JPH07108804B2 - 不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法 - Google Patents
不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法Info
- Publication number
- JPH07108804B2 JPH07108804B2 JP3069364A JP6936491A JPH07108804B2 JP H07108804 B2 JPH07108804 B2 JP H07108804B2 JP 3069364 A JP3069364 A JP 3069364A JP 6936491 A JP6936491 A JP 6936491A JP H07108804 B2 JPH07108804 B2 JP H07108804B2
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- carbon brick
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼炉の内張りとして
使用される不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法
に関するものである。
使用される不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】マグネシア−カーボン煉瓦は耐食性、耐
スポール性に優れることから、転炉をはじめとする種々
の製鋼炉の内張り材として広く用いられている。 しか
しながら、他の酸化物系炭素含有煉瓦を比較して熱応力
が高いため、稼動中にセリ割れ生じ、煉瓦が脱落する場
合がある。またカーボンの酸化によって稼動面近傍に脱
炭層が生じ、煉瓦の損傷が増大するという問題がある。
スポール性に優れることから、転炉をはじめとする種々
の製鋼炉の内張り材として広く用いられている。 しか
しながら、他の酸化物系炭素含有煉瓦を比較して熱応力
が高いため、稼動中にセリ割れ生じ、煉瓦が脱落する場
合がある。またカーボンの酸化によって稼動面近傍に脱
炭層が生じ、煉瓦の損傷が増大するという問題がある。
【0003】これらの問題点のうち、熱応力を低減する
ための有効な手段は全くないのが現状である。一方、カ
ーボンの酸化を防止する手段としては、Al,Al-M
g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)、ガラスの添加(特開昭1-141872号公報)などの方法
が知られている。
ための有効な手段は全くないのが現状である。一方、カ
ーボンの酸化を防止する手段としては、Al,Al-M
g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)、ガラスの添加(特開昭1-141872号公報)などの方法
が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属粉を添加
すると、その添加量が増すにつれて熱応力が上昇し、セ
リ割れが起こりやすくなる。また、B2O3やガラスを添
加すると、煉瓦のマトリックス中でB2O3またはガラス
がMgO成分と反応し、低融物を生成して耐食性が低下
するという欠点がある。
すると、その添加量が増すにつれて熱応力が上昇し、セ
リ割れが起こりやすくなる。また、B2O3やガラスを添
加すると、煉瓦のマトリックス中でB2O3またはガラス
がMgO成分と反応し、低融物を生成して耐食性が低下
するという欠点がある。
【0005】そこで本発明者らは、この問題を解決する
ために研究を重ねたところ、不焼成マグネシア−カーボ
ン煉瓦のバインダーとして、 ホウ酸または酸化ホウ素
を反応させたホウ素変性フェノール樹脂を使用すると良
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。
ために研究を重ねたところ、不焼成マグネシア−カーボ
ン煉瓦のバインダーとして、 ホウ酸または酸化ホウ素
を反応させたホウ素変性フェノール樹脂を使用すると良
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。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量割合でカ
ーボン3〜40%、残部マグネシアクリンカーを主材と
した配合物100%に対し、ノボラック型フェノール樹
脂にホウ酸または酸化ホウ素を変性させたホウ素変性ノ
ボラック型フェノール樹脂を添加し、混練後、成形する
ことを特徴とした不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製
造方法である。
ーボン3〜40%、残部マグネシアクリンカーを主材と
した配合物100%に対し、ノボラック型フェノール樹
脂にホウ酸または酸化ホウ素を変性させたホウ素変性ノ
ボラック型フェノール樹脂を添加し、混練後、成形する
ことを特徴とした不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製
造方法である。
【0007】本発明によれば、熱応力の上昇、熱間強度
の低下および耐食性の低下を伴なうことなく、耐酸化性
に優れた不焼成マグネシア−カーボン煉瓦を得ることが
できる。その理由は明確なものではないがつぎの作用に
よるものと推定される。すなわち、ホウ素変性ノボラッ
ク型フェノール樹脂からくるB成分が酸化されてB2O3
となるが、このB2O3成分は、添加物としてのB2O3粉
に比べて極めて微細であり、これが煉瓦のマトリックス
中に微細な状態で均一に分散することにより、耐酸化性
が向上する。このB2O3成分が微細なために、MgO成
分との反応による低融物の生成が少なく、熱間強度およ
び耐食性を低下させない。しかも、煉瓦の使用中にこの
微細なB2O3の部分溶融による熱応力の吸収で耐スポ−
ル性を向上させる。
の低下および耐食性の低下を伴なうことなく、耐酸化性
に優れた不焼成マグネシア−カーボン煉瓦を得ることが
できる。その理由は明確なものではないがつぎの作用に
よるものと推定される。すなわち、ホウ素変性ノボラッ
ク型フェノール樹脂からくるB成分が酸化されてB2O3
となるが、このB2O3成分は、添加物としてのB2O3粉
に比べて極めて微細であり、これが煉瓦のマトリックス
中に微細な状態で均一に分散することにより、耐酸化性
が向上する。このB2O3成分が微細なために、MgO成
分との反応による低融物の生成が少なく、熱間強度およ
び耐食性を低下させない。しかも、煉瓦の使用中にこの
微細なB2O3の部分溶融による熱応力の吸収で耐スポ−
ル性を向上させる。
【0008】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カーボンの具体的な種類は、天
然黒鉛、人造黒鉛、ピッチコークス、無鉛炭、カーボン
ブラックなどから選ばれる1種又は2種以上が使用でき
る。その割合は、3%未満では耐食性および耐スポール
性が不充分となる。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、例えば
0.5mm以下とする。
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カーボンの具体的な種類は、天
然黒鉛、人造黒鉛、ピッチコークス、無鉛炭、カーボン
ブラックなどから選ばれる1種又は2種以上が使用でき
る。その割合は、3%未満では耐食性および耐スポール
性が不充分となる。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、例えば
0.5mm以下とする。
【0009】マグネシアクリンカーは、天然原料または
合成原料による焼結品、電融品のいずれも使用できる。
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。 骨材はこのマグネシアクリンカーを主材にす
るが、マグネシア−カーボン煉瓦の特性を失わない範囲
内において、前記マグネシアクリンカーの一部を、ドロ
マイトクリンカー、スピネルクリンカー、カルシアクリ
ンカー、ジルコン、ジルコニア他の耐火原料から選ばれ
る1種または2種以上で置き換えることができる。
合成原料による焼結品、電融品のいずれも使用できる。
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。 骨材はこのマグネシアクリンカーを主材にす
るが、マグネシア−カーボン煉瓦の特性を失わない範囲
内において、前記マグネシアクリンカーの一部を、ドロ
マイトクリンカー、スピネルクリンカー、カルシアクリ
ンカー、ジルコン、ジルコニア他の耐火原料から選ばれ
る1種または2種以上で置き換えることができる。
【0010】本発明で結合剤に使用するホウ素変性ノボ
ラック型フェノール樹脂は、ホウ酸または酸化ホウ素を
変性させ、例えばつぎのようにして製造される。 ホウ酸フェニルエステルにアルデヒド類を反応させる
方法(特公昭37-8847号)。 フェノール類とホウ酸または酸化ホウ素を脱水下反応
させた後、アルデヒド類と反応させる方法(特公昭40-1
3073号、特公昭47-18867号、特公昭45-40071号)。 フェノール類とアルデヒド類を酸性触媒下において反
応させて得られたノボラック型フェノール樹脂に、ホウ
酸または酸化ホウ素を反応させる方法(特開昭63-156814
号公報)。
ラック型フェノール樹脂は、ホウ酸または酸化ホウ素を
変性させ、例えばつぎのようにして製造される。 ホウ酸フェニルエステルにアルデヒド類を反応させる
方法(特公昭37-8847号)。 フェノール類とホウ酸または酸化ホウ素を脱水下反応
させた後、アルデヒド類と反応させる方法(特公昭40-1
3073号、特公昭47-18867号、特公昭45-40071号)。 フェノール類とアルデヒド類を酸性触媒下において反
応させて得られたノボラック型フェノール樹脂に、ホウ
酸または酸化ホウ素を反応させる方法(特開昭63-156814
号公報)。
【0011】耐火原料配合物に対するホウ素変性フェノ
ール樹脂の添加量はとくに限定するものではないが、1
〜15%が望ましい。これは1%未満では成形体の強度
が低く、結合剤としての役割が得られず、15%を超え
ると、乾燥時の揮発分が多くなり煉瓦の気孔率が高くな
って耐食性が低下するためである。
ール樹脂の添加量はとくに限定するものではないが、1
〜15%が望ましい。これは1%未満では成形体の強度
が低く、結合剤としての役割が得られず、15%を超え
ると、乾燥時の揮発分が多くなり煉瓦の気孔率が高くな
って耐食性が低下するためである。
【0012】本発明は、以上の耐火原料および結合剤の
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、従来の不焼成マグネシア−
カーボン煉瓦の製造において知られている添加物あるい
は結合剤を併用してもよい。必要に応じ、例えばAl,
Si,Mgなどの金属粉またはその合金粉、S4C,S
iC,Si3N4,B2O3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、ガラス類などを添
加することができる。
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、従来の不焼成マグネシア−
カーボン煉瓦の製造において知られている添加物あるい
は結合剤を併用してもよい。必要に応じ、例えばAl,
Si,Mgなどの金属粉またはその合金粉、S4C,S
iC,Si3N4,B2O3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、ガラス類などを添
加することができる。
【0013】煉瓦の成形手段は、 煉瓦の用途、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、
ラバープレスなどを用いて行う。煉瓦の使用初期におけ
る結合剤からの発煙と煉瓦組織の強度低下を防止するた
めに、成形後は、例えば110〜700℃で加熱処理し
ておくことが好ましい。
備などに合わせてフレクションプレス、オイルプレス、
ラバープレスなどを用いて行う。煉瓦の使用初期におけ
る結合剤からの発煙と煉瓦組織の強度低下を防止するた
めに、成形後は、例えば110〜700℃で加熱処理し
ておくことが好ましい。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例とその比較例を示す。
表1は、各例で使用したホウ素変性ノボラック型フェノ
ール樹脂の製法および特性である。表2は、実施例およ
び比較例で製造する煉瓦の配合組成と試験結果を示す。
各例はいずれも表2に示す配合物を混練し、フリクショ
ンプレスにて並形形状に成形後、230℃×24時間で
乾燥し、供試体を作成した。実機試験ではフリクション
プレスにて150×150×1200mmに成形後、23
0℃×48時間で加熱処理した。
表1は、各例で使用したホウ素変性ノボラック型フェノ
ール樹脂の製法および特性である。表2は、実施例およ
び比較例で製造する煉瓦の配合組成と試験結果を示す。
各例はいずれも表2に示す配合物を混練し、フリクショ
ンプレスにて並形形状に成形後、230℃×24時間で
乾燥し、供試体を作成した。実機試験ではフリクション
プレスにて150×150×1200mmに成形後、23
0℃×48時間で加熱処理した。
【0015】試験方法はつぎの方法によって行った。耐
スポーリング性;40×40×100mmの寸法に切り出
した供試体(1)を、図のようにその長さ方向を拘束し、
発熱体(2)よる加熱で常温から1500℃まで4℃/分
で昇温する間に発生する応力をロードセル(3)で測定し
た。スポーリングは熱応力が主因となって生じることが
知られている。したがって、前記試験で応力が大きいも
のが耐スポーリング性に劣る。耐酸化性;50×50×
50mmの寸法に切り出した供試体を 1700℃×6時
間、電気炉中で加熱後、切断し、その脱炭層の厚さを計
測した。耐食性;鋼片および転炉スラグを溶剤とした回
転侵食法により、1700℃×4時間侵食させた後、そ
の溶損寸法を測定した。熱間強度;20×30×160
mm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。実機試験;350t転炉の装入壁に内張りし、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。
スポーリング性;40×40×100mmの寸法に切り出
した供試体(1)を、図のようにその長さ方向を拘束し、
発熱体(2)よる加熱で常温から1500℃まで4℃/分
で昇温する間に発生する応力をロードセル(3)で測定し
た。スポーリングは熱応力が主因となって生じることが
知られている。したがって、前記試験で応力が大きいも
のが耐スポーリング性に劣る。耐酸化性;50×50×
50mmの寸法に切り出した供試体を 1700℃×6時
間、電気炉中で加熱後、切断し、その脱炭層の厚さを計
測した。耐食性;鋼片および転炉スラグを溶剤とした回
転侵食法により、1700℃×4時間侵食させた後、そ
の溶損寸法を測定した。熱間強度;20×30×160
mm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。実機試験;350t転炉の装入壁に内張りし、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。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2A】
【0018】
【表2B】
【0019】
【表2C】
【0020】
【表2D】
【0021】
【表2E】
【0022】
【表2F】
【0023】
【表2G】
【0024】
【表2H】
【0025】
【表2I】
【0026】
【表2J】 配合組成において、( )内の数値は外掛け添加である
ことを表す。迫り割れを防止するため、最大熱応力は2
10kg/cm2以下に抑制する必要がある。摩耗損傷
を軽減するため、曲げ強さ(at 1400℃)は180
kg/cm2以上が必要。実炉試験の結果では、0.3
5mm/ch以下が実使用の上で望ましい。
ことを表す。迫り割れを防止するため、最大熱応力は2
10kg/cm2以下に抑制する必要がある。摩耗損傷
を軽減するため、曲げ強さ(at 1400℃)は180
kg/cm2以上が必要。実炉試験の結果では、0.3
