JPH0557231B2 - - Google Patents
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- JPH0557231B2 JPH0557231B2 JP61276757A JP27675786A JPH0557231B2 JP H0557231 B2 JPH0557231 B2 JP H0557231B2 JP 61276757 A JP61276757 A JP 61276757A JP 27675786 A JP27675786 A JP 27675786A JP H0557231 B2 JPH0557231 B2 JP H0557231B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は鉄鋼非鉄等の各種窯炉、溶湯容器打張
り、溶湯接触部材用に適した二ホウ化ジルコニウ
ム（ZrB2）含有定形耐火物に関するものである。 ［従来の技術］ 鉄鋼、非鉄用分野で使用される耐火物は耐食性
耐スポール性、耐摩耗性の性能の高い耐火物が広
く利用され、それらの多くは耐火性粒子として
Al2O3、MgO、MgO−CaO、MgO−Cr2O3等の
酸化物耐火粒子を用いたものやMgO−Ｃ、Al2O3
−Ｃ、ZrO2の酸化物と黒鉛質粒子の複合したも
のであつた。また近年では鉄鋼精練技術の向上に
伴い、耐火物に要求される特性も多様化するとと
もに高耐用化が望まれるSiO、Si3N4、BN等の非
酸化耐火粒子を用いたものも使用されている。 ［発明の解決しようとする問題点］ しかしこれらの従来の耐火物や複合耐火物は耐
火性粒子としてAl2O3、MgO、MgO−CaO、
MgO−CN2O3及黒鉛質粒子やSiC、Si3N4、BN
等を用いているため溶融金属に対する耐食性、耐
浸透性、耐付着性が不十分であるという欠点を有
していた。 一方、ZrB2は材質的に溶融金属に対して優れ
た耐食性等を有するものとして知られており、近
年高密度の焼結体として注目されつつある。 しかしながら、一般の耐火物としてはZrB2粒
子は酸化し易いこと、他の耐火性粒子と焼結しに
くく通常の耐火物の成形圧、焼成温度程度では焼
結しないであろう等の理由により実用化の試みは
なされていなかつた。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はこれらの問題点を解決すべくなされた
ものであり、基本的には粒度調整された耐火性粒
子を重量％で（以下同じ）90〜99％と結合材10〜
１％からなり、耐火粒子全体の粒子配合が粒径
4.76〜１mmのもの35〜45％、１〜0.1mmのもの25
〜35％および0.1mm以下のもの40〜20％からなり、
耐火性粒子の１〜100％がZrB2粒子それも望まし
く超微粉として少なくとも１％以上酸化防止材と
ともに含むこのを特徴とする耐火物を提供するも
のである。 本発明において耐火性粒子としてはまず必須の
ものとしてZrB2粒子がそれであり、必要に応じ
て併用される他の粒子としてはAl2O3、MgO、
MgO−CaO、ZrO2等の天然に産する鉱物あるい
は生成された原料又は合成された原料とを任意に
組合わせる事ができる。 ここでZrB2粒子はその全部又は大部分ZrB2か
らなるものであつてもよいし、他の成分をZrB2
特質をそこのわない範囲で含むものであつても勿
論よい。 このZrB2粒子は本発明では耐火性粒子の全部
であつてもようが少なくとも１％は必要であり、
望ましくは50％以上とすることである。 こるは１％以下では溶融金属に体する耐食性、
耐浸透性、耐付着性の特性が発揮されず、50％以
上では上記の機能が十分発揮されるが、ZrB2原
料コストが高ためコスト的に高くなる。 また、本発明耐火物としての焼結性と溶融金属
に対する耐食性、耐浸透性、耐付着性等を十分確
保するためにはこのZrB2粒子はその粒度として
超微粉として少なく配合しておくことが必要とな
る。 具体的には5μ以下のものとして耐火性粒子中
１％以上必要であり望ましくは３％以上である。 またこの超微粉は多すぎると、耐火物粒子で構
成される粒度構成がギヤツプ化し最密充填配合と
ならず逆に高密度化しなくなるなどのため最大25
％望ましくは10％程度以下とすることである。 さらに本発明の好ましい態様は、ZrB2粒子と
してこの超微粉のほかに１mm以下のもの即ち１mm
〜5μの中粒乃至微粒のものを所定量配合するこ
とであり、具体的には耐火性粒子50〜70％程度と
することである。 これは、超微粉とともにこの粒度のものが耐火
