JPH02267150A - 溶鉄用炭素含有耐火物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐酸化性ならびに耐食性にすぐれた溶鉄用炭
素含有耐火物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、溶銑、溶鋼等の溶鉄処理用容器、例えば混銑
炉（車）、溶銑鍋、７容鋼鍋、下部浸漬槽（真空脱ガス
槽、筒状クリ−ボード等）の内張り材として、マクネシ
アー炭素質あるいは、アルミナ炭素−炭化珪素質など、
炭素を含有した耐火物が多用されている。

炭素はスラグに濡れがたく耐熱衝撃性にすぐれている性
質がありアルミナ、マグネシア等の高融点の耐火性材料
と組合せることで耐用性の高い耐火物が得られている。

一方、炭素は酸化消失する欠点があり、」二記耐火物に
おいて脱炭層が形成されると強度の低下あるいはスラグ
の浸潤により著しく侵食が進行する。

したがって、炭素の酸化を抑止するために従来より種類
の手段が検討され、例えば特開昭５４１６３９１３号公
報には金属を添加する方法の提示があり、一方特開昭６
０−１５７８５７号公報ではガラス質成分を添加する方
法が提示されており、それぞれ効果が得られているにも
かかわらずさらに次の問題が生じその解決が望まれてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

すなわち、金属を添加する方法は１０００’Ｃ以上の高
温域では酸化防止の効果が得られるが、それ以下の低温
域では酸素の通過を遮断できるような液相となり難いた
め、この低温域では完全に酸化防止を図ることが困難で
あった。

また、従来の珪酸、リン酸を主成分としてガラス質材料
な添加する方法は、低温から高温域にかけてれんが表面
にガラス皮膜を形成するため酸化抑制が可能であるが、
炭素が著しく酸化され易い約１０００℃では効果が得ら
れず、酸化防止効果を得るためには多量の添加に必要と
したため耐食性の低下が顕著であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、かかる状況に鑑み従来技術の問題点を解決す
べく種種研究検討をかさねた結果以下の知見を得た。

（１）ガラス質成分は、軟化点以上の温度では液相を生
成するが単独では炭素と濡れにくいため炭素の表面で球
状を呈し炭素表面を被いにくく酸化防止が困難であるこ
と。

（２）炭素を確実に酸化防止するためには、ガラス質成
分と濡れ易い酸化物、炭化物、窒化物、金属等の材料を
併用し軟化点温度以上で炭素表面にガラス質成分を架橋
させること。

（３）炭素表面を被覆するためには酸化物、炭化物、窒
化物、金属等の材料を粒子間へ移動するために低粘性を
有し、前記粒子と濡れやすいか反応しやすいこと。

（４）従来の珪酸系、リン酸系のガラス月料は低温域に
おいて耐火性骨材と反応性が乏しいこと。

上述の知見に基づき本発明者等は、炭素の酸化を抑制し
かつ耐食性にすぐれしかも耐熱衝撃性の良好な炭素含有
耐火物が得られることを確認し、本発明を完成させたも
のである。すなわち、炭素質材料を３〜３０重量％含有
し残部が耐火性材料からなる配合物１００重量％に対し
、Ｌ１□０、Ｆを含有するガラス質材料を０．１〜１０
重量％及び結合剤を適量添加してなることを特徴とする
炭素含有耐火物である。

本発明で用いられる炭素質材料は、天然黒鉛、人造黒鉛
、ピッチッコークス、無煙炭、カーボンブラック等であ
り、その添加量を３〜３０重量％に限定するのは３重量
％未満では炭素添加の効果が得られず耐スポール性が不
十分である。３０重量％を超えると耐火物としての強度
や耐摩耗性が低下するからである。

耐火性材料としては、酸化物、炭化物、窒化物、金属等
の一般的な材料が使用できる。酸化物としては、アルミ
ナ質、シリカ質、マグネシア質、カルシア質、ジルコニ
ア質、クロム質の各単一成分あるいは、スピネル質、ア
ルミナ−シリカ質、ドロマイト質、ジルコン質等の一種
又は二種以−ヒの単数あるいは複合の酸化物が使用可能
である。

炭化物としては、炭化珪素、炭化はう素、炭化チタン、
炭化クロム、炭化ジルコニウム等であり、窒化物として
は窒化珪素、窒化はう素、窒化チタン、窒化クロム、窒
化ジルコニウム等が適宜用いられる。

金属としては、シリコン、アルミニウム、マグネシウム
、カルシウム、クロミウム、ジルコニウム、鉄、等の単
独あるいは混合、合金が使用できる。

Ｌｉ２Ｏ，Ｆを含有するガラス質材料を用いるのは、先
に述べたように炭素が著しく酸化され易くなる１０００
°Ｃ以」二において、れんが組織内の粒子間を液相状態
で移動し、炭素以外の耐火性材料と反応して炭素周囲を
被覆し酸化を抑制するに十分な低粘性が得られるためで
ある。このガラス質材料の成分は第２表に示すようにＬ
１□０、Ｆを含有し、その含有量はＬｉ２Ｏが６〜１０
重量％、Ｆが４〜８重量％が好ましく、Ｌｉ、Ｏが６重
量％未満、Ｆが４重量％未満ではガラス質成分と酸化物
と反応性が劣り、又Ｌｊ２０が１０重量％、Ｆが８重量
％を超えるとガラス化がしがたいため、夫々酸化防止効
果が充分に得られない。Ｌｉ２Ｏ、Ｆそれ以外の成分と
しては、Ｐ、Ｏ，、Ｎａ２Ｏ、Ｋ、０１Ｂ２０３で、例
えば、アルミナ、カルシア、マグネシア、ジルコニア等
酸化物についてもガラス質材料を製造する際に原料中に
含有されしかも本発明におけるガラスとしての機能を損
なわない範囲で含有されていてもよい。低粘性を得るた
めには一般的なガラス質材料であるシリカ質成分は含有
されていないことが望ましく、不可避的に含有されたと
してもその含有量は、炭素質耐火物に添加するガラス質
材料の５％未満であれば、その性質を損なうことはない
。

＝５ ガラス質材料の添加量を０．１〜１０重旦％とじたのは
、０．１重量未満では添加効果が認められず、１０重量
％を超えると液相の生成量が多くなり過ぎ耐食性及び熱
間強度が著しく低下するからである。

〔作　用〕

重連の通り、Ｌｉ２Ｏ、Ｆを含有したガラス質材料は、
他のガラス質材料に比較し低軟化点を有し且つ軟化後の
液相の粘性が低いため骨材間を移動しやすく、さらにＬ
ｉ２Ｏ、Ｆの効果により耐火性材料と濡れやすくなるた
め炭素材料の周囲で容易に架橋し炭素質材料を被覆し酸
化防止効果が向上するのである。

本発明の炭素含有耐火物は、通常不焼成れんがとして使
用するものであるが、焼成しても焼成中のガラス質材料
の効果が得られるため焼成れんがとしても使用すること
ができる。また、不定形耐火物としても不焼成れんがと
同様の効果が得られるので不定形耐火物にも適用するこ
とが可能であることは言うまでもない。

〔実施例〕

以下、実施例について説明する。

第１表に示す配合割合により本発明品、比較前及び従来
品についてそれぞれの配合物を混合、混練した後、常法
により蛇形形状にプレス成形したものを２５０℃で２４
時間乾燥し供試体とした。酸化性テス１−は、５０　Ｘ
　５０　Ｘ　５０ｍｍに切りだし電気炉中て１６時間焼
成後（１，０００℃、１２００℃、１４００℃の３種類
）、取出し切断して酸化脱炭層の厚さをそれぞれ測定し
た。耐食性については、前記の供試体を回転侵食法によ
り１５００°Ｃで５時間、侵食剤（高炉スジ９フ０％銑
鉄３０％）を用いて侵食試験を行い試験後の溶損寸法を
測定した。上記の結果から明らかなように本発明品は従
来品に比し耐酸化性が格段に向」ニするだけでなく面シ
食性も］０〜３０％向」二した。

さらに、本発明品Ｎα１と従来品Ｎα９とを混銑車のス
ラグライン部に半分ずつ張り合わせて使用し、使用後の
ｍｍ／ｃｈの溶損寸法を比較したところ、従来品＆９は
０　、５ｍｍ　／　ｃｈであったに対し、本発明品Ｎα
１は０．４ｍｍ／ｃｈと約２０％向」ニした。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素質材料を３〜３０重量％含有し残部が耐火性材料か
   らなる配合物１００重量％に対し、Ｌｉ＿２Ｏ、Ｆを含
   有するガラス質材料を０．１〜１０重量％及び結合剤を
   適量添加してなることを特徴とする溶鉄用炭素含有耐火
   物。