(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混銑車の炉口に施工される不定形耐火物であって、
使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦を粉砕することで粒径が１６ｍｍ以上３１．５ｍｍ以下に構成した粗大粒と、使用済みのアルミナマグネシア質の不定形耐火物を粉砕すると共に未使用のアルミナ原料を加えることで構成した粒径が０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である中粒と、粒径が０．２ｍｍ未満である微粒とで構成され、
前記粗大粒は、ＭｇＯ−Ｃの成分で主構成されるものであり、前記ＭｇＯ−Ｃの含有量は、粗大粒と中粒と微粒と合わせた全質量に対して２４質量％以上３４質量％以下でとされ、
前記中粒は、Ａｌ２Ｏ３が主成分、ＭｇＯが副成分で構成され、前記Ａｌ２Ｏ３の含有量は、全質量に対して１５質量％以上２７質量％以下とされ、前記ＭｇＯの含有量は、２質量％以下とされていて、
前記微粒は、Ａｌ２Ｏ３が主成分、ＭｇＯ，ＳｉＯ２及びＣａＯが副成分で構成され、前記Ａｌ２Ｏ３の含有量は、全質量に対して３３質量％以上３８質量％以下とされ、前記ＭｇＯの含有量は、３質量％以上８質量％以下とされ、前記ＳｉＯ２の含有量は、１質量％以下とされ、前記ＣａＯの含有量は、０．５質量％以上５質量％以下とされていて、
全質量でのＭｇＯに対するＡｌ２Ｏ３の質量比は１．５以上３．０であり、微粒に対する粗大粒の質量比は０．４６以上０．６７以下であることを特徴とする使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦屑及び使用済みのアルミナマグネシア質の不定形耐火物屑を利用した不定形耐火物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、混銑車の炉口に施工される不定形耐火物、即ち、使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦屑及び使用済みのアルミナマグネシア質の不定形耐火物屑を利用した不定形耐火物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、溶銑を装入する混銑車、溶銑鍋、或いは、溶鋼を装入する取鍋、転炉等の内部には耐火物が施工されている。耐火物として、キャスタブル等から構成された不定形耐火物があり、例えば、特許文献１〜３等に開示されているような不定形耐火物が開発されている。
特許文献１には、分子量２００００〜１０００００のスルホン化メラミン重縮合物が０．００１〜０．１質量％添加され、粒度１０〜４０ｍｍである耐火性粗大粒が５０％以下添加された流し込み用施工用不定形耐火物が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、不定形耐火物に関して、黒鉛を含有する造粒骨材を１５〜４０質量％含有し、この造粒骨材の中に１０〜２０質量％の黒鉛を含有していること、造粒骨材は粒径が１〜１０ｍｍであること、鱗状黒鉛、薄肉黒鉛、炭素繊維の内から選ばれるいずれか１種類以上の黒鉛と、アルミナ、マグネシア、スピネル及び炭化珪素のうちから選ばれるいずれか１種類以上の耐火性粉末とをバインダーと共に加圧、造粒して得られたものを用いること、造粒骨材の一部または全部は、鱗状黒鉛、薄肉黒鉛のうちから選ばれるいずれか１種類以上の黒鉛を含むＡｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｃれんが屑、Ａｌ２Ｏ３−Ｃれんが屑、ＭｇＯ−Ｃれんが屑及びＡｌ２Ｏ３−ＳｉＣ−Ｃれんが屑のいずれか１種又は２種以上の未使用品及び/又は使用済み品を破砕して得たものを用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３５５８０号公報
【特許文献２】特開２００５−３３５９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶銑を輸送する混銑車の炉口は、溶銑の装入、払い出しに応じて、熱衝撃が繰り返し加わることとなり、不定形耐火物の剥離・脱落の可能性が懸念される。そのため、混銑車の炉口に施工される不定形耐火物に対しては、熱衝撃に強く耐剥離性、耐脱落性を有するものが熱望されている。係る観点から従来技術である特許文献１及び２を考えてみる。
