JPH05221722A - 耐火物素材及びこれを用いた耐火物 - Google Patents
耐火物素材及びこれを用いた耐火物Info
- Publication number
- JPH05221722A JPH05221722A JP4057331A JP5733192A JPH05221722A JP H05221722 A JPH05221722 A JP H05221722A JP 4057331 A JP4057331 A JP 4057331A JP 5733192 A JP5733192 A JP 5733192A JP H05221722 A JPH05221722 A JP H05221722A
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- Japan
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- refractory
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- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、溶融金属による酸化抵抗性及び緻
密な耐火物組織を得る耐火物素材とこの耐火物により、
耐熱衝撃性を有し酸化抵抗性、耐食性にすぐれた耐火物
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、炭化珪素質の耐火原料をＡｌ，Ｍ
ｇ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃａ，Ｃｒの１種、または２種以上、
併用してコーティングして耐火物素材とし、これにアル
ミナ、黒鉛を含有させ、必要に応じて４００℃以上の温
度で焼成して耐火物を得ることを特徴とするものであ
る。
密な耐火物組織を得る耐火物素材とこの耐火物により、
耐熱衝撃性を有し酸化抵抗性、耐食性にすぐれた耐火物
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、炭化珪素質の耐火原料をＡｌ，Ｍ
ｇ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃａ，Ｃｒの１種、または２種以上、
併用してコーティングして耐火物素材とし、これにアル
ミナ、黒鉛を含有させ、必要に応じて４００℃以上の温
度で焼成して耐火物を得ることを特徴とするものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属処理用耐火物
に用いる耐火物素材及びその耐火物に関するものであ
る。
に用いる耐火物素材及びその耐火物に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属処理容器の内張り耐火物として
は、耐スラグ性、耐熱衝撃性に優れた炭化珪素含有耐火
物が適用され、かなりの高成績をあげている（例えば特
開昭５８−６４２６１号公報、特開昭６０−４２２７３
号公報）。しかしながら、これらの耐火物は溶融金属に
酸化（液相酸化）されるという弱点を有しており、これ
を改善する手法は未だ発明されていない。
は、耐スラグ性、耐熱衝撃性に優れた炭化珪素含有耐火
物が適用され、かなりの高成績をあげている（例えば特
開昭５８−６４２６１号公報、特開昭６０−４２２７３
号公報）。しかしながら、これらの耐火物は溶融金属に
酸化（液相酸化）されるという弱点を有しており、これ
を改善する手法は未だ発明されていない。
【０００３】また、従来の溶融金属処理用耐火物では、
耐火原料として用いられている炭化珪素とアルミナ，黒
鉛との化学的結合は存在せず、結合材として添加したフ
ェノール樹脂に含まれる揮発分が耐火物内部に欠陥を生
成し、耐火物組織を完全に緻密化することは不可能であ
る。
耐火原料として用いられている炭化珪素とアルミナ，黒
鉛との化学的結合は存在せず、結合材として添加したフ
ェノール樹脂に含まれる揮発分が耐火物内部に欠陥を生
成し、耐火物組織を完全に緻密化することは不可能であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、従来の耐
火物素材では得られなかった溶融金属による酸化抵抗性
及び緻密な耐火物組織を得るための耐火物素材を得るこ
と、そしてこの耐火物素材を用いることで、耐熱衝撃性
を維持しつつ、従来の耐火物以上に溶融金属による酸化
抵抗性、耐食性を向上した耐火物を得ることである。
火物素材では得られなかった溶融金属による酸化抵抗性
及び緻密な耐火物組織を得るための耐火物素材を得るこ
と、そしてこの耐火物素材を用いることで、耐熱衝撃性
を維持しつつ、従来の耐火物以上に溶融金属による酸化
抵抗性、耐食性を向上した耐火物を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の炭化珪
