JP3014555B2 - 炭素含有不定形耐火物 - Google Patents
炭素含有不定形耐火物Info
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- JP3014555B2 JP3014555B2 JP4287099A JP28709992A JP3014555B2 JP 3014555 B2 JP3014555 B2 JP 3014555B2 JP 4287099 A JP4287099 A JP 4287099A JP 28709992 A JP28709992 A JP 28709992A JP 3014555 B2 JP3014555 B2 JP 3014555B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素を含有する不定形
耐火物に関する。
耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素を含有する不定形耐火物は炭素成分
がスラグと濡れにくい特性を有しているため、スラグが
浸透し難く損耗が緩やかであるという特徴を有してい
る。炭素源としては、黒鉛質原料を用いること（特開平
１−２９４５８２号公報）、ピッチ、樹脂等の固定炭素
成分（残炭）を利用すること（特開平４−５０１７８号
公報）、炭素成分を気孔内に含浸させた酸化物原料を使
用すること（特開昭６２−２３０６７９号公報）等が知
られている。
がスラグと濡れにくい特性を有しているため、スラグが
浸透し難く損耗が緩やかであるという特徴を有してい
る。炭素源としては、黒鉛質原料を用いること（特開平
１−２９４５８２号公報）、ピッチ、樹脂等の固定炭素
成分（残炭）を利用すること（特開平４−５０１７８号
公報）、炭素成分を気孔内に含浸させた酸化物原料を使
用すること（特開昭６２−２３０６７９号公報）等が知
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
炭素を含有する不定形耐火物は何れも問題点を有してい
るため、十分な耐用性が得られていない。即ち、炭素源
として黒鉛質原料を用いる方法では、黒鉛質原料特有の
層状構造の影響で充填性が悪いため、緻密な施工体が得
られない。
炭素を含有する不定形耐火物は何れも問題点を有してい
るため、十分な耐用性が得られていない。即ち、炭素源
として黒鉛質原料を用いる方法では、黒鉛質原料特有の
層状構造の影響で充填性が悪いため、緻密な施工体が得
られない。
【０００４】ピッチ、樹脂等の残炭を利用する耐火物で
は、これらに含まれる揮発成分が使用温度域で消失して
気孔となるため、気孔率が高くなりスラグ浸透抑制の効
果が十分に得られない。
は、これらに含まれる揮発成分が使用温度域で消失して
気孔となるため、気孔率が高くなりスラグ浸透抑制の効
果が十分に得られない。
【０００５】また、炭素成分を気孔内に含浸させた酸化
物原料を使用すると炭素成分が骨材粒子中のみに存在し
スラグ浸透抑制の面で重要なマトリックス部（微粉部）
には十分に含まれていないという問題がある。そこで、
本発明においては、炭素成分の供給源として新たな原料
を使用することにより、耐食性、耐酸化性に優れ、緻密
な施工体が得られる炭素含有不定形耐火物を提供するこ
とを目的とする。
物原料を使用すると炭素成分が骨材粒子中のみに存在し
スラグ浸透抑制の面で重要なマトリックス部（微粉部）
には十分に含まれていないという問題がある。そこで、
本発明においては、炭素成分の供給源として新たな原料
を使用することにより、耐食性、耐酸化性に優れ、緻密
な施工体が得られる炭素含有不定形耐火物を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は主成分としてマグネシア、アルミナ、炭
化珪素等の耐火物を構成する主要鉱物を１種または２種
以上含み、０．５〜２０．０重量％の球状炭素の粒子径
２μｍ以上５００μｍ以下で、固定炭素を９８％以上含
むことを特徴とする炭素含有不定形耐火物。
めに、本発明は主成分としてマグネシア、アルミナ、炭
化珪素等の耐火物を構成する主要鉱物を１種または２種
以上含み、０．５〜２０．０重量％の球状炭素の粒子径
２μｍ以上５００μｍ以下で、固定炭素を９８％以上含
むことを特徴とする炭素含有不定形耐火物。
【０００７】更に、上記の目的を達成するために、本発
明は、主成分としてマグネシア、アルミナ、炭化珪素等
の耐火物を構成する主要鉱物を１種または２種以上含
み、０．５〜２０．０重量％の球状炭素の粒子径２μｍ
以上５００μｍ以下で、固定炭素を９８％以上含み、か
つ球状炭素粒子の使用量に対して１０〜１００重量％の
炭素含有結合剤を含むことを特徴とする炭素含有不定形
耐火物、及び、炭素含有結合剤がタール、ピッチ、メソ
フェーズピッチ、フェノール樹脂等の混練する温度にお
いて液状の有機物であることを特徴とする。
明は、主成分としてマグネシア、アルミナ、炭化珪素等
の耐火物を構成する主要鉱物を１種または２種以上含
み、０．５〜２０．０重量％の球状炭素の粒子径２μｍ
以上５００μｍ以下で、固定炭素を９８％以上含み、か
つ球状炭素粒子の使用量に対して１０〜１００重量％の
炭素含有結合剤を含むことを特徴とする炭素含有不定形
耐火物、及び、炭素含有結合剤がタール、ピッチ、メソ
