JP5331077B2 - Carbon-containing refractories - Google Patents

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本発明は、高炉、混銑車、溶銑鍋、転炉、電気炉、溶鋼鍋、スライディングノズル、連続鋳造用ノズルなどで使用されるカーボン含有耐火物に関する。   The present invention relates to a carbon-containing refractory used in a blast furnace, a kneading wheel, a hot metal ladle, a converter, an electric furnace, a molten steel pan, a sliding nozzle, a nozzle for continuous casting, and the like.

製銑、製鋼などで用いられる耐火物は、高温下で使用されることから、熱膨張率や弾性率の低減による耐熱衝撃性の付与、組織の緻密化及びスラグの浸透防止を目的として、アルミナれんがにカーボンを添加したカーボン含有耐火物が広く適用されている。   Since refractories used in iron making, steel making, etc. are used at high temperatures, alumina is used for the purpose of imparting thermal shock resistance by reducing the thermal expansion coefficient and elastic modulus, densifying the structure and preventing slag penetration. Carbon-containing refractories in which carbon is added to brick are widely used.

また、アルミナよりも耐食性に優れ、アルミニウムと同様の酸化防止効果を有するものとして、アルミニウムオキシカーバイドの一つであるAlCが知られている。 Further, Al 4 O 4 C, which is one of aluminum oxycarbides, is known as a material that has better corrosion resistance than alumina and has the same antioxidant effect as aluminum.

そして、特許文献1には、カーボン含有れんがにAlCを添加することにより、炭素質材料の酸化が防止されると共に、熱間強度が向上し、また、スラグ浸透防止によって耐食性が向上することが報告されている。また、特許文献2には、AlC含有組成物を骨材として適用した例が記載されており、高炉の出銑樋材に適用した結果、耐食性が向上し、寿命が20〜30%向上したことが報告されている。 In Patent Document 1, by adding Al 4 O 4 C to carbon-containing brick, the oxidation of the carbonaceous material is prevented, the hot strength is improved, and the corrosion resistance is improved by preventing slag permeation. It has been reported to do. Patent Document 2 describes an example in which an Al 4 O 4 C-containing composition is applied as an aggregate, and as a result of application to a blast furnace tapping material, the corrosion resistance is improved and the life is 20-30. % Improvement is reported.

しかし、特許文献1では、金属粉末(焼結材)の代わりとしてAlCを使用しており、添加量が限られることから、AlCの添加による耐食性の向上効果も限られる。また、微粉であることから、熱膨張率や熱応力の低減効果も低い。 However, in Patent Document 1, Al 4 O 4 C is used instead of metal powder (sintered material), and since the amount of addition is limited, the effect of improving corrosion resistance due to the addition of Al 4 O 4 C is also limited. It is done. Moreover, since it is fine powder, the thermal expansion coefficient and the effect of reducing thermal stress are also low.

また、特許文献2は、バイヤー法アルミナに炭素を添加してアーク溶融すると、耐食性悪化の原因となる不純物であるNaOが大幅に減少すると共に、溶融スラグに濡れ難いAlCが生成するという知見に基づく発明であり、AlC含有組成物の含有炭素量が0.5〜3.0質量%と少ない。AlC含有組成物の含有炭素量は、AlC含有組成物中のAlC含有量の指標であり、AlCが100質量%の場合に、AlC含有組成物の含有炭素量はC/AlC=6.5質量%であるから、含有炭素量が0.5〜3.0質量%ではAlC含有量が少ないということである。このため、特許文献2では、熱膨張率の低減(耐熱衝撃性の改善)、耐酸化性・耐食性の改善といったAlCに起因する十分な効果が得られない。 Patent Document 2 discloses that when carbon is added to Bayer method alumina and arc melting, Na 2 O, which is an impurity causing deterioration in corrosion resistance, is greatly reduced, and Al 4 O 4 C which is difficult to wet with molten slag is formed. It is an invention based on the knowledge that it is produced, and the carbon content of the Al 4 O 4 C-containing composition is as small as 0.5 to 3.0 mass%. Carbon content of Al 4 O 4 C-containing composition is indicative of the Al 4 O 4 C content of Al 4 O 4 C-containing composition, when Al 4 O 4 C is 100 wt%, Al Since the carbon content of the 4 O 4 C-containing composition is C / Al 4 O 4 C = 6.5% by mass, the Al 4 O 4 C content is 0.5 to 3.0% by mass. There are few. For this reason, Patent Document 2 cannot provide sufficient effects due to Al 4 O 4 C such as reduction of thermal expansion coefficient (improvement of thermal shock resistance) and improvement of oxidation resistance and corrosion resistance.

