JP2911371B2 - 高炉用炭素耐火物の製造方法 - Google Patents
高炉用炭素耐火物の製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
- C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉湯溜まりの側壁部
と炉底部の内張り材に適する大型の炭素耐火物の製造方
法に関する。
と炉底部の内張り材に適する大型の炭素耐火物の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素耐火物は、一般に、コークス、人造
黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛、バイ焼無煙炭、等の炭素骨
材にコールタールピッチ、フェノール樹脂等の有機バイ
ンダーを加えて混練し、押し出し成形または型込め成形
した後、コークスブリーズ中に埋没して焼成することに
より製造される。
黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛、バイ焼無煙炭、等の炭素骨
材にコールタールピッチ、フェノール樹脂等の有機バイ
ンダーを加えて混練し、押し出し成形または型込め成形
した後、コークスブリーズ中に埋没して焼成することに
より製造される。
【０００３】炭素耐火物は粘土質耐火れんがに比べて熱
伝導性と耐スラグ性に優れ、大型ブロックの製造が容易
なことから、古くから高炉湯溜まり部の内張りに使用さ
れているが、必ずしも満足すべき耐用寿命には達してい
ない。
伝導性と耐スラグ性に優れ、大型ブロックの製造が容易
なことから、古くから高炉湯溜まり部の内張りに使用さ
れているが、必ずしも満足すべき耐用寿命には達してい
ない。
【０００４】高炉内での内張り炭素耐火物の損傷原因と
しては、溶銑への加炭溶解、気孔中への溶銑の侵入と温
度変動に伴う組織破壊、アルカリや亜鉛蒸気の侵入と反
応による亀裂の生成、熱応力による亀裂の生成、等が挙
げられる。
しては、溶銑への加炭溶解、気孔中への溶銑の侵入と温
度変動に伴う組織破壊、アルカリや亜鉛蒸気の侵入と反
応による亀裂の生成、熱応力による亀裂の生成、等が挙
げられる。
【０００５】耐用寿命の延長を図る為に、炭素耐火物の
配合、製造条件、使用方法、等について多くの提案がな
され、実施された。本出願人においても、特公昭５６−
１８５５９号公報には、主原料として溶銑浸食が小さい
バイ焼無煙炭（溶銑浸食率はピッチコークスの１／７、
人造黒鉛の１／４、土状黒鉛の１／２）を選び、これに
α−アルミナ、ジルコン、マグネシア等の金属酸化物を
２〜３０％含有させた溶銑浸食の少ない高炉用炭素耐火
物を開示した。
配合、製造条件、使用方法、等について多くの提案がな
され、実施された。本出願人においても、特公昭５６−
１８５５９号公報には、主原料として溶銑浸食が小さい
バイ焼無煙炭（溶銑浸食率はピッチコークスの１／７、
人造黒鉛の１／４、土状黒鉛の１／２）を選び、これに
α−アルミナ、ジルコン、マグネシア等の金属酸化物を
２〜３０％含有させた溶銑浸食の少ない高炉用炭素耐火
物を開示した。
【０００６】また、特公昭５８−４３３５０号公報に
は、バイ焼無煙炭を主原料とする炭素骨材７５〜８５部
に金属珪素微粉５〜１５部とコールタールピッチ１５〜
２５部を加えて混練、成形、焼成し、炭素耐火物の気孔
内にひげ状珪素化合物を形成させて、溶銑が侵入できる
孔径１μｍ以上の気孔を少なくし、溶銑や反応性ガスの
侵入を減少させる高炉用炭素耐火物の製造方法を開示し
た。
は、バイ焼無煙炭を主原料とする炭素骨材７５〜８５部
に金属珪素微粉５〜１５部とコールタールピッチ１５〜
２５部を加えて混練、成形、焼成し、炭素耐火物の気孔
内にひげ状珪素化合物を形成させて、溶銑が侵入できる
孔径１μｍ以上の気孔を少なくし、溶銑や反応性ガスの
侵入を減少させる高炉用炭素耐火物の製造方法を開示し
た。
【０００７】さらに、特公昭６１−３２９９号公報に
は、粉径０．３〜３ｍｍの鱗状黒鉛４０〜６０部、０．
１〜４．５ｍｍの人造黒鉛１５〜３０部、０．０７４ｍ
ｍ以下の炭化珪素１０〜２０部と金属粉５〜１５部から
なる混合物に、バインダーとして有機溶剤やフェノール
樹脂溶液を加えて混練した後、フェノール樹脂粉末を加
えて更に混練し、成形、乾燥、焼成することを特徴とす
る高炉用炭素耐火物の製造方法を開示した。
は、粉径０．３〜３ｍｍの鱗状黒鉛４０〜６０部、０．
１〜４．５ｍｍの人造黒鉛１５〜３０部、０．０７４ｍ
ｍ以下の炭化珪素１０〜２０部と金属粉５〜１５部から
なる混合物に、バインダーとして有機溶剤やフェノール
樹脂溶液を加えて混練した後、フェノール樹脂粉末を加
えて更に混練し、成形、乾燥、焼成することを特徴とす
る高炉用炭素耐火物の製造方法を開示した。
【０００８】この製造方法による炭素耐火物は、熱伝導
性が大きく、通気性が小さく、溶銑の侵入と加炭溶解が
少なくて良好であったが、薄片状の鱗状黒鉛をそのまま
使用している為に、配向性が大きい欠点があった。この
ため、粒の配列に平行方向の特性は優れていたが、直角
方向の熱伝導率と曲げ強さは不十分であった。また、中
型ブロックの製造は可能であったが、６００×７００×
２５００ｍｍの如き大型ブロックの製造になると、成形
時のスプリングバックが大きく、ラミネーションやクラ
ックを発生し易く、製品歩留りが低下する不都合を生じ
た。
性が大きく、通気性が小さく、溶銑の侵入と加炭溶解が
少なくて良好であったが、薄片状の鱗状黒鉛をそのまま