まず、特許文献１では、例えば、Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比が適正でないため、熱の急激な変動が発生すると耐火物の剥離・脱落が生じる虞があった。また、耐火物を構成する原料の粒径が大き過ぎるために耐火物の内部に空隙が生じたり、亀裂（剥離脱落）が発生する虞があった。また、特許文献２では、耐火物の最大粒径を規定しているものの、その粒径が１０ｍｍと比較的小さいことから、剥離・脱落の抑制効果が低下してしまうことがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、混銑車の炉口に施工する不定形耐火物であって、使用済みの耐火物（ＭｇＯ−Ｃ煉瓦、及びアルミナマグネシア質の不定形耐火物）を用いて構成でき、且つ、亀裂の発生を抑制し、剥離脱落が抑制できる使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦屑及び使用済みのアルミナマグネシア質の不定形耐火物屑を利用した不定形耐火物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
すなわち、本発明にかかる不定形耐火物は、混銑車の炉口に施工される不定形耐火物であって、使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦を粉砕することで粒径が１６ｍｍ以上３１．５ｍｍ以下に構成した粗大粒と、使用済みのアルミナマグネシア質の不定形耐火物を粉砕すると共
に未使用のアルミナ原料を加えることで構成した粒径が０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である中粒と、粒径が０．２ｍｍ未満である微粒とで構成され、前記粗大粒は、ＭｇＯ−Ｃの成分で主構成されるものであり、前記ＭｇＯ−Ｃの含有量は、粗大粒と中粒と微粒と合わせた全質量に対して２４質量％以上３４質量％以下でとされ、前記中粒は、Ａｌ２Ｏ３が主成分、ＭｇＯが副成分で構成され、前記Ａｌ２Ｏ３の含有量は、全質量に対して１５質量％以上２７質量％以下とされ、前記ＭｇＯの含有量は、２質量％以下とされていて、前記微粒は、Ａｌ２Ｏ３が主成分、ＭｇＯ，ＳｉＯ２及びＣａＯが副成分で構成され、前記Ａｌ２Ｏ３の含有量は、全質量に対して３３質量％以上３８質量％以下とされ、前記ＭｇＯの含有量は、３質量％以上８質量％以下とされ、前記ＳｉＯ２の含有量は、１質量％以下とされ、前記ＣａＯの含有量は、０．５質量％以上５質量％以下とされていて、全質量でのＭｇＯに対するＡｌ２Ｏ３の質量比は１．５以上３．０であり、微粒に対する粗大粒の質量比は０．４６以上０．６７以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、混銑車の炉口に施工する不定形耐火物を、使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦及びアルミナマグネシア質の不定形耐火物を用いて構成することができ、炉口に施工した不定形耐火物の剥離・脱落を確実に抑制することができる。即ち、ＭｇＯ−Ｃ煉瓦及びアルミナマグネシア質の不定形耐火物を、炉口用の不定形耐火物としてリサイクルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）混銑車の全体側面図、（ｂ）混銑車の内部図である。
【図２】（ａ）混銑車の炉口の拡大図、（ｂ）混銑車の内部拡大図である。
【図３】混銑車の炉口に施工するキャスタブル耐火物の構成を示す図である
【図４】剥離・脱落の評価テストに用いるサンプルの全体を示す斜視図である。
【図５】剥離・脱落の評価テスト（スポーリングテスト）の説明図である。
【図６】サンプルの剥離・脱落の状態を示す図である。
【図７】空隙の評価テストの説明図である。
【図８】脱枠時の欠落確認テストの説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る不定形耐火物について図面に基づき説明する。
本発明のマグカーボンを利用した不定形耐火物は、溶銑（銑鉄）を運搬する混銑車に施工されるものであって、特に、混銑車の炉口に施工されるものである。
図１及び図２に示すように、混銑車１は、例えば、高炉から出銑した溶銑を脱りん炉や脱炭炉（転炉）等が設置されている精錬処理工場に搬送するものである。この混銑車１は、溶銑を一時的に貯留するための容器２と、この容器２を搬送するための搬送装置３とを備えている。
【００１１】
混銑車１の容器２は、前後両側が塞がった円筒状に構成されたもので、略一定の半径である中央部５と、この中央部５から前後方向にいくにしたがって徐々（連続的）に半径が小さくなる絞り部６とを備えている。容器２の中央部５には炉口７が設けられている。
混銑車１の内部には、当該混銑車１の外側を構成する鉄皮を溶銑から保護するために耐火物が施工されているが、特に、炉口７の周囲は形状が複雑なために、当該炉口７の周囲にはキャスタブルからなる不定形耐火物８が施工されている。また、混銑車１の内部には、レンガ等の定形耐火物９が施工されている。不定形耐火物８は、予めミキサーに不定形耐火物８の原料を入れ、所定量の水と混合することにより構成する。不定形耐火物８の施工は、混合後の流動性のある原料を炉口７の周辺に設置した型枠に流し込むことにより行う。
【００１２】
混銑車１の炉口７は、溶けた銑鉄（溶銑）を混銑車１内に注入したり、内部の銑鉄を外部に配備された取鍋に払い出す箇所である。そのため、炉口７の周囲に施工した不定形耐火物８は、銑鉄の熱によって膨張したり外気の影響で収縮し、膨張伸縮を繰り返す。膨張伸縮の繰り返しによって、不定形耐火物８は剥離したり脱落する。即ち、炉口７の不定形耐火物８は、溶けた銑鉄が混銑車１の内部に注入される際、或いは、内部の銑鉄を他の容器に払い出す際に高熱に晒される。また、それ以外の状況では、炉口７の不定形耐火物８は、外気に晒されることになり、高温，低温の繰り返しにより膨張、収縮を繰り返し、次第に亀裂が生じ、亀裂の進展によって、剥離・脱落する。
【００１３】
それゆえ、炉口７に用いられる不定形耐火物８は、膨張伸縮の繰り返しによる剥離・脱落が発生し難いものが望まれている。
本発明では、不定形耐火物の元である原料の大きさや成分等を適正にすることにより、剥離・脱落を抑制された不定形耐火物を構成することとしている。以下、本発明の不定形耐火物について詳しく説明する。
【００１４】
図３に示すように、不定形耐火物は、キャスタブル等で構成された耐火物（以降、キャスタブル耐火物という）で、粒径が異なる３つの原料を合わせることにより構成されている。詳しくは、キャスタブル耐火物は、粒径が１６ｍｍ以上３１．５ｍｍ以下である粗大粒と、粒径が０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である中粒と、粒径が０．２ｍｍ未満である微粒とで構成されている。言い換えれば、本願発明のキャスタブル耐火物は、粒径が５ｍｍより大きく１６ｍｍより小さい粒を含まないものとなっている。なお、粗大粒、中粒及び微粒の粒径は、ＪＩＳＺ８８０１に規定された篩いで測定（選別）したものである。
【００１５】
粗大粒は、使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦を粉砕したものであって、例えば、溶鋼鍋、ＲＨ容器（真空脱ガス装置の脱ガス槽）などで使用したＭｇＯ−Ｃ煉瓦を粉砕することにより上述した粒度に構成したものである。なお、ＭｇＯ−Ｃ煉瓦の粉砕方法は、上述した粒度に粉砕できるものであればどのような方法であってもよい。
粗大粒は、キャスタブル耐火物の骨格をなすものであるが、当該粗大粒の粒径が１６ｍｍ未満であると、剥離・脱落が発生し易くなる。一方、粗大粒の粒径が３１．５ｍｍを超えると、キャスタブル耐火物を構成したときに内部に空隙が生じやすくなり、施工後の強度が低下する虞がある。つまり、キャスタブル耐火物を構成したときに内部に空隙が生じると強度が低下して、剥離・脱落し易くなる。ゆえに、粗大粒の粒径は、１６ｍｍ以上３１．５ｍｍ以下としている。
【００１６】
この粗大粒は、主に、ＭｇＯ−Ｃ（マグカーボン）の成分で構成されるもので、その量（ＭｇＯ−Ｃの量）は、当該粗大粒と、中粒と、微粒と合わせた全質量を１００％としたとき、全質量に対して２４質量％以上３４質量％以下とされている。
ＭｇＯ−Ｃを主成分とするＭｇＯ−Ｃ煉瓦は、他の一般的な原料（原料）と比べて熱を受けたときの膨張量が多くなる性質がある。それゆえ、ＭｇＯ−Ｃの添加量（成分量）が多い場合、膨張に起因して剥離・脱落が生じやすくなる。具体的には、粗大粒において、ＭｇＯ−Ｃの量が全質量に対して３４質量％以上である場合、含まれる量が多すぎることから剥離・脱落が生じ易くなる。
【００１７】
一方、ＭｇＯ−Ｃの量が全質量に対して２４％未満であると熱膨張による剥離・脱落を抑制できるものの、亀裂が発生し易くなり、亀裂が起因した剥離・脱落が生じ易くなる。したがって、上述したように、粗大粒のＭｇＯ−Ｃの含有量は、全質量に対して２４質量％以上３４質量％以下とされている。
中粒は、使用済みのアルミナマグネシア質の不定形耐火物を粉砕した粉砕物と、未使用のアルミナ原料とを加えることによって構成したものである。
【００１８】
例えば、溶鋼鍋などで使用されたアルミナマグネシア質の耐火物の屑（不定形耐火物の屑）を粉砕することにより上述した粒度した粉砕物を用意する。なお、アルミナマグネシア質の不定形耐火物の粉砕方法は、上述した粒度に粉砕できるものであればどのような方法であってもよい。
また、未使用のアルミナ原料、即ち、ヴァージン原料を用意する。詳しくは、粒径が０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであるアルミナのヴァージン原料を用意して、このヴァージン原料と上述した粉砕物とを合わせて中粒を構成する。アルミナのヴァージン原料のことを「ヴァージンアルミナ」という。
なお、粒径が０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである細粒にヴァージン原料ではなく、アルミナマグネシア質の不定形耐火物の屑を用いた場合、例えば、ＳｉＯ２やＣａＯといったスラグ由来の成分が混在しやすく、熱の影響を受けて耐火物が焼き固まり易くなり、急激な温度変化にともなって割れることがあるため、粒径が０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである範囲では、ヴァージン原料を用いることが望ましく、特に、ヴァージンアルミナを用いることが望ましい。
【００１９】
この中粒は、粗大粒よりも粒径が小さいキャスタブル耐火物の構成粒で、主に粗大粒間の空隙を埋めることができるものである。中粒の粒径が５ｍｍを超える場合は、十分に粗大粒間の空隙を埋めることができず、キャスタブル耐火物を構成したときに内部に空隙が生じやすくなり、施工後の強度が低下する虞がある。一方、中粒の粒径が０．２ｍｍ未満である場合は、粒の表面積が増大するため、流し込みに必要とする水分量が増え、強度が低下し、急激な温度変化に伴って剥離脱落し易くなると共に、中粒としての役割が無くなってしまう。
【００２０】
この中粒には、耐スポーリング性を向上させるために、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯとが含有されている。中粒のＡｌ２Ｏ３の含有量は、全質量に対して１５質量％以上２７質量％以下とされている。中粒のＡｌ２Ｏ３が１５質量％未満である場合、高温時に耐火物組織の一部が焼き固まり易くなり、急激な温度変化が発生すると、焼き固まった部分などが割れ易くなる。即ち、急激な温度変化により剥離して脱落し易くなる。一方、中粒のＡｌ２Ｏ３が２７質量％を超えた場合、銑鉄の熱と外気温度との温度差により剥離・脱落が生じ易くなる。
【００２１】
また、中粒のＭｇＯの含有量が全質量に対して２質量％を超えていて多い場合、熱の影響により膨張量が大きくなるため、この膨張に起因した剥離・脱落が生じやすくなる。
したがって、上述したように、中粒のＡｌ２Ｏ３は、全質量に対して１５質量％以上２７質量％以下、ＭｇＯは２質量％以下としている。
上述した大粒や中粒では使用済みの耐火物、即ち、使用済みの煉瓦を用いていたが、この微粒では、使用済みの耐火物を用いずに構成したものである。言い換えると、微粒は、使用済みの耐火物ではなく、ヴァージン原料で構成したものである。
【００２２】