フェーズピッチ、フェノール樹脂等の混練する温度にお
いて液状の有機物であることを特徴とする。
【０００８】
【作用】マグネシア、アルミナ、炭化珪素等の耐火物原
料用鉱物は耐火度が高く、溶鋼あるいはスラグに対する
耐食性が優れることから、耐火物の主要な原料として使
用されている。マグネシアはＣａＯの含有量が高いスラ
グに対して優れた耐食性を示し、、アルミナはＣａＯの
含有量が低いスラグに対して優れた耐食性を示す。ま
た、アルミナは熱膨張率が低いため耐熱衝撃性を向上さ
せる特性を持つ。一方炭化珪素は炭素を含有する耐火物
に使用したとき炭素原料の酸化を抑制する効果がある。
これらの鉱物は要求する特性に応じて、１種または２種
以上を組み合わせて使用できる。
料用鉱物は耐火度が高く、溶鋼あるいはスラグに対する
耐食性が優れることから、耐火物の主要な原料として使
用されている。マグネシアはＣａＯの含有量が高いスラ
グに対して優れた耐食性を示し、、アルミナはＣａＯの
含有量が低いスラグに対して優れた耐食性を示す。ま
た、アルミナは熱膨張率が低いため耐熱衝撃性を向上さ
せる特性を持つ。一方炭化珪素は炭素を含有する耐火物
に使用したとき炭素原料の酸化を抑制する効果がある。
これらの鉱物は要求する特性に応じて、１種または２種
以上を組み合わせて使用できる。
【０００９】球状炭素粒子は形状が球形であるため、添
加すると施工時に材料の流動性を向上させ、型枠に流し
込んだとき優れた充填性が得られる。球状炭素粒子の形
状は必ずしも真球である必要はなく、型枠に流し込んだ
とき充填性を損なうような角状でなければよい。球状炭
素粒子の製造法は溶融して噴霧する方法、造粒したもの
を焼成する方法等がある。
加すると施工時に材料の流動性を向上させ、型枠に流し
込んだとき優れた充填性が得られる。球状炭素粒子の形
状は必ずしも真球である必要はなく、型枠に流し込んだ
とき充填性を損なうような角状でなければよい。球状炭
素粒子の製造法は溶融して噴霧する方法、造粒したもの
を焼成する方法等がある。
【００１０】そして使用中には炭素成分が含まれること
によりスラグに対して濡れ難く、スラグの浸透を抑制す
る。このとき球状炭素粒子の使用量は、０．５重量％未
満ではスラグ浸透抑制の効果が不十分であり、２０重量
％超では溶銑或いは溶鋼に対する耐食性が損なわれるの
で、０．５〜２０．０重量％とする。球状炭素粒子の添
加にはスラグ浸透抑制の目的があるので、マトリックス
部（微粉部）に添加するとより効果が大きい。
によりスラグに対して濡れ難く、スラグの浸透を抑制す
る。このとき球状炭素粒子の使用量は、０．５重量％未
満ではスラグ浸透抑制の効果が不十分であり、２０重量
％超では溶銑或いは溶鋼に対する耐食性が損なわれるの
で、０．５〜２０．０重量％とする。球状炭素粒子の添
加にはスラグ浸透抑制の目的があるので、マトリックス
部（微粉部）に添加するとより効果が大きい。
【００１１】そこで、使用する球状炭素粒子の粒子径
は、耐火物を構成する原料の粒子径が通常１μｍ以上１
０ｍｍ以下であることから、５００μｍ以下とすること
でよりスラグ浸透抑制により大きな効果がある。また、
粒子径２μｍ未満では浮遊し易く取り扱いが難しいの
で、球状炭素粒子の粒子径２μｍ以上がよい。
は、耐火物を構成する原料の粒子径が通常１μｍ以上１
０ｍｍ以下であることから、５００μｍ以下とすること
でよりスラグ浸透抑制により大きな効果がある。また、
粒子径２μｍ未満では浮遊し易く取り扱いが難しいの
で、球状炭素粒子の粒子径２μｍ以上がよい。
【００１２】球状炭素粒子の粒子径はふるい分けにより
分級すればよい。球状炭素粒子の固定炭素は、残部の揮
発成分に消失した後が気孔となり気孔率を増加させるた
め、高い方がよい。特に、固定炭素が９８％未満では気
孔率の増加により耐食性、耐酸化性が低下するので、９
８％以上がよい。
分級すればよい。球状炭素粒子の固定炭素は、残部の揮
発成分に消失した後が気孔となり気孔率を増加させるた
め、高い方がよい。特に、固定炭素が９８％未満では気
孔率の増加により耐食性、耐酸化性が低下するので、９
８％以上がよい。
【００１３】本発明の炭素含有不定形耐火物において
は、結合剤としての機能を合わせ持つ、フェノール樹
脂、ピッチ、メソフェーズピッチ、或いはその他の炭素
を含有する原料と球状炭素粒子を併用しても同様の効果
が得られる。結合剤としての機能を有する他の炭素含有
原料の使用量は、球状炭素粒子の使用量に対して１０重
量％未満では結合剤としての機能が得られず、また、球
状炭素粒子の使用量に対して１００重量％超では耐酸化
性が損なわれるので、球状炭素粒子の使用量に対して１
０〜１００重量％がよい。
は、結合剤としての機能を合わせ持つ、フェノール樹
脂、ピッチ、メソフェーズピッチ、或いはその他の炭素
を含有する原料と球状炭素粒子を併用しても同様の効果
が得られる。結合剤としての機能を有する他の炭素含有
原料の使用量は、球状炭素粒子の使用量に対して１０重
量％未満では結合剤としての機能が得られず、また、球
状炭素粒子の使用量に対して１００重量％超では耐酸化
性が損なわれるので、球状炭素粒子の使用量に対して１
０〜１００重量％がよい。
【００１４】更に本発明の炭素含有不定形耐火物におい
ては、解膠剤、湿潤剤、酸化防止剤、消化防止剤等の通
常不定形耐火物に使用される添加剤を使用することがで
