(57)【要約】【課題】スピネル含有アルミナセメントを使用した不定形耐火物の耐食性と耐スラグ浸潤性を更に高めるとともに、亀裂剥離の発生を低減することにある。【解決手段】アルミナセメントとして少なくともスピネル含有アルミナセメントを含む粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、アルミナセメントに含まれるＣａＯ量が０．５〜２．５質量％、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量が３．５〜１０．５質量％である不定形耐火物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナセメントとして少なくともスピネル含有アルミナセメントを含む粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、アルミナセメントに含まれるＣａＯ量が０．５〜２．５質量％、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量が３．５〜１０．５質量％である不定形耐火物。
【請求項２】
前記耐火原料１００質量％に占める割合で、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネルと粒径０．１ｍｍ以下のスピネル原料との合計量が５．５〜２２質量％である請求項１に記載の不定形耐火物。
【請求項３】
前記耐火原料１００質量％に占める割合で、粒径０．１ｍｍ以下のマグネシア原料の含有量が３〜９質量％である請求項１に記載の不定形耐火物。
【請求項４】
前記耐火原料１００質量％に占める割合で、粒径が３μｍ以下の仮焼アルミナの含有量が４〜１０質量％である請求項１〜３のいずれかに記載の不定形耐火物。
【請求項５】
前記耐火原料が、粒径が０．１ｍｍ超８ｍｍ以下のアルミナ原料及びスピネル原料の少なくとも１種を合計で５０〜７５質量％含有する請求項１〜４のいずれかに記載の不定形耐火物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に製鋼処理装置に使用される不定形耐火物に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼処理装置においては、溶鋼やスラグと接触する耐火物として、非特許文献１及び２に示されるようなアルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物が使用されている。なお、本明細書において、スピネルとは、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系の化合物で、化学組成がＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３の化学量論組成及びＭｇＯあるいはＡｌ２Ｏ３が過剰に固溶した非化学量論組成の化合物のことをいう。
【０００３】
アルミナ−スピネル質の不定形耐火物は、スピネルがＦｅＯを固溶するので酸素洗浄や製鋼用スラグに対する耐食性と耐スラグ浸潤性が高く、更に、熱間強度が大きく、受熱後の残存膨張収縮が小さく体積安定性が高い特徴を有している。
【０００４】
アルミナ−マグネシア質の不定形耐火物は、使用中に１１００〜１２００℃以上に加熱されると材料中のアルミナとマグネシアが反応して微細なスピネルが形成され、この微細なスピネルが高い耐食性と耐スラグ浸潤性を示す。スピネルが微細な方が耐食性と耐スラグ浸潤性が高いので、一般的にアルミナ−マグネシア質の不定形耐火物は、アルミナ−スピネル質の不定形耐火物よりも耐食性と耐スラグ浸潤性が良好である。しかし、微細なスピネルを形成する反応が体積膨張を伴い、加熱された稼働面側だけでスピネル生成による膨張が発生するので稼働面側に大きな剥離や亀裂が発生する欠点があり、アルミナ−マグネシア質の不定形耐火物は、一般的に耐熱スポーリング性はアルミナ−スピネル質の不定形耐火物に劣る。
【０００５】
アルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物は、アルミナ−スピネル質とアルミナ−マグネシア質の不定形耐火物の両方の特徴を有しており、体積安定性、耐食性、耐スラグ浸潤性は両不定形耐火物の中間の特性を示す。
【０００６】
特許文献１は、粒径が５μｍ以下の微細なスピネルを使用したアルミナ−スピネル質の不定形耐火物を示しており、アルミナ−マグネシア質の不定形耐火物において使用中に形成される微細なスピネルを最初から含有させることで、アルミナ−スピネル質の不定形耐火物の耐食性と耐スラグ浸潤性を高めている。
【０００７】
また、非特許文献１、２及び特許文献２は、スピネルを含有したアルミナセメント（本明細書では「スピネル含有アルミナセメント」という。）を使用したアルミナ−スピネル質とアルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物を示している。
【０００８】
