JP3177553B2 - 耐消化性に優れた酸化防止剤及びその製造方法 - Google Patents
耐消化性に優れた酸化防止剤及びその製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野及び発明が解決しようとする課題】
この発明は、MgO−C、Al2 O3 −C、ZrO2 −
Cなどの炭素含有耐火物に用いられる耐消化性に優れた
酸化防止剤及びその製造方法に関する。
この発明は、MgO−C、Al2 O3 −C、ZrO2 −
Cなどの炭素含有耐火物に用いられる耐消化性に優れた
酸化防止剤及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】MgO−C、Al2 O3 −C、ZrO2
−Cなどの炭素含有耐火物は耐食性及び耐熱衝撃性に優
れ、近年、製鋼用炉材として広く利用されるようになり
つつある。しかしながら、これらの炭素含有耐火物は酸
化されやすいという大きな欠点を有している。この欠点
を解消するため、従来、Al、Si、Mg、AlSi、
AlMg、SiC、B4 Cなどの金属や非酸化物セラミ
ックスを炭素含有耐火物に添加することが試みられてい
る(特開昭54−163913号、特開昭55−144
467号、特開昭57−27970号、特開昭58−1
90868号、特開昭58−125659号)。この中
でAl及びAl合金が最も効果を挙げている(特開昭5
4−163913号、特開昭57−027970号)。
−Cなどの炭素含有耐火物は耐食性及び耐熱衝撃性に優
れ、近年、製鋼用炉材として広く利用されるようになり
つつある。しかしながら、これらの炭素含有耐火物は酸
化されやすいという大きな欠点を有している。この欠点
を解消するため、従来、Al、Si、Mg、AlSi、
AlMg、SiC、B4 Cなどの金属や非酸化物セラミ
ックスを炭素含有耐火物に添加することが試みられてい
る(特開昭54−163913号、特開昭55−144
467号、特開昭57−27970号、特開昭58−1
90868号、特開昭58−125659号)。この中
でAl及びAl合金が最も効果を挙げている(特開昭5
4−163913号、特開昭57−027970号)。
【0003】しかしながら、Al又はAl合金を添加す
る場合には、以下のような2つの新たな問題が生じる。
第1に、Alの添加により耐火物に気孔が生じることで
ある。すなわち、使用時においてAl粒は加熱により隣
接する炭素と反応し、粒表面に約20μmの厚さのAl
4 C3 反応層を生成する。Al4 C3 は融点が2500
K(2227℃)と高く、通常の耐火物使用温度では固
相であり、結果として粒内部にAl融液がとり残される
こととなる。このAl融液は、Al4 C3 層を破って内
部からAl蒸気として蒸発し、その結果として気孔が形
成される。このように形成された気孔は、耐酸化性及び
耐侵食性に好ましからざる影響を与える。ただし、Al
粒の粒径が約40μm以下の場合は粒のほとんど全てが
Al4 C3 となるため、気孔が形成されることはない。
しかし、原料としてそのようなAl微粒を用いることは
耐火物製造時に危険性を伴うため微粒を用いることは工
業的には困難である。
る場合には、以下のような2つの新たな問題が生じる。
第1に、Alの添加により耐火物に気孔が生じることで
ある。すなわち、使用時においてAl粒は加熱により隣
接する炭素と反応し、粒表面に約20μmの厚さのAl
4 C3 反応層を生成する。Al4 C3 は融点が2500
K(2227℃)と高く、通常の耐火物使用温度では固
相であり、結果として粒内部にAl融液がとり残される
こととなる。このAl融液は、Al4 C3 層を破って内
部からAl蒸気として蒸発し、その結果として気孔が形
成される。このように形成された気孔は、耐酸化性及び
耐侵食性に好ましからざる影響を与える。ただし、Al
粒の粒径が約40μm以下の場合は粒のほとんど全てが
Al4 C3 となるため、気孔が形成されることはない。
しかし、原料としてそのようなAl微粒を用いることは
耐火物製造時に危険性を伴うため微粒を用いることは工
業的には困難である。
【0004】第2に、Al4 C3 の生成が、炉休止とい
う冷却環境下において、耐火物崩壊の原因となることで
ある。すなわち、Al4 C3 は消化性(吸湿性)が高い
