不焼成アルミナ−マグネシア−カーボン質れんが
【課題】 高耐用で、かつ、従来品よりも軽量な不焼成アルミナ−マグネシア−カーボン質れんがを提供する。
【解決手段】 アルミナ質原料に代えて、Ａｌ２Ｏ３：６０〜９０重量％、ＭｇＯ：３〜３０重量％、ＣａＯ：３〜２０重量％、その他２重量％以下で、かさ比重が３．１０〜３．６０であるカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を添加した不焼成アルミナ−マグネシア−カーボン質れんがであること。
【解決手段】 アルミナ質原料に代えて、Ａｌ２Ｏ３：６０〜９０重量％、ＭｇＯ：３〜３０重量％、ＣａＯ：３〜２０重量％、その他２重量％以下で、かさ比重が３．１０〜３．６０であるカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を添加した不焼成アルミナ−マグネシア−カーボン質れんがであること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶鋼・溶銑用取鍋、混銑車などの溶融金属用容器の内張りに使用される不焼成アルミナ−マグネシア−カーボン質れんがに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミナ−マグネシア−カーボンれんがは溶鋼鍋をはじめとした溶銑、溶鋼用容器や精錬設備の内張り材として広く活用されている。
【０００３】
上記アルミナ−マグネシア−カーボンれんがに添加されているカーボンは高熱伝導率でスラグに濡れ難くれんがに添加した場合に耐熱スポ−リング性を付与するという特徴を有しているため、高融点骨材である高純度のアルミナと組み合わせることにより優れた耐用性を持つれんがを得ることができる。
【０００４】
ところでアルミナ−マグネシア−カーボンれんがの耐用性を決定付ける要因の一つに骨材の種類や純度がある。この骨材の種類や純度は主として耐食性に大きく影響を与えるため、耐食性が重視される溶鋼取鍋等に適用されるれんがについては高純度のアルミナを使用するのが常である。
【０００５】
一方、耐食性がさほど必要でない部位に適用されるアルミナ−マグネシア−カーボンれんがについてはコスト面を勘案し低純度のアルミナ骨材が適用されるケ−スもある。
【０００６】
これらのれんがを溶銑、溶鋼用容器などに施工する築炉作業は作業者による手積みがほとんどであり、高温下での作業になることが多く且つ長時間の重筋労働を伴うこの築炉作業は作業内容の改善が求められている。
【０００７】
また製鉄所内で溶銑、溶鋼用容器などを搬送する際にはクレーンの使用が一般的であるが、粗鋼を増産するために鍋容量を増やそうとした場合、クレーン能力の不足によって制約を受ける場合が多い。容器の内張りのれんがの重量が大きければ、その分、容器に収容できる溶銑や溶鋼の容量は限られてくる。
【０００８】
これまでにれんがの軽量化は種々の方法により検討されている。
例えば中空の断熱アルミナ骨材を使用する方法、低かさ比重の天然アルミナ原料を使用する方法やれんがの締まりをゆるくし高気孔率化する方法などが挙げられる。しかしこれらの方法は何れもれんがの耐食性を大きく損なうため実際の使用には適していない。
【０００９】
またアルミナ−マグネシア−カーボンれんが中のカーボン添加量を増やすことによりれんがのかさ比重を低下させる方法もあるが、前述のようにカーボンは高熱伝導率であるため鉄皮からの熱ロス増大を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のような事情から築炉作業における作業負荷の軽減及び築炉作業の効率化に対してれんがの軽量化は有効な一方策となりうる。
【００１１】
さらにれんがの軽量化により搬送用クレーンの能力を最大限に活用することも可能になり、不要な設備投資を行わずにすむ。
【００１２】
本発明は、アルミナ−マグネシア−カーボンれんがにカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を適用することにより、軽量、高耐食性且つ低熱伝導性を有するアルミナ−マグネシア−カーボンれんがを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はカーボン質原料を０．５〜３０重量％、アルミナ質原料を５〜９５重量％、マグネシア質原料を０．５〜４０％、金属粉を１０重量％以下、適量の結合材からなるアルミナ−マグネシア−カーボンれんがに対し、アルミナ質原料に代えてカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を添加したことを特徴とする不焼成炭素含有耐火物である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により製造される高耐用軽量アルミナ−マグネシア−カーボンれんがは、耐食性を損ねることなくかさ比重を低くすることができ、さらにれんがに低熱伝導性を付与することができる。またかさ比重が低くなるとれんが１本あたりの重量が軽くなるため、築炉作業の迅速化及び築炉作業負荷の軽減を図ることができる。これらのことから溶鋼鍋や転炉等の内張り材として極めて効果的なれんがを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明で用いるカーボン質材料としては天然黒鉛、ピッチコ−クス、カーボンブラック等の既知のカーボン質材料が挙げられる。本発明においてカーボン量を０．５〜３０重量％と限定する理由は、カーボン量が０．５重量％未満では耐浸潤性及び耐熱スポ−リング性が大きく低下し、また３０％を超えて添加する場合には熱間強度の不足や酸化後の組織不良を招くためである。
【００１６】
マグネシア原料としては天然マグネシア、焼結マグネシア、電融マグネシアなどマグネシアを主体としたものであればいずれも適用可能であり、これらのうちの１種又は２種以上を選び配合することができる。本発明においてマグネシア原料の添加量を０．５〜４０重量％と限定する理由は、マグネシア原料添加量が０．５重量％未満では耐浸潤性及び耐食性が大きく低下し、また４０％を超えて添加する場合には稼働面付近の変質が大きくなり剥離損傷が甚大となるためである。
【００１７】
金属粉としては金属シリコン、金属アルミニウム、金属マグネシウム、アルミニウム−マグネシウム合金、鉄粉などが適用可能であり、これらのうちの１種又は２種以上を選び配合することができる。
【００１８】
表１及び表２に当社使用アルミナ原料の粒物性の測定結果の例を示す。アルミナ質原料に代えて本発明で用いるカルシア−マグネシア−アルミナ骨材は従来使用されているホワイトアルミナやブラウンアルミナのような電融アルミナ骨材、焼結アルミナ骨材や電融スピネル骨材と比較して同程度の気孔率でありながらかさ比重が大幅に低いことが特徴である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
このカルシア−マグネシア−アルミナ骨材の化学組成はＡｌ２Ｏ３：６０〜９０重量％、ＭｇＯ：３〜３０重量％、ＣａＯ：３〜２０重量％、その他２％以下であり、鉱物組成はＣａＡｌ４Ｏ７のようなＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系鉱物とＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３スピネルを主体としている。このカルシア−マグネシア−アルミナ骨材は任意の割合で従来のアルミナ質原料と置換可能である。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例について説明する。各例は表３及び表４に示す配合物及び添加物を混練後、フリクションプレスを用いて成形し、２００℃×２４時間加熱乾燥し試験に用いた。
【００２３】
表３及び表４に示すれんがの見掛気孔率とかさ比重はＪ１Ｓ Ｒ２２０２に従って測定を行った。
【００２４】
【表３】
【００２５】
表３及び表４に示す溶損指数は１６５０℃×５時間、Ｃ／Ｓ＝１．７のスラグに対するもので、試験後試料の侵食深さを測定し、比較品Ｎｏ．４を１００として指数化している。数値は小さいほど良好である。
【００２６】
【表４】
【００２７】
表３の結果から明らかなように、本発明実施例のうちＮｏ．１〜Ｎｏ．３については従来のホワイトアルミナ原料を使用した比較品（Ｎｏ．４〜Ｎｏ．５）と同程度の見掛け気孔率を保ちつつ、低かさ比重となっている。また耐食性も電融アルミナを主骨材として使用したＮｏ．４とほぼ同等であり、焼結アルミナを主骨材としたＮｏ．５より良好であった。
【００２８】
熱伝導率については本発明品であるＮｏ．１〜Ｎｏ．３は比較品Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７及びＮｏ．８より大幅に低い値となっており、礬土頁岩を適用したＮｏ．６とほぼ同等であった。また発明品はカルシア−マグネシア−アルミナ骨材の添加量が増すに従って低熱伝導率化する傾向にある。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によって、れんが築炉作業時における作業負荷を軽減し、かつ、高耐用で熱伝導率の低いアルミナ−マグネシア−カーボン質れんがを提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶鋼・溶銑用取鍋、混銑車などの溶融金属用容器の内張りに使用される不焼成アルミナ−マグネシア−カーボン質れんがに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミナ−マグネシア−カーボンれんがは溶鋼鍋をはじめとした溶銑、溶鋼用容器や精錬設備の内張り材として広く活用されている。
【０００３】
上記アルミナ−マグネシア−カーボンれんがに添加されているカーボンは高熱伝導率でスラグに濡れ難くれんがに添加した場合に耐熱スポ−リング性を付与するという特徴を有しているため、高融点骨材である高純度のアルミナと組み合わせることにより優れた耐用性を持つれんがを得ることができる。
【０００４】
ところでアルミナ−マグネシア−カーボンれんがの耐用性を決定付ける要因の一つに骨材の種類や純度がある。この骨材の種類や純度は主として耐食性に大きく影響を与えるため、耐食性が重視される溶鋼取鍋等に適用されるれんがについては高純度のアルミナを使用するのが常である。
【０００５】
一方、耐食性がさほど必要でない部位に適用されるアルミナ−マグネシア−カーボンれんがについてはコスト面を勘案し低純度のアルミナ骨材が適用されるケ−スもある。
【０００６】
これらのれんがを溶銑、溶鋼用容器などに施工する築炉作業は作業者による手積みがほとんどであり、高温下での作業になることが多く且つ長時間の重筋労働を伴うこの築炉作業は作業内容の改善が求められている。
【０００７】
また製鉄所内で溶銑、溶鋼用容器などを搬送する際にはクレーンの使用が一般的であるが、粗鋼を増産するために鍋容量を増やそうとした場合、クレーン能力の不足によって制約を受ける場合が多い。容器の内張りのれんがの重量が大きければ、その分、容器に収容できる溶銑や溶鋼の容量は限られてくる。
【０００８】
これまでにれんがの軽量化は種々の方法により検討されている。
例えば中空の断熱アルミナ骨材を使用する方法、低かさ比重の天然アルミナ原料を使用する方法やれんがの締まりをゆるくし高気孔率化する方法などが挙げられる。しかしこれらの方法は何れもれんがの耐食性を大きく損なうため実際の使用には適していない。
【０００９】
またアルミナ−マグネシア−カーボンれんが中のカーボン添加量を増やすことによりれんがのかさ比重を低下させる方法もあるが、前述のようにカーボンは高熱伝導率であるため鉄皮からの熱ロス増大を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のような事情から築炉作業における作業負荷の軽減及び築炉作業の効率化に対してれんがの軽量化は有効な一方策となりうる。
【００１１】
さらにれんがの軽量化により搬送用クレーンの能力を最大限に活用することも可能になり、不要な設備投資を行わずにすむ。
【００１２】
本発明は、アルミナ−マグネシア−カーボンれんがにカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を適用することにより、軽量、高耐食性且つ低熱伝導性を有するアルミナ−マグネシア−カーボンれんがを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はカーボン質原料を０．５〜３０重量％、アルミナ質原料を５〜９５重量％、マグネシア質原料を０．５〜４０％、金属粉を１０重量％以下、適量の結合材からなるアルミナ−マグネシア−カーボンれんがに対し、アルミナ質原料に代えてカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を添加したことを特徴とする不焼成炭素含有耐火物である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により製造される高耐用軽量アルミナ−マグネシア−カーボンれんがは、耐食性を損ねることなくかさ比重を低くすることができ、さらにれんがに低熱伝導性を付与することができる。またかさ比重が低くなるとれんが１本あたりの重量が軽くなるため、築炉作業の迅速化及び築炉作業負荷の軽減を図ることができる。これらのことから溶鋼鍋や転炉等の内張り材として極めて効果的なれんがを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明で用いるカーボン質材料としては天然黒鉛、ピッチコ−クス、カーボンブラック等の既知のカーボン質材料が挙げられる。本発明においてカーボン量を０．５〜３０重量％と限定する理由は、カーボン量が０．５重量％未満では耐浸潤性及び耐熱スポ−リング性が大きく低下し、また３０％を超えて添加する場合には熱間強度の不足や酸化後の組織不良を招くためである。
【００１６】
マグネシア原料としては天然マグネシア、焼結マグネシア、電融マグネシアなどマグネシアを主体としたものであればいずれも適用可能であり、これらのうちの１種又は２種以上を選び配合することができる。本発明においてマグネシア原料の添加量を０．５〜４０重量％と限定する理由は、マグネシア原料添加量が０．５重量％未満では耐浸潤性及び耐食性が大きく低下し、また４０％を超えて添加する場合には稼働面付近の変質が大きくなり剥離損傷が甚大となるためである。
【００１７】
金属粉としては金属シリコン、金属アルミニウム、金属マグネシウム、アルミニウム−マグネシウム合金、鉄粉などが適用可能であり、これらのうちの１種又は２種以上を選び配合することができる。
【００１８】
