JP3301575B2 - 耐火物 - Google Patents
耐火物Info
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- JP3301575B2 JP3301575B2 JP02706596A JP2706596A JP3301575B2 JP 3301575 B2 JP3301575 B2 JP 3301575B2 JP 02706596 A JP02706596 A JP 02706596A JP 2706596 A JP2706596 A JP 2706596A JP 3301575 B2 JP3301575 B2 JP 3301575B2
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- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐火物に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レンガ等の定形耐火物、高炉出銑
口閉塞用マッド材、出銑樋材等の不定形耐火物として
は、耐火度の向上、溶融金属やスラグに対する耐食性等
の向上を図るために窒化珪素鉄と骨材を含有してなるも
のが使用されている。しかしながら、このような耐火物
は、１４００℃程度以上の高温における耐食性と強度に
優れるが、１３００℃付近の中温域では十分な耐食性が
得られなかった。
口閉塞用マッド材、出銑樋材等の不定形耐火物として
は、耐火度の向上、溶融金属やスラグに対する耐食性等
の向上を図るために窒化珪素鉄と骨材を含有してなるも
のが使用されている。しかしながら、このような耐火物
は、１４００℃程度以上の高温における耐食性と強度に
優れるが、１３００℃付近の中温域では十分な耐食性が
得られなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１３
００℃付近の中温域から高温域にいたる広範囲温度域に
おいて耐食性と強度等に優れた耐火物を提供することで
ある。
００℃付近の中温域から高温域にいたる広範囲温度域に
おいて耐食性と強度等に優れた耐火物を提供することで
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、炭
素及び／又は加熱によって遊離炭素を生成する炭素前駆
体と、Ｆｅ分１〜２０重量％の酸窒化珪素と、骨材とを
含有してなることを特徴とする耐火物である。
素及び／又は加熱によって遊離炭素を生成する炭素前駆
体と、Ｆｅ分１〜２０重量％の酸窒化珪素と、骨材とを
含有してなることを特徴とする耐火物である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、更に詳しく本発明を説明す
る。
る。
【０００６】本発明で使用される炭素とは、コ−クス、
黒鉛粉末、石炭、木炭等であり、また加熱によって遊離
炭素を生成する炭素前駆体とは、タ−ル、フェノ−ル樹
脂等である。
黒鉛粉末、石炭、木炭等であり、また加熱によって遊離
炭素を生成する炭素前駆体とは、タ−ル、フェノ−ル樹
脂等である。
【０００７】本発明で使用される酸窒化珪素とは、鉄及
び／又は鉄化合物をＦｅ分として１〜２０重量％含む酸
窒化珪素である。このＦｅ分は、酸窒化珪素と反応して
ＦｅＳｉ系合金を生成し、このＦｅＳｉが酸窒化珪素同
士、骨材同士あるいは骨材と酸窒化珪素との粒子間を埋
め焼結性を高めると共に近傍の炭素と反応し、耐火度と
耐食性の高い強固なＳｉＣマトリックスを形成する。ま
た、Ｆｅ分が触媒的に作用し、１３００℃付近の中温域
からこのＳｉＣマトリックスを形成させる。
び／又は鉄化合物をＦｅ分として１〜２０重量％含む酸
窒化珪素である。このＦｅ分は、酸窒化珪素と反応して
ＦｅＳｉ系合金を生成し、このＦｅＳｉが酸窒化珪素同
士、骨材同士あるいは骨材と酸窒化珪素との粒子間を埋
め焼結性を高めると共に近傍の炭素と反応し、耐火度と
耐食性の高い強固なＳｉＣマトリックスを形成する。ま
た、Ｆｅ分が触媒的に作用し、１３００℃付近の中温域
からこのＳｉＣマトリックスを形成させる。
【０００８】本発明において、酸窒化珪素中のＦｅ分が
１重量％未満では、ＳｉＣの生成反応が十分起こらず、
中・高温域において十分な耐食性と強度等を示す耐火物
