JPH03205347A - 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〕 本発明はマグネシア・カーボンれんがのスラグコーティ
ング材を改善し、耐食性、耐酸化性の向上を図った耐火
材料に関する発明である。

（なお、以下本願明細書において％とあるのは全て重量
％を意味する。〉 〔従来の技術〕 マグネシア（Ｍｇ○）はその融点が２８００℃と非常に
高く、鉄酸化物（Ｆｅ○、Ｆｅ２０３、Ｆｅ，，Ｏａ等
を指す）とは固溶体を生威して容易に低融点化合物を生
威しないこと、また、カーポンと組合せることにより、
耐スポーリング性が著しく向上すること等からマグネシ
ア・カーボン（以下ｒＭｇｏ−Ｃｌという）系耐火物の
形で製鋼炉の内張耐火物として広く用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記の利点に対してＭｇ〇一Ｃ系耐火物の欠
点として、Ｍｇ○の融点が高く、熱膨張率が高いために
使用中にれんが組織が脆弱化しやすく、稼働面に低融点
化合物を生威しにくいことが災いして、耐酸化性が乏し
いことがあげられる。

すなわち、空気酸化などの著しい部分で使用された場合
は、耐火物の酸化損耗が大きいので炉寿命が短くなるこ
とがある。耐火れんがの酸化防止のためには、，＋ｌ、
Ｍｇ．．Ｓｉなどの金属籾、ＢＮ，８４Ｃなどのホウ素
含有化合物の添加が試みられているが、これらの添加に
よって、耐酸化性は向上するものの、耐食性が低下した
り、熱膨張率が大きくなるために、耐スポーリング性が
低下したリするので、内張耐火物の損耗はかえって増大
することがある。

また、添加したＡｊｉ’とカーボンとの反応にょり生或
するアルξニウム・カーバイド（Ａｊ！４Ｃ３）は低温
域で下記に示す式（１）にみられる永和反応（いわゆる
消化反応）を生じ、耐火物を崩壊に至らせることがあり
、間欠操業を余儀なくされている冶金炉においては重大
な問題である。

Ａ　Ｉ！４Ｃ３＋１２ＨＺＯ→４ＡＩｌ（○Ｈ　）３　
＋　３　Ｃ　Ｈ　ａ　（１）そこで本発明は上記のよう
な従来の問題点に鑑み、耐酸化性、耐食性、および耐ス
ポーリング性にすぐれるマグネシアカーボンれんがを提
供することを目的とする。

〔課題を解決する手段〕

マグネシア原料と黒鉛から或る配合物にクロム鉄鉱を３
〜５０％添加することにより、製鋼炉内張材として使用
中にスラグ付着層（いわゆるスラグコーティング層）の
生戒が促進され、上記目的を達威しえるという知見に基
づいて完威したものであり、本発明は以下の手段を提供
するものである。

すなわち、本発明はマグネシア原料とカーボン原料との
配合物にクロム鉄鉱を３〜５０％添加することにより、
著しく耐用性にすぐれた冶金炉内張耐火物が得られるこ
とを見出し完威したものである。

一般に、クロム鉄鉱はＭｇＯと同しく高温（約１２００
℃以上）で鉄酸化物と接触した際は容易に固溶体を生戒
するものの、低融点化合物を生威しにくい特徴を有して
おり、この特性の故にマグクロ系耐火物は広く製鋼炉に
内張りに使用されている。

マグネシアは先にも述べたように、クロム鉄鉱と同しく
鉄酸化物と接した際は、固溶体を生威し、容易に低融点
化合物を生威しないが、その反応温度はマグクロ原料よ
りもかなり高い（１　４　０　０℃以上）。

本発明者らはクロム鉄鉱とマグネシアの鉄酸化物に対す
る反応の違いに着目し、研究を重ねた結果、ＭｇＯ−Ｃ
系耐大物にクロム鉄鉱を添加することにより、使用中稼
働面側にスラグコーティング層の生戒が促進され、大巾
な耐用性の向上が得られることを見出した。

すなわち、本発明において、クロム鉄鉱の添加量が３％
未満の場合は主として稼働面の耐火度が高すぎるために
、良好（すなわち緻密）なスラグコーティング層が生或
せず、また、クロム鉄鉱添加量が５０％を超えると稼働
面に密着したコーティング層が得られるものの、反応層
（コーティング層）の融点がやや低いために高温下（約
１７００℃以上）では軟化して流動しやすくなり、十分
な酸化防止能力が得られず、損耗量は増大する。

また、その粒径は特に限定されるものではないが、径１
　ｉｎ以上の粒で用いる方が稼働面でスラグとの反応に
よる化学的な付着と、マグクロ粒が稼働面に突出するこ
とによるいわゆる楔効果（アンカー効果）との１石２鳥
の効果が得られるためにより有効に作用する。

