(57)【要約】【課題】本発明の目的は、連続鋳造用タンディッシュにおいて、内張り耐火物が加熱冷却による熱スポーリング、スラグ成分浸潤による構造スポーリング、およびコーティング材の焼き付きによる解体時の機械的損傷によって、損耗が拡大するという問題を解決し、損傷の低減を可能とする構造を得ることができる不定形耐火物により施工された内張り材を有する連続鋳造用タンディッシュを提供することにある。【解決手段】本発明の連続鋳造用タンディッシュは、鉄皮の内側に、少なくとも不定形耐火物により施工された内張り材を備えてなる連続鋳造用タンディッシュにおいて、不定形耐火物が、アルミナと炭化珪素を主成分とし、炭化珪素原料とアルミナ原料からなる耐火性原料を１００質量％として、炭化珪素原料の割合が２５質量％を超え、７０質量％未満であり、アルミナ原料中のアルミナ含有量が５０質量％以上であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄皮の内側に、少なくとも不定形耐火物により施工された内張り材を備えてなる連続鋳造用タンディッシュにおいて、不定形耐火物が、アルミナと炭化珪素を主成分とし、炭化珪素原料とアルミナ原料からなる耐火性原料を１００質量％として、炭化珪素原料の割合が２５質量％を超え、７０質量％未満であり、アルミナ原料中のアルミナ含有量が５０質量％以上であることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
【請求項２】
耐火性原料の粒度構成が、１ｍｍ以上の粗粒：３０〜６５質量％、０．３ｍｍ以上１ｍｍ未満の中粒：１０〜４５質量％、０．３ｍｍ未満の微粉：２５〜６０質量％である、請求項１記載の連続鋳造用タンディッシュ。
【請求項３】
不定形耐火物が、さらに、膨張性原料、酸化物微粉、金属微粉、分散剤、セメント硬化遅延剤、セメント硬化促進剤、爆裂防止剤および亀裂抑制材からなる群から選択される１種または２種以上のその他の原料を耐火性原料１００質量％に対して外掛けで２０質量％以下の量で含有してなる、請求項１または２記載の連続鋳造用タンディッシュ。
【請求項４】
不定形耐火物が、さらに、炭素原料を耐火性原料に対して外掛けで２質量％未満の量で含有してなる、請求項１ないし３のいずれか１項記載の連続鋳造用タンディッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属容器、特に、不定形耐火物を用いた内張り材を有する連続鋳造用タンディッシュに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鋼分野で用いられる溶融金属容器等、特に、連続鋳造用タンディッシュは、耐火物が内張り材として施工された構造を持つ。さらに、内張り材の保護や残鋼処理を容易にして内張り材の寿命を延長する目的で、内張り材にコーティング材が施工される。内張り用耐火物としては、従来、ろう石質れんがや高アルミナ質れんがが使用されている。しかし、鋳造後、残鋼除去を容易にするため、れんが表面に水をかけて急冷を行うことがあり、れんがのスポーリングによる損傷が大きくなるという問題があった。また、内張り材とコーティング材が焼き付くことで残鋼を除去する場合に内張り材が大きく損傷するという問題もあった。さらに、スラグ成分による溶損や浸潤による変質層の構造スポーリングによって損傷が進行する問題があった。加えて、れんがによる施工体には目地開きによる地金の差し込みの問題があり、また、れんがの施工は重筋作業であり、築炉や補修に多大な労力を要するという問題もあった。
【０００３】
そこで省力化のため、近年、不定形耐火物による流し込み施工が主流となってきている。さらに、この流し込み施工によれば、耐火れんがのような目地がなく、均一な施工体が得られ、継ぎ足し施工も可能であるため、省力化のみならず、高耐用化にも有効である。この流し込み施工に用いられる材料としては、アルミナ−シリカ質流し込み施工用耐火物が広く用いられており、溶融金属容器、特に、連続鋳造用タンディッシュの内張り耐火物の寿命は、従来使用されてきたろう石質れんがや高アルミナ質れんが等と比較して向上している。
【０００４】
