JP2862982B2 - 不定形耐火物 - Google Patents
不定形耐火物Info
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- JP2862982B2 JP2862982B2 JP2238317A JP23831790A JP2862982B2 JP 2862982 B2 JP2862982 B2 JP 2862982B2 JP 2238317 A JP2238317 A JP 2238317A JP 23831790 A JP23831790 A JP 23831790A JP 2862982 B2 JP2862982 B2 JP 2862982B2
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- Japan
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- amount
- refractory
- mgo
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- sic
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は耐火物に関し、特に不定形耐火物に関する
ものである。
ものである。
不定形耐火物は、例えば高炉用の溶銑樋に使用され、
高炉スラグに対する耐食性に優れたAl2O3−SiC−Ｃ系の
流し込み材が広く用いられている。このような流し込み
材等の不定形耐火物に配合した炭化珪素（以下SiCと記
載する）や炭素原料（以下単にＣと記載する）は、溶銑
に濡れにくいことに加えて、熱伝導率がマグネシア（以
下MgOと記載する）やアルミナ（以下Al2O3と記載する）
に比べて大きいので、これらの配合によって耐熱衝撃性
に優れる施工体を得ることができる。
高炉スラグに対する耐食性に優れたAl2O3−SiC−Ｃ系の
流し込み材が広く用いられている。このような流し込み
材等の不定形耐火物に配合した炭化珪素（以下SiCと記
載する）や炭素原料（以下単にＣと記載する）は、溶銑
に濡れにくいことに加えて、熱伝導率がマグネシア（以
下MgOと記載する）やアルミナ（以下Al2O3と記載する）
に比べて大きいので、これらの配合によって耐熱衝撃性
に優れる施工体を得ることができる。
例えば上記高炉樋用流し込み材の溶損の様子は、溶銑
の上層に存在するスラグの作用を主にうけるスラグライ
ン部と、溶銑からの作用を直接うけるメタルライン部と
で、それぞれ侵食が顕著である。
の上層に存在するスラグの作用を主にうけるスラグライ
ン部と、溶銑からの作用を直接うけるメタルライン部と
で、それぞれ侵食が顕著である。
一般にAl2O3−SiC−Ｃ系の不定形耐火物の耐食性はSi
Cの含有量に影響される。すなわち、例えば上記高炉樋
用流し込み材による施工体のスラグライン部では酸素分
圧が比較的高く、その結果SiCは充分な酸化作用を受け
てSiO2の被膜を形成する保護酸化反応を生じ、一方酸素
分圧の低いメタルライン部では、酸化作用を受けたSiC
はSiO2ではなくSiOガスの生成反応を生じ、その結果SiC
が継続的に酸化されて溶損する。
Cの含有量に影響される。すなわち、例えば上記高炉樋
用流し込み材による施工体のスラグライン部では酸素分
圧が比較的高く、その結果SiCは充分な酸化作用を受け
てSiO2の被膜を形成する保護酸化反応を生じ、一方酸素
分圧の低いメタルライン部では、酸化作用を受けたSiC
はSiO2ではなくSiOガスの生成反応を生じ、その結果SiC
が継続的に酸化されて溶損する。
一般にメタルライン部での耐食性を向上させるために
はSiCの含有量を少なくすることが有効であり、スラグ
ライン部ではSiCの含有量が多いほど耐食性がよくなる
ことが知られている。従って、スラグライン部とメタル
ライン部とでSiOの配合量の異なる流し込み材、すなわ
ちスラグライン部にはSiC配合量の多い流し込み材で、
またメタルライン部にはSiC配合量の少ない流し込み材
でそれぞれ施工する、いわゆるゾーン施工が行われ
る。、このことにより溶損量のバランスがとれ、全体と
して高炉樋の耐用性の向上を図っている。
はSiCの含有量を少なくすることが有効であり、スラグ
ライン部ではSiCの含有量が多いほど耐食性がよくなる
ことが知られている。従って、スラグライン部とメタル
ライン部とでSiOの配合量の異なる流し込み材、すなわ
ちスラグライン部にはSiC配合量の多い流し込み材で、
またメタルライン部にはSiC配合量の少ない流し込み材
でそれぞれ施工する、いわゆるゾーン施工が行われ
