JPH05148011A - ＭｇＯ−Ｃ質耐火物 - Google Patents
ＭｇＯ−Ｃ質耐火物Info
- Publication number
- JPH05148011A JPH05148011A JP3318791A JP31879191A JPH05148011A JP H05148011 A JPH05148011 A JP H05148011A JP 3318791 A JP3318791 A JP 3318791A JP 31879191 A JP31879191 A JP 31879191A JP H05148011 A JPH05148011 A JP H05148011A
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- Japan
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- refractory
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- mgo
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ３〜５０重量％の黒鉛と９７〜５０重量％の
マグネシアを含有する耐火物原料に、水面被覆面積が１
００００ｃｍ2／ｇ以下の鱗片状の金属アルミニウム片
を前記耐火物原料に対して１〜１０重量％配合する。 【効果】金属アルミニウム以外の他の物質の添加による
物性の低下を生じることなしに、優れた耐酸化性と耐消
化性の双方を同時に実現できる。
マグネシアを含有する耐火物原料に、水面被覆面積が１
００００ｃｍ2／ｇ以下の鱗片状の金属アルミニウム片
を前記耐火物原料に対して１〜１０重量％配合する。 【効果】金属アルミニウム以外の他の物質の添加による
物性の低下を生じることなしに、優れた耐酸化性と耐消
化性の双方を同時に実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば各種製鋼炉等
に使用される耐消化性および耐酸化性に優れたＭｇＯ−
Ｃ質耐火物に関する。
に使用される耐消化性および耐酸化性に優れたＭｇＯ−
Ｃ質耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、炭素を含有する不焼成耐火物
に金属アルミニウム粉末を添加してその耐酸化性を向上
させる技術は、例えば特公昭６０−２２６９号公報によ
り提案されている。
に金属アルミニウム粉末を添加してその耐酸化性を向上
させる技術は、例えば特公昭６０−２２６９号公報によ
り提案されている。
【０００３】この技術は、マグネシア（ＭｇＯ）を主成
分として含む塩基性耐火原料１００重量部に、炭素ない
し炭素含有物質を炭素に換算して１〜５０重量部配合
し、さらに金属アルミニウム粉末を前記塩基性耐火原料
と前記炭素ないし炭素含有物質の合量１００重量部に対
して０．５〜１０重量部配合するものである。
分として含む塩基性耐火原料１００重量部に、炭素ない
し炭素含有物質を炭素に換算して１〜５０重量部配合
し、さらに金属アルミニウム粉末を前記塩基性耐火原料
と前記炭素ないし炭素含有物質の合量１００重量部に対
して０．５〜１０重量部配合するものである。
【０００４】この提案技術で得られる炭素含有不焼成耐
火物は、高温域（通常１０００゜Ｃ以上）において炭素
より大きい酸素親和力を持つ金属アルミニウム粉末を添
加しているので、この耐火物を成形して炉を構成する
と、その炉を使用する際の加熱により金属アルミニウム
が酸化してＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3等の酸化物を生
成する。それらアルミニウム酸化物は、生成時に体積が
膨張するため、この耐火物は成形時に存在していた粒子
間間隙がほぼ完全に塞がれ、緻密化する。こうして高強
度と低通気性が得られる。
火物は、高温域（通常１０００゜Ｃ以上）において炭素
より大きい酸素親和力を持つ金属アルミニウム粉末を添
加しているので、この耐火物を成形して炉を構成する
と、その炉を使用する際の加熱により金属アルミニウム
が酸化してＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3等の酸化物を生
成する。それらアルミニウム酸化物は、生成時に体積が