素含有系耐火物では得られなかった溶融金属による酸化
抵抗性を得るために炭化珪素質の耐火原料をＡｌ、Ｍ
ｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種
以上を単独或いは併用してコーティングしたことを特徴
とする耐火物素材及び、耐熱衝撃性を維持しつつ、従来
の耐火物以上の耐食性を得るために、黒鉛３〜２０重量
部、前述の耐火物素材７〜２０重量部、アルミナ６０〜
９０重量部あるいはアルミナ質の耐火原料をＡｌ、Ｍ
ｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種
以上を単独或いは併用してコーティングしたことを特徴
とする耐火物素材６０〜９０重量部含有することを特徴
とする耐火物及びこれを４００℃以上の温度で焼成した
ことを特徴とする耐火物を得るものである。
素含有系耐火物では得られなかった溶融金属による酸化
抵抗性を得るために炭化珪素質の耐火原料をＡｌ、Ｍ
ｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種
以上を単独或いは併用してコーティングしたことを特徴
とする耐火物素材及び、耐熱衝撃性を維持しつつ、従来
の耐火物以上の耐食性を得るために、黒鉛３〜２０重量
部、前述の耐火物素材７〜２０重量部、アルミナ６０〜
９０重量部あるいはアルミナ質の耐火原料をＡｌ、Ｍ
ｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種
以上を単独或いは併用してコーティングしたことを特徴
とする耐火物素材６０〜９０重量部含有することを特徴
とする耐火物及びこれを４００℃以上の温度で焼成した
ことを特徴とする耐火物を得るものである。
【０００６】さらに、本発明は、従来の炭化珪素含有系
耐火物では得られなかった緻密な耐火物組織を得るため
にアルミナ質の耐火原料をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃ
ａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種以上を単独或いは併
用してコーティングしたことを特徴とする耐火物素材６
０〜９０重量部、炭化珪素７〜２０重量部、黒鉛３〜２
０重量部含有することを特徴とする耐火物及びこれを４
００℃以上の温度で焼成したことを特徴とする耐火物を
得るものである。
耐火物では得られなかった緻密な耐火物組織を得るため
にアルミナ質の耐火原料をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃ
ａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種以上を単独或いは併
用してコーティングしたことを特徴とする耐火物素材６
０〜９０重量部、炭化珪素７〜２０重量部、黒鉛３〜２
０重量部含有することを特徴とする耐火物及びこれを４
００℃以上の温度で焼成したことを特徴とする耐火物を
得るものである。
【０００７】
【作用】本発明における金属を表面コーティングした耐
火物素材は、炭化珪素含有系耐火物内部で以下のような
反応によって耐熱衝撃性を維持しつつ、溶融金属による
酸化抵抗性、耐食性の向上をもたらす。ここでは、表面
コーティング金属としてＡｌを用いた場合を例に説明す
る。
火物素材は、炭化珪素含有系耐火物内部で以下のような
反応によって耐熱衝撃性を維持しつつ、溶融金属による
酸化抵抗性、耐食性の向上をもたらす。ここでは、表面
コーティング金属としてＡｌを用いた場合を例に説明す
る。
【０００８】表面コーティングされた金属Ａｌは、耐火
原料であるＳｉＣの粒子表面上に存在するシリカと反応
してアルミナ−シリカ系のガラスを生成する。耐火物の
主構成成分である黒鉛とは反応してＡｌ4Ｃ3を生成する
と共に、一方の主構成成分であるＡｌ2Ｏ3と反応しＡｌ
2Ｏ3を生成し、耐火原料と黒鉛及びＡｌ2Ｏ3を化学的に
結合させる。
原料であるＳｉＣの粒子表面上に存在するシリカと反応
してアルミナ−シリカ系のガラスを生成する。耐火物の
主構成成分である黒鉛とは反応してＡｌ4Ｃ3を生成する
と共に、一方の主構成成分であるＡｌ2Ｏ3と反応しＡｌ
2Ｏ3を生成し、耐火原料と黒鉛及びＡｌ2Ｏ3を化学的に
結合させる。
【０００９】この反応によりＳｉＣ粒子表面上に生じた
生成物が溶融金属による酸化を防止するために従来の耐
火物では得られなかった溶融金属による酸化抵抗性を得
ることが可能となる。さらに、この結合によって従来の
耐火物では得られなかった緻密な組織を生成させること
が可能となる。このため、従来の耐火物以上に耐食性を
向上することができる。
生成物が溶融金属による酸化を防止するために従来の耐
火物では得られなかった溶融金属による酸化抵抗性を得
