JPH05208861A - 炭素含有アルミナ質耐火物 - Google Patents
炭素含有アルミナ質耐火物Info
- Publication number
- JPH05208861A JPH05208861A JP4038714A JP3871492A JPH05208861A JP H05208861 A JPH05208861 A JP H05208861A JP 4038714 A JP4038714 A JP 4038714A JP 3871492 A JP3871492 A JP 3871492A JP H05208861 A JPH05208861 A JP H05208861A
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- Japan
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- refractory
- carbon
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- alumina
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、炭素含有耐火物を耐スポ−リング
性、熱間強度を維持するとともに、耐酸化性、耐食性の
向上をはかることにある。 【構成】 炭素質原料５〜９０重量％、アルミナ質耐火
原料１０〜９５重量％を含有する耐火材料に、Al対Tiの
原子比が25/1〜1/25の範囲にある Al-Ti合金粉末を外掛
で0.１〜１０重量％添加する。
性、熱間強度を維持するとともに、耐酸化性、耐食性の
向上をはかることにある。 【構成】 炭素質原料５〜９０重量％、アルミナ質耐火
原料１０〜９５重量％を含有する耐火材料に、Al対Tiの
原子比が25/1〜1/25の範囲にある Al-Ti合金粉末を外掛
で0.１〜１０重量％添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素含有耐火物に関
し、特に炭素含有アルミナ質耐火物に関する。
し、特に炭素含有アルミナ質耐火物に関する。
【０００２】
【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比べて高熱伝
導率のものであるとともに、低熱膨張率であるため、耐
スポ−リング性に優れ、かつ溶融金属やスラグ等に濡れ
難く、耐食性にも優れている。
は、アルミナ、ばん土頁岩等の耐火材料に比べて高熱伝
導率のものであるとともに、低熱膨張率であるため、耐
スポ−リング性に優れ、かつ溶融金属やスラグ等に濡れ
難く、耐食性にも優れている。
【０００３】また、これらの耐火物は、該耐火物の過焼
結を防止する等の機能をも有していることから、近年そ
の使用分野は急速に拡大している。焼結アルミナ、電融
アルミナ、焼成ばん土頁岩と鱗状黒鉛を使用したアルミ
ナ・カ−ボン質耐火物は、電気炉、混銑車等に多く使用
され、これらの炉の寿命の延長に寄与している。
結を防止する等の機能をも有していることから、近年そ
の使用分野は急速に拡大している。焼結アルミナ、電融
アルミナ、焼成ばん土頁岩と鱗状黒鉛を使用したアルミ
ナ・カ−ボン質耐火物は、電気炉、混銑車等に多く使用
され、これらの炉の寿命の延長に寄与している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな炭素含有耐火物は、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。
うな炭素含有耐火物は、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。
【０００５】そこで、Al、Si、Mg等の酸化しやすい金属
を単独またはその合金を耐火材料に添加する方法や、 B
4 C 、SiC 等の炭化物を添加する方法が知られている。
また、六硼化珪素（ SiB6 ）や硼酸塩の添加によって、
耐火物使用時に生成するガラス相およびB 2 O 3 と耐火
骨材とが稼働時の高温下で反応し、生成する高粘性融液
で炭素質原料を被覆することを利用した方法等が提案さ
れている。
を単独またはその合金を耐火材料に添加する方法や、 B
4 C 、SiC 等の炭化物を添加する方法が知られている。
また、六硼化珪素（ SiB6 ）や硼酸塩の添加によって、
耐火物使用時に生成するガラス相およびB 2 O 3 と耐火
骨材とが稼働時の高温下で反応し、生成する高粘性融液
で炭素質原料を被覆することを利用した方法等が提案さ
れている。
【０００６】しかしながら、上記酸化しやすい金属や炭
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、充分に満足できるものではない。また、六硼化物等
の添加による方法では、安定した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
とがあり、品質が不安定となるものであった。
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、充分に満足できるものではない。また、六硼化物等
の添加による方法では、安定した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
とがあり、品質が不安定となるものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、炭素
質原料、アルミナ質耐火原料を含有する耐火材料に、Al
対Tiの原子比が25/1〜1/25の範囲にある Al-Ti合金粉末
を外掛で0.１〜１０重量％添加したことを特徴とする炭
素含有アルミナ質耐火物を提供するにある。
点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、炭素
質原料、アルミナ質耐火原料を含有する耐火材料に、Al
対Tiの原子比が25/1〜1/25の範囲にある Al-Ti合金粉末
を外掛で0.１〜１０重量％添加したことを特徴とする炭
素含有アルミナ質耐火物を提供するにある。
【０００８】
【作用】本発明によれば、炭素質原料、アルミナ質耐火