物粒子として構成される粒度構成が最密充填配合
になり成形嵩密度を向上させるとともに耐火性と
は重要なマトリツクスの焼結性が向上しその結果
高密化するなどのためである。 なお、このような微粉の一部及び超微粉の耐火
性粒子のほかはそのほとんどが主成分としての骨
材部を構成するものとなるべく調整されることが
必要でその粒径の最大は20mm程度多くは５mm程度
以下がよい。耐火性粒子全体の望ましい粒度配合
は粗粒として4.76〜1.00mmのものを35〜45％、中
粒として1.00〜0.1mmのものを25〜35％、微粒と
して0.1mm以下のものを40〜20％程度（そのうち
5μ以下のものが１〜25％）とすることである。 次に本発明の定形耐火物として必須の結合材と
しては、ZrB2粒子などの耐火粒子の粒度配合を
調整することにより幅広くよく知られているもの
の使用が可能であることが見い出されたのは驚く
べきことであつた。 具体的には、一般のレゾールもしくはノボラツ
クのフエノール樹脂などの樹脂類、ピツチ、ター
ル等の含炭素質、エチルシリケートなどの有機質
からリン酸塩、水ガラスなど無機質のものまで任
意のものが使用できるが鉄鋼用として使用される
場所や部材によつて使い分ける必要がある。 本発明でこれらの耐火性粒子と結合材の割合
は、前者90〜99％に対し後者10〜１％であり、望
ましくは前者93〜98％、後者７〜２％とすること
である。 結合材の１〜10％は、ZrB2含有定形耐火物と
して不焼成、焼成のいずれにおいても、必要な乾
燥（常温）強度を保持する上で必要なためであ
る。 本発明は基本的に以上の如き構成からなるもの
で成形され乾燥したものをそのまま使用したり又
はこれを還元性、中性雰囲気で焼成して使用する
事も可能であるがこれらの機能をより有効に発揮
せしめるに適切な添加材も見い出されておりそれ
らは酸化防止材である。 まず酸化防止材は本発明耐火物をその用途とし
て大気を触れないような部分例えば真空精練炉の
打張り、雰囲気炉のルツボ材などに用いる時には
必要ないが一般に多くの用途においては有用であ
る。 さらに、本発明の望ましい態様である微粉又は
超微粉としてZrB2粒子を使用するときにはより
有効である。 酸化防止材としては種々のものが使用しうる
が、耐火物施工後使用時にSiO2質として、自己
施釉、（高温時に耐火物よりガラス質がにじみ出
し耐火物をコーテイングする事）可能なものが
ZrB2含有複合耐火物の高温での酸化防止材に、
SiO2質のガラスがZrB2粒子をコーテイングする
事により酸化防止するためより有用であり、義大
敵にはSiO、SiO2、MoSi2、Siなど成分を少なく
とも含む粒径550μｍ以下のものがそれである。
Alなどの酸化親和力の強い金属粉末なども使用
できる。 これら酸化防止材の配合量は耐火物において外
掛け１〜10％が好ましい。この量的制限の理由は
１％以下ではZrB2粒子の耐酸化防止効果がなく
10％以上では耐火物として使用された場合耐食性
が低下したり、Al添加の場合には酸化物生成量
が多くなり従つて体積膨張が増加するため結合部
を弱体化し効果として耐食性が低下するためであ
る。 ［実施例］ 更に本発明を以下実施例により具体的に説明す
る。 第１表に示す如く各原料をアイリツヒミキサー
又は万能ミキサーで結合材を添加しながら混合し
混練物を得た。これを機械プレスにより100Kg／
cm2で成形し230×120×60mmの試料を得た。これを
熱風乾燥炉で200℃×2hr乾燥し乾燥物を得た。乾
燥強度は乾燥品の常温曲げ強度であり、熱間強度
は、Ar雰囲気中で20000℃×3hr焼成後1400℃で
の曲げ強度を示した。耐酸化性は乾燥品を1400℃
×５時間大気中で加熱し、断面を観察して表面酸
化層の厚み（mm）を示した。 耐食性、耐浸透性、耐付着性は高周波誘導炉で
円柱状に試料を配置し、溶鋼及びスラグ（CaO
40％、SiO2 20％、Al2O3 18％、MgO 18％、
Fe2O3 ４％、ｃ／ｓ＝２）を溶しながら４時間
の浸食試験を行ない、侵食量（mm）は最大侵食量
を浸透量（mm）は最大浸透深さを、耐付着性は目
視による良否を、○×で示した。比較例１、２、
３としてそれぞれMgO−Ｃ、Al2O3、ZrO2煉瓦
を示した。
り、溶湯接触部材用に適した二ホウ化ジルコニウ
ム（ZrB2）含有定形耐火物に関するものである。 ［従来の技術］ 鉄鋼、非鉄用分野で使用される耐火物は耐食性
耐スポール性、耐摩耗性の性能の高い耐火物が広
く利用され、それらの多くは耐火性粒子として