ることが可能となる。さらに、この結合によって従来の
耐火物では得られなかった緻密な組織を生成させること
が可能となる。このため、従来の耐火物以上に耐食性を
向上することができる。
【００１０】さらに、耐熱衝撃性に関しては熱衝撃によ
る亀裂の進展を考えた場合、亀裂進展方向に耐火原料が
存在すると従来の耐火物では進展した亀裂が耐火原料を
迂回し、黒鉛中のみを進展して行く。一方、本発明によ
る耐火物では、進展した亀裂が耐火原料周辺部では、ア
ルミナ、ガラス及びＡｌ4Ｃ3の結合相を進展することか
ら、亀裂進展抵抗が大きくなり、耐熱衝撃性の点でも従
来の炭化珪素含有系耐火物と同等或いはそれ以上とな
る。
る亀裂の進展を考えた場合、亀裂進展方向に耐火原料が
存在すると従来の耐火物では進展した亀裂が耐火原料を
迂回し、黒鉛中のみを進展して行く。一方、本発明によ
る耐火物では、進展した亀裂が耐火原料周辺部では、ア
ルミナ、ガラス及びＡｌ4Ｃ3の結合相を進展することか
ら、亀裂進展抵抗が大きくなり、耐熱衝撃性の点でも従
来の炭化珪素含有系耐火物と同等或いはそれ以上とな
る。
【００１１】以上の効果は、請求項２、請求項４、請求
項６に示した不焼成耐火物の場合には使用中の温度の上
昇に伴い反応することによって生ずるが、請求項３、請
求項５、請求項７に示した焼成耐火物の場合には、予め
上記反応を生じさせた耐火物を得ることができる。
項６に示した不焼成耐火物の場合には使用中の温度の上
昇に伴い反応することによって生ずるが、請求項３、請
求項５、請求項７に示した焼成耐火物の場合には、予め
上記反応を生じさせた耐火物を得ることができる。
【００１２】コーティングに用いる金属を併用する場合
には、その形態としては混合粉末、合金等の方法があ
る。
には、その形態としては混合粉末、合金等の方法があ
る。
【００１３】一方、炭素配合量を３〜２０重量部とした
のは、炭素が３重量部未満では、耐スラグ浸潤性に劣
り、２０重量部を超えると耐酸化性が著しく低下するた
めである。
のは、炭素が３重量部未満では、耐スラグ浸潤性に劣
り、２０重量部を超えると耐酸化性が著しく低下するた
めである。
【００１４】炭素源は天然または人造黒鉛、メソフェー
ズカーボン、コークス、カーボンブラック等を指し、で
きるだけ高純度のものが望ましい。耐火原料はできるだ
け高純度であることが好ましい。
ズカーボン、コークス、カーボンブラック等を指し、で
きるだけ高純度のものが望ましい。耐火原料はできるだ
け高純度であることが好ましい。
【００１５】以下、実施例に基づき本発明の効果につい
て説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
て説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
【００１６】
【実施例】溶融金属処理容器の内張り耐火物としてのＡ
ｌ2Ｏ3−ＳｉＣ−Ｃ質耐火物に関する実施例を示す。表
１に示す原料組成にそれぞれ液状のフェノール系バイン
ダーを適量添加して、混練、真空フリクション成形、乾
燥（９０℃×２４ｈｒｓ．）、硬化処理（２５０℃×１
０ｈｒｓ．）を実施してＡｌ2Ｏ3−ＳｉＣ−Ｃれんがを
得た。ここで耐火物素材として、本発明品および炭化珪
素を使用し、カーボンは純度９９％の天然黒鉛を使用し
た。
ｌ2Ｏ3−ＳｉＣ−Ｃ質耐火物に関する実施例を示す。表
１に示す原料組成にそれぞれ液状のフェノール系バイン
ダーを適量添加して、混練、真空フリクション成形、乾
燥（９０℃×２４ｈｒｓ．）、硬化処理（２５０℃×１
０ｈｒｓ．）を実施してＡｌ2Ｏ3−ＳｉＣ−Ｃれんがを
得た。ここで耐火物素材として、本発明品および炭化珪
素を使用し、カーボンは純度９９％の天然黒鉛を使用し
た。
【００１７】表１の実施例に示すように、金属を表面コ
ーティングした耐火物素材を適用することによって、比
較例に対して耐スポール性を維持しつつ、緻密質となっ
ており、溶融金属による酸化抵抗性、耐食性が向上して
いる。
ーティングした耐火物素材を適用することによって、比
較例に対して耐スポール性を維持しつつ、緻密質となっ
ており、溶融金属による酸化抵抗性、耐食性が向上して
いる。
【００１８】
【表１】
【００１９】＊１ 熱衝撃損傷抵抗係数：Ｒ'''' Ｒ''''が大きいほど耐熱衝撃性に優れる。 ＊２ 酸化抵抗性評価試験結果（１６００℃×３ｈｒ
ｓ．、溶銑中に浸漬） 数字が小さいほど耐酸化性に優れる。 ＊３ 高周波炉侵食試験結果（１６５０℃×３ｈｒ
ｓ．、ＣａＯ／ＳｉＯ2＝３．３、Ｔ．Ｆｅ＝１８％） 数字が小さいほど耐食性に優れる。
ｓ．、溶銑中に浸漬） 数字が小さいほど耐酸化性に優れる。 ＊３ 高周波炉侵食試験結果（１６５０℃×３ｈｒ
ｓ．、ＣａＯ／ＳｉＯ2＝３．３、Ｔ．Ｆｅ＝１８％） 数字が小さいほど耐食性に優れる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によって、以下の効果を奏するこ