一般的な連続鋳造用タンディッシュ（以下、単にタンディッシュと記載することもある）の内壁の構造は、高さ１〜１．５ｍ、幅５〜１０ｍ程度の平板状側面で覆われており、その断面は、樋状のＵ字形状である。広い平面に施工された流し込み耐火物は、円形の、例えば取鍋等とは異なり壁部の拘束力が小さく、使用過程における繰り返しの熱履歴を原因とした組織劣化や、スラグ等の外来成分が浸透することによる構造スポーリングが生じやすい。稼働面表面に発生した亀裂は、地金の差し込みや壁部の倒壊の原因となり、また、稼働面に平行な亀裂は剥離の原因となる。
【０００５】
アルミナ−シリカ質流し込み施工耐火物の材料設計は、所定の特徴を得るために、化学組成のうち、アルミナ／シリカ比を変化させる手法が一般的である。シリカが多い化学組成とすることで、スラグの浸透を低減することができるが、耐食性は低下する傾向にあり、タンディッシュ本体においてはスラグライン部の溶損が拡大する恐れがある。逆に、アルミナが多い化学組成とすることで、高い耐食性を得ることができるが、スラグ浸透が増大する傾向となり、これは、構造スポーリングによる剥離損傷や、コーティング材の焼き付きによるコーティング材除去時の機械的損傷が大きくなることにつながる。
【０００６】
これらの対策として、例えば、特許文献１には、タンディッシュ内壁に内張りされ、その表面に断熱ボードあるいはコーティング材等を被覆して使用する内張り用キャスタブルにおいて，ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３を主成分としＡｌ２Ｏ３の含有量が４０〜５０質量％で、ボンド部のＳｉＯ２超微粉／Ａｌ２Ｏ３超微粉の比が１．７〜２．５であることを特徴とするタンディッシュ内張り用キャスタブルが開示されている。特許文献１によれば、耐機械的衝撃性と耐熱衝撃性に優れ、コーティング材との焼き付きを抑制できるとしているが、Ａｌ２Ｏ３の含有量が４０〜５０質量％の範囲内では、スラグに対する耐食性が不十分であり、スラグラインの局所溶損や、溶損部への地金差しにより、壁部が倒壊する危険性があるという問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献２には、アルミナ・シリカ質のタンディッシュ内張り用キャスタブル耐火物であって，Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主成分とし、Ａｌ２Ｏ３の含有量が５０〜７０質量％の範囲にあり、かつ、粒径が４５μｍ以下のＡｌ２Ｏ３粒子とＳｉＯ２粒子の割合(Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２)が、質量比で０．１〜１．０の範囲にあるとともに、粒度が４５μｍ〜３ｍｍのアンダルサイト原料を１〜２５質量％含有していることを特徴とするタンディッシュ内張り用キャスタブル耐火物（請求項２）；主原料として、キャスタブル耐火物原料として使用されるＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主成分とするシリカ・アルミナ質原料を用い、添加成分としてリン酸塩、有機酸、耐熱鋼ファイバーおよび有機繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種を配合したタンディッシュ内張り用キャスタブル耐火物（請求項４）が開示されている。特許文献２は、高温での材料収縮を防止する目的でアンダルサイトを添加して亀裂抑制を図るとともに、耐熱鋼ファイバーを添加することで剥離を抑制しようとするものである。アンダルサイトの添加による膨張性の付与は高温での収縮による亀裂の抑制には有効であるが、スラグ接触時の反応を抑えることはできず、コーティング材の焼き付きをなくすことはできないという問題があった。また，耐熱鋼ファイバーの添加は、ファイバーが高温で酸化されてしまい、十分な剥離抑制効果を得られないという問題があった。
【０００８】
