JP2007055876A - マグネシア・カーボンれんが - Google Patents
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Abstract
【課題】 緻密で耐磨耗性に優れたマグネシア・カーボンれんがを提供する。
【解決手段】 マグネシア・カーボンれんがに、サイジングによりエポキシ樹脂をコートした炭素繊維を0.01〜5重量%含有させる。
炭素繊維の分散が良く、緻密で耐磨耗性に優れたマグネシア・カーボンれんがが得られる。
【選択図】 なし
【解決手段】 マグネシア・カーボンれんがに、サイジングによりエポキシ樹脂をコートした炭素繊維を0.01〜5重量%含有させる。
炭素繊維の分散が良く、緻密で耐磨耗性に優れたマグネシア・カーボンれんがが得られる。
【選択図】 なし
Description
本発明は、製銑・製鋼プロセスにおける電気炉、取鍋、RH、DHなど各種溶融金属処理容器に使用されるマグネシア・カーボンれんがに関し、特に緻密かつ耐スポーリング性と耐磨耗性に優れた溶融金属処理容器用マグネシア・カーボンれんがに関するものである。
従来から、電気炉、取鍋、RH、DHなど各種溶融金属の内張り材には耐スポーリング性と耐スラグ侵食性に優れたマグネシア・カーボンれんがが使用されている。
マグネシア・カーボンれんがは高融点のマグネシアとスラグに濡れにくいカーボンで構成されているため、耐食性に優れていると共に、カーボンの高熱伝導性により、耐スポーリング性にも優れており、電気炉、取鍋等の様々な製銑・製鋼設備に広く使用されている。
しかし、取鍋の湯当りなど、熱サイクルが激しく、湯運動の激しい部位においては、このようなマグネシア・カーボンれんがにおいてもスポーリングと磨耗による損傷が大きく、寿命を左右している状況である。
マグネシア・カーボンれんがの耐スポーリング性と応力緩和能及び耐磨耗性を向上させる方法として、ファイバー(繊維)類の添加が提案されている。
例えば、特許文献1にはアルミニウム繊維の添加が提案されている。特許文献2では、アルミニウム繊維とカーボン繊維の併用が提案されている。特許文献3では、カーボン繊維と膨張黒鉛の併用が提案されている。
特開昭61−136966 特開平8−239258 特開2003−171170
しかし、アルミニウム繊維はカーボンと反応して炭化アルミニウムを生成して耐スポーリング性改善効果を示さない場合があり、カーボン繊維の添加は、れんが成形時にスプリングバック現象を示し組織劣化により物性が低下するという問題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、緻密かつ耐スポーリング性と耐磨耗性に優れたマグネシア・カーボンれんがを提供することを目的とする。
本願発明者は、サイジングによりエポキシ樹脂をコートしたカーボン繊維を使用することにより、れんが成形時のスプリングバックを解消し、緻密かつ耐スポーリング性と耐磨耗性に優れたマグネシア・カーボンれんが提供できることを見出した。
即ち本発明は、マグネシアを主体とする塩基性耐火材料70〜98重量%と炭素材料2〜30重量%よりなる組成物100重量部に対しサイジングによりエポキシ樹脂をコートしたカーボン繊維を0.01〜5重量%含有させる。これにより上記マグネシア・カーボンれんがの熱間曲げ強さを向上させ、耐磨耗性を向上させることができる。
サイジングによりエポキシ樹脂をコートしたカーボン繊維は混練時にほぐれて分散し易いため、マグネシア・カーボンれんがの充填性を阻害せず、有効に働いて、熱間曲げ強さを向上させる効果を示す。その結果、取鍋の湯当りなど、熱サイクルが激しく、湯運動の激しい部位に使用し高耐用が得られる。
本発明のマグネシア・カーボンれんがは緻密で熱間強度が高く、耐スポーリング性と耐磨耗性に優れているので、取鍋の湯当りなど、熱サイクルが激しく、湯運動の激しい部位用の耐火物として好適に使用できる。本発明品を使用することにより炉寿命が向上し、その工業的価値は大きい。
本発明で使用する塩基性耐火材料は、電融マグネシア、焼結マグネシア、天然マグネサイト、ドロマイト等を各々単独あるいは2種以上組み合わせて使用できる。塩基性耐火材料の使用量は70〜98重量%である。
炭素材料は特に限定しないが、燐状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、ピッチ等の炭素質原料が使用できる。炭素質原料の使用量は2〜30重量%である。
本発明のマグネシア・カーボンれんがに使用する炭素繊維はサイジングにより表面にエポキシ樹脂をコートしている。このエポキシ樹脂コート炭素繊維は、例えば、東レ株式会社製のトレカ(登録商標)カットファイバーとして市販品から入手できる。
本発明で使用する炭素繊維は、直径1〜100μmのものが好ましく、さらに好ましくは4〜15μmである。炭素繊維の長さは1〜50mmのものが好ましく、さらに好ましくは2〜15mmである。直径が1μm未満であると均一分散しにくい。また、長さが100μm以上であると繊維に柔軟性が無く充填密度を低下させる。長さが1mm未満では曲げ強さ向上の効果が無く、50mmを越えると繊維が絡まって分散し難くなるので好ましくない。
本発明のマグネシア・カーボンれんがにおける上記炭素繊維の使用量は、0.01〜5重量%であり、好ましくは、0.05〜1重量%である。炭素繊維の使用量が0.01重量%未満であると熱間曲げ強さ向上の効果が無く、5重量%を越えるとれんがの組織が粗雑になり、耐食性が著しく低下する。
本発明のマグネシア・カーボンれんがには酸化防止剤として一般に使用されている、Al、Si、Mg等の金属や、その合金あるいは、B4C等を必要に応じて適宜添加することができる。
本発明のマグネシア・カーボンれんがは、従来の製造方法と同様に塩基性耐火材料に炭素質原料を加え、必要に応じて金属粉末等を添加し、フェノール樹脂等の結合剤を加えて混練、成形後、1000℃以下で加熱処理して得られる。
以下、本発明の実施形態を実施例によって説明する。表1に本発明の実施例と比較例に係る供試材の配合組成物とその特性を示す。
供試材は、表1に示す配合組成物を混練し、フリクションプレスによつて並型に成形後、250℃で10時間加熱した。得られた供試れんがについて、物性値と冷間曲げ強さ、熱間曲げ強さを測定すると共に耐食性と耐スポーリング性の比較を行なった。
曲げ強さはJIS−R2213に準じて測定した。耐食性は回転侵食法により、CaO/SiO2=2の取鍋スラグを用いて1700℃で5時間行い、溶損寸法を測定し、指数で示した。耐スポーリング性は、誘導炉にて1650℃で溶解した溶鋼に30×30×230mm試験片の長手方向下部100mmを2分間浸漬後、水中に浸漬する加熱−冷却の作業を剥落するまで繰り返した。
表1から明らかなように、実施例1〜3は比較例1〜3に比べて強度及び耐食性において優れており、耐スポーリング性も同等以上の数値となつている。
特に、比較例2はコートなしの炭素繊維を使用したものであり、見掛気孔率が高く耐食性が低い値を示している。
Claims (1)
- マグネシアを主体とする塩基性耐火材料70〜98重量%と炭素材料2〜30重量%よりなる組成物100重量部に対して、サイジングによりエポキシ樹脂をコートした炭素繊維を0.01〜5重量部含有することを特徴とするマグネシア・カーボンれんが。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005276695A JP2007055876A (ja) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | マグネシア・カーボンれんが |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005276695A JP2007055876A (ja) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | マグネシア・カーボンれんが |
Publications (1)
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JP2007055876A true JP2007055876A (ja) | 2007-03-08 |
Family
ID=37919678
Family Applications (1)
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JP2005276695A Pending JP2007055876A (ja) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | マグネシア・カーボンれんが |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007055876A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017114746A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Jfeスチール株式会社 | マグネシア・カーボンれんがおよびその製造方法 |
-
2005
- 2005-08-24 JP JP2005276695A patent/JP2007055876A/ja active Pending
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