(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定炭素量として２重量％以上含むマグネシア・カ−ボン質、縮合リン酸ソ−ダ、ハイアルミナセメント及び水を添加してなる不定形耐火物であって、縮合リン酸ソ−ダが外掛けで０．５〜４重量％、ハイアルミナセメントが縮合リン酸ソ−ダの添加量に対して１０〜８０重量％、水の添加量が４〜８重量％であり、該水にて混練・流し込み施工し、１１０℃で２４時間乾燥した後の見掛気孔率が１２％以下であることを特徴とする二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物に関し、鉄鋼産業における取鍋(溶鋼容器)の内張りライニング用として使用する不定形耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、高級鋼の溶製ニ−ズに対処するため、溶鋼取鍋にてＬＦ(Ladle Furnace)処理や真空脱ガス処理などの二次精錬処理が行われている。
この二次精錬処理処理用取鍋の内側り用ライニング材としては、マグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)が、高熱で長時間の精錬処理に耐える材質として、一般的に使用されている。
【０００３】
しかしながら、昨今の築炉作業の省力化および省人化、また、築炉工の高年齢化や築炉工の不足に対応するため、上記定形耐火物に代えて“築炉の機械化が可能な不定形耐火物”の適用が指向されてきている。そして、高耐食性を有する取鍋内張り用の不定形耐火物として、マグネシア原料を活用した流し込み材(マグネシア質流し込み材)が検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記マグネシア質流し込み材(不定形耐火物)は、前記マグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)と比較して、
(1) スラグ浸潤が大きく、構造的スポ−リングによる剥離を起こす、
(2) 耐食性が1／2以下であり、耐溶損性が極端に劣る、
などの欠点を有している。
【０００５】
このマグネシア質流し込み材のスラグ浸潤を抑制し、構造的スポ−リングの防止を意図した流し込み材(不定形耐火物)の材質として、(A)マグネシアとシリカを組み合わせた流し込み材(特公昭62−113号公報)，(B)ジルコニア含有マグネシア原料を使用した流し込み材(特公平7−37344号公報)が提案されている。
しかし、これらの流し込み材(A)，(B)は、マグネシア質流し込み材と比較して、スラグ浸潤抑制効果は認められるものの、前記したマグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)と比較して、スラグ浸潤抑制が未だ充分とは言えず、かつ耐溶損性も不十分である。
【０００６】
また、(C)縮合リン酸ソ−ダ系バインダ−とハイアルミナセメントを結合剤とした黒鉛を含有するマグネシア・カ−ボン質流し込み材(特開昭57−92581号公報)，(D)ピッチやフェノ−ルで金属や合金をコ−ティングしたカ−ボン原料を含有するマグネシア・カ−ボン質流し込み材(特公昭62−20153号公報)も提案されている。しかし、これらの流し込み材(C)，(D)についても、スラグ浸潤抑制効果は認められるものの、耐火物の組織的に不十分であり、組織の脆弱化などにより耐用性は不十分である。
【０００７】
本発明者等は、前記マグネシア含有質流し込み材の浸透を抑制し、かつ組織の脆弱化を抑制することにより、過酷な使用条件である二次精錬用取鍋内張りに適用可能な流し込み材を開発するために鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成したものである。
即ち、本発明の目的は、スラグの浸透および組織の脆弱化を抑制し、従来の前記マグネシア・カ−ボン質れんが(定形耐火物)に匹敵する耐用性を有する、水にて混練可能な流し込み材を提供することにあり、二次精錬用取鍋の内張りとして使用する不定形耐火物(流し込み材)を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物(流し込み材)は、固定炭素量として２重量％以上含むマグネシア・カ−ボン質、縮合リン酸ソ−ダ、ハイアルミナセメント及び水を添加してなる不定形耐火物であって、縮合リン酸ソ−ダが外掛けで０．５〜４重量％、ハイアルミナセメントが縮合リン酸ソ−ダの添加量に対して１０〜８０重量％、水の添加量が４〜８重量％であり、該水にて混練・流し込み施工し、１１０℃で２４時間乾燥した後の見掛気孔率が１２％以下であることを特徴とし、これにより前記目的を達成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明すると、本発明で使用するカ−ボン原料としては、機能性微粒子状フェノ−ル樹脂，粉末ピッチ，ピッチでコ−ティングされた黒鉛，処理コ−クス粉末，カ−ボンブラック，マグネシア・カ−ボンれんが未使用品あるいは使用後の破砕粒より選択された１種または２種以上を使用することができる。
【００１０】
本発明において、上記カ−ボン原料の添加量としては、流し込み材での固定炭素量が２重量％以上に調整する必要があり、この点を本発明の特徴の１つとするものである。
その理由は、流し込み材中の固定炭素量が２重量％より少ない場合は、カ−ボンのスラグに対する難濡れ性の効果が少なく、スラグの浸透抑制効果が発揮できないからである。なお、固定炭素量の上限については、特に限定するものではないが、流し込み材の施工性に問題を与えないためには15重量％以下が好ましく、より好ましくは11重量％以下である。
【００１１】
