JPH0551247A - 炭素含有不焼成耐火物 - Google Patents
炭素含有不焼成耐火物Info
- Publication number
- JPH0551247A JPH0551247A JP3210913A JP21091391A JPH0551247A JP H0551247 A JPH0551247 A JP H0551247A JP 3210913 A JP3210913 A JP 3210913A JP 21091391 A JP21091391 A JP 21091391A JP H0551247 A JPH0551247 A JP H0551247A
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- Japan
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- refractory material
- carbon
- refractory
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- mgo
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素含有不焼成耐火物に関し、耐酸化性及び
耐食性を向上させることを目的とする。 【構成】 炭素原料５〜３０重量％、ＭｇＯ質耐火材料
７０〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｖ原
子比９／１〜３／５の範囲にあるＡｌ／Ｖ合金粉末を外
掛けで１〜１０重量％添加した構成とする。
耐食性を向上させることを目的とする。 【構成】 炭素原料５〜３０重量％、ＭｇＯ質耐火材料
７０〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｖ原
子比９／１〜３／５の範囲にあるＡｌ／Ｖ合金粉末を外
掛けで１〜１０重量％添加した構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭素含有不焼成耐火物に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素原料と、例えばタールピッチやフェ
ノールレジン等を結合剤として配合した炭素含有不焼成
耐火物は、優れた耐スポーリング性と耐食性を備えると
ともに省エネルギー化の要請にも適合することから、種
々の耐火物原料との組合せのものが実炉に供せられてい
る。特にこれらの不焼成耐火物のうち、焼結マグネシア
クリンカー、天然マグネシアクリンカー、あるいは電融
マグネシアと鱗状黒鉛を使用したＭｇＯ−Ｃ質れんがは
転炉、電気炉等に多く使用され、飛躍的な炉寿命の延長
に寄与している。
ノールレジン等を結合剤として配合した炭素含有不焼成
耐火物は、優れた耐スポーリング性と耐食性を備えると
ともに省エネルギー化の要請にも適合することから、種
々の耐火物原料との組合せのものが実炉に供せられてい
る。特にこれらの不焼成耐火物のうち、焼結マグネシア
クリンカー、天然マグネシアクリンカー、あるいは電融
マグネシアと鱗状黒鉛を使用したＭｇＯ−Ｃ質れんがは
転炉、電気炉等に多く使用され、飛躍的な炉寿命の延長
に寄与している。
【０００３】さらに、上記ＭｇＯ−Ｃ質れんがの結合部
が炭素結合に依存していることによる熱間強度の低さ
や、上記炭素原料の急激な酸化作用による溶損速度の著
しい増大等の欠点を克服するために、例えば、特開昭５
４−３９４２２号、特開昭５４−１６３９１３号および
特開昭５５−１０７７４９号公報で開示されるように、
Ａｌ、Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ等の易酸化性の金属を単独また
はその合金、あるいはＢ4 Ｃ、ＳｉＣ等の炭化物を耐火
材料に添加したり、特開昭６０−１７６９７０号公報で
開示されるように、六硼化珪素（ＳｉＢ6 ）の添加によ
って、耐火物使用時に生成するＢ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガ
ラス相、並びにＢ2 Ｏ3 と耐火骨材とが稼働時の高温下
で反応して生成する高粘性融液が、炭素質原料を被覆す
る被膜を形成することを利用したＭｇＯ−Ｃ質れんがが
提案されている。
が炭素結合に依存していることによる熱間強度の低さ
や、上記炭素原料の急激な酸化作用による溶損速度の著
しい増大等の欠点を克服するために、例えば、特開昭５
４−３９４２２号、特開昭５４−１６３９１３号および
特開昭５５−１０７７４９号公報で開示されるように、
Ａｌ、Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ等の易酸化性の金属を単独また
はその合金、あるいはＢ4 Ｃ、ＳｉＣ等の炭化物を耐火