とができる。従来の炭化珪素含有耐火物の耐用を向上さ
せる手段として、金属を表面コーティングした耐火物素
材を適用することによって、耐スポーリング性を損なう
ことなく、溶融金属による酸化抵抗性、耐食性を同時に
向上させたことは実用上非常に有効である。
とができる。従来の炭化珪素含有耐火物の耐用を向上さ
せる手段として、金属を表面コーティングした耐火物素
材を適用することによって、耐スポーリング性を損なう
ことなく、溶融金属による酸化抵抗性、耐食性を同時に
向上させたことは実用上非常に有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中尾 淳 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (7)
- 【請求項１】 炭化珪素質の耐火原料をＡｌ、Ｍｇ、Ｚ
ｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種以上を
単独或いは併用してコーティングしたことを特徴とする
耐火物素材。 - 【請求項２】 請求項１の耐火物素材７〜２０重量部、
アルミナ６０〜９０重量部、黒鉛３〜２０重量部を含有
することを特徴とする耐火物。 - 【請求項３】 請求項１の耐火物素材７〜２０重量部、
アルミナ６０〜９０重量部、黒鉛３〜２０重量部を含有
し、４００℃以上の温度で焼成したことを特徴とする耐
火物。 - 【請求項４】 炭化珪素７〜２０重量部、アルミナ質の
耐火原料をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｃｒ等の金
属を１種または２種以上を単独或いは併用してコーティ
ングした耐火物素材６０〜９０重量部、黒鉛３〜２０重
量部を含有することを特徴とする耐火物。 - 【請求項５】 炭化珪素７〜２０重量部、アルミナ質の
耐火原料をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｃｒ等の金
属を１種または２種以上を単独或いは併用してコーティ
ングした耐火物素材６０〜９０重量部、黒鉛３〜２０重
量部を含有し、４００℃以上の温度で焼成したことを特
徴とする耐火物。 - 【請求項６】 請求項１の耐火物素材７〜２０重量部、
アルミナ質の耐火原料をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃ
ａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種以上を単独或いは併
用してコーティングした耐火物素材６０〜９０重量部、
黒鉛３〜２０重量部を含有することを特徴とする耐火
物。 - 【請求項７】 請求項１の耐火物素材７〜２０重量部、
アルミナ質の耐火原料をＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃ
ａ、Ｃｒ等の金属を１種または２種以上を単独或いは併
用してコーティングした耐火物素材６０〜９０重量部、
黒鉛３〜２０重量部を含有し、４００℃以上の温度で焼
成したことを特徴とする耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057331A JPH05221722A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 耐火物素材及びこれを用いた耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057331A JPH05221722A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 耐火物素材及びこれを用いた耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221722A true JPH05221722A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13052592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4057331A Withdrawn JPH05221722A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 耐火物素材及びこれを用いた耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05221722A (ja) |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP4057331A patent/JPH05221722A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |