JPH0585805A - 炭素含有耐火物 - Google Patents

炭素含有耐火物

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JPH0585805A
JPH0585805A JP3274898A JP27489891A JPH0585805A JP H0585805 A JPH0585805 A JP H0585805A JP 3274898 A JP3274898 A JP 3274898A JP 27489891 A JP27489891 A JP 27489891A JP H0585805 A JPH0585805 A JP H0585805A
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Seiji Hanagiri
誠司 花桐
Koichi Nakano
耕一 中野
Tsuneo Kitai
恒雄 北井
Masahito Tanaka
雅人 田中
Akiyoshi Maekawa
明慶 前川
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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】 本発明は、耐酸化性に優れた炭素含有耐火物
に関するものであり、マグネシア−炭素質、あるいはア
ルミナ−炭化珪素−炭素質耐火物の耐酸化性向上を目的
として、Mg23あるいはMg23とBの混合物を0.
1〜10%添加することによって、従来の金属添加の効
果をはるかに上回る耐酸化性を発揮することが分った。 【効果】 Mg23の添加効果は、Mg23が分解し
て、B成分はB23となり、耐火物気孔中にガラス質皮
膜を形成すると同時に、Mg成分はMg蒸気として耐火
物内部を移動し、稼動面(溶鉄接触面)近傍で酸化さ
れ、MgOとなり、緻密層を形成することで、外気の酸
素を遮断し、カーボンの酸化を抑制することによる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐酸化性に優れた炭素
含有耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から溶銑・溶鋼用の内張り材とし
て、マグネシア−炭素質、アルミナ−炭素質、アルミナ
−炭化珪素−炭素質などの炭素含有耐火物が汎用されて
いる。炭素はスラグに濡れ難く、しかも耐熱衝撃性に優
れた性質を有しており、これにマグネシア、アルミナな
どの高融点の耐火材料と組合せることで、耐用性の高い
耐火物が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素含
有耐火物は炭素が酸化消失する欠点がある。炭素の酸化
によって脱炭層が形成されると、耐火物組織の強度劣化
あるいはスラグの浸潤を招き、耐用性が著しく低下す
る。炭素の酸化を防止する手段としては、Al、Al−
Mg合金などの金属粉の添加(特公昭60-2269号公報、特
開昭57-166362号公報)、B2O3の添加(特開昭57-5811号公
報)、ガラス粉の添加(特開平1-141872号公報)などの方
法が知られているが、充分な効果が得られていない。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、炭
素含有耐火物の耐酸化性を向上させるために研究を重ね
たところ、酸化防止剤として硼化マグネシウムまたは硼
化マグネシウムと硼素との混合物を添加すると良好な結
果が得られることを知り、本発明を完成するに至ったも
のである。本発明は、重量割合で炭素3〜40%、残部
が耐火性酸化物材料を主材とした配合物100%に対
し、硼化マグネシウムを0.1〜10%添加してなる炭
素含有耐火物である。また、前記の硼化マグネシウムに
代え、硼化マグネシウムと硼素の混合物をその合量で
0.1〜10%添加してなる炭素含有耐火物である。
【0005】硼素あるいは炭化硼素、硼化カルシウム、
硼化ジルコニウムなどの硼化物を炭素含有耐火物の酸化
防止剤として添加することは既に知られている。しか
し、本発明で使用する硼化マグネシウムは、これらの硼
素あるいは硼化物に比べて格段に優れた耐酸化性を示
す。また、硼化マグネシウムは従来使用されている硼素
あるいは硼化物のように耐食性を低下させることもな
い。耐食性にも優れた効果をもつ。その理由は次の作用
によるものと推定される。すなわち、耐火物使用中の高
温下で硼化マグネシウムがB成分とMg成分に分解す
る。このうち、B成分が酸化によってB23となる。B
23はマトリックス中で溶融し、耐火物組織の気孔中に
ガラス質皮膜を形成して、炭素成分を外気と遮断するこ
とで酸化が抑制される。一方、Mg成分は蒸気として耐
火物組織の内部を移動し、稼働面近傍や気孔中で酸化さ
れてMgOとなり、緻密層を形成し、耐食性の低下がな
い。
【0006】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、すべて重量割合であ
る。本発明で使用される炭素の具体的な種類は、りん状
黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、ピッチコークス、無煙炭、
カーボンブラック、ピッチなどから選ばれる一種または
二種以上である。その割合は、3%未満では炭素が持つ
耐食性および耐スポール性の効果が不充分となる。40%
を超えると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、好ましくは0.5mm以下である。
【0007】耐火性酸化物材料としては、マグネシア
質、アルミナ質、シリカ質、カルシア質、ジルコニア
質、クロム質、スピネル質、アルミナ−シリカ質、ドロ
マイト質、ジルコン質等の一種又は二種以上を主材とす
る。粒度は密充填が得られるように粗粒、中粒、微粒に
調整する。
【0008】硼化マグネシウムの具体的な化学組成はM
23、MgB2、MgB4が知られいる。いずれを使用
しても同様の効果が得られるが、生産性の面で入手しや
すいMg23が好ましい。粒度は特に限定するものでは
ないが、耐酸化性および耐食性を効率良く発現するには
微粉が望ましく、例えば0.5mm以下とする。その添加割