ため、このAl4 C3 が生成した時点で炉が冷却される
とAl4 C3 が吸湿し、再加熱された場合に耐火物の崩
壊をもたらす。
う冷却環境下において、耐火物崩壊の原因となることで
ある。すなわち、Al4 C3 は消化性(吸湿性)が高い
ため、このAl4 C3 が生成した時点で炉が冷却される
とAl4 C3 が吸湿し、再加熱された場合に耐火物の崩
壊をもたらす。
【0005】このように、従来の炭素含有耐火物の酸化
防止技術もそれなりの効果をあげているものの未だ十分
なものとはいえない。この発明は係る事情に鑑みてなさ
れたものであって、炭素含有耐火物の酸化を有効に防止
することができ、かつ耐消化性に優れた酸化防止剤及び
その製造方法を提供することを目的とする。
防止技術もそれなりの効果をあげているものの未だ十分
なものとはいえない。この発明は係る事情に鑑みてなさ
れたものであって、炭素含有耐火物の酸化を有効に防止
することができ、かつ耐消化性に優れた酸化防止剤及び
その製造方法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及び作用】この発明に係る
耐消化性に優れた酸化防止剤は、Al8 B4 C7 を含ん
でなることを特徴とする。また、この発明に係る耐消化
性に優れた酸化防止剤の製造方法は、Al、B、C、A
l4 C3 、B4 C、B2 O3 から選択されたものを出発
原料としてAl8 B4 C7 の比率又はAl8 B4 C7 が
主成分となる比率に配合し、得られた配合物を焼成する
ことを特徴とする。
耐消化性に優れた酸化防止剤は、Al8 B4 C7 を含ん
でなることを特徴とする。また、この発明に係る耐消化
性に優れた酸化防止剤の製造方法は、Al、B、C、A
l4 C3 、B4 C、B2 O3 から選択されたものを出発
原料としてAl8 B4 C7 の比率又はAl8 B4 C7 が
主成分となる比率に配合し、得られた配合物を焼成する
ことを特徴とする。
【0007】本願発明者らは、炭素含有耐火物の耐酸化
性を向上させるべく研究を重ねた結果、従来のAl添加
の炭素含有耐火物において、Alと炭素との反応によっ
て生じるAl4 C3 が炭素含有耐火物の酸化防止機能を
有しており、その高消化性を解決することにより優れた
酸化防止剤となり得ることを見出した。すなわち、耐火
物の使用温度において、Al4 C3 はその表面から順
次、次の(1)式に示す反応を生じる。
性を向上させるべく研究を重ねた結果、従来のAl添加
の炭素含有耐火物において、Alと炭素との反応によっ
て生じるAl4 C3 が炭素含有耐火物の酸化防止機能を
有しており、その高消化性を解決することにより優れた
酸化防止剤となり得ることを見出した。すなわち、耐火
物の使用温度において、Al4 C3 はその表面から順
次、次の(1)式に示す反応を生じる。
【0008】 Al4 C3 (s)+6CO(g)=2Al2 O3 (s)+9C(s) ……(1) この反応によって、Al4 C3 はCOを炭素に還元し、
耐火物中に含有される炭素の酸化による減少を直接抑制
することとなる。そのうえ、自らの成分である炭素を遊
離させて耐火物中の遊離炭素量を増加させ、結果として
耐火物全体としての炭素減少速度を抑制して酸化防止剤
として機能する。さらに、自らはAl2O3 となり、こ
れによって耐火物内部を緻密化すると共に表面保護層を
形成して酸素の侵入を抑え、間接的に炭素の酸化を抑制
する効果も有している。
耐火物中に含有される炭素の酸化による減少を直接抑制
することとなる。そのうえ、自らの成分である炭素を遊
離させて耐火物中の遊離炭素量を増加させ、結果として
耐火物全体としての炭素減少速度を抑制して酸化防止剤
として機能する。さらに、自らはAl2O3 となり、こ
れによって耐火物内部を緻密化すると共に表面保護層を
形成して酸素の侵入を抑え、間接的に炭素の酸化を抑制
する効果も有している。
【0009】従って、本願発明者らは、このような酸化
防止機能を有するAl4 C3 を基本とし、その耐消化性
を改善すべくさらに検討を重ねた結果、Al4 C3 にB
4 Cを化合させたAl8 B4 C7 (又は2Al4 C3 ・
B4 C)が耐消化性に優れた酸化防止剤となることを見
出し、本発明を完成するに至った。
防止機能を有するAl4 C3 を基本とし、その耐消化性
を改善すべくさらに検討を重ねた結果、Al4 C3 にB
