JPH05170519A - マグネシア・炭素質耐火物 - Google Patents
マグネシア・炭素質耐火物Info
- Publication number
- JPH05170519A JPH05170519A JP3345156A JP34515691A JPH05170519A JP H05170519 A JPH05170519 A JP H05170519A JP 3345156 A JP3345156 A JP 3345156A JP 34515691 A JP34515691 A JP 34515691A JP H05170519 A JPH05170519 A JP H05170519A
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- JP
- Japan
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- refractory
- magnesia
- raw material
- carbonaceous
- powder
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マグネシア質原料と炭素質原料とを配合した
マグネシア・炭素質耐火物に関し、耐酸化性をさらに向
上させたマグネシア・炭素質耐火物を提供することを目
的とする。 【構成】 炭素質原料５〜３０重量％と、マグネシア質
原料７０〜９５重量％とを配合し、合量１００重量％と
した耐火材原料に、外掛け０．１〜１．０重量％の三ホ
ウ化ケイ素（ＳｉＢ3 ）粉末と、外掛け０．１〜１０重
量％のケイ化ジルコニウム（ＺｒＳｉ2 ）粉末とを添加
した構成とする。
マグネシア・炭素質耐火物に関し、耐酸化性をさらに向
上させたマグネシア・炭素質耐火物を提供することを目
的とする。 【構成】 炭素質原料５〜３０重量％と、マグネシア質
原料７０〜９５重量％とを配合し、合量１００重量％と
した耐火材原料に、外掛け０．１〜１．０重量％の三ホ
ウ化ケイ素（ＳｉＢ3 ）粉末と、外掛け０．１〜１０重
量％のケイ化ジルコニウム（ＺｒＳｉ2 ）粉末とを添加
した構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は耐火物に関し、特にマ
グネシア質原料と炭素質原料とを配合したマグネシア・
炭素質耐火物に関するものである。
グネシア質原料と炭素質原料とを配合したマグネシア・
炭素質耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、黒鉛等の炭素質原料を含有する耐
火物は、マグネシア質原料、アルミナ質原料、ばん土頁
岩等の耐火材原料のみを配合した耐火物に較べ、熱伝導
率が高く、熱膨張率が低いため、耐スポーリング性に優
れ、また上記炭素質原料は、溶融金属やスラグ等に濡れ
難い性質を有するところから耐食性にも優れている。さ
らに、上記炭素質原料は該耐火物の過焼結を防止する等
の機能も有することから、近年その使用分野に急速に拡
大している。例えば焼結マグネシア、電融マグネシア等
の耐火材原料と、黒鉛、ピッチ等の炭素質原料とを配合
したマグネシア・炭素質耐火物は、各種溶鋼炉、溶融金
属容器等の内張面に使用され、炉寿命の延長に寄与して
おり、この他の耐火材原料との組合せで実炉に使用され
ている。
火物は、マグネシア質原料、アルミナ質原料、ばん土頁
岩等の耐火材原料のみを配合した耐火物に較べ、熱伝導
率が高く、熱膨張率が低いため、耐スポーリング性に優
れ、また上記炭素質原料は、溶融金属やスラグ等に濡れ
難い性質を有するところから耐食性にも優れている。さ
らに、上記炭素質原料は該耐火物の過焼結を防止する等
の機能も有することから、近年その使用分野に急速に拡
大している。例えば焼結マグネシア、電融マグネシア等
の耐火材原料と、黒鉛、ピッチ等の炭素質原料とを配合
したマグネシア・炭素質耐火物は、各種溶鋼炉、溶融金
属容器等の内張面に使用され、炉寿命の延長に寄与して
おり、この他の耐火材原料との組合せで実炉に使用され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記炭
素質原料は空気中等の酸化性雰囲気下では極めて容易に
酸化され、一酸化炭素あるいは二酸化炭素となって消失
し、急速に前記の長所が損なわれる欠点がある。
素質原料は空気中等の酸化性雰囲気下では極めて容易に
酸化され、一酸化炭素あるいは二酸化炭素となって消失
し、急速に前記の長所が損なわれる欠点がある。
【０００４】そこでこのような炭素含有耐火物の耐酸化
性を向上させるために、例えば、特開昭５４−３９４２
２号公報、特開昭５４−１６３９１３号公報、特開昭５
５−６５３４８号公報、特開昭５５−１０７７４９号公
報、特開昭５６−５９６６８号公報、特開昭５７−１６
６３６２号公報及び特開昭６０−１７６９７０号公報で
は、炭素より酸素親和力の大きい、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ等
の単体あるいはこれらの合金からなる易酸化性金属粉末
を混入することが開示されている。
性を向上させるために、例えば、特開昭５４−３９４２
２号公報、特開昭５４−１６３９１３号公報、特開昭５
５−６５３４８号公報、特開昭５５−１０７７４９号公
報、特開昭５６−５９６６８号公報、特開昭５７−１６
６３６２号公報及び特開昭６０−１７６９７０号公報で
は、炭素より酸素親和力の大きい、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ等
の単体あるいはこれらの合金からなる易酸化性金属粉末
を混入することが開示されている。
【０００５】また、耐火物組織内に存在する炭素質原料
粒子を珪酸塩、硫酸塩、燐酸塩等のガラス質の被膜で覆
い、酸素との接触を遮断して酸化を防止せしめるような
物理的手段も用いられている。あるいは、六硼化珪素を
添加し、稼働面の稼働温度下で生成されるＢ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系ガラス相による被膜で炭素質原料表面を被覆す
るといった手段も用いられている。
粒子を珪酸塩、硫酸塩、燐酸塩等のガラス質の被膜で覆
い、酸素との接触を遮断して酸化を防止せしめるような
物理的手段も用いられている。あるいは、六硼化珪素を
添加し、稼働面の稼働温度下で生成されるＢ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系ガラス相による被膜で炭素質原料表面を被覆す
るといった手段も用いられている。
【０００６】しかしながら、上記いずれの手段によって
も一定の耐酸化性が向上したことは認められるものの、
充分とはいえずさらなる耐酸化性の向上が求められてい
るのが現状である。
も一定の耐酸化性が向上したことは認められるものの、
充分とはいえずさらなる耐酸化性の向上が求められてい
るのが現状である。
【０００７】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、耐酸化性をさらに向上させたマグネシ
ア・炭素質耐火物を提供することを目的とするものであ
る。
たものであって、耐酸化性をさらに向上させたマグネシ
ア・炭素質耐火物を提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明では以下の手段を採用する。すなわち、炭素
質原料５〜３０重量％と、マグネシア質原料７０〜９５
重量％とを配合し、合量１００重量％とした耐火材原料
に、外掛け０．１〜１．０重量％の三ホウ化ケイ素（以
下、ＳｉＢ3 と記載する）粉末と、外掛け０．１〜１０
重量％のケイ化ジルコニウム（以下、ＺｒＳｉ2 と記載
する）粉末とを添加したマグネシア・炭素質耐火物であ
る。
にこの発明では以下の手段を採用する。すなわち、炭素
質原料５〜３０重量％と、マグネシア質原料７０〜９５
重量％とを配合し、合量１００重量％とした耐火材原料
に、外掛け０．１〜１．０重量％の三ホウ化ケイ素（以
下、ＳｉＢ3 と記載する）粉末と、外掛け０．１〜１０
重量％のケイ化ジルコニウム（以下、ＺｒＳｉ2 と記載
する）粉末とを添加したマグネシア・炭素質耐火物であ
る。
【０００９】
【作用】上記構成におけるＳｉＢ3 粉末は、耐火物表面
付近で酸化され、ＳｉＯ2 とＢ 2 Ｏ3 を生成し、粘性の
高い融液で炭素質原料を被覆し、その酸化を防止する。
付近で酸化され、ＳｉＯ2 とＢ 2 Ｏ3 を生成し、粘性の
高い融液で炭素質原料を被覆し、その酸化を防止する。
【００１０】また、ＺｒＳｉ2 粉末も、耐火物表面付近
で酸化され、ＺｒＯ2 、ＳｉＯ2 を生成し、この際の体
積膨張によりれんが組織を緻密化し、スラグの侵入を阻
止して炭素成分の酸化を防止する。更に、このＺｒＳｉ
2 粉末は、耐火物内部においては一部は炭素と反応し、
炭化物として組織を強固にするとともに、他の一部は下
記化学式(1) のように、ＣＯと反応し、生成した炭素が
消失分を補う作用を奏する。
で酸化され、ＺｒＯ2 、ＳｉＯ2 を生成し、この際の体
積膨張によりれんが組織を緻密化し、スラグの侵入を阻
止して炭素成分の酸化を防止する。更に、このＺｒＳｉ
2 粉末は、耐火物内部においては一部は炭素と反応し、
炭化物として組織を強固にするとともに、他の一部は下
記化学式(1) のように、ＣＯと反応し、生成した炭素が
消失分を補う作用を奏する。
【００１１】 ＺｒＳｉ2 ＋６ＣＯ→ＺｒＯ2 ＋２ＳｉＯ2 ＋６Ｃ …(1) この発明が適用される耐火物の耐火材原料としてのマグ