マグネシア原料としては、たとえば海水マグネシア、電
融マグネシア、天然マグネシアが使用できる。本発明に
おいて使用するカーボン原料は、公知のＭｇＯ−Ｃ系れ
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、仮焼無
煙などの高密度材料が使用される。粒度は、特に限定さ
れないが、通常３Ｈ以下程度である。また、その使用量
は３〜６０％、より好ましくは５〜４０％である。

本発明のＭｇＯ−Ｃれんがはマグネシア、カーボン原料
、クロム鉄鉱に加えてバインダーを含む。

バインダーとしては、残炭性のある有機質バインダーが
使用され、具体的には、コールタールピッチ、石油ピッ
チ、ヘキサメチレンテトラミンなどを硬化剤とするフェ
ノール樹脂、フラン樹脂などが例示される。バインダー
の配合量も、特に限定されないが、マグネシアとクロム
鉄鉱から或る骨材或分とカーボン原料との配合物のｌ〜
２０％程度である。

また、本発明のＭｇ○一Ｃ系れんがには、必要に応じて
、炭素威分の酸化防止のために、Ａ６，Ｍｇ．．Ｓｔな
どの金属、これら金属の合金類、Ｂ．Ｃ，ＢＮなとの１
種又は２種以上を配合することができる。配合量は、特
に限定されないが、通常１〜１０％程度である。

本発明によるＭｇＯ−Ｃ系れんがは、各原料を常法に従
って混練し、或形し、例えばコークスブリーズ中通常１
０００℃程度の温度で焼或することにより、得られる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明の有用性を明らかならしめる。

使用したマシンロッククロム鉄鉱の化学組戒を第１表に
示す。

第２表に本発明による実施例と従来の品の比較例との配
合割合と物性を示す。実施例と比較例の見掛気孔率、か
さ比重はほぼ同等であるが、実施例品の酸化磨耗指数、
溶損指数は比較例品よりも低く、良好な耐酸化性、耐食
性を有することがわかる。

第 １ 表 ＊Σ　ｉ　Ｓ　ｉ　０２　　、Ｔ　ｉ　Ｏ　２　　、Ｃ
　ａ　Ｏ　％　　Ｍ　ｎ○、Ｋ２ ○、 Ｎａ２ Ｏ等の合量 尚、上記各実施例および比較例の物性試験は以下に示す
方法で行った。

ｌ）物理試験：ＪＩＳ　　Ｒ２２０５−７４による。

２）圧縮試験：ＪＩＳ　　Ｒ２２０６−７７による。

３）酸化磨耗試験：第１図に酸化磨耗試験装置の概略を
示す。予め酸素一プロパンハーナ１で１０００℃に昇温
した横型同筒炉２に４０１１角の立方体状の試片Ｃを１
０〜１５個投入し、１７ｒｐｍで３０分間回転後取り出
した際の試験前後の（試片の）重量減少率を求め、供試
れんが間で比較した。

４）スラグ付着指数および溶損指数 第２図に概略的に示した高周波炉３を使用した浸漬回転
法で試験した際の各試片Ｃのスラグライン部４の残存厚
さ疋、付着スラグ厚さ■゛１、′■゛２を指数とし、標
準試料を１００とした場合の比率で表示した。

スラグ付着厚さ（ｎ）　＝　（ＴＩ　＋Ｔ２　）　／２
１０ 溶損率一（１。−Ｘ＋）／ＩｌＯ 尚、上記の試験条件は、温度１６５０℃、時間３０分、
回転数５Ｑｒｐｍ、スラグは転炉スラグで、Ｃ／Ｓ−３
．１，Ｔ．Ｆｅ＝２である。

５）スポーリング試験 １６００℃に保持した溶鋼中へ３０Ｘ３０Ｘ１５０ｆｉ
の試片を３分間浸漬　水冷を２回行った際の試料表面に
みられる亀裂で判定した。

Ｑ：亀裂なし ○：微小亀裂がみられる △：小亀裂がみられる ×；大亀裂、または小亀裂が多数みられる〔発明の効果
〕 本発明を実施することにより、特殊な設備や器具、およ
び原料を用いることなく、スラグコーテ１ ｌ ィング層の生戒を促進してライニングの耐酸化性、耐食
性が向上し、炉寿命が向上する。

具体的には、 １）転炉絞り部のライニング。

２）混銑車天井れんが。

３）溶銑予備処理槽の上部ライニング。

のように操業時１時的に酸化雰囲気にさらされる冶金炉
のライニングに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸化摩耗試験の装置の概略図、第２図はスラグ
付着指数および溶損指数測定装置の概略図、第３図はス
ラグ付着指数および溶損指数測定試験後の試料の断面図
。 １２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネシア原料とカーボン原料との配合物にクロ
   ム鉄鉱を３〜５０重量％添加することを特徴とするマグ
   ネシア・カーボンれんが。