4 Cを化合させたAl8 B4 C7 (又は2Al4 C3 ・
B4 C)が耐消化性に優れた酸化防止剤となることを見
出し、本発明を完成するに至った。
【0010】本願発明においてはAl8 B4 C7 を耐消
化性に優れた酸化防止剤として用いるが、このAl8 B
4 C7 は、Al4 C3 の消化性すなわち吸湿性の問題を
解消したのみならず、Al4 C3 よりも一層優れた酸化
防止機能を有する。
化性に優れた酸化防止剤として用いるが、このAl8 B
4 C7 は、Al4 C3 の消化性すなわち吸湿性の問題を
解消したのみならず、Al4 C3 よりも一層優れた酸化
防止機能を有する。
【0011】これは、Al8 B4 C7 の他方の化合物成
分であるB4 Cもまた、以下の(2)式に従ってCOを
Cに還元することにより、炭素の減少を抑制する機能を
有し、同時にこの反応により生成されたB2 O3 が表面
にガラス質の保護層を形成し、酸素の侵入を抑制するか
らである。
分であるB4 Cもまた、以下の(2)式に従ってCOを
Cに還元することにより、炭素の減少を抑制する機能を
有し、同時にこの反応により生成されたB2 O3 が表面
にガラス質の保護層を形成し、酸素の侵入を抑制するか
らである。
【0012】 B4 C(s)+6CO(g)=2B2 O3 (l)+7C(s)……(2) しかし、酸化防止剤としてB4 Cのみを用いる場合に
は、生成したB2 O3 の融点が約450℃と低く、蒸発
しやすいので、高温では保護層として安定に維持されな
い。
は、生成したB2 O3 の融点が約450℃と低く、蒸発
しやすいので、高温では保護層として安定に維持されな
い。
【0013】これに対して、Al4 C3 とB4 Cとの化
合物であるAl8 B4 C7 は、上述のようにAl4 C3
の消化性の問題を解消すると共に、B4 Cを単独で用い
た場合に問題となる低融点のガラス質保護層を後述のよ
うに高融点のものとすることができる。そして、酸化防
止剤としてのAl4 C3 及びB4 Cの欠点を除去するの
みならず、酸化防止剤としては、これらを上回る優れた
酸化防止特性を得ることができる。
合物であるAl8 B4 C7 は、上述のようにAl4 C3
の消化性の問題を解消すると共に、B4 Cを単独で用い
た場合に問題となる低融点のガラス質保護層を後述のよ
うに高融点のものとすることができる。そして、酸化防
止剤としてのAl4 C3 及びB4 Cの欠点を除去するの
みならず、酸化防止剤としては、これらを上回る優れた
酸化防止特性を得ることができる。
【0014】なお、Al8 B4 C7 は2Al4 C3 ・B
4 Cであるから、この発明の酸化防止剤としてはAl4
C3 とB4 Cの比率が2:1のものが適当である。この
時の比率を重量比で示すと、84:16となる。これよ
りもAl4 C3 が多少多くても吸湿性は少なく、また、
B4 Cが多くても保護層が十分高融点に維持されるの
で、いずれも本発明の酸化防止剤として用いることがで
きる。この場合に、Al4 C3 とB4 Cの比率は、重量
比で92:8〜10:90であることが望ましい。この
場合にAl8 B4 C7 は全体の12重量%以上である。
4 Cであるから、この発明の酸化防止剤としてはAl4
C3 とB4 Cの比率が2:1のものが適当である。この
時の比率を重量比で示すと、84:16となる。これよ
りもAl4 C3 が多少多くても吸湿性は少なく、また、
B4 Cが多くても保護層が十分高融点に維持されるの
で、いずれも本発明の酸化防止剤として用いることがで
きる。この場合に、Al4 C3 とB4 Cの比率は、重量
比で92:8〜10:90であることが望ましい。この
場合にAl8 B4 C7 は全体の12重量%以上である。
【0015】次に、この発明の酸化防止剤の製造方法に
ついて説明する。まず、出発原料としてAl、B、C、
Al4 C3 、B4 C、B2 O3 から選択されたものをA
l8 B4 C7 の比率又はAl8 B4 C7 が主成分となる
比率に配合する。例えばAl、B、C、又はAl4 C
3 、B4 Cを配合する。Al、C、B2 O3 を配合して
もよい。
ついて説明する。まず、出発原料としてAl、B、C、
Al4 C3 、B4 C、B2 O3 から選択されたものをA
l8 B4 C7 の比率又はAl8 B4 C7 が主成分となる
比率に配合する。例えばAl、B、C、又はAl4 C
3 、B4 Cを配合する。Al、C、B2 O3 を配合して
もよい。
【0016】そして、これら出発原料を焼成してAl8
B4 C7 を合成し、Al8 B4 C7を主成分とする酸化
防止剤を得る。この場合、短時間に十分にAl8 B4 C
7 を生成させる観点からは1700℃以上で焼成するこ
とが好ましいが、工業的には長時間の熱処理により、1
500℃以上の温度であればAl8 B4 C7 の生成が可
能であり、かつ十分な量を得ることができる。また、焼
成はArなどの非酸化性雰囲気で行われる。
B4 C7 を合成し、Al8 B4 C7を主成分とする酸化
防止剤を得る。この場合、短時間に十分にAl8 B4 C
7 を生成させる観点からは1700℃以上で焼成するこ
とが好ましいが、工業的には長時間の熱処理により、1
500℃以上の温度であればAl8 B4 C7 の生成が可
能であり、かつ十分な量を得ることができる。また、焼
成はArなどの非酸化性雰囲気で行われる。
【0017】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。 (実施例1)まず出発原料として(1)Al、B、Cの
組み合わせ、(2)Al、C、B4Cの組み合わせ、
(3)Al4 C3 、B4 Cの組み合わせを採用して、こ
れらを図1の3元組成図に示すAl8 B4 C7 の組成に
なるように配合し、これをアセトンで湿式混合し、一軸
加圧成形した。次いでこのようにして成形された成形体
を所定の温度で焼成した。
組み合わせ、(2)Al、C、B4Cの組み合わせ、
(3)Al4 C3 、B4 Cの組み合わせを採用して、こ
れらを図1の3元組成図に示すAl8 B4 C7 の組成に
なるように配合し、これをアセトンで湿式混合し、一軸
加圧成形した。次いでこのようにして成形された成形体
を所定の温度で焼成した。
【0018】図2にAl、B、Cを出発原料として用い
たものの各温度におけるX線回折の結果について示す。
図2に示すように、Al8 B4 C7 は焼成温度が130
0℃程度から生成されはじめ、1700℃で大部分がA
l8 B4 C7 になることが確認された。このことから、
短時間の焼成では焼成温度は1700℃以上に保つこと
が好ましいことが確認された。また、1700℃におけ
る焼成時間を5時間までに設定したが、焼成温度が15
00℃以上であれば焼成時間を長くとることによりAl
8 B4 C7 が十分な量生成することも確認された。
たものの各温度におけるX線回折の結果について示す。
図2に示すように、Al8 B4 C7 は焼成温度が130
0℃程度から生成されはじめ、1700℃で大部分がA
l8 B4 C7 になることが確認された。このことから、
短時間の焼成では焼成温度は1700℃以上に保つこと
が好ましいことが確認された。また、1700℃におけ
る焼成時間を5時間までに設定したが、焼成温度が15
00℃以上であれば焼成時間を長くとることによりAl
8 B4 C7 が十分な量生成することも確認された。
【0019】なお、Al、C、B4 Cの組み合わせ、A
l4 C3 、B4 Cの組み合わせについても同様に実験を
行った結果、図2とほぼ同様な結果が得られた。また、
Al、C、B2 O3 を出発原料としてArガス雰囲気中
にて1700℃で3時間焼成した場合にも、大部分がA
l8 B4 C7 となっていた。 (実施例2)次に、Al、C、B2 O3 を出発原料とし
て、Al4 C3 とB4 Cとの比率が異なる混合物試料を
実施例1と同様に成形し、Arガス雰囲気中にて170
0℃で焼成して作成した。なお、試料としては、Al4
C3 のみのもの、Al4 C3に1重量%のB4 Cを加え
たもの、5重量%のB4 Cを加えたもの、10重量%の
B4 Cを加えたもの、16重量%のB4 Cを加えたもの
の5種類とした。これらのうち、16重量%のB4 Cを
加えたものはほぼ全量がAl8 B4 C7 となり、1重量
%〜10重量%B4 Cのものは、Al4 C3 とAl8 B
4 C7 との混合体であった。
l4 C3 、B4 Cの組み合わせについても同様に実験を
行った結果、図2とほぼ同様な結果が得られた。また、
Al、C、B2 O3 を出発原料としてArガス雰囲気中
にて1700℃で3時間焼成した場合にも、大部分がA
l8 B4 C7 となっていた。 (実施例2)次に、Al、C、B2 O3 を出発原料とし
て、Al4 C3 とB4 Cとの比率が異なる混合物試料を
実施例1と同様に成形し、Arガス雰囲気中にて170
0℃で焼成して作成した。なお、試料としては、Al4
C3 のみのもの、Al4 C3に1重量%のB4 Cを加え
たもの、5重量%のB4 Cを加えたもの、10重量%の
B4 Cを加えたもの、16重量%のB4 Cを加えたもの
の5種類とした。これらのうち、16重量%のB4 Cを
加えたものはほぼ全量がAl8 B4 C7 となり、1重量
%〜10重量%B4 Cのものは、Al4 C3 とAl8 B
4 C7 との混合体であった。
【0020】このようにして作成した試料を粉砕し、篩
で分級して得られた84〜94μmの粒の2gをポリエ
チレン容器に入れ、32℃の水を入れた恒温槽の上に吊
し、重量の経時変化を測定した。その結果を図3に示
す。この図に示すように、実質的にAl8 B4 C7 のみ
の試料は重量増加がみられず、上記の条件下では全く水
和しないことが確認された。すなわち、Al8 B4 C7
は極めて耐消化性に優れていることが確認された。ま
た、B4 Cが10重量%のものは多少水和による重量増
加がみられたが、Al4 C3 に比較すると十分に優れた
耐消化性を有していることがわかる。この結果から、A
l8 B4 C7 の他に多少Al4 C3 が含まれていても優
れた耐消化性が得られることが確認された。これに対し
て、Al4 C3 のみの試料、及び1重量%B4 Cの試料
はいずれも水和による重量増加が大きく、耐消化性に劣
ることが確認された。 (実施例3)実施例1に示した方法と同じ方法で作成し
た種々の配合比ので作成したAl8B4 C7 混合物をM
gO−C系耐火物の原料とともに混練し並型形状のMg
O−C煉瓦を作成した(番号1〜番号5)。このうち、
番号2はAl8 B4 C7 混合物中のAl4 C3 量が84
重量%でAl8 B4 C7 単味を添加した煉瓦である。ま
た、Al8 B4 C7 単味にAl2 O3 をさらに添加した
煉瓦もの作成した(番号6)。また、比較例としてMg
O−C系耐火物のみのもの(番号7)、Alを添加した
もの(番号8)、B4 Cを添加したもの(番号9)を作
成した。この場合にAl8 B4 C7 としては、実施例1
でAl、B、Cを出発原料とし、1550℃で24時間
焼成したものを粉砕し、篩で分級して84〜94μmの
粒としたものを用いた。なお、添加物の量はいずれも5
重量%とした。各耐火物組成を表1に示す。
で分級して得られた84〜94μmの粒の2gをポリエ
チレン容器に入れ、32℃の水を入れた恒温槽の上に吊
し、重量の経時変化を測定した。その結果を図3に示
す。この図に示すように、実質的にAl8 B4 C7 のみ
の試料は重量増加がみられず、上記の条件下では全く水
和しないことが確認された。すなわち、Al8 B4 C7
は極めて耐消化性に優れていることが確認された。ま
た、B4 Cが10重量%のものは多少水和による重量増
加がみられたが、Al4 C3 に比較すると十分に優れた
耐消化性を有していることがわかる。この結果から、A
l8 B4 C7 の他に多少Al4 C3 が含まれていても優
れた耐消化性が得られることが確認された。これに対し
て、Al4 C3 のみの試料、及び1重量%B4 Cの試料
はいずれも水和による重量増加が大きく、耐消化性に劣
ることが確認された。 (実施例3)実施例1に示した方法と同じ方法で作成し
た種々の配合比ので作成したAl8B4 C7 混合物をM
gO−C系耐火物の原料とともに混練し並型形状のMg
O−C煉瓦を作成した(番号1〜番号5)。このうち、
番号2はAl8 B4 C7 混合物中のAl4 C3 量が84
重量%でAl8 B4 C7 単味を添加した煉瓦である。ま
た、Al8 B4 C7 単味にAl2 O3 をさらに添加した
煉瓦もの作成した(番号6)。また、比較例としてMg
O−C系耐火物のみのもの(番号7)、Alを添加した
もの(番号8)、B4 Cを添加したもの(番号9)を作
成した。この場合にAl8 B4 C7 としては、実施例1
でAl、B、Cを出発原料とし、1550℃で24時間
焼成したものを粉砕し、篩で分級して84〜94μmの
粒としたものを用いた。なお、添加物の量はいずれも5
重量%とした。各耐火物組成を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】これらの耐火物煉瓦から20×20×20
mmの大きさの試料を切り出し、空気中にて種々の温度
で3時間保持し、保持終了後の試料の中央を切断し、表
面からの酸化された層の厚さを測定した。その結果を図
4に示す。図4から明らかなように、添加物としてAl
8 B4 C7 混合物を用いた番号1から番号5の耐火物試
料は、いずれも極めて優れた耐酸化特性を示した。この
ように優れた耐酸化性を示したのは、次の(3)式で示
す反応によって炭素減少を抑制したこと、及び緻密な表
面保護層を形成したことによる。
mmの大きさの試料を切り出し、空気中にて種々の温度
で3時間保持し、保持終了後の試料の中央を切断し、表
面からの酸化された層の厚さを測定した。その結果を図
4に示す。図4から明らかなように、添加物としてAl
8 B4 C7 混合物を用いた番号1から番号5の耐火物試
料は、いずれも極めて優れた耐酸化特性を示した。この
ように優れた耐酸化性を示したのは、次の(3)式で示
す反応によって炭素減少を抑制したこと、及び緻密な表
面保護層を形成したことによる。
【0023】 Al8 B4 C7 (s)+18CO(g)=4Al2 O3 (s) +2B2 O3 (l)+25C(s) …(3) すなわち、上記反応によってAl8 B4 C7 がCOによ
って還元されると同時に、この化合物の炭素成分も遊離
し、耐火物中の遊離炭素の減少が抑制される。また、表
面に形成された保護層にはAl18B4 O33が生成してい
ることが確認された。この化合物は図5に示す状態図で
示されるように、融点が1965℃と高融点物質であ
り、高温まで安定な化合物であり、このような保護層が
形成されることにより高温まで安定して酸素の侵入を防
止することができる。すなわち、Al8 B4 C7 を添加
した場合には、B2 O3 の液相の保護層を形成した後、
次の(4)式に示すようにAl2 O3 と反応し、融点が
高いAl18B4 O33が生成されるため保護層が高温まで
維持され、優れた酸化防止剤として機能することになっ
たと考えられる。
って還元されると同時に、この化合物の炭素成分も遊離
し、耐火物中の遊離炭素の減少が抑制される。また、表
面に形成された保護層にはAl18B4 O33が生成してい
ることが確認された。この化合物は図5に示す状態図で
示されるように、融点が1965℃と高融点物質であ
り、高温まで安定な化合物であり、このような保護層が
形成されることにより高温まで安定して酸素の侵入を防
止することができる。すなわち、Al8 B4 C7 を添加
した場合には、B2 O3 の液相の保護層を形成した後、
次の(4)式に示すようにAl2 O3 と反応し、融点が
高いAl18B4 O33が生成されるため保護層が高温まで
維持され、優れた酸化防止剤として機能することになっ
たと考えられる。
【0024】 9Al2 O3 (s)+2B2 O3 (l)=Al18B4 O33 …(4) また、(4)式に示したようにAl18B4 O33は、モル
比でB2 O3 に対しAl2 O3 が4.5倍の化合物であ
り、実施例の番号6に示すようにAl8 B4 C7 混合物
に加え添加剤として積極的にAl2 O3 を添加すること
により、Al18B4 O33生成量が増加し、より高温での
酸化防止機能が向上する。
比でB2 O3 に対しAl2 O3 が4.5倍の化合物であ
り、実施例の番号6に示すようにAl8 B4 C7 混合物
に加え添加剤として積極的にAl2 O3 を添加すること
により、Al18B4 O33生成量が増加し、より高温での
酸化防止機能が向上する。
【0025】これに対してB4 Cを添加した番号9で
は、低温ではAl8 B4 C7 を添加した場合と同様に優
れた耐酸化特性を示した。これは、前述の(2)式に従
って炭素の減少を抑制すると同時に、生成したB2 O3
が耐火物表面で凝縮しMgOと反応して液相を形成し、
これによって酸素の拡散侵入が抑制されるためである。
しかし、B2 O3 は高温で蒸発しやすいため、高温では
このような反応相を維持できなくなってこのような効果
が消失してしまう。従って、高温において耐酸化性が低
下してしまう。無添加の番号7及びAl添加の番号8は
いずれもAl8 B4 C7 を添加した場合に比較して耐酸