一方で、耐火物の耐用性を向上する手段として、炭化珪素を活用する検討がなされてきている。非特許文献１に示されるように、炭化珪素は化学的に安定で反応性に乏しく、非酸化性スラグに対して溶解度が低いため耐食性に優れる特徴を持つ。さらに、熱膨張係数が小さく、熱伝導率が高いため熱スポーリングに対しても優れた耐性を持つ。一方で炭化珪素は酸化によって分解し、劣化するという短所を持つ。そのため、酸素ポテンシャルの高い酸化性スラグの生成する製鋼部門では、当該スラグによる液相酸化が継続的に進行し、侵食が進むため耐用性に劣る。そのため、製鋼部門において炭化珪素を多量に添加した耐火物の使用は困難であるとされてきた。
【０００９】
炭化珪素を多量に適用した流し込み耐火物のとして、例えば、特許文献３には、炭素１〜１５質量％、炭化珪素３０〜９０質量％、アルミナ５〜６９質量％、揮発シリカ０〜５質量％を含む耐火骨材１００質量％と、結合剤、分散剤を含み、かつ耐火骨材１００質量％に占める割合で前記炭化珪素のうち１〜１０質量％を粒径１５μｍ以下の炭化珪素超微粉とし、さらにこの炭化珪素超微粉と前記揮発シリカとの合量を１２質量％以下とした高炉樋用キャスタブル耐火物（請求項１）；耐火骨材1１００質量％に対し、さらに酸化防止剤を外掛け０．１〜３質量％添加した前記高炉樋用キャスタブル耐火物（請求項３）；酸化防止剤が炭化ホウ素である前記高炉樋用キャスタブル耐火物（請求項４）；高炉樋用キャスタブル耐火物が、高炉樋スラグライン部用である前記高炉樋用キャスタブル耐火物（請求項５）が開示されている。特許文献３の高炉樋用キャスタブル耐火物は、焼結による耐スポーリング性の低下を防ぐために、通常流動性を向上させるために流し込み耐火物に添加されている揮発シリカの代わりに、耐食性に優れ主骨材としても使用している炭化珪素の超微粉(１５μｍ以下)を用い、また、酸化による過焼結を防ぐために酸化防止剤を併用している炭化珪素を多量に含む流し込み耐火物である。この高炉樋用キャスタブル耐火物は、高炉スラグのような非酸化性のスラグに対して非常に耐食性の高い材料を得ることができるが、酸化性の強いスラグによっては酸化による劣化が進み、侵食される問題があり、製鋼用としては適用されていなかった。
【００１０】
また、特許文献４は、溶銑鍋、溶鋼鍋、出銑樋、タンディッシュ等の製鉄用溶融金属容器の内張り施工法に関するものであり、溶融金属容器と内張り施工用中枠との間隙部に粒度１０〜２００ｍｍの耐火材料骨材を密充填し、次いで、該耐火材料骨材間の空隙部に粒度３ｍｍ未満の流し込み材を振動充填する溶融金属の内張り施工法であって、内張り施工用中枠として、全面に均一に６〜１０ｍｍの小孔を設けた外壁および内壁を有する２重中空構造の中枠を使用すること、並びに流し込み材を該中枠の中空部に投入し、該外壁の小孔を通して耐火材料粗骨材間の空隙部に振動充填することを特徴とする溶融金属容器の内張り施工法が開示されている。特許文献４の溶融金属容器の内張り施工法では、使用する流し込み材の原料として、炭化珪素を含む通常のものが使用できるとしており、実施例において炭化珪素を１５質量％使用した流し込み材を適用する例が示されている。この流し込み材は炭化珪素の効果により、従来の連続鋳造用タンディッシュ内張り材と比較して、スラグに対する反応および浸潤を低減することができるが、十分とは言えず、焼き付き、スポーリングによる損傷が発生するという問題があった。
【００１１】
さらに、特許文献５は、高炉出銑樋、タンディッシュ等の各種溶融金属容器の内張りに使用する流し込み成形用不定形耐火物、特に、特に予め加水混練した状態で梱包され出荷される混練耐火物に関するものであり、耐火性材料に結合材としてアルミナセメントを混合してなる不定形耐火物の１００質量部に対して、水に難溶性のトリポリリン酸アルミニウム０．１〜３．０質量部を添加し、水４〜１０質量部を加えて混練してなることを特徴とする混練耐火物が開示されている。特許文献５では、耐火性材料として、炭化珪素を含む従来からキャスタブル等で使用されている通常の材料から適宜選択できるとしており、実施例において炭化珪素を２５質量％使用した例が示されている。特許文献５に記載された炭化珪素を２５質量％使用した流し込み材は、特許文献４の実施例に記載された炭化珪素を１５質量％使用した混練耐火物と比較しても、さらにスラグに対する反応および浸潤を大きく低減することができるが、未だ十分とは言えず、焼き付き、スポーリングによる損傷が発生しうるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６３−２９１８７９号公報