を得ることができない。また、２０重量％を越えると高
温域においてＦｅ分が溶融し耐火度、強度、耐食性が低
下する。このような多量のＦｅ分を含む酸窒化珪素は、
金属シリコン及び／又は酸化珪素原料と鉄原料との混合
物を窒化するか、又は酸窒化珪素に鉄及び／又は鉄化合
物を配合することによって得ることができる。鉄化合物
としては、ミルスケール、鉄鉱石等の酸化鉄を主成分と
するものが好ましく用いられる。
１重量％未満では、ＳｉＣの生成反応が十分起こらず、
中・高温域において十分な耐食性と強度等を示す耐火物
を得ることができない。また、２０重量％を越えると高
温域においてＦｅ分が溶融し耐火度、強度、耐食性が低
下する。このような多量のＦｅ分を含む酸窒化珪素は、
金属シリコン及び／又は酸化珪素原料と鉄原料との混合
物を窒化するか、又は酸窒化珪素に鉄及び／又は鉄化合
物を配合することによって得ることができる。鉄化合物
としては、ミルスケール、鉄鉱石等の酸化鉄を主成分と
するものが好ましく用いられる。
【０００９】従来、酸窒化珪素は安価なＦｅＳｉ原料か
ら製造することが知られているが、これを耐火物として
使用するとＦｅ分により耐食性等が低下したが、その鉄
分を１〜２０重量％とし、それと炭素とを併用すると上
記した理由によりマトリックスが強化され、耐火物の耐
食性と高温強度が著しく向上することを見いだしたもの
である。
ら製造することが知られているが、これを耐火物として
使用するとＦｅ分により耐食性等が低下したが、その鉄
分を１〜２０重量％とし、それと炭素とを併用すると上
記した理由によりマトリックスが強化され、耐火物の耐
食性と高温強度が著しく向上することを見いだしたもの
である。
【００１０】本発明で使用される骨材としては、焼結ア
ルミナ、電融アルミナ、ボ−キサイト、ロ−石、ファイ
ア−クレイ等のアルミナ質骨材、ＳｉＣ粉等の炭化物、
窒化珪素、窒化アルミニウム等の窒化物である。本発明
の用途がマッド材である場合、骨材はアルミナ質骨材２
０〜８０重量％、ＳｉＣ粉８０〜２０重量％であること
が好ましい。このようなマッド材によれば、中温域から
マトリックスの強化が行われ、強度、耐食性の向上が図
られ、出銑時間の延長効果が持たらされる。
ルミナ、電融アルミナ、ボ−キサイト、ロ−石、ファイ
ア−クレイ等のアルミナ質骨材、ＳｉＣ粉等の炭化物、
窒化珪素、窒化アルミニウム等の窒化物である。本発明
の用途がマッド材である場合、骨材はアルミナ質骨材２
０〜８０重量％、ＳｉＣ粉８０〜２０重量％であること
が好ましい。このようなマッド材によれば、中温域から
マトリックスの強化が行われ、強度、耐食性の向上が図
られ、出銑時間の延長効果が持たらされる。
【００１１】炭素及び／又は炭素前駆体の炭素分と酸窒
化珪素と骨材の割合は、炭素及び／又は炭素前駆体の炭
素分１０〜４０重量％、酸窒化珪素５〜５０重量％、骨
材１０〜８５重量％であることが好ましい。
化珪素と骨材の割合は、炭素及び／又は炭素前駆体の炭
素分１０〜４０重量％、酸窒化珪素５〜５０重量％、骨
材１０〜８５重量％であることが好ましい。
【００１２】次に、本発明の耐火物の製造方法の一例に
ついて説明する。ＦｅＳｉ原料と酸化珪素粉末を混合
し、セルロ−ス溶液等の液状バインダ−により成型した
後、窒素を含む非酸化性雰囲気中で加熱し窒化する。得
られた酸窒化珪素を粉砕し、それに炭素及び／又は炭素
前駆体と骨材、更には所望により有機系結合剤を配合し
混練する。得られた混練物を金型で成型し、それを脱脂
した後非酸化性雰囲気中、温度１２００℃以上で加熱焼
成することによって製造することができる。
ついて説明する。ＦｅＳｉ原料と酸化珪素粉末を混合
し、セルロ−ス溶液等の液状バインダ−により成型した
後、窒素を含む非酸化性雰囲気中で加熱し窒化する。得
られた酸窒化珪素を粉砕し、それに炭素及び／又は炭素
前駆体と骨材、更には所望により有機系結合剤を配合し
混練する。得られた混練物を金型で成型し、それを脱脂
した後非酸化性雰囲気中、温度１２００℃以上で加熱焼
成することによって製造することができる。
【００１３】更には、金属シリコン粉末と酸化珪素粉末
の混合物を窒化して酸窒化珪素粉末を製造し、それに酸
化鉄粉末を加えて鉄分を調整し、次いで炭素及び／又は
炭素前駆体と骨材、更には所望により有機系結合剤を配
合し混練する。得られた混練物を上記と同様にして加熱
焼成することによっても本発明の耐火物を製造すること
