、およびB2 O3 の含
有量の合計が15wt重量%以下のものがよい。その理
由は接触するスラグの塩基度が変化しても上記の組成範
囲であれば、電融マグクロ粒の耐食性を高く維持できる
からである。
98%以上のものであればよく、その理由はマグネシア
含有量が98%未満であれば耐食性が低下するからであ
る。
98%以上のものであればよく、その理由はマグネシア
含有量が98%未満であれば耐食性が低下するからであ
る。
造される。上記の所定粒度原料を所定割合に混合し、こ
れに結合剤を加えて混練し、混練したものを金型に充填
して成形する。成形はプレスを用いた成形が望ましく、
オイルプレス、フリクションプレス、真空フリクション
プレス等の使用が可能である。成形圧力は500以上2
000Kg/cm2 未満が望ましい。これは500Kg
/cm2 未満だと成形体の充填密度が低すぎ焼成時に充
分に焼結せず、2000Kg/cm2 以上だと成形時に
原料粒、特に粗粒原料が破壊するためである。成形体は
電気炉、ガス炉、トンネルキルン等を用いて焼成する。
この時の雰囲気は大気雰囲気で良い。また焼成温度は1
800℃以上が望ましい。これは複合スピネルによる結
合は高温であるほど発達し易いためであり、これ以下の
温度であると不純物から生成した液相による結合が生じ
るためである。
グネシア粒、Cr2 O3 を原料に以下に示す本発明例お
よび比較例のマグクロレンガを試作した。
粒、マグネシア粒、酸化クロム粒を原料としてマグクロ
レンガを試作した。表3にそれぞれの配合割合と使用粒
度を示す。
粒、マグネシア粒、Cr2 O3 粒を原料としてマグクロ
レンガを試作した。表4にそれぞれの配合割合と使用粒
度を示す。
粒、マグネシア粒、Cr2 O3 粒を原料としてマグクロ
レンガを試作した。表5にそれぞれの配合割合と使用粒
度を示す。
粒、マグネシア粒、Cr2 O3 粒を原料としてマグクロ
レンガを試作した。表6にそれぞれの配合割合と使用粒
度を示す。
粒、マグネシア粒、Cr2 O3 粒を原料としてマグクロ
レンガを試作した。表7にそれぞれの配合割合と使用粒
度を示す。
粒、マグネシア粒、Cr2 O3 粒を原料としてマグクロ
レンガを試作した。表8にそれぞれの配合割合と使用粒
度を示す。
け)を結合剤として加えて混練した後、金型に混練物を
充填して1000Kg/cm2 の圧力で成形した。この
後、110℃で24時間乾燥した後、電気炉にて185
0℃で10時間焼成した。なお試作マグクロレンガのサ
イズは並型(230mm×114mm×65mm)であ
る。
いて下記の( 1) 〜( 4) の項目につい て測定または
テストを行った。
に準拠、 (2) 嵩比重測定 :JIS−R2205に準拠、 (3) 曲げ強度 :サンプルサイズ25mm×5mm
×150mmの3点曲げ試験。
m×50mmのサンプルに対して加熱・空冷を繰り返し
行うことで耐熱衝撃性を評価した。電気炉中で1400
℃×15分加熱後炉外に取り出し、15分間空冷した。
これを1サイクルとしてサンプルからレンガの剥落が生
ずるまでのサイクル数で評価した。値の大きいものほど
耐熱衝撃性に優れていることを示している。
高周波誘導炉に各レンガを張り分けし、マグクロレンガ
の残存量を比較して耐食性を評価した。溶鋼温度は16
00℃、試験時間は30分でこれにCaO/SiO2 比
1.3のスラグを加えて試験した。比較例3の値を10
0とし、これに対する比で表しており、値の大きなもの
ほど耐食性に優れていることを示している。
断し、スラグの浸透深さを比較した。これは比較例3を
100とし、値が小さいものほど浸透深さが浅いことを
示している。
に、本発明のマグクロレンガでは耐食性が比較例よりも
向上し、耐熱衝撃性も比較例以上の特性を示した。
Claims (1)
- 【請求項1】 粒径が300μm以上5mm未満の粗粒
と、50μm以上300μm未満の中粒と、50μm未
満の微粒から構成された定形耐火物であって、前記粗粒
および中粒に電解溶融マグクロ粒を、微粒にマグネシア
粒および/またはCr2 O3 粒を使用し、前記粗粒、中
粒、微粒の配合割合が重量%でそれぞれ15〜40%で
あり、構成全重量の内、前記微粒のマグネシア粒および
/またはCr2 O3 粒の5重量%以上10重量%未満が
粒径1μm未満の粒径の原料を使用して成形、焼成する
ことを特徴とするマグネシア・クロム定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37052298A JP3622545B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | マグネシア・クロム定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37052298A JP3622545B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | マグネシア・クロム定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000191364A true JP2000191364A (ja) | 2000-07-11 |
| JP3622545B2 JP3622545B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=18497136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37052298A Expired - Fee Related JP3622545B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | マグネシア・クロム定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3622545B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011179793A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Mitsubishi Materials Corp | マグネシア−クロム質耐火物及び銅製錬炉並びに連続製銅炉 |
| WO2013133222A1 (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Jfeスチール株式会社 | 定形耐火物およびその製造方法 |
| JP2015048293A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-03-16 | Jfeスチール株式会社 | 定形耐火物およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598666A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | ノ−トン・カンパニ− | クロミア・マグネシア耐火物 |
| JPH03146454A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-21 | Kurosaki Refract Co Ltd | セラミック微粉末及び耐火物の製造方法 |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP37052298A patent/JP3622545B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS598666A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | ノ−トン・カンパニ− | クロミア・マグネシア耐火物 |
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| JP2015048293A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-03-16 | Jfeスチール株式会社 | 定形耐火物およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3622545B2 (ja) | 2005-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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