【特許文献２】特開２００４−１３１３１０号公報
【特許文献３】特開２０００−２０３９５３号公報
【特許文献４】特開昭６３−２７８６６４号公報
【特許文献５】特開平６−２９３５６９号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】耐火物技術協会編、「耐火物手帳’99」、1999年、121-125頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
連続鋳造用タンディッシュの寿命は、内張り耐火物の耐用によって決まる。内張り耐火物として不定形耐火物を適用する場合、上述のように、アルミナ・シリカ質キャスタブル耐火物を使用する場合が多い。アルミナ・シリカ質キャスタブル耐火物を用いた連続鋳造用タンディッシュ内張り材の主たる損傷として、加熱冷却による熱スポーリング、スラグ成分の浸透による構造スポーリング、スラグ曝露時の溶損、スラグと反応してコーティング材が焼き付くことによるコーティング材除去時の機械的損傷等が挙げられる。これらの対策として、従来、アルミナ・シリカ質キャスタブル耐火物の成分、粒度および粒径の最適化が主として行われてきた。しかし、すべてを同時に解決することは困難であり、スラグ成分の反応や浸透をなくすには至っていない。
【００１５】
スラグの反応、浸潤を抑制し、なおかつ耐熱衝撃性を向上するために、上述のように、炭化珪素の適用の検討がなされており、各種窯炉において効果が得られている。しかし、炭化珪素を多量に添加した耐火物は、非特許文献１に示されるように炭化珪素の液相酸化による劣化の問題がある。そのため、酸素ポテンシャルの高いスラグが生成する製鋼部門では液相酸化が継続的に進行して耐用が低下するため、製鋼部門への適用は困難であり、ほとんど使用されていないのが現状であり、炭化珪素の適用は、製鉄分野においては、高炉や溶銑容器、溶銑予備処理など精錬工程よりも前工程の設備に限られてきた。
【００１６】
前述の特許文献４および５のように、製鋼用部材を含めて広く適用可能な耐火物においても、炭化珪素を含む例は存在するが、その適用量は限定的であり、十分な耐用性向上の効果を得ることはできなかった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、連続鋳造用タンディッシュにおいて、内張り耐火物が加熱冷却による熱スポーリング、スラグ成分浸潤による構造スポーリング、およびコーティング材の焼き付きによる解体時の機械的損傷によって、損耗が拡大するという問題を解決し、損傷の低減を可能とする構造を得ることができる不定形耐火物により施工された内張り材を有する連続鋳造用タンディッシュを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、上述のような酸化による劣化の問題を解決し、製鋼用耐火物に対して炭化珪素を多量に添加することが可能となれば、耐スラグ浸潤・反応性、耐熱スポーリング性を飛躍的に向上することが可能となるとの知見に基づき、製鋼分野において炭化珪素を適用すると耐用が低下する主たる要因を検討した結果、精錬に伴い生成する高酸素ポテンシャルスラグによる酸化によるとの結論に達した。そこで、本発明者らは、種々スラグの成分について調査を行った結果、連続鋳造用タンディッシュにおいて存在するスラグの酸素ポテンシャルは高炉におけるそれと同等程度に低いということが判明した。本発明者らは、さらに検討を行い、適用箇所を連続鋳造用タンディッシュに限定することで、製鋼分野においても、炭化珪素を多量に添加した耐火物の適用が可能であることを見出した。
【００１９】
一方、精錬済みの溶鋼は、炭素や珪素の濃度が低く、溶銑と比較して未飽和度が大きいので、溶銑に比べて炭化珪素の溶解が容易に進行やすくなる。そのため、製鋼分野の耐火物として、炭化珪素の多量の添加は、耐メタル性の低下につながるため好ましくないと考えられていた。本発明者らは、さらに検討を進めた結果、炭化珪素の添加量には最適範囲が存在し、この範囲で炭化珪素を添加することで耐メタル性を維持しつつスポーリングやスラグ反応を抑制することができ、耐用性を飛躍的に向上することが可能であることを見出した。