膨張するため、この耐火物は成形時に存在していた粒子
間間隙がほぼ完全に塞がれ、緻密化する。こうして高強
度と低通気性が得られる。
【０００５】その結果、マグネシアを含む耐火材粉末同
士、炭素粉末同士あるいは耐火材粉末と炭素粉末との界
面は、金属酸化物であるＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ・Ａ
ｌ2Ｏ3等で緻密に結合されるため、耐酸化性が向上す
る。
士、炭素粉末同士あるいは耐火材粉末と炭素粉末との界
面は、金属酸化物であるＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ・Ａ
ｌ2Ｏ3等で緻密に結合されるため、耐酸化性が向上す
る。
【０００６】この技術で使用する原料耐火物粉末は、マ
グネシア、マグクロ、クロマグ、ドロマイト、マグド
ロ、ドロマグ等のマグネシアを主成分として含む塩基性
酸化物粉末であり、好ましくはマグネシア粉末である。
グネシア、マグクロ、クロマグ、ドロマイト、マグド
ロ、ドロマグ等のマグネシアを主成分として含む塩基性
酸化物粉末であり、好ましくはマグネシア粉末である。
【０００７】この技術で使用する炭素源は、カーボンブ
ラック、黒鉛等の炭素を主成分とするもの、還元雰囲気
で仮焼することにより分解して炭素を生成するコールタ
ール、石油タール、ピッチ等の含炭素化合物である。
ラック、黒鉛等の炭素を主成分とするもの、還元雰囲気
で仮焼することにより分解して炭素を生成するコールタ
ール、石油タール、ピッチ等の含炭素化合物である。
【０００８】この技術で使用する金属アルミニウム粉末
の粒径は、特に限定されないが、好ましくは炭素粒子と
同程度またはその１／１０程度である。
の粒径は、特に限定されないが、好ましくは炭素粒子と
同程度またはその１／１０程度である。
【０００９】また、特開昭５５−１０７７４９号公報で
は、炭素を含有する耐火物原料に金属アルミニウム粉末
を添加した耐火物を用いて炉を構成した場合、その炉が
使用時の加熱条件下あるいはいったん冷却された時に水
分に接触すると、耐火物の組織が劣化し、耐火物に亀裂
が生じたり崩壊したりする問題があることが指摘されて
いる。
は、炭素を含有する耐火物原料に金属アルミニウム粉末
を添加した耐火物を用いて炉を構成した場合、その炉が
使用時の加熱条件下あるいはいったん冷却された時に水
分に接触すると、耐火物の組織が劣化し、耐火物に亀裂
が生じたり崩壊したりする問題があることが指摘されて
いる。
【００１０】すなわち、炭素含有耐火物原料に金属アル
ミニウム粉末を添加した耐火物を用いた炉では、使用時
の加熱状況下においてその耐火物中の金属アルミニウム
粉末と炭素が結合してアルミニウム炭化物Ａｌ4Ｃ3が生
成されているので、このアルミニウム炭化物に水分が接
触すると、例えば Ａｌ4Ｃ3 ＋ １２Ｈ2Ｏ → ３ＣＨ4 ＋ ４Ａｌ（ＯＨ）3 のような水和反応（消化）が進行するため、耐火物の組
織が劣化するのである。この水和反応は、金属アルミニ
ウム粉末の量が多いほど顕著である。
ミニウム粉末を添加した耐火物を用いた炉では、使用時
の加熱状況下においてその耐火物中の金属アルミニウム
粉末と炭素が結合してアルミニウム炭化物Ａｌ4Ｃ3が生
成されているので、このアルミニウム炭化物に水分が接
触すると、例えば Ａｌ4Ｃ3 ＋ １２Ｈ2Ｏ → ３ＣＨ4 ＋ ４Ａｌ（ＯＨ）3 のような水和反応（消化）が進行するため、耐火物の組
織が劣化するのである。この水和反応は、金属アルミニ
ウム粉末の量が多いほど顕著である。
【００１１】同公報にはさらに、その水和反応は、金属
アルミニウム粉末に加えてさらにシリコン粉末を添加す
れば阻止できることが指摘されている。
アルミニウム粉末に加えてさらにシリコン粉末を添加す
れば阻止できることが指摘されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、マグネシアと炭素を含む耐火物原料に金属アルミニ
ウム粉末を添加した耐火物において、耐消化性を向上さ
せるためには、添加する金属アルミニウム粉末の量を抑
制し、あるいは新たにシリコン粉末を添加しなければな
らない。
ば、マグネシアと炭素を含む耐火物原料に金属アルミニ
ウム粉末を添加した耐火物において、耐消化性を向上さ
せるためには、添加する金属アルミニウム粉末の量を抑
