JPH03112853A - マグネシア・カーボンれんが - 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〕 この発明は、転炉、取鍋、電気炉等の各種製鋼炉の内張
りに広く使用されるマグネシア・カーボンれんかに関す
るものである。

〔従来の技術〕

マグネシア・カーボンれんがは黒鉛を含有することによ
って耐熱スポーリング性および耐スラグ浸食性が焼成マ
グネシア・ドロマイトれんが等に較べて大幅に向上し、
製鋼炉用耐火物として広く使用されている。しかしなが
ら、マグネシア・カーボンれんがは黒鉛が主要な構成物
質であるために、耐火物の組織間の結合が主に炭素結合
に依存しており、酸化性雰囲気下では炭素の酸化消耗に
伴って、結合力を喪失するので、耐火物の損耗速度が著
しく大きくなるという欠点が指摘されている。

そこで上記の欠点を改善するために易酸化性金属粉を添
加することが提案されており、易酸化性金属粉としてア
ルミニウム、シリコン、マグネシウムなどおよびこれら
の合金類がその例として挙げられる。しかし、これらの
金属粉を添加したマグネシア・カーボンれんがは金属の
炭化あるいは酸化に伴って、１０００℃以上の高温での
熱膨張率および加熱後の残存膨張率が大きく、精錬炉の
内張りに使用した場合、加熱・冷却が繰り返されると熱
膨張および残存膨張によって内張りれんが間での迫り合
い応力が大きくなって、稼働面層の剥落、目地部での圧
壊が生じ、内張りれんがの寿命を著しく短くする場合が
多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

マグネシア・カーボンれんがの熱膨張および加熱後の残
存膨張に基づく、迫り合い応力を吸収すために、目地の
耐火モルタルを厚くするとか、れんが表面に有機物のコ
ーティング層を設ける等の工夫がされているが、上記の
材料は耐スラグ浸食性に劣るために、目地部の溶損が大
きくなり、かえって内張りれんがの寿命を短くする場合
がある。

また上記材料の応力吸収能力は１〜２回程度の加熱・冷
却サイクルで失われるので根本的な解決方法とはいえな
い。

本発明は上記の事情を鑑みて、提案されたものであって
、応力吸収能力を持ったマグネシア・カーボンれんがを
提供することを目的としたものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、マグネシア粒子
に黒鉛を配合してなるマグネシア・カーボンれんかに、
球状のマグネシア粒子、または未破砕のマグネシアクリ
ンカ−の１種あるいは２種以上がマグネシア骨材中の３
０重量％以上配合されてなり、さらに好ましくは、マグ
ネシアと黒鉛の配合物にＡｌ／Ｍｇモル比６２／３８〜
９７／３の範囲にあるＡＡ−Ｍｇ合金を外掛けで０．　
５〜２０重量％配合したことを特徴とするマグネシア・
カーボンれんがを提供する。

〔作　用〕

本発明において球状のマグネシア粒子または球に近い形
状のマグネシアクリンカ−が存在することによって、マ
グネシア・カーボンれんかに応力が加わった場合、マグ
ネシア粒子同士は互いに噛み合うことなく移動し、この
ため、れんが内に応力が集中せず、稼働面層の剥落や目
地部での圧壊が発生しない適当な程度にれんがが変形す
る。このためには、球状のマグネシア粒子また未破砕の
マグネシアクリンカ−はマグネシア骨材の全成分中の３
０重量％以上が必要である。球状のマグネシア粒子また
は未破砕のマグネシアクリンカ−０粒径は特に制限はな
いが必要なれんがの強度を得るためには、れんがの最小
厚さの１／３以下であることが必要である。一般に転炉
用れんがでは５゜０ｍ以下であることが望ましい。

マグネシア・カーボンれんがは酸化に対する抵抗性に劣
るために、酸化性の強い場所に使用される場合は、Ａｌ
／Ｍｇモル比６２／３８〜９７／３のＡＮ−Ｍｇ合金を
外掛けで０．５〜２０重量％使用する。アルミニウムは
れんが内で炭化物および酸化物に変化することによって
気孔を封鎖し、耐酸化性および強度を向上させる働きが
あるが、Ａｎ！／Ｍｇモル比９７／３よりアルミニウム
の含有率が多い合金を添加した場合には表面に酸化被膜
を形成し易く、このため溶融してもれんが組織内での金
属の分散が不十分となり、耐酸化性の効果が充分発揮で
きないことがある。マグネシウムを配合したＡＮ−Ｍｇ
合金にすることにより、酸化被膜が形成され難く、融点
が６６０ｔから４５０℃に低下し、れんが組織内でより
分散できるようになる。しかし、マグネシウムはアルミ
ニウムに較べて蒸気圧が大きいので６５０〜１１ｏＯ℃
の間でほとんど揮発してしまう。このため、Ａ１／　Ｍ
　ｇモル比６２／３８よりもマグネシウムの含有率が多
い合金を添加した場合にはれんが組織がポーラスになり
耐食性が低下する。Ａｌ−Ｍｇ合金の添加量が０．５重
量％以下では耐酸化性および強度向上を果たす効果がな
く、２０重量％を超えると加熱時の膨張によって組織が
劣化する。