一般のアルミナセメントは、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を主な成分とし、一部のアルミナセメントは１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３等も含有しており、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３及び１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３が水硬性を示すので、不定形耐火物の結合材として使用されている。
【０００９】
また、一般のアルミナセメントを使用したアルミナ−スピネル質とアルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物は、使用中の稼働面近くの相が主にＡｌ２Ｏ３、スピネル及びＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３になっており、骨材のＡｌ２Ｏ３を除くマトリックス部と称されている部分は、主にスピネルとＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３から形成され、この２つの相が細かく均一に分散していると高い耐食性と耐スラグ浸潤性を示す。
【００１０】
非特許文献１、２に示されているスピネル含有アルミナセメントは、微細なスピネルとＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３及びＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３が均一に分散したものであり、このスピネル含有アルミナセメントを使用したアルミナ−スピネル質とアルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物は、マトリックス部に微細で均一に分散したスピネルとＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３が形成されるので高い耐食性と耐スラグ浸潤性を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２３８８３８号公報
【特許文献２】特開平８−１９８６４９号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Christoph Wohrmeyer et al.: New Spinel Containing Calcium AluminateCement for Corrosion Resistant Castable, Unitecr2011
【非特許文献２】Chris Parr et al.: Castables with Improved Corrosion Resistance forSteel-making Applications, Unitecr2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記特許文献１に示されているような超微粉スピネルを使用したアルミナ-スピネル質の不定形耐火物、上記非特許文献１、２に示されているようなスピネル含有アルミナセメントを使用したアルミナ−スピネル質及びアルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物は、耐食性と耐スラグ浸潤性が高められてはいるが、製鋼プロセスは苛酷であり、また、コスト削減のために更なる耐用の改善が求められている。
【００１４】
また、超微粉スピネルを使用したアルミナ−スピネル質の不定形耐火物は、所望の特性を得るためには超微粉スピネルとアルミナセメントが均一に混合分散するように、強力な混和装置や混練ミキサーを使用しなければならない。
【００１５】
一方、スピネル含有アルミナセメントを使用したアルミナ−スピネル質及びアルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物は、マトリックス部に微細で均一に分散したスピネルとＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３を容易に形成することが可能であるが、微細で均一に分散するために焼結しやすく、熱スポーリングによる亀裂剥離が発生しやすくなる。
【００１６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、スピネル含有アルミナセメントを使用した不定形耐火物の耐食性と耐スラグ浸潤性を更に高めるとともに、亀裂剥離の発生を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる課題を解決するため、本発明の要旨とするところは、
（１）アルミナセメントとして少なくともスピネル含有アルミナセメントを含む粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、アルミナセメントに含まれるＣａＯ量が０．５〜２．５質量％、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量が３．５〜１０．５質量％である不定形耐火物、