化性が劣っていた。
は、低温ではAl8 B4 C7 を添加した場合と同様に優
れた耐酸化特性を示した。これは、前述の(2)式に従
って炭素の減少を抑制すると同時に、生成したB2 O3
が耐火物表面で凝縮しMgOと反応して液相を形成し、
これによって酸素の拡散侵入が抑制されるためである。
しかし、B2 O3 は高温で蒸発しやすいため、高温では
このような反応相を維持できなくなってこのような効果
が消失してしまう。従って、高温において耐酸化性が低
下してしまう。無添加の番号7及びAl添加の番号8は
いずれもAl8 B4 C7 を添加した場合に比較して耐酸
化性が劣っていた。
【0026】
【発明の効果】この発明によれば、炭素含有耐火物の酸
化を有効に防止することができ、かつ耐消化性に優れた
酸化防止剤及びその製造方法が提供される。
化を有効に防止することができ、かつ耐消化性に優れた
酸化防止剤及びその製造方法が提供される。
【図1】Al8 B4 C7 を合成するための原料配合を説
明するための3元組成図。
明するための3元組成図。
【図2】Al8 B4 C7 の合成温度とAl8 B4 C7 合
成量との関係を示す図。
成量との関係を示す図。
【図3】Al4 C3 に対するB4 Cの添加量と耐消化性
との関係を示す図。
との関係を示す図。
【図4】この発明の酸化防止剤を含有させた耐火物及び
比較例の耐火物の温度と酸化層厚さとの関係を示す図。
比較例の耐火物の温度と酸化層厚さとの関係を示す図。
【図5】Al2 O3 −B2 O3 の2元状態図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/00 - 35/84 C09K 15/00 - 15/02
Claims (3)
- 【請求項1】 Al8 B4 C7 を含んでなることを特徴
とする耐消化性に優れた酸化防止剤。 - 【請求項2】 Al、B、C、Al4 C3 、B4 C、B
2 O3 から選択されたものを出発原料としてAl8 B4
C7 の比率又はAl8 B4 C7 が形成される比率に配合
し、得られた配合物を焼成することを特徴とする耐消化
性に優れた酸化防止剤の製造方法。 - 【請求項3】 前記焼成の温度が1500℃以上である
ことを特徴とする請求項2に記載の耐消化性に優れた酸
化防止剤の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14802293A JP3177553B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 耐消化性に優れた酸化防止剤及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14802293A JP3177553B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 耐消化性に優れた酸化防止剤及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0718255A JPH0718255A (ja) | 1995-01-20 |
JP3177553B2 true JP3177553B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=15443361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14802293A Expired - Fee Related JP3177553B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 耐消化性に優れた酸化防止剤及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3177553B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14802293A patent/JP3177553B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0718255A (ja) | 1995-01-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |