JPH0388760A - カーボン含有不焼成耐火れんが - 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〕 本発明は製鋼工場において使用されるカー・ボン含有耐
火物の材質に関するものである。

〔従来の技術〕

製鋼工場あるいは連鋳工場で使用されるカーボン含有耐
火物としては転炉用Ｍｇ０−Ｃ系れんが取鍋用ＡＩ、０
．−ＭｇＯ−Ｃ系れんが、連鋳用Ａ１．０ｊ−Ｃ系れん
が等がある。これらのカーボン含有耐火物は使用時に、
れんが中のカーボンが酸素により酸化され、その酸化状
態がれんがの耐用性に大きく影響しているのは周知のこ
とである。特に連鋳工場のＡ　ｌ　ｚ　Ｏｚ　−Ｃ系れ
んがであるスライディングノズルプレート（以下ＳＮプ
レートという）やロングノズル、浸漬ノズルではカーボ
ンの酸化はれんがの耐用性に大きく影響する。

例えば、ＳＮプレートにおいては使用時においてノズル
孔部は約１５５０〜１６００℃の溶鋼流による急激な熱
衝撃と摩耗の物理的かつ化学的な侵食作用を受け、従っ
て、耐スポーリング性と耐食性が要求される。一方、外
周部は約４００〜６００℃の温度に昇温するために摺動
面部のカーボンは酸化されやすい状況下にある。カーボ
ンの酸化によりれんがＭｉ織は脆弱化し地金噛み込み時
に摩耗が大きくなり面荒れを生じ易くなる。近年、タン
デイツシュの再使用が行われており、それに伴いＳＮプ
レートれんがも再使用が行われている。

再使用に際し、ノズル孔部に付着した地金を除くために
、該ノズル孔部に高温の酸素ジェットを吹付けることに
より該地金を溶融・飛散させて洗浄している。このため
、ノズル孔部の酸化による耐用性の低下が問題になって
いる。このように、ＳＮプレートれんがは耐スポーリン
グ性と耐食性ならびに耐酸化性を具備するこＬが望まれ
ている。

従来、カーボンボンド焼成れんがはアルミナ。

ムライト等の骨材にカーボンブラック、グラファイト等
を添加し、液状フェノールレジンまたはピッチ等を添加
、混練、成形した後、コークスプリーズ中の還元雰囲気
下等で１０００〜１４００℃で焼成されている。近年、
れんがの製造工程の合理化、製造コスト等の低減のため
に不焼成ＳＮプレートれんがが開発され、使用されつつ
ある。

この不焼成ＳＮプレートれんがは酸化後の組織劣化が焼
成品に比べて顕著であり、耐酸化性の向上が種々試みら
れている。たとえば、■Ｂ４　ＣやＢＮを添加し、酸化
部でガラス層を形成させる（例えば、特公昭６３−３２
０９７）、■炭素より酸素親和力の大きい金属アルミニ
ウム粉末を添加する（特公昭６Ｏ−１５３９３）、等が
行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

不焼成れんがは通常、耐火性骨材にフェノールレジン等
の熱硬化性樹脂をバインダーとして添加、混練、成形し
た後、１５０〜６００℃で加熱硬化処理して製造されて
いる。以下、ＳＮプレートれんがを例に説明する。

ＳＮプレートれんがは使用時において、ノズル孔部は１
５５０〜１６００℃の高温になり、また、同周辺部は比
較的に低温（約４００〜６００℃）であり、著しい温度
勾配を生じ、大きな熱応力を往している。不焼成れんが
は一般に熱衝撃ならびに熱応力に対し組織の柔軟性があ
り、耐スポーリング性に優れるという長所がある。しか
し一方、カーボン含有の不焼成れんがは使用時にれんが
中のカーボン成分が酸化消失、すなわち脱炭されるとそ
の部分が脆弱化し溶損や摩耗が顕著になりＳＮプレート
としての耐用性が著しく低下するという欠点や、約５０
０〜８００℃に加熱された部分ではバインダーの炭素化
に伴い強度低下を生じ、熱応力による亀裂発生や地金と
の接触による摩耗あるいは地金付着を生じ易いという欠
点がある。