特開平9−295857号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-295857 特公昭57−61708号公報Japanese Patent Publication No.57-61708

本発明が解決しようとする課題は、カーボン含有耐火物の耐熱衝撃性、耐酸化性及び耐食性をさらに向上させることにある。   The problem to be solved by the present invention is to further improve the thermal shock resistance, oxidation resistance and corrosion resistance of the carbon-containing refractory.

本発明に係るカーボン含有耐火物は、AlCを15.5質量%以上95質量%以下含有するカーボン含有耐火物であって、前記Al Cが、Al Cを主成分とするアルミニウムオキシカーバイド組成物原料に由来し、前記アルミニウムオキシカーバイド組成物原料が、炭素質原料とアルミナ質原料に、炭化珪素、炭化硼素、窒化アルミニウム、窒化硼素及び金属のうち1種以上を添加し、アーク炉で溶融することにより製造され、カーボンを3.1質量%以上6.5質量%以下含有するものであることを特徴とする。 Carbon-containing refractories according to the present invention is a carbon-containing refractories containing Al 4 O 4 C below 95 wt% or more 15.5% by mass, the Al 4 O 4 C is, the Al 4 O 4 C The aluminum oxycarbide composition raw material is derived from a main component of the aluminum oxycarbide composition, and the aluminum oxycarbide composition raw material is a carbonaceous raw material and an alumina raw material, one or more of silicon carbide, boron carbide, aluminum nitride, boron nitride and metal. And is melted in an arc furnace, and contains 3.1% by mass to 6.5% by mass of carbon .

本発明によれば、カーボン含有耐火物にAlCを15.5質量%以上95質量%以下含有させたことにより、AlCに起因する、熱膨張率の低減による熱応力の低減(耐熱衝撃性の向上)、並びに耐酸化性及び耐食性の向上効果がいかんなく発揮され、カーボン含有耐火物の耐用向上が達成される。 According to the present invention, by including Al 4 O 4 C in the carbon-containing refractory 15.5 mass% or more and 95 mass% or less, the thermal stress due to the reduction in the thermal expansion coefficient caused by Al 4 O 4 C. (Improvement of thermal shock resistance) and the effect of improving oxidation resistance and corrosion resistance are fully exhibited, thereby improving the durability of the carbon-containing refractory.

本発明に係るカーボン含有耐火物は、アルミニウムオキシカーバイド、なかでもAlCを15.5質量%以上95質量%以下含有する。 The carbon-containing refractory according to the present invention contains 15.5 mass% or more and 95 mass% or less of aluminum oxycarbide, especially Al 4 O 4 C.

ここで、カーボン含有耐火物とは、一般に、炭素質原料を0.5〜30質量%含有する耐火物をいう。炭素質原料としては、天然に産出する黒鉛、ピッチ、タール、無煙炭等の他に、工業的に製造される、カーボンブラックや人造黒鉛、フェノール、フラン、エポキシ等の樹脂などを使用できる。   Here, the carbon-containing refractory generally refers to a refractory containing 0.5 to 30% by mass of a carbonaceous raw material. As a carbonaceous raw material, in addition to naturally occurring graphite, pitch, tar, anthracite, and the like, industrially produced resins such as carbon black, artificial graphite, phenol, furan, and epoxy can be used.