表１及び表２に当社使用アルミナ原料の粒物性の測定結果の例を示す。アルミナ質原料に代えて本発明で用いるカルシア−マグネシア−アルミナ骨材は従来使用されているホワイトアルミナやブラウンアルミナのような電融アルミナ骨材、焼結アルミナ骨材や電融スピネル骨材と比較して同程度の気孔率でありながらかさ比重が大幅に低いことが特徴である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
このカルシア−マグネシア−アルミナ骨材の化学組成はＡｌ２Ｏ３：６０〜９０重量％、ＭｇＯ：３〜３０重量％、ＣａＯ：３〜２０重量％、その他２％以下であり、鉱物組成はＣａＡｌ４Ｏ７のようなＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系鉱物とＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３スピネルを主体としている。このカルシア−マグネシア−アルミナ骨材は任意の割合で従来のアルミナ質原料と置換可能である。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例について説明する。各例は表３及び表４に示す配合物及び添加物を混練後、フリクションプレスを用いて成形し、２００℃×２４時間加熱乾燥し試験に用いた。
【００２３】
表３及び表４に示すれんがの見掛気孔率とかさ比重はＪ１Ｓ Ｒ２２０２に従って測定を行った。
【００２４】
【表３】
【００２５】
表３及び表４に示す溶損指数は１６５０℃×５時間、Ｃ／Ｓ＝１．７のスラグに対するもので、試験後試料の侵食深さを測定し、比較品Ｎｏ．４を１００として指数化している。数値は小さいほど良好である。
【００２６】
【表４】
【００２７】
表３の結果から明らかなように、本発明実施例のうちＮｏ．１〜Ｎｏ．３については従来のホワイトアルミナ原料を使用した比較品（Ｎｏ．４〜Ｎｏ．５）と同程度の見掛け気孔率を保ちつつ、低かさ比重となっている。また耐食性も電融アルミナを主骨材として使用したＮｏ．４とほぼ同等であり、焼結アルミナを主骨材としたＮｏ．５より良好であった。
【００２８】
熱伝導率については本発明品であるＮｏ．１〜Ｎｏ．３は比較品Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７及びＮｏ．８より大幅に低い値となっており、礬土頁岩を適用したＮｏ．６とほぼ同等であった。また発明品はカルシア−マグネシア−アルミナ骨材の添加量が増すに従って低熱伝導率化する傾向にある。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によって、れんが築炉作業時における作業負荷を軽減し、かつ、高耐用で熱伝導率の低いアルミナ−マグネシア−カーボン質れんがを提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ質原料に代えてＡｌ２Ｏ３：６０〜９０重量％、ＭｇＯ：３〜３０重量％、ＣａＯ：３〜２０重量％、その他２％以下で、かさ比重が３．１０〜３．６０であるカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を添加したことを特徴とする不焼成アルミナ−マグネシア−カーボンれんが。
【請求項２】
カーボン質原料を０．５〜３０重量％、アルミナ質原料を５〜９５重量％、マグネシア質原料を０．５〜４０％、金属粉を１０重量％以下、適量の結合材からなる請求項１に記載の不焼成アルミナ−マグネシア−カーボンれんが。
【請求項１】
アルミナ質原料に代えてＡｌ２Ｏ３：６０〜９０重量％、ＭｇＯ：３〜３０重量％、ＣａＯ：３〜２０重量％、その他２％以下で、かさ比重が３．１０〜３．６０であるカルシア−マグネシア−アルミナ骨材を添加したことを特徴とする不焼成アルミナ−マグネシア−カーボンれんが。
【請求項２】
カーボン質原料を０．５〜３０重量％、アルミナ質原料を５〜９５重量％、マグネシア質原料を０．５〜４０％、金属粉を１０重量％以下、適量の結合材からなる請求項１に記載の不焼成アルミナ−マグネシア−カーボンれんが。
【公開番号】特開２０１０−１８９２４９（Ｐ２０１０−１８９２４９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８６８７（Ｐ２００９−５８６８７）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００１９７１）品川リフラクトリーズ株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００１９７１）品川リフラクトリーズ株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
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