ができる。
の混合物を窒化して酸窒化珪素粉末を製造し、それに酸
化鉄粉末を加えて鉄分を調整し、次いで炭素及び／又は
炭素前駆体と骨材、更には所望により有機系結合剤を配
合し混練する。得られた混練物を上記と同様にして加熱
焼成することによっても本発明の耐火物を製造すること
ができる。
【００１４】本発明の耐火物の用途は、耐火レンガ等の
定形耐火物、高炉出銑口閉塞用マッド材、出銑樋材等の
不定形耐火物である。
定形耐火物、高炉出銑口閉塞用マッド材、出銑樋材等の
不定形耐火物である。
【００１５】
【実施例】以下、実施例、比較例を挙げて更に具体的に
本発明を説明する。
本発明を説明する。
【００１６】実施例１〜９ 比較例１〜４ 金属シリコン粉末（粒径０．２ｍｍ下）と酸化珪素粉末
（粒径０．２ｍｍ下）をモル比で３：１に混合し、この
混合粉末１００重量部にポリビニルアルコ−ル３重量％
水溶液１５重量部を混練した。これを圧力２０ＭＰａで
プレス成型して２０〜３０ｃｍ3 の円柱成形体を成型
し、温度１５０℃で５時間乾燥した後、密閉炉に充填
し、窒素ガス雰囲気下、温度１４００℃まで毎時５０℃
の昇温速度で昇温しその温度で５時間保持してから冷却
した。
（粒径０．２ｍｍ下）をモル比で３：１に混合し、この
混合粉末１００重量部にポリビニルアルコ−ル３重量％
水溶液１５重量部を混練した。これを圧力２０ＭＰａで
プレス成型して２０〜３０ｃｍ3 の円柱成形体を成型
し、温度１５０℃で５時間乾燥した後、密閉炉に充填
し、窒素ガス雰囲気下、温度１４００℃まで毎時５０℃
の昇温速度で昇温しその温度で５時間保持してから冷却
した。
【００１７】得られたインゴットをジョ−クラッシャ
−、ハンマ−ミルで粗砕し、更にボ−ルミルで微粉砕し
て酸窒化珪素粉末を製造した。これのＸ線回折分析の結
果は、トレ−スに近い極少量の窒化珪素ピ−クと酸化珪
素ピ−クが見られたが、その他は酸窒化珪素であった。
この酸窒化珪素粉末に粒度４４μｍ下のＦｅ粉末（試
薬）を混合し、表１に示されるＦｅ分含有の酸窒化珪素
粉末とした。
−、ハンマ−ミルで粗砕し、更にボ−ルミルで微粉砕し
て酸窒化珪素粉末を製造した。これのＸ線回折分析の結
果は、トレ−スに近い極少量の窒化珪素ピ−クと酸化珪
素ピ−クが見られたが、その他は酸窒化珪素であった。
この酸窒化珪素粉末に粒度４４μｍ下のＦｅ粉末（試
薬）を混合し、表１に示されるＦｅ分含有の酸窒化珪素
粉末とした。
【００１８】この酸窒化珪素粉末と、コ−クス粉末（オ
イルコ−クス０．２ｍｍ下品）６０重量％及び有機質結
合剤（タ−ル）４０重量％からなる炭素及び／又は炭素
前駆体と、ＳｉＣ粉末３８重量％、ロ−石粉末（五島産
０．２ｍｍ下品）３７重量％及び焼結アルミナ粉末２５
重量％からなる骨材とを表１に示す割合（ただし、炭素
及び／又は炭素前駆体の割合は炭素分を表示した）で混
合し、７０℃に加熱しながら混練した。この混練物を圧
力２０ＭＰａで金型プレスして成型体（２５ｍｍ×２５
ｍｍ×１５０ｍｍ）を作製し、それをアルゴンガス雰囲
気中、温度１４００℃で１時間焼成して耐火物を製造
し、以下に従う特性を評価した。
イルコ−クス０．２ｍｍ下品）６０重量％及び有機質結
合剤（タ−ル）４０重量％からなる炭素及び／又は炭素
前駆体と、ＳｉＣ粉末３８重量％、ロ−石粉末（五島産
０．２ｍｍ下品）３７重量％及び焼結アルミナ粉末２５
重量％からなる骨材とを表１に示す割合（ただし、炭素
及び／又は炭素前駆体の割合は炭素分を表示した）で混
合し、７０℃に加熱しながら混練した。この混練物を圧
力２０ＭＰａで金型プレスして成型体（２５ｍｍ×２５
ｍｍ×１５０ｍｍ）を作製し、それをアルゴンガス雰囲
気中、温度１４００℃で１時間焼成して耐火物を製造
し、以下に従う特性を評価した。
【００１９】（１）耐食性評価 高周波誘導加熱炉にセットされた黒鉛製容器内に侵食剤
として高炉スラグ３ｋｇを入れて１５５０℃で加熱溶融
し、そこに上記で得られた耐火物を低速で回転させなが
ら３時間浸漬して侵食量を測定し、比較例１の侵食量を
１００としたときの相対値を算出した。数値の小さい方
が耐食性は良好である。
として高炉スラグ３ｋｇを入れて１５５０℃で加熱溶融
し、そこに上記で得られた耐火物を低速で回転させなが
ら３時間浸漬して侵食量を測定し、比較例１の侵食量を
１００としたときの相対値を算出した。数値の小さい方
が耐食性は良好である。
【００２０】（２）高温強度評価 耐火物をアルゴンガス雰囲気中で１４００℃に加熱し３
点曲げ強度を測定した。また、上記実験において、金型
プレス成型体を１３００℃で焼成して耐火物を製造し、
その１３００℃における３点曲げ強度についても測定し
た。比較例１の曲げ強度を１００としたときの相対値を
表１に示した。
点曲げ強度を測定した。また、上記実験において、金型
プレス成型体を１３００℃で焼成して耐火物を製造し、
その１３００℃における３点曲げ強度についても測定し
た。比較例１の曲げ強度を１００としたときの相対値を
表１に示した。
【００２１】参考例１ Ｆｅ粉末の添加された酸窒化珪素のかわりに窒化珪素鉄
（市販品：Ｆｅ分１３重量％）を用いたこと以外は、実
施例３と同様にして耐火物製造し評価した。
（市販品：Ｆｅ分１３重量％）を用いたこと以外は、実
施例３と同様にして耐火物製造し評価した。
【００２２】参考例２ Ｆｅ粉末の添加された酸窒化珪素のかわりに窒化珪素鉄
（市販品：Ｆｅ分１３重量％）を用いたこと以外は、実
施例６と同様にして耐火物製造し評価した。
（市販品：Ｆｅ分１３重量％）を用いたこと以外は、実
施例６と同様にして耐火物製造し評価した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、１３００℃付近の中温
域から高温域にいたる広範囲の温度域において耐食性と
強度に優れた耐火物を得ることができる。
域から高温域にいたる広範囲の温度域において耐食性と
強度に優れた耐火物を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 - 35/66
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素及び／又は加熱によって遊離炭素を
生成する炭素前駆体と、Ｆｅ分１〜２０重量％の酸窒化
珪素と、骨材とを含有してなることを特徴とする耐火
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02706596A JP3301575B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02706596A JP3301575B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09221351A JPH09221351A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3301575B2 true JP3301575B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=12210681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02706596A Expired - Fee Related JP3301575B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301575B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100355110B1 (ko) * | 2000-01-11 | 2002-10-11 | 조선내화 주식회사 | 알루미나질 내화 벽돌의 제조방법 |
| JP4695354B2 (ja) * | 2004-07-09 | 2011-06-08 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 炭素含有耐火れんが |
| JP5157142B2 (ja) * | 2006-12-01 | 2013-03-06 | 新日鐵住金株式会社 | 高耐食性、耐熱衝撃性、難付着性セラミックス |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP02706596A patent/JP3301575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09221351A (ja) | 1997-08-26 |
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