る。、このことにより溶損量のバランスがとれ、全体と
して高炉樋の耐用性の向上を図っている。
ところが、例えばAl2O3−SiC−Ｃ系の材料を使用した
高炉樋用流し込み材等の不定形耐火物において、SiCの
配合量を少なくした場合、相対的にAl2O3の配合量が多
くなり、高温下で進行するAl2O3の焼結に伴って収縮傾
向が顕著となり、施工体の耐スポーリング性が低下する
ことになる。
高炉樋用流し込み材等の不定形耐火物において、SiCの
配合量を少なくした場合、相対的にAl2O3の配合量が多
くなり、高温下で進行するAl2O3の焼結に伴って収縮傾
向が顕著となり、施工体の耐スポーリング性が低下する
ことになる。
このような耐スポーリング性の低下を防止するために
炭素原料（Ｃ）の配合量を増やすことが考えられるが、
Ｃの配合量を増やした不定形耐火物に所定の流動性を付
与するためには一般にＣは疎水性であるために添加水量
をより多く要し、その結果気孔率を高め緻密な施工体を
得ることができなくなり、却って耐食性の低下を招くこ
ととなる。
炭素原料（Ｃ）の配合量を増やすことが考えられるが、
Ｃの配合量を増やした不定形耐火物に所定の流動性を付
与するためには一般にＣは疎水性であるために添加水量
をより多く要し、その結果気孔率を高め緻密な施工体を
得ることができなくなり、却って耐食性の低下を招くこ
ととなる。
さらに、他の親水性の耐火骨材とＣとの間で間隙が発
生し、完全な焼結には到らない部位を生じ、所定の強度
を得ることができないこともある。
生し、完全な焼結には到らない部位を生じ、所定の強度
を得ることができないこともある。
上記従来の事情に鑑みて本発明は提案されたものであ
り、SiCの配合量を抑えて耐食性を向上させながらも所
定の耐スポーリング性を確保できる不定形耐火物を提供
することを目的とするものである。
り、SiCの配合量を抑えて耐食性を向上させながらも所
定の耐スポーリング性を確保できる不定形耐火物を提供
することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために本発明では以下の手段を
採用する。すなわち、マグネシア微粒及びマグネシア微
粉と、カーボンブラック、黒鉛、もしくは黒鉛に類する
炭素化合物等のうちから少なくとも１種選ばれる微粉状
の炭素原料とを19:1〜1:9の範囲の割合で混合した混合
物に、有機系バインダーを添加するとともに、焼結剤と
して炭化ホウ素を添加して、造粒処理を行って得られる
MgO−Ｃ質造粒子を、不定形耐火物の耐火材原料に対し
て、８〜42重量％で配合した不定形耐火物である。
採用する。すなわち、マグネシア微粒及びマグネシア微
粉と、カーボンブラック、黒鉛、もしくは黒鉛に類する
炭素化合物等のうちから少なくとも１種選ばれる微粉状
の炭素原料とを19:1〜1:9の範囲の割合で混合した混合
物に、有機系バインダーを添加するとともに、焼結剤と
して炭化ホウ素を添加して、造粒処理を行って得られる
MgO−Ｃ質造粒子を、不定形耐火物の耐火材原料に対し
て、８〜42重量％で配合した不定形耐火物である。
上記の構成において、疎水性原料であるＣをあらかじ
めAl2O3との結合が容易なMgOとともに造粒したMgO−Ｃ
質造粒子を配合することによって不定形耐火物に充分な
炭素原料を配合することができ、添加水量を減少させる
とともに、完全な焼結を達成する。
めAl2O3との結合が容易なMgOとともに造粒したMgO−Ｃ
質造粒子を配合することによって不定形耐火物に充分な
炭素原料を配合することができ、添加水量を減少させる
とともに、完全な焼結を達成する。
上記MgOとＣとの混合比は、それぞれ造粒子原料の19:
1〜1:9の範囲とすることが望ましく、上記範囲外の割合
でMgOの配合量が過多となると、Ｃ原料が不足し、配合
する不定形耐火物の耐スポーリング性が低下し、上記範
囲外の割合でＣの配合量が過多となると他の親水性の耐
火骨材とＣとの間で発生する間隙箇所が多くなり、不定
形耐火物による施工体が緻密なものとならない。
1〜1:9の範囲とすることが望ましく、上記範囲外の割合
でMgOの配合量が過多となると、Ｃ原料が不足し、配合
する不定形耐火物の耐スポーリング性が低下し、上記範
囲外の割合でＣの配合量が過多となると他の親水性の耐
火骨材とＣとの間で発生する間隙箇所が多くなり、不定
形耐火物による施工体が緻密なものとならない。
更に、焼結剤として炭化ホウ素（B4C）を添加するこ
とで流し込み材のマトリックス中の耐火骨材粒子表面間
の界面エネルギーを低下させる作用によって、焼結を促
進し、施工体をより緻密な構造として、耐食性の向上を
実現する。該炭化ホウ素（B4C）の配合量も特に限定し
ないが、0.5〜３重量％程度が望ましい。
とで流し込み材のマトリックス中の耐火骨材粒子表面間
の界面エネルギーを低下させる作用によって、焼結を促
進し、施工体をより緻密な構造として、耐食性の向上を
実現する。該炭化ホウ素（B4C）の配合量も特に限定し
ないが、0.5〜３重量％程度が望ましい。
上記MgOの微粒あるいは微粉とＣとを混合して造粒す
る場合に、造粒工程中にできるだけ多量のＣ分を含有さ
せ、しかも造粒子自体の焼結がすみやかに進行するよう
な造粒子をつくることが必要であり、造粒子の具体的な
製造方法は特に限定されず、公知の方法で製造すること
ができるが、例えば以下の様な工程で製造することがで
きる。
る場合に、造粒工程中にできるだけ多量のＣ分を含有さ
せ、しかも造粒子自体の焼結がすみやかに進行するよう
な造粒子をつくることが必要であり、造粒子の具体的な
製造方法は特に限定されず、公知の方法で製造すること
ができるが、例えば以下の様な工程で製造することがで
きる。
有機系バインダーとして使用するフェノールレジン
溶液中に、カーボンブラックを入れて混合する。このと
き後の造粒工程でMgOとＣとの分散性のよい造粒子を形
成するように、例えば非イオン系の界面活性剤を同時に
添加してもよい。
溶液中に、カーボンブラックを入れて混合する。このと
き後の造粒工程でMgOとＣとの分散性のよい造粒子を形
成するように、例えば非イオン系の界面活性剤を同時に
添加してもよい。
MgOの微粒あるいは微粉は予め水に浸漬しておく。
造粒工程ではとの原料を混合して常法による造
粒手段を用いて造粒する。
粒手段を用いて造粒する。
このとき焼結剤としての炭化ホウ素（B4C）は上記
で示される工程で添加する。
で示される工程で添加する。
尚、有機系バインダーとして使用する物質及びその添
加量は特に本発明では限定しないが、上記フェノールレ
ジンの他にエチレングリコールを使用することもでき、
添加量はMgO−Ｃ質造粒子の原料に対して５重量％程度
が望ましい。
加量は特に本発明では限定しないが、上記フェノールレ
ジンの他にエチレングリコールを使用することもでき、
添加量はMgO−Ｃ質造粒子の原料に対して５重量％程度
が望ましい。
上記のように形成したMgO−Ｃ質造粒子を公知の例え
ばAl2O3−SiC−Ｃ系の材料を使用した不定形耐火物に配
合する。その配合量は不定形耐火物の耐火材原料中、８
〜42重量％程度が望ましく、上記範囲より少ない配合量
であると炭素成分が不足することとなり、不定形耐火物
の耐スポーリング性が低下し、上記範囲を超えた配合量
とすると、結果的に炭素成分量が過多となり、気孔率が
増大し緻密な施工体を得ることができなくなる。
ばAl2O3−SiC−Ｃ系の材料を使用した不定形耐火物に配
合する。その配合量は不定形耐火物の耐火材原料中、８
〜42重量％程度が望ましく、上記範囲より少ない配合量
であると炭素成分が不足することとなり、不定形耐火物
の耐スポーリング性が低下し、上記範囲を超えた配合量
とすると、結果的に炭素成分量が過多となり、気孔率が
増大し緻密な施工体を得ることができなくなる。
以下、本発明を高炉樋用流し込み材に適用した実施例
を基に更に詳細に説明する。
を基に更に詳細に説明する。
本実施例において耐火材原料に配合するMgO−Ｃ質造
粒子の配合を以下に示す。
粒子の配合を以下に示す。
〈MgO−Ｃ質造粒子の配合例〉 （配合例１） （単位は重量％） MgOの微粒（0.2mm〜） 30 微粉（100mesh） 30 鱗状黒鉛 25 フェノールレジン ５ エチレングリコール ５ B4C粉末 ５ 非イオン界面活性剤 外0.1 （配合例２） MgOの微粒（0.5mm〜） 35 微粉（100mesh） 40 鱗状黒鉛 10 フェノールレジン ５ エチレングリコール ５ B4C粉末 ５ 非イオン界面活性剤 外0.1 上記配合例１および配合例２によって粒径1mm以下のM
gO−Ｃ質造粒子を製造した。
gO−Ｃ質造粒子を製造した。
上記MgO−Ｃ質造粒子のうち配合例１で配合したAl2O3
−SiC−Ｃ質流し込み材をＡ配合、配合例２で配合したA
l2O3−SiC−Ｃ質流し込み材をＢ配合としてそれぞれの
配合割合を第１表に示すとともに、従来のAl2O3−SiC−
Ｃ質流し込み材の配合によるＣおよびＤ配合を第２表に
示す。
−SiC−Ｃ質流し込み材をＡ配合、配合例２で配合したA
l2O3−SiC−Ｃ質流し込み材をＢ配合としてそれぞれの
配合割合を第１表に示すとともに、従来のAl2O3−SiC−
Ｃ質流し込み材の配合によるＣおよびＤ配合を第２表に
示す。
上記各配合Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで作成した試料を高周波炉
で1580℃で３時間、下記Ａ表に示す組成のスラグを用い
て侵食試験に供し、Ｃ配合の侵食量を100として相対的
な指数であらわした結果を第３表に示す。
で1580℃で３時間、下記Ａ表に示す組成のスラグを用い
て侵食試験に供し、Ｃ配合の侵食量を100として相対的
な指数であらわした結果を第３表に示す。
本発明によるMgO−Ｃ質造粒子を配合したＡならびに
Ｂ配合は、従来のAl2O3−SiC−Ｃ質流し込み材に比べて
２割以上、耐食性が向上することがわかる。
Ｂ配合は、従来のAl2O3−SiC−Ｃ質流し込み材に比べて
２割以上、耐食性が向上することがわかる。
尚、本発明は上記実施例に限られるものではなく、例
えば脱珪用の溶銑予備処理用の不定形耐火物や、インジ
ェクションランス用のキャスタブル耐火物等の各種耐火
骨材にも適用が可能であり、さらに添加物質等、種々の
配合が可能であることはいうまでもない。
えば脱珪用の溶銑予備処理用の不定形耐火物や、インジ
ェクションランス用のキャスタブル耐火物等の各種耐火
骨材にも適用が可能であり、さらに添加物質等、種々の
配合が可能であることはいうまでもない。
〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、炭化珪素の配合量の少
ない、例えば高炉樋用流し込み材等の不定形耐火物にお
いて、所定の耐スポーリング性を確保するために充分な
量の炭素成分を施工体に配合することができる。また、
比較的少量の添加水分で所定の流動性を確保することが
でき、緻密な施工体を得ることができる。特に、ゾーン
ライニング施工を行う高炉樋のメタルライン部の耐火材
料として使用し、耐食性の向上を図る目的で炭化珪素の
配合量を少なくした高炉樋用流し込み材の耐用性を向上
させることができる。
ない、例えば高炉樋用流し込み材等の不定形耐火物にお
いて、所定の耐スポーリング性を確保するために充分な
量の炭素成分を施工体に配合することができる。また、
比較的少量の添加水分で所定の流動性を確保することが
でき、緻密な施工体を得ることができる。特に、ゾーン
ライニング施工を行う高炉樋のメタルライン部の耐火材
料として使用し、耐食性の向上を図る目的で炭化珪素の
配合量を少なくした高炉樋用流し込み材の耐用性を向上
させることができる。
また、本発明はCaO/SiO2比の変動の大きい、脱珪用の
溶銑予備処理用の不定形耐火物にも適用が可能であり、
その他、インジェクションランス用のキャスタブル耐火
物としても使用可能である。
溶銑予備処理用の不定形耐火物にも適用が可能であり、
その他、インジェクションランス用のキャスタブル耐火
物としても使用可能である。
Claims (1)
- 【請求項１】マグネシア微粒及びマグネシア微粉と、カ
ーボンブラック、黒鉛、もしくは黒鉛に類する炭素化合
物等のうちから少なくとも１種選ばれる微粉状の炭素原
料とを19:1〜1:9の範囲の割合で混合した混合物に、 有機系バインダーを添加するとともに、焼結剤として炭
化ホウ素を添加して、造粒処理を行って得られるMgO−
Ｃ質造粒子を、耐火材原料に対して、８〜42重量％で配
合したことを特徴とする不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2238317A JP2862982B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2238317A JP2862982B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119970A JPH04119970A (ja) | 1992-04-21 |
| JP2862982B2 true JP2862982B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17028412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2238317A Expired - Lifetime JP2862982B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862982B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP2238317A patent/JP2862982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04119970A (ja) | 1992-04-21 |
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