JPH03242369A

JPH03242369A - マグネシア・カーボン煉瓦

Info

Publication number: JPH03242369A
Application number: JP2039348A
Authority: JP
Inventors: Atsumori Mizuguchi; 水口　篤盛; Masaharu Anezaki; 姉崎　正治
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-10-29

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、電気炉、ＲＨ炉、取鍋等窯炉全般に
わたって適用可能な炭素含有系耐火物の気相酸化の防止
を図り、同時に強度、耐食性等の特性を向上させたマグ
ネシア・カーボン煉瓦に関する。

従来の技術マグネシア・カーボン煉瓦は、塩基性スラグに対する耐
食性、耐スポーリング性に優れていることから、転炉を
はじめとする多くの製鋼炉のライニング材として多用さ
れている。

このマグネシア・カーボン煉瓦は、炭素含有系耐火物で
あるため、高温の雰囲気中の酸素の存在下で極めて容易
に酸化損耗するが、ＡＩ、Ｓｊ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ４Ｃ等
の易酸化性金属を添加することによって酸化を抑制でき
ることが知られている。

これらの易酸化性金属の添加は、例えば特開昭５５−１
０７７４９号公報、特開昭５４−３９４２２号公報、時
開、昭５９−１０７９６２号公報、特開昭５９−１０７
９６３公報等に開示されているように公知である。

しかし、これらの炭素含有系耐火物は添加金属成分によ
って黒鉛の酸化抑制効果が著しく異なるので、この種の
煉瓦の耐用性の向上をはかるためには、耐酸化性の向上
に重要な役割をはなす添加金属成分の選定が重要となる
。さらに、窯炉のライニゲ厚さ方向の使用温度条件別に
添加金属成分の選定が必要である。

しかしながら、現状では窯炉のライニング厚さ方向に対
して添加金属成分を使い分けた例がなく、全て同一添加
金属成分の煉瓦を使用して煉瓦積みを構成しており、特
に煉瓦積みにおける背面側の低温域に対する耐酸化性を
満足させるものがないのが現状である。

また、この種の煉瓦は、結合剤としてフラン、フェノー
ル等の樹脂を用いた炭素含有系不焼成耐火物であるため
、特に樹脂の分解温度である６００℃前後の強度が低く
、かつこの温度域が酸化雰囲気下であると脆化脱炭層を
形成するためさらに強度が低下し、煉瓦積みが脱落する
等の欠点がある。

発明が解決しようとする課題この発明は、前に述べたような実情よりみて、ＭｇＯ原
料と黒鉛からなる煉瓦において、窯炉のライニング厚さ
方向の温度分布を考慮して最適な添加金属成分を選定す
ることによって、耐食性、耐スポーリング性を低下させ
ることなく、優れた耐酸化性と強度低下の小さいマグネ
シア・カーボン煉瓦を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段この発明者は、ＭｇＯ原料と黒鉛からなる煉瓦において
、耐酸化性と低温域における組織の脆化に伴なう強度低
下は、酸化抑制剤として添加される金属成分を選定調整
することにより改善することができるとの知見に基づい
て種々検討した結果、窯炉のライニング厚さ方向に対し
添加金属成分を使い分けることによって耐酸化性と強度
の特性を同時に発揮するマグネシア・カーボン煉瓦を開
’Ｒするに至った。

すなわち、この発明に係るマグネシア・カーボン煉瓦は
、煉瓦の稼動面側と背面側で添加金属成分を異ならせた
２層構造となしたもので、ＭｇＯ原料７０〜９５重量％
と黒鉛５〜３０重量％を含有してなる煉瓦の稼動面側に
Ａｌ−Ｍｇ合金を外掛１〜５重量％、煉瓦の背面側にＢ
、Ｃを外掛１〜５重量％含有することを要旨とするもの
である。

