JPH03205350A - 炭素含有不焼成耐火物 - 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〕 本発明は炭素含有不焼威耐火物に関するものである。

（従来の技術〕 炭素含有耐火物は優れた耐スポーリング性を備え、また
スラグや溶融金属に対する耐食性を有することから、近
年その使用範囲は急速に拡大しっつあり、タールピッチ
やフェノールレジンを結合剤とした不焼戒耐火物は省エ
ネルギー化の要請にも適合することから、種々の耐火物
原料との組合せのものが実炉に供せられている。これら
の不焼或耐火物のうち、焼結マグネシアクリンカーある
いは電融マグネシアと鱗状黒鉛を使用したＭｇＯＣ質れ
んがは転炉、電気炉等に多く使用され、飛躍的な炉寿命
の延長に寄与している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、かかるＭｇＯ−Ｃ質れんがは結合部が本
質的に酸化物との結合性のない炭素結合に依存している
ため、熱間強度が低いこと、及び強い酸化性雰囲気下に
おいては急速に酸化されて溶損速度が著しく増大すると
いう欠点があることが良く知られている。

このＭｇＯ−Ｃ質れんがの欠点である耐酸化性、熱間強
度特性を改善するため、易酸化性金属を添加することが
提案されている。易酸化性金属としては、Ａｆｆ，Ｓｉ
、Ｍｇ等が挙げられるが、Ｓｉの添加によって耐酸化性
、熱間強度特性は向上するが、反面耐スラグ性が低下す
る傾向がある。また、Ｍｇは耐スラグ性は低下させない
が、高温域の熱間強度特性を改良できず、かつ、取扱上
の危険性も大きいことから実用に供されるまでには至っ
ていない。

上記易酸化性金属の中ではＡβが最も適するものと考え
られており、Ａｌを添加した不焼威Ｍｇ〇一Ｃ質れんが
は１０００℃以上の熱間における強度特性を著しく改良
でき、かつ、気相、或いは液相の酸化雰囲気において、
優れた抵抗性を付与せしめることが可能であるが、Ａｌ
ｌ添加に伴う弊害のことも知られている。すなわち、Ａ
４を添加した不焼或れんがは、結合剤として添加したフ
ェノールレジンやタールピッチの分解温度である４００
℃付近から、ＡＪによる熱間強度の増大の効果が現れる
温度である１０００℃付近までの中間温度域で、特に６
００〜８００゜Ｃの温度域で熱間強度は低下し、この中
間温度域における脆弱層の形或は脆弱層への亀裂発生、
剥離損耗を引き起こす。

本発明は上記のような中間温度域での熱間強度を向上し
、安定した耐用性を発揮する炭素含有不焼或耐火物を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達威するために本発明では以下の手段を採
用する。すなわち、炭素原料５〜３０重量％、Ｍｇ○質
耐火材料７０〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａ
　１！　／　Ｚ　ｎモル比８　０／２　０〜５　０／５
　０の範囲にあるＡｊ！−Ｚｎ合金粉末を外掛けで０．
５〜１０重量％添加した炭素含有不焼威耐火物である。

〔作用〕

本発明はかかる従来のＡＮ添加に伴う欠点を、Ａｌに代
えて、Ａ１に比較して液相の生威温度の低い範囲のＡβ
一Ｚｎ合金を使用することによって解消できるとの知見
に基づいて完威されたものである。即ち、かかるＡ［−
Ｚｎ合金は溶融反応性に優れていることから、中間温度
域の強度特性を著しく改良することができ、また、Ｍｇ
Ｏ−Ｃ質れんがの場合、合金或分中のＺｎはれんが使用
時に酸化され、ＺｎＯとなり、更にＡＪｚＯｓと反応し
てＺｎＯ’ＡＩｌｉＯｓスピネルを生或するが、ＭｇＯ
と反応してＺ　ｎ　Ｏ−Ｍ　ｇ　Ｏ−Ａ　１２　ｗ　Ｏ
３複合スピネルを形威しても、耐食性には何ら影響せず
、また、１０００℃以上の温度域における強度発現性に
関してはＡｌとほぼ同等であり、ＡＥ量という観点から
見れば、従来のＡβ量の約半分で同等の強度を得ること
ができる。また、取扱い上の危険性はＭｇと比較すれば
緩和され、れんが製造面の配慮はＡ１と同様で差し支え
ないという知見に基づくものである。

本発明では耐火材料として使用する炭素原料は公知のも
のが何れも使用でき、例えば鱗状黒鉛、土状黒鉛、石油
コークス、石炭ピッチコークス、カーボンブラック等が
あり、特に制限はないが、鱗状黒鉛の使用が好ましい。

前記炭素質原料の粒径は特に制限されず、適宜選択すれ
ばよいが、通常１＋ｏ＋以下程度のものを使用する。

また、上記炭素質原料の配合量は炭素含有耐火物の使用
目的によって異なるが、耐火材料全量に対し、５〜３０
重量％が好ましい。例えば、鱗状黒鉛を炭素質原料とし
て添加する場合、鱗状黒鉛が５重量％未満となると高い
耐スポーリング性等、炭素含有耐火物の特徴を十分に発
揮できず、また、３０重量％を超えると耐食性が低下し
好ましくない。