本発明はかかる知見に基づき成されたものである。
【００２０】
即ち、本発明は、鉄皮の内側に、少なくとも不定形耐火物により施工された内張り材を備えてなる連続鋳造用タンディッシュにおいて、不定形耐火物が、アルミナと炭化珪素を主成分とし、炭化珪素原料とアルミナ原料からなる耐火性原料を１００質量％として、炭化珪素原料の割合が２５質量％を超え、７０質量％未満であり、アルミナ原料中のアルミナ含有量が５０質量％以上であることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュに係るものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、タンディッシュの内張り材のスラグに対する耐食性、耐浸潤性を向上させることができ、また、コーティング材の焼き付きを防止することができ、さらに、耐スポーリングを向上させることが可能となり、タンディッシュの損傷を飛躍的に低減することが可能となり、タンディッシュの内張り材寿命を飛躍的に向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の連続鋳造用タンディッシュの不定形耐火物を用いたライニング方法において、内張り材を形成するために使用される不定形耐火物は、下記のような耐火性原料および結合剤から構成されるアルミナ−炭化珪素質不定形耐火物である：
耐火性原料
アルミナ−炭化珪素質不定形耐火物の耐火性原料は、アルミナ原料及び炭化珪素原料から構成される。耐火性原料のうち、炭化珪素原料の割合は、アルミナ原料と炭化珪素原料の合計を１００質量％として、２５質量％を超え、７０質量％未満、好ましくは２８質量％を超え、６０質量％未満とする。炭化珪素原料の割合が２５質量％以下であると、耐スポーリング性、スラグに対する耐食性および耐浸潤性が低下するため好ましくない。また、炭化珪素原料の割合が７０質量％以上となると、溶鋼に対する耐食性の低下、酸化による組織の劣化につながるため好ましくない。
【００２３】
アルミナ原料としては、例えば、白色電融アルミナ、褐色電融アルミナ、焼結アルミナ，ボーキサイト，仮焼アルミナなどの高アルミナ質原料をはじめ、ムライト、シャモットなどのアルミナ−シリカ質原料などを使用することができ、また、複数のアルミナ原料を組み合わせて使用することができるが、耐食性の観点から、アルミナ原料のアルミナ含有量は、５０質量％以上のものが好ましく、７０質量％以上のものがより好ましい。
【００２４】
また、炭化珪素原料は、耐食性の観点から純度が８０質量％以上、好ましくは８５質量％以上のものを使用する。
【００２５】
耐火性原料の粒度構成は、施工性の観点より、１ｍｍ以上の粗粒が３０〜６５質量％、好ましくは３５〜５５質量％、０．３ｍｍ以上１ｍｍ未満の中粒を１０〜４５質量％、好ましくは１５〜３５質量％、０．３ｍｍ未満の微粉を２５〜６０質量％、好ましくは３０〜５０質量％とすることが好ましい。なお、施工性の観点から、最大粒径は２０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以下とする。最大粒径が２０ｍｍを超えると、アルミナ−炭化珪素質不定形耐火物を流し込み施工時に狭小部へ不定形耐火物が到達しにくくなり、施工不良の原因となるために好ましくない。
【００２６】
結合剤
結合剤としては、アルミナセメント、コロイダルシリカまたはそれらを組み合わせて使用することができる。結合剤の添加量は、耐火性原料に対して外掛けで０．５〜１２質量％、好ましくは１〜１０質量％とする。なお、結合剤の添加量が０．５質量％未満であると、施工体の強度が確保できないため好ましくない。また、結合剤の添加量が１２質量％を超えると、耐食性が低下するため好ましくない。
【００２７】
その他の原料