本発明において使用する炭素材料は公知のマグネシア・
カーボンれんがで使用されてきたものと変わるところは
ないが、より好ましくは、鱗状黒鉛、土状黒鉛、コーク
ス、カーボンファイバー人造黒鉛、キッシュグラファイ
トなどの高密度材料が使用される。炭素材料の粒径はと
（に限定はされないが、通常３重富程度以下である。ま
た、その配合量はマグネシア・カーボンれんがの３〜８
０重量％程度である。

本発明のマグネシア・カーボンれんかに使用するバイン
ダーは残炭性のある有機質バインダーが使用され、具体
的にはフェノール樹脂、フラン樹脂、シリコン樹脂、コ
ールタールピッチ、石油ピッチ、糖蜜などが例示される
。バインダーの配合量は特に限定されないが、通常マグ
ネシア・カーボンれんがの配合物全体の２〜２０重景％
置部である。

また、本発明のマグネシア・カーボンれんかには炭素成
分の酸化防止の目的で上記Ａ１−Ｍｇ合金の他に、Ｂ、
Ｓ　ｉ、Ｚｒ、ＣｒＸＡｌ、Ｍｇ。

Ｗ、Ｍｏ、　Ｃｅ、　Ｌａ等の金属、これらの合金類、
８４Ｃ，ＢＮ等の硼素化合物を単独であるいは組み合わ
せて添加することができる。その配合量はＡｌ−Ｍｇ合
金の添加量を上回らない範囲内であれば特に制限はない
が、通常外掛けで０．１〜５重量％である。

本発明によるマグネシア・カーボンれんがは上述の各原
料を常法に従って、混練し、成形し、通常１００〜１０
００℃の温度で熱処理することによって製造される。ま
た、本発明によるマグネシア・カーボンれんがを１００
０〜１５００℃の温度で非酸化性雰囲気下、例えばコー
クスプリーズ中で焼成して、焼成耐火物として使用する
こともできる。

〔実施例〕

以下、第１表で示す実施例をもとに、本発明の詳細な説
明する。

実施例１〜５および比較例１〜５は第１表上段に示す割
合（重量％）で各種の原料をロールパンによって混練し
、油圧プレスによって１０００　ｋｇｆ　／　ｃｎｉの
圧力で成形し、２００℃で２４時間熱処理したマグネシ
ア・カーボンれんがである。

本発明の実施例１〜５では第１表下段に示すように、５
ｋｇｆ／ｃｄの荷重下における膨張率が比較例１〜５に
較べて、小さい値を示し、応力吸収能力に優れているこ
とは明らかである。また、Ａｌ／Ｍｇモル比７５／２５
の／１−Ｍｇ合金を添加した実施例１〜４および比較例
１．３はＡｌ／Ｍｇモル比５０１５０の／１−Ｍｇ合金
を添加した比較例４およびＡＪを添加した比較例５に較
べ、脱炭層の厚さが小さく、耐酸化性に優れている。

さらに、実施例３と同様にして得られたマグネシア・カ
ーボンれんがを１５０トン転炉の絞り部に使用して使用
後高の損耗速度を調べたところ、本発明品は剥離損耗が
なく、比較例１によるマグネシア・カーボンれんがを１
００として、わずかに５０であった。

〈以下余白〉 〔発明の効果〕 本発明によるマグネシア・カーボンれんがは高温下にお
ける応力吸収能力が大きく、転炉の絞り部のような応力
が集中する部分の内張耐火物として有用であり、大幅に
寿命を延長することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネシア粒子に黒鉛を配合してなるマグネシア
   ・カーボンれんがにおいて、球状のマグネシア粒子、ま
   たは未破砕のマグネシアクリンカーの１種あるいは２種
   以上がマグネシア骨材中の３０重量％以上配合されてな
   ることを特徴とするマグネシア・カーボンれんが。
2. （２）マグネシアと黒鉛の配合物にＡｌ／Ｍｇモル比６
   ２／３８〜９７／３の範囲にあるＡｌ−Ｍｇ合金を外掛
   けで０．５〜２０重量％配合したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のマグネシア・カーボンれんが。