この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、不焼成耐火れんがの耐酸化性の向上をはかること
を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するためにこの発明は以下の手段を採用
している。すなわち、カーボン含有不焼成れんがのバイ
ンダーとして熱硬化性シリコーン樹脂を正味樹脂量とし
て１〜１０重量％添加、混練、成形した後、１００〜３
５０℃で熱処理したものである。ここで、正味樹脂量の
意味について以下に補足説明しておく。すなわち、バイ
ンダーとして使用する熱硬化性シリコーン樹脂の液体は
その製造過程において２次元、または３次元的に結合し
た、いわゆる熱硬化性樹脂をキシレンやメタノール等の
溶剤で溶解して製品化されたものである。従って、添加
するバインダー量はそのシリコーン樹脂含有量を考慮、
すなわち正味樹脂量を考慮して添加する。なお、添加さ
れる溶剤成分は混練作業後、坏土の加熱処理を行い揮発
除去される。

〔作用〕

シリコーン樹脂の添加により、使用時においてれんが表
面の酸化組織部にＳ　ｔ　Ｏｔを生成せしめ焼結促進な
らびに充填効果により酸化層の緻密化を図り酸化の進行
を阻止するεともに、酸化層部の機械的強度の向上によ
り耐摩耗性を向上させる。

また、れんが内部の未酸化部においてはその詳細な化学
反応機構は明確でないが、シリコーン樹脂の分解により
生成する化学的に活性なＳｉＯがれんが中の固体の金属
ＡＩ、金属Ｓ　ｉ、　Ａ　Ｉｔ　Ｏｘ、Ｃ１や気相のＮ
、Ｃｏ、Ｃｏ２等と化学反応し、炭化珪素や窒化珪素等
を生威しれんがの結合を強化するものと推定される。こ
のような未酸化部が酸化されるとＳ　ｉ　Ｏｚを生成し
上述のような効果を発揮するものと考えられる。

バインダーとして添加するシリコーン樹脂量は１〜１０
重量％が好ましく、１重量％未満であるとバインダーと
しての結合強度が十分でなく、耐酸化性、耐摩耗性が低
下する。１０重量％を超えると混練作業性、耐食性が低
下する。

熱硬化性シリコーン樹脂としては、シリコ・−ンワニス
が好適に使用できる。

カーボン原料としては、特に限定されず、鱗状黒鉛、土
状黒鉛、人造黒鉛、キッシュ黒鉛、熱分解黒鉛、石油ピ
ッチコークス、製司コークス、無煙炭、カーボンブラッ
ク等が使用できる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

１）Ａｌｚ○、−Ｃ系 本発明の実施例および比較例のれんがの配合割合を第１
表の上欄に示す。比較例１はバインダーとしてフェノー
ルレジンを外掛け５重量％添加して混練を行ったもので
ある。実施例１〜２はバインダーとして熱硬化性のシリ
コーンワニス（溶剤はキシレン）を正味樹脂量としてそ
れぞれ外掛け５．１０重重景添加して混練を行った。な
お、成形時のうξネーション防止と強度の確保のために
坏土は６０℃に保持した熱風式乾燥機中で加熱処理を行
い、その時の揮発分測定値が第１表に示す値になるよう
にした。

成形は５００１−ンフリクションブレスを用いてタンデ
イツシュ用ＳＮプレートを成形した。成形体は熱風乾燥
機で１８０℃で１日間保持し硬化処理を行った。

このようにして作製したれんがの品質特性を第１表の中
欄に示す。なお、物性値は耐火物に対する通常法によっ
た。特性値は以下の要領により測定した。

■酸化層の厚さ：れんがより３０Ｘ３０Ｘ３０ｍの試片
を各２個切出し、所定の温度に保持した空気雰囲気の電
気炉内に試片を入れ３ｈｒ加熱処理を行った。酸化層の
厚さは加熱試験時の高さ中央部の切断崩部で測定した。

■摩耗ｉ１＝れんがより３０Ｘ３０Ｘ３０ｎ＋の試片を
各２個切出し、所定の温度に保持した酸素−プロパンバ
ーナ加熱の回転炉に試片を入れ１ｈｒ加熱しながら回転
し摩耗を行った。摩耗量は摩耗前後の試片の体積変化よ
り測定した。試片の体積は水銀置換法にて測定した。

■耐溶幻侵食指数：高周波炉に試料を内張すして１６５
０℃で３時間の溶鋼侵食試験を行った後、試料の中央部
を長手方向に切断し切断面における侵食面積を測定し、
比較例１の侵食面積を１００とし各試料間の侵食面積の
相対値を求め耐溶鋼侵食指数とした。

