[发明专利]耐火物

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业窑炉所使用的耐火物，尤其涉及一种在钢铁业的制铁、制钢工序中所使用的耐火物。

背景技术

在工业窑炉尤其是在钢铁业的制铁、制钢工序程序中的铁液等熔融金属的保存容器的内衬或连续铸造工序中所使用的浇铸嘴或板，一般而言使用耐火物。由于耐火物随着使用会发生熔损或损耗，因此在判断为到达寿命的情况下，需要在解体使用过的物品之后以新的耐火物作为里衬，或者更换新品。近几年，随着生产力提升的需求提高，为了缩短这样的解体及加衬所需的时间或更换时的作业停止时间，有必要提高耐火物的耐用性。

作为改善耐火物的耐用性的方法，广为人知的是在耐火原料中掺铝。虽然铝本身熔点为660℃左右，会在远低于制铁、制钢工序中的使用温度即1200～1800℃左右的温度下发生熔融，但是与环境中的氧或氮发生反应，产生氧化铝（Al₂O₃）、氮化铝（AlN）、氮氧化铝（AlON）等而发生高熔点化，使得耐腐蚀性提升，同时在基质部分形成坚固的结合组织，因此使强度得以改善，甚至改善耐磨性。例如在专利文献1中揭示了对掺合有平均粒径25μm以下的金属铝粉末的混合物加以混匀、成形、烧成而制造出的高炉用碳质砖。在专利文献2中揭示了通过采用添加碳纤维与Si、Al等的配方，从而在碳纤维上产生Si或Al化合物的方法。

铝粉末有粒状的雾化粉末与鳞片状的碎片粉末这2种，如专利文献3的第3页右上栏所记载的那样，由于碎片粉末的反应性优异，因此容易与环境气体或其它耐火原料发生反应而形成坚固的结合。但是碎片粉末的混匀性、成形性差，虽然也有实际上强度提升的情况，但是相反地发生强度降低或差异变大等问题的情况也不少。

专利文献1：日本国特开平08-143361号公报

专利文献2：日本国特开平05-078180号公报

专利文献3：日本国特开昭57-27968号公报

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种工业窑炉所使用的耐火物，其在耐火原料中含有由铝及/或铝合金所构成的鳞片状的碎片粉末（以下称为“铝碎片”），尤其是减少在钢铁业的制铁、制钢工序中所使用的耐火物的强度差异。

如前述般，铝碎片由于反应性优异，因此可期待有助于耐火物的强度提升，然而过去发生强度降低或差异变大等问题的情况也不少。本发明人检讨其原因，结果发现由于铝碎片是呈鳞片状的形态，因此在将耐火物的坏土加以混匀时，难以使其均匀分散，如果对该坏土的成形体进行热处理，则铝碎片在热处理中的反应会不均匀地发生。本发明人发现，由于在铝与热处理的环境气体发生反应时伴随体积膨胀，因此成形体发生局部膨胀而在内部产生微小的龟裂，这会导致强度的降低或差异的加大。

本发明人针对这些课题的解决方法进行了潜心研究，结果发现可通过采用非浮型（non-leafing type）的铝碎片而解决课题，以至于完成本发明。

即，本发明的其中一个方式提供一种耐火物，其在耐火原料中含有由非浮型的铝及/或铝合金所构成的鳞片状的非浮铝碎片。

另外，如果这样地使耐火原料中含有非浮铝碎片，则如后述那样，会产生长度2μm以下的铝化合物的针状结晶，并填充在骨料的表面及/或骨料与骨料的间隙部。即，本发明的其他方式提供一种含有长度2μm以下的铝化合物的针状结晶的耐火物，以及提供一种在使用时通过加热产生长度为2μm以下的铝化合物的针状结晶的耐火物。

以下对本发明进行详细说明。

作为涂料用的铝碎片，如JIS（日本工业标准）-K5906所规定，有浮型与非浮型。浮型为以硬脂酸等对铝碎片的表面进行处理而得的粉末，具有在溶剂中浮在表层且并行排列的性质。另一方面，非浮型是用油酸等对铝碎片表面进行处理的粉末，具有在溶剂中均匀分散的性质。

在对耐火物的坏土加以混匀时，一般而言除了各种耐火原料之外还添加含有溶剂的粘结剂而加以混匀。在本发明中，通过对非浮型的铝碎片与含有规定耐火原料及溶剂的粘结剂一起混匀，从而使其在溶剂中均匀分散，即使在坏土之中，也能够使铝碎片更均匀地分散。通过对这样得到的坏土进行成形、热处理，从而可得到强度差异小且均质的耐火物。