材料に添加したり、特開昭６０−１７６９７０号公報で
開示されるように、六硼化珪素（ＳｉＢ6 ）の添加によ
って、耐火物使用時に生成するＢ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガ
ラス相、並びにＢ2 Ｏ3 と耐火骨材とが稼働時の高温下
で反応して生成する高粘性融液が、炭素質原料を被覆す
る被膜を形成することを利用したＭｇＯ−Ｃ質れんがが
提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５４−３９４２２号、特開昭５４−１６３９１３号およ
び特開昭５５−１０７７４９号公報で開示されたよう
な、上記易酸化性金属や炭化物による炭素質原料の酸化
防止効果は充分満足のいくものではなく、更に、例えば
Ａｌ粉末を添加したＭｇＯ−Ｃ質れんがは６００〜８０
０℃の中間温度域で熱間強度が低下し、組織の亀裂や剥
離損耗を誘発することが指摘されている。
５４−３９４２２号、特開昭５４−１６３９１３号およ
び特開昭５５−１０７７４９号公報で開示されたよう
な、上記易酸化性金属や炭化物による炭素質原料の酸化
防止効果は充分満足のいくものではなく、更に、例えば
Ａｌ粉末を添加したＭｇＯ−Ｃ質れんがは６００〜８０
０℃の中間温度域で熱間強度が低下し、組織の亀裂や剥
離損耗を誘発することが指摘されている。
【０００５】また、上記特開昭６０−１７６９７０号公
報で開示されたような、六硼化珪素を添加する方法では
上記高粘性融液による安定な被膜を形成する前に、溶損
あるいは磨耗によって耐火物表面に損傷を受けることが
多い。
報で開示されたような、六硼化珪素を添加する方法では
上記高粘性融液による安定な被膜を形成する前に、溶損
あるいは磨耗によって耐火物表面に損傷を受けることが
多い。
【０００６】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、耐酸化性及び耐食性の優れた炭素含有
耐火物を提供することを目的とする。
たものであって、耐酸化性及び耐食性の優れた炭素含有
耐火物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は以下の手段を採用した。すなわち、炭素原
料５〜３０重量％、ＭｇＯ質耐火材料７０〜９５重量％
からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｖ原子比９／１〜３／
５の範囲にあるＡｌ／Ｖ合金粉末を外掛けで１〜１０重
量％添加したものである。
にこの発明は以下の手段を採用した。すなわち、炭素原
料５〜３０重量％、ＭｇＯ質耐火材料７０〜９５重量％
からなる耐火材料に対し、Ａｌ／Ｖ原子比９／１〜３／
５の範囲にあるＡｌ／Ｖ合金粉末を外掛けで１〜１０重
量％添加したものである。
【０００８】
【作用】上記構成の炭素質原料としては、例えば鱗状黒
鉛、土状黒鉛、石油コークス、石炭ピッチコークス、鋳
物用コークス、カーボンブラック等の公知の材料が使用
できるが、このうち鱗状黒鉛が最も好ましい。また、上
記炭素質原料の粒径は特に制限されず、適宜選別すれば
よいが、通常１mm以下程度のものを使用する。
鉛、土状黒鉛、石油コークス、石炭ピッチコークス、鋳
物用コークス、カーボンブラック等の公知の材料が使用
できるが、このうち鱗状黒鉛が最も好ましい。また、上
記炭素質原料の粒径は特に制限されず、適宜選別すれば
よいが、通常１mm以下程度のものを使用する。
【０００９】次に、ＭｇＯ質耐火材料としてはマグネシ
ア、ドロマイト等の塩基性骨材より適宜選択することが
可能であるが、特にスラグ等に対する耐食性やＦｅ2 Ｏ
3 等の不純物の含有量ができるだけ少ないＭｇＯ質骨材
が望ましく、上記不純物の含有量が５重量％に満たない
程度のＭｇＯ質骨材、例えば、焼結マグネシア、電融マ
グネシア、天然マグネシア等を用いるのが好ましい。
ア、ドロマイト等の塩基性骨材より適宜選択することが
可能であるが、特にスラグ等に対する耐食性やＦｅ2 Ｏ
3 等の不純物の含有量ができるだけ少ないＭｇＯ質骨材
が望ましく、上記不純物の含有量が５重量％に満たない
程度のＭｇＯ質骨材、例えば、焼結マグネシア、電融マ
グネシア、天然マグネシア等を用いるのが好ましい。
【００１０】本発明において、上記のような耐火材料に
添加するＡｌ／Ｖ合金粉末は、高温下では炭素より大き
な酸素親和力を示し、耐火物表面付近で酸化されてそれ
ぞれＡｌ2 Ｏ3 およびＶ2 Ｏ5 となり、耐食性を向上さ
せる。さらに、上記Ａｌ2Ｏ3−Ｖ2 Ｏ5 の生成に伴う体
積の膨張によって、該耐火物の成形時できた表面付近の
粒子間隙をほぼ完全に塞いで緻密化し、また、Ａｌ2 Ｏ
3 はＭｇＯと反応し、スピネル（ＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 ）
を形成し、機械的強度を増すとともに、耐酸化性を更に