使用している為に、配向性が大きい欠点があった。この
ため、粒の配列に平行方向の特性は優れていたが、直角
方向の熱伝導率と曲げ強さは不十分であった。また、中
型ブロックの製造は可能であったが、６００×７００×
２５００ｍｍの如き大型ブロックの製造になると、成形
時のスプリングバックが大きく、ラミネーションやクラ
ックを発生し易く、製品歩留りが低下する不都合を生じ
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】高炉用炭素耐火物の損
傷を防ぐ為には、溶銑への加炭溶解性を小さくするこ
と、気孔を細分化して溶銑の侵入や反応性ガスの侵入
を少なくすること、熱伝導率を大きくして熱応力によ
る破壊を少なくすること、が要求される。
傷を防ぐ為には、溶銑への加炭溶解性を小さくするこ
と、気孔を細分化して溶銑の侵入や反応性ガスの侵入
を少なくすること、熱伝導率を大きくして熱応力によ
る破壊を少なくすること、が要求される。
【００１０】高炉内の炭素耐火物の損傷は一様ではな
く、部位によってその程度が異なる。損傷の大きい部位
には、熱伝導率の大きい炭素耐火物を使用し、溶銑の１
１５０℃凝固ラインを鉄皮から遠ざけ、そこの部位の安
全性を高めることが望ましい。熱伝導率が１３Ｗ／（ｍ
・Ｋ）程度の無煙炭質耐火物の熱伝導率を大きくする為
には、人造黒鉛や鱗状黒鉛の添加が有効であるが、人造
黒鉛骨材は、溶銑が侵入し易い孔径１μｍ以上の大気孔
が多く、溶銑への加炭溶解性も大きいという致命的な欠
陥を有しており、また、鱗状黒鉛骨材は前述のように配
向性が大きくてラミネーションを発生し易く、大型ブロ
ックの製造は困難である。
く、部位によってその程度が異なる。損傷の大きい部位
には、熱伝導率の大きい炭素耐火物を使用し、溶銑の１
１５０℃凝固ラインを鉄皮から遠ざけ、そこの部位の安
全性を高めることが望ましい。熱伝導率が１３Ｗ／（ｍ
・Ｋ）程度の無煙炭質耐火物の熱伝導率を大きくする為
には、人造黒鉛や鱗状黒鉛の添加が有効であるが、人造
黒鉛骨材は、溶銑が侵入し易い孔径１μｍ以上の大気孔
が多く、溶銑への加炭溶解性も大きいという致命的な欠
陥を有しており、また、鱗状黒鉛骨材は前述のように配
向性が大きくてラミネーションを発生し易く、大型ブロ
ックの製造は困難である。
【００１１】すなわち、一般に、高炉用のような大型炭
素耐火物を製造するときの骨材の粒度配合としては、粒
度１〜５ｍｍまたは１〜１０ｍｍの粗粒が２０〜４５％
配合される。粗粒量が少ない粒度配合で構成すると、焼
成過程の熱収縮が大きく、焼成亀裂の発生により製品歩
留りが低下し、大型ブロックの安定的製造は困難とな
る。粗粒骨材として薄片状の鱗状黒鉛をそのまま使用す
ると、成形時のスプリングバック等の問題がある。ま
た、粗粒骨材として、人造黒鉛の粗粒をそのまま添加す
ると、高炉用耐火物の切削表面に存在する人造黒鉛の粗
粒がマトリックスよりも優先して溶銑に溶解し、表面は
あばた状に浸食され、これを通じて組織内部まで浸食が
進行する。
素耐火物を製造するときの骨材の粒度配合としては、粒
度１〜５ｍｍまたは１〜１０ｍｍの粗粒が２０〜４５％
配合される。粗粒量が少ない粒度配合で構成すると、焼
成過程の熱収縮が大きく、焼成亀裂の発生により製品歩
留りが低下し、大型ブロックの安定的製造は困難とな
る。粗粒骨材として薄片状の鱗状黒鉛をそのまま使用す
ると、成形時のスプリングバック等の問題がある。ま
た、粗粒骨材として、人造黒鉛の粗粒をそのまま添加す
ると、高炉用耐火物の切削表面に存在する人造黒鉛の粗
粒がマトリックスよりも優先して溶銑に溶解し、表面は
あばた状に浸食され、これを通じて組織内部まで浸食が
進行する。
【００１２】本発明は、溶銑浸食やアルカリアタックが
少なく、熱伝導率が大きく、しかも６００×７００×２
５００ｍｍもの大型炭素耐火物を安定して製造できる高
炉用炭素耐火物の製造方法を提供することを目的とす
る。
少なく、熱伝導率が大きく、しかも６００×７００×２
５００ｍｍもの大型炭素耐火物を安定して製造できる高
炉用炭素耐火物の製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、高炉用大型炭
素耐火物を製造するに当たり、鱗状黒鉛か粒径１ｍｍ以
下の人造黒鉛のいずれか、または両者の混合物を７０％
以上を含む高熱伝導性炭素原料７０〜９０部、アルミナ
微粉５〜１５部、及び金属珪素微粉５〜１５部の混合物
に有機バインダーを加えて混練、成形、焼成して、まず
耐溶銑性、耐アルカリ性、低通気性、良熱伝導性炭素ブ
ロックを作り、これを破砕、分級して得られた、例えば
粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を使用することを特徴と
する。
素耐火物を製造するに当たり、鱗状黒鉛か粒径１ｍｍ以
下の人造黒鉛のいずれか、または両者の混合物を７０％
以上を含む高熱伝導性炭素原料７０〜９０部、アルミナ
微粉５〜１５部、及び金属珪素微粉５〜１５部の混合物
に有機バインダーを加えて混練、成形、焼成して、まず
耐溶銑性、耐アルカリ性、低通気性、良熱伝導性炭素ブ
ロックを作り、これを破砕、分級して得られた、例えば
粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を使用することを特徴と
する。
【００１４】原料の人造黒鉛としては、製鋼用人造黒鉛
電極の中でも熱伝導率が大きいＵＨＰ電極が好適であ
る。人造黒鉛原料の粒径が１ｍｍを超えると、高炉用炭
素耐火物の切削表面に露出する人造黒鉛粒が先行溶解し
てあばた状の浸食が進行する。耐溶銑性を確保する為に
は、アルミナと金属珪素を添加すると共に、人造黒鉛原
料の粒径は１ｍｍ以下が必要である。鱗状黒鉛の場合
は、市販の最大粒径は３ｍｍ程度であり、元来が薄片状
である為、特に最大粒径を指定する必要はない。
電極の中でも熱伝導率が大きいＵＨＰ電極が好適であ
る。人造黒鉛原料の粒径が１ｍｍを超えると、高炉用炭
素耐火物の切削表面に露出する人造黒鉛粒が先行溶解し
てあばた状の浸食が進行する。耐溶銑性を確保する為に
は、アルミナと金属珪素を添加すると共に、人造黒鉛原
料の粒径は１ｍｍ以下が必要である。鱗状黒鉛の場合
は、市販の最大粒径は３ｍｍ程度であり、元来が薄片状
である為、特に最大粒径を指定する必要はない。
【００１５】アルミナ微粉の添加量は、５％未満では不
足し、１５％を超えると熱伝導率を低下させるので、５
〜１５％の添加が好ましい。アルミナの代わりに、ジル
コンやマグネシアのような高耐火性金属酸化物微粉を添
加しても同様の効果が得られることは、先願の特公昭５
６−１８５５９号公報に記載の通りである。金属珪素微
粉の添加が５％未満では気孔細分化の効果が不足し、１
５％を超えると未反応の金属珪素が残留し易く、５〜１
５％の添加が好ましい。有機バインダーとしては、コー
ルタールピッチ、フェノール樹脂を用いることができ
る。
足し、１５％を超えると熱伝導率を低下させるので、５
〜１５％の添加が好ましい。アルミナの代わりに、ジル
コンやマグネシアのような高耐火性金属酸化物微粉を添
加しても同様の効果が得られることは、先願の特公昭５
６−１８５５９号公報に記載の通りである。金属珪素微
粉の添加が５％未満では気孔細分化の効果が不足し、１
５％を超えると未反応の金属珪素が残留し易く、５〜１
５％の添加が好ましい。有機バインダーとしては、コー
ルタールピッチ、フェノール樹脂を用いることができ
る。
【００１６】
【作用】鱗状黒鉛にアルミナ微粉と金属珪素微粉及び有
機バインダーを添加して、混練、成形、焼成して耐溶
銑、良熱伝導性炭素ブロックを作り、これを破砕、分級
して得られた人造粗粒骨材を配合すれば、鱗状黒鉛特有
の配向性がなくなり、異方性が小さく、熱伝導率が大き
い大型サイズの高炉用炭素耐火物を歩留り良く製造でき
る。
機バインダーを添加して、混練、成形、焼成して耐溶
銑、良熱伝導性炭素ブロックを作り、これを破砕、分級
して得られた人造粗粒骨材を配合すれば、鱗状黒鉛特有
の配向性がなくなり、異方性が小さく、熱伝導率が大き
い大型サイズの高炉用炭素耐火物を歩留り良く製造でき
る。
【００１７】粒径１ｍｍ以下の人造黒鉛にアルミナ微粉
と金属珪素微粉及び有機バインダーを添加して混練、成
形、焼成、破砕、分級して得られた人造粗粒骨材を配合
すれば、溶銑による粗粒の先行溶解が防がれてあばた状
浸食が亡くなり、かつ熱伝導率が向上する。すなわち、
炭素材料の溶銑浸食は、炭素材料の純度と密接な関係が
ある。灰分の多い炭素材料は、炭素分が溶銑に溶解した
後の界面に灰分の保護層が生成し、これが炭素と溶銑と
の接触を妨げ、以後の溶銑への溶解を妨げる。人造黒鉛
は灰分が少なく、いつまでも保護層が出来ない為、溶銑
浸食を受け易い。しかし、本発明のように粒径１ｍｍ以
下の人造黒鉛にアルミナ微粉を添加すると、アルミナ微
粉は、有機バインダーに分散して人造黒鉛骨材の表面を
覆い、溶銑に接触して浸食が開始されてもすぐに強固な
保護層を形成し、溶銑浸食を妨げる。
と金属珪素微粉及び有機バインダーを添加して混練、成
形、焼成、破砕、分級して得られた人造粗粒骨材を配合
すれば、溶銑による粗粒の先行溶解が防がれてあばた状
浸食が亡くなり、かつ熱伝導率が向上する。すなわち、
炭素材料の溶銑浸食は、炭素材料の純度と密接な関係が
ある。灰分の多い炭素材料は、炭素分が溶銑に溶解した
後の界面に灰分の保護層が生成し、これが炭素と溶銑と
の接触を妨げ、以後の溶銑への溶解を妨げる。人造黒鉛
は灰分が少なく、いつまでも保護層が出来ない為、溶銑
浸食を受け易い。しかし、本発明のように粒径１ｍｍ以
下の人造黒鉛にアルミナ微粉を添加すると、アルミナ微
粉は、有機バインダーに分散して人造黒鉛骨材の表面を
覆い、溶銑に接触して浸食が開始されてもすぐに強固な
保護層を形成し、溶銑浸食を妨げる。
【００１８】また、添加された金属珪素微粉は、成形体
をコークスブリーズに埋没して焼成する過程で、Ｎ2 や
ＣＯガスと反応してＶＳＬ（気体、液体、固体）機構に
よって気孔内に珪素化合物のひげ状結晶を多数生成し、
気孔を細分化する。これにより、炭素耐火物の通気性が
減少し、溶銑や反応性ガスの侵入が防げられる。
をコークスブリーズに埋没して焼成する過程で、Ｎ2 や
ＣＯガスと反応してＶＳＬ（気体、液体、固体）機構に
よって気孔内に珪素化合物のひげ状結晶を多数生成し、
気孔を細分化する。これにより、炭素耐火物の通気性が
減少し、溶銑や反応性ガスの侵入が防げられる。
【００１９】鱗状黒鉛は、灰分１０％を含み、溶銑浸食
は少ないが、アルミナと金属珪素の添加により耐溶銑性
は一層向上する。
は少ないが、アルミナと金属珪素の添加により耐溶銑性
は一層向上する。
【００２０】人造粗粒骨材を製造する際の炭素原料は、
高熱伝導性の鱗状黒鉛か人造黒鉛のいずれか、または合
わせて７０％以上含むことが必要である。これらが７０
％未満であると、熱伝導率の大きい高炉用耐火物が得ら
れない。人造粗粒骨材を製造する際には、粗粒がないの
で、大型サイズのブロックに焼成亀裂が生成し易いが、
ブロックを破砕して使用するので実害はない。ただし、
高炉用耐火物の焼成亀裂を防ぐ為に、粗粒骨材は熱的に
安定である事が必要である。この為に、人造粗粒骨材を
製造する時の焼成温度は、高炉用耐火物の焼成温度とほ
ぼ同じにするのが良い。このようにして得られた人造粗
粒骨材は、鱗状黒鉛、人造黒鉛、土状黒鉛、バイ焼無煙
炭、コークス、等のいずれの粗粒骨材よりも平均細孔径
が小さく、耐溶銑性に優れている。
高熱伝導性の鱗状黒鉛か人造黒鉛のいずれか、または合
わせて７０％以上含むことが必要である。これらが７０
％未満であると、熱伝導率の大きい高炉用耐火物が得ら
れない。人造粗粒骨材を製造する際には、粗粒がないの
で、大型サイズのブロックに焼成亀裂が生成し易いが、
ブロックを破砕して使用するので実害はない。ただし、
高炉用耐火物の焼成亀裂を防ぐ為に、粗粒骨材は熱的に
安定である事が必要である。この為に、人造粗粒骨材を
製造する時の焼成温度は、高炉用耐火物の焼成温度とほ
ぼ同じにするのが良い。このようにして得られた人造粗
粒骨材は、鱗状黒鉛、人造黒鉛、土状黒鉛、バイ焼無煙
炭、コークス、等のいずれの粗粒骨材よりも平均細孔径
が小さく、耐溶銑性に優れている。
【００２１】人造黒鉛を主原料とする本発明の人造粗粒
骨材に、人造黒鉛の細粒と微粉、及びアルミナ微粉と金
属珪素微粉を配合し、これに有機バインダーを加えて混
練、成形し、約１２５０℃で焼成して高炉用炭素耐火物
とする場合は、得られた炭素耐火物の破砕粒は本発明の
人造粗粒骨材と同等と見なされる。従って上記炭素耐火
物の破砕粒は、次回の高炉用炭素耐火物の人造粗粒骨材
として使用が可能である。しかし、鱗状黒鉛を使用する
場合は、人造粗粒骨材を使用しても鱗状黒鉛微粉を添加
するとその配向性の為に大型サイズの高炉用炭素耐火物
自体の製造が困難であり、循環使用は成立しない。
骨材に、人造黒鉛の細粒と微粉、及びアルミナ微粉と金
属珪素微粉を配合し、これに有機バインダーを加えて混
練、成形し、約１２５０℃で焼成して高炉用炭素耐火物
とする場合は、得られた炭素耐火物の破砕粒は本発明の
人造粗粒骨材と同等と見なされる。従って上記炭素耐火
物の破砕粒は、次回の高炉用炭素耐火物の人造粗粒骨材
として使用が可能である。しかし、鱗状黒鉛を使用する
場合は、人造粗粒骨材を使用しても鱗状黒鉛微粉を添加
するとその配向性の為に大型サイズの高炉用炭素耐火物
自体の製造が困難であり、循環使用は成立しない。
【００２２】
【実施例】本発明を実施例により、以下、具体的に説明
する。
する。
【００２３】（実施例１）粒度０．１５〜３ｍｍの鱗状
黒鉛８５部に炭素集塵粉５部を加え、鱗状黒鉛９４％を
含む炭素原料を調整し、表１の鱗状黒鉛系人造粗粒骨材
配合表の実施例１の配合に従ってアルミナ微粉、金属珪
素微粉、及びバインダーとしてフェノール樹脂とコール
タールピッチを合わせて外掛けで１４部を加え、良く混
練し、成形圧力２０ＭＰａで６４０×７２０×２５００
ｍｍに型込め成形した。さらに、成形体をコークスブリ
ーズに埋没して１２５０℃に焼成し、人造粗粒骨材用ブ
ロックを製造した。このとき、８割の本数のブロックに
焼成亀裂が発生した。ブロックの熱伝導率は平行方向で
１１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、曲げ強さは平行方向で１６ＭＰ
ａ、直角方向が４．７ＭＰａであった。このブロックを
破砕、分級して粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を作成し
た。この人造粗粒骨材を使用し、表２に示す実施例１の
配合に従って高炉用炭素耐火物を製造した。混練、成
形、焼成、等の製造条件は、上述の通りであるが、人造
粗粒骨材を配合してある為、焼成歩留りは９９％と良好
でラミネーションは見られなかった。製品の特性は表２
の実施例１に示されるように、熱伝導性と耐溶銑性に優
れ、また鱗状黒鉛特有の異方性が改善され、直角方向の
強度が向上している。
黒鉛８５部に炭素集塵粉５部を加え、鱗状黒鉛９４％を
含む炭素原料を調整し、表１の鱗状黒鉛系人造粗粒骨材
配合表の実施例１の配合に従ってアルミナ微粉、金属珪
素微粉、及びバインダーとしてフェノール樹脂とコール
タールピッチを合わせて外掛けで１４部を加え、良く混
練し、成形圧力２０ＭＰａで６４０×７２０×２５００
ｍｍに型込め成形した。さらに、成形体をコークスブリ
ーズに埋没して１２５０℃に焼成し、人造粗粒骨材用ブ
ロックを製造した。このとき、８割の本数のブロックに
焼成亀裂が発生した。ブロックの熱伝導率は平行方向で
１１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、曲げ強さは平行方向で１６ＭＰ
ａ、直角方向が４．７ＭＰａであった。このブロックを
破砕、分級して粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を作成し
た。この人造粗粒骨材を使用し、表２に示す実施例１の
配合に従って高炉用炭素耐火物を製造した。混練、成
形、焼成、等の製造条件は、上述の通りであるが、人造
粗粒骨材を配合してある為、焼成歩留りは９９％と良好
でラミネーションは見られなかった。製品の特性は表２
の実施例１に示されるように、熱伝導性と耐溶銑性に優
れ、また鱗状黒鉛特有の異方性が改善され、直角方向の
強度が向上している。
【００２４】（実施例２）表１の実施例２の粗粒骨材の
配合に示すように、バイ焼無煙炭を添加して炭素原料中
の鱗状黒鉛含有率を７２％とした以外は、全て実施例１
の粗粒骨材製造方法と同じようにして人造粗粒骨材を作
成し、それを使用して高炉用炭素耐火物を製造した。製
品特性は表２に示されるように、平行方向の熱伝導率は
３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上で、曲げ強さ、耐溶銑性、耐ア
ルカリ性もほぼ良好である。
配合に示すように、バイ焼無煙炭を添加して炭素原料中
の鱗状黒鉛含有率を７２％とした以外は、全て実施例１
の粗粒骨材製造方法と同じようにして人造粗粒骨材を作
成し、それを使用して高炉用炭素耐火物を製造した。製
品特性は表２に示されるように、平行方向の熱伝導率は
３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上で、曲げ強さ、耐溶銑性、耐ア
ルカリ性もほぼ良好である。
【００２５】
【表１】
【表２】 （比較例１）表１の比較例１の粗粒骨材の配合に示すよ
うに、炭素原料中の鱗状黒鉛含有率を４４％とした以外
は、全て実施例１の粗粒骨材製造と同じようにして人造
粗粒骨材を作成し、それを使用して高炉用炭素耐火物を
製造した。製品特性は表２の比較例１に示されるよう
に、熱伝導率が低く従来品と大差ない。
うに、炭素原料中の鱗状黒鉛含有率を４４％とした以外
は、全て実施例１の粗粒骨材製造と同じようにして人造
粗粒骨材を作成し、それを使用して高炉用炭素耐火物を
製造した。製品特性は表２の比較例１に示されるよう
に、熱伝導率が低く従来品と大差ない。
【００２６】（比較例２）本発明の人造粗粒骨材を使用
せずに、表２に示すように、従来のバイ焼無煙炭と鱗状
黒鉛を粗粒に使用し、それ以外は全て実施例１と同じ方
法で高炉用炭素耐火物を製造した。比較例２の場合は、
ラミネーションの発生が多く、焼成歩留りは７０％で、
異方性が大きく、粒の配向に対して直角方向（型込め成
形では加圧方向）の強度と熱伝導率が小さい。
せずに、表２に示すように、従来のバイ焼無煙炭と鱗状
黒鉛を粗粒に使用し、それ以外は全て実施例１と同じ方
法で高炉用炭素耐火物を製造した。比較例２の場合は、
ラミネーションの発生が多く、焼成歩留りは７０％で、
異方性が大きく、粒の配向に対して直角方向（型込め成
形では加圧方向）の強度と熱伝導率が小さい。
【００２７】（実施例３）人造黒鉛系粗粒骨材製造用の
原料配合は表３に示した。実施例３の粗粒骨材の配合に
基づき製鋼用ＵＨＰ人造黒鉛電極を粉砕して得られた、
粒度０．０７４〜１ｍｍの人造黒鉛細粒４５部と０．０
７４ｍｍ以下の人造黒鉛微粉３５部、及び炭素集塵粉５
部を混合し、人造黒鉛９４％を含む炭素原料を調整し
た。これに、アルミナ微粉７部と金属珪素微粉８部を加
えて混合し、更にバインダーとしてフェノール樹脂とコ
ールタールピッチを合わせて外掛けで２５部加え、実施
例１の粗粒骨材製造方法と同じ方法で人造粗粒骨材用ブ
ロックを製造した。このとき、６割の本数のブロックに
焼成亀裂を発生したが、特性は、熱伝導率３８Ｗ／（ｍ
・Ｋ）、溶銑浸蝕指数５４で良好であった。このブロッ
クを破砕、分級して粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を作
成した。この人造粗粒骨材を使用し、表４の実施例３に
示す配合に従って実施例１と同様に高炉用炭素耐火物を
製造した。人造粗粒骨材を配合してある為、焼成亀裂の
生成は殆ど無く、焼成歩留りは９９．５％と良好であっ
た。製品特性は、表４に示されるように、熱伝導率、耐
アルカリ性、耐溶銑性に優れ、あばた状の溶銑浸蝕は見
られない。
原料配合は表３に示した。実施例３の粗粒骨材の配合に
基づき製鋼用ＵＨＰ人造黒鉛電極を粉砕して得られた、
粒度０．０７４〜１ｍｍの人造黒鉛細粒４５部と０．０
７４ｍｍ以下の人造黒鉛微粉３５部、及び炭素集塵粉５
部を混合し、人造黒鉛９４％を含む炭素原料を調整し
た。これに、アルミナ微粉７部と金属珪素微粉８部を加
えて混合し、更にバインダーとしてフェノール樹脂とコ
ールタールピッチを合わせて外掛けで２５部加え、実施
例１の粗粒骨材製造方法と同じ方法で人造粗粒骨材用ブ
ロックを製造した。このとき、６割の本数のブロックに
焼成亀裂を発生したが、特性は、熱伝導率３８Ｗ／（ｍ
・Ｋ）、溶銑浸蝕指数５４で良好であった。このブロッ
クを破砕、分級して粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を作
成した。この人造粗粒骨材を使用し、表４の実施例３に
示す配合に従って実施例１と同様に高炉用炭素耐火物を
製造した。人造粗粒骨材を配合してある為、焼成亀裂の
生成は殆ど無く、焼成歩留りは９９．５％と良好であっ
た。製品特性は、表４に示されるように、熱伝導率、耐
アルカリ性、耐溶銑性に優れ、あばた状の溶銑浸蝕は見
られない。
【００２８】（実施例４）表３に示す実施例４の粗粒骨
材の配合に基づき、無煙炭微粉を添加して人造黒鉛７１
％を含む炭素原料を調整し、これにアルミナ、金属珪
素、バインダーを添加し、実施例１の粗粒骨材製造と同
様に人造粗粒骨材用ブロックを製造した。ブロックの熱
伝導率は３２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。このブロックを
破砕して作成した粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を使用
し、表４の実施例４の配合に従って実施例１と同様に高
炉用炭素耐火物を製造した。製品特性は表４に示される
ように、熱伝導率は目標の３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を上回
り、耐アルカリ性、耐溶銑性に優れ、あばた状の溶銑浸
食は見られない。
材の配合に基づき、無煙炭微粉を添加して人造黒鉛７１
％を含む炭素原料を調整し、これにアルミナ、金属珪
素、バインダーを添加し、実施例１の粗粒骨材製造と同
様に人造粗粒骨材用ブロックを製造した。ブロックの熱
伝導率は３２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。このブロックを
破砕して作成した粒度１〜５ｍｍの人造粗粒骨材を使用
し、表４の実施例４の配合に従って実施例１と同様に高
炉用炭素耐火物を製造した。製品特性は表４に示される
ように、熱伝導率は目標の３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を上回
り、耐アルカリ性、耐溶銑性に優れ、あばた状の溶銑浸
食は見られない。
【００２９】
【表３】
【表４】 （比較例３）表３の比較例３の粗粒骨材の配合に基づ
き、人造黒鉛４７％を含む炭素原料を調整し、実施例１
の粗粒骨材製造と同様にして人造粗粒骨材用ブロックを
製造した。ブロックの熱伝導率は２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）で
あった。このブロックを破砕して作成した粒度１〜５ｍ
ｍの人造骨剤を使用し、表４の比較例３の配合に従って
実施例１と同様に高炉用炭素耐火物を製造した。製品特
性は表４に示されるように、耐溶銑性には優れている
が、熱伝導率が２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）で、従来の無煙炭質
高炉用炭素耐火物の熱伝導率と大差ない。
き、人造黒鉛４７％を含む炭素原料を調整し、実施例１
の粗粒骨材製造と同様にして人造粗粒骨材用ブロックを
製造した。ブロックの熱伝導率は２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）で
あった。このブロックを破砕して作成した粒度１〜５ｍ
ｍの人造骨剤を使用し、表４の比較例３の配合に従って
実施例１と同様に高炉用炭素耐火物を製造した。製品特
性は表４に示されるように、耐溶銑性には優れている
が、熱伝導率が２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）で、従来の無煙炭質
高炉用炭素耐火物の熱伝導率と大差ない。
【００３０】（比較例４及び比較例５）実施例３の人造
粗粒骨材の代わりに、従来通り、比較例４では人造黒鉛
粗粒を、また比較例５ではバイ焼無煙炭粗粒を使用し
て、高炉用炭素耐火物を製造した。表４に示すように、
バインダー量以外の配合は全て同じである。従来の人造
黒鉛粗粒を使用した比較例４の製品は、熱伝導率は大き
く耐アルカリ性にも優れているが、耐溶銑性に著しく劣
り、あばた状の溶銑浸食を示した。また従来の無煙炭粗
粒を使用した比較例５では、熱伝導率が小さく、耐溶銑
性も余り良くない。
粗粒骨材の代わりに、従来通り、比較例４では人造黒鉛
粗粒を、また比較例５ではバイ焼無煙炭粗粒を使用し
て、高炉用炭素耐火物を製造した。表４に示すように、
バインダー量以外の配合は全て同じである。従来の人造
黒鉛粗粒を使用した比較例４の製品は、熱伝導率は大き
く耐アルカリ性にも優れているが、耐溶銑性に著しく劣
り、あばた状の溶銑浸食を示した。また従来の無煙炭粗
粒を使用した比較例５では、熱伝導率が小さく、耐溶銑
性も余り良くない。
【００３１】（実施例５）表１の実施例５の粗粒骨材の
配合に示すように、炭素原料中の鱗状黒鉛と人造黒鉛の
合わせた含有率を７２％とし、実施例１の粗粒骨材製造
と同じようにして人造粗粒骨材を作成し、それを使用し
て高炉用炭素耐火物を製造した。製品特性は表２の実施
例５に示されるように、すべての所要特性にほぼ良好の
値を示した。
配合に示すように、炭素原料中の鱗状黒鉛と人造黒鉛の
合わせた含有率を７２％とし、実施例１の粗粒骨材製造
と同じようにして人造粗粒骨材を作成し、それを使用し
て高炉用炭素耐火物を製造した。製品特性は表２の実施
例５に示されるように、すべての所要特性にほぼ良好の
値を示した。
【００３２】
【発明の効果】バイ焼無煙炭、人造黒鉛、土状黒鉛、鱗
状黒鉛等をそのまま粗粒骨材として使用する従来方法に
於いては、高炉用炭素耐火物に要求される特性を満足で
きず、もしくは、大型サイズのブロックの製造が困難で
あった。
状黒鉛等をそのまま粗粒骨材として使用する従来方法に
於いては、高炉用炭素耐火物に要求される特性を満足で
きず、もしくは、大型サイズのブロックの製造が困難で
あった。
【００３３】本発明のように、鱗状黒鉛及び粒径１ｍｍ
以下の人造黒鉛にアルミナと金属珪素を配合して製造し
た人造粗粒骨材を配合すれば、高熱伝導性、耐アルカリ
性、耐溶銑性、の高炉用大型炭素耐火物を容易に製造で
きる。これにより、炭素耐火物の熱伝導率の選定が可能
となり、高炉の耐用寿命延長の内張り設計が容易となっ
た。
以下の人造黒鉛にアルミナと金属珪素を配合して製造し
た人造粗粒骨材を配合すれば、高熱伝導性、耐アルカリ
性、耐溶銑性、の高炉用大型炭素耐火物を容易に製造で
きる。これにより、炭素耐火物の熱伝導率の選定が可能
となり、高炉の耐用寿命延長の内張り設計が容易となっ
た。
フロントページの続き (72)発明者 田草川 豊 静岡県庵原郡蒲原町蒲原5600番地 日本 電極株式会社 蒲原工場内 (72)発明者 若狭 勉 静岡県庵原郡蒲原町蒲原5600番地 日本 電極株式会社 蒲原工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21B 7/06 301 C04B 35/52 F27D 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素骨材の粗粒、細粒、及び微粉を配合
して高炉用炭素耐火物を製造するに当たり、粗粒骨材と
して、鱗状黒鉛７０％以上を含む高熱伝道性炭素原料７
０〜９０部、アルミナ微粉５〜１５部、及び金属珪素微
粉５〜１５部の混合物１００部に有機バインダーを加え
て混練、成形、焼成、粉砕、分級して得られた人造粗粒
骨材を使用することを特徴とする高炉用炭素耐火物の製
造方法。 - 【請求項２】 炭素骨材の粗粒、細粒、及び微粉を配合
して高炉用炭素耐火物を製造するに当たり、粗粒骨材と
して、粉径１ｍｍ以下の人造黒鉛７０％以上を含む高熱
伝導性炭素原料７０〜９０部、アルミナ微粉５〜１５
部、及び金属珪素微粉５〜１５部の混合物１００部に有
機バインダーを加えて混練、成形、焼成、粉砕、分級し
て得られた人造粗粒骨材を使用することを特徴とする高
炉用炭素耐火物の製造方法。 - 【請求項３】 炭素骨材の粗粒、細粒、及び微粉を配合
して高炉用炭素耐火物を製造するに当たり、粗粒骨材と
して、鱗状黒鉛と粉径１ｍｍ以下の人造黒鉛と合わせて
７０％以上を含む高熱伝導性炭素原料７０〜９０部、ア
ルミナ微粉５〜１５部、及び金属珪素微粉５〜１５部の
混合物１００部に有機バインダーを加えて混練、成形、
焼成、破砕、分級して得られた人造粗粒骨材を使用する
ことを特徴とする高炉用炭素耐火物の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6219743A JP2911371B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 高炉用炭素耐火物の製造方法 |
| DE69516963T DE69516963T2 (de) | 1994-09-14 | 1995-09-11 | Feuerfestmaterial aus Kohlenstoff für Hochöfen und Verfahren zur Herstellung solchen Kohlenstoff-Feuerfestmaterials |
| EP95114196A EP0703198B1 (en) | 1994-09-14 | 1995-09-11 | Carbon refractory for blast furnace and method for manufacturing such carbon refractory |
| US08/526,954 US5576254A (en) | 1994-09-14 | 1995-09-12 | Carbon refractory for blast furnace and method for manufacturing such carbon refractory |
| PL95310428A PL179236B1 (pl) | 1994-09-14 | 1995-09-13 | Sposób wytwarzania weglowego materialu ognioodpornego dla wielkiego pieca PL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6219743A JP2911371B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 高炉用炭素耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881706A JPH0881706A (ja) | 1996-03-26 |
| JP2911371B2 true JP2911371B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=16740298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6219743A Expired - Lifetime JP2911371B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 高炉用炭素耐火物の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5576254A (ja) |
| EP (1) | EP0703198B1 (ja) |
| JP (1) | JP2911371B2 (ja) |
| DE (1) | DE69516963T2 (ja) |
| PL (1) | PL179236B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2001074738A1 (fr) * | 2000-03-30 | 2001-10-11 | Nippon Steel Corporation | Produit refractaire carbone et son procede de preparation |
| JP4537632B2 (ja) * | 2001-09-25 | 2010-09-01 | 新日本製鐵株式会社 | 炭素質耐火物及びその製造方法 |
| EP2399879B1 (en) * | 2009-02-17 | 2017-04-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Carbonaceous refractory material, process for producing same, and furnace bottom or side wall of blast furnace |
| PL2527773T3 (pl) * | 2011-05-27 | 2017-09-29 | Sgl Carbon Se | Materiał ogniotrwały na wewnętrzną wykładzinę wielkiego pieca, uzyskany przez połowiczną grafityzację mieszaniny zawierającej C i Si |
| EP2724104A4 (en) * | 2011-06-24 | 2014-12-17 | Graftech Int Holdings Inc | COATING OF DAIRY GEL FOR ELECTRONIC ARC OVEN |
| CN108484133A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-04 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种碳滑板烧成工艺 |
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| JPS5843350A (ja) | 1981-09-01 | 1983-03-14 | ブライアン・マ−チン・アンダ−ソン | 熱交換器 |
| JPS5961329A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-07 | Fujitsu Ltd | 秘匿通信システム |
| US4471059A (en) * | 1983-02-04 | 1984-09-11 | Shinagawa Refractories Co., Ltd. | Carbon-containing refractory |
| JPS59217672A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-07 | 新日本製鐵株式会社 | 高炉用カ−ボン耐火物の製法 |
| US4639474A (en) * | 1983-12-08 | 1987-01-27 | Dresser Industries, Inc. | Monolithic refractory composition |
| JPS613299A (ja) | 1984-06-15 | 1986-01-09 | 株式会社東芝 | メ−タセンサ |
| JPS6340758A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-22 | ハリマセラミック株式会社 | リン状黒鉛配合耐火物の製造方法 |
| US5246897A (en) * | 1991-08-09 | 1993-09-21 | Asahi Glass Company Ltd. | Powder mixture for monolithic refractories containing graphite and a method of making thereof |
| US5250479A (en) * | 1992-04-16 | 1993-10-05 | Vesuvius Crucible Company | Magnesia-carbon refractory compositions for slide gate plates and method of manufacture |
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1994
- 1994-09-14 JP JP6219743A patent/JP2911371B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-09-11 DE DE69516963T patent/DE69516963T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-11 EP EP95114196A patent/EP0703198B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-12 US US08/526,954 patent/US5576254A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-13 PL PL95310428A patent/PL179236B1/pl unknown
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|---|---|
| DE69516963D1 (de) | 2000-06-21 |
| DE69516963T2 (de) | 2001-04-26 |
| PL179236B1 (pl) | 2000-08-31 |
| PL310428A1 (en) | 1996-03-18 |
| EP0703198B1 (en) | 2000-05-17 |
| EP0703198A2 (en) | 1996-03-27 |
| EP0703198A3 (en) | 1996-09-18 |
| US5576254A (en) | 1996-11-19 |
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