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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

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Publication number
JP2000191364A
JP2000191364A JP10370522A JP37052298A JP2000191364A JP 2000191364 A JP2000191364 A JP 2000191364A JP 10370522 A JP10370522 A JP 10370522A JP 37052298 A JP37052298 A JP 37052298A JP 2000191364 A JP2000191364 A JP 2000191364A
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JP
Japan
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grains
less
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magnesia
particle size
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JP10370522A
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English (en)
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Inventor
Atsuya Kasai
篤也 葛西
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱衝撃性を低下させることなく、容易にス
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 3 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
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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は溶銑・溶鋼の精錬に
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。
【0002】
【従来の技術】マグネシア・クロム定形耐火物(以下、
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。
【0003】一般的なレンガの結合組織は原料に含まれ
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 3 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 3 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 3
Fe2 3 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 3 のス
ピネルの生成を促進させている。
【0004】また、アーク炉にてマグネシアとクロム鉄
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。
【0005】この場合、一度スピネル結合が生じた電融
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。
【0006】リボンド質マグクロレンガとダイレクトボ
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。
【0007】電融マグクロ粒を用いたリボンド質マグク
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。
【0008】しかし現在の精錬工程ではスラグ組成が広
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。
【0009】特にマグクロレンガでは、稼働面(溶鋼や
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。
【0010】レンガの組織構成は、骨材とマトリックス
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。
【0011】構造スポールは主に上記マトリックス部分
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。
【0012】しかしながら、気孔量を低減させるとレン
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。
【0013】特開平8−290958号公報には、気孔
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。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マイクロ波
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。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者は、試験を重ね
下記(A)〜(D)の知見を得た。
【0016】(A)粒径が300μm以上5mm未満の
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。
【0017】(B)粗粒および中粒の配合割合がそれぞ
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。
【0018】(C)粒径が50μm未満の微粒部の配合
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。
【0019】(D)マグクロレンガは焼成することで原
料粒子が焼結し、強度が発現する。
【0020】この焼結とは各原料粒子がその接触部分で
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。
【0021】本発明者は1μm以下の超微粉の添加量を
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。
【0022】本表は全気孔量に占める10μm以上また
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。
【0023】1μm未満の微粉添加量が10%を超える
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。
【0024】
【表1】
【0025】本発明は、以上の知見に基づいてなされた
もので、その要旨は、下記のとおりである。
【0026】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 3 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 3 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。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明のマグクロレンガでは、配
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。
【0028】原料全体に対する各粒度の配合割合は全原
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。
【0029】この微粒部のうち全原料の合計重量を10
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。
【0030】1μm未満の微粉は、マグネシア、酸化ク
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。
【0031】1μm以上の微粒部原料についてもマグネ
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。
【0032】微粒部に電融マグクロ粒を使用した場合は
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。
【0033】(1) 電融マグクロ粒:酸化クロム/マグ
ネシアが重量割合で0.2〜0.4であり、CaO、S
iO2 、Al2 3 、Fe2 3 、およびB2 3 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。
【0034】(2) マグネシア粒:マグネシア含有量が
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。
【0035】(3) 酸化クロム: 酸化クロムの純度が
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。
【0036】本発明のマグクロレンガは以下の工程で製
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。
【0037】
【実施例】表2に示した化学組成の電融マグクロ粒、マ
グネシア粒、Cr2 3 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。
【0038】
【表2】
【0039】(本発明例1)表2に示した電融マグクロ
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。
【0040】
【表3】
【0041】(本発明例2)表2に示した電融マグクロ
粒、マグネシア粒、Cr2 3 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。
【0042】
【表4】
【0043】(本発明例3)表2に示した電融マグクロ
粒、マグネシア粒、Cr2 3 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。
【0044】
【表5】
【0045】(比較例1)表2に示した電融マグクロ
粒、マグネシア粒、Cr2 3 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。
【0046】
【表6】
【0047】(比較例2)表2に示した電融マグクロ
粒、マグネシア粒、Cr2 3 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。
【0048】
【表7】
【0049】(比較例3)表2に示した電融マグクロ
粒、マグネシア粒、Cr2 3 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。
【0050】
【表8】
【0051】以上に示した配合割合で苦汁2%(外掛
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。
【0052】これら作製した6種のマグクロレンガにつ
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。
【0053】(1) 見掛気孔率 :JIS−R2205
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。
【0054】(4) 耐熱衝撃性試験:50mm×50m
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。
【0055】(5) スラグの浸透性および耐食性評価:
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
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。
【0056】スラグの浸透深さは、試験後のレンガを切
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。
【0057】表9に各評価結果を示す。同表に示すよう
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。
【0058】
【表9】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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 3 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 3 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。
JP37052298A 1998-12-25 1998-12-25 マグネシア・クロム定形耐火物 Expired - Fee Related JP3622545B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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