JPH06287057A - Carbon-containing refractory - Google Patents

Carbon-containing refractory

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Publication number
JPH06287057A
JPH06287057A JP5095111A JP9511193A JPH06287057A JP H06287057 A JPH06287057 A JP H06287057A JP 5095111 A JP5095111 A JP 5095111A JP 9511193 A JP9511193 A JP 9511193A JP H06287057 A JPH06287057 A JP H06287057A
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JP
Japan
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refractory
magnesia
spinel
resistance
alumina
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5095111A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsui
剛 松井
Hatsuo Taira
初雄 平
Atsushi Nakao
淳 中尾
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an inexpensive carbon-contg. refractory of prolonged working life, improved in resistance to corrosion, oxidation and mechanical impact and the suppression of joint wear, by incorporating a specified magnesia in a refractory stock comprising alumina, spinel, SiC and graphite. CONSTITUTION:(A) 100 pts.wt. of a refractory stock comprising (1) 30-60wt.% of fused alumina >=95% in purity, (2) 10-85wt.% of fused spinel >=95% in purity, (3) 2-10wt.% of a SiC (e.g. alpha-SiC) <=150mum in crystal grain diameter and >=90% in purity, and (4) 1-20wt.% of graphite (e.g. coke) >=90% in purity and <=500mum in particle diameter is incorporated with (B) 2-10 pts.wt. of fused magnesia >=95% in purity and <=74mum in particle diameter, (C) 2-10 pts.wt. of Al (alloy) and (D) 0.5-3 pts.wt. of glass powder <=150mum in particle diameter (e.g. phosphate glass). The resultant composition is then kneaded, molded, dried, and then cured, thus obtaining the objective carbon-contg. refractory.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属処理用容器、
特に溶銑予備処理炉等の内張り炭素含有耐火物に関する
ものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a container for treating molten metal,
In particular, it relates to a refractory material containing carbon, which is lined in a hot metal pretreatment furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミナ―炭化珪素―炭素質耐火物とモ
ルタルからなる溶融金属処理容器の内張り構造におい
て、隣接する耐火物間のモルタルが施工されている目地
部を中心にして、耐火物が蒲鉾型状に目地損耗する。
2. Description of the Related Art In a lining structure of a molten metal treatment container made of alumina-silicon carbide-carbonaceous refractory and mortar, the refractory is attached to the center of the joint where the mortar between adjacent refractories is applied. The joint is worn out in a pattern.

【0003】この目地損粍を抑制するために、金属,ガ
ラスの他に粒度0.2mm以下のも仰を10%以下含む
1mm以下のマグネシアを添加し、残存膨張を有するア
ルミナ―炭化珪素―炭素質耐火物が使用されている(特
開平3―65556号公報)。
In order to suppress the joint damage, in addition to metal and glass, magnesia having a grain size of 0.2 mm or less and a grain size of 1 mm or less containing 10% or less of elevation is added to have residual expansion alumina-silicon carbide-carbon. A high-quality refractory is used (Japanese Patent Laid-Open No. 3-65556).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶融金
属処理容器の内張り耐火物として使用されているアルミ
ナ―炭化珪素―炭素質耐火物をさらに高耐用化させるた
めには、耐食性の向上、目地損耗の抑制及び耐機械的衝
撃性の向上を図ることが必要不可欠である。
However, in order to further improve the durability of the alumina-silicon carbide-carbonaceous refractory used as the lining refractory of the molten metal processing container, it is necessary to improve the corrosion resistance and to prevent joint wear. It is essential to control and improve mechanical shock resistance.

【0005】耐火物の目地損耗を抑制するために、金
属、ガラス及びマグネシアの併用添加が行われているが
耐食性、耐機械的衝撃性の向上には至っていない。
Metal, glass and magnesia have been added in combination in order to suppress the joint wear of refractory material, but the corrosion resistance and mechanical impact resistance have not been improved yet.

【0006】本発明は、アルミナ―炭化珪素―炭素質耐
火物にスピネル、マグネシアを添加することにより耐食
性、目地損耗の抑制に極めて優れた炭素含有耐火物を提
供することおよびスピネル、マグネシア、金属、ガラス
を併用添加することにより耐食性、目地損耗の抑制、耐
酸化性及び耐機械的衝撃性に極めて優れた炭素含有耐火
物を提供することにある。
The present invention provides a carbon-containing refractory having excellent corrosion resistance and suppression of joint wear by adding spinel and magnesia to an alumina-silicon carbide-carbonaceous refractory, and spinel, magnesia, metal, It is to provide a carbon-containing refractory having excellent corrosion resistance, suppression of joint wear, oxidation resistance and mechanical shock resistance by adding glass together.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナ30
〜60wt%、スピネル10〜58wt%、炭化珪素2
〜10wt%および黒鉛10〜20wt%からなる耐火
原料100wt%に対して、粒度74μm以下のマグネ
シアを2〜10wt%添加したことを特徴とする炭素含
有耐火物である。
The present invention is directed to alumina 30
~ 60 wt%, spinel 10-58 wt%, silicon carbide 2
It is a carbon-containing refractory characterized by adding 2 to 10 wt% of magnesia having a particle size of 74 μm or less to 100 wt% of a refractory raw material composed of 10 to 10 wt% and graphite of 10 to 20 wt%.

