JP2614115B2

JP2614115B2 - 炭素含有塩基性耐火物

Info

Publication number: JP2614115B2
Application number: JP1232562A
Authority: JP
Inventors: 宏昌石井; 暢之鵜崎; 一郎土屋; 辰男川上; 律海老沢
Original assignee: 川崎炉材株式会社; 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH0397660A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、転炉などの製鋼炉におけるスラグライン部
のように特に耐食性および耐摩耗性が要求される箇所の
内張り材として好適な炭素含有塩基性耐火物に関する。

なお、本願明細書において、“％”とあるのは、全て
“重量％”を意味する。

従来技術とその問題点炭素含有塩基性耐火物は、炭素材の有する高耐熱衝撃
性およびスラグに濡れ難いという性質に基づいて、耐ス
ポーリング性および耐食性に優れているので、製鋼炉の
内張り材として広く使用されている。しかしながら、転
炉のスラグライン部のようなスラグ浸食、溶鋼摩耗およ
び空気酸化の著しい部分では、耐火物の損耗が大きいの
で、容器寿命が短くなることが多い。一般に、転炉内張
り用の炭素含有塩基性耐火物においては、粗粒骨材とし
て5mm程度までのものが使用されている。しかるに、転
炉内張り材では、稼動面での酸化脱炭層が5mm程度にま
て及ぶことがある。この様な場合には、次回の吹錬時に
粗粒骨材までもが、洗い流されて、内張り耐火物の損耗
が著しくなる。炭素含有耐火物の酸化防止のためには、
Al、Mg、Siなどの金属粉、Bn、B₄Cなどのホウ素含有化
合物の添加が試みられているが、これらの添加によつ
て、耐酸化性は向上するものの、耐食性および耐スポー
リング性が劣化するので、内張り耐火物の損耗は却って
増大することがある。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記の如き従来技術の現状に鑑みて、研
究を重ねた結果、塩基性耐火骨材中の粗粒成分を電融粒
とし、その量を増大させることにより、炭素含有塩基性
耐火物の問題点が実質的に解消乃至大巾に軽減されるこ
とを見出した。

すなわち、本発明は、下記の炭素含有塩基性耐火物を
提供するものである：塩基性耐火材料を骨材とし、炭素を３〜80％含有する
炭素含有塩基性耐火物において、骨材の20〜80％を粒径
６〜50mmの電融塩基性耐火材料粗粒により構成したこと
を特徴とする耐火物。

電融塩基性耐火材料がCr₂O₃を0.5〜30重量％含有する
ことを特徴する上記第項に記載の炭素含有塩基性耐火
物。

一般に、スラグラインに内張りされた炭素含有塩基性
耐火物は、稼動面において、空気による酸化或はスラグ
や溶鋼による液相酸化を受け、通常１〜3mm程度、最大5
mm程度の脱炭層を生じる。脱炭層は、強度が著しく小さ
いので、流動するスラグや溶鋼により損耗されやすい。
この時、粗粒骨材の粒径が脱炭層の厚さ以下であると、
粗粒骨材は、脱炭層とともにたやすく流失してしまう。
しかるに、粗粒骨材の粒径が脱炭層の厚さを上回る場合
には、粗粒のアンカー効果および粗粒骨材に付着したス
ラグ層による保護作用のために、粗粒のみならず、脱炭
層の流失も生じ難くなることが判明した。即ち、稼動面
に残留する粗粒骨材により、脱炭層の流失が防止される
とともに、新たな脱炭層の形成も抑制される。また、粗
粒骨材が稼動面に存在することにより、スラグとマトリ
ックス部との接触面積が小さくなり、スラグによる耐火
物の溶損も低減される。

本発明において骨材として使用する塩基性耐火材料
は、特に限定されず、マグネシア、ドロマイト、マグネ
シア−クロミア、カルシア、スピネル（MgO・Al₂O₃）、
ピクロクロマイトなどが例示される。骨材中の20〜80％
を占める電融塩基性耐火材料の粗粒の粒径は、通常６〜
50mm程度である。粗粒の粒径が6mm未満の場合には、耐
火物の稼動面の組織劣化層とともに流出するため、粗粒
骨材としての効果が発揮されない。理論的には、粗粒の
粒径は、大きいほど好ましいことになるが、実際には、
耐火物の寸法により制限され、通常耐火物の最小厚みの
1/3程度を上限とすることが好ましい。粗粒の粒径がこ
れよりも大きくなる場合には、耐火物製造時に、粗粒が
偏在して、耐火物の成形性を阻害するのみならず、耐火
物の性能をも低下させる。より具体的には、一般的な耐
火物の断面寸法は、150mm×150mm程度以下であるから、
粗粒骨材の粒径は、50mm程度以下とすることが好まし
い。また、粗粒骨材の一部あるいは全ては、電融塩基性
耐火材料であって、必要に応じてCr₂O₃を0.5〜30％含有
する電融粒とする。粗粒骨材に電融粒を使用するのは、
耐火物の耐用性を向上させるためである。さらに、Cr₂O
₃を含有することにより、粗粒骨材に付着したスラグの
融点および粘性を上昇させ、スラグをより強固に付着で
きるために、耐火物の耐用性を一層向上させることがで
きる。全骨材重量中に占める電融塩基性耐火材料の粗粒
の割合は、20〜80％とする。電融粗粒の割合が20％未満
では、耐火物の稼動面におけるスラグ付着層による遮蔽
効果が充分に発揮されず、一方、80％を上回る場合に
は、粗粒骨材が耐火物中に偏在し易くなり、またマトリ
ックス部の充填が不十分となるので、耐火物の性能が著
しく低下するので好ましくない。骨材の残余は、6mm未
満の細粒で、電融材料でも非電融材料でもかまわない。

本発明において使用する炭素源材料は、公知の炭素含
有塩基性耐火物で使用されてきたものと変わるところは
ないが、より好ましくは、鱗状黒鉛、土状黒鉛、コーク
ス、カーボンファイバー、人造黒鉛、キッシュグラファ
イト、仮焼無煙炭などの高密度材料が使用される。炭素
源材料の粒度は、特に限定されないが、通常3mm以下程
度である。また、その配合量は、３〜80％程度である。

本発明の炭素含有塩基性耐火物は、骨材成分と炭素と
に加えて、バインダーを含む。バインダーとしては、残
炭性のある有機質バインダーが使用され、具体的には、
フェール樹脂、フラン樹脂、シリコン樹脂、コールター
ルピッチ、石油ピッチ、などが例示される。バインダー
の配合量は、特に限定されないが、通常塩基性耐火骨材
と炭素源材料との合量の１〜20％程度である。

また、本発明耐火物には、必要に応じて、炭素成分の
酸化防止のために、Al、Mg、Si、Zr、Crなどの金属、こ
れら金属の合金類、B₄C、BNなど硼素含有化合物の一種
又は二種以上を配合することができる。配合量は、特に
限定されないが、通常耐火物の材料の総重量に対して0.
5〜15％程度である。

本発明による炭素含有塩基性耐火物は、各原料を常法
に従って混練し、成形し、通常100〜1000℃程度の温度
で熱処理することにより、製造される。また、本発明に
よる炭素含有塩基性耐火物は、例えばコークスブリーズ
中、1000〜1500℃程度の温度で焼成されることにより、
焼成耐火物としても使用することができる。

発明の効果本発明による炭素含有塩基性耐火物は、耐食性及び耐
摩耗性に極めて優れている。従って、本発明の炭素含有
塩基性耐火物は、製鋼炉のスラグライン部などの耐食性
び耐摩耗性が特に要求される部位の内張り用耐火物とし
て有用である。

本発明の炭素含有塩基性耐火物を使用する場合には、
製鋼炉の寿命を大巾に延長させることが出来る。

実施例以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とす
るところをより一層明確にする。

実施例１〜７および比較例１〜６第１表に示す割合で各種の原料をロールパンにより混
練し、油圧プレスにより100MPaの圧力で並形れんが形状
に成形し、200℃で24時間熱処理して、不焼成耐火物を
製造した。

第２表に得られた耐火物の物性を示す。

なお、第１表における各記号は、下記の事項を表わ
す。

MgOI…電融MgO、純度98％、粒径40〜15mm MgOII…電融MgO、純度98％、粒径15〜6mm MgOIII…電融MgO、純度98％、粒径５〜1mm MgOIV…電融MgO、純度98％、粒径1mm未満 MgOV…焼結MgO、純度98％、粒径15〜6mm MgOVI…焼結MgO、純度98％、粒径５〜1mm MgOVII…焼結MgO、純度98％、粒径1mm未満 MgOVIII…焼結MgO−CaO、CaO70％、MgO29％、粒径１〜
0.3mm MgOIX…Cr₂O₃含有電融MgO、Cr₂O₃10％、MgO85％、粒径1
5〜6mm 黒鉛…鱗状黒鉛、粒径1mm未満 Al…純度99％、粒径0.15mm未満バインダー…液状ノボラック型フェノール樹脂硬化剤…ヘキサメチレンテトラミン気孔率…見掛気孔率（％）圧縮強さ…常温圧縮強さ（MPa）脱炭層厚さ…70mm×70mm×70mmの立方体試料を電気炉中
1500℃で１時間保持し、冷却後の脱炭層厚さ（mm）を測
定した。

侵食指数…回転式スラグ侵食試験機により、CaO/SiO₂＝
２で鉄含有量20％のスラグに1750℃で２時間接触させた
場合の相対的侵食量（比較例１を100とする）。

第２表に示す結果から明らかなように、本発明による
炭素含有塩基性耐火物は、比較例による炭素含有塩基性
耐火物に比して、脱炭層厚さおよびスラグ侵食指数が低
減しており、耐食性及び耐摩耗性に優れていることが明
らかである。

さらに、実施例４と同様にして得られた本発明耐火物
を85トン上底吹転炉のスラグライン部に使用して、その
損耗速度を対比したところ、比較例１による耐火物の値
を100として、本発明耐火物の値は、僅かに60であっ
た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土屋一郎兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者川上辰男兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２川崎炉材株式会社内 (72)発明者海老沢律千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献特開平３−60462（ＪＰ，Ａ) 特開平３−80154（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩基性耐火材料を骨材とし、炭素を３〜80
％含有する炭素含有塩基性耐火物において、骨材の20〜
80％を粒径６〜50mmの電融塩基性耐火材料粗粒により構
成したことを特徴とする耐火物。
【請求項２】電融塩基性耐火材料がCr₂O₃を0.5〜30％含
有することを特徴する請求項に記載の炭素含有塩基性
耐火物。