（２）前記耐火原料１００質量％に占める割合で、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネルと粒径０．１ｍｍ以下のスピネル原料との合計量が５．５〜２２質量％である（１）に記載の不定形耐火物、
（３）前記耐火原料１００質量％に占める割合で、粒径０．１ｍｍ以下のマグネシア原料の含有量が３〜９質量％である（１）に記載の不定形耐火物、
（４）前記耐火原料１００質量％に占める割合で、粒径が３μｍ以下の仮焼アルミナの含有量が４〜１０質量％である（１）〜（３）のいずれかに記載の不定形耐火物、
（５）前記耐火原料が、粒径が０．１ｍｍ超８ｍｍ以下のアルミナ原料及びスピネル原料の少なくとも１種を合計で５０〜７５質量％含有する請求項１〜４のいずれかに記載の不定形耐火物、
にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スピネル含有アルミナセメントから不定形耐火物に配合されるスピネル量とＣａＯ量を最適化することによって、その不定形耐火物の耐食性、耐スラグ浸潤性を高めることができ、更に熱スポーリングによる亀裂剥離の発生を少なくすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、主に、アルミナ−スピネル質不定形耐火物とアルミナ−スピネル−マグネシア質不定形耐火物に適用することができる。
【００２０】
本発明によるアルミナ−スピネル質不定形耐火物は、主に、スピネル含有アルミナセメント、アルミナ原料、スピネル原料、及び通常の不定形耐火物に使用される混和材と混和剤によって構成される。また、本発明によるアルミナ−スピネル−マグネシア質不定形耐火物は、主に、スピネル含有アルミナセメント、アルミナ原料、スピネル原料、マグネシア原料、シリカフラワー、及び通常の不定形耐火物に使用される混和材と混和剤によって構成される。ただし、乾燥時のマグネシアの消化に問題がない場合、熱間強度が重視される場合等は、シリカフラワーを使用しないことがある。
【００２１】
本発明においては、上記混和材を除く耐火原料全体を耐火原料という。本発明では混和剤を耐火原料に含めるが、これは不定形耐火物として全原料を混和した後に分離が困難だからである。
【００２２】
なお、混和材は、通常の不定形耐火物で使用されている有機繊維、Ａｌ粉末、メタルファイバー等、混和剤は、通常の不定形耐火物で使用されている減水剤、ＡＥ剤、消泡剤、硬化調整剤、流動性調整剤、マグネシアの消化防止剤、爆裂防止剤等をいう。
【００２３】
スピネル含有アルミナセメントとは、Ｋｅｒｎｅｏｓ社から発売されているＣＭＡ７２のように、主に微細なスピネルと水硬性を示すＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３の混合物からなるセメントのことであるが、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３等のその他のアルミン酸カルシウム、Ａｌ２Ｏ３を含んでいても良い。また、ＳｉＯ２やＦｅ２Ｏ３等の不純物に由来する成分、非晶質相、減水剤、硬化調整のための混和剤等を含んでいても良い。
【００２４】
また、本発明の不定形耐火物においては、必要に応じてスピネル含有アルミナセメントに加えてアルミナセメントを使用することができ、本発明では、アルミナセメントとして少なくともスピネル含有アルミナセメントを含む粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、アルミナセメント（スピネル含有アルミナセメント及びそれ以外のアルミナセメントの合計部）に含まれるＣａＯ量が０．５〜２．５質量％となるようにする。これらのスピネル含有アルミナセメント及びそれ以外のアルミナセメントは、いずれも大部分が粒径０．１ｍｍ以下であり、不定形耐火物のマトリックス部を構成する。
【００２５】
このように本発明では、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、ＣａＯ量や後述するスピネル量等を規定するが、これは、不定形耐火物の耐食性、耐スラグ浸潤性及び強度が、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料の化学組成及びアルミナセメント量の影響を大きく受けるからである。
【００２６】
アルミナ−スピネル質あるいはアルミナ−スピネル−マグネシア質の不定形耐火物の化学組成は，不純物成分を除くとＡｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＣａＯ系あるいはＡｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＣａＯ−ＳｉＯ２系であり、ＣａＯ含有量が少ないと製鋼用スラグに対する溶解量が少なく耐食性が高くなる。また、スラグ中のＣａＯは不定形耐火物中のＡｌ２Ｏ３と反応してＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３として捕捉され、浸潤するスラグは徐々にＣａＯ／ＳｉＯ２が小さくなって粘性が増加するので、不定形耐火物中のＣａＯ含有量が少ないと浸潤するスラグ先端のＣａＯ／ＳｉＯ２の低下による粘性の増加が早く、その結果としてスラグ浸潤が少なくなる。