【0008】さらに、本発明は、アルミナ30〜60w
t%、スピネル10〜58wt%、炭化珪素2〜10w
t%および黒鉛10〜20wt%からなる耐火原料10
0wt%に対して、粒度74μm以下のマグネシアを2
〜10wt%、AlまたはAl合金を2〜10wt%お
よびガラス粉末を0.5〜3wt%添加したことを特徴
とする炭素含有耐火物である。
Further, the present invention relates to alumina 30-60w.
t%, spinel 10 to 58 wt%, silicon carbide 2 to 10 w
refractory raw material 10 consisting of t% and graphite 10 to 20 wt%
2% magnesia with a particle size of 74 μm or less against 0 wt%
It is a carbon-containing refractory characterized by adding 10 to 10 wt%, 2 to 10 wt% of Al or Al alloy, and 0.5 to 3 wt% of glass powder.

【0009】アルミナの含有量を30〜60wt%とし
たのは、耐食性、目地損耗の抑制に優れるからである。
The content of alumina is set to 30 to 60 wt% because it is excellent in corrosion resistance and suppression of joint wear.

【0010】アルミナの含有量が30wt%未満では、
耐火原料中のアルミナ含有量が少なく、マグネシアとの
反応による体積膨張を伴うスピネル生成量が少なくな
り、その結果、発現される残存膨張が小さくなり、目地
損耗の抑制に劣るからである。
When the content of alumina is less than 30% by weight,
This is because the content of alumina in the refractory raw material is small, the amount of spinel produced accompanied by volume expansion due to the reaction with magnesia is small, and as a result, the residual expansion developed is small and the joint wear is poorly suppressed.

【0011】アルミナの含有量が60wt%を越える
と、耐火原料中のスピネル含有量が少なくなり、耐食性
に劣るからである。アルミナは、電融品、焼結品等が使
用可能であるが、純度が95%以上のものが望ましい。
If the content of alumina exceeds 60 wt%, the content of spinel in the refractory raw material will be small and the corrosion resistance will be poor. As the alumina, an electro-melted product, a sintered product or the like can be used, but one having a purity of 95% or more is desirable.

【0012】スピネルの含有量を10〜58wt%とし
たのは、耐食性、目地損耗の抑制に優れるからである。
The spinel content is set to 10 to 58 wt% because it is excellent in corrosion resistance and suppression of joint wear.

【0013】スピネルの含有量が10wt%未満では、
耐火原料中のスピネル含有量が少なくなり、耐食性に劣
るからである。
When the content of spinel is less than 10 wt%,
This is because the spinel content in the refractory raw material is small and the corrosion resistance is poor.

【0014】スピネルの含有量が58wt%を越える
と、耐火原料中のアルミナ含有量が少なく、マグネシア
との反応による体積膨張を伴うスピネル生成量が少なく
なり、その結果、発現される残存膨張が小さくなり、目
地損耗の抑制に劣るからである。
When the content of spinel exceeds 58 wt%, the content of alumina in the refractory raw material is small and the amount of spinel produced accompanied by volume expansion due to reaction with magnesia is small, resulting in small residual expansion. This is because the joint wear is poorly suppressed.

【0015】スピネルは、電融品、焼結品等が使用可能
であるが、純度が95%以上のものが望ましい。
As the spinel, an electromelted product, a sintered product or the like can be used, but it is preferable that the purity is 95% or more.

【0016】炭化珪素の含有量を2〜10wt%とした
のは、耐食性、耐酸化性に優れるからである。
The content of silicon carbide is set to 2 to 10 wt% because it is excellent in corrosion resistance and oxidation resistance.

【0017】炭化珪素が2wt%未満では、耐酸化性に
劣り、10wt%を越えると耐食性に劣るからである。
This is because if the silicon carbide content is less than 2 wt%, the oxidation resistance will be poor, and if it exceeds 10 wt%, the corrosion resistance will be poor.

【0018】炭化珪素は、α―SiCを使用し、純度が
90%以上で結晶粒径が150μm以下のものが望まし
い。
As the silicon carbide, it is desirable to use α-SiC and have a purity of 90% or more and a crystal grain size of 150 μm or less.