ネシア質原料は、焼結マグネシア、天然マグネシア、電
融マグネシア回収粉等の原料が使用でき、特に限定され
ない。
ネシア質原料は、焼結マグネシア、天然マグネシア、電
融マグネシア回収粉等の原料が使用でき、特に限定され
ない。
【００１２】また、黒鉛等、炭素原料としては土状黒
鉛、鱗状黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、石油コー
クス等が使用でき、特に制限はないが、鱗状黒鉛の使用
が好ましい。
鉛、鱗状黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、石油コー
クス等が使用でき、特に制限はないが、鱗状黒鉛の使用
が好ましい。
【００１３】上記黒鉛等の炭素質原料の配合割合は、該
耐火物の使用目的によって異なるが、耐火材原料全量を
１００重量％とした場合では５〜３０重量％が好まし
く、５重量％未満となると炭素質原料の配合によって発
揮される耐スポーリング性の向上がみられなくなり、ま
た、３０重量％を超えると耐食性が低下し、いずれも好
ましくない。
耐火物の使用目的によって異なるが、耐火材原料全量を
１００重量％とした場合では５〜３０重量％が好まし
く、５重量％未満となると炭素質原料の配合によって発
揮される耐スポーリング性の向上がみられなくなり、ま
た、３０重量％を超えると耐食性が低下し、いずれも好
ましくない。
【００１４】本発明に使用されるＳｉＢ3 粉末の粒径
は、反応性、均一性、分散性等の反応活性化の面から２
５０μｍ以下、更に好ましくは４４μｍ以下のものを使
用することが好ましい。また、このＳｉＢ3 粉末の添加
量は耐火材原料全量を１００重量％とした場合、外掛け
で０．１〜１．０重量％とし、０．１重量％未満では所
期の効果が得られず、一方、１．０重量％を超えると耐
酸化性はあるものの、融液が過剰に生成し、却って耐食
性が低下し、好ましくない。
は、反応性、均一性、分散性等の反応活性化の面から２
５０μｍ以下、更に好ましくは４４μｍ以下のものを使
用することが好ましい。また、このＳｉＢ3 粉末の添加
量は耐火材原料全量を１００重量％とした場合、外掛け
で０．１〜１．０重量％とし、０．１重量％未満では所
期の効果が得られず、一方、１．０重量％を超えると耐
酸化性はあるものの、融液が過剰に生成し、却って耐食
性が低下し、好ましくない。
【００１５】ＺｒＳｉ2 粉末の粒径もＳｉＢ3 と同じ理
由で２５０μｍ以下、更に好ましくは４４μｍ以下のも
のを使用することが好ましい。また、このＺｒＳｉ2 粉
末の添加量は耐火材原料全量を１００重量％とした場
合、外掛けで０．１〜１０重量％とし、０．１重量％未
満では所期の効果が得られず、一方、１０重量％を超え
ると却って耐食性が低下し、好ましくない。
由で２５０μｍ以下、更に好ましくは４４μｍ以下のも
のを使用することが好ましい。また、このＺｒＳｉ2 粉
末の添加量は耐火材原料全量を１００重量％とした場
合、外掛けで０．１〜１０重量％とし、０．１重量％未
満では所期の効果が得られず、一方、１０重量％を超え
ると却って耐食性が低下し、好ましくない。
【００１６】尚、本発明は、上記耐火材原料と、ＳｉＢ
3 粉末及びＺｒＳｉ2 粉末に加え、タール、ピッチ、フ
ェノールレジン等の残留炭素量の多い有機結合剤の１種
または２種以上を加え、混練、成形した後、２５〜２０
０℃程度で乾燥、あるいは熱処理し、不焼成耐火物を得
ることができる。また還元雰囲気下で焼成して焼成耐火
物とすることもできる。
3 粉末及びＺｒＳｉ2 粉末に加え、タール、ピッチ、フ
ェノールレジン等の残留炭素量の多い有機結合剤の１種
または２種以上を加え、混練、成形した後、２５〜２０
０℃程度で乾燥、あるいは熱処理し、不焼成耐火物を得
ることができる。また還元雰囲気下で焼成して焼成耐火
物とすることもできる。
【００１７】
【実施例】以下、実施例をもとに本発明に関し、従来技
術による比較例と対照しながら説明する。
術による比較例と対照しながら説明する。
【００１８】表１に示す本発明品及び比較品（耐火材原
料と、バインダーとしてのピッチ、フェノールレジンは
共通して配合）に、本発明のＳｉＢ3 粉末とＺｒＳｉ2
粉末、及び従来の易酸化性金属等を表記の添加量で添加
し、常温で５０分間混練後、１０００kgf/cm2 の圧力で
４０×４０×１６０mmの形状に加圧成形を行い、１８０
℃で１５時間熱処理した。得られた不焼成耐火物の特性
を併せて表１の下欄に示す。
料と、バインダーとしてのピッチ、フェノールレジンは
共通して配合）に、本発明のＳｉＢ3 粉末とＺｒＳｉ2
粉末、及び従来の易酸化性金属等を表記の添加量で添加
し、常温で５０分間混練後、１０００kgf/cm2 の圧力で
４０×４０×１６０mmの形状に加圧成形を行い、１８０
℃で１５時間熱処理した。得られた不焼成耐火物の特性