次に耐火骨材として、Ｍｇ○質原料がいずれも使用でき
る。ＭｇＯ質原料としては焼結マグネシアクリンカー、
電融マグネシア、天然マグネシア等が使用できる。

本発明において、上記のような耐火材料に添加するＡｊ
！−Ｚｎ合金粉末の組或は、Ａ　１２　／　Ｚ　ｎモル
比８　０／２　０〜５　０／５　０に限定されるが、こ
れは液相生戒温度が５００℃より高い範囲のものは中間
温度域における強度発現性に乏しいからである。また、
Ａ　１　／　Ｚ　ｎモル比が５　０／５　０より小さい
ものは、ＺｎＯ−ＡＩ２ｚ　Ｏ３、Ｍｇ〇一Ｚｎ　Ｏ　
　Ａ　ＩＩ　ｔ　０　３等の複合スピネルの生戒量が耐
火物表面で乏しくなり、しかもスビネルの耐火性も低下
し好ましくない。また、添加量に関しては骨材１００重
量％に対して外掛けで０．５〜１０重量％に限定される
が、これは０．５重量％未満では所期の効果が得られず
、一方１０重量％を超えると耐酸化性の点では支障がな
いが、耐食性が低下し好ましくない。

また、Ａｌ−Ｚｎ合金粉末の粒径は、反応性、均一性、
分散性等、反応活性化の面から２５０μｍ以下、さらに
好ましくは４４μｍ以下のものを使用するのが好ましい
。Ａｊ２−Ｚｎ合金は高温で炭素より高い酸素親和力を
示し、酸化されてＡ／ｚＯ３、ＺｎＯとなり、更に耐火
物中のＭｇＯと反応し、耐火性に優れるＺｎ○・Ａβ２
０３、Ｚｎｏ−Ｍｇ○・ＡＮ２０３等の複合スビネルを
生威し、耐食性を向上させる。また、上記スビネルの生
戒に伴って体積が膨張することによって、耐火物の戒形
時にできた表面付近の粒子間隙をほぼ完全に塞いで緻密
化し、低通気性を得ることができて、機械的強度を増す
ことができる。この結果、耐酸化性を満足できる程度ま
で向上させることができる。

また、威形用の樹脂バインダーとしては残留炭素量の多
い、つまり高炭化収率を有し、かつ、戒形時に良い作業
性を示すタール、ピッチ、フェノールレジン等が使用で
きるが、作業性及びコスＩ・の点からはフェノールレジ
ンが好適である。

〔実施例〕

以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とするこ
とろをより一層明確にする。

第１表上欄に示す本発明品及び比較品の配合物にレゾー
ル型フェノールレジンを外掛け３重量％添加する。

上記配合物を常温にて４０分間混練後、１００Ｑｋｇｆ
／ａＩ１の圧力で２５Ｘ２５Ｘ１００ｍの形状に加圧或
形し、１８０℃で１０時間熱処理して得られた不焼威耐
火物の品質特性を第１表下欄に併せて示す。

エ４００℃の電気炉中にて３時間保持した後の重量減少
率及び脱炭層の深さ等の数値は何れも本発明品の方が小
さ《、従来品に比べて耐酸化性に優れることを示してい
る。

次に得られた耐火物を塩基度３．０、すなわちＣａＯ／
Ｓｉ０２重量比が３．０のスラグを使用し、■６５０℃
で２時間のロータリースラグテストに供し、比較品１の
侵食量を１００として、各試作品の侵食量を測定して溶
損指数を算出したところ、本発明品はいずれも低い溶損
指数を示した。

本発明品は比較品に比し、スラグに対する耐食性が極め
て優れていることがわかる。

また、本発明品はいずれも６００℃付近から良好な熱間
強度特性を有している。

なお、本発明は上記の実施例に限るものではなく、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の応用が可能であるこ
とはいうまでもない。

く以下余白〉 〔発明の効果〕 上記実施例の結果からもわかるように、炭素質原料を含
む耐火材料にＡｊ！−Ｚｎ合金を添加した本発明による
炭素含有不焼或耐火物は、従来の特徴である耐スポーリ
ング性をそのまま中間温度域から良好な強度を有し、耐
酸化性およびスラグや溶融金属に対する耐食性にも優れ
る。従って、本発明によると従来品よりも優れた耐用性
を備えた炭素含有不焼或耐火物が得られ、炉寿命のさら
なる延長に寄与するものである。

１ １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素原料５〜３０重量％、ＭｇＯ質耐火材料７０
   〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｚｎモル
   比８０／２０〜５０／５０の範囲にあるＡｌ−Ｚｎ合金
   粉末を外掛けで０．５〜１０重量％添加したことを特徴
   とする炭素含有不焼成耐火物。