JPH03205353A - 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戒耐火物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、黒鉛等の炭素質原料を含む耐火物は、アルミナ、
ばん土頁岩等の他の耐火材料よりも熱伝導率が高く、か
つ、線膨張率が低く、溶融金属、スラグ等に濡れ難い。

また、耐火物の過焼結を防止する等の炭素質原料の好ま
しい性質によって、耐スポーリング性、耐食性に優れる
ことから、近年その使用範囲は急速に拡大しつつあり、
また、タールピッチやフェノールレジン等を結合剤とし
た不焼或耐火物は製造工程時に要するエネルギーの節減
が実現されることから、種々の耐火物原料との組合せか
らなるものが実炉に使用されている。

上記のような不焼或耐火物のうち、焼結アルξナ、電融
アル逅ナ、焼或ばん土頁岩等と鱗状黒鉛を使用したアル
ミナ・カーボン質れんがは電気炉、混銑車等に多く使用
され、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、かかるアルミナ・カーボン質れんがは、
れんが組織間の結合が炭素結合によるため、熱間強度が
低く、また、高温での耐酸化性に劣るために、■／ｌ！
，Ｓ　ｉ，Ａｌ−Ｍｇ等の易酸化性金属を単独またはそ
の合金を添加する方法やＢａ　Ｃ，Ｓ　ｉＣ等の炭化物
を添加する方法、■六硼化珪素（ＳｉＢ６）の添加によ
って耐火物使用時に生或するＢ２０３−ｓｉｏｇ系ガラ
ス相、並びにＢｚＯ３と耐火骨材とが反応して生威する
高粘性融液が、炭素質原料を被覆する被膜を形或するこ
とを利用した方法等が提案されている。しかしながら、
■の方法による炭素質原料の酸化防止効果は充分満足の
行くものではない。また、■の方法では、安定な被膜が
形威される前に、溶損あるいは磨耗によって損傷を受け
ることが多い。

本発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであっ
て、耐酸化性及び耐食性に優れた炭素含有不焼成耐火物
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〕 上記目的を達戒するため、この発明では以下の手段を採
用している。すなわち、炭素質原料５〜９０重景％、ア
ルミナ質耐火材料１０〜９５重量％からなる耐火材料に
対し、Ａ　ｎ　／　Ｃ　ｒモル比９０／１　０〜２　６
／７　４の範囲にあるＡｆｆ−Ｃｒ合金粉末を外掛で０
．５〜］Ｏ重量％添加するか、または上記耐火材料に対
し、Ａ　ｅ　／　Ｃ　ｒモル比９０／１　０〜２　６／
７　４の範囲にあるＡＣ−Ｃｒ合金粉末を外掛で０．５
〜１０重量％添加し、炭化硼素、窒化硼素、窒化アル≧
ニウム粉末のうちの１種もしくは２種以上を外掛けで０
．５〜１０重量％添加した炭素含有不焼成耐火物である
。

〔作　用〕

本発明では耐火材料として、炭素質原料及びアルξナ質
耐火骨材を使用する。

炭素質原料としては、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、鋳物用コークス、カーポ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。

上記炭素質原料の粒径は特に制限されず、適宜選別すれ
ばよいが、通常１ｕ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、５〜９０
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、９０重量％を超えると耐食性が低下し
、好ましくない。

次に、耐火骨材としてはアルξナ質原料がいずれも使用
できる。アルミナ質原料としては、焼結アルミナ、電融
アルミナ、仮焼アルミナ、゛焼ボーキサイト、焼或ばん
土頁岩等が使用できる。

本発明において、上記のような耐火材料に添加するＡβ
一Ｃｒ合金粉末は、高温において炭素より大きい酸素親
和力を示し、耐火物表面付近で酸化されて、Ａｆｚ　０
３　、Ｃｒｚ　Ｏ３となり、更に耐火物中のＡ４．０３
とも反応し、耐火性にも優れ、またＡ　Ｅ　２　０３　
　Ｃ　ｒ　２　０３固溶体を生威し、耐食性を向上させ
る。さらに上記Ａβ２０３Ｃｒ．ｏ．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。

更に、上記ＡＩ！−Ｃｒ合金は、耐火物内部において炭
素と反応し、炭化アルミニウム、炭化クロムを形或し、
組織を強固にする。

本発明でＡｊｌ−Ｃｒ合金の組或とＡ　Ｉ！　／　Ｃ　
ｒモル比９　０／１　０〜２　６／７　４の範囲に限定
する。

なぜなら、前記範囲外の過剰のＡＮまたはＣｒは使用時
に酸化され、耐火性やスラグに対する耐食性を有するＡ
７！２０３−Ｃｒ２０３固溶体の生威量が耐火物表面で
乏しくなるからである。

また、ＡＡ−Ｃｒ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、更に好ま
しくは４４μｍ以下のものを使用するのが好ましい。

ＡＡ−Ｃｒ合金粉末の添加量は、黒鉛等炭素質原料を含
む耐火材料に対し、外掛けで０．５〜１０重量％であり
、上記添加量が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
はないが、耐食性が低下して好ましくない。

また、本発明では耐酸化性、耐食性向上のために、Ａｊ
２−Ｃｒ合金と共に炭化硼素、窒化硼素、窒化アルミニ
ウム等を耐火材料に対し、外掛け０．５〜１０重量％添
加する。添加量が０．５重量％未満では所期の効果が得
られず、添加量が１０重量％を超えると耐食性が低下す
るので好ましくない。

また、戒形用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
性を示すタールピンチ、フェノルレジン等が使用できる
が、作業性及びコストの点からはフＪ４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と
こ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４重量％添加する。

上記配合物を常温にて４０分間混練後、１０００　ｋｇ
　ｆ　／一の圧力で２５Ｘ２５Ｘ１００ｍ−の形状に加
圧威形を行い、１８０℃でｌ６時間熱処理して得られた
不焼或耐火物の品質特性を第１表下欄に併せて示す。

１４００゜Ｃで８時間酸化焼戊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く、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、すなわちＣａＯ／Ｓｉ
Ｏｇ重量比が２のスラグを使用して、１６００℃で３時
間のロータリースラグテストに供し、比較晶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に
とどまり、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。

〈以下余白〉 〔本発明の効果〕 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！−Ｃｒ合金を添加した本発明による
炭素含有不焼威耐火物は、従来の特徴である耐スポーリ
ング性、熱間強度をそのままに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。また、上記の炭素
含有不焼成耐火物にさらに炭化硼素、窒化硼素、窒化ア
ルミニウム粉末の内の１種もしくは２種以上を添加する
ことにより、上記の特性をさらに強化できる。

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威耐火物が得られ、炉寿命のさらな
る延長に寄与するものである。

１ ■ ｌ　υ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素質原料５〜９０重量％、アルミナ質耐火材料
   １０〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｃｒ
   モル比９０／１０〜２６／７４の範囲にあるＡｌ−Ｃｒ
   合金粉末を外掛で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。
2. （２）炭素質原料５〜９０重量％、アルミナ質耐火材料
   １０〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｃｒ
   モル比９０／１０〜２６／７４の範囲にあるＡｌ−Ｃｒ
   合金粉末を外掛で０．５〜１０重量％添加し、炭化硼素
   、窒化硼素、窒化アルミニウム粉末のうち１種もしくは
   ２種以上を外掛けで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。