作　　　　用この発明におけるマグネシア・カーボン煉瓦のＭｇＯ原
料（耐火骨材）には、通常の焼結および海水、電融マグ
ネシア等のクリンカーを使用すればよく、また黒鉛とし
ては天然黒鉛、鱗状黒鉛等の不純物の少ない黒鉛が好ま
しい。

耐火骨材であるＭｇＯ原料の配合量を７０〜９５重量％
とじたのは、７０重量％未満では耐酸化性と耐食性が低
下し、他方９５重量％を超えると黒鉛の添加効果がなく
なるためである。

また、黒鉛の配合量を５〜３０重量％とじたのは、５重
量％未満では添加効果がなく、他方３０重量％を超える
と酸化性、耐食性および強度が低下するためである。

この発明において、添加金属Ａｔ−Ｍｇ合金は、使用時
に下記反応により煉瓦中のＣＯガスを還元してＭｇＯの
二次緻密層を煉瓦表面近傍に形成し外部からの酸素の侵
入を阻止する。

Ｍｇ十ＣＯ−＋Ｍｇ○十〇この反応は、８００℃以上の酸化雰囲気下で有効に作用
し、Ａｌ−Ｍｇ合金の添加量が外掛１重量％未満ではＭ
ｇＯの緻密層が形成されず効果がなく、他方外掛５重量
％を超えると緻密層が形成されるものの耐食性が低下す
る。

また、Ｂ、Ｃも使用時に下記反応より煉瓦中のＣＯガス
を還元してＢ２Ｏ３の酸化抑制皮膜を煉瓦表面近傍に形
成し外部からの酸素の侵入を阻止する。

この反応は、８００℃以下の酸化雰囲気下で有効に作用
し、Ｂ４Ｃ添加量が外掛１重量％未満ではＢ　２０　ａ
の被膜が形成されず効果がなく、他方外掛５重量％を超
えると８２０．の生成量が多くなり過ぎ耐食性が低下す
る。

したがって、Ａｌ−Ｍｇ合金、８４Ｃの添加量は、それ
ぞれ外掛１〜５重量％とすることが好ましい。

第１図に添加金属成分による６００〜１４００℃の酸化
焼成した後の脆化および脱炭層の厚さの比較を示す。

この結果からも明らかなようにＡｔ−Ｍｇ合金の添加材
は、１２００℃以上の高温域で脱炭厚さが小さく、一方
、Ｂ４Ｃの添加材は１０００℃以下の低温域で脱炭厚さ
が小さく、ともに耐酸化性がＡＩまたはＳｉ添加材に比
べて大幅に優れている。

この発明において、煉瓦の稼動面側をＡｌ−Ｍｇ合金添
加材、背面側をＢ４Ｃ添加材としたのは、両添加金属の
特性を最大に発揮させるためであり、稼働面側はＡｌ−
Ｍｇ合金の作用により外部から酸素の侵入を防止し、耐
食性を保持することができ、背面側はＢ、Ｃの作用によ
り背面酸化を防止し煉瓦脱落を解消することができる。

二層構造の中でＡｌ−Ｍｇ合金添加部分は、煉瓦長さ寸
法の８５〜９５％の範囲が好ましい。すなわち、８５％
未満では耐食性が低下し、９５％を超えると背面の脆化
による脱落が発生し好ましくないためである。

また、Ｂ、Ｃ添加部分は、煉瓦長さ寸法の５〜１５％の
範囲が好ましい。その理由は、５％未満では背面の耐酸
化性が不十分であり、１５％を超えると耐食性の低下と
コスト増につながり好ましくないためである。

第２図に実炉にて使用時の煉瓦長さ方向の温度分布を示
し、煉瓦稼動面側の耐食性の確保と煉瓦背面側の耐酸化
性を確保する上での、この温度分布に対する理想的な添
加金属の煉瓦長さ比率を示している。

この発明のマグネシア・カーボン煉瓦は、添加金属が異
なる二層構造の一体成形煉瓦であるが、実炉で煉瓦の抜
は落ち等の可能性がない場合は、一体成形することなく
Ａｌ−Ｍｇ合金添加材の煉瓦とＢ、Ｃ添加材煉瓦を二層
巻きにして使用することができる。

ただし、この場合もＡｌ−Ｍｇ合金添加材を実炉の稼動
面側に配置し、Ｂ、Ｃ添加材を背面側に配置することは
いうまでもない。

実施例第１表に示す配合組成にてフェノール樹脂５重量％を添
加混練後、１０００ｋｇ／　ｃｍ　’で成形し、該成形
体を２２０℃にて乾燥して得られたＭｇ０−Ｃ煉瓦の特
性、すなわち重量減少率、脱炭層の厚さ、圧縮強度低下
率、および圧縮強度を同第１表に併せて示す。

なお第１表中、重量減少率は、５０φＸ　７５ｍｍ高さ
の試料を表記温度の電気炉中に３時間保持した後の重量
減少率を、脱炭層の厚さは上記の処理後の酸化脱炭層の
厚さをそれぞれ示し、（）内の併記は脱炭層を含めた脆
化層の厚さを示す。また、圧縮強度低下率は、上記処理
後の試料を５０ｍｍ高さに切断して圧縮強度を測定し、
未処理品に対する強度低下率で示し、（）内の併記は同
一温度条件でカーポンプリーズした還元焼成後の値を示
す。

第１表より明らかなごとく、添加金属としてＡｌ−Ｍｇ
合金とＢ、Ｃ金属を用いたものは、他の添加金属を用い
たものに比し６００℃と１４００℃の低、高温の両温度
域において耐酸化性が優れており、かつこの温度域での
強度低下がｙＪ）さく僅れている。

次に、第１表に示す試験Ｎｏ、　　１と２、および１と
３を組み合せた原料配合の二層構造とし、試験Ｎｏ、　
　１を背面側１００ｍｍ長さ、試験Ｎｏ、　　２および
３を稼動面側６２０ｍｍ長さの範囲に配して一体成形し
た全長７２０ｍｍ長さの転炉用煉瓦を２５０Ｌ転炉の高
耐酸化性が要求される部位、特にトラニオン側のスラグ
コーティングの困難な絞り部と直胴部に張り分けて耐用
性を調べた結果を、−層構造の煉瓦と比較して第２表に
示す。第２表中、煉瓦の脱落頻度は転炉絞り部における
残存煉瓦の抜は落ち発生数／実施炉代数を示す。

第２表より明らかなごとく、本発明品は比較品に比して
損耗速度が小さく、炉材の耐用性が約４０％向上し、か
つ絞り部煉瓦の脱落が発生せず操業の安定化がはかられ
た。

以下余白発明の詳細な説明したごとく、この発明に係るマグネシア・カーボ
ン煉瓦は、耐用性を大きく支配する気相酸化がライニン
グの稼動面、背面側ともに防止でき、従来から問題であ
った耐酸化性を大幅に改善することが可能である。した
がって、従来材質に比較して耐用性の向上が顕著となり
、炉寿命の大幅延長をはかることができ、耐火煉瓦のコ
スト低減に犬なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はマグネシア・カーボン煉瓦かに添加した金属成
分による脆化およ−び脱炭の温度依存特性を示す図、第
２図は煉瓦の稼動面から背面までの煉瓦内の温度分布に
対する添加金属の占める煉瓦長さの比率を示す図である
。温度（でτ）３９９脆化および脱次厚さ（Ｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

ＭｇＯ原料７０〜９５重量％、および黒鉛５〜３０重量
％から構成される煉瓦であって、煉瓦の稼働面側に金属
粉末Ａｌ−Ｍｇ合金を外掛１〜５重量％、および背面側
にＢ＿４Ｃを外掛１〜５重量％を含有することを特徴と
するマグネシア・カーボン煉瓦。