AlC含有量が15.5質量%未満の場合は、熱膨張率の低減効果による耐熱衝撃性の効果が十分に得られない。また、耐酸化性及び耐食性に関しても、十分な効果を得ることができない。なお、AlCを含むアルミニウムオキシカーバイド組成物原料は、主成分であるAlCのほか、一般にAlOCやAl、Al、Al等の不純物を含むことから、炭素質原料以外の原料として、AlCを含むアルミニウムオキシカーバイド組成物原料を全量使用するとしても、AlC含有量の上限は95質量%程度となる。 When the Al 4 O 4 C content is less than 15.5% by mass, the thermal shock resistance effect due to the effect of reducing the thermal expansion coefficient cannot be sufficiently obtained. In addition, sufficient effects cannot be obtained with respect to oxidation resistance and corrosion resistance. Incidentally, aluminum oxycarbide composition material containing Al 4 O 4 C includes other Al 4 O 4 C, which is a main component, generally Al 2 OC and Al 2 O 3, Al 4 C 3, impurities such as Al Therefore, even if the entire amount of the aluminum oxycarbide composition raw material containing Al 4 O 4 C is used as a raw material other than the carbonaceous raw material, the upper limit of the Al 4 O 4 C content is about 95% by mass.

本発明では、AlC源として、AlCを主成分とするアルミニウムオキシカーバイド組成物原料を使用す。そしてこのアルミニウムオキシカーバイド組成物原料としては、炭素質原料とアルミナ質原料に、炭素収率を高めるため、炭化珪素、炭化硼素、窒化アルミニウム、窒化硼素及び金属のうち1種以上を添加し、アーク炉で溶融することにより製造されたものを使用す。この場合、炭化珪素、炭化硼素、窒化アルミニウム、窒化硼素及び金属は、主原料である炭素質原料とアルミナ質原料に、外掛けで0.2〜10.0質量%添加することが好ましく、金属は、1000℃以上の温度域でカーボンよりも酸素親和力が強い必要がある。また、アルミニウムオキシカーバイド組成物原料は、耐食性の面から気孔率の低い緻密なものが好ましい。 In the present invention, as Al 4 O 4 C source, to use the aluminum oxycarbide composition material mainly composed of Al 4 O 4 C. As the aluminum oxycarbide composition raw material, one or more of silicon carbide, boron carbide, aluminum nitride, boron nitride and metal are added to the carbonaceous raw material and the alumina raw material in order to increase the carbon yield, and the arc to use those produced by melting in a furnace. In this case, silicon carbide, boron carbide, aluminum nitride, boron nitride, and metal are preferably added to the carbonaceous raw material and the alumina raw material, which are the main raw materials, in an amount of 0.2 to 10.0% by weight, Needs to have a higher oxygen affinity than carbon in a temperature range of 1000 ° C. or higher. In addition, the aluminum oxycarbide composition raw material is preferably a dense material having a low porosity in terms of corrosion resistance.

アルミニウムオキシカーバイド組成物原料としては、本願出願人がPCT/JP2010/055754で提案したように、炭素質原料の微粉とアルミナ質原料の微粉を均一に混合し、アーク炉で溶融して製造したものを用いることもできるが、この製法では、工業的に大量生産することが困難である。本発明者らは、アルミナ質原料と炭素質原料を主原料として、酸化雰囲気でも炭素収率を高めるため、上記主原料に、炭化珪素、炭化硼素、窒化アルミニウム、窒化硼素及び金属のうち1種以上を添加することにより、AlC含有量が高くかつAlを殆ど含有しないアルミニウムオキシカーバイド組成物原料を大量生産可能であることを見出した。本発明では、この製造方法により製造されたアルミニウムオキシカーバイド組成物原料を使用すAs the aluminum oxycarbide composition raw material, as proposed by the present applicant in PCT / JP2010 / 055554, the carbonaceous raw material fine powder and the alumina raw material fine powder are uniformly mixed and manufactured by melting in an arc furnace. However, it is difficult to industrially mass-produce with this manufacturing method. In order to increase the carbon yield even in an oxidizing atmosphere using an alumina raw material and a carbonaceous raw material as main raw materials, the present inventors include one of silicon carbide, boron carbide, aluminum nitride, boron nitride and metal as the main raw material. by adding more, it was found that the Al 4 O 4 aluminum oxycarbide composition material that the C content does not contain little high and the Al 4 C 3 is capable mass production. In the present invention, to use an aluminum oxycarbide composition material manufactured by this manufacturing method.

