JP2961029B2 - 炭素含有耐火物の製造方法 - Google Patents
炭素含有耐火物の製造方法Info
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- JP2961029B2 JP2961029B2 JP5074486A JP7448693A JP2961029B2 JP 2961029 B2 JP2961029 B2 JP 2961029B2 JP 5074486 A JP5074486 A JP 5074486A JP 7448693 A JP7448693 A JP 7448693A JP 2961029 B2 JP2961029 B2 JP 2961029B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、炭素含有耐火物の製
造方法に関し、特に耐酸化性、耐蝕性、機械的強度に優
れた炭素含有耐火物の製造方法に関する。
造方法に関し、特に耐酸化性、耐蝕性、機械的強度に優
れた炭素含有耐火物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素含有耐火物は、マグネシア−カ−ボ
ン系、アルミナ−カ−ボン系の外、無機材質−カ−ボン
系耐火物などが知られている。マグネシア−カ−ボン系
の炭素含有耐火物は、例えば転炉用内張材などに、また
アルミナ−カ−ボン系炭素含有耐火物は、取鍋、タンデ
ィシュなどの溶融金属容器の底部に取付けられるスライ
ドゲ−ト、ロングノズル、浸漬ノズルなどによく用いら
れている。
ン系、アルミナ−カ−ボン系の外、無機材質−カ−ボン
系耐火物などが知られている。マグネシア−カ−ボン系
の炭素含有耐火物は、例えば転炉用内張材などに、また
アルミナ−カ−ボン系炭素含有耐火物は、取鍋、タンデ
ィシュなどの溶融金属容器の底部に取付けられるスライ
ドゲ−ト、ロングノズル、浸漬ノズルなどによく用いら
れている。
【０００３】これらの炭素含有耐火物は、従来、耐火物
無機材料に、結合剤としてフェノ−ル樹脂などの熱硬化
性樹脂を添加、混練し、成形後に焼成して製造されてい
る。さらに、用途によっては焼成後にこれにピッチ或い
はタ−ル含浸しその特性向上を図っていた。
無機材料に、結合剤としてフェノ−ル樹脂などの熱硬化
性樹脂を添加、混練し、成形後に焼成して製造されてい
る。さらに、用途によっては焼成後にこれにピッチ或い
はタ−ル含浸しその特性向上を図っていた。
【０００４】しかしながら、これら従来の製法で用いら
れる耐火物で、結合剤として用いられる熱硬化性樹脂
は、炭化されたとき他の無機材料との結合部分が非常に
弱く、従ってこれは耐熱衝撃性の向上にはほとんど寄与
していなかったた。このため熱硬化性樹脂にピッチや黒
鉛などを添加して、耐熱衝撃性を高める対策がとられる
場合があった。
れる耐火物で、結合剤として用いられる熱硬化性樹脂
は、炭化されたとき他の無機材料との結合部分が非常に
弱く、従ってこれは耐熱衝撃性の向上にはほとんど寄与
していなかったた。このため熱硬化性樹脂にピッチや黒
鉛などを添加して、耐熱衝撃性を高める対策がとられる
場合があった。
【０００５】しかし、この場合に添加されるピッチや黒
鉛は、一般に空気酸化の抵抗値を向上させるために不純
物の少ないものが使用されていた。こうしたピッチや黒
鉛は、確かに空気中では耐酸化性があるが、これが例え
ば鉄鋼用の耐火物として使用されると、溶鋼と直接接触
するためにたちまち反応して消失し、ついには部材が脱
炭状態となって無機質骨材を保持することが出来ず、製
品寿命の低下に繋がる恐れがあった。
鉛は、一般に空気酸化の抵抗値を向上させるために不純
物の少ないものが使用されていた。こうしたピッチや黒
鉛は、確かに空気中では耐酸化性があるが、これが例え
ば鉄鋼用の耐火物として使用されると、溶鋼と直接接触
するためにたちまち反応して消失し、ついには部材が脱
炭状態となって無機質骨材を保持することが出来ず、製
品寿命の低下に繋がる恐れがあった。
【０００６】これらの問題に対する対策として、原料に
添加するピッチや黒鉛を、あらかじめ例えばアルミニウ
ムなどの酸化防止剤で化学メッキやＣＶＤ蒸着により被
覆しておくことが既に考えられているが、コスト高で実
用的ではないとされてきた。また、原料にシリコンやア
ルミニウムなどの低融点金属物質を添加、混合し、焼成
時にカ−ボンと反応させ、カ−ボン表面に酸化防止膜を
形成することも考えられてきた。
添加するピッチや黒鉛を、あらかじめ例えばアルミニウ
ムなどの酸化防止剤で化学メッキやＣＶＤ蒸着により被
覆しておくことが既に考えられているが、コスト高で実
用的ではないとされてきた。また、原料にシリコンやア
ルミニウムなどの低融点金属物質を添加、混合し、焼成
時にカ−ボンと反応させ、カ−ボン表面に酸化防止膜を
形成することも考えられてきた。
【０００７】しかし、この方法によっても添加物に隣接
してカ−ボンが常に位置するようにすることは難しく、
従って全てのカ−ボンの表面を被覆することは出来ず、
カ−ボンの酸化および溶鋼などの浸蝕抵抗の向上に結び
付けることは出来なかった。またすでに、アルミナ系原
料にシリカを含有させた耐火物が公知となっているが、
これらは耐火物の耐熱衝撃抵抗を向上するために添加し
ているもので、耐酸化性や耐蝕性の点では逆に低減した
ものとなっていた。
してカ−ボンが常に位置するようにすることは難しく、
従って全てのカ−ボンの表面を被覆することは出来ず、
カ−ボンの酸化および溶鋼などの浸蝕抵抗の向上に結び
付けることは出来なかった。またすでに、アルミナ系原
料にシリカを含有させた耐火物が公知となっているが、
これらは耐火物の耐熱衝撃抵抗を向上するために添加し
ているもので、耐酸化性や耐蝕性の点では逆に低減した
ものとなっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、耐酸化
性、耐蝕性および機械的強度のすべてを同時に向上出来
るようにした炭素含有耐火物を得ようとするものであ
る。
性、耐蝕性および機械的強度のすべてを同時に向上出来
るようにした炭素含有耐火物を得ようとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、耐火物無機
材料の一種または二種以上に、シリカを０．５〜３０％
含有するカ−ボンを添加し、さらに結合剤として熱硬化
性樹脂を加えて混練、成形し、これを還元雰囲気で１１
００〜１５００℃の温度で焼成することを特徴とする炭
素含有耐火物の製造方法である。以下に、この発明をさ
らに説明する。この発明は、原料として耐火物無機材料
の一種または二種以上に、シリカを含有するカ−ボンを
添加して用いるものである。耐火物無機材料としては特
に限定されないが、例えばマグネシア−カ−ボン系、ア
ルミナ−カ−ボン系、マグネシア質レンガなどである。
材料の一種または二種以上に、シリカを０．５〜３０％
含有するカ−ボンを添加し、さらに結合剤として熱硬化
性樹脂を加えて混練、成形し、これを還元雰囲気で１１
００〜１５００℃の温度で焼成することを特徴とする炭
素含有耐火物の製造方法である。以下に、この発明をさ
らに説明する。この発明は、原料として耐火物無機材料
の一種または二種以上に、シリカを含有するカ−ボンを
添加して用いるものである。耐火物無機材料としては特
に限定されないが、例えばマグネシア−カ−ボン系、ア
ルミナ−カ−ボン系、マグネシア質レンガなどである。
【００１０】また、シリカを含有するカ−ボンは、シリ
カを０．５〜３０％含有していることが必要である。シ
リカの含有量が０．５％未満ではシリカとカ−ボンが反
応してカ−ボンの周囲を反応生成物であるＳｉＣで十分
に被覆することは出来ない。またシリカが３０％を超え
ると、成形体の焼成段階でシリカとカ−ボンとの反応で
シリカの全てが消費されずに残存し、シリカの一部が存
在する状態となる。こうした状態の耐火物を例えば溶鋼
容器などで使用すると、溶鋼と反応しやすいカ−ボン
と、さらに溶鋼に侵されやすい残存シリカが実質的に同
位置に存在し、この部分が溶鋼の浸蝕拠点となる恐れが
あり好ましくない。
カを０．５〜３０％含有していることが必要である。シ
リカの含有量が０．５％未満ではシリカとカ−ボンが反
応してカ−ボンの周囲を反応生成物であるＳｉＣで十分
に被覆することは出来ない。またシリカが３０％を超え
ると、成形体の焼成段階でシリカとカ−ボンとの反応で
シリカの全てが消費されずに残存し、シリカの一部が存
在する状態となる。こうした状態の耐火物を例えば溶鋼
容器などで使用すると、溶鋼と反応しやすいカ−ボン
と、さらに溶鋼に侵されやすい残存シリカが実質的に同
位置に存在し、この部分が溶鋼の浸蝕拠点となる恐れが
あり好ましくない。
【００１１】こうしたシリカを含有するカ−ボンは、天
然に産するもの或いは合成のいずれでもよいが、天然に
産するものとしては土状黒鉛などがある。合成したもの
は、例えばカ−ボン源をゾル・ゲル状シリカなどで含浸
後乾燥したものが用いられる。これらの原料は均一に混
合し、さらにこれに結合材として熱硬化性樹脂、例えば
フェノ−ル樹脂を添加して混練し、次いで常法によって
成形する。
然に産するもの或いは合成のいずれでもよいが、天然に
産するものとしては土状黒鉛などがある。合成したもの
は、例えばカ−ボン源をゾル・ゲル状シリカなどで含浸
後乾燥したものが用いられる。これらの原料は均一に混
合し、さらにこれに結合材として熱硬化性樹脂、例えば
フェノ−ル樹脂を添加して混練し、次いで常法によって
成形する。
【００１２】この成形体は１１００〜１５００℃で焼成
する。焼成温度が１１００℃未満では、カ−ボンに含有
されたシリカがカ−ボンと十分に反応せず、カ−ボンを
ＳｉＣで十分に被覆することが出来ない。このため、カ
−ボンが酸素と反応したり或いは、例えば耐火物を使用
中に溶鋼と接触した場合に大きな浸蝕を受けたりする。
また、焼成温度が１５００℃を超えると焼成設備、コス
トが不必要にかかり得策でない。以下にこの発明の実施
例を説明する。
する。焼成温度が１１００℃未満では、カ−ボンに含有
されたシリカがカ−ボンと十分に反応せず、カ−ボンを
ＳｉＣで十分に被覆することが出来ない。このため、カ
−ボンが酸素と反応したり或いは、例えば耐火物を使用
中に溶鋼と接触した場合に大きな浸蝕を受けたりする。
また、焼成温度が１５００℃を超えると焼成設備、コス
トが不必要にかかり得策でない。以下にこの発明の実施
例を説明する。
【００１３】
（実施例１および２）耐火物無機材料にいずれも電融ジ
ルコニアおよび焼結アルミナを用いた。また、結合材と
してフェノ−ル樹脂を用いた。
ルコニアおよび焼結アルミナを用いた。また、結合材と
してフェノ−ル樹脂を用いた。
【００１４】これらの耐火物無機材料と、フェノ−ル樹
脂と、シリカを含有したカ−ボンを表１に示す割合で配
合して混練した。次に、この混練物をプレス装置でプレ
−ト状に成形し、その後この成形体を仮焼して揮発成分
を揮発させた。続いて、この成形体をコ−クス粉末中の
還元雰囲気下で１１００℃で焼成し、炭素含有耐火物と
した。
脂と、シリカを含有したカ−ボンを表１に示す割合で配
合して混練した。次に、この混練物をプレス装置でプレ
−ト状に成形し、その後この成形体を仮焼して揮発成分
を揮発させた。続いて、この成形体をコ−クス粉末中の
還元雰囲気下で１１００℃で焼成し、炭素含有耐火物と
した。
【００１５】ここに得られた炭素含有耐火物について、
常温および１４００℃での曲げ強さ、耐蝕性および耐酸
化性を測定した。なお、耐蝕性は、誘導加熱された溶鋼
中に、試料を６ r.p.m. で回転させながら浸漬し、１時
間保持したのちの試料の被面積（cm2 ）を測定し、比較
例１の場合を１００とする指数表示で示した。この値が
小さいほど耐蝕性に優れていることを示す。
常温および１４００℃での曲げ強さ、耐蝕性および耐酸
化性を測定した。なお、耐蝕性は、誘導加熱された溶鋼
中に、試料を６ r.p.m. で回転させながら浸漬し、１時
間保持したのちの試料の被面積（cm2 ）を測定し、比較
例１の場合を１００とする指数表示で示した。この値が
小さいほど耐蝕性に優れていることを示す。
【００１６】また、耐酸化性のテストは、２５×２５×
１１０mmに加工した試料を電気炉で８００℃および１４
００℃に加熱し３時間保持し、その後これを取り出し大
気中に放置して室温まで自然冷却したのち試料の中央部
を切断し、その被酸化面積を測定した。その結果を比較
例１の被酸化面積を１００とする指数表示で示した。結
果を表１に示した。なお、比較例は、カ−ボン源中のシ
リカ量が本発明の範囲から外れたもの、焼成温度が本発
明の範囲外の場合などを示したものである。
１１０mmに加工した試料を電気炉で８００℃および１４
００℃に加熱し３時間保持し、その後これを取り出し大
気中に放置して室温まで自然冷却したのち試料の中央部
を切断し、その被酸化面積を測定した。その結果を比較
例１の被酸化面積を１００とする指数表示で示した。結
果を表１に示した。なお、比較例は、カ−ボン源中のシ
リカ量が本発明の範囲から外れたもの、焼成温度が本発
明の範囲外の場合などを示したものである。
【００１７】
【表１】 （実施例３）
【００１８】表２に示す原料配合比で実施例１と同様に
して溶鋼のスライディングノズル装置のスライドゲトプ
レ−トを製造した。このスライドゲ−トプレ−トについ
て、実施例１と同様にして曲げ強さ、耐蝕性、耐酸化性
を測定した。また、さらに２５０トンの取鍋により溶鋼
の排出実用試験を行った。その結果を表２に示した。
して溶鋼のスライディングノズル装置のスライドゲトプ
レ−トを製造した。このスライドゲ−トプレ−トについ
て、実施例１と同様にして曲げ強さ、耐蝕性、耐酸化性
を測定した。また、さらに２５０トンの取鍋により溶鋼
の排出実用試験を行った。その結果を表２に示した。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によると炭化け
い素でその周囲が被覆された状態のカ−ボンが耐火物中
に存在するので、耐酸化性、耐蝕性および機械的強度の
優れた炭素含有耐火物を製造することが出来る。
い素でその周囲が被覆された状態のカ−ボンが耐火物中
に存在するので、耐酸化性、耐蝕性および機械的強度の
優れた炭素含有耐火物を製造することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 茂樹 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝 セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 斉藤 幸治 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝 セラミックス株式会社刈谷製造所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/00 - 35/22 C04B 35/622 - 35/636
Claims (1)
- 【請求項１】 耐火物無機材料の一種または二種以上
に、シリカを０．５〜３０％含有するカ−ボンを添加
し、さらに結合剤として熱硬化性樹脂を加えて混練、成
形し、これを還元雰囲気で１１００〜１５００℃の温度
で焼成することを特徴とする炭素含有耐火物の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5074486A JP2961029B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 炭素含有耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5074486A JP2961029B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 炭素含有耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287051A JPH06287051A (ja) | 1994-10-11 |
| JP2961029B2 true JP2961029B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13548669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5074486A Expired - Fee Related JP2961029B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 炭素含有耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961029B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5074486A patent/JP2961029B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06287051A (ja) | 1994-10-11 |
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