合は、0.1%未満では硼化マグネシウムがもつ前記効
果が得られず、10%を超えるとB23成分の生成量が
多くなり過ぎるためか耐食性が低下する。硼化マグネシ
ウムと硼素の混合物を使用する場合は、この混合物中に
占める硼化マグネシウムの割合を3%以上にすることが
好ましい。3%未満では、前述したMgO緻密層の形成
が不充分であるため、耐食性の低下を招く。
【0009】本発明は、以上の配合物および添加物の使
用を必須要件とするが、これ以外にも本発明の効果を損
なわない範囲内において、従来の炭素含有耐火物におい
て知られている添加物を併用してもよい。例えばAl、
Si、Mg、Caなどの金属粉またはその合金粉、B4
C、SiC、Si34、B23などの炭化物、窒化物ま
たは酸化物、金属ファイバー、セラミックファイバー、
カーボンファイバーなどのファイバー類、ガラス類など
の添加である。
【0010】本発明の炭素含有耐火物は不焼成耐火物、
焼成耐火物または不定形耐火物として製造される。不焼
成耐火物では、フェノール樹脂、ピッチ等の結合剤を添
加し、加圧成形後、必要により炭素が酸化しない温度
域、好ましくは100〜600℃で加熱処理する。焼成
品は加圧成形後、さらに900〜1500℃程度で還元
焼成する。また、不定形耐火物ではフェノール樹脂、ピ
ッチ等の有機結合剤あるいは珪酸ソーダ、燐酸ソーダ、
燐酸アルミニウム等の無機結合剤を添加した混練物とす
る。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例とその比較例を示す。
表1と表3は、不焼成耐火物の実施例および比較例であ
る。その製造は、表に示す配合物を混練後、フリクショ
ンプレスにて並型形状に成形し、さらに230℃×48
時間で加熱処理したものである。表2は焼成耐火物の実
施例および比較例であり、前記の不焼成耐火物と同様に
混練、成形した後、コークスブリーズ中に埋設し、10
00℃×10時間で還元焼成したものである。
【0012】各表には同時に試験結果を示すが、その試
験方法は次のとおりである。 耐酸化性;50×50×50mmの寸法に切り出した試片
を、電気炉中で1400℃×6時間加熱後、切断し、そ
の酸化で生じた脱炭層の厚さを計測した。 耐食性;回転侵食法により、溶損寸法を測定した。回転
侵食において、表1のマグネシア−炭素質不焼成耐火物
と表2のマグネシア−炭素質焼成耐火物では、侵食剤に
転炉スラグを用い、1700℃×4時間侵食させた。表
3のアルミナ−炭素質不焼成耐火物では侵食剤に高炉ス
ラグを用い、1400℃×4時間侵食させた。
【0013】実機試験;表1と表3に示す不焼成耐火物
ついて試験した。表1のマグネシア−炭素質不焼成耐火
物は、350t転炉直胴部にライニングし、3000チ
ャージ使用後の損傷速度を測定した。表3のアルミナ−
炭素質不焼成耐火物では、600t混銑車のスラグライ
ンにライニングし、1200チャージ使用後の損傷速度
を測定した。各表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耐火物はいずれも耐酸化性に優れ、
しかも、耐食性の低下が認められない。その結果、実機
試験においても良好な結果が得られた。
【0014】
【表1A】
【0015】
【表1B】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3A】
【0018】
【表3B】
【0019】
【発明の効果】本発明の炭素含有耐火物は、以上のとお
り、耐酸化性に優れた効果を発揮する。炭素含有耐火物
の最大の欠点は酸化劣化であり、本発明はこの欠点を解
消したことにより、炭素含有耐火物が本来有している耐
食性、耐スポーリング性の効果をいかんなく発揮させる
ことができる。製鉄産業における各種の窯炉は、その操
業条件の過酷化に伴って炉材として炭素含有耐火物の使
用が多い。例えば、高炉、高炉樋、転炉、取鍋、混銑
車、連続鋳造装置などの殆どは炭素含有耐火物が使用さ
れている。こうした中、炭素含有耐火物の性能を向上さ
せる本発明がもつ価値はきわめて高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北井 恒雄 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミツク株式会社内 (72)発明者 田中 雅人 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミツク株式会社内 (72)発明者 前川 明慶 兵庫県高砂市荒井町新浜1−3−1 ハリ マセラミツク株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量割合で、炭素3〜40%、残部が耐
    火性酸化物材料を主材とした配合物100%に対し、硼
    化マグネシウムを0.1〜10%添加してなる炭素含有
    耐火物。
  2. 【請求項2】 重量割合で、炭素3〜40%、残部が耐
    火性酸化物材料を主材とした配合物100%に対し、硼
    化マグネシウムと硼素の混合物をその合量で0.1〜1
    0%添加してなる炭素含有耐火物。
JP3274898A 1991-09-27 1991-09-27 炭素含有耐火物 Expired - Fee Related JPH0777979B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08295555A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Kurosaki Refract Co Ltd 高耐用性マグネシア・カーボンれんが
KR100305610B1 (ko) * 1998-12-21 2001-10-17 신승근 저탄성 고내산화성 마그네시아-카본질 내화물
KR100305611B1 (ko) * 1998-12-21 2001-12-28 신승근 고내산화성불소성마그네시아-카본벽돌
KR100515188B1 (ko) * 2000-08-24 2005-09-16 주식회사 포스코 고기능성 지르코니아 탄소계 내화물

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