【0019】黒鉛の含有量を10〜20wt%としたの
は、耐スラグ浸潤性、耐熱衝撃性に優れるからである。
The graphite content is set to 10 to 20 wt% because it is excellent in slag infiltration resistance and thermal shock resistance.

【0020】黒鉛が10wt%未満では、耐スラグ浸潤
性、耐熱衝撃性に劣り、20wt%を越えると耐酸化性
に劣るためである。
This is because if the graphite content is less than 10 wt%, the slag infiltration resistance and thermal shock resistance are poor, and if it exceeds 20 wt%, the oxidation resistance is poor.

【0021】黒鉛は、天然または人造黒鉛、メシフェー
ズカーボン、コークス等を指し、純度は90%以上で粒
径が500μm以下のものが望ましい。
The graphite refers to natural or artificial graphite, messy phase carbon, coke, etc., and preferably has a purity of 90% or more and a particle size of 500 μm or less.

【0022】本発明に用いるマグネシアの粒度を74μ
m以下としたのは、アルミナとの反応性に優れることと
成形時の充填性に優れるからである。
The particle size of magnesia used in the present invention is 74 μm.
The reason for setting m or less is that the reactivity with alumina is excellent and the filling property at the time of molding is excellent.

【0023】マグネシアの粒度が74μmを越えると、
アルミナとの反応性に劣ることと成形時の充填性に劣る
からである。
When the particle size of magnesia exceeds 74 μm,
This is because the reactivity with alumina is poor and the filling property during molding is poor.

【0024】マグネシアの添加量を2〜10wt%とし
たのは、使用中にアルミナとの反応によるスピネル生成
時に伴う体積膨張により、適正な残存膨張が発現され、
目地損耗の抑制に優れるからである。
The amount of magnesia added is set to 2 to 10 wt% because the volume expansion accompanied by spinel formation due to the reaction with alumina during use causes an appropriate residual expansion.
This is because it is excellent in suppressing joint wear.

【0025】マグネシアの添加量が2wt%未満では、
体積膨張を伴うスピネル生成量が少なく、その結果、発
現される残存膨張が小さくなり、目地損耗の抑制に劣る
からである。
If the amount of magnesia added is less than 2 wt%,
This is because the amount of spinel that accompanies volume expansion is small, and as a result, the residual expansion that occurs is small and the control of joint wear is poor.

【0026】マグネシアの添加量が10wt%を越える
と、体積膨張を伴うスピネル生成量が多くなり、その桔
果、発現される残存膨張が大きくなり過ぎ、隣接する耐
火物同士のせりによる割れが生じることと耐熱衝撃性に
劣るからである。
When the amount of magnesia added exceeds 10 wt%, the amount of spinel produced accompanied by volume expansion increases, and as a result, the residual expansion that is manifested becomes too large and cracking occurs due to the shearing between adjacent refractories. This is because it is inferior in thermal shock resistance.

【0027】マグネシアは、電融品、焼結品等が使用可
能であるが、純度が95%以上のものが望ましい。
As magnesia, electro-melted products, sintered products and the like can be used, but those having a purity of 95% or more are desirable.

【0028】AlまたはAl合金の添加量を2〜10w
t%としたのは、耐酸化性、耐機械的衝撃性に優れるか
らである。
The amount of Al or Al alloy added is 2 to 10 w.
The reason for setting t% is that it is excellent in oxidation resistance and mechanical shock resistance.

【0029】添加量が2wt%未満では、耐酸化性、耐
機械的衝撃性に劣り、添加量が10wt%を越えると耐
熱衝撃性に劣るからである。
If the added amount is less than 2 wt%, the oxidation resistance and mechanical shock resistance are poor, and if the added amount exceeds 10 wt%, the thermal shock resistance is poor.

【0030】本発明に用いるガラス粉末とは、ホウケイ
酸ガラス、燐酸ガラス、Li2O含有ガラス等を指し、
粒径が150μm以下のものが望ましい。
The glass powder used in the present invention refers to borosilicate glass, phosphate glass, Li 2 O-containing glass, etc.,
A particle size of 150 μm or less is desirable.

【0031】ガラス粉末の添加量を0.5〜3wt%と
したのは、耐酸化性、耐熱衝撃性に優れるからである。
The glass powder is added in an amount of 0.5 to 3 wt% because it is excellent in oxidation resistance and thermal shock resistance.

【0032】添加量が0.5wt%未満では、耐酸化
性、耐熱衝撃性に劣り、添加量が3wt%を越えると耐
食性に劣るからである。
If the added amount is less than 0.5 wt%, the oxidation resistance and thermal shock resistance are poor, and if the added amount exceeds 3 wt%, the corrosion resistance is poor.

【0033】[0033]

【作用】本発明におけるスピネル、マグネシアを添加し
た炭素含有耐火物は、以下の機構により耐食性の向上、
目地損耗の抑制をもたらす。
The carbon-containing refractory containing spinel and magnesia of the present invention has improved corrosion resistance due to the following mechanism.
Brings down joint wear.

【0034】アルミナ―炭化珪素―炭素質耐火物が内張
りされている溶融金属処理容器、特に溶銑予備処理炉等
では、脱珪、脱燐および脱硫処理が連続的に行われるよ
うになってきた。
In a molten metal treatment vessel lined with alumina-silicon carbide-carbonaceous refractory material, particularly in a hot metal pretreatment furnace, desiliconization, dephosphorization and desulfurization treatments have been carried out continuously.

【0035】これらの溶銑予備処理を連続的に行うと、
生成するスラグの塩基度は約1.0から約4.0と低塩
基度から高塩基度の広範囲に及ぶ。
When these hot metal pretreatments are continuously carried out,
The basicity of the generated slag ranges from about 1.0 to about 4.0 and ranges from low basicity to high basicity.

【0036】このような塩基度が広範囲に変化するスラ
グに対する耐食性は、アルミナよりもスピネルの方が優
れている。
Spinel is superior to alumina in corrosion resistance to such slag having a wide range of basicity.

【0037】マグネシアは、使用中に耐火原料中のアル
ミナと反応し、アルミナよりも耐食性に優れるスピネル
を生成する。
During use, magnesia reacts with the alumina in the refractory raw material to form spinel, which is more corrosion resistant than alumina.

【0038】このスピネル生成反応は、体積膨張を伴い
耐火物の組織を緻密化することにより、耐火物内部への
スラグ浸潤を抑制する。このような作用により、耐火物
の耐食性は大きく向上する。
This spinel formation reaction suppresses the infiltration of slag into the refractory by densifying the structure of the refractory with volume expansion. Due to such an action, the corrosion resistance of the refractory material is greatly improved.

【0039】また、アルミナ―炭化珪素―炭素質耐火物
とモルタルからなる溶融金属処理容器の内張り構造にお
いて、耐火物の目地損耗は、以下の機構により発生す
る。
Further, in the lining structure of the molten metal processing container made of alumina-silicon carbide-carbon refractory and mortar, the joint wear of the refractory occurs due to the following mechanism.

【0040】使用中において、隣接する耐火物間のモル
タルの先行溶損及び耐火物の加熱、冷却の繰り返しによ
る耐火物表面の収縮により耐火物とモルタルとの間に隙
間が生じる。
During use, a gap is formed between the refractory and the mortar due to the preceding erosion of the mortar between the adjacent refractories and the shrinkage of the refractory surface due to repeated heating and cooling of the refractory.

【0041】その結果、耐火物表面のコーナー部からス
ラグによるコロージョン、溶銑流によるエロージョン及
び酸化により損耗が生じ、耐火物が蒲鉾型状に目地損耗
を起こすことになる。
As a result, corrosion occurs due to corrosion from slag, erosion due to hot metal flow and oxidation from the corners of the refractory surface, and the refractory undergoes joint wear in the shape of a kamaboko.

【0042】しかし、マグネシアを添加することによ
り、使用中にアルミナとの反応によるスピネル生成時に
伴う体積膨張により、耐火物に残存膨張が発現される。
However, the addition of magnesia causes residual expansion in the refractory material due to volume expansion accompanying spinel formation due to reaction with alumina during use.

【0043】その結果、使用中に生じる耐火物とモルタ
ルとの隙間がなくなり、耐火物表面のコーナー部からの
損耗が抑制され、目地損耗が抑制されることになる。
As a result, the gap between the refractory material and the mortar generated during use is eliminated, the wear from the corner portion of the refractory material is suppressed, and the joint wear is also suppressed.

【0044】さらに、本発明の炭素含有耐火物は、添加
したAlまたはAl合金およびガラス粉末の以下の機構
により耐酸化性、耐機械的衝撃性の向上をもたらす。
Further, the carbon-containing refractory material of the present invention improves the oxidation resistance and mechanical impact resistance by the following mechanism of the added Al or Al alloy and glass powder.

【0045】ここでは、金属Alおよびホウケイ酸ガラ
スを例にとり説明する。金属Alは、600℃以上の温
度域では黒鉛よりも酸素親和力が高いために黒鉛よりも
容易に酸化されてAl23となり、黒鉛の酸化を防止す
る。
Here, metal Al and borosilicate glass will be described as an example. Since metal Al has a higher oxygen affinity than graphite in the temperature range of 600 ° C. or higher, it is more easily oxidized to graphite and becomes Al 2 O 3 to prevent graphite oxidation.

【0046】そして、Al23生成時の体積膨張により
耐火物組織中の気孔を塞ぐことにより、耐火物内部への
酸化性ガスの侵入を抑制し、耐酸化性を向上させる。
The pores in the refractory structure are closed by the volume expansion when Al 2 O 3 is formed, so that the inflow of the oxidizing gas into the refractory is suppressed and the oxidation resistance is improved.

【0047】また、耐火物内部では、炉の予熱あるいは
稼働時に、金属Alは反応してAl43およびAl23
を生成し、かつ生成時に体積膨張を伴う。
Inside the refractory, metal Al reacts with Al 4 C 3 and Al 2 O 3 during preheating or operation of the furnace.
Is generated and is accompanied by volume expansion at the time of generation.

【0048】この体積膨張によって、耐火物組織中の気
孔が塞がり組織が緻密化され、強度、弾性率が増加する
ことになり、耐機械的衝撃性の向上をもたらす。
Due to this volume expansion, the pores in the refractory structure are closed and the structure is densified, so that the strength and elastic modulus are increased, and the mechanical shock resistance is improved.

【0049】ホウケイ酸ガラスは、800℃以上の温度
域で軟化溶融し、炭素粒子をコーティングすることと耐
火物組織中の気孔を塞ぐことにより、耐酸化性を向上さ
せる。
Borosilicate glass is softened and melted in a temperature range of 800 ° C. or higher to coat carbon particles and close pores in the refractory structure, thereby improving oxidation resistance.

【0050】また、800℃以上の温度域で軟化溶融す
ることにより、温度変動に起因して耐火物に発生する熱
応力を緩和することによって、耐熱衝撃性の向上をもた
らす。
Further, by softening and melting in the temperature range of 800 ° C. or higher, the thermal stress generated in the refractory due to the temperature fluctuation is relaxed, thereby improving the thermal shock resistance.

【0051】[0051]

【実施例】以下、実施例に基づき本発明について説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.

【0052】[0052]

【実施例1】溶融金属処理容器の内張り耐火物として本
発明のスピネル、マグネシアを添加したAl23―Si
C―炭素系耐火物の実施例を第1表に示す。
Example 1 Al 2 O 3 --Si containing spinel and magnesia of the present invention as a refractory lining for a molten metal processing container
Table 1 shows examples of C-carbon refractories.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】第1表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℃×24h)、硬化処理(2
50℃×10h)を実施してAl23―SiC―炭素系
耐火物を得た。
An appropriate amount of liquid phenolic binder was added to each of the raw material compositions shown in Table 1, and kneading, vacuum friction molding, drying (90 ° C. × 24 h), and curing treatment (2
50 ° C. × 10 h) was carried out to obtain an Al 2 O 3 —SiC—carbon refractory.

【0055】ここで、アルミナは電融アルミナを使用
し、スピネルは電融スピネルを使用し、炭化珪素はα―
SiCを使用し、黒鉛は純度99%の天然黒鉛を使用
し、マグネシアは焼結マグネシアを使用した。
Here, alumina is electrofused alumina, spinel is electrofused spinel, and silicon carbide is α-.
SiC was used, graphite was 99% pure natural graphite, and magnesia was sintered magnesia.

【0056】第1表において、本実施例の粒度74μm
以下のマグネシアを使用したものを○として表示した。
In Table 1, the particle size of this embodiment is 74 μm.
The ones using the following magnesia are indicated as ◯.

【0057】得られたAl23―SiC―炭素系耐火物
について、嵩比重、見掛気孔率の測定、残存膨張性評価
試験、耐食性試験を実施した。
The obtained Al 2 O 3 --SiC-carbon refractory material was subjected to bulk specific gravity, apparent porosity measurement, residual expansion evaluation test, and corrosion resistance test.

【0058】ここで、残存膨張性評価試験は、Ar雰囲
気中1MPaの荷重下で、1400℃の温度で3時間加
熱することにより行った。残存膨張は、測定前後の線変
化率から評価した。
The residual expansivity evaluation test was carried out by heating in an Ar atmosphere under a load of 1 MPa at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours. The residual expansion was evaluated from the linear change rate before and after the measurement.

【0059】耐食性試験は、1600℃、3時間の高周
波内張り法で脱珪スラグ、脱燐スラグを15分毎に交互
に投入するすることにより行った。
The corrosion resistance test was conducted by alternately introducing desiliconization slag and dephosphorization slag by a high frequency lining method at 1600 ° C. for 3 hours every 15 minutes.

【0060】スラグの組成は、脱珪スラグがCaO/S
iO2=0.8、T.Fe=8%、脱燐スラグがCaO
/SiO2=3.1、CaF2=10%、T.Fe=5%
である。
The composition of the slag is that the desiliconized slag is CaO / S.
iO 2 = 0.8, T.I. Fe = 8%, dephosphorization slag is CaO
/ SiO 2 = 3.1, CaF 2 = 10%, T.I. Fe = 5%
Is.

【0061】耐食性指数は、侵食試験後の最大溶損部の
溶損量を測定し、スピネル、マグネシア未添加耐火物を
100として示した。耐食性は、耐食性指数の小さいも
のほど優れている。
The corrosion resistance index was determined by measuring the amount of erosion in the maximum erosion portion after the erosion test, and setting the refractories without addition of spinel and magnesia as 100. The smaller the corrosion resistance index, the better the corrosion resistance.

【0062】総合判定として、残存膨張が0.3%以上
で、かつ耐食性指数が60以下のものを○、残存膨張ま
たは耐食性指数のいずれかが前記基準を満たさないもの
を×とした。
As a comprehensive judgment, the case where the residual expansion was 0.3% or more and the corrosion resistance index was 60 or less was marked with ◯, and the case where either the residual expansion or the corrosion resistance index did not satisfy the above criteria was marked with x.

【0063】本発明のスピネル、マグネシアを添加した
Al23―SiC―炭素系耐火物は、第1表に示すよう
に、残存膨張に優れると共に優れた耐食性を示した。
As shown in Table 1, the Al 2 O 3 -SiC-carbon refractory material to which the spinel and magnesia of the present invention were added exhibited excellent residual expansion and excellent corrosion resistance.

【0064】一方、比較例5、8は、マグネシアの添加
量が適正量でないために、残存収縮を示し、残存膨張及
び耐食性に劣っていた。
On the other hand, Comparative Examples 5 and 8 showed residual shrinkage and were inferior in residual expansion and corrosion resistance because the amount of magnesia added was not an appropriate amount.

【0065】比較例6、7は残存膨張、耐食性のいずれ
か1つの特性に優れるが、残存膨張、耐食性の2つの特
性に優れるものではなかった。
Comparative Examples 6 and 7 were excellent in either one of the residual expansion and the corrosion resistance, but were not excellent in the two characteristics of the residual expansion and the corrosion resistance.

【0066】尚、第1表において比較例5、6の粒度7
4μm以下のマグネシアを使用したものを○、比較例7
の粒度74μm超のマグネシアを使用したものを○とし
て表示し、比較例8ではマグネシアを使用しなかった。
In Table 1, the grain sizes of Comparative Examples 5 and 7 are 7
Good using magnesia of 4 μm or less, Comparative Example 7
The magnesia having a particle size of more than 74 μm was marked as ◯, and magnesia was not used in Comparative Example 8.

【0067】[0067]

【実施例2】溶融金属処理容器の内張り耐火物として本
発明のスピネル、マグネシアを添加したAl23―Si
C―炭素系耐火物の実施例を第2表に示す。
[Example 2] Al 2 O 3 -Si containing spinel and magnesia of the present invention as a refractory lining for a molten metal processing container
Examples of C-carbon refractories are shown in Table 2.

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】[0069]

【表3】 [Table 3]

【0070】第2表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℃×24h)、硬化処理(2
50℃×10h)を実施してAl23―SiC―炭素系
耐火物を得た。
An appropriate amount of liquid phenolic binder was added to each raw material composition shown in Table 2, kneading, vacuum friction molding, drying (90 ° C. × 24 h), and curing treatment (2
50 ° C. × 10 h) was carried out to obtain an Al 2 O 3 —SiC—carbon refractory.

【0071】ここで、アルミナは電融アルミナを使用
し、スピネルは電融スピネルを使用し、炭化珪素はα―
SiCを使用し、黒鉛は純度99%の天然黒鉛を使用
し、マグネシアは焼結マグネシアを使用した。
Here, alumina is electrofused alumina, spinel is electrofused spinel, and silicon carbide is α-.
SiC was used, graphite was 99% pure natural graphite, and magnesia was sintered magnesia.

【0072】第2表において、本実施例の粒度74μm
以下のマグネシアを使用したものを○として表示した。
In Table 2, the particle size of this embodiment is 74 μm.
The ones using the following magnesia are indicated as ◯.