なお、この微粒において、使用済みの耐火物（廃耐火物）を用いると、例えば、ＳｉＯ２やＣａＯといったスラグ由来の成分が混在しやすく、熱の影響を受けて耐火物が焼き固まり易くなり、急激な温度変化にともなって割れることがあるため、微粒には廃耐火物を用いないこととしている。
この微粒は、中粒よりも粒径が小さいキャスタブル耐火物の構成粒で、主に粗大粒間や中粒間のの空隙を埋めることができるものである。微粒の粒径が０．２ｍｍを超える場合は、十分に粗大粒間や中粒間の空隙を埋めることができず、キャスタブル耐火物を構成したときに内部に空隙が生じやすくなり、施工後の強度が低下する虞がある。一方、微粒の粒径を０．２ｍｍ未満とした場合、耐火物の流動性と充填性が向上し、微粒としての役割を十分に発揮する。
【００２３】
この微粒には、耐スポーリング性を向上させるために、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯとが含有されると共に、不純物として不可避的にＳｉＯ２が含有される。また、微粒には、セメントの主成分であるＣａＯが含有されている。セメントの主成分であるＣａＯは、耐火物を固化するために必要である。
微粒のＡｌ２Ｏ３の含有量は、全質量に対して３３質量％以上３８質量％以下とされている。微粒のＡｌ２Ｏ３が３３質量％未満である場合、高温時に耐火物組織の一部が焼き固まり易くなり、急激な温度変化が発生すると、焼き固まった部分などが割れ易くなる。即ち、急激な温度変化により剥離して脱落し易くなる。一方、微粒のＡｌ２Ｏ３が３８質量％を超えた場合、銑鉄の熱と外気温度との温度差により剥離・脱落が生じ易くなる。
【００２４】
また、微粒のＭｇＯの含有量が全質量に対して８質量％を超えていて多い場合、熱の影響により膨張量が大きくなるため、この膨張に起因した剥離・脱落が生じやすくなる。一方、微粒のＭｇＯの含有量が全質量に対して３％未満の場合も、剥離・脱落が生じやすくなる。
微粒のＳｉＯ２は、不可避的に不純物として入ってしまうものであるが、ＳｉＯ２の含有量が１％を超えると、銑鉄の熱と外気温度との温度差により剥離・脱落が生じ易くなる。微粒のＣａＯは、耐火物を固化するためのものであるが、ＣａＯの含有量が全質量に対して０．５質量未満である場合、耐火物を固化するセメント量が極端に少なくなり、施工後の強度が低下し、脱枠時に欠け等が発生し易くなる。一方、ＣａＯの含有量が全質量に対して５質量を超えると、割れが発生して、剥離・脱落し易くなる。
【００２５】
したがって、微粒のＡｌ２Ｏ３は、上述したように、全質量に対して３３質量％以上３８質量％以下とし、ＭｇＯは３質量％以上８質量％以下とし、ＳｉＯ２は１質量％以下とし、ＣａＯは０．５質量％以上５質量％以下としている。
粗大粒と中粒と微粒とを合わせた粒全体の質量（全質量と呼ぶこともある）において、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯとのバランスにより、剥離・脱落の有無があることが実操業により分かってきている。本発明では、全質量に含有されるＡｌ２Ｏ３とＭｇＯとの質量比（Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比）を、１．５以上３．０以下としている。Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比が１．５未満の場合は、急激な温度変化によって剥離・脱落し易いことが知見された。また、Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比が３．０を超えた場合も、急激な温度変化によって剥離・脱落し易いことを本願発明者は知見している。なお、Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比も、実験や実操業の結果により求めたものである。
【００２６】
さらに、本発明では、上述した条件に加え、粗大粒と微粒との比（粗大粒／微粒の質量比）を０．４６以上０．６７以下としている。粗大粒／微粒の質量比が０．４６未満である場合、微粒が多すぎ、粗大粒が少なすぎるため、粗大粒による剥離・脱落の抑制効果が低下してしまい、剥離・脱落が発生し易くなる。一方、粗大粒／微粒の質量比が０．６７を超えると、粗大粒が多すぎ、微粒が少なすぎるため、微粒によって粗大粒間の充填が十分にできず、空隙が生じ易くなる。その場合、空隙に起因する剥離・脱落の発生の虞がある。
【００２７】
表１〜表３は、本発明の不定形耐火物を施工した実施例と、本発明とは異なる不定形耐火物を施工した比較例とをまとめたものである。
【００２８】
【表１】
0005980762.tif 000002
【００２９】
【表２】
0005980762.tif 000003
【００３０】
【表３】
0005980762.tif 000004
【００３１】
まず、実施例及び比較例での実施条件について説明する。
転炉又は／及び溶鋼鍋で使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦を所定の大きさに粉砕した粉砕物、溶鋼鍋で使用したアルミナマグネシア質の不定形耐火物を所定の大きさに粉砕した粉砕物、所定の大きさのヴァージン原料などを用いて、所定成分及び比率となるように配合及び混合することにより不定形耐火物を製作した。上述した粉砕物やヴァージン原料等をミキサに入れて混合した後、混合後の原料を型枠に流し込むことにより耐火物（不定形耐火物）を施工した。
【００３２】
なお、表１〜表３では、溶鋼鍋で使用したアルミナマグネシア質の不定形耐火物のことを「溶鋼鍋アルマグ」と表記している。また、表１〜表３において材料名（使用耐火物名）に続く数値は、それぞれの材料の比率を示しており、例えば、「転炉ＭｇＯ−Ｃ煉瓦８０％」、「溶鋼鍋ＭｇＯ−Ｃ煉瓦２０％」は、転炉ＭｇＯ−Ｃ煉瓦を８０％使用し、溶鋼鍋ＭｇＯ−Ｃ煉瓦を２０％使用していることを示している。また、中粒においては、粒径によって使用する耐火物が異なっている。
また、使用耐火物の組成は、表４に示す通りである。
【００３３】
【表４】
0005980762.tif 000005
【００３４】
また、原料の分級は、ＪＩＳＺ８８０１に規定する篩いによって行った。不定形耐火物を使用する混銑車は図１及び２に示したものである。
ミキサは、内容量が３０Ｌで１回当たりの混合量は２０ｋｇのものを使用した。事前に所定量計量した材料（不定形耐火物の元となる材料）をミキサに投入し、ミキサの回転数を１４０ｒｐｍに設定して、約１０秒間回転させることによって原料を混合した。また、混合原料に８〜１０質量％の水を添加し、その後、ミキサーの回転数を１９２ｒｐｍに設定して３分間混練した。
【００３５】
そして、混合材料を型枠に流し込み、図４に示すような長方立方体形状（２１０ｍｍ×１００ｍｍ×６０ｍｍ）のサンプルＳを作成した。型枠に混合材料を流し込む際には、型枠をテーブルバイブレーター（エクセン株式会社製、型番：ＴＶ−９００）上に乗せ、振動を加えた。テーブルバイブレーターの振動条件は、振動数５７．５Ｈｚ、振動時間１０秒とした。そして、型枠への混合材料の流し込みが終了してから、１７時間後に脱枠した。脱枠後のサンプルＳに対して、剥離・脱落の評価テスト、空隙の評価テストを行った。
【００３６】
剥離・脱落の評価テストとしてスポーリングテストを採用した。スポーリングテストとは、サンプルＳを急加熱，急冷を繰り替えすことで、サンプルＳに急激な膨張、収縮を加え、強制的に亀裂を発生させるテストである。このテストは一般的な方法で実施した。
詳しくは、脱枠後、サンプルＳを１１０℃にて２４時間乾燥した。そして、サンプルＳ内の結晶水を抜くために、前処理として５００℃で３時間、仮焼成を行った。なお、仮焼成は、電気炉内での急加熱によって、サンプルが結晶水の水蒸気圧により破裂する危険を取り除く目的で行った。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、仮焼成後のサンプルＳの上半分を電気炉１０内に入れて当該上半分の加熱を行った。加熱温度は１２００℃とし、加熱時間は加熱面の温度が均一となる４０分間とした。図５（ｂ）に示すように、加熱後のサンプルＳを電気炉１０から取り出し、加熱したサンプルＳの上半分の急冷を３分間行った。なお、急冷時は、サンプル自体を上下反転し、サンプルＳの上半分を下側にした上で、常温の流水に漬すようにした。
【００３８】
サンプルの上半分を急冷した後、図５（ｃ）に示すように、サンプルＳを設置台１１に置いて空冷を１２分間行った。図５に示したような加熱、急冷、空冷を１サイクルとして、同じサンプルに対して５サイクル行った。
上述したように、加熱、急冷、空冷を５サイクル繰り返し、実施したのち、サンプルＳの上半分（加熱側）について、剥離・脱落の評価を行った。図６に示すように、サンプルＳの上半分に剥離・脱落等の有無を目視にて確認した。
【００３９】
なお、図１及び２に示すように、混銑車１の炉口７付近に施工した不定形耐火物８は、内側が溶銑に近く、外側が溶銑に遠くて外気に触れやすい。それゆえ、スポーリングテストでは、電気炉１０で加熱するサンプルＳの上半分を、炉口７付近に施工された不定形耐火物８の内側に対応する部分とし、サンプルＳの下半分を、不定形耐火物８の外側に対応する部分として評価を行った。
【００４０】
空隙の評価テストでは、まず、脱枠後、サンプルＳを１１０℃にて２４時間乾燥した。そして、図７も示すように、サンプルＳの厚み方向の真ん中部分（厚み３０ｍｍのところ）を上下に切断して、サンプルＳの断面において空隙の有無を目視にて確認した。
さて、上述したようにキャスタブル耐火物を型枠に流し込んだ後、当該キャスタブル耐火物が硬化すると、この型枠を取り除く脱枠を行うが、その際にキャスタブル耐火物（サンプル）に欠落が発生すると、構造体としての耐火物強度が低下し、炉口に用いたときの寿命が低下する要因となる。それゆえ、脱枠時にサンプルＳが欠落しないか否かを確認するテスト（脱枠時の欠落確認テスト）を行う必要がある。脱枠時の欠落確認テストでは、図８に示すように、脱枠直後にサンプルＳを目視し、サンプルＳの欠落の発生の有無を目視にて確認した。
【００４１】
実施例１〜１０では、粗大粒の粒径を１６ｍｍ以上３１．５ｍｍ以下とし、中粒の粒径を０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下とし、微粒の粒径を０．２ｍｍ未満としたうえで、粗大粒のＭｇＯ−Ｃは２４質量％〜３４質量％であり、中粒のＡｌ２Ｏ３は１５質量％〜２７質量％、ＭｇＯは２質量％以下である。
また、実施例１〜１０では、微粒のＡｌ２Ｏ３は３３質量％〜３８質量％、ＭｇＯは３質量％〜８質量％、ＳｉＯ２は１質量％以下、ＣａＯは０．５質量％〜５質量％であり、Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ質量比は、１．５〜３．０、粗大粒／微粒との質量比は、０．４６〜０．６７である。
【００４２】
さらに、実施例１〜１０では、粗大粒は、使用済みのＭｇＯ−Ｃ煉瓦（転炉ＭｇＯ−Ｃ煉瓦、溶鋼鍋ＭｇＯ−Ｃ煉瓦）を粉砕して構成した。中粒は、使用済みのアルミナマグネシア質の不定形耐火物（溶鋼鍋アルマグ）及び未使用のアルミナ原料（ヴァージンアルミナ）で構成した。それゆえ、実施例１〜１０では、使用済みの耐火物（ＭｇＯ−Ｃ煉瓦及びアルミナマグネシア質の不定形耐火物）を用いたとしても、剥離・脱落が無く、空隙も無く、脱枠時の欠落も無かった。
【００４３】
一方、比較例では、粗大粒の粒径、中粒の粒径、微粒の粒径、粗大粒のＭｇＯ−Ｃの量、中粒のＡｌ２Ｏ３の量、微粒のＡｌ２Ｏ３の量、ＭｇＯの量、ＳｉＯ２の量、ＣａＯの量、Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ質量比、粗大粒／微粒との質量比のいずれかが上述した条件を外れていたため、剥離・脱落が発生したり、空隙が発生したり、脱枠時の欠落が発生することがあった。加えて、中粒を構成するにあたって、未使用のアルミナ原料を用いなかったため、亀裂や剥離が発生した。
【００４４】
以上、本発明によれば、混銑車の炉口に施工される不定形耐火物において、一度使用した耐火物を用いて、混銑車の炉口に施工する不定形耐火物を構成したとしても、上述した条件を満たせば、剥離・脱落の発生などを抑制することができ、加えて、空隙の発生や脱枠時の欠落の発生を抑制することができた。
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
【符号の説明】
【００４５】
１  混銑車
２  容器
３  搬送装置
５  中央部
６  絞り部
７  炉口
８  不定形耐火物
９  れんが
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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