また、流し込み材を構成するマグネシア原料としては、電融マグネシアクリンカ−，海水マグネシアクリンカ−，天然マグネシアクリンカ−の１種あるいは２種以上を使用することができ、これらを粉砕し所望粒度に調整したものが好ましい。
【００１２】
本発明に係る流し込み材は、前記したカ−ボン原料およびマグネシア原料を用いて得られたものであって、特に固定炭素量として２重量％以上含むマグネシア・カ−ボン質からなる点を特徴とするが、これを水にて混練・流し込み施工し、110℃で24時間乾燥した後の見掛気孔率が“12％以下”でなければならず、この点も本発明の特徴の１つとするものである。
見掛気孔率が12％より大きくなると、耐食性が低下し、かつ添加しているカ−ボン原料の酸化も促進され、耐用性が不十分となるので好ましくない。
【００１３】
本発明において、上記した見掛気孔率を12％以下にする手段としては、バインダ−(結合剤)として縮合リン酸ソーダを使用することにより達成することができ、その添加量としては0.5〜4重量％が好ましい。なお、縮合リン酸ソ−ダとしては、例えばス−パ−ヘキサメタリン酸ソ−ダのような長鎖のリン酸ソ−ダの使用が好ましい。
また、凝集作用を制御するため、ハイアルミナセメントを縮合リン酸ソーダと併用することが望ましく、その添加量としては、縮合リン酸ソーダの添加量に対して10〜80重量％、より好ましくは20〜75重量％である。
【００１４】
縮合リン酸ソーダの添加量が0.5重量％未満の場合は、見掛気孔率が12％より大きくなり、耐蝕性の低下や添加しているカーボン原料の酸化が促進するため、耐用性が不十分となるので好ましくない。一方、縮合リン酸ソーダの添加量が4重量％より多い場合は、流し込み材の粘性が増大し、施工に問題が発生しやすいので好ましくない。
また、凝集材として使用するハイアルミナセメントの添加量が縮合リン酸ソーダの添加量に対して10重量％未満の場合は、凝集が極端に遅くなり、一方、80重量％より多い場合は、可使時間が短くなり、施工面で問題が生じやすいので好ましくない。
【００１５】
本発明に係る二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物(流し込み材)において、流動性を向上させるため、水酸化マグネシウム超微粉や軽焼マグネシア超微粉などのマグネシア超微粉，仮焼アルミナ超微粉，シリカ系超微粉などを添加することも可能であり、これらの添加も本発明に包含されるものである。
【００１６】
また、本発明において、流し込み材施工時の作業性や可使時間などを調整するため、塩基性乳酸アルミニウム，クエン酸，炭酸リチウム，水酸化カルシウムなどを使用することができ、また、必要に応じて、アルミニウム粉末，アルミニウム合金粉末，発泡剤，金属ファイバ−，有機ファイバ−，セラミックファイバ−，カ−ボンファイバ−などを、本発明の効果を阻害しない範囲で、添加することもできる。
さらに、マグネシア・カ−ボンれんがやマグネシア・カ−ボンペレットなどを６ｍｍ以上に破砕あるいは粒度調整した粗大粒を添加しても良い。
【００１７】
本発明に係る不定形耐火物(流し込み材)の施工方法としては、前記した配合組成に水を4〜8重量％添加・混練し、施工枠内に流し込むことによって行うことができる。この際、充分な充填性を得るため、ユ−ラスモ−タ−，棒状バイブレ−タ−，板状バイブレ−タ−などの振動機を併用するのが好ましい。
また、施工方法としては、直接取鍋内張りに施工するだけでなく、予め任意の形状に成形したブロックを製造し、該ブロックを用いて取鍋内張りに築炉しても良い。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、本発明に係る不定形耐火物(流し込み材)について更に説明する。
【００１９】
（実施例１〜７，比較例１〜３）
表１に示す割合でマグネシア・カ−ボン質流し込み材を調製し、流し込み施工した。各実施例，比較例とも鍋内容量が20tonの二次精錬用取鍋で実施した。
【００２０】
各実施例，比較例で使用した耐火物の化学成分値，物性値，取鍋寿命，スラグライン部最大損傷速度，従来のマグネシア・カ−ボンれんがに対する寿命比較の各値を測定し、それらを表１に示す。
【００２１】
【表１】
0003685568.tif 000002
【００２２】
表１から、本発明の範囲内の実施例１〜７では、従来のマグネシア・カ−ボンれんがと比較すると、1／2以上の耐用を得ることが認められ、充分に実用化可能であることが判明した。そして、この事実から、れんが積みに比較して築炉作業の負荷低減を図ることが可能になった。
【００２３】
これに対して、固定炭素量が本発明の範囲外の比較例１(固定炭素量：1.3ｗｔ％)、および、固定炭素量が本発明の範囲内であるけれども、110℃で24時間乾燥後の見掛気孔率が本発明の範囲外の比較例２，３(見掛気孔率：12.7％，14.0％)では、いずれも従来のマグネシア・カ−ボンれんが施工と比較して、1／3以下の耐用であり、実用化が不可能であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の二次精錬取鍋内張り用不定形耐火物(流し込み材)は、以上詳記したとおり、固定炭素量として２重量％以上含むマグネシア・カ−ボン質、縮合リン酸ソ−ダ、ハイアルミナセメント及び水を添加してなる不定形耐火物であって、縮合リン酸ソ−ダが外掛けで０．５〜４重量％、ハイアルミナセメントが縮合リン酸ソ−ダの添加量に対して１０〜８０重量％、水の添加量が４〜８重量％であり、該水にて混練・流し込み施工し、１１０℃で２４時間乾燥した後の見掛気孔率が１２％以下であることを特徴とし、このマグネシア・カ−ボン質流し込み材の適用により、二次精錬鍋内張りの寿命は、一般的に用いられているマグネシア・カ−ボンれんが内張りの寿命の1／2以上が可能であるという効果が生じる。そのため、本発明によれば、れんが積み施工と比較して、築炉作業の負荷低減を可能とするという顕著な効果を有するものである。