【0073】得られたAl23―SiC―炭素系耐火物
について、嵩比重、見掛気孔率の測定、実施例1と同一
条件で残存膨張性評価試験、耐食性試験を行い、さらに
耐機械的衝撃性試験、耐酸化性試験、耐熱衝撃性試験を
実施した。
With respect to the obtained Al 2 O 3 --SiC--carbon refractory, the bulk specific gravity and the apparent porosity were measured, the residual expansion evaluation test and the corrosion resistance test were conducted under the same conditions as in Example 1, and the mechanical resistance The impact test, the oxidation resistance test, and the thermal shock resistance test were performed.

【0074】ここで、耐機械的衝撃性試験は、室温およ
び熱間(1400℃)での曲げ強度を測定することによ
り行った。
Here, the mechanical impact resistance test was carried out by measuring the bending strength at room temperature and hot (1400 ° C.).

【0075】室温での曲げ強度は、得られたAl23
SiC―炭素系耐火物を1400℃の温度で還元焼成し
たものについて測定を行った。
The bending strength at room temperature was obtained by measuring the obtained Al 2 O 3
The SiC-carbon refractory was reduced and fired at a temperature of 1400 ° C. for measurement.

【0076】耐酸化性試験は、空気中1400℃の温度
で3時間焼成することにより行った。
The oxidation resistance test was carried out by firing in air at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours.

【0077】耐酸化性指数は、焼成後の脱炭層の厚みを
測定し、金属、ガラス未添加の耐火物を100として示
した。耐酸化性は、耐酸化性指数が小さいものほど優れ
ている。
For the oxidation resistance index, the thickness of the decarburized layer after firing was measured, and the refractory having no metal or glass added was set to 100. The smaller the oxidation resistance index, the better the oxidation resistance.

【0078】耐熱衝撃性試験は、1600℃の溶銑90
秒浸漬後、30秒水冷して、次いで10分空冷の繰り返
しを行って耐熱衝撃性を評価した。
The thermal shock resistance test was conducted by using hot metal 90 at 1600 ° C.
After the second immersion, the sample was cooled with water for 30 seconds and then repeatedly cooled with air for 10 minutes to evaluate the thermal shock resistance.

【0079】耐熱衝撃性の評価は、1回の熱衝撃試験で
耐火物に亀裂が生じたものを不良、2〜4回の繰り返し
熱衝撃試験で耐火物に亀裂が生じたものを良、4回の熱
衝撃試験で耐火物に亀裂が生じなかったものを優とし
た。
The thermal shock resistance was evaluated as follows: one in which a crack was formed in the refractory in one thermal shock test was bad, and one in which a crack was formed in the refractory in two to four repeated thermal shock tests was good. The case where the refractory did not crack in the thermal shock test was rated as excellent.

【0080】総合判定として、残存膨張が0.3%以
上、耐食性指数が60以下、耐機械的衝撃性が室温、1
400℃の曲げ強度共に150(kg/cm2)以上、
耐酸化性指数が60以下、耐熱衝撃性が優のものを○、
残存膨張、耐食性指数、耐機械的衝撃性、耐酸化性指数
または耐熱衝撃性のいずれか一つが前記基準を満たさな
いものを×とした。
As a comprehensive evaluation, the residual expansion was 0.3% or more, the corrosion resistance index was 60 or less, and the mechanical shock resistance was room temperature, 1
Bending strength at 400 ° C is 150 (kg / cm 2 ) or more,
Oxidation resistance index of 60 or less, excellent thermal shock resistance ○
The case where any one of the residual expansion, the corrosion resistance index, the mechanical shock resistance, the oxidation resistance index and the thermal shock resistance did not satisfy the above criteria was designated as x.

【0081】本発明のスピネル、マグネシア、金属、ガ
ラスを添加したAl23―SiC―炭素系耐火物は、第
2表に示すように、残存膨張に優れると共に優れた耐食
性、耐機械的衝撃性、耐酸化性、耐熱衝撃性を示した。
As shown in Table 2, the spinel, magnesia, metal and glass-added Al 2 O 3 --SiC-carbon refractory material of the present invention has excellent residual expansion and excellent corrosion resistance and mechanical shock resistance. It showed high resistance, oxidation resistance and thermal shock resistance.

【0082】一方、比較例15は、マグネシアの添加量
が少ないために残存収縮を示し、残存膨張に劣り、さら
に黒鉛、金属、ガラスの添加量が少ないために耐食性、
耐機械的衝撃性、耐酸化性、耐熱衝撃性に劣っていた。
On the other hand, Comparative Example 15 shows residual shrinkage due to a small addition amount of magnesia, is inferior in residual expansion, and has a low corrosion resistance due to a small addition amount of graphite, metal and glass.
It was inferior in mechanical shock resistance, oxidation resistance and thermal shock resistance.