き、これらの添加剤の使用により、本発明の効果が失わ
れることはない。
ては、解膠剤、湿潤剤、酸化防止剤、消化防止剤等の通
常不定形耐火物に使用される添加剤を使用することがで
き、これらの添加剤の使用により、本発明の効果が失わ
れることはない。
【００１５】
（実施例１）実施例として、本発明の炭素含有不定形耐
火物をマグネシアを主成分とする塩基性不定形耐火物に
適用した場合の特性を表１に示す。また、比較例とし
て、炭素原料として固定炭素を８５％含む炭素含有結合
剤のみを使用した塩基性不定形耐火物、及び、球状炭素
粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有結合剤
を使用した塩基性不定形耐火物の特性を合わせて表１に
示す。
火物をマグネシアを主成分とする塩基性不定形耐火物に
適用した場合の特性を表１に示す。また、比較例とし
て、炭素原料として固定炭素を８５％含む炭素含有結合
剤のみを使用した塩基性不定形耐火物、及び、球状炭素
粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有結合剤
を使用した塩基性不定形耐火物の特性を合わせて表１に
示す。
【００１６】耐食性は、ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝３．３でＦ
ｅＯを１５ｗｔ％含むスラグを用いて回転侵食試験した
場合の侵食量を、比較例５の侵食量を１００とする指数
で示した。耐酸化性は、１４００℃の電気炉中で３時間
焼成した場合の酸化層厚みを、比較例５の酸化層厚みを
１００とする指数で示した。見かけ気孔率は１１０℃で
乾燥した試料で測定した。
ｅＯを１５ｗｔ％含むスラグを用いて回転侵食試験した
場合の侵食量を、比較例５の侵食量を１００とする指数
で示した。耐酸化性は、１４００℃の電気炉中で３時間
焼成した場合の酸化層厚みを、比較例５の酸化層厚みを
１００とする指数で示した。見かけ気孔率は１１０℃で
乾燥した試料で測定した。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１に示す様に、本発明の炭素含有不定形
耐火物は比較例の炭素原料として固定炭素を８５％含む
炭素含有結合剤のみを使用した不定形耐火物、及び、球
状炭素粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有
結合剤を使用した不定形耐火物に比べて、耐食性、耐酸
化性が優れており、また、見かけ気孔率も低く緻密な組
織を有している。
耐火物は比較例の炭素原料として固定炭素を８５％含む
炭素含有結合剤のみを使用した不定形耐火物、及び、球
状炭素粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有
結合剤を使用した不定形耐火物に比べて、耐食性、耐酸
化性が優れており、また、見かけ気孔率も低く緻密な組
織を有している。
【００１９】（実施例２）実施例として、本発明の炭素
含有不定形耐火物をアルミナを主成分とする中性不定形
耐火物に適用した場合の特性を表２に示す。また、比較
例として、炭素原料として固定炭素を８５％含む炭素含
有結合剤のみを使用した中性不定形耐火物、及び、球状
炭素粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有結
合剤を使用した中性不定形耐火物の特性を合わせて表２
に示す。
含有不定形耐火物をアルミナを主成分とする中性不定形
耐火物に適用した場合の特性を表２に示す。また、比較
例として、炭素原料として固定炭素を８５％含む炭素含
有結合剤のみを使用した中性不定形耐火物、及び、球状
炭素粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有結
合剤を使用した中性不定形耐火物の特性を合わせて表２
に示す。
【００２０】耐食性は、ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝１．３でＦ
ｅＯを１５ｗｔ％含むスラグを用いて回転侵食試験した
場合の侵食量を、比較例１４の侵食量を１００とする指
数で示した。耐酸化性は、１４００℃の電気炉中で３時
間焼成した場合の酸化層厚みを、比較例１１の酸化層厚
みを１００とする指数で示した。見かけ気孔率は１１０
℃で乾燥した試料で測定した。
ｅＯを１５ｗｔ％含むスラグを用いて回転侵食試験した
場合の侵食量を、比較例１４の侵食量を１００とする指
数で示した。耐酸化性は、１４００℃の電気炉中で３時
間焼成した場合の酸化層厚みを、比較例１１の酸化層厚
みを１００とする指数で示した。見かけ気孔率は１１０
℃で乾燥した試料で測定した。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２に示す様に、本発明の炭素含有不定形
耐火物は比較例の炭素原料として固定炭素を８５％含む
炭素含有結合剤のみを使用した不定形耐火物、及び、球
状炭素粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有
結合剤を使用した不定形耐火物に比べて、耐食性、耐酸
化性が優れており、また、見かけ気孔率も低く緻密な組
