[发明专利]碱性砖

说明书

技术领域

本发明涉及作为熔融金属容器的内衬用耐火材料而优选使用的碱性砖。

背景技术

作为熔融金属容器的内衬用的碱性砖，从对熔融金属在精炼中的熔渣的耐侵蚀性优异上来看，通常使用镁-铬砖。但是，因镁-铬砖含有铬成分，有时使用后砖中含有6价铬，所以，在环境卫生方面存在问题。

因此，探讨、开发了组成中不含铬的砖、即所谓的无铬砖，例如，提出了由氧化镁和普通尖晶石（MgAl₂O₄）组成的、组成中不含铬的镁-尖晶石砖。可是，由于该砖中含有的普通尖晶石（MgAl₂O₄）对低碱度（低CaO／SiO₂）熔渣的耐侵蚀性差，所以，与镁-铬砖相比耐用性不充分。因此，对于强化组成中以氧化镁骨料为主体的砖中的基质的方法进行了各种研究。

作为其中之一的方法，专利文献1中提出了以氧化镁原料或镁·铝系尖晶石原料为主要原料，含有1～10质量%的二氧化钛和1～15质量%的氧化铝的耐火砖。在该耐火砖中，由于从烧成或使用时的热面受热，所以生成由氧化镁和二氧化钛构成的Qandilite（Mg₂TiO₄）和普通尖晶石（MgAl₂O₄）的连续固溶体，其在骨料粒子间隙部移动并填充间隙部，结果由于气孔径减小而提高耐腐蚀性。

此外，在专利文献2中还提出了如下镁-铝-钛砖，其中，作为耐火骨料，含有1～20质量%的氧化铝原料、1～15质量%的二氧化钛原料、70～95质量%的氧化镁原料，且将所述氧化镁中占耐火骨料整体比例的50质量%以上作为含有以化学成分值计为0.1～1质量%的SiO₂的电熔氧化镁。在该砖中，由于膨胀系数大的氧化镁使用率高而引起的抗剥落性降低的问题可通过电熔氧化镁中的SiO₂成分的作用而得到改善，从而提高了抗剥落性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开平7-300361号公报

专利文献2日本特开2001-253765号公报

发明内容

如此，为强化无铬镁砖（碱性砖）的基质，从以前就开始尝试了应用Al₂O₃和TiO₂。但是，现状是将此种无铬砖实际用于熔融金属容器中时，发生了熔渣对砖的侵蚀显著增大的现象。即以往的无铬砖在耐用方面较镁-铬砖差，实际上在大部分的熔融金属容器中依然不得不使用镁-铬砖。

因此，本发明要解决的课题在于提供对熔渣的耐腐蚀性优异的无铬碱性砖。

本发明的碱性砖具有如下特征，在烧成后以MgO、Al₂O₃及TiO₂为主要化学成分，作为矿物相含有方镁石和尖晶石族矿物，且尖晶石族矿物的晶格常数为（0.830nm）以下。

上述主要化学成分的具体范围的例子为：MgO为70质量%～95质量%，Al₂O₃为1质量%～20质量%，TiO₂为1质量%～15质量%。

如上所述，在以MgO为主要成分且含有Al₂O₃、TiO₂的碱性砖中，上述3个成分生成Qandilite（Mg₂TiO₄）和普通尖晶石（MgAl₂O₄）的连续固溶体。但是，该连续固溶体未形成均匀的组成，有时分离为接近Qandilite（TiO₂比率高）的部分和接近普通尖晶石（Al₂O₃比率高）的部分。Qandilite的融点为1732℃，与普通尖晶石（融点2135℃）相比为低融点，所以认为接近Qandilite的部分的耐腐蚀性低。因此，认为在发生连续固溶体的分离时，以接近Qandilite的部分为起点开始进行熔损，从而使砖的整体的耐腐蚀性均降低。