JPH0465352A - 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成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
ん土頁岩等の耐火材料に較べて高熱伝導率であるととも
に、低熱膨張率であるために耐スポーリング性に優れる
とともに、溶融金属、スラグ等に濡れ難く耐スラグ性に
も優れている。また該耐火物の過焼結を防止する等の機
能をも有することから、近年その使用分野は急速に拡大
している。特にタールピッチやフェノールレジン等を結
合側とした不焼成耐火物は製造工程時に要するエネルギ
ーのＷＪ減が実現されることから、種々の耐火材原料と
の組合わせからなるものが実炉に使用されている。上記
のような不焼成耐火物のうち、焼結アルミナ、電融アル
ミナ、焼成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、かかる炭素含有不焼成耐火物は、れんが
組織間の結合が主に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欠点がある。

そこで、Ａｔ！、Ｓ　ｉ、ＡＺ−Ｍｇ等の易酸化性金属
を単独またはその合金を耐火材料に添加する方法や、Ｂ
ａ　Ｃ，Ｓ　ｉＣ等の炭化物を添加する方法、あるいは
六硼化珪素（ＳｉＢ６）の添加によって耐火物使用時に
生成するＢｚＯ：＋　　５ｉＯｚ系ガラス相、並びにＢ
ｔＯ，と耐火骨材とが稼働時の高温下で反応して生成す
る高粘性融液が、炭素質原料を被覆する被膜を形成する
ことを利用した方法等が提案されている。

しかしながら、上記易酸化性金属や炭化物を添加する方
法による炭素質原料の酸化防止効果は充分満足のいくも
のではない。また、六硼化珪素（Ｓ　ｉ　Ｂａ　）を添
加する方法では、安定な被膜を形成する前に、溶損ある
いは摩耗によって耐火物表面に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の更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〕

上記の目的を達成するため、この発明では以下の手段を
採用した。すなわち、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、Ａ　Ｉ　／　Ｚ　ｒモル比１０／１〜１／３の範囲
にあるＡｆ−Ｚｒ合金粉末を外掛で１〜１０重量％添加
した炭素含有不焼成耐火物である。

〔作　用〕

上記構成の炭素質原料としては、例えば鱗状黒鉛、玉状
黒鉛、石油コークス、石炭ピッチコークス、鋳物用コー
クス、カーボンブランク等の公知の材料を使用すること
ができるが、このうち鱗状黒鉛が最も好ましい。また上
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１韮以下程度のものを使用する。

次に、耐火骨材としてはアルミ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、焼成ばん土
頁岩等が使用できる。

上記炭素質原料の配合量は該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％未満となると耐スポーリング性
が低下する等、炭素含有不焼成耐火物の長所を十分に発
揮できず、また、配合量が９０重量％を超えると耐食性
が低下し、好ましくない。

本発明において、上記のような耐火材料に添加するＡｌ
−Ｚｒ合金粉末は、高温下では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、それぞれＡ　
ｌ　ｚ　０３およびＺｒＯ□となり、耐食性を向上させ
る。さらに、上記Ａｌ．０３Ｚ　ｒ　Ｏｚの生成に伴う
体積の膨張によって、該耐火物の成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、機械的強度
を増すとともに、耐酸化性をさらに向上させることがで
きる。

更に、上記Ａｌ−Ｚｒ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、炭化ジルコニウムを形成
し、組織を強固にする。

本発明でＡＩｔ−Ｚｒ合金の組成をＡ　Ｉ　／　Ｚ　ｒ
モル比１０／工〜１／３の範囲に限定する。なぜなら、
前記範囲外の組成では、使用時に酸化されて生成するＡ
　ｌ　ｔｏｙ　　Ｚ　ｒ　０２が該Ａｌ−Ｚｒ合金の添
加量に見合う量は生成されず、本発明に初期の効果を発
揮することができない。

また、Ａｌ−Ｚｒ合金粉末の粒径は反応性、均一性、分
散性、反応活性等の面から２５０ｐｍＥ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。

Ａｌ−Ｚｒ合金粉末の添加量は、炭素質原料を含む耐火
材料に対し、外掛で１〜１０重量％とし、上記添加量が
１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支障はないが、耐食性が低
下し好ましくない。

尚、上記炭素含有不焼成耐火物には、残留炭素量の多い
、つまり高炭化収率を有し、かつ成形時の作業性に優れ
るタールピッチ、フェノールレジン等のバインダーを配
合することができるが、作業性及びコストの点でフェノ
ールレジンの使用が好ましい。

〔実施例〕

以下に本発明による実施例及び従来技術による比較例を
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１〜６及び比較布１〜７の各
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５０分間混練後、９００ｋｇｈ／
ｃａｔの圧力で４０Ｘ４０Ｘ１６０ｆｌの形状に加圧成
形を行い、１８０℃で１５時間熱処理して得られた不焼
成耐火物の品質特性を第１表下欄に併せて示す。

１５００℃で８時間酸化焼成後の重量減少率および脱臭
層の厚さ等の数値は何れも本発明品の方が小さく、従来
技術による比較布に較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Ｃａｂ／５ｉ
ｎ２重量比が２のスラグを使用して、１６５０℃で３時
間のロータリースラグテストに供し、比較布１の侵食量
を１００として、各試作品の侵食量を測定して、第１表
置下欄に示す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、本発明品は比較布に比し、
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
。

本発明は上記実施例に限られるものではなく、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で様々な応用が可能であることは
言うまでもない。

〈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Ａｌ−Ｚｒ合金を添加した本発明による炭
素含有不焼成耐火物は、従来の特長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の向上を図ることができる。

従って、本発明によると従来品よりも優れた耐用性を備
えた炭素含有不焼成耐火物が得られ、炉寿命のさらなる
延長に寄与するものである。

Claims (1)

【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／Ｚｒ
   モル比１０／１〜１／３の範囲にあるＡｌ−Ｚｒ合金粉
   末を外掛で１〜１０重量％添加したことを特徴とする炭
   素含有不焼成耐火物。