実施例１〜２の結果より、シリコーンワニスをバインダ
ーとして使用することによって耐酸化性、耐摩耗性、熱
間強度が向上することがわかる。しかし、一方、耐食性
がやや低下している。

比較例１、実施例１〜２のれんが各３セツトをタンデイ
ツシュ用ＳＮプレートとして実機使用した。実機使用に
当たって、溶鋼鍋１回分（約２８０トン）のモールドへ
の注入を１チヤージ（以下ｃｈと略称）として５ｃｈ、
連続注入した後、スラグの排出、酸素ジェットによるノ
ズル孔部の洗浄、再使用連ｎｓ　ｃ　ｈの鋳込みを行っ
た（計１０ｃｈ鋳込）。

使用後高を回収し観察を行った結果、第１表の下欄に示
す損傷状態であった。シリコーン樹脂をバインダーとし
て使用することにより、耐酸化性の向上を図ることがで
きた。この結果、ノズル内面やノズル孔エツジ部の溶損
を軽減でき、摺動面への地金噛み込みを抑えることがで
き、面荒れの低減を図ることができた。亀裂発生状態は
いずれの場合も比較的に小さくＳＮプレートの廃却主因
にはならなかった。ノズル内面やノズル孔エツジ部の溶
損が少なく、摺動面の酸化や面荒れが少ないものが多数
回の鋳込が可能であると言え１、この観点から実施例１
〜２は従来品に比べ耐用性が向上したと判断される。

２）ＭｇＯ−Ｃ系 本発明の実施例および比較例のれんがの配合割合を第１
表の上棚に示す。比較例２はバインダーとしてフェノー
ルレジンを外掛け５重量％添加して混練を行ったもので
ある。実施例３〜４はバインダーとして熱硬化性のシリ
コーンワニスを添加して混練、底形、熱処理を行った。

このようにして作製したれんがの品質特性を第を表の中
欄に示す。

実施例３〜４の実験結果より、シリコーンワニスをバイ
ンダーとして使用することによって耐酸化性、耐摩耗性
、熱間強度が向上することがわかる。しかし、一方、耐
食性がやや低下している。

比較例２、実施例３〜４のれんがを転炉のスラグライン
部に内張り使用した。使用後高を回収し観察を行った結
果、第１表の下欄に示す損傷状態であった。シリコーン
樹脂をバインダーとして使用することにより、カーボン
の酸化を抑制することができ、その結果として溶損を軽
減し、耐用性の向上を図ることができた。

３）　Ｓｐ　ｉ　ｎｅ　Ｉ　−Ｃ系 本発明の実施例および比較例のれんがの配合割合を第１
表の上欄に示す。比較例３はバインダーとしてフェノー
ルレジンを外掛け５重量％添加して混練を行ったもので
ある。実施例５はバインダーとして熱硬化性のシリコー
ンワ・ニスを添加して混練、底形、熱処理を行った。

このようにして作製したれんがの品質特性を第１表の中
欄に示す。

実施例５の結果より、シリコーンワニスをバインダーと
して使用することによって耐酸化性、耐摩耗性、熱間強
度が向上することがわかる。しかし、一方、耐食性がや
や低下している。

比較例３、実施例５のれんがを取鍋のスラグライン部に
内張り使用した。使用後高を回収し観察を行った結果、
第１表の下欄に示す損傷状態であった。シリコーン樹脂
をバインダーとして使用することにより、カーボンの酸
化を抑制することができ、その結果として溶損を軽減し
、耐用性の向上を図ることができた。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明はカーボン含有不焼酸れんかにお
いて、バインダーとして熱硬化性シリコーン樹脂を使用
することにより、フェノールレジン使用の場合に較べて
耐酸化性の向上を図ることができた。また、ＳＮプレー
トの場合には摺動面への地金噛み込みを抑え面荒れの低
減を図ることができた。

すなわち、バインダーとして熱硬化性のシリコーン樹脂
を使用することにより耐用性が高められる効果かえられ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　カーボン含有不焼成れんがのバインダーとして
   熱硬化性シリコーン樹脂を正味樹脂量として１〜１０重
   量％添加、混練、成形した後、１００〜３５０℃以下で
   熱処理したことを特徴とするカーボン含有不焼成れんが
   。