を併せて表１の下欄に示す。
【００１９】この表からも明らかに本発明品は比較品に
比し、耐酸化性、耐食性に優れていることがわかる。
尚、溶損指数は、ＣａＯ／ＳｉＯ2 比＝２のスラグ中に
３時間、１６００℃の条件でのロータリースラグテスト
を行い、比較品１の溶損量を１００とした相対的な数値
で示した。
比し、耐酸化性、耐食性に優れていることがわかる。
尚、溶損指数は、ＣａＯ／ＳｉＯ2 比＝２のスラグ中に
３時間、１６００℃の条件でのロータリースラグテスト
を行い、比較品１の溶損量を１００とした相対的な数値
で示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明によればマグネシ
ア・炭素質耐火物にＳｉＢ3 粉末およびＺｒＳｉ2 粉末
を添加することにより、耐スポーリング性、熱間強度を
損なうことなく、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効果がある。
ア・炭素質耐火物にＳｉＢ3 粉末およびＺｒＳｉ2 粉末
を添加することにより、耐スポーリング性、熱間強度を
損なうことなく、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効果がある。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素質原料５〜３０重量％と、マグネシ
ア質原料７０〜９５重量％とを配合し、合量１００重量
％とした耐火材原料に、 外掛け０．１〜１．０重量％の三ホウ化ケイ素（SiB3）
粉末と、外掛け０．１〜１０重量％のケイ化ジルコニウ
ム（ZrSi2)粉末とを添加したことを特徴とするマグネシ
ア・炭素質耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345156A JPH05170519A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | マグネシア・炭素質耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345156A JPH05170519A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | マグネシア・炭素質耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170519A true JPH05170519A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18374667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3345156A Pending JPH05170519A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | マグネシア・炭素質耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05170519A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114315320A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 耐镁佳(营口)金属有限公司 | 一种氧化镁耐火材料及其应用 |
| CN115322001A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-11-11 | 江阴誉球耐火材料有限公司 | 一种耐高温铁沟浇注料及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3345156A patent/JPH05170519A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114315320A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 耐镁佳(营口)金属有限公司 | 一种氧化镁耐火材料及其应用 |
| CN115322001A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-11-11 | 江阴誉球耐火材料有限公司 | 一种耐高温铁沟浇注料及其制备方法 |
| CN115322001B (zh) * | 2022-09-15 | 2023-07-07 | 江阴誉球耐火材料有限公司 | 一种耐高温铁沟浇注料及其制备方法 |
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