向上させることができる。
添加するＡｌ／Ｖ合金粉末は、高温下では炭素より大き
な酸素親和力を示し、耐火物表面付近で酸化されてそれ
ぞれＡｌ2 Ｏ3 およびＶ2 Ｏ5 となり、耐食性を向上さ
せる。さらに、上記Ａｌ2Ｏ3−Ｖ2 Ｏ5 の生成に伴う体
積の膨張によって、該耐火物の成形時できた表面付近の
粒子間隙をほぼ完全に塞いで緻密化し、また、Ａｌ2 Ｏ
3 はＭｇＯと反応し、スピネル（ＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 ）
を形成し、機械的強度を増すとともに、耐酸化性を更に
向上させることができる。
【００１１】更に、上記Ａｌ−Ｖ合金は耐火物内部にお
いて炭素と反応し、炭化アルミニウム（Ａｌ4 Ｃ3 ）、
炭化バナジウム（ＶＣ）を形成し、組織を強固にする。
本発明ではＡｌ−Ｖ合金の組成をＡｌ／Ｖ原子比９／１
〜３／５の範囲に限定する。なぜなら、前記範囲外の組
成では、反応活性と耐食性の点で好ましくなく、使用時
に酸化されて生成するＡｌ2 Ｏ3 −Ｖ2 Ｏ5 が、該Ａｌ
−Ｖ合金の添加量に見合う量が生成されず、コスト対効
果の点で不利である。
いて炭素と反応し、炭化アルミニウム（Ａｌ4 Ｃ3 ）、
炭化バナジウム（ＶＣ）を形成し、組織を強固にする。
本発明ではＡｌ−Ｖ合金の組成をＡｌ／Ｖ原子比９／１
〜３／５の範囲に限定する。なぜなら、前記範囲外の組
成では、反応活性と耐食性の点で好ましくなく、使用時
に酸化されて生成するＡｌ2 Ｏ3 −Ｖ2 Ｏ5 が、該Ａｌ
−Ｖ合金の添加量に見合う量が生成されず、コスト対効
果の点で不利である。
【００１２】また、Ａｌ−Ｖ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９５０μｍ以下、
更に好ましくは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９５０μｍ以下、
更に好ましくは４４μｍ以下のものを使用するのが好ま
しい。
【００１３】Ａｌ−Ｖ合金の添加量は、炭素質原料を含
む耐火材料全量に対し、外掛けで１〜１０重量％とし、
上記添加量が１重量％未満では所期の効果が得られず、
一方、１０重量％を超えると耐酸化性の点で支障はない
が、耐食性が低下し好ましくない。
む耐火材料全量に対し、外掛けで１〜１０重量％とし、
上記添加量が１重量％未満では所期の効果が得られず、
一方、１０重量％を超えると耐酸化性の点で支障はない
が、耐食性が低下し好ましくない。
【００１４】尚、上記炭素含有不焼成耐火物には残留炭
素量の多い、つまり高炭化収率を有し、かつ、成形時の
作業性に優れるタールピッチ、フェノールレジン等のバ
インダーを配合することができるが、作業性、コストの
点でフェノールレジンの使用が好ましい。
素量の多い、つまり高炭化収率を有し、かつ、成形時の
作業性に優れるタールピッチ、フェノールレジン等のバ
インダーを配合することができるが、作業性、コストの
点でフェノールレジンの使用が好ましい。
【００１５】
【実施例】以下に本発明品及び従来技術による比較品を
示し、本発明の特徴とするところをより一層明確にす
る。
示し、本発明の特徴とするところをより一層明確にす
る。
【００１６】炭素原料としての鱗状黒鉛を２０重量％、
ＭｇＯ−Ｃ質耐火原料としての焼結マグネシア５０重量
％、及び電融マグネシア３０重量％からなる耐火原料に
対し、フェノールレジンを外掛け３重量％、配合してな
るＭｇＯ−Ｃ質不焼成耐火物に対し、表１上欄に示す表
記の割合で添加し、上記各配合物を常温にて４０分間混
練後、１０００kgf/cm2 の圧力で４０×４０×１６０mm
形状に加圧成形を行い、１８０℃で１５時間熱処理を施
すことにより、本発明品１〜６及び比較品１〜８の各試
料を作成した。その品質特性を表１下欄に併せて示す。
ＭｇＯ−Ｃ質耐火原料としての焼結マグネシア５０重量
％、及び電融マグネシア３０重量％からなる耐火原料に
対し、フェノールレジンを外掛け３重量％、配合してな
るＭｇＯ−Ｃ質不焼成耐火物に対し、表１上欄に示す表
記の割合で添加し、上記各配合物を常温にて４０分間混
練後、１０００kgf/cm2 の圧力で４０×４０×１６０mm
形状に加圧成形を行い、１８０℃で１５時間熱処理を施
すことにより、本発明品１〜６及び比較品１〜８の各試
料を作成した。その品質特性を表１下欄に併せて示す。
【００１７】尚、比較品のＡ群（比較品１〜４）は、上
記添加物として、金属アルミニウム、金属珪素、硼化珪
素、金属アルミニウムと金属マグネシウムの合金の各粉
末を添加する従来技術に則った試料であり、同じくＢ群
（比較品５〜８）は、Ａｌ−Ｖ合金粉末の添加量を本発
明で規定した範囲を逸脱させた試料である。
記添加物として、金属アルミニウム、金属珪素、硼化珪
素、金属アルミニウムと金属マグネシウムの合金の各粉
末を添加する従来技術に則った試料であり、同じくＢ群
（比較品５〜８）は、Ａｌ−Ｖ合金粉末の添加量を本発
明で規定した範囲を逸脱させた試料である。
【００１８】上記各試料の１５００℃で５時間酸化焼成
後の重量減少率および脱炭層の厚さ等の数値は何れも本
発明品の方が小さく、従来技術による比較品に較べて耐
酸化性に優れることを示している。
後の重量減少率および脱炭層の厚さ等の数値は何れも本
発明品の方が小さく、従来技術による比較品に較べて耐
酸化性に優れることを示している。
【００１９】次に、得られた耐火物を塩基度、すなわち
ＣａＯ／ＳｉＯ2 重量比が２のスラグを使用して１６０
０℃で３時間のロータリースラグテストに供し、比較品
１の侵食量を１００として、各試料の侵食量を測定して
表１最下欄に示す溶損指数を算出したところ、本発明品
はいずれも低い溶損指数を示し、本発明品は比較品に比
し、スラグに対する耐食性が極めて優れていることがわ
かる。尚、上記溶損指数は比較品１の溶損量を１００と
した相対的な指数で表わしている。
ＣａＯ／ＳｉＯ2 重量比が２のスラグを使用して１６０
０℃で３時間のロータリースラグテストに供し、比較品
１の侵食量を１００として、各試料の侵食量を測定して
表１最下欄に示す溶損指数を算出したところ、本発明品
はいずれも低い溶損指数を示し、本発明品は比較品に比
し、スラグに対する耐食性が極めて優れていることがわ
かる。尚、上記溶損指数は比較品１の溶損量を１００と
した相対的な指数で表わしている。
【００２０】本発明品は上記の配合に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な配合量
の調整が可能であることはいうまでもない。
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な配合量
の調整が可能であることはいうまでもない。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】以上のように炭素質原料を含む材料にＡ
ｌ−Ｖ合金を添加した本発明による炭素含有不焼成耐火
物は、従来の特長である耐スポーリング性、熱間強度を
そのままに、耐酸化性およびスラグや溶損金属に対する
耐食性の向上を図ることができ、優れた耐用性を備えた
炭素含有不焼成耐火物が得られ、炉寿命のさらなる延長
に寄与するものである。
ｌ−Ｖ合金を添加した本発明による炭素含有不焼成耐火
物は、従来の特長である耐スポーリング性、熱間強度を
そのままに、耐酸化性およびスラグや溶損金属に対する
耐食性の向上を図ることができ、優れた耐用性を備えた
炭素含有不焼成耐火物が得られ、炉寿命のさらなる延長
に寄与するものである。
フロントページの続き (72)発明者 小口 征男 赤穂市中広字東沖1576番地の２ 川崎炉材 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素原料５〜３０重量％、ＭｇＯ質耐火
材料７０〜９５重量％からなる耐火材料に対し、Ａｌ／
Ｖ原子比９／１〜３／５の範囲にあるＡｌ／Ｖ合金粉末
を外掛けで１〜１０重量％添加したことを特徴とする炭
素含有不焼成耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3210913A JPH0551247A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 炭素含有不焼成耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3210913A JPH0551247A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 炭素含有不焼成耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551247A true JPH0551247A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16597143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3210913A Pending JPH0551247A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 炭素含有不焼成耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551247A (ja) |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP3210913A patent/JPH0551247A/ja active Pending
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