アルミナ−炭化珪素質不定形耐火物には、その他の原料として、シリマナイト系鉱物や珪石質などの膨張性原料；粘土質微粉、シリカヒューム、ジルコニア微粉、チタニア微粉、マグネシア微粉などの酸化物微粉；金属シリコン粉、金属アルミニウム粉などの金属微粉；メタリン酸塩、ポリカルボン酸、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物塩などの分散剤；酸化ホウ素、ホウ砂、炭酸ナトリウム塩、カルボン酸類、糖類などのセメント硬化遅延剤；炭酸リチウム、消石灰などのセメント硬化促進剤；有機繊維，乳酸アルミニウムなどの爆裂防止剤；炭化ホウ素などの酸化防止剤；およびステンレスファイバーなどの亀裂抑制材などの通常キャスタブルに添加しうる耐火原料、添加物を使用することができる。その他の原料の添加量は、耐火性原料に対して外掛けで２０質量％以下（ゼロを含む）、好ましくは１５質量％以下（ゼロを含む）である。
【００２８】
また、耐スポーリング性の向上などを目的として、炭素原料を添加することができる。炭素原料としては、鱗状黒鉛、土状黒鉛、コールタールピッチ、石油ピッチ、カーボンブラック、コークス粉などを使用することができる。炭素原料の添加量は、耐火性原料に対して外掛けで２質量％未満であるが、添加しないことが好ましい。炭素原料の添加量が２質量％以上となると、酸化による組織の劣化や溶鋼に対する耐食性の低下、流動性の低下につながるために好ましくない。
【００２９】
本発明の連続鋳造用タンディッシュの不定形耐火物を用いたライニング方法の対象となる連続鋳造用タンディッシュの構造は、特に限定されるものではなく、連続鋳造設備にあわせて矩形をはじめ、屈曲した形状などの種々の形状を採ることができる。
【００３０】
本発明の連続鋳造用タンディッシュの不定形耐火物を用いたライニング方法では、鉄皮の内側に内張り材としてアルミナ−炭化珪素質不定形耐火物を施工するが、鉄皮と内張り材との間に鉄皮の保護や断熱を目的として永久張りを設けることができる。永久張りの構造や材質は特に限定されるものではなく、例えば、ろう石れんがや高アルミナ質れんがなどを用いたれんが積み構造や、アルミナ−シリカ質や高アルミナ質不定形耐火物をこて塗りや吹き付け、流し込みなどの手法で施工した不定形耐火物構造などとすることができる。
【００３１】
アルミナ−炭化珪素質不定形耐火物を用いて内張り材を施工するに際して、所定割合の上記原料を十分に混合して不定形耐火物を製造する。混合方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ナウターミキサーやオムニミキサー、その他同等の混合能力を有するミキサーを用いて行うことができる。
【００３２】
アルミナ−炭化珪素質不定形耐火物の施工は、所定の水分量を添加したうえで十分に混合し、流し込み施工にて行う。混合にあたってはボルテックスミキサーやパドルミキサー、あるいはその他同等の混合能力を有するミキサーを用いることができる。流し込み施工後、所定期間養生し、次に、十分に乾燥したうえで使用に供することができる。
【００３３】
上述のようにしてアルミナ−炭化珪素質不定形耐火物を流し込み施工して得られた内張り材を有する連続鋳造用タンディッシュには、内張り材の表面にコーティング材を施工することもできる。ここで、コーティング材の材質、施工方法は特に限定されるものではなく、一般に使用される材質、施工方法を適用できる。例えば、マグネシア質や高アルミナ質、アルミナ―シリカ質などの材料を、流し込み施工や吹き付け施工、こて塗り施工、あるいは乾式施工などの方法をもって施工することによりコーティング材を形成することができる。
【実施例】
【００３４】
実施例１
表１に、本発明における本発明の連続鋳造用タンディッシュの不定形耐火物を用いたライニング方法に使用可能なアルミナ−炭化珪素質不定形耐火物を示し、表２に、比較品の内張り材を示す。
使用原料
褐色電融アルミナ：アルミナ含有量９５質量％品
焼成ばん土頁岩：アルミナ含有量８３質量％品
電融スピネル：アルミナ含有量７１質量％品
ムライト：アルミナ含有量７１質量％品
シャモット：アルミナ含有量４６質量％品
仮焼アルミナ：アルミナ含有量99質量％品
炭化珪素：炭化珪素含有量９５質量％品
上記アルミナ原料及び炭化珪素を耐火性原料として合計を１００質量％とした。