Al2O3、MgO、MgO−CaO、MgO−Cr2O3等の
酸化物耐火粒子を用いたものやMgO−Ｃ、Al2O3
−Ｃ、ZrO2の酸化物と黒鉛質粒子の複合したも
のであつた。また近年では鉄鋼精練技術の向上に
伴い、耐火物に要求される特性も多様化するとと
もに高耐用化が望まれるSiO、Si3N4、BN等の非
酸化耐火粒子を用いたものも使用されている。 ［発明の解決しようとする問題点］ しかしこれらの従来の耐火物や複合耐火物は耐
火性粒子としてAl2O3、MgO、MgO−CaO、
MgO−CN2O3及黒鉛質粒子やSiC、Si3N4、BN
等を用いているため溶融金属に対する耐食性、耐
浸透性、耐付着性が不十分であるという欠点を有
していた。 一方、ZrB2は材質的に溶融金属に対して優れ
た耐食性等を有するものとして知られており、近
年高密度の焼結体として注目されつつある。 しかしながら、一般の耐火物としてはZrB2粒
子は酸化し易いこと、他の耐火性粒子と焼結しに
くく通常の耐火物の成形圧、焼成温度程度では焼
結しないであろう等の理由により実用化の試みは
なされていなかつた。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はこれらの問題点を解決すべくなされた
ものであり、基本的には粒度調整された耐火性粒
子を重量％で（以下同じ）90〜99％と結合材10〜
１％からなり、耐火粒子全体の粒子配合が粒径
4.76〜１mmのもの35〜45％、１〜0.1mmのもの25
〜35％および0.1mm以下のもの40〜20％からなり、
耐火性粒子の１〜100％がZrB2粒子それも望まし
く超微粉として少なくとも１％以上酸化防止材と
ともに含むこのを特徴とする耐火物を提供するも
のである。 本発明において耐火性粒子としてはまず必須の
ものとしてZrB2粒子がそれであり、必要に応じ
て併用される他の粒子としてはAl2O3、MgO、
MgO−CaO、ZrO2等の天然に産する鉱物あるい
は生成された原料又は合成された原料とを任意に
組合わせる事ができる。 ここでZrB2粒子はその全部又は大部分ZrB2か
らなるものであつてもよいし、他の成分をZrB2
特質をそこのわない範囲で含むものであつても勿
論よい。 このZrB2粒子は本発明では耐火性粒子の全部
であつてもようが少なくとも１％は必要であり、
望ましくは50％以上とすることである。 こるは１％以下では溶融金属に体する耐食性、
耐浸透性、耐付着性の特性が発揮されず、50％以
上では上記の機能が十分発揮されるが、ZrB2原
料コストが高ためコスト的に高くなる。 また、本発明耐火物としての焼結性と溶融金属
に対する耐食性、耐浸透性、耐付着性等を十分確
保するためにはこのZrB2粒子はその粒度として
超微粉として少なく配合しておくことが必要とな
る。 具体的には5μ以下のものとして耐火性粒子中
１％以上必要であり望ましくは３％以上である。 またこの超微粉は多すぎると、耐火物粒子で構
成される粒度構成がギヤツプ化し最密充填配合と
ならず逆に高密度化しなくなるなどのため最大25
％望ましくは10％程度以下とすることである。 さらに本発明の好ましい態様は、ZrB2粒子と
してこの超微粉のほかに１mm以下のもの即ち１mm
〜5μの中粒乃至微粒のものを所定量配合するこ
とであり、具体的には耐火性粒子50〜70％程度と
することである。 これは、超微粉とともにこの粒度のものが耐火
物粒子として構成される粒度構成が最密充填配合
になり成形嵩密度を向上させるとともに耐火性と
は重要なマトリツクスの焼結性が向上しその結果
高密化するなどのためである。 なお、このような微粉の一部及び超微粉の耐火
性粒子のほかはそのほとんどが主成分としての骨
材部を構成するものとなるべく調整されることが
必要でその粒径の最大は20mm程度多くは５mm程度
以下がよい。耐火性粒子全体の望ましい粒度配合
は粗粒として4.76〜1.00mmのものを35〜45％、中
粒として1.00〜0.1mmのものを25〜35％、微粒と
して0.1mm以下のものを40〜20％程度（そのうち
5μ以下のものが１〜25％）とすることである。 次に本発明の定形耐火物として必須の結合材と
しては、ZrB2粒子などの耐火粒子の粒度配合を
調整することにより幅広くよく知られているもの
の使用が可能であることが見い出されたのは驚く
べきことであつた。 具体的には、一般のレゾールもしくはノボラツ
クのフエノール樹脂などの樹脂類、ピツチ、ター
ル等の含炭素質、エチルシリケートなどの有機質
からリン酸塩、水ガラスなど無機質のものまで任
意のものが使用できるが鉄鋼用として使用される
場所や部材によつて使い分ける必要がある。 本発明でこれらの耐火性粒子と結合材の割合
は、前者90〜99％に対し後者10〜１％であり、望
ましくは前者93〜98％、後者７〜２％とすること
である。 結合材の１〜10％は、ZrB2含有定形耐火物と
して不焼成、焼成のいずれにおいても、必要な乾
燥（常温）強度を保持する上で必要なためであ
る。 本発明は基本的に以上の如き構成からなるもの
で成形され乾燥したものをそのまま使用したり又
はこれを還元性、中性雰囲気で焼成して使用する
事も可能であるがこれらの機能をより有効に発揮
せしめるに適切な添加材も見い出されておりそれ
らは酸化防止材である。 まず酸化防止材は本発明耐火物をその用途とし
て大気を触れないような部分例えば真空精練炉の
打張り、雰囲気炉のルツボ材などに用いる時には
必要ないが一般に多くの用途においては有用であ
る。 さらに、本発明の望ましい態様である微粉又は
超微粉としてZrB2粒子を使用するときにはより
有効である。 酸化防止材としては種々のものが使用しうる
が、耐火物施工後使用時にSiO2質として、自己
施釉、（高温時に耐火物よりガラス質がにじみ出
し耐火物をコーテイングする事）可能なものが
ZrB2含有複合耐火物の高温での酸化防止材に、
SiO2質のガラスがZrB2粒子をコーテイングする
事により酸化防止するためより有用であり、義大
敵にはSiO、SiO2、MoSi2、Siなど成分を少なく
とも含む粒径550μｍ以下のものがそれである。
Alなどの酸化親和力の強い金属粉末なども使用
できる。 これら酸化防止材の配合量は耐火物において外
掛け１〜10％が好ましい。この量的制限の理由は
１％以下ではZrB2粒子の耐酸化防止効果がなく
10％以上では耐火物として使用された場合耐食性
が低下したり、Al添加の場合には酸化物生成量
が多くなり従つて体積膨張が増加するため結合部
を弱体化し効果として耐食性が低下するためであ
る。 ［実施例］ 更に本発明を以下実施例により具体的に説明す
る。 第１表に示す如く各原料をアイリツヒミキサー
又は万能ミキサーで結合材を添加しながら混合し
混練物を得た。これを機械プレスにより100Kg／
cm2で成形し230×120×60mmの試料を得た。これを
熱風乾燥炉で200℃×2hr乾燥し乾燥物を得た。乾
燥強度は乾燥品の常温曲げ強度であり、熱間強度
は、Ar雰囲気中で20000℃×3hr焼成後1400℃で
の曲げ強度を示した。耐酸化性は乾燥品を1400℃
×５時間大気中で加熱し、断面を観察して表面酸
化層の厚み（mm）を示した。 耐食性、耐浸透性、耐付着性は高周波誘導炉で
円柱状に試料を配置し、溶鋼及びスラグ（CaO
40％、SiO2 20％、Al2O3 18％、MgO 18％、
Fe2O3 ４％、ｃ／ｓ＝２）を溶しながら４時間
の浸食試験を行ない、侵食量（mm）は最大侵食量
を浸透量（mm）は最大浸透深さを、耐付着性は目
視による良否を、○×で示した。比較例１、２、
３としてそれぞれMgO−Ｃ、Al2O3、ZrO2煉瓦
を示した。
【表】
【表】
［発明の効果］
以上の如く、本発明はZrB2含有耐火物で溶融
金属に対する優れた耐食性、耐浸透性、耐付着性
を有するものであり、特にZrB2の酸化防止機能
を有しているものは製鉄プロセスの溶銑結鋼や非
鉄金属の容器打張り材溶湯接触部材、窯炉用炉材
として巾広い用途に使用可能であり、その工業的
価値は多大である。
金属に対する優れた耐食性、耐浸透性、耐付着性
を有するものであり、特にZrB2の酸化防止機能
を有しているものは製鉄プロセスの溶銑結鋼や非
鉄金属の容器打張り材溶湯接触部材、窯炉用炉材
として巾広い用途に使用可能であり、その工業的
価値は多大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粒度調整された耐火性粒子90〜99重量％と結
合材10〜１重量％から本質的になり、耐火性粒子
全体の粒子配合が粒径4.76〜１mmのもの35〜45重
量％、１〜0.1mmのもの25〜35重量％および0.1mm
以下のもの40〜20重量％からなり、耐火性粒子の
１〜100重量％がZrB2質粒子であることを特徴と
するZrB2含有定形耐火物。 ２ 耐火性粒子の50〜100重量％がZrB2質である
特許請求の範囲第１項に記載の定形耐火物。 ３ 耐火性粒子は、粒径5μ以下の超微粉を耐火
性粒子中重量％で１〜25重量％含む不焼成のまま
使用される特許請求の範囲第１項または第２項に