織を有している。尚、本実施例においては耐火物を構成
する主要鉱物の例としてマグネシア、アルミナ、炭化珪
素について説明したが、本発明はこれに限らずジルコニ
ア、ジルコン、スピネル、ドロマイトを使用しても同様
に優れた耐食性、耐酸化性が得られる。
耐火物は比較例の炭素原料として固定炭素を８５％含む
炭素含有結合剤のみを使用した不定形耐火物、及び、球
状炭素粒子の使用量に対して１００重量％超の炭素含有
結合剤を使用した不定形耐火物に比べて、耐食性、耐酸
化性が優れており、また、見かけ気孔率も低く緻密な組
織を有している。尚、本実施例においては耐火物を構成
する主要鉱物の例としてマグネシア、アルミナ、炭化珪
素について説明したが、本発明はこれに限らずジルコニ
ア、ジルコン、スピネル、ドロマイトを使用しても同様
に優れた耐食性、耐酸化性が得られる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の炭素含有
不定形耐火物は耐食性、耐酸化性が優れており、この耐
火物を溶炉に適用することで生産性向上や生産コストの
低減に貢献することができる。
不定形耐火物は耐食性、耐酸化性が優れており、この耐
火物を溶炉に適用することで生産性向上や生産コストの
低減に貢献することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 剛 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平４−89362（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19044（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−121975（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/66
Claims (3)
- 【請求項１】 主成分としてマグネシア、アルミナ、炭
化珪素等の耐火物を構成する主要鉱物を１種または２種
以上含み、０．５〜２０．０重量％の球状炭素の粒子径
２μｍ以上５００μｍ以下で、固定炭素を９８％以上含
むことを特徴とする炭素含有不定形耐火物。 - 【請求項２】 主成分としてマグネシア、アルミナ、炭
化珪素等の耐火物を構成する主要鉱物を１種または２種
以上含み、０．５〜２０．０重量％の球状炭素の粒子径
２μｍ以上５００μｍ以下で、固定炭素を９８％以上含
み、かつ球状炭素粒子の使用量に対して１０〜１００重
量％の炭素含有結合剤を含むことを特徴とする炭素含有
不定形耐火物。 - 【請求項３】 炭素含有結合剤はタール、ピッチ、メソ
フェーズピッチ、フェノール樹脂等の混練する温度にお
いて液状の有機物であることを特徴とする請求項２記載
の炭素含有不定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287099A JP3014555B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 炭素含有不定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287099A JP3014555B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 炭素含有不定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116047A JPH06116047A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3014555B2 true JP3014555B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17713052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4287099A Expired - Lifetime JP3014555B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 炭素含有不定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014555B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4437308C2 (de) * | 1994-10-19 | 1998-05-14 | Dolomitwerke Gmbh | Verfahren zur Herstellung von feuerfesten kohlenstoffgebundenen Steinen auf Basis von Magnesiumoxid |
-
1992
- 1992-10-02 JP JP4287099A patent/JP3014555B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06116047A (ja) | 1994-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991207 |