JPH05262559A - 不焼成炭素含有れんが - Google Patents

不焼成炭素含有れんが

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JPH05262559A
JPH05262559A JP4062268A JP6226892A JPH05262559A JP H05262559 A JPH05262559 A JP H05262559A JP 4062268 A JP4062268 A JP 4062268A JP 6226892 A JP6226892 A JP 6226892A JP H05262559 A JPH05262559 A JP H05262559A
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Naoharu Kokaki
直治 幸加木
Kazumi Kurayoshi
倉吉和美
Kazuo Morishige
森重一生
Masahito Tanaka
田中雅人
Takeyoshi Ito
伊藤猛義
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Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Harima Ceramic Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製鋼炉の内張りとして使用される不焼成炭素
含有れんがを提供する。 【構成】 重量割合で、カーボン3〜40%、スピネル
1〜50%、アルミニウムまたは/およびアルミニウム
合金0.5〜10%、残部がマグネシアを主体にした配
合物を混練、成形した後、加熱処理する不焼成炭素含有
れんが。重量割合で、カーボン3〜40%、スピネル1
〜50%、アルミニウムまたは/およびアルミニウム合
金O.5〜10%、炭化珪素20%以下、残部がマグネ
シアを主体にした配合物を混練、成形した後、加熱処理
する不焼成炭素含有れんが。上記スピネルの粒径が0.
l5mm以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼炉の内張りとして
使用される不焼成炭素含有れんがに関するものである。
【0002】
【従来の技術】マグネシア−カ−ボン質れんが(特公昭
60−2269号公報)、マグネシア−炭化珪素−カ−
ボン質れんが(特開昭59−3068号公報)などの炭
素含有れんがは、耐スラグ性および耐熱衝撃性に優れて
おり、各種製鋼炉の内張り材として従来から広く用いら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素含
有れんがは酸化の欠点がある。酸化によって脱炭層が形
成されると、スラグの浸潤で溶損が進行する。また、こ
の脱炭層は強度が低いため、溶融金属の揺動を受けて摩
耗や剥離を生じやすく、大きな損傷の原因となる。 炭
素含有れんがの酸化を防止する手段としては、アルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金の添加(特公昭60−2
269号公報、特開昭57−166362号公報)、B
23の添加(特開昭57−5811号公報)、ガラス粉
の添加(特開昭1−141872号公報)などの方法が
知られているが、十分な効果が得られていない。また、
低融点物質であるため焼結を促進し、過焼結を招いて耐
熱衝撃性に劣る。多量に添加すると酸化防止には効果が
あるが、低融点物質であるために耐食性にも劣る。
【0004】本発明は、上記従来の問題を解決した炭素
含有れんがを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量割合で、
カ−ボン3〜40%、スピネル1〜50%、アルミニウ
ムまたは/およびアルミニウム合金0.5〜10%、残
部がマグネシアを主体にした配合物を混練、成形した
後、加熱処理することを特徴とする不焼成炭素含有れん
がの製造方法である。また、重量割合で、カ−ボン3〜
40%、スピネル1〜50%、アルミニウムまたは/お
よびアルミニウム合金0.5〜10%、炭化珪素20%
以下、残部がマグネシアを主体にした配合物を混練、成
形した後、加熱処理することを特徴とする不焼成炭素含
有れんがの製造方法である。
【0006】マグネシア−カ−ボン質れんがにアルミニ
ウムを添加することは公知である。アルミニウムはれん
が組織内で優先酸化することで炭素成分の酸化を防止す
る。しかし、前記もしたように酸化防止の効果は十分な
ものではなく、れんが組織に脱炭層が生成する。また、
過焼結によって耐熱衝撃性に劣る。本発明は、アルミニ
ウムと共に特定量のスピネルを配合したことでこの問題
を解決した。
【0007】本発明では、スピネルがマグネシアと焼結
してれんが組織の熱間強度が向上する。その結果、この
組織強度によって、多少の脱炭が生じて耐食性の低下が
軽減される。
【0008】マグネシア−カ−ボン質れんがにアルミニ
ウムの添加は、アルミニウムと炭素成分の反応で組織強
度がきわめて高いAl43を生成し、れんが組織の弾性
率が高くなり、耐熱衝撃性低下の原因となる。また、ア
ルミニウムは酸化によってAl23となった後、マグネ
シアと反応してMgO・Al23(スピネル)を生成
し、その際の膨張が亀裂発生の原因となる。本発明で熱
膨張の小さいスピネルの配合によって、これらの問題を
解決することができた。
【0009】本発明はさらに、20%以下の割合で炭化
珪素を配合してもよい。炭化珪素は、これが分解して生
成したSiO2が焼結を助長し、酸化層の強度が向上す
る。炭化珪素の分解によるSiO2は熱間強度を低下さ
せる傾向があるが、本発明ではスピネルと併用でこの強
度低下が抑制される。
【0010】以下、本発明をさらに詳しく説明する。な
お、各配合物の割合で示す%は、すべて重量割合とす
る。
【0011】炭素は耐スラグ性と耐熱衝撃性に効果をも
つ。具体的な種類は、天然黒鉛、人造黒鉛、ピッチコー
クス、無鉛炭、カ−ボンブラックなどである。中でも純
度が高いりん状黒鉛が好ましい。その割合が3%未満で
は炭素の効果が十分に発揮されず、40%を超えるとれ
んがの強度や耐摩耗性が低下する。粒度は特に限定する
ものではないが、例えば0.5mm以下とする。
【0012】スピネルはMgO・Al23系スピネルで
あり、合成の焼結品または電融品とする。その割合は、
1%未満ではスピネルを配合したことによる効果が得ら
れず、60%を超えると耐食性が低下する。粒度は密充
填のれんが組織が得られるように、マグネシアとの組合
せにおいて粗粒、中粒、微粒に調整する。
【0013】本発明の効果をより顕著にするには、スピ
ネルの粒径を1mm以下の微粒に限定することが好まし
い。微粒にするとマトリックスに介在し、マグネシアお
よびアルミニウムとの反応性が高くなるためである。特
に、スピネルの配合量が少ない場合に粒径を小さくする
ことが好ましい。
【0014】アルミニウムは単味材質だけでなく、その
合金でもよい。アルミニウムの合金としては、他とえば
Al−Mg、Al−Si、Al−Mg−Si、Al−M
g−Cr、Al−Caなどである。粒径は0.5mm以
下が好ましい。配合割合は、0.5%未満では酸化防止
に効果がなく、れんがの耐食性が低下する。10%を超
えると耐食性および耐熱衝撃性に劣る。
【0015】炭化珪素は20%を超えると熱間強度、耐
食性の低下が大きくなる。炭化珪素の効果を十分に発揮
させるには、配合割合の下限は0.5%とする。粒径は
特に限定するものではないが、例えば0.5mm以下と
する。
【0016】残部を占めるマグネシアは天然または合成
の焼結品、電融品が使用できるが、品質の一定した合成
品が好ましい。粒度は密充填のれんが組織が得られるよ
うに、粗粒、中粒、微粒に調整する。
【0017】骨材はこのマグネシアおよびスピネルを主
材とするが、本発明の炭素含有耐火物の特性を失わない
範囲内において、前記マグネシアの一部をドロマイト、
カルシア、ジルコン、ジルコニア他の耐火原料から選ば
れる一種または二種以上で置き換えることができる。ま
た、Al、Al合金以外のSi、Mg、Feなどの金属
粉またはその合金粉、B4C、Si34、B23などの
炭化物、窒化物または硼化物、金属ファイバー、セラミ
ックファイバー、カ−ボンファイバーなどのファイバー
類、ガラス類などから選ばれる一種または二種以上を適
当量添加することも可能である。
【0018】混練、成形、加熱処理は従来の不焼成炭素
含有れんがと同様にして行うことができる。すなわち、
結合剤として例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、エポ
キシ樹脂、ピッチなどを外掛けで1〜15%程度添加し
て混練し、れんがの用途・製造設備などに合わせてフレ
クションプレス、オイルプレス、ラバ−プレスなどの加
圧手段を用いて成形後、加熱処理を行う。加熱処理は、
れんがの使用初期における結合剤からの発煙と組織の強
度低下を防止する効果をもち、例えば1000℃以下と
し、省エネの面から好ましくは110〜500℃とす
る。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例とその比較例を示す。
【0020】各例はいずれも表1に示す配合物に、結合
剤としてフェノール樹脂を外掛けで4%添加して混練
し、フリクションプレスにてに成形後、230℃×24
時間で加熱処理して不焼成の炭素含有れんがを製造し
た。耐酸化摩耗性、耐食性および熱間強度の試験に使用
したれんがは並形サイズに成形した。実機試験のれんが
は、150×150×720mmのサイズに成形した。
【0021】試験はつぎの方法によって行った。
【0022】耐酸化摩耗性;図1のとおり、供試体を内
張りした回転ドラム内に摩耗剤としてジルコニアを5k
g投入し、プロパンガスバーナーで1400℃×5時間
加熱しながらドラムを回転させた後、供試体切断し、摩
耗量を計測した。
【0023】耐食性;溶銑予備処理容器から採取したC
aO/SiO2が1.2のスラグを侵食剤とし、回転侵
食法により、1400℃×4時間侵食させた後、その溶
損寸法を計測した。
【0024】熱間強度;20×30×160mmの寸法
に切り出した供試体をスパン100mmの3点曲げ法に
より、電気炉中、1400℃下で曲げ強さを測定した。
【0025】実機試験;溶銑予備処理を行う160t転
炉容器の直胴部に内張りし、その耐用性を測定した。空
欄は試験しなかったことを示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】表1の試験結果が示すように、本発明実施
例によって得られた炭素含有れんががは、いずれも耐酸
化摩耗性、耐食性、熱間強度のいずれにも優れ、その結
果、実機試験においても従来材質に比べて格段の耐用性
を示す。
【0029】これに対しスピネルが50%を超える比較
例1は、その分、マグネシアの割合が少なくなって耐食
性に劣る。炭化珪素が20%を超える比較例2は、熱間
強度および耐食性が低下する。アルミニウム、アルミニ
ウム合金のいずれも添加しない比較例3は耐酸化性に劣
るために耐酸化摩耗性、耐食性、熱間強度のいずれに大
きく劣る。比較例4は従来材質に相当し、アルミニウム
を添加しているがスピネルの配合がなく、耐酸化摩耗性
に劣る。
【0030】
【発明の効果】本発明によって製造された炭素含有耐火
物は、従来のマグネシア−カ−ボン質れんがあるいはマ
グネシア−炭化珪素−カ−ボン質れんがはに比較して耐
食性、熱間強度の低下を招くことなく耐酸化摩耗性を向
上させることができる。その結果、表1の実機試験の結
果からも明らかなように、従来材質に比べて格段に優れ
た耐用性が得られる。
【0031】本発明による炭素含有耐火物の用途は、転
炉、取鍋、真空脱ガス炉、混銑車、混銑炉、電気炉など
の内張りとして使用される。特に耐酸化摩耗性が高いた
め、炉内精錬などで溶融金属の揺動衝撃を受けやすい部
位での耐用性に優れた効果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森重一生 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 田中雅人 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内 (72)発明者 伊藤猛義 兵庫県高砂市荒井町新浜1丁目3番1号 ハリマセラミック株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量割合で、カ−ボン3〜40%、スピ
    ネル1〜50%、アルミニウムまたは/およびアルミニ
    ウム合金0.5〜10%、残部がマグネシアを主体にし
    た配合物を混練、成形した後、加熱処理することを特徴
    とする不焼成炭素含有れんが。
  2. 【請求項2】 重量割合で、カ−ボン3〜40%、スピ
    ネル1〜50%、アルミニウムまたは/およびアルミニ
    ウム合金0.5〜10%、炭化珪素20%以下、残部が
    マグネシアを主体にした配合物を混練、成形した後、加
    熱処理することを特徴とする不焼成炭素含有れんが。
  3. 【請求項3】スピネルの粒径が0.1mm以下である請
    求項1または2記載の不焼成炭素含有れんが。
JP4062268A 1992-03-18 1992-03-18 不焼成炭素含有れんがの製造方法 Expired - Fee Related JPH0825788B2 (ja)

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