【００２７】
このようにＣａＯ量を少なくする、すなわちアルミナセメントの使用量を少なくすると耐食性と耐スラグ浸潤性が高くなることは、従来の不定形耐火物でも同様であるが、これまではアルミナセメント量を少なくすると強度が必要以上に低下する欠点があった。これに対して本発明の不定形耐火物は、そのマトリックス部に、スピネル含有アルミナセメントに由来するスピネル、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３が微細に均一に分散しているために焼結しやすく、ＣａＯ量すなわちアルミナセメントの使用量を少なくしても強度の低下が少ない。
【００２８】
ＣａＯ量を０．５〜２．５質量％とするのは、ＣａＯ量が０．５質量％より少なくなるセメント量では強度が低くなり過ぎ、ＣａＯ量が２．５質量％より多くなると耐食性と耐スラグ浸潤性の改善が得られないからである。本発明の不定形耐火物では、上述のとおりＣａＯ量すなわちアルミナセメントの使用量を少なくしても強度の低下は少ないが、ＣａＯ量が０．５質量％より少なくなると強度が低くなり過ぎる。
【００２９】
本発明の不定形耐火物は、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量が３．５〜１０．５質量％である。スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネルは、粒径が０．１ｍｍ以下の微細なスピネルであり、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３等と均一に分散しているが、このスピネル量が３．５質量％より少ないと、本発明の目的である耐食性と耐スラグ浸潤性の向上効果が得られない。また、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量が１０．５質量％より多くなると、使用中に稼働面側の焼結が進んで亀裂剥離が多くなる。
【００３０】
本発明の不定形耐火物は、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、アルミナセメントに含まれるＣａＯ量が０．５〜２．５質量％、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量が３．５〜１０．５質量％であり、更に、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネルと粒径０．１ｍｍ以下のスピネル原料との合計量が５．５〜２２質量％であることが好ましい。このように調整すると、耐食性と耐スラグ浸潤性が高く、高強度で、かつ、耐熱スポーリング性が高い不定形耐火物を得ることができる。更に、０．１ｍｍより大きい粒径のスピネル原料を組み合わせて使用することで、耐食性と耐スラグ浸潤性を高めることも可能である。
【００３１】
また、本発明の不定形耐火物は、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、アルミナセメントに含まれるＣａＯ量が０．５〜２．５質量％、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量が３．５〜１０．５質量％であり、更に、粒径０．１ｍｍ以下のマグネシア原料の含有量が３〜９質量％であることが好ましい。このように調整すると、耐食性と耐スラグ浸潤性が高く、高強度で、かつ、耐熱スポーリング性が高い不定形耐火物を得ることができる。
【００３２】
更に、本発明の不定形耐火物は、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、粒径が３μｍ以下の仮焼アルミナの含有量が４〜１０質量％であることが好ましい。このように調整すると、耐食性と耐スラグ浸潤性が高く、高強度で、かつ、耐熱スポーリング性が高い不定形耐火物を得ることができる。
【００３３】
ここで、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合としての、粒径が３μｍ以下の仮焼アルミナの含有量は、次のようにして求める。すなわち、仮焼アルミナの粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置で測定して得られた粒径が３μｍ以下の割合をＡ質量％とし、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める仮焼アルミナの割合をＢ質量％とすると、粒径が８ｍｍ以下の耐火材料１００質量％に占める割合としての、粒径が３μｍ以下の仮焼アルミナの含有量はＡ×Ｂ／１００質量％となる。なお、仮焼アルミナを含有した耐火原料を使用する場合は、その耐火原料に含まれる粒径が３μｍ以下の仮焼アルミナの量を合算する。
【００３４】
本発明の不定形耐火物において、骨材となる粒径が０．１ｍｍ超８ｍｍ以下の耐火原料は、アルミナ原料及びスピネル原料の少なくとも１種を主として構成できる。典型的には、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で、０．１ｍｍ超８ｍｍ以下のアルミナ原料及びスピネル原料の少なくとも１種が５０〜７５質量％である。
【００３５】
以上の本発明の不定形耐火物に好適に使用できる耐火原料を例示すると、以下のとおりである。
【００３６】
アルミナ原料としては、電融あるいは焼結によって製造され粒度調整された原料と、仮焼アルミナと呼ばれているバイヤー法で製造された原料を使用する。電融あるいは焼結によって製造され粒度調整されたアルミナ原料は、Ａｌ２Ｏ３含有量が９０質量％以上、好ましくは９９質量％以上のものを使用する。仮焼アルミナは、reactive aluminaあるいはcalcined aluminaと呼ばれている原料である。
【００３７】
スピネル原料としては、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系の化合物で、化学組成がＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３の化学量論組成及びＭｇＯあるいはＡｌ２Ｏ３が過剰に固溶した非化学量論組成の化合物であり、電融あるいは焼結によって製造され粒度調整された原料を使用する。
【００３８】
マグネシア原料としては、電融あるいは焼結によって製造され粒度調整された原料を使用する。乾燥時にマグネシア原料が消化して体積膨張による亀裂が発生しないように、耐消化性が高いマグネシア原料を使用することが好ましい。耐消化性が高いマグネシア原料とは、不純物であるＣａＯとＳｉＯ２とでＣａＯ／ＳｉＯ２が低いもの、破砕面を持たないもの、表面コーティングされたもの等である。
【００３９】
マグネシア原料は使用中にアルミナ原料と反応してスピネルを生成するので、細かいマグネシア原料を使用すると生成するスピネルが微細になって耐食性と耐スラグ浸潤性が高まり、粗いマグネシア原料を使用すると体積膨張を示すスピネル生成の速度が遅くなって不定形耐火物が継続した残存膨張性を示して亀裂が少なくなる。
【００４０】
シリカフラワーは、シリカヒューム、ヒュームドシリカ、マイクロシリカ、蒸発シリカ、あるいは、シリカダスト等と呼ばれる粒径が１μｍ以下の非晶質のＳｉＯ２質原料で、Ｓｉ、Ｆｅ−Ｓｉ、ＺｒＯ２等の製造時に発生するＳｉＯガスが空気中で酸化して生成したものである。シリカフラワーは、アルミナ−スピネル−マグネシア質不定形耐火物において、マグネシア原料の消化防止、スピネル生成による膨張の低減、使用時のクリープ性の付与等の目的で、粒径が８ｍｍ以下の耐火材料１００質量％に占める割合として、２質量％以下の範囲で使用することが好ましい。
【００４１】
また、本発明の不定形耐火物の耐火原料としては、使用済の耐火れんが、あるいは不定形耐火物を再利用した、いわゆるリサイクル原料を使用することもできる。このリサイクル原料としては、アルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、あるいはアルミナ−スピネル−マグネシア質の使用済の耐火れんがや、不定形耐火物を再利用することが好ましい。
【００４２】
本発明の不定形耐火物では、亀裂の伸展を防いで亀裂や剥離の発生を少なくする、あるいは、緻密で大きな骨材によって耐食性を高める目的で、粒径が８ｍｍより大きい耐火原料を使用することも可能である。ただし、本発明では、上述の理由から粒径が８ｍｍ以下の耐火原料を１００質量％として、この１００質量％に占める割合で、ＣａＯ量、スピネル量等を規定する。
【００４３】
また、本発明の不定形耐火物では、その他の耐火原料として、ジルコニア、ムライト、ジルコニア−アルミナ、クロミア等を使用することも可能であるが、これらの使用量は、粒径が８ｍｍ以下の耐火原料１００質量％に占める割合で１０質量％以下にすることが好ましい。
【００４４】
以上説明した本発明の不定形耐火物は、流し込み施工、湿式吹き付け施工に好適に使用することができる。
【実施例】
【００４５】
表１は、本発明の実施例１〜２１と比較例１〜５の原料構成を示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
耐火原料としては、Ａｌ２Ｏ３含有量が９９．３〜９９．７質量％で粒度範囲が８−０．１ｍｍと０．１ｍｍ以下の焼結アルミナ、ＭｇＯ含有量が４〜６質量％で粒度範囲が８−０．１ｍｍの焼結スピネル、ＭｇＯ含有量が２６〜２８質量％で粒度範囲が１−０．３ｍｍと０．１ｍｍ以下の焼結スピネル、粒径３μｍ以下の含有量が１８．２質量％の仮焼アルミナＡ、粒径３μｍ以下の含有量が９３．６質量％の仮焼アルミナＢ、ＭｇＯ含有量が９５．０〜９５．５質量％で粒度範囲が１−０．３ｍｍと０．１ｍｍ以下の焼結マグネシア、ＳｉＯ２含有量が９８．４質量％で平均粒径が０．２μｍのシリカフラワーを使用した。同じく耐火原料であるスピネル含有アルミナセメント及びアルミナセメントは、それぞれ、ケルネオス社のＣＭＡ７２及びＳＥＣＡＲ７１を使用した。ＣＭＡ７２とＳＥＣＡＲ７１は、９９質量％が０．１ｍｍ以下であった。また、減水剤としてポリアクリル酸ソーダを、０．１質量％使用した。上記の減水剤を含む耐火原料の合計が１００質量％である。
【００４８】
表１中の「セメント中のＣａＯ」は、上記耐火原料１００質量％に占める割合としての、スピネル含有アルミナセメント（ＣＭＡ７２）とアルミナセメント（ＳＥＣＡＲ７１）中のＣａＯ合計量の割合を質量％で示す。
「スピネル含有アルミナセメント中のスピネル」は、上記耐火原料１００質量％に占める割合としての、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネル量の割合を質量％で示す。
「０．１ｍｍ以下のスピネル」は、上記耐火原料１００質量％に占める割合としての、スピネル含有アルミナセメントに含まれるスピネルと粒径０．１ｍｍ以下のスピネル原料（焼結スピネル）との合計量の割合を質量％で示す。
「０．１ｍｍ以下のマグネシア」は、上記耐火原料１００質量％に占める割合としての、粒径０．１ｍｍ以下のマグネシア原料（焼結マグネシア）の割合を質量％で示す。
ここで、粒径０．１ｍｍ以下の量とは、開き目が０．１００ｍｍの篩下の量である。
【００４９】
表１中の「３μｍ以下の仮焼アルミナ」は、上記耐火原料１００質量％に占める割合としての、３μｍ以下の仮焼アルミナ量の割合を質量％で示す。ここで、３μｍ以下の仮焼アルミナ量は、仮焼アルミナＡと仮焼アルミナＢの粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置で測定し、それぞれの３μｍ以下の量と仮焼アルミナＡと仮焼アルミナＢの使用量から計算した値である。
【００５０】
表１の各原料構成による不定形耐火物の試験片を作製し、それぞれ、溶損深さ、スラグ浸潤深さ、曲げ強度及び耐熱スポーリング性を評価した。試験片は、表１の各原料を鋳込み成形するのに適正な水分量で混練し、所定形状の枠内に鋳込み、枠に２Ｇの振動を加えて十分に脱気し、２４時間養生して得た。
【００５１】
溶損深さは、転炉スラグを用いて１６５０℃で１０時間のスラグ回転浸食試験を実施し、溶損深さが７ｍｍ以下は○、７ｍｍより大きく１０ｍｍ以下は△、１０ｍｍより大きいものは×とした。溶損深さは、耐食性の指標である。
【００５２】
スラグ浸潤深さは、溶損深さを測定したスラグ回転浸食試験において、スラグ浸潤深さが２ｍｍ以下は○、２ｍｍより大きく４ｍｍ以下は△、４ｍｍより大きいものは×とした。
【００５３】
曲げ強度は、４０×４０×１６０ｍｍ形状の試験片を上記手法で養生し、その後脱枠して１１０℃で２４時間乾燥し、１２００℃で３時間焼成後に測定した値が１５ＭＰａ以上は○、１５ＭＰａより小さく１０ＭＰａ以上は△、１０ＭＰａより小さいものは×とした。
【００５４】
耐熱スポーリング性は、２３０×１１４×６５ｍｍ形状の試験片を上記手法で養生し、その後脱枠して１１０℃で２４時間乾燥し、３５０℃で６時間熱処理した試験片を用いて加熱と冷却を繰り返し、亀裂の発生状況を観察した。具体的には、１４００℃に加熱した電気炉で１１４×６５ｍｍ面を３０分間加熱してから３０分間空冷する操作を５回繰り返し、亀裂の発生が軽微であったものは○、やや亀裂が発生したものは△、大きな亀裂が発生したものは×とした。
【００５５】
総合評価は、溶損深さ、スラグ浸潤深さ、曲げ強度、耐熱スポーリングの各評価において、全て○であったものは◎、それら以外で×がなくて○が２個以上のものは○、それら以外で×がないものは△、×があったものは×とした。
【００５６】
実施例１〜２１は本発明の実施例であり、溶損深さ、スラグ浸潤深さ、曲げ強度及び耐熱スポーリング性の各評価に×がなく、耐食性と耐スラグ浸潤性が高く、高強度で、かつ耐熱スポーリング性が高い不定形耐火物が得られた。
【００５７】
なお、実施例１〜２１のうち、「０．１ｍｍ以下のスピネル」の好ましい範囲（５．５〜２２質量％）から外れた実施例７，１０、「３μｍ以下の仮焼アルミナ」の好ましい範囲（４〜１０質量％）から外れた実施例１８、及びマグネシア原料を使用した実施例のうち「０．１ｍｍ以下のマグネシア」の好ましい範囲（３〜９質量％）から外れた実施例１２，１６は、他の実施例に比べると各評価の結果が劣る傾向にあるが、各評価に×はなく、後述する比較例に比べると耐食性と耐スラグ浸潤性が高く、高強度で、かつ耐熱スポーリング性が高い不定形耐火物が得られた。
【００５８】
比較例１は、スピネル含有アルミナセメントを使用していない例であり、耐食性が低く、スラグ浸潤が大きい。
比較例２は、セメント中のＣａＯとスピネル含有アルミナセメント中のスピネルが本発明の範囲より少ない例であり、強度が低い。
比較例３は、セメント中のＣａＯが本発明の範囲より多い例であり、耐食性が低い。
比較例４は、スピネル含有セメント中のスピネルが本発明の範囲より多い例であり、スラグ浸潤が大きく、耐熱スポーリング性が低い。
比較例５は、セメント中のＣａＯとスピネル含有セメント中のスピネルが本発明の範囲より多い例であり、耐食性が低く、スラグ浸潤が大きく、耐熱スポーリング性が低い。