5mm/ch以下が実使用の上で望ましい。
【0027】表2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煉瓦は、いずれも耐食性および熱間
強度に劣ることなく耐酸化性および耐スポーリング性が
向上している。その結果、転炉の装入壁での実機試験お
いても優れた耐用性が得られた。これに対し、比較例1
〜4は通常のノボラック型フェノール樹脂を結合剤にし
た従来法に相当し、得られた煉瓦は耐酸化性および耐ス
ポーリング性に劣る。比較例5は金属粉の添加で耐酸化
性に優れる反面、耐スポーリング性に劣る。B2O3を添
加した比較例6およびホウ酸ガラスを添加した比較例7
は、いずれも耐食性に劣る。
例によって得られた煉瓦は、いずれも耐食性および熱間
強度に劣ることなく耐酸化性および耐スポーリング性が
向上している。その結果、転炉の装入壁での実機試験お
いても優れた耐用性が得られた。これに対し、比較例1
〜4は通常のノボラック型フェノール樹脂を結合剤にし
た従来法に相当し、得られた煉瓦は耐酸化性および耐ス
ポーリング性に劣る。比較例5は金属粉の添加で耐酸化
性に優れる反面、耐スポーリング性に劣る。B2O3を添
加した比較例6およびホウ酸ガラスを添加した比較例7
は、いずれも耐食性に劣る。
【0028】
【発明の効果】本発明によって製造された不焼成マグネ
シア−カーボン煉瓦は、セリ割れが皆無となり、しか
も、稼動面近傍の脱炭層の生成がきわめて少ない。その
結果、不焼成マグネシア−カーボン煉瓦が本来備えてい
る優れた耐食性がいかんなく発揮され、前記の実機試験
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。
シア−カーボン煉瓦は、セリ割れが皆無となり、しか
も、稼動面近傍の脱炭層の生成がきわめて少ない。その
結果、不焼成マグネシア−カーボン煉瓦が本来備えてい
る優れた耐食性がいかんなく発揮され、前記の実機試験
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。
【図1】耐スポーリング性測定装置の説明図
1 供試体 2 発熱体 3 ロードセル
───────────────────────────────────────────────────── 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1−3−1 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1−3−1 ハリ マセラミック株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】重量割合で、カーボン3〜40%、残部マ
グネシアクリンカーを主材とした配合物100%に対
し、ノボラック型フェノール樹脂にホウ酸または酸化ホ
ウ素を変性させたホウ素変性ノボラック型フェノール樹
脂を添加し、混練後、成形することを特徴とした不焼成
マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3069364A JPH07108804B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3069364A JPH07108804B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04280858A JPH04280858A (ja) | 1992-10-06 |
JPH07108804B2 true JPH07108804B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=13400431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3069364A Expired - Lifetime JPH07108804B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 不焼成マグネシア−カーボン煉瓦の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07108804B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111217614A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-02 | 海城利尔麦格西塔材料有限公司 | 一种轻质中包干式料及制备方法 |
CN111187060A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-05-22 | 海城利尔麦格西塔材料有限公司 | 一种采用废镁砖为原料的中包干式料及制备方法 |
JP7487509B2 (ja) * | 2020-03-25 | 2024-05-21 | 住友金属鉱山株式会社 | 有価金属を回収する方法及びマグネシア耐火物 |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3069364A patent/JPH07108804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04280858A (ja) | 1992-10-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960514 |