【0083】比較例16はマグネシア、金属の添加量が
多いために、耐熱衝撃性にかなり劣っていた。
Comparative Example 16 was considerably inferior in thermal shock resistance because the amounts of magnesia and metal added were large.

【0084】比較例17は、添加するマグネシアの粒径
が74μmを越えているため、スピネル生成量が少な
く、残存膨張、耐食性に劣っていた。
In Comparative Example 17, since the particle size of magnesia to be added exceeds 74 μm, the amount of spinel produced was small, and the residual expansion and corrosion resistance were poor.

【0085】比較例18は、スピネル、マグネシア、金
属、ガラスが添加されていないため、残存膨張、耐食
性、耐酸化性、耐機械的衝撃性および耐熱衝撃性に劣っ
ていた。
Comparative Example 18 was inferior in residual expansion, corrosion resistance, oxidation resistance, mechanical shock resistance and thermal shock resistance because spinel, magnesia, metal and glass were not added.

【0086】尚、第2表において比較例15、16の粒
度74μm以下のマグネシアを使用したものを○、比較
例17の粒度74μm超のマグネシアを使用したものを
○として表示し、比較例18ではマグネシアを使用しな
かった。
In Table 2, those using magnesia having a particle size of 74 μm or less in Comparative Examples 15 and 16 are indicated as ◯, and those using magnesia having a particle size exceeding 74 μm in Comparative Example 17 are indicated as ◯, and in Comparative Example 18, No magnesia was used.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明によって、耐食性、目地損耗の抑
制、耐酸化性、耐機械的衝撃性が従来の金属添加、金
属、ガラス併用添加あるいは金属、ガラス、マグネシア
併用添加だけからなる炭素含有耐火物に対して飛躍的に
向上したことは、炉体寿命延長、炉材コスト削減につな
がり非常に有効である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the carbon-containing fire resistance having the conventional metal addition, metal / glass combination addition, or metal / glass / magnesia combination addition has the corrosion resistance, the suppression of joint wear, the oxidation resistance, and the mechanical shock resistance. The dramatic improvement of the product is extremely effective as it extends the life of the furnace body and reduces the cost of the furnace material.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年5月19日[Submission date] May 19, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】この目地損粍を抑制するために、金属,ガ
ラスの他に粒度0.2mm以下のもを10%以下含む
1mm以下のマグネシアを添加し、残存膨張を有するア
ルミナ―炭化珪素―炭素質耐火物が使用されている(特
開平3―65556号公報)。
[0003] In order to suppress this joint loss millimeter, metal, following the addition to the particle size 0.2mm glass also for the addition of 1mm or less magnesia containing 10% or less, alumina having a residual expansion - silicon carbide - carbon A high-quality refractory is used (Japanese Patent Laid-Open No. 3-65556).

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】マグネシアの添加量が10wt%を越える
と、体積膨張を伴うスピネル生成量が多くなり、その
果、発現される残存膨張が大きくなり過ぎ、隣接する耐
火物同士のせりによる割れが生じることと耐熱衝撃性に
劣るからである。
[0026] If the amount of magnesia is more than 10 wt%, becomes large spinel generation amount accompanied by volume expansion, its binding <br/> result, only expressed residual expansion is increased, parsley between the adjacent refractories The reason is that cracking due to cracking occurs and thermal shock resistance is poor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミナ30〜60wt%、スピネル1
0〜58wt%、炭化珪素2〜10wt%および黒鉛1
0〜20wt%からなる耐火原料100wt%に対し
て、粒度74μm以下のマグネシアを2〜10wt%添
加したことを特微とする炭素含有耐火物。
1. Alumina 30 to 60 wt%, spinel 1
0-58 wt%, silicon carbide 2-10 wt% and graphite 1
A carbon-containing refractory characterized by adding 2 to 10 wt% of magnesia having a particle size of 74 μm or less to 100 wt% of refractory raw material consisting of 0 to 20 wt%.
【請求項2】 アルミナ30〜60wt%、スピネル1
0〜58wt%、炭化珪素2〜10wt%および黒鉛1
0〜20wt%からなる耐火原料100wt%に対し
て、粒度74μm以下のマグネシアを2〜10wt%、
AlまたはAl合金を2〜10wt%およびガラス粉末
を0.5〜3wt%添加したことを特徴とする炭素含有
耐火物。
2. Alumina 30-60 wt%, spinel 1
0-58 wt%, silicon carbide 2-10 wt% and graphite 1
2 to 10 wt% of magnesia having a particle size of 74 μm or less with respect to 100 wt% of refractory raw material consisting of 0 to 20 wt%,
A carbon-containing refractory containing 2 to 10 wt% of Al or Al alloy and 0.5 to 3 wt% of glass powder.
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