JPH05139818A

JPH05139818A - 不焼成マグネシア・ドロマイト・カーボンれんが

Info

Publication number: JPH05139818A
Application number: JP3298843A
Authority: JP
Inventors: Kunio Tsunetsugu; 邦男恒次; Saburo Miyagawa; 三郎宮川; Masao Oguchi; 征男小口
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】【目的】不焼成マグネシア・ドロマイト・カーボンれ
んがに関し、製造工程や添加物質の選定に注意を払うこ
となく、耐酸化性を向上させることを目的とする。【構成】カルシア（ＣａＯ）成分を２５重量％以上含
有するドロマイト質原料と、カルシア（ＣａＯ）成分を
２５重量％以上含有するマグネシア・カルシア質原料と
の少なくともいずれか一方の原料２０〜７５重量％と、
炭素（Ｃ）質原料５〜３０重量％と、マグネシア原料を
残余成分とした配合を耐火母材とし、該耐火母材に対
し、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ₆）を外掛けで０．１
〜１．０重量％添加する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐火れんがに関し、特に
不焼成マグネシア・ドロマイト・カーボンれんがに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】耐スラグ性に富む不焼成マグネシア・ド
ロマイト・カーボンれんがは、熱伝導率の高い鱗状黒鉛
等の炭素質原料を配合しているところから、優れた耐ス
ポーリング性をも備え、ステンレス脱炭炉、二次精錬取
鍋用耐火物として広く使用されている。

【０００３】ところが、こうした炭素質原料は、大気中
の酸素、スラグ中の低級酸化物（例えばＦｅＯ、ＭｎＯ
等）による酸化作用を受けることにより一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）となって気化消失し、れんが組織の脆化を招き、れ
んが寿命を短縮させる要因ともなっている。そこで、炭
素質原料を配合した耐火物に耐酸化性を付与するため
に、例えばアルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム−アル
ミニウム（Ｍｇ−Ａｌ）合金、金属ケイ素（Ｓｉ）や、
特開昭６０−１０８３６３号公報に記載されたマグネシ
ウム（Ｍｇ）、さらには炭化ホウ素（Ｂ₄Ｃ）等の、炭
素質原料よりも酸化作用を受けやすい易酸化性物質を酸
化防止剤として添加することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記Ａｌ粉
末やＡｌ−Ｍｇ合金粉末が酸化されて生成するアルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）と不焼成マグネシア・ドロマイト・カー
ボンれんが中のＣａＯ成分とが、該れんがの稼働時の温
度域で反応し、例えば共融点１４００℃の３ＣａＯ・Ａ
ｌ₂Ｏ₃−５ＣａＯ・３Ａｌ₂Ｏ₃系の低融点固溶体を
生成する。

【０００５】また、Ｓｉの酸化物である酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ₂）が、さらに、炭化ホウ素（Ｂ₄Ｃ）もその酸化
物である酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）が、上記同様それぞれ
ＣａＯと反応して、融点１４３７ ℃の３ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ₂−ＳｉＯ系低融点固溶体や、融点９８０℃のＣａＯ
固溶体Ｂ₂Ｏ₃−ＣａＯ−２Ｂ₂Ｏ₃共融物や、融点１
１４２℃のＭｇＯ固溶Ｂ₂Ｏ₃−２ＭｇＯ−Ｂ₂Ｏ₃共
融物等の低融点固溶体を生成する。

【０００６】従って、ＣａＯ成分を多量に含有する不焼
成マグネシア・ドロマイト・カーボンれんがに上記Ａｌ
粉末やＡｌ−Ｍｇ合金粉末、金属ケイ素（Ｓｉ）、炭化
ホウ素（Ｂ₄Ｃ）等の在来の易酸化性物質を添加した場
合には、著しく耐食性が低下し、れんが寿命は却って短
くなるので、上記易酸化性物質を添加することは工業的
には行われていない。

【０００７】一方、上記特開昭６０−１０８３６３号公
報に記載のある酸化防止剤としての金属Ｍｇ粉末は、消
防法における第二類金属Ａに属する危険物に指定されて
おり、混練時において水との接触を避けることや、縮合
時に水を生成する硬化剤を使用することができない等の
製造工程において相当の制約を受ける不都合がある。

【０００８】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、製造工程や添加物質の選定に注意を払
うことなく、耐酸化性を向上させた不焼成マグネシア・
ドロマイト・カーボンれんがを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の手段を採用する。すなわち、カル
シア（ＣａＯ）成分を２５重量％以上含有するドロマイ
ト質原料と、カルシア（ＣａＯ）成分を２５重量％以上
含有するマグネシア・カルシア質原料との少なくともい
ずれか一方の原料２０〜７５重量％と、炭素（Ｃ）質原
料５〜３０重量％と、マグネシア原料を残余成分とした
配合を耐火母材とし、該耐火母材に対し、六ホウ化カル
シウム（ＣａＢ₆）を外掛けで０．１〜１．０重量％添
加した不焼成マグネシア・ドロマイト・カーボンれんが
である。

【００１０】

【作用】上記構成におけるＣａＢ₆は、耐火物表面の稼
働面において酸化される結果、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）
と酸化カルシウム（ＣａＯ）とを生成する。そしてさら
にこのＢ₂Ｏ₃がＭｇＯと結合して、粘性の高い融液と
なるＭｇＯ−３Ｂ₂Ｏ₃を生成し、該耐火物表面を被覆
し、黒鉛等炭素物質の酸化を防止する機能を果たす。

【００１１】また、耐火物内部ではＣａＢ₆は、下記
(1) 式のように、ＣＯガスを還元して再び炭素を抽出し
て組織の脆化を抑制する作用をもつ。この結果、れんが
組織を緻密化して、気孔の閉塞により通気性を低く抑え
ることにより、炭素の酸化をより効果的に防止する。

【００１２】ＣａＢ₆＋１０ＣＯ→ＣａＯ＋３Ｂ₂Ｏ₃＋１０Ｃ (1) この発明が適用される不焼成マグネシア・ドロマイト・
カーボンれんがのドロマイト質原料あるいはマグネシア
・カルシア質原料中にはＣａＯ成分２５重量％以上含有
することとし、これ未満の含有量では他の易酸化性物質
を添加することで耐酸化性を向上させるに足り、本発明
の主旨より逸脱する。

【００１３】炭素質原料は鱗状黒鉛の他、土状黒鉛、タ
ール、ピッチ等も採用することが可能であり、その配合
量も耐火材原料全量に対し、５〜３０重量％とすること
が望ましく、５重量％未満では耐スポーリング性、スラ
グ浸透防止能力が発揮されず、逆に３０重量％を越える
配合量とすると、耐食性が低下することとなる。

【００１４】本発明に使用されるＣａＢ₆の粒径は、反
応性、均一性、分散性等を考慮し、２５０μｍ以下が好
ましい。また、このＣａＢ₆の添加量は上記耐火材料原
料の全量に対して、外掛け０．１〜１．０重量％程度と
することが望ましく、０．１重量％未満では上記酸化防
止機能に乏しくなり、また、３重量％を超えると耐酸化
性の向上作用はみられるものの、耐食性が劣化する弊害
が生じ、好ましくない。

【００１５】また、本発明は上記耐火材原料ＣａＢ₆の
他に、例えばフェノールレジン等のバインダーやヘキサ
メチレンテトラミン等の硬化剤等の諸々の機能をもつ薬
剤を添加することは何ら妨げない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。表
１に示す実施例Ａ１〜Ａ４、及び比較例Ａ５〜Ａ７の耐
火材原料、バインダー及び硬化材は、ドロマイト質原料（天然クリンカー）：大粒４５重量
％ドロマイト質原料（天然クリンカー）：中粒３０重量
％炭素質原料（鱗状黒鉛）：１０重量
％マグネシア質原料（焼結クリンカー）：微粉１５重量
％バインダー（液状フェノールレジン）：外掛け３．５
重量％硬化材（ヘキサメチレンテトラミン）：外掛け０．７
重量％のような配合量とし、これにそれぞれ表１上欄に記載し
た添加量で酸化防止剤としてＣａＢ₆を添加した（比較
例Ａ５は添加しない）。

【００１７】尚、上記、のドロマイト質原料（天然
クリンカー）はＣａＯ含有量５７．２％、かさ比重３．
２９であり、炭素質原料は純度９９％、粒径１mm以下
の鱗状黒鉛を使用し、マグネシアクリンカーはＭｇＯ
純度９８．５％、かさ比重３．４５であった。

【００１８】さらに、ＣａＢ₆は純度９９％、粒度２０
０メッシュ全通のものである。上記各材料を常温で混練
し、２ｔ／cm²の成形圧で成形し、２００℃の下で３時
間、硬化処理をして得られた不焼成マグネシア・ドロマ
イト・カーボンれんがの物性値を表１下欄に示す。

【００１９】以下、比較例Ａ５〜Ａ７に対比して実施例
Ａ１〜Ａ４を考察する。ＣａＢ₆を全く添加しない比較
例Ａ５の値を１００とする酸化磨耗指数、酸化係数、侵
食指数はいずれも低い値を示し、れんが組織に対する酸
化作用を受け難くなっていることが明らかである。

【００２０】その一方でＣａＢ₆を外掛け３．０重量％
添加した比較例Ａ６は、酸化磨耗指数、酸化係数に優れ
るものの、侵食指数が悪くなる。これは、過量に添加さ
れたＣａＢ₆からホウ素（Ｂ）成分がれんが組織中に多
くなり過ぎることにより、低融点物質が生成されること
によるものと推測される。また、ＣａＢ₆を０．０５重
量％しか添加しない比較例Ａ７においては耐酸化性向上
効果はわずかで侵食指数の改善もみられない。

【００２１】さらに、実施例Ａ２とその比較例Ａ５を２
５ｔ二次精錬取鍋の一般壁に使用したところ、Ａ５では
５０回の使用で１００mmの厚さのライニングが消失した
のに対し、実施例Ａ２では７０回の耐用を示し、従来品
に比べて約４０％の耐用性の向上が認められた。

【００２２】以上のように、マグネシウム−ホウ素系複
合物による不焼成マグネシア・ドロマイト・カーボンれ
んがの酸化防止は確認でき、またその添加量も耐火材原
料全量に対して、外掛け０．１〜２重量％の範囲が適量
であることが検証できた。

【００２３】尚、上記酸化磨耗指数、酸化係数、侵食指
数の測定要領は以下の通りである。酸化磨耗率：４０×４０×４０mmの試料を切り出し、１
２００℃×３０分間酸化雰囲気の炉内で回転させて、該
試験の前後での重量減少率を酸化磨耗率として表示。酸化係数：同じく４０×４０×４０mmの試料を酸化雰囲
気の電気炉で１５００℃×１ＨＲ保持したのち、その切
断面における脱炭（変質）層の厚みをもって表示。侵食指数：１７００℃×３ＨＲ、塩基度（ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ₂）≒２．０、ＦｅＯ１８％のスラグに浸漬し、その
損耗量を表示。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＣａＯ成
分を豊富に含有する不焼成マグネシア・ドロマイト・カ
ーボンれんがに、取扱が比較的容易で製造工程や硬化剤
の選定に注意をはらう必要のないＣａＢ₆を添加するこ
とにより、耐食性を低下することなく耐酸化性を向上さ
せることができ、より耐用期間を長くすることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルシア（ＣａＯ）成分を２５重量％以
上含有するドロマイト質原料と、カルシア（ＣａＯ）成
分を２５重量％以上含有するマグネシア・カルシア質原
料との少なくともいずれか一方の原料２０〜７５重量％
と、炭素（Ｃ）質原料５〜３０重量％と、マグネシア原料を残余成分とした配合を耐火母材とし、
該耐火母材に対し、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ₆）を
外掛けで０．１〜１．０重量％添加したことを特徴とす
る不焼成マグネシア・ドロマイト・カーボンれんが。