【００３５】
バインダー
アルミナセメント：アルミナ含有量７１質量％品
コロイダルシリカ：濃度２０質量％のアルカリ安定化品
上記アルミナセメント、コロイダルシリカまたはこれら両者を使用して耐火性原料に対して外掛け添加した。
【００３６】
炭素原料
カーボンブラック：ＤＢＰ吸収量２９ｃｍ３／１００ｇ品。
【００３７】
その他の原料
シリカヒューム：シリカ含有量９９質量％品
ボールクレー：アルミナ含有量５７質量％品
カイヤナイト粒：アルミナ含有量５５質量％品
トリポリリン酸ナトリウム
【００３８】
混練および流動性の評価
混練は、ＪＩＳ  Ｒ２５２１に準じた試験方法により万能ミキサーを用いて実施した。水分添加量は、タップフロー値が１４０〜１５０になるように、液分の分離や粗粒の沈降が発生しない範囲で調整した。流動性の評価については、混練水分量を流動性の評価とした。ただし、本発明品１０と本発明品１１は、コロイダルシリカを用いた配合例である。コロイダルシリカは、濃度２０質量％のものを用いているため、コロイダルシリカに含まれる水分量とフロー値を調整するための水分添加量との合計量を流動性評価のための混練水分量と見なした。混練水分量が少ないほど流動性が「良い」とし、混練水分量が５．９質量％以下を「○」、６．０質量％以上６．９質量％以下を「△」、７．０質量％以上を「×」とした。
【００３９】
耐スポーリング性の評価
耐スポーリング性の評価は、並型形状（２３０ｍｍ×１１４ｍｍ×６５ｍｍ）に流し込み成形したサンプルを使用し、２００℃で２４時間乾燥した後、電気炉にて加熱１５００0℃、４５分間−自然冷却15分間を１サイクルとして８サイクル反復して発生した亀裂の本数を測定した。比較品１の亀裂発生本数を１００として指数表示し、亀裂指数とした。亀裂指数は小さいほど亀裂の発生が少なく、耐スポーリング性に優れることを示している。評価としては、亀裂指数が９０未満のものを「○」、１００を超えるものを「×」、それ以外を「△」とした。
【００４０】
耐食性および耐浸潤性の評価
耐食性および耐浸潤性の評価は、回転ドラム法を用いて耐スラグ性を、高周波誘導炉内張り法を用いてメタル浸食性をそれぞれ評価した：
スラグ耐食性・耐浸潤性試験
スラグ耐食性試験は、ロータリースラグ法で行った。侵食剤としてタンディッシュスラグ(ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比＝０．９)を１時間あたり１．２ｋｇ使用し、１６００℃で４時間行った。侵食剤は１時間ごとに排出して新しいものと交換した。加熱方法はアーク加熱による。試験終了後に溶損深さを測定し、比較例１の溶損深さを１００として指数表示して溶損指数とした。この溶損指数は、数値が小さいほど溶損量が少なく、スラグ耐食性に優れることを示している。  また、試験終了後、試料断面より浸潤深さを測定し、比較例１の溶損深さを１００として指数表示して浸潤指数とした。この浸潤指数は、数値が小さいほど浸潤量が少なく耐スラグ浸潤性に優れることを示している。
【００４１】
スラグ耐食性の評価は、溶損指数が４５未満のものを「○」、５０未満のものを「△」、５０以上のものを「×」とした。また、耐スラグ浸潤性の評価は、浸潤がほぼみられず、浸潤指数が０のものを「○」、１０以上のものを「×」、それ以外を「△」とした。
【００４２】
メタル耐食性試験
メタル耐食性試験は、高周波誘導炉内張り法で行った。侵食剤として鋼鉄１３ｋｇを使用し、１６００℃で４時間行った。試験終了後、溶損深さを測定し、比較例１の溶損深さを１００として指数表示してメタル溶損指数とした。このメタル溶損指数は、数値が小さいほど溶損量が少なくメタル耐食性に優れることを示している。メタル耐食性の評価は、メタル溶損指数が１１０以下のものを「○」、１２０以下のものを「△」、１２０を超えるものを「×」とした。
【００４３】
総合評価
流動性、耐スポーリング性、スラグ耐食性、スラグ耐浸潤性およびメタル耐食性の各評価のうち、すべてが「○」であるものを総合評価「○」一つでも×があるものを総合評価「×」、それ以外を総合評価「△」とし、総合評価が「○」ないし「△」であるものについて基準を満たしたと判断した。
【００４４】
【表１】
2017042794.tif 000002
【００４５】
【表２】
2017042794.tif 000003
【００４６】
表１に示す本発明品について以下に説明する：
本発明品１から本発明品４は、いずれについても耐スポーリング性、耐食性、耐浸潤性において良好で、必要な基準を満たしていた。
本発明品５は、本発明品１に、更に、カーボンブラックを添加した例であり、必要な基準を満たしていた。
本発明品６は、焼成ばん土頁岩、本発明品７は、電融スピネル、本発明品８は、ムライト、本発明品９は、ムライトとシャモットを組み合わせたものを、それぞれ仮焼アルミナと組み合わせて耐火原料のうちアルミナ原料として使用した例である。アルミナ原料中のアルミナ含有量が基準を満たしていれば適用可能であり、いずれの例においても特性は必要な基準を満たしていた。
本発明品１０は、バインダーとしてコロイダルシリカを使用した例、本発明品１１は、バインダーとしてアルミナセメントとコロイダルシリカを組み合わせて使用した例である。流動性の不足は、混練水分量を調整することによって調節した。本発明品１０、本発明品１１とも必要な基準を満たしていた。
本発明品１２は、粗粒の多い例、本発明品１３は、微粉の多い例、本発明品１４は、中粒の多い例である。いずれの例とも必要な基準を満たしていた。
【００４７】
次に、表３に示す比較品について以下に説明する。
比較品１は、従来から使用されているアルミナ−シリカ質キャスタブル耐火物に相当する例である。耐スポーリング性、スラグ耐食性およびスラグ耐浸潤性に劣ることが判る。
比較品２は、取鍋などで主として用いられるアルミナ−マグネシア質キャスタブル耐火物に相当する例である。耐スポーリング性およびスラグ耐浸潤性に劣ることが判る。
比較品３および比較品４は、耐火原料のうち炭化珪素の割合が多すぎる例である。メタル耐食性に劣ることが判る。
比較品５および比較品６は、耐火原料のうち炭化珪素の割合が少なすぎる例である。また、比較品７は、炭化珪素不含の例である。スラグ耐食性、スラグ耐湿潤性、耐スポーリング性が低下することが判る。
比較品８は、カーボンブラックを２質量％添加した例である。粗粒の沈降により必要な流動性が得られず、また、メタル耐食性が低下することが判る。
比較品９は、耐火原料のうちアルミナ原料としてシャモットを使用した例である。アルミナ原料中のアルミナ含有量が不足しており、スラグ耐食性、スラグ耐湿潤性が低下することが判る。
【００４８】
実施例２
表１の本発明品２、および表２の比較品１および２を内張り材として用いた連続鋳造用タンディッシュについて実稼働試験を行った。試験は各内張り材を適用した連続鋳造用タンディッシュの使用可能チャージ数および使用後の状況を比較することで行った。また、タンディッシュは、鉄皮と、鉄皮内側に設けたアルミナ−シリカ質れんがからなる永久張り材（厚さ６５ｍｍ）及び更に内側に施工した内張り材（厚さ１５０ｍｍ）で構成され、稼働に際しては内張り材表面にマグネシア質コーティング材を吹き付け施工（厚さ５０ｍｍ）したうえで供した。
比較品１を内張り材として適用した連続鋳造用タンディッシュは、コーティング材と内張り材の焼き付きが多くみられ、また、スラグの浸潤による変質層が内張り材稼働面側に生成していた。変質層と原質層の境界付近には構造スポーリングによる、稼働面に平行な亀裂が発生していた。また、スラグライン部において溶損がみられた。平均寿命は２００チャージであった。
比較例２を内張り材として適用した連続鋳造用タンディッシュは、スラグ浸潤による変質層の生成はみられたものの、比較品１と比較してコーティング材との焼き付き、スラグライン部での溶損は軽微であった。しかし、時に大きな亀裂が発生し、地金の差し込みがみられた。平均寿命は１８０チャージであった。
本発明品２を内張り材として適用した連続鋳造用タンディッシュは、コーティング材との焼き付きはほとんど見られず、スラグライン部での溶損も軽微であった。さらに比較品にみられた浸潤による変質層についてもほとんど生成せず、目立った亀裂の発生もみられなかった。平均寿命も大きく改善し、３００チャージであった。
このように本発明品の優位性は明らかである。