このアルミニウムオキシカーバイド組成物原料のカーボン含有量は3.1質量%以上6.5質量%以下であ。理想的なAlCのカーボン含有量は6.5質量%である。また、アルミニウムオキシカーバイド組成物原料中の炭素成分が全てAlCである場合、カーボン含有量が3.1質量%のアルミニウムオキシカーバイド組成原料中のAlC含有量は、46質量%となる。Alや、AlOC等の、炭化物、オキシカーバイド組成物、黒鉛等のフリーカーボンが殆ど含有されない場合は、アルミニウムオキシカーバイド組成物原料中のカーボン含有量が多いほどAlC含有量が多く、原料自体の熱膨張率は低下する。理想組成のAlCの熱膨張係数は、4×10−6とほぼアルミナ(コランダム)の約半分である。アルミニウムオキシカーバイド組成物原料のカーボン含有量が3.1質量%未満である場合、熱膨張率の低減効果が小さく、十分な耐熱衝撃性が得られないだけでなく、また、十分な耐酸化性及び耐食性の効果も得ることができない。一方、6.5質量%を超える場合は、Alが存在することから水和反応により、原料自体が崩壊することから耐火物への適用は困難である。 The carbon content of the aluminum oxycarbide composition material is Ru der 6.5 mass% or more 3.1% by mass. The ideal carbon content of Al 4 O 4 C is 6.5% by mass. Also, if the carbon component of an aluminum oxycarbide composition in the raw material are all Al 4 O 4 C, Al 4 O 4 C content of the carbon content of 3.1 wt% of aluminum oxycarbide composition in the raw material is 46 It becomes mass%. When almost no free carbon such as carbide, oxycarbide composition, graphite or the like such as Al 4 C 3 or Al 2 OC is contained, the higher the carbon content in the aluminum oxycarbide composition raw material, the greater the Al 4 O 4 C content. The content is large, and the thermal expansion coefficient of the raw material itself decreases. The thermal expansion coefficient of Al 4 O 4 C with an ideal composition is 4 × 10 −6 , which is approximately half that of alumina (corundum). When the carbon content of the aluminum oxycarbide composition raw material is less than 3.1% by mass, not only the effect of reducing the thermal expansion coefficient is small and sufficient thermal shock resistance cannot be obtained, but also sufficient oxidation resistance. Moreover, the effect of corrosion resistance cannot be obtained. On the other hand, when it exceeds 6.5% by mass, since Al 4 C 3 exists, the raw material itself collapses due to a hydration reaction, so that application to a refractory is difficult.

また、本発明では、アルミニウムオキシカーバイド組成物原料が、少なくとも粒度0.2mm以上の骨材として含有されていることが好ましい。このように骨材として使用すると、マトリックスにあるアルミナ等との熱膨張率差によりマイクロスペースが形成される。このマイクロスペースは、耐火物の弾性率を低減する効果があるだけでなく、高温下、マトリックスの膨張を吸収することから、熱膨張率を低減する効果も高い。さらに、骨材として使用する方が、高温下での使用中にAlCとマトリックス中にある一酸化炭素雰囲気との反応によるAl化が進行し難く、長時間、低熱膨張率の効果を維持することが可能となる。 In the present invention, the aluminum oxycarbide composition raw material is preferably contained as an aggregate having a particle size of at least 0.2 mm. When used as an aggregate in this manner, a microspace is formed due to a difference in thermal expansion coefficient from alumina or the like in the matrix. This microspace not only has the effect of reducing the elastic modulus of the refractory, but also has a high effect of reducing the coefficient of thermal expansion because it absorbs the expansion of the matrix at high temperatures. Furthermore, when used as an aggregate, Al 2 O 3 formation due to the reaction between Al 4 O 4 C and the carbon monoxide atmosphere in the matrix is less likely to occur during use at high temperatures, and for a long time, low thermal expansion The rate effect can be maintained.

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

AlCの含有量等が、カーボン含有耐火物の特性に及ぼす影響を調査した。 The effect of the content of Al 4 O 4 C on the characteristics of the carbon-containing refractory was investigated.

AlC源となるアルミニウムオキシカーバイド組成物原料は、以下の方法により製造した。 The aluminum oxycarbide composition raw material used as the Al 4 O 4 C source was produced by the following method.

すなわち出発原料として、仮焼アルミナ(Al成分99.9質量%)と鱗状黒鉛(C成分99質量%)とを合計500kgになるように秤量し、それに対して、金属Siを外掛けで1.0質量%の割合で添加し、1000KVAのアーク炉に入れて溶融後、流し出して金型に鋳込む等の急冷は行わず、そのまま徐冷してアルミニウムオキシカーバイド組成物を製造した。 That is, as a starting material, calcined alumina (Al 2 O 3 component 99.9% by mass) and scaly graphite (C component 99% by mass) are weighed to a total of 500 kg, and metal Si is externally applied thereto. The aluminum oxycarbide composition was manufactured by slowly cooling as it was without being rapidly cooled such as pouring out and casting into a mold after melting in an arc furnace of 1000 KVA. .

製造されたアルミニウムオキシカーバイド組成物原料のカーボン含有量は5.6質量%で、カーボン成分の全てがAlCに含まれるとすると計算上のAlC含有量は約86質量%である。なお、アルミニウムオキシカーバイド組成物原料のカーボン含有量は、JIS−R2205に記載のカーボン、及び炭化珪素中の炭素の合計であるトータルカーボン量とした。すなわち、AlCは、理想的には820℃以上の温度で酸化がはじまることから、900℃で測定するカーボンと1350℃で測定する炭化珪素中のカーボン量の合計から、カーボン含有量を評価した。 The produced aluminum oxycarbide composition raw material has a carbon content of 5.6% by mass, and if all the carbon components are contained in Al 4 O 4 C, the calculated Al 4 O 4 C content is about 86% by mass. %. In addition, the carbon content of the aluminum oxycarbide composition raw material was a total carbon amount that is the sum of carbon described in JIS-R2205 and carbon in silicon carbide. That is, since Al 4 O 4 C ideally begins to oxidize at a temperature of 820 ° C. or higher, the carbon content is calculated from the sum of the carbon content in carbon measured at 900 ° C. and silicon carbide measured at 1350 ° C. Evaluated.

上記のアルミニウムオキシカーバイド組成物原料を用いてカーボン含有耐火物を製造し、その特性を評価した。具体的には、所定の原料を所定の割合で混合した後、バインダーとしてフェノールレジンを添加し、混練後、成形し、300℃の温度で加熱することによりカーボン含有耐火物を製造した。   A carbon-containing refractory was produced using the above aluminum oxycarbide composition raw material, and its characteristics were evaluated. Specifically, after mixing predetermined raw materials at a predetermined ratio, a phenol resin was added as a binder, kneaded, molded, and heated at a temperature of 300 ° C. to produce a carbon-containing refractory.

製造されたカーボン含有耐火物は、JIS−R−2205、JIS−R−2213、JIS−R−2207に記載された方法により、かさ比重、見掛け気孔率、曲げ強さ、熱膨張率を評価した。   The produced carbon-containing refractories were evaluated for bulk specific gravity, apparent porosity, bending strength, and thermal expansion coefficient by the methods described in JIS-R-2205, JIS-R-2213, and JIS-R-2207. .

耐食性については、誘導炉を用い溶鉄と酸化鉄粉を溶融してCaO/Al=2の合成スラグを作製し、この合成スラグ中で1600℃×2時間の試験を行い溶損量を測定した。そして後述する表3の比較例2の溶損量を100として指数化した。数値が小さいほど耐食性は良好である。 For corrosion resistance, molten iron and iron oxide powder are melted using an induction furnace to produce a synthetic slag of CaO / Al 2 O 3 = 2 and the amount of erosion loss is determined by performing a test at 1600 ° C. for 2 hours in this synthetic slag. It was measured. And it was indexed by setting the amount of melting loss of Comparative Example 2 in Table 3 described later as 100. The smaller the value, the better the corrosion resistance.

耐酸化性については、試料を800℃で酸化した後にショットブラストして磨耗量を評価する、いわゆる酸化後のBS磨耗法により評価を行い、表3の比較例2の磨耗量を100として指数化した。数値が小さいほど耐酸化性は良好である。   The oxidation resistance is evaluated by the so-called post-oxidation BS wear method, in which the sample is oxidized at 800 ° C. and shot blasted to evaluate the wear amount. did. The smaller the value, the better the oxidation resistance.

耐熱衝撃性については、試料を1600℃の溶鋼に3分浸漬した後に水冷するサイクルを繰り返し、剥落するまでの回数から良否を判断した。具体的には、N=2の試料が剥落に至る平均回数で評価した。数値が大きいほど耐熱衝撃性は良好である。   Regarding thermal shock resistance, the cycle of water-cooling after immersing the sample in molten steel at 1600 ° C. for 3 minutes was repeated, and the quality was judged from the number of times until peeling off. Specifically, the evaluation was performed by the average number of times that the N = 2 sample was peeled off. The larger the value, the better the thermal shock resistance.

耐消化性については、学振法4によるマグネシアクリンカーの消化試験方法に準じ、粉化率で評価した。   The digestion resistance was evaluated by the pulverization rate according to the digestion test method for magnesia clinker according to Gakushin method 4.

また、カーボン含有耐火物のAlC含有量は、X線回折法による評価では、AlC及びAl以外の鉱物相は殆ど検出されなかったことから、化学成分分析値をもとに計算した。すなわち、化学成分分析におけるC成分が全てAlCであるとみなしてC成分よりAlC量を計算した。またAlC以外の部分はコランダムとみなして計算した。 In addition, the Al 4 O 4 C content of the carbon-containing refractory was analyzed by chemical component analysis because almost no mineral phases other than Al 4 O 4 C and Al 2 O 3 were detected in the evaluation by the X-ray diffraction method. Calculated based on the value. That is, the amount of Al 4 O 4 C was calculated from the C component on the assumption that all the C components in the chemical component analysis were Al 4 O 4 C. In addition, the calculation was performed assuming that portions other than Al 4 O 4 C were corundum.

表1は、アルミニウムオキシカーバイド組成物原料(表1及び3では「AOC組成物」と表記)の配合量及び粒度分布を変え、カーボン含有耐火物のAlC含有量を12.9〜77.5質量%を変化させて評価を行った結果を示す。 Table 1 shows the amount of Al 4 O 4 C contained in the carbon-containing refractory by changing the blending amount and particle size distribution of the aluminum oxycarbide composition raw material (indicated as “AOC composition” in Tables 1 and 3). The result of having evaluated by changing 77.5 mass% is shown.

Figure 0005331077
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アルミニウムオキシカーバイド組成物原料は、粒度3−1mmの粗粒域から焼結アルミナと置換した。焼結アルミナはAl成分99.5質量%のものを所定の粒度で、また、鱗状黒鉛は、カーボン含有量が99質量%で、#100の粒度を使用した。 The aluminum oxycarbide composition raw material was replaced with sintered alumina from a coarse particle region having a particle size of 3-1 mm. Sintered alumina was 99.5% by mass of Al 2 O 3 component with a predetermined particle size, and scaly graphite was # 100 with a carbon content of 99% by mass.

本発明の範囲内である実施例1〜実施例4では、AlC含有量を、15.5〜77.5質量%の範囲で変化させており、AlC含有量が多いほど、熱膨張率が低く、また、耐食性及び耐酸化性が優れており、いずれも本発明の範囲外である比較例1と比較して、優れていることがわかる。さらに、耐熱衝撃性に関しては、AlC含有量との明確な相関は認められないが、いずれも比較例1と比較して良好であることがわかる。 In Examples 1 to 4 which are within the scope of the present invention, the Al 4 O 4 C content is changed in the range of 15.5 to 77.5% by mass, and the Al 4 O 4 C content is It can be seen that the greater the number, the lower the coefficient of thermal expansion and the better the corrosion resistance and oxidation resistance, both of which are superior to Comparative Example 1 which is outside the scope of the present invention. Furthermore, regarding thermal shock resistance, no clear correlation with the Al 4 O 4 C content is observed, but it can be seen that both are better than Comparative Example 1.

表2は、上述のアーク溶融法により製造されたアルミニウムオキシカーバイド組成物原料(表2では「AOC組成物1」と表記)と、焼結法により製造されたアルミニウムオキシカーバイド組成物原料(表2では「AOC組成物2」と表記)の使用を比較した結果を示す。なお、上記焼結法では、仮焼アルミナ(平均粒径1μm、Al含有量99.9質量%)と鱗状黒鉛(平均粒径5μm、カーボン含有量99.5%)を、アルミナとカーボンのモル比1.5(Al/C)で混合した後、電気炉中Arガス雰囲気下、1850℃の条件で焼成してアルミニウムオキシカーバイド組成物原料約100gを製造し、これを繰り返し、耐火物へ添加する供試サンプルを得た。焼結法により製造されたアルミニウムオキシカーバイド組成物原料のカーボン含有量は5.6質量%で、AlC含有量は多いが、粉末としてのみ製造することが可能である。 Table 2 shows an aluminum oxycarbide composition raw material (indicated as “AOC composition 1” in Table 2) manufactured by the arc melting method described above and an aluminum oxycarbide composition raw material (Table 2 manufactured by the sintering method). Then, the result of comparing the use of “AOC composition 2” is shown. In the above sintering method, calcined alumina (average particle size 1 μm, Al 2 O 3 content 99.9% by mass) and scaly graphite (average particle size 5 μm, carbon content 99.5%) are mixed with alumina. After mixing at a carbon molar ratio of 1.5 (Al 2 O 3 / C), firing in an electric furnace under an Ar gas atmosphere at 1850 ° C. to produce about 100 g of an aluminum oxycarbide composition raw material, Repeatedly, a test sample to be added to the refractory was obtained. The aluminum oxycarbide composition raw material produced by the sintering method has a carbon content of 5.6% by mass and a high Al 4 O 4 C content, but it can be produced only as a powder.

Figure 0005331077
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参考例6では、焼結法により製造されたアルミニウムオキシカーバイド組成物原料を0.074−0mmの粒度で添加し、アーク溶融法で製造された同じ粒度のアルミニウムオキシカーバイド組成物原料を適用した実施例5とその効果を評価した。 In Reference Example 6, an aluminum oxycarbide composition raw material produced by a sintering method was added at a particle size of 0.074-0 mm, and an aluminum oxycarbide composition raw material of the same particle size produced by an arc melting method was applied. Example 5 and its effect were evaluated.

実施例5は、参考例6と比較して、耐酸化性及び耐食性に優れており、アーク溶融法によるアルミニウムオキシカーバイド組成物原料がより効果が高いことがわかる。 Example 5 is superior in oxidation resistance and corrosion resistance compared to Reference Example 6, and it can be seen that the aluminum oxycarbide composition raw material by the arc melting method is more effective.

表3は、使用するアルミニウムオキシカーバイド組成物原料の粒度の影響を調査した結果を示す。   Table 3 shows the results of investigating the influence of the particle size of the aluminum oxycarbide composition raw material used.

Figure 0005331077
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実施例1、7〜9、5では、アーク溶融法により製造されたアルミニウムオキシカーバイド組成物を18質量%添加し、AlCの含有量を15.5質量%と一定として、粒度を3−1mmから0.074mm−0の範囲で変えてその効果を比較した。その結果、粒度が粗いほど熱膨張率の低減効果が高く、耐食性及び耐熱衝撃性も良好である。これに対して耐酸化性は、粒度が小さいほど良好である。いずれの粒度で添加しても無添加の比較例1及び2と比較して、耐酸化性及び耐食性に優れ、耐熱衝撃性も同等以上の効果が得られる。 In Examples 1, 7 to 9, and 5, the aluminum oxycarbide composition produced by the arc melting method was added by 18% by mass, the content of Al 4 O 4 C was constant at 15.5% by mass, and the particle size was The effect was compared in the range of 3-1 mm to 0.074 mm-0. As a result, the coarser the particle size, the higher the effect of reducing the coefficient of thermal expansion, and the better the corrosion resistance and thermal shock resistance. On the other hand, the smaller the particle size, the better the oxidation resistance. Even if it adds with any particle size, compared with the additive-free Comparative Examples 1 and 2, it is excellent in oxidation resistance and corrosion resistance, and the effect more than equivalent is obtained also in thermal shock resistance.

ただし、AlCの特徴である低熱膨張率による耐熱衝撃性の効果に関しては、0.2mm以上の骨材を使用した実施例1、7、8の方が微粉で使用した実施例9、5よりも良好であり、0.2mm以上の骨材として使用した方が好ましいといえる。 However, regarding the effect of thermal shock resistance due to the low coefficient of thermal expansion, which is a characteristic of Al 4 O 4 C, Examples 1, 7, and 8 using aggregates of 0.2 mm or more were used as finer powders. It is better to use as an aggregate of 0.2 mm or more.

Claims (2)

AlCを15.5質量%以上95質量%以下含有するカーボン含有耐火物であって、
前記Al Cが、Al Cを主成分とするアルミニウムオキシカーバイド組成物原料に由来し、前記アルミニウムオキシカーバイド組成物原料が、炭素質原料とアルミナ質原料に、炭化珪素、炭化硼素、窒化アルミニウム、窒化硼素及び金属のうち1種以上を添加し、アーク炉で溶融することにより製造され、カーボンを3.1質量%以上6.5質量%以下含有するものであるカーボン含有耐火物。
A carbon-containing refractory containing 15.5% by mass to 95% by mass of Al 4 O 4 C ,
The Al 4 O 4 C is derived from an aluminum oxycarbide composition raw material containing Al 4 O 4 C as a main component, and the aluminum oxycarbide composition raw material includes carbon carbide, carbonized carbonaceous raw material and alumina raw material. A carbon-containing refractory material produced by adding one or more of boron, aluminum nitride, boron nitride and metal and melting in an arc furnace, and containing 3.1% by mass to 6.5% by mass of carbon object.
前記アルミニウムオキシカーバイド組成物原料が、少なくとも粒度0.2mm以上の骨材として含有されている請求項に記載のカーボン含有耐火物。 The carbon-containing refractory according to claim 1 , wherein the aluminum oxycarbide composition raw material is contained as an aggregate having a particle size of at least 0.2 mm.
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