原料を含有する耐火材料に所定比の Al-Ti合金粉末を外
掛で0.１〜１０重量％添加することによって、耐スポ−
リング性および熱間強度を維持しながら、高温下での A
l-Ti合金粉末の大きな親和力や、炭素、炭化アルミニウ
ム、炭化チタン、Al2 ０3 ・Ti O2 、Al2 ０3 を生成し
て組織を緻密化して、耐酸化性および耐食性を向上でき
る。
原料を含有する耐火材料に所定比の Al-Ti合金粉末を外
掛で0.１〜１０重量％添加することによって、耐スポ−
リング性および熱間強度を維持しながら、高温下での A
l-Ti合金粉末の大きな親和力や、炭素、炭化アルミニウ
ム、炭化チタン、Al2 ０3 ・Ti O2 、Al2 ０3 を生成し
て組織を緻密化して、耐酸化性および耐食性を向上でき
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例にもとづいて説明す
る。本発明の炭素含有アルミナ質耐火物は、炭素質原
料、アルミナ質耐火原料を含有する耐火材料に、Al対Ti
の原子比が25/1〜1/25の範囲にある Al-Ti合金粉末を外
掛で0.１〜１０重量％添加したことを特徴としている。
る。本発明の炭素含有アルミナ質耐火物は、炭素質原
料、アルミナ質耐火原料を含有する耐火材料に、Al対Ti
の原子比が25/1〜1/25の範囲にある Al-Ti合金粉末を外
掛で0.１〜１０重量％添加したことを特徴としている。
【００１０】上記構成の炭素質原料としては、鱗状黒鉛
が好ましいが、土状黒鉛、石油コ−クス、石炭ピッチコ
−クス、鋳物用コ−クス、カ−ボンスラグ等の公知の材
料も使用することができる。そして、上記炭素質原料の
粒径は、特に制限するものでなく、適宜に選別すればよ
いが、通常１mm以下程度のものが好ましい。
が好ましいが、土状黒鉛、石油コ−クス、石炭ピッチコ
−クス、鋳物用コ−クス、カ−ボンスラグ等の公知の材
料も使用することができる。そして、上記炭素質原料の
粒径は、特に制限するものでなく、適宜に選別すればよ
いが、通常１mm以下程度のものが好ましい。
【００１１】アルミナ質耐火原料として、焼結アルミ
ナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ、焼ボ−キサイト、焼
成ばん土頁岩等が使用できる。
ナ、電融アルミナ、仮焼アルミナ、焼ボ−キサイト、焼
成ばん土頁岩等が使用できる。
【００１２】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、鱗状黒鉛が５重量％未満で
あれば耐スポ−リング性が低下するなど、炭素含有耐火
物の長所を十分に発揮できず、また９０重量％を超える
と熱間強度が低下して好ましくない。
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、鱗状黒鉛が５重量％未満で
あれば耐スポ−リング性が低下するなど、炭素含有耐火
物の長所を十分に発揮できず、また９０重量％を超える
と熱間強度が低下して好ましくない。
【００１３】また、アルミナ質耐火原料の配合量も耐火
物の使用目的によって異なるが、耐火材料全量に対して
１０〜９５重量％が好ましい。これらの範囲外では、耐
スポ−リング性や熱間強度が低下して好ましくない。
物の使用目的によって異なるが、耐火材料全量に対して
１０〜９５重量％が好ましい。これらの範囲外では、耐
スポ−リング性や熱間強度が低下して好ましくない。
【００１４】上記のような耐火材料に添加する Al-Ti合
金粉末は、高温下で炭素よりも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Al2 ０3 お
よびTiO2 となり、耐食性を向上させる。そして、上記A
l2 ０3 、Ti O2 の生成にともなう体積の膨張によっ
て、該酸化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。
金粉末は、高温下で炭素よりも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Al2 ０3 お
よびTiO2 となり、耐食性を向上させる。そして、上記A
l2 ０3 、Ti O2 の生成にともなう体積の膨張によっ
て、該酸化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。
【００１５】また、上記 Al-Ti合金粉末は、耐火物内部
において一部は炭素と反応し、炭化アルミニウム、炭化
チタンを形成して組織を強固にする。また、一部はCOと
反応し、Al2 ０3 、Ti O2 および炭素を生成し、組織を
緻密化するとともに炭素の酸化による消失分を補う。
において一部は炭素と反応し、炭化アルミニウム、炭化
チタンを形成して組織を強固にする。また、一部はCOと
反応し、Al2 ０3 、Ti O2 および炭素を生成し、組織を
緻密化するとともに炭素の酸化による消失分を補う。
【００１６】すなわち、Al3 Ti＋13/2 CO → 3/2Al2 ０
3 ＋Ti O2 ＋13/2 Cのように、また3/2 Al2 ０3 ＋Ti O
2 →Al2 ０3 ・ Ti O2 ＋ 1/2 Al2 ０3 のように反応
し、1gのAl3 TiからAl2 ０3 ・Ti O2 を1.41ｇ、Al2 ０
3 を0.40g 、炭素を 0.61g生成する。
3 ＋Ti O2 ＋13/2 Cのように、また3/2 Al2 ０3 ＋Ti O
2 →Al2 ０3 ・ Ti O2 ＋ 1/2 Al2 ０3 のように反応
し、1gのAl3 TiからAl2 ０3 ・Ti O2 を1.41ｇ、Al2 ０
3 を0.40g 、炭素を 0.61g生成する。
【００１７】Al-Ti合金粉末の添加量としては、Al対Ti
の原子比が25/1〜1/25の範囲のものが好ましい。これら
の範囲外では、耐火物使用時に酸化して生成するAl2 ０
3 ・Ti O2 が該 Al-Ti粉末合金の添加量に見合う量だけ
生成されず、本発明の所望の効果を発揮することができ
ない。
の原子比が25/1〜1/25の範囲のものが好ましい。これら
の範囲外では、耐火物使用時に酸化して生成するAl2 ０
3 ・Ti O2 が該 Al-Ti粉末合金の添加量に見合う量だけ
生成されず、本発明の所望の効果を発揮することができ
ない。
【００１８】また、 Al-Ti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２５０μｍ以下、
好ましくは４４μｍ以下のものを使用するのが好まし
い。
均一性、分散性、反応活性等の面から２５０μｍ以下、
好ましくは４４μｍ以下のものを使用するのが好まし
い。
【００１９】上記 Al-Ti合金粉末の添加量は、上記耐火
材料に対して、外掛で0.１〜１０重量％が好ましい。 A
l-Ti合金粉末の添加量が、0.１重量％未満では所期の効
果が得られず、１０重量％を超えると耐酸化性の点では
支障がないが、耐食性が低下して好ましくない。
材料に対して、外掛で0.１〜１０重量％が好ましい。 A
l-Ti合金粉末の添加量が、0.１重量％未満では所期の効
果が得られず、１０重量％を超えると耐酸化性の点では
支障がないが、耐食性が低下して好ましくない。
【００２０】上記炭素含有アルミナ質耐火物には、残留
炭素量の多い、つまり高炭素収率を有し、かつ成形時の
作業性に優れるタ−ルピッチ、フェノ−ルレジン等のバ
インダ−を単独または併用することができる。
炭素量の多い、つまり高炭素収率を有し、かつ成形時の
作業性に優れるタ−ルピッチ、フェノ−ルレジン等のバ
インダ−を単独または併用することができる。
【００２１】
【比較例】本発明の実施例および従来品について、レゾ
−ル型フェノ−ルレジンを外掛3.５重量％添加した比較
表を表１、表２に示している。
−ル型フェノ−ルレジンを外掛3.５重量％添加した比較
表を表１、表２に示している。
【表１】、
【表２】の下欄側には、それぞれの配合物を常温にて５
０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
熱処理して得られた不焼成耐火物の品質特性を表示して
いる。
０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
熱処理して得られた不焼成耐火物の品質特性を表示して
いる。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表１】、
【表２】からも分かるように、１５００℃で２時間酸化
焼成後の重量減少率および脱炭層厚さ等の数値は、いず
れも本発明品の方が小さく、従来品に比べて耐酸化性に
優れることを示している。
焼成後の重量減少率および脱炭層厚さ等の数値は、いず
れも本発明品の方が小さく、従来品に比べて耐酸化性に
優れることを示している。
【００２５】また、得られた耐火物を塩基度、すなわち
CaO / Si O2 の重量比が２のスラグを使用して１６５０
℃×２時間のロ−タ−スラグテストに供し、比較品１の
侵食量を１００として各品の侵食量を測定して溶損指数
を算出したところ、各表の最下欄の表示の通り、本発明
品はいずれも低い溶損指数を示し、本発明品は従来品に
比べてスラグに対する耐食性が極めて優れていることが
分かる。
CaO / Si O2 の重量比が２のスラグを使用して１６５０
℃×２時間のロ−タ−スラグテストに供し、比較品１の
侵食量を１００として各品の侵食量を測定して溶損指数
を算出したところ、各表の最下欄の表示の通り、本発明
品はいずれも低い溶損指数を示し、本発明品は従来品に
比べてスラグに対する耐食性が極めて優れていることが
分かる。
【００２６】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。
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。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明にあっては、従来の
特長である耐スポ−リング性および熱間強度を維持しな
がら、耐酸化性およびスラグや溶融金属に対する耐食性
の向上をはかることができ、耐火物使用の炉等の寿命を
延長することができる。
特長である耐スポ−リング性および熱間強度を維持しな
がら、耐酸化性およびスラグや溶融金属に対する耐食性
の向上をはかることができ、耐火物使用の炉等の寿命を
延長することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素質原料、アルミナ質耐火原料を含有
する耐火材料に、Al対Tiの原子比が25/1〜1/25の範囲に
ある Al-Ti合金粉末を外掛で0.１〜１０重量％添加した
ことを特徴とする炭素含有アルミナ質耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4038714A JPH05208861A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 炭素含有アルミナ質耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4038714A JPH05208861A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 炭素含有アルミナ質耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05208861A true JPH05208861A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=12532996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4038714A Pending JPH05208861A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 炭素含有アルミナ質耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05208861A (ja) |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP4038714A patent/JPH05208861A/ja active Pending
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