制し、あるいは新たにシリコン粉末を添加しなければな
らない。
【００１３】しかし、酸化防止剤としての金属アルミニ
ウム粉末の量を抑制すると、耐酸化性の向上が充分に図
れないという問題が生じる。他方、金属アルミニウム粉
末の量を抑制せずに新たにシリコン粉末を添加すると、
耐酸化性は充分向上できるが、高塩基性スラグに対する
耐食性が低下するという問題が生じる。
ウム粉末の量を抑制すると、耐酸化性の向上が充分に図
れないという問題が生じる。他方、金属アルミニウム粉
末の量を抑制せずに新たにシリコン粉末を添加すると、
耐酸化性は充分向上できるが、高塩基性スラグに対する
耐食性が低下するという問題が生じる。
【００１４】上記事情に鑑み、この発明の発明者は、マ
グネシアと炭素を含む耐火物原料について、金属アルミ
ニウム粉末の添加により充分な耐酸化性の向上を図りな
がら同時に耐消化性を向上させるべく鋭意研究をした結
果、金属アルミニウム粉末を鱗片状として前記耐火物原
料に添加すると、シリコン粉末を添加しなくても耐消化
性を向上できることを見出し、この発明をなすに至った
ものである。
グネシアと炭素を含む耐火物原料について、金属アルミ
ニウム粉末の添加により充分な耐酸化性の向上を図りな
がら同時に耐消化性を向上させるべく鋭意研究をした結
果、金属アルミニウム粉末を鱗片状として前記耐火物原
料に添加すると、シリコン粉末を添加しなくても耐消化
性を向上できることを見出し、この発明をなすに至った
ものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明のＭｇＯ−Ｃ質
耐火物は、３〜５０重量％の黒鉛と９７〜５０重量％の
マグネシアを含有する耐火物原料に、水面被覆面積が１
００００ｃｍ2／ｇ以下の鱗片状の金属アルミニウム片
を前記耐火物原料に対して１〜１０重量％配合してなる
ことを特徴とする。
耐火物は、３〜５０重量％の黒鉛と９７〜５０重量％の
マグネシアを含有する耐火物原料に、水面被覆面積が１
００００ｃｍ2／ｇ以下の鱗片状の金属アルミニウム片
を前記耐火物原料に対して１〜１０重量％配合してなる
ことを特徴とする。
【００１６】この発明のＭｇＯ−Ｃ質耐火物では、３〜
５０重量％の黒鉛と９７〜５０重量％のマグネシアを含
有する耐火物原料は、公知のものから適当に選定する。
５０重量％の黒鉛と９７〜５０重量％のマグネシアを含
有する耐火物原料は、公知のものから適当に選定する。
【００１７】鱗片状の金属アルミニウム片の水面被覆面
積を１００００ｃｍ2／ｇ以下に限定したのは、１００
００ｃｍ2／ｇを越えると成形性が極めて悪くなり、ま
た空気中の水分等と反応して変質しやすくなるからであ
る。入手の容易性を考慮すれば、この鱗片状金属アルミ
ニウム片の水面被覆面積は１０００ｃｍ2／ｇ以上とす
るのが好ましい。
積を１００００ｃｍ2／ｇ以下に限定したのは、１００
００ｃｍ2／ｇを越えると成形性が極めて悪くなり、ま
た空気中の水分等と反応して変質しやすくなるからであ
る。入手の容易性を考慮すれば、この鱗片状金属アルミ
ニウム片の水面被覆面積は１０００ｃｍ2／ｇ以上とす
るのが好ましい。
【００１８】ここで「水面被覆面積」とは、単位量（例
えば１ｇ）の鱗片状の金属アルミニウム片を水面上に重
なることなく分散させた時に、それらの金属アルミニウ
ム片が水面を覆う面積を意味する。
えば１ｇ）の鱗片状の金属アルミニウム片を水面上に重
なることなく分散させた時に、それらの金属アルミニウ
ム片が水面を覆う面積を意味する。
【００１９】鱗片状の金属アルミニウム片の配合量を耐
火物原料の全量に対して１〜１０重量％に限定したの
は、１重量％未満では耐酸化性を向上させる効果が十分
得られず、１０重量％を越えるとＡｌ2０3、ＭｇＯ・Ａ
ｌ2０3等の生成時の体積膨張が大きくなり過ぎ、却って
強度低下等の好ましくない現象が生じるからである。
火物原料の全量に対して１〜１０重量％に限定したの
は、１重量％未満では耐酸化性を向上させる効果が十分
得られず、１０重量％を越えるとＡｌ2０3、ＭｇＯ・Ａ
ｌ2０3等の生成時の体積膨張が大きくなり過ぎ、却って
強度低下等の好ましくない現象が生じるからである。
【００２０】
【作用】この発明のＭｇＯ−Ｃ質耐火物では、適当な形
状に成形して炉等を構成した場合に、黒鉛の酸化防止剤
として添加された鱗片状の金属アルミニウム片は、使用
時の加熱状況下において黒鉛と反応して炭化物Ａｌ4Ｃ3
を生成しないか、生成しても極めて少量である。したが
って、このＭｇＯ−Ｃ質耐火物が水分と接触しても、水
和反応（消化）によって耐火物の組織が劣化する恐れは
ない。
状に成形して炉等を構成した場合に、黒鉛の酸化防止剤
として添加された鱗片状の金属アルミニウム片は、使用
時の加熱状況下において黒鉛と反応して炭化物Ａｌ4Ｃ3
を生成しないか、生成しても極めて少量である。したが
って、このＭｇＯ−Ｃ質耐火物が水分と接触しても、水
和反応（消化）によって耐火物の組織が劣化する恐れは
ない。
【００２１】前記使用時の加熱状況下では、酸化物であ
るＡｌ2０3、ＭｇＯ・Ａｌ2０3等は生成されるので、従
来と同様に、それらの生成の際の体積膨張によってこの
ＭｇＯ−Ｃ質耐火物の緻密化が促進される。したがっ
て、従来と同様の高強度と低通気性が達成できる。
るＡｌ2０3、ＭｇＯ・Ａｌ2０3等は生成されるので、従
来と同様に、それらの生成の際の体積膨張によってこの
ＭｇＯ−Ｃ質耐火物の緻密化が促進される。したがっ
て、従来と同様の高強度と低通気性が達成できる。
【００２２】よって、鱗片状金属アルミニウム片の量を
限度内でできるだけ多く添加することにより、優れた耐
酸化性と耐消化性の双方を同時に実現することができ
る。
限度内でできるだけ多く添加することにより、優れた耐
酸化性と耐消化性の双方を同時に実現することができ
る。
【００２３】
【実施例】次に、実施例によりこの発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００２４】（実施例１〜４）表１に示す重量比で、焼
結マグネシアと鱗片状黒鉛に、水面被覆面積２０００ｃ
ｍ2／ｇの鱗片状の金属アルミニウム片を配合し、フェ
ノール樹脂を用いて混練した後、成形した。その後、２
００゜Ｃで加熱処理して試料を作成した。
結マグネシアと鱗片状黒鉛に、水面被覆面積２０００ｃ
ｍ2／ｇの鱗片状の金属アルミニウム片を配合し、フェ
ノール樹脂を用いて混練した後、成形した。その後、２
００゜Ｃで加熱処理して試料を作成した。
【００２５】得られた試料について、１４００゜Ｃで還
元加熱処理し、見掛気孔率と曲げ強度を測定した。
元加熱処理し、見掛気孔率と曲げ強度を測定した。
【００２６】次に、耐酸化性を調べるため、１４００゜
Ｃの空気中で３時間加熱し、脱炭層の厚さを調べた。
Ｃの空気中で３時間加熱し、脱炭層の厚さを調べた。
【００２７】また、耐消化性を調べるため、３５゜Ｃの
飽和水蒸気雰囲気下に５日間保持し、生じた亀裂の程度
を観察した。
飽和水蒸気雰囲気下に５日間保持し、生じた亀裂の程度
を観察した。
【００２８】（比較例１〜５）表１に示す重量比で、鱗
片状の金属アルミニウム片の代わりに粒状（粒径は粗、
中、細の３種）の金属アルミニウム粉末を配合し、実施
例１〜４と同様の方法で試料を作成した。
片状の金属アルミニウム片の代わりに粒状（粒径は粗、
中、細の３種）の金属アルミニウム粉末を配合し、実施
例１〜４と同様の方法で試料を作成した。
【００２９】また、実施例１〜４と同様の方法で、見掛
気孔率と曲げ強度を測定し、耐酸化性および耐消化性を
調べた。
気孔率と曲げ強度を測定し、耐酸化性および耐消化性を
調べた。
【００３０】これらの結果は表１の通りである。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から分かるように、見掛気孔率につい
ては、実施例１〜４は比較例１〜５と同等の値を持つ。
曲げ強度については、比較例３〜５は実施例１〜４と同
等の値を持つが、比較例１および２は大幅に低下してい
る。
ては、実施例１〜４は比較例１〜５と同等の値を持つ。
曲げ強度については、比較例３〜５は実施例１〜４と同
等の値を持つが、比較例１および２は大幅に低下してい
る。
【００３３】また、耐酸化性については、実施例１〜４
は比較例１〜５と同等の値を持つ。耐消化性について
は、比較例１および２は実施例１〜４と同様に亀裂が見
られないが、比較例３〜５は亀裂が生じており、実施例
１〜４に比べて耐消化性に劣っている。
は比較例１〜５と同等の値を持つ。耐消化性について
は、比較例１および２は実施例１〜４と同様に亀裂が見
られないが、比較例３〜５は亀裂が生じており、実施例
１〜４に比べて耐消化性に劣っている。
【００３４】このように、この発明のＭｇＯ−Ｃ質耐火
物は、従来のＭｇＯ−Ｃ質耐火物に比べて、同等以上の
高強度、低通気性、耐酸化性および耐消化性を持ってい
るのに対し、比較例１〜５は、実施例１〜４に比べると
見掛け気孔率、曲げ強度、耐酸化性および耐消化性のう
ちのいずれかにおいて劣っていることが分かる。
物は、従来のＭｇＯ−Ｃ質耐火物に比べて、同等以上の
高強度、低通気性、耐酸化性および耐消化性を持ってい
るのに対し、比較例１〜５は、実施例１〜４に比べると
見掛け気孔率、曲げ強度、耐酸化性および耐消化性のう
ちのいずれかにおいて劣っていることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のＭｇＯ
−Ｃ質耐火物は、金属アルミニウム以外の他の物質の添
加による物性の低下を生じることなしに、優れた耐酸化
性と耐消化性の双方を同時に実現することができる効果
がある。
−Ｃ質耐火物は、金属アルミニウム以外の他の物質の添
加による物性の低下を生じることなしに、優れた耐酸化
性と耐消化性の双方を同時に実現することができる効果
がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木島 正彦 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミツクス株式会社刈谷製造所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ３〜５０重量％の黒鉛と９７〜５０重量
％のマグネシアを含有する耐火物原料に、水面被覆面積
が１００００ｃｍ2／ｇ以下の鱗片状の金属アルミニウ
ム片を前記耐火物原料に対して１〜１０重量％配合して
なることを特徴とするＭｇＯ−Ｃ質耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3318791A JPH05148011A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | ＭｇＯ−Ｃ質耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3318791A JPH05148011A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | ＭｇＯ−Ｃ質耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148011A true JPH05148011A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18102988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3318791A Pending JPH05148011A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | ＭｇＯ−Ｃ質耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05148011A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012117626A1 (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | 黒崎播磨株式会社 | 耐火物 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3318791A patent/JPH05148011A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012117626A1 (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | 黒崎播磨株式会社 | 耐火物 |
| JP2012180246A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Kurosaki Harima Corp | 耐火物 |
| CN103402946A (zh) * | 2011-03-02 | 2013-11-20 | 黑崎播磨株式会社 | 耐火物 |
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