記載の定形耐火物。 ４ 超微粉がZrB2質である特許請求の範囲第３
項に記載の定形耐火物。 ５ 酸化防止材を外掛けで１〜10重量％含有せし
めてなる特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１
つに記載の定形耐火物。 ６ 酸化防止材がSiC、SiO2、MoSi2、Siから選
ばれたものである特許請求の範囲第５項に記載の
定形耐火物。 ７ ZrB2質耐火性粒子が電融して合成された塊
を破砕して得られたものである特許請求の範囲第
１〜６項のいずれか１つに記載の定形耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61276757A JPS63134575A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | ２ホウ化ジルコニウム含有定形耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61276757A JPS63134575A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | ２ホウ化ジルコニウム含有定形耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63134575A JPS63134575A (ja) | 1988-06-07 |
| JPH0557231B2 true JPH0557231B2 (ja) | 1993-08-23 |
Family
ID=17573920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61276757A Granted JPS63134575A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | ２ホウ化ジルコニウム含有定形耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63134575A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5142650A (en) * | 1989-11-14 | 1992-08-25 | Asahi Glass Company Ltd. | Bottom electrode for a direct current arc furnace |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130213A (ja) * | 1975-05-12 | 1976-03-15 | Suwa Seikosha Kk | |
| JPS6021889A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-04 | 旭硝子株式会社 | ノズル耐火物 |
| JPS61261271A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-19 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融金属用耐火物 |
-
1986
- 1986-11-21 JP JP61276757A patent/JPS63134575A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130213A (ja) * | 1975-05-12 | 1976-03-15 | Suwa Seikosha Kk | |
| JPS6021889A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-04 | 旭硝子株式会社 | ノズル耐火物 |
| JPS61261271A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-19 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融金属用耐火物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63134575A (ja) | 1988-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |