JPH04280858A - 不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製鋼炉の内張りとして
使用される不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネシア−カーボン煉瓦は耐食性、耐
スポール性に優れることから、転炉をはじめとする種々
の製鋼炉の内張り材として広く用いられている。　しか
しながら、他の酸化物系炭素含有煉瓦を比較して熱応力
が高いため、稼動中にセリ割れ生じ、煉瓦が脱落する場
合がある。またカーボンの酸化によって稼動面近傍に脱
炭層が生じ、煉瓦の損傷が増大するという問題がある。

【０００３】これらの問題点のうち、熱応力を低減する
ための有効な手段は全くないのが現状である。一方、カ
ーボンの酸化を防止する手段としては、Ａｌ，Ａｌ−Ｍ
ｇ合金などの金属粉の添加（特公昭６０−２２６９号公
報、特開昭５７−１６６３６２号公報）、Ｂ２Ｏ３の添
加（特開昭５７−５８１１号公報）、ガラスの添加（特
開昭１−１４１８７２号公報）などの方法が知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、金属粉を添加
すると、その添加量が増すにつれて熱応力が上昇し、セ
リ割れが起こりやすくなる。また、Ｂ２Ｏ３やガラスを
添加すると、煉瓦のマトリックス中でＢ２Ｏ３またはガ
ラスがＭｇＯ成分と反応し、低融物を生成して耐食性が
低下するという欠点がある。

【０００５】そこで本発明者らは、この問題を解決する
ために研究を重ねたところ、不焼成マグネシア−カーボ
ン煉瓦のバインダーとして、　ホウ酸または酸化ホウ素
を反応させたホウ素変性フェノール樹脂を使用すると良
好な結果が得られることを知り、本発明を完成するに至
ったものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、重量割合でカ
ーボン３〜４０％、残部マグネシアクリンカーを主材と
した配合物１００％に対し、ノボラック型フェノール樹
脂にホウ酸または酸化ホウ素を変性させたホウ素変性ノ
ボラック型フェノール樹脂を添加し、混練後、成形する
ことを特徴とした不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製
造方法である。

【０００７】本発明によれば、熱応力の上昇、熱間強度
の低下および耐食性の低下を伴なうことなく、耐酸化性
に優れた不焼成マグネシア−カーボン煉瓦を得ることが
できる。その理由は明確なものではないがつぎの作用に
よるものと推定される。すなわち、ホウ素変性ノボラッ
ク型フェノール樹脂からくるＢ成分が酸化されてＢ２Ｏ
３となるが、このＢ２Ｏ３成分は、添加物としてのＢ２
Ｏ３粉に比べて極めて微細であり、これが煉瓦のマトリ
ックス中に微細な状態で均一に分散することにより、耐
酸化性が向上する。このＢ２Ｏ３成分が微細なために、
ＭｇＯ成分との反応による低融物の生成が少なく、熱間
強度および耐食性を低下させない。しかも、煉瓦の使用
中にこの微細なＢ２Ｏ３の部分溶融による熱応力の吸収
で耐スポ−ル性を向上させる。

【０００８】以下本発明をさらに詳しく説明する。なお
、各配合物の割合で示す％は、すべて重量割合である。 本発明で使用されるカーボンの具体的な種類は、天然黒
鉛、人造黒鉛、ピッチコークス、無鉛炭、カーボンブラ
ックなどから選ばれる１種又は２種以上が使用できる。 その割合は、３％未満では耐食性および耐スポール性が
不充分となる。４０％を超えると強度や耐摩耗性が低下
する。粒度は特に限定するものではないが、例えば０．
５ｍｍ以下とする。

【０００９】マグネシアクリンカーは、天然原料または
合成原料による焼結品、電融品のいずれも使用できる。 　粒度は密充填が得られるように粗粒、中粒、微粒に調
整する。　骨材はこのマグネシアクリンカーを主材にす
るが、マグネシア−カーボン煉瓦の特性を失わない範囲
内において、前記マグネシアクリンカーの一部を、ドロ
マイトクリンカー、スピネルクリンカー、カルシアクリ
ンカー、ジルコン、ジルコニア他の耐火原料から選ばれ
る１種または２種以上で置き換えることができる。

【００１０】本発明で結合剤に使用するホウ素変性ノボ
ラック型フェノール樹脂は、ホウ酸または酸化ホウ素を
変性させ、例えばつぎのようにして製造される。 ■ホウ酸フェニルエステルにアルデヒド類を反応させる
方法（特公昭３７−８８４７号）。 ■フェノール類とホウ酸または酸化ホウ素を脱水下反応
させた後、アルデヒド類と反応させる方法（特公昭４０
−１３０７３号、特公昭４７−１８８６７号、特公昭４
５−４００７１号）。 ■フェノール類とアルデヒド類を酸性触媒下において反
応させて得られたノボラック型フェノール樹脂に、ホウ
酸または酸化ホウ素を反応させる方法（特開昭６３−１
５６８１４号公報）。

【００１１】耐火原料配合物に対するホウ素変性フェノ
ール樹脂の添加量はとくに限定するものではないが、１
〜１５％が望ましい。これは１％未満では成形体の強度
が低く、結合剤としての役割が得られず、１５％を超え
ると、乾燥時の揮発分が多くなり煉瓦の気孔率が高くな
って耐食性が低下するためである。

【００１２】本発明は、以上の耐火原料および結合剤の
使用を必須要件とするが、これ以外にも本発明の効果を
損なわない範囲内において、従来の不焼成マグネシア−
カーボン煉瓦の製造において知られている添加物あるい
は結合剤を併用してもよい。必要に応じ、例えばＡｌ，
Ｓｉ，Ｍｇなどの金属粉またはその合金粉、Ｓ４Ｃ，Ｓ
ｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｂ２Ｏ３などの炭化物、窒化物また
は酸化物、　金属ファイバー、セラミックファイバー、
カーボンファイバーなどのファイバー類、ガラス類など
を添加することができる。

【００１３】煉瓦の成形手段は、　煉瓦の用途、製造設
備などに合わせてフレクションプレス、オイルプレス、
ラバープレスなどを用いて行う。煉瓦の使用初期におけ
る結合剤からの発煙と煉瓦組織の強度低下を防止するた
めに、成形後は、例えば１１０〜７００℃で加熱処理し
ておくことが好ましい。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例とその比較例を示す。 表１は、各例で使用したホウ素変性ノボラック型フェノ
ール樹脂の製法および特性である。表２は、実施例およ
び比較例で製造する煉瓦の配合組成と試験結果を示す。 各例はいずれも表２に示す配合物を混練し、フリクショ
ンプレスにて並形形状に成形後、２３０℃×２４時間で
乾燥し、供試体を作成した。実機試験ではフリクション
プレスにて１５０×１５０×１２００ｍｍに成形後、２
３０℃×４８時間で加熱処理した。

【００１５】試験方法はつぎの方法によって行った。耐
スポーリング性；４０×４０×１００ｍｍの寸法に切り
出した供試体（１）を、図のようにその長さ方向を拘束
し、発熱体（２）よる加熱で常温から１５００℃まで４
℃／分で昇温する間に発生する応力をロードセル（３）
で測定した。スポーリングは熱応力が主因となって生じ
ることが知られている。したがって、前記試験で応力が
大きいものが耐スポーリング性に劣る。耐酸化性；５０
×５０×５０ｍｍの寸法に切り出した供試体を　１７０
０℃×６時間、電気炉中で加熱後、切断し、その脱炭層
の厚さを計測した。耐食性；鋼片および転炉スラグを溶
剤とした回転侵食法により、１７００℃×４時間侵食さ
せた後、その溶損寸法を測定した。熱間強度；２０×３
０×１６０ｍｍの寸法に切り出した供試体をスパン１０
０ｍｍの３点曲げ法により、電気炉中、１４００℃下で
曲げ強さを測定した。実機試験；３５０ｔ転炉の装入壁
に内張りし、その耐用性を測定した。空欄は試験しなか
ったことを示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２Ａ】

【００１８】

【表２Ｂ】

【００１９】

【表２Ｃ】

【００２０】

【表２Ｄ】

【００２１】

【表２Ｅ】

【００２２】

【表２Ｆ】

【００２３】

【表２Ｇ】

【００２４】

【表２Ｈ】

【００２５】

【表２Ｉ】

【００２６】

【表２Ｊ】 配合組成において、（　　）内の数値は外掛け添加であ
ることを表す。迫り割れを防止するため、最大熱応力は
２１０ｋｇ／ｃｍ２以下に抑制する必要がある。摩耗損
傷を軽減するため、曲げ強さ（ａｔ　１４００℃）は１
８０ｋｇ／ｃｍ２以上が必要。実炉試験の結果では、０
．３５ｍｍ／ｃｈ以下が実使用の上で望ましい。

【００２７】表２の試験結果が示すように、本発明実施
例によって得られた煉瓦は、いずれも耐食性および熱間
強度に劣ることなく耐酸化性および耐スポーリング性が
向上している。その結果、転炉の装入壁での実機試験お
いても優れた耐用性が得られた。これに対し、比較例１
〜４は通常のノボラック型フェノール樹脂を結合剤にし
た従来法に相当し、得られた煉瓦は耐酸化性および耐ス
ポーリング性に劣る。比較例５は金属粉の添加で耐酸化
性に優れる反面、耐スポーリング性に劣る。Ｂ２Ｏ３を
添加した比較例６およびホウ酸ガラスを添加した比較例
７は、いずれも耐食性に劣る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によって製造された不焼成マグネ
シア−カーボン煉瓦は、セリ割れが皆無となり、しかも
、稼動面近傍の脱炭層の生成がきわめて少ない。その結
果、不焼成マグネシア−カーボン煉瓦が本来備えている
優れた耐食性がいかんなく発揮され、前記の実機試験の
結果からも明らかなように、従来材質に比べて格段に優
れた耐用性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐スポーリング性測定装置の説明図

【符号の説明】

１　　供試体 ２　　発熱体 ３　　ロードセル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量割合で、カーボン３〜４０％、残部マ
   グネシアクリンカーを主材とした配合物１００％に対し
   、ノボラック型フェノール樹脂にホウ酸または酸化ホウ
   素を変性させたホウ素変性ノボラック型フェノール樹脂
   を添加し、混練後、成形することを特徴とした不焼